JP7205989B2 - バッテリパックおよびそれを備える移動体 - Google Patents

Description

本発明は、電動二輪車などの移動体に対して着脱可能なバッテリパックおよびそれを備える移動体に関する。

電動二輪車などの移動体には、バッテリユニットなどの電装品が搭載されている。電装品は、車体に生じた物理的負荷、例えば二輪車であれば立ちごけなどの軽微な転倒や上下動の揺れなどによって、故障には至っていないが何らかの損傷を被る可能性がある。このようなバッテリユニットなどの電装品の異常を未然にまたは早期に診断するシステムとして、特許文献１には、車体状態センサによって電動式乗り物の車体に生じた物理的負荷を検出し、検出した物理的負荷に基づいて、電装品の診断を行なう診断システムが開示されている。

特許第５６８１８１７号公報

ところで、バッテリユニットが電動二輪車などの移動体に対して着脱式である場合、移動体に取り付けられる前のバッテリユニットは単体で保管および搬送される。従って、バッテリユニットは、保管場所や搬送途中などで転倒したり人の手から落ちたりして、損傷を被る可能性がある。しかしながら、上述の診断システムは、車体に生じた物理的負荷を検出して、車体に搭載されたバッテリユニットなどの電装品の診断を行なうため、バッテリユニットが移動体に取り付けられる前に損傷を被ったか否かについては判断できないという問題がある。

そこで、本発明は、電動二輪車などの移動体に対して着脱可能なバッテリパックであって、当該移動体に取り付けられる前のバッテリユニットの状態を診断することができるバッテリパックおよびそれを備える移動体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るバッテリパックは、移動体に対して着脱可能なバッテリパックであって、充電可能なバッテリユニットと、前記バッテリユニットに対して固定され、前記バッテリユニットの動きを検出する検出器と、記憶装置と、前記検出器が検出した動き情報を履歴として前記記憶装置に記録する処理装置と、前記記憶装置に記録された前記動き情報を外部に出力するインタフェースと、を備える。

上記の構成によれば、バッテリパックが検出器を備えるため、電動二輪車などの移動体に取り付けられる前（例えばバッテリパックを保管している間、搬送している間、バッテリパックが移動体から取り外されている間など）のバッテリパックの動きを検出できる。このため、記憶装置に記録された動き情報の履歴を用いて、移動体に取り付けられる前のバッテリユニットの状態を診断することが可能である。例えば、移動体に取り付けられる前に、バッテリユニットが外部から物理的負荷を受けて損傷を被った可能性があるか否かなどを診断することができる。

前記バッテリパックは、前記バッテリユニットの温度を検出する温度センサを備え、前記処理装置は、前記温度センサが検出した温度情報の履歴に基づき、前記バッテリユニットの状態を診断してもよい。この構成によれば、バッテリユニットの状態の診断精度が向上する。

また、本発明の一態様に係る移動体は、上記のバッテリパックと、前記バッテリパックの前記バッテリユニットを動力源または補助動力源として用いる推進用電動モータと、を備える。この構成によれば、バッテリパックを取り付けて移動体を走らせる前に、バッテリユニットの状態を診断できる。

前記移動体は、傾斜した状態で走行可能な乗物であり、前記移動体に対して前記バッテリパックが取り付けられた後に前記検出器が検出した動き情報に基づき、走行時における前記移動体の姿勢を推定する演算装置を備えてもよい。この構成によれば、移動体に対しバッテリパックが取り付けられた後は、検出器が検出した動き情報を、移動体の姿勢の推定に利用する。このため、走行時における移動体の姿勢を推定するための検出器を、移動体側に設ける必要がなくなる。従って、移動体のスペースレイアウトの自由度を広げるとともに、移動体の低コスト化を図ることができる。

上記の移動体において、前記演算装置または前記処理装置は、前記移動体に対して前記バッテリパックが取り付けられる前に前記検出器が検出した動き情報の履歴に基づき、前記バッテリユニットの状態を診断してもよい。この構成によれば、演算装置または処理装置が、バッテリパックが移動体に取り付けられる前のバッテリユニットの状態を診断するため、動き情報の履歴を解析する装置を別途用意しなくて済む。

上記の移動体は、前記演算装置または前記処理装置による前記バッテリユニットの状態についての診断結果を表示する表示装置を更に備えてもよい。この構成によれば、バッテリユニットの診断結果の確認を容易にすることができる。

上記の移動体は、前記記憶装置が前記インタフェースを介して前記演算装置と電気的に接続された状態で、前記バッテリパックが設置されるバッテリ設置部を更に備え、前記バッテリ設置部は、前記バッテリパックが前記バッテリ設置部に設置された状態において、前記検出器が前記移動体の左右方向中央に位置するように構成されてもよい。この構成によれば、演算装置による移動体の姿勢の推定精度を向上することができる。

上記の移動体は、前記検出器は、互いに直交する３軸のセンサ座標系に従う動きを検出し、前記記憶装置が前記インタフェースを介して前記演算装置と電気的に接続された状態で、前記バッテリパックが設置されるバッテリ設置部を備え、前記バッテリ設置部は、前記バッテリパックが前記バッテリ設置部に設置された状態において、前記センサ座標系の３軸が、それぞれ、前記移動体の前後方向、左右方向および上下方向に平行となるように構成されてもよい。この構成によれば、センサ座標系に従う検出器の検出値を、乗物の座標系に従う値としても利用することができる。このため、演算装置による動き情報の履歴に基づく移動体の姿勢の推定のための演算が容易になる。演算装置において検出器の検出値を移動体の姿勢の推定に利用しやすくなる。

本発明によれば、電動二輪車などの移動体に対して着脱可能なバッテリパックであって、当該移動体に取り付けられる前のバッテリユニットの状態を診断することができるバッテリパックおよびそれを備える移動体を提供することができる。

実施形態に係るバッテリパックを備える電動二輪車の右側面図である。 図１に示す電動二輪車の分解斜視図である。 図１に示す電動二輪車の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す電動二輪車の上面図である。 図１に示すバッテリパックの検出器で検出した情報の利用方法について説明するための図である。 変形例に係る電動二輪車の電気的構成を示すブロック図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図面を通じて同一または相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。また、以下の説明における方向の概念は、移動体の一例として示す電動二輪車に搭乗した運転者の見る方向を基準とする。車長方向は前後方向に対応し、車幅方向は左右方向に対応する。

図１は、実施形態に係る電動二輪車１の右側面図である。図２は、図１に示す電動二輪車１の分解斜視図である。図１および図２に示すように、電動二輪車１は、車体２とバッテリパック３とを備える。バッテリパック３は車体２に対して着脱可能に組み付けられる。バッテリパック３は車体２よりも小型である。具体的には、バッテリパック３の前後寸法、上下寸法および左右寸法は、車体２の前後寸法、上下寸法および左右寸法それぞれよりも小さい。

図１に示すように、車体２は、車体フレーム１１、車輪、および車輪に伝達される走行駆動力を発生する電気モータ１２を含む。本実施形態では、この車輪に、従動輪且つ操舵輪である１つの前輪１３と、駆動輪である１つの後輪１４とが含まれ、電気モータ１２により発生された走行駆動力は、動力伝達機構１５を介して後輪１４に伝達される。動力伝達機構１５には、電気モータ１２の回転を変速する変速機１５ａや、変速機１５ａから出力された回転動力を後輪１４の車軸に伝達する機構１５ｂ（例えば、チェーン伝動機構やベルト伝動機構など）が含まれる。電気モータ１２は変速機１５ａと共にモータユニットケース１６に収容されている。

車体フレーム１１には、ヘッドパイプ１７、メインフレーム１８、シートフレーム１９、およびサブフレーム２０が含まれる。ヘッドパイプ１７は、ステアリングシャフト２１を回転可能に支持する。ステアリングシャフト２１には、左右へ延びるバー型のハンドル２１ａが取り付けられている。本実施形態ではメインフレーム１８が、ヘッドパイプ１７から下方に延びてから屈曲して後方に延びる。シートフレーム１９は、運転者および同乗者を着座させるシート２２を支持している。本実施形態では一例として、モータユニットケース１６が車体フレーム１１の一部を構成し、メインフレーム１８が後端部でモータユニットケース１６の下前部に連結され、スイングアーム２３がモータユニットケース１６に揺動可能に支持され、シートフレーム１９がモータユニットケース１６の上部から後方へ延びる。

車体２は、表示装置２４と、インバータ２５と、車両制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２６とを含む。これらのうち、表示装置２４および車両制御装置２６は、制御ユニットとして一体的に構成されており、制御ユニットは、ハンドル２１ａの前側に配置され、ブラケット２１ｂを介してヘッドパイプ１７に支持されている。

表示装置２４は、走行速度、モータ回転数およびバッテリ残量などを表示する。インバータ２５は、バッテリパック３から放電された直流電力を交流電力に変換する。車両制御装置２６（本発明の「演算装置」に対応）は、インバータ２５のスイッチング動作を制御する。インバータ２５と車両制御装置２６とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信手段を用いて通信可能に接続される。電気モータ１２はインバータ２５からの交流電力を給電されて動作し、走行駆動力を発生する。車両制御装置２６は、例えば運転者により操作されるアクセル部材の操作量、電気モータ１２の回転数、バッテリユニット３１の状態といった運転者要求および車両状態に応じてインバータ２５を制御し、当該制御を通じて電気モータ１２の動作を制御し、運転者要求および車両状態に応じた走行制御を実行する。車体２は、このような走行制御の実現のため、運転者要求や車両状態を検出する複数のセンサを含む。ただし、車体２には加速度センサおよび角速度センサは設けられておらず、後述するように、電動二輪車１の加速度および角速度の検出については、バッテリパック３の加速度センサ３３および角速度センサ３４が使用される。

なお、本実施形態ではモータユニットケース１６が車体フレーム１１の一部を構成するが、モータユニットケース１６は車体フレーム１１と別体でもよい。例えば、メインフレーム１８、シートフレーム１９およびスイングアーム２３がピボットブラケットに連結され、モータユニットケース１６がピボットブラケットに支持されてもよい。本実施形態では、インバータ２５がシートフレーム１９に支持され、車両制御装置２６がヘッドパイプ１７に支持されるが、これらの支持構造および配置は変更可能である。また、表示装置２４および車両制御装置２６は、一体的に構成されていなくてもよく、別体でもよい。これらデバイス２４～２６は、バッテリパック３から分離して車体２を構成することができればどのように支持および配置されてもよい。

車体２は、前輪１３および後輪１４の間にバッテリパック３を収容する収容空間２ａ（本発明の「バッテリ設置部」に対応）を形成している。収容空間２ａには、バッテリパック３が、後述するバッテリ監視ユニット３６が車両制御装置２６と電気的に接続された状態で収容される。収容空間２ａは、バッテリパック３が収容空間２ａに収容された状態において、後述する加速度センサ３３および角速度センサ３４がそれぞれ車体２の左右方向中央に位置するように構成されている。収容空間２ａは、ヘッドパイプ１７の後方であってモータユニットケース１６の前方に形成される。本実施形態では、一例として、バッテリパック３がメインフレーム１８のうち車長方向に延在する部分上で支持される。

サブフレーム２０は、クロスフレーム２８を介して車幅方向に結合された左右アッパフレーム２７を有する。各アッパフレーム２７は、メインフレーム１８上で支持されたバッテリパック３の車幅外側で車長方向に延在し、収容空間２ａの車幅外縁を規定する。これによりサブフレーム２０でバッテリパック３を車幅方向において保護することができる。なお、サイドカウル（不図示）が、バッテリパック３の側面のうちサブフレーム２０よりも下側の部位を車幅外方から覆い、上カバー２９（図１参照）がバッテリパック３を上方から覆っており、バッテリパック３は、これらサイドカウルおよび上カバー２９によっても外界から保護される。図２に示すように、サブフレーム２０は、例えばボルトなどの締結具（図示せず）を用いて車体フレーム１１の残余部に対して取外し可能に連結される。

バッテリパック３は、ケース３０およびバッテリユニット３１を含む。ケース３０は、バッテリユニット３１を収容するバッテリ収容部３０ａと、バッテリユニット３１とは異なる電装品を収容する電装品収容部３０ｂとを有する。電装品収容部３０ｂは、バッテリ収容部３０ａの上部に配置される。バッテリユニット３１は、直流電力を蓄えることができ、電気モータ１２の電源として用いられる。バッテリパック３は、バッテリユニット３１の充電のために用いられる充電コネクタ３２を有している。本実施形態では、一例として、充電コネクタ３２がバッテリ収容部３０ａの上部に配置され、電装品収容部３０ｂの後方に配置される。

図３は、図１に示す電動二輪車１の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、車体２は、前述した電気モータ１２、後輪１４、動力伝達機構１５、表示装置２４、インバータ２５および車両制御装置２６を有する。表示装置２４は、車両制御装置２６と通信可能に接続される。インバータ２５は、直流が流れる配線４１を介し、車体側給電コネクタ４２と機械的且つ電気的に接続される。一方のバッテリパック３のバッテリユニット３１は、例えば複数のバッテリセル（図示略）が直列に接続されて構成されたバッテリを有する。バッテリセルは、繰返し充放電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池である。バッテリユニット３１のバッテリは、配線４３を介してバッテリ側給電コネクタ４４に接続される。両コネクタ４２，４４を互いに機械的に接続することで、バッテリユニット３１のバッテリがインバータ２５と電気的に接続される。

バッテリユニット３１は、配線４５を介して充電コネクタ３２に接続される。充電コネクタ３２は、外部電源としての充電器６１のコネクタ６２と接続可能である。充電コネクタ３２が外部充電コネクタ６２に接続されると、充電器６１からの電力でバッテリユニット３１を充電することができる。

バッテリパック３は、加速度センサ３３、角速度センサ３４、温度センサ３５、およびバッテリ監視ユニット３６を含む。加速度センサ３３および角速度センサ３４は、バッテリユニット３１に対して直接またはケース３０を介して間接的に固定されており、バッテリユニット３１の動きを検出する。加速度センサ３３および角速度センサ３４は、それぞれ、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸のセンサ座標系に従う動きを検出する。加速度センサ３３のセンサ座標系の３軸と角速度センサ３４のセンサ座標系の３軸とは、それぞれ、互いに平行である。加速度センサ３３は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサである。また、角速度センサ３４は、互いに直交する３軸の各軸回りの角速度を検出する３軸角速度センサである。加速度センサ３３および角速度センサ３４は、別体でもよいし、いわゆる６軸センサ（Inertial Measure Unit）として一体的に構成されていてもよい。

図４に、電動二輪車１の上面図を示す。図１および４には、加速度センサ３３および角速度センサ３４のセンサ座標系が示されている。加速度センサ３３および角速度センサ３４は、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態において、車体２の左右方向中央に位置する。より詳しくは、加速度センサ３３および角速度センサ３４のセンサ座標系の原点Ｏは、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態において、車体２の左右方向中央に位置する。また、加速度センサ３３および角速度センサ３４は、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態において、車体２の前後方向におけるハンドル２１ａとシート２２の間に位置する。

また、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態において、加速度センサ３３のセンサ座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）は、それぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行となっており、角速度センサ３４のセンサ座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）は、それぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行となっている。逆にいえば、収容空間２ａは、センサ座標系の３軸がそれぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行となる状態でバッテリパック３を収容するように構成されている。なお、加速度センサ３３および角速度センサ３４はいずれも、本発明の「検出器」に対応する。温度センサ３５は、バッテリユニット３１に対して固定され、バッテリユニット３１のバッテリセルの温度を検出する。

図３に戻って、バッテリ監視ユニット３６は、加速度センサ３３、角速度センサ３４および温度センサ３５の各々に電気的に接続されている。バッテリ監視ユニット３６は、加速度センサ３３、角速度センサ３４および温度センサ３５で検知した情報に基づき、バッテリユニット３１の状態を監視する。

バッテリ監視ユニット３６は、処理装置５１と記憶装置５２とを備える。処理装置５１は、各種プログラムを記憶するメモリと、当該メモリに記憶されたプログラムを実行して演算するＣＰＵ（central processing unit：中央処理装置）とを有する。処理装置５１は、メモリに記憶された所定のプログラムを実行することにより、情報記録部５１ａおよび診断部５１ｂとして機能する。

情報記録部５１ａは、加速度センサ３３、角速度センサ３４および温度センサ３５が検出した検出情報を履歴として記憶装置５２に記録する。診断部５１ｂは、加速度センサ３３および角速度センサ３４が検出し、記憶装置５２に記録された動き情報に基づき、物理的負荷の観点からバッテリユニット３１の状態を診断する。診断部５１ｂによる記憶装置５２に記録された動き情報に基づく診断について、詳細は後述する。

また、診断部５１ｂは、温度センサ３５が検出し、記憶装置５２に記録された温度情報に基づき、熱的負荷の観点からバッテリユニット３１の状態を診断する。バッテリユニット３１が有するバッテリセルの各々の温度情報に基づきバッテリ３１のＳＯＣ（state of charge：充電状態）を推定したり、バッテリセル一つ一つに不具合が生じているか否かを判断したりする。

バッテリ監視ユニット３６は、電気モータ１２よりも低圧で駆動される電装品である。バッテリ監視ユニット３６は、バッテリユニット３１のバッテリを電源として動作する。本実施形態では、バッテリ監視ユニット３６は、配線４６および図示略の降圧回路を介してバッテリユニット３１のバッテリに接続されている。なお、バッテリユニット３１とバッテリ監視ユニット３６の間に降圧回路はなくてもよく、例えば、バッテリユニット３１とバッテリ監視ユニット３６とを、バッテリユニット３１が有する複数のバッテリセルのうちの一部からバッテリ監視ユニット３６に電力を供給するように配線で接続してもよい。

バッテリ監視ユニット３６は、車両制御装置２６と通信可能に接続される。具体的には、バッテリ監視ユニット３６はバッテリ側通信コネクタ４７（本発明の「インタフェース」に対応）と通信可能に接続されており、車両制御装置２６は車体側通信コネクタ４８と通信可能に接続されている。両コネクタ４７，４８が互いに機械的に電気的に接続されることで、バッテリ監視ユニット３６と車両制御装置２６との間で情報を双方向に伝送可能になる。バッテリ監視ユニット３６から車両制御装置２６には、診断部５１ｂによる診断結果が送られる。

車両制御装置２６は、受信した診断結果を表示装置２４に表示する。本実施形態では、表示装置２４に表示された診断結果から、バッテリパック３が車体２に取り付けられる前のバッテリユニット３１の状態を確認することが可能となっている。

具体的には、本実施形態のバッテリ監視ユニット３６の診断部５１ｂは、記憶装置５２に記録された動き情報の履歴に基づき、バッテリユニット３１が受けた衝撃力を算出する。診断部５１ｂは、算出した衝撃力が所定の閾値以上であった場合、バッテリユニット３１が損傷を被った可能性があると判定する。例えば、診断部５１ｂは、算出した衝撃力が所定の閾値以上であった場合、バッテリパック３が一定以上の高さから落とされたものと推定する。表示装置２４には、診断部５１ｂでの診断結果に基づき、「バッテリパックに落下履歴あり」、「バッテリ使用ＮＧ」、または「バッテリエラー」などが表示される。

このように、加速度センサ３３および角速度センサ３４で検出した動き情報は、物理的負荷の観点からのバッテリユニット３１の状態診断に利用される。本実施形態では、車体２にバッテリパック３を取り付けた後に加速度センサ３３および角速度センサ３４で検出した動き情報は、車両制御装置２６において、走行時における電動二輪車１の姿勢を推定するための情報としても利用される。これについて、図５を参照しながら説明する。

図５は、バッテリパック３の加速度センサ３３および角速度センサ３４で検出した情報の利用方法について説明するための図である。具体的に、図５には、電動二輪車１が組み立てられる段階から顧客に使用される段階までの流れが示される。バッテリパック３および車体２は、互いに独立して組み立てられ保管される。

車体２は車体組立場所で組み立てられ、組み立てられた車体２は、その車体２にバッテリパック３が搭載されないまま移動し、車体検査を車体検査場所で実施する。車体検査を合格した車体２は、出荷物としてバッテリパック３との組付けのために準備され、車体検査場所から搭載場所へと手押しまたは機械搬送されていく。

この車体２の生産および検査とは別の流れで、バッテリパック３がバッテリ組立場所で組み立てられ、組み立てられたバッテリパック３は、車体２に搭載されないまま移動し、バッテリ検査場所で品質検査される。バッテリ検査場所はバッテリ組立場所と同じ場所でもよい。品質検査では、バッテリパック３の主として電気的構成について検査される。品質検査を合格したバッテリパック３は、出荷物として車体２との組付けのために準備され、バッテリ検査場所から搭載場所へと搬送される。

準備され搬送された車体２は、車体２とは別個に準備され且つ搬送されたバッテリパック３と搭載場所で会する。電動二輪車１の顧客（購入者）に電動二輪車１を提供するに先立ち、搭載場所でバッテリパック３が車体２に搭載される。搭載場所は、車体２の組立場所および検査場所並びにバッテリパック３の組立場所および検査場所とは地理的に異なり、例えば完成車両としての電動二輪車１の小売店舗である。

このように、バッテリパック３は、品質検査が行われてから車体２に搭載されるまでの間に、検査場所から保管場所への搬送、保管場所から搭載場所への搬送を経る。この間に、バッテリパック３は、保管場所や搬送途中などで転倒したり人の手から落ちたりして、損傷を被る可能性がある。このため、搭載場所では、例えば小売業者が、バッテリパック３を車体２に搭載した後、表示装置２４に表示される診断部５１ｂによる診断結果を確認する。診断結果は上述したように、車体２に対してバッテリパック３が取り付けられる前に加速度センサ３３および角速度センサ３４が検出した動き情報の履歴に基づき得られたものである。この診断結果から、バッテリパック３が車体２に取り付けられる前に、すなわちバッテリパック３の搬送および保管中にバッテリユニット３１が損傷を被った可能性があるか否かが把握される。

バッテリユニット３１が損傷を被った可能性がある場合、例えば車体２には別のバッテリパック３が搭載され、その後、再度診断結果の確認を経てから、顧客に引き渡される。

図１～４に戻って、顧客に引き渡された後の電動二輪車１では、車両制御装置２６が、バッテリパック３の加速度センサ３３および角速度センサ３４で検出した動き情報に基づき、走行時における電動二輪車１の姿勢を推定する。

本実施形態では、加速度センサ３３および角速度センサ３４の各センサ座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）は、それぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行である。このため、加速度センサ３３で検出するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向の計測値は、それぞれ、そのまま電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向の加速度として使用可能となる。また、角速度センサ３４で検出するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向の計測値は、それぞれ、そのまま電動二輪車１における前後方向に延びる所定の軸回りの角速度、左右方向に延びる所定の軸回りの角速度、および上下方向に延びる所定の軸回りの角速度として使用可能となる。車両制御装置２６は、従来の鞍乗二輪車の車体に設けられる加速度センサや角速度センサの計測値と同様に、加速度センサ３３および角速度センサ３４の計測値を使用することができ、従来から知られる方法で走行時における電動二輪車１の姿勢を推定することができる。

以上に説明したように、本実施形態では、バッテリパック３が加速度センサ３３および角速度センサ３４を備えるため、電動二輪車１の車体２に取り付けられる前（例えばバッテリパック３を保管している間、搬送している間、バッテリパック３が車体２から取り外されている間など）のバッテリパック３の動きを検出できる。このため、バッテリ監視ユニット３６は、記憶装置５２に記録された動き情報の履歴に基づいて、車体２に取り付けられる前のバッテリユニット３１の状態を診断することができる。例えば、車体２に取り付けられる前に、バッテリユニット３１が外部から物理的負荷を受けて損傷を被った可能性があるか否かなどを診断することができる。

従って、本実施形態では、バッテリパック３を取り付けて電動二輪車１を走らせる前に、バッテリユニット３１の状態を診断できる。

また、本実施形態では、車体２に対しバッテリパック３が取り付けられた後は、加速度センサ３３および角速度センサ３４が検出した動き情報を、車体２の姿勢の推定に利用する。このため、走行時における車体２の姿勢を推定するための加速度センサ３３および角速度センサ３４を、車体２側に設ける必要がなくなる。従って、車体２のスペースレイアウトの自由度を広げるとともに、電動二輪車１の低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、バッテリ監視ユニット３６の処理装置５１が、バッテリパック３が車体２に取り付けられる前のバッテリユニット３１の状態を診断するため、動き情報の履歴を解析する装置を別途用意しなくて済む。

また、本実施形態では、電動二輪車１の表示装置２４にバッテリユニット３１の状態についての診断結果を表示するため、バッテリユニット３１の診断結果の確認を容易にすることができる。

また、本実施形態では、バッテリパック３が車体２の収容空間２ａに収容された状態において、加速度センサ３３および角速度センサ３４が車体２の左右方向中央に位置する。このため、車両制御装置２６による車体２の姿勢の推定精度を向上することができる。

また、本実施形態では、バッテリパック３が収容空間２ａに収容された状態において、センサ座標系の３軸が、それぞれ、車体２の前後方向、左右方向および上下方向に平行となるため、センサ座標系に従う加速度センサ３３および角速度センサ３４の検出値を、電動二輪車１の座標系に従う値としても利用することができる。このため、車両制御装置２６において、加速度センサ３３および角速度センサ３４の検出値を、車体２の姿勢の推定に利用しやすくなる。

（変形例）
図６は、上記実施形態の変形例に係る電動二輪車１ａの電気的構成を示すブロック図である。変形例に係る電動二輪車１では、上記実施形態と異なり、バッテリ監視ユニット３６ではなく、バッテリユニット３１に電力を供給する外部電源である充電装置７１にて、バッテリユニット３１の状態を診断する。また、変形例に係る電動二輪車１では、上記実施形態と異なり、充電装置７１が有する表示装置８２に診断結果が表示される。

上記実施形態の充電器６１と同様、充電装置７１は、そのコネクタ７２がバッテリパック３の充電コネクタ３２と接続されることにより、バッテリユニット３１に電力を供給し充電する。充電装置７１は、処理装置８１および表示装置８２を備える。

処理装置８１は、バッテリ監視ユニット３６と通信接続可能である。具体的には、バッテリ監視ユニット３６はバッテリ側通信コネクタ４９（本発明の「インタフェース」に対応）と通信可能に接続されており、処理装置８１は充電装置側通信コネクタ７３と通信可能に接続されている。両コネクタ４９，７３が互いに機械的に電気的に接続されることで、バッテリ監視ユニット３６と処理装置８１との間で情報を双方向に伝送可能になる。バッテリ監視ユニット３６から処理装置８１に、記憶装置５２に記憶された動き情報が送られる。

処理装置８１は、各種プログラムを記憶するメモリと、当該メモリに記憶されたプログラムを実行して演算するＣＰＵとを有し、メモリに記憶された所定のプログラムを実行することにより、診断部８１ａおよび表示制御部８１ｂとして機能する。診断部８１ａは、バッテリ監視ユニット３６から受信した動き情報に基づき、バッテリユニット３１の状態を診断する。表示制御部８１ｂは、診断部８１ａによる診断結果を表示するよう表示装置８２を制御する。

本変形例でも、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、本変形例では、充電装置７１が有する表示装置８２に診断結果が表示される。このため、充電の際に診断結果を確認することができる。また、バッテリパック３を車体２に搭載する前にバッテリユニットの３１の状態を確認することが可能である。

なお、本変形例では、充電装置７１でバッテリユニット３１の診断と診断結果の表示を行う態様が説明されたが、バッテリユニット３１の診断はバッテリ監視ユニット３６で行い、診断結果の表示のみ充電装置７１で行ってもよい。また、バッテリユニット３１の診断および診断結果の表示は、充電装置７１以外の外部装置（例えばパーソナルコンピュータなど）であってもよい。また、バッテリユニット３１の診断は、車両制御装置２６で行われてもよい。

バッテリ監視ユニット３６と車両制御装置２６の双方が診断部を備えてもよい。例えばバッテリパック３の診断部は、動き情報の履歴に基づき算出した衝撃力に所定の閾値を超えるものがあるか否かにより、車体２に搭載する前にバッテリパック３に落下があったか否かを推定し、車両制御装置２６の診断部は、バッテリパック３の診断部から取得した落下の有無についての推定結果に基づき、バッテリパック３の使用のＯＫ／ＮＧを判定してもよい。この場合、例えば、車両制御装置２６の診断部は、バッテリパックの診断部の診断結果（落下の有無）と、別の検査結果（例えば暗電流計測結果）とを総合的に判断して、バッテリパック３の使用のＯＫ／ＮＧを判定してもよい。

（その他の実施形態）
以上、実施形態について説明したが、上記構成は本発明の趣旨の範囲内で変更、削除および追加することができる。

例えば上記実施形態では、バッテリパック３は、加速度センサ３３および角速度センサ３４の双方を備えていたが、本発明のバッテリパックは、加速度センサ３３および角速度センサ３４の一方のみを本発明の検出器として備える構成であってもよい。例えば、バッテリパック３が本発明の検出器としての角速度センサ３４のみを備える場合、車体２が加速度センサ３３を備えていてもよい。また、検出器は、加速度センサや角速度センサに限らず、バッテリ単体時の状態の履歴を判断するための温度センサやバッテリの電圧センサでもよい。

また、上記実施形態では、バッテリパック３は、車体側給電コネクタ４２と接続可能なバッテリ側給電コネクタ４４と、充電器６１のコネクタ６２と接続可能な充電コネクタ３２の双方を備えていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明のバッテリパックにおいて、バッテリユニットからインバータへ給電するために接続されるコネクタとバッテリユニットへ充電器から充電するために接続されるコネクタは、共通の一つのコネクタであってもよい。この場合、バッテリパックにおける給電且つ充電用のコネクタには、車体搭載前に充電器のコネクタが接続され、車体搭載時にインバータにつながる車体側給電コネクタが接続される。

また、上記の変形例では、バッテリパック３を車体に取り付ける前にバッテリユニット３１の診断結果が確認できる態様が説明されたが、この他の方法でも、バッテリパック３を車体に取り付ける前に診断結果が把握することは可能である。例えばバッテリパック３は、診断結果を出力する出力装置を備えていてもよい。例えばバッテリパック３は、診断結果を表示する表示装置を備えていてもよい。例えばバッテリパック３は、診断結果に応じて点灯状態が変わる発光素子を備えていてもよい。

電気モータ１２およびバッテリユニット３１のバッテリの種類は上記実施形態に限定されない。電気モータ１２は交流モータでなく直流モータでもよい。バッテリには、リチウムイオン電池でなくともよく、例えばニッケル水素電池を用いてもよい。

上気実施形態では、本発明の移動体の一例として、電動二輪車が説明されたが、本発明の移動体は、これに限定されない。例えば、電動二輪車のほか、電動三輪車、電動ＡＴＶ（all terrain vehicle）などの鞍乗電動車両にも適用可能である。さらに言えば、本発明の移動体は、着脱式の本発明のバッテリパックと、バッテリパックのバッテリユニットを動力源または補助動力源として用いる推進用電動モータとを備える構成であればよい。本発明の移動体は、例えば、ユーティリティビークルでもよいし、無人で移動する無人ビークルであってもよいし、エンジンも動力源／発電源とするハイブリッド車（ＨＥＶ）であってもよい。ただし、電動二輪車のような傾斜した状態で走行可能な乗物では、走行時の乗物の姿勢、すなわち、走行時にどの程度傾斜した状態で走行しているかを推定することは特に重要である。このため、バッテリパックの検出器が検出した動き情報に基づき走行時の姿勢を推定する本発明の移動体を、傾斜した状態で走行可能な乗物に適用することは特に好ましい。

検出器である加速度センサ３３および角速度センサ３４の各センサ座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）は、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態において、それぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行となっていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、検出器の座標系の３軸のうちの一部または全部が、それぞれ電動二輪車１の前後方向、左右方向および上下方向に平行でなくてもよい。この場合でも、バッテリパック３が車体２に取り付けられた状態における検出器の座標系と電動二輪車１の乗物座標系（前後方向、左右方向および上下方向）の関係さえ分かれば、検出器の検出値を座標変換により乗物座標系に従う値に変更することにより、車体２の姿勢推定に利用可能である。

１ ：電動二輪車
２ ：車体
２ａ ：収容空間（バッテリ設置部）
３ ：バッテリパック
１２ ：電気モータ（推進用電動モータ）
２４ ：表示装置
２６ ：車両制御装置（演算装置）
３１ ：バッテリユニット
３２ ：加速度センサ（検出器）
３３ ：角速度センサ（検出器）
３４ ：温度センサ
３５ ：バッテリ監視ユニット
４７ ：バッテリ側通信コネクタ（インタフェース）
４９ ：バッテリ側通信コネクタ（インタフェース）
５１ ：処理装置
５２ ：記憶装置

Claims (9)

1. 車両制御装置を有する移動体の車体に対して着脱可能なバッテリパックであって、
   充電可能なバッテリユニットと、
   前記バッテリユニットに対して固定され、前記バッテリユニットの動きを検出する検出器と、
   記憶装置、および、前記検出器が検出した動き情報を履歴として前記記憶装置に記録する処理装置、を含むバッテリ監視ユニットと、
   前記バッテリ監視ユニットと前記車両制御装置とを通信可能に接続し、前記記憶装置に記録された前記動き情報を外部の前記車両制御装置に出力するインタフェースと、を備える、バッテリパック。
2. 前記検出器は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ、および、互いに直交する３軸の各軸回りの角速度を検出する３軸角速度センサである、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 請求項１または２に記載のバッテリパックと、
   前記バッテリパックの前記バッテリユニットを動力源または補助動力源として用いる推進用電動モータと、
   前記車体に設けられた、前記インタフェースと機械的に且つ電気的に接続される車体側通信コネクタと、を備える、移動体。
4. 前記移動体は、傾斜した状態で走行可能な乗物であり、
   前記車両制御装置は、前記移動体の前記車体に対して前記バッテリパックが取り付けられた後に前記検出器が検出した動き情報に基づき、走行時における前記移動体の前記車体の姿勢を推定する、請求項３に記載の移動体。
5. 前記車両制御装置または前記処理装置は、前記移動体の前記車体に対して前記バッテリパックが取り付けられる前に前記検出器が検出した動き情報の履歴に基づき、前記バッテリユニットの状態を診断する、請求項４に記載の移動体。
6. 前記車両制御装置または前記処理装置による前記バッテリユニットの状態についての診断結果を表示する表示装置を更に備える、請求項４または５に記載の移動体。
7. 前記表示装置は、走行速度、モータ回転数およびバッテリ残量を表示する、請求項６に記載の移動体。
8. 前記車両制御装置は、前記バッテリパックが前記車体に取り付けられた状態における前記検出器の座標系と前記移動体の乗物座標系の関係から、前記検出器の検出値を座標変換により前記乗物座標系に従う値に変更して、前記車体の姿勢の推定に利用する、請求項４～６のいずれか１項に記載の移動体。
9. 前記バッテリ監視ユニットと前記車両制御装置の双方が診断部を備え、
   前記バッテリ監視ユニットの診断部は、前記動き情報の履歴に基づき算出した衝撃力に所定の閾値を超えるものがあるか否かにより、前記車体に搭載する前に前記バッテリパックに落下があったか否かを推定し、
   前記車両制御装置の診断部は、前記バッテリ監視ユニットの診断部から取得した落下の有無についての推定結果に基づき、前記バッテリパックの使用を受け入れるか否かを判定する、請求項３～８のいずれか１項に記載の移動体。

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