JP7289062B2 - バッテリ管理システム及びバッテリ管理方法 - Google Patents

バッテリ管理システム及びバッテリ管理方法 Download PDF

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Description

本発明は、電動車両などのユーザがバッテリステーションでバッテリ装置を交換するバッテリ交換サービスにおいて、供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法に関するものである。
近年、排気ガスによる大気汚染や燃料コストの問題を解消する観点から、電動バイクなどの電動車両が注目されている。このような電動車両では、バッテリ装置の性能向上により航続距離が伸びているが、バッテリ装置の充電が支障となって、長時間の連続走行ができないという不便がある。
そこで、このような不便を解消するため、従来、電動車両に、着脱可能なバッテリ装置を搭載して、バッテリステーションにおいて、残量が少なくなったバッテリ装置と充電済みのバッテリ装置とを交換できるようにして、長時間の連続走行を実現するバッテリ交換サービスが知られている（特許文献１、２参照）。
特表２０１４－５２５２３１号公報 特開２０１７－９１４２６号公報
さて、バッテリ交換サービスを適切に運用するため、サーバ装置において、バッテリ交換装置でのバッテリ交換状況をリアルタイムで管理するようにするとよいが、ネットワークに何らかの障害が発生して、バッテリ交換装置がオフライン状態となり、バッテリ交換装置がサーバ装置と通信できなくなることがある。この場合、サーバ装置で、バッテリ交換装置でのバッテリ交換状況をリアルタイムで管理できないため、バッテリ交換を中止すると、ユーザの利便性が損なわれる。そこで、バッテリ交換装置がオフライン状態となった場合でも、バッテリ交換を継続することができる技術が望まれる。
しかしながら、従来の技術では、このようなバッテリ交換装置がオフライン状態になった場合の対応に関しては何ら配慮されておらず、バッテリ交換装置でバッテリ交換ができないために、電動車両の連続走行に支障が出てしまうという問題があった。
そこで、本発明は、ネットワークの障害などによりバッテリ交換装置がオフライン状態になった場合でも、バッテリ交換装置でのバッテリ交換サービスを継続することができるバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法を提供することを主な目的とする。
本発明のバッテリステーション管理システムは、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却されたバッテリ装置を収容して充電すると共に、返却されたバッテリ装置と交換で充電済みのバッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ装置の交換状況を管理するサーバ装置と、を有するバッテリ管理システムであって、前記サーバ装置は、貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報を前記バッテリ交換装置に送信し、前記バッテリ交換装置は、前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積する構成とする。
また、本発明のバッテリステーション管理方法は、サーバ装置において、バッテリ交換サービスで供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、前記サーバ装置が、貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報をバッテリ交換装置に送信し、前記バッテリ交換装置が、前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積する構成とする。
本発明によれば、サーバ装置との間の通信が不能になると、バッテリ交換装置が、通信が不能になる前にサーバ装置から受信していた貸出順序指示情報に基づいて、バッテリ装置の貸出を行う。これにより、ネットワークの障害などによりバッテリ交換装置がオフライン状態になった場合でも、バッテリ交換装置でのバッテリ交換サービスを継続することができる。
本実施形態に係るバッテリ共用システムの全体構成図 バッテリパック２、バッテリ交換器３および管理サーバ４の概略構成を示すブロック図 バッテリ交換時のシステムの動作状況を示す説明図 バッテリ交換時のシステムの動作手順を示すシーケンス図 オフライン状態になった複数のバッテリ交換器３でバッテリ交換が行われた場合のシステムの動作状況の一例を示す説明図 オフライン状態になった複数のバッテリ交換器３でバッテリ交換が行われた場合のシステムの動作状況の一例を示す説明図 オフライン状態になった複数のバッテリ交換器３でバッテリ交換が行われた場合のシステムの動作状況の一例を示す説明図 ユーザ端末５に表示されるステーション案内画面を示す説明図
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却されたバッテリ装置を収容して充電すると共に、返却されたバッテリ装置と交換で充電済みのバッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ装置の交換状況を管理するサーバ装置と、を有するバッテリ管理システムであって、前記サーバ装置は、貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報を前記バッテリ交換装置に送信し、前記バッテリ交換装置は、前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積する構成とする。
これによると、サーバ装置との間の通信が不能になると、バッテリ交換装置が、通信が不能になる前にサーバ装置から受信していた貸出順序指示情報に基づいて、バッテリ装置の貸出を行う。これにより、ネットワークの障害などによりバッテリ交換装置がオフライン状態になった場合でも、バッテリ交換装置でのバッテリ交換サービスを継続することができる。
また、第２の発明は、前記バッテリ交換装置は、前記サーバ装置との間の通信が復旧すると、前記交換情報を前記サーバ装置に送信する構成とする。
これによると、サーバ装置において、バッテリ交換装置でのバッテリ装置の交換状況を把握することができる。
また、第３の発明は、前記サーバ装置は、前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、バッテリ装置とその貸出先のユーザとを紐付ける管理情報を更新する構成とする。
これによると、サーバ装置において、バッテリ装置とその貸出先のユーザとを紐付ける管理情報を適切に更新することができる。
また、第４の発明は、サーバ装置において、バッテリ交換サービスで供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、前記サーバ装置が、貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報をバッテリ交換装置に送信し、前記バッテリ交換装置が、前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積する構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、ネットワークの障害などによりバッテリ交換器がオフライン状態になった場合でも、バッテリ交換器でのバッテリ交換サービスを継続することができる。
また、第５の発明は、前記バッテリ交換装置は、前記サーバ装置から受信した前記貸出順序指示情報を記憶する記憶部を更に有し、前記サーバ装置との通信が不能になると、前記記憶部に記憶される前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行う構成とする。
また、第６の発明は、前記貸出順序指示情報は、前記バッテリ装置の利用に関する方針に応じて設定される構成とする。
また、第７の発明は、前記バッテリ交換装置は、前記バッテリ装置の劣化状態を前記サーバ装置に送信するものであり、前記サーバ装置は、前記バッテリ装置から送信された前記劣化状態に基づいて前記貸出順序指示情報を設定する構成とする。
また、第８の発明は、前記サーバ装置は、劣化状態の度合いが高い順に前記貸出順序指示情報を設定する構成とする。
また、第９の発明は、前記サーバ装置は、前記バッテリ交換装置で前記バッテリ装置の交換が行われると、前記貸出順序指示情報を更新する構成とする。
また、第１０の発明は、前記サーバ装置は、前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、前記バッテリ装置とその貸出先のユーザとを紐付ける紐付け情報を更新する構成とする。
また、第１１の発明は、前記サーバ装置は、前記紐付け情報が、自装置に保持された紐付け情報と整合しない場合、対応するバッテリ装置に対して仮想のユーザを割り当てる構成とする。
また、第１２の発明は、前記サーバ装置は、複数の前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、前記仮想のユーザが特定のユーザであることが判明した場合、前記紐付け情報における前記仮想のユーザを前記特定のユーザに置き換える構成とする。
また、第１３の発明は、前記サーバ装置は、全ての前記バッテリ交換装置がオンライン状態であるにもかかわらず、前記紐付け情報が不正であることが判明すると、アラートを出力する構成とする。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るバッテリ共用システムの全体構成図である。
このバッテリ共用システムは、電動バイクなどの電動車両１に搭載するバッテリパック２（バッテリ装置）を複数のユーザで共用するサービスを提供するものであり、バッテリ交換器３（バッテリ交換装置）と、管理サーバ４（サーバ装置）と、ユーザ端末５（端末装置）と、管理端末６と、保守端末７と、を備えている。
バッテリ交換器３、管理サーバ４、ユーザ端末５、管理端末６、および保守端末７はインターネットなどのネットワークを介して接続されている。なお、バッテリ交換器３およびユーザ端末５は、移動体通信ネットワークや無線ＬＡＮなどの無線通信でネットワーク接続される。
電動車両１は、バッテリパック２を搭載し、バッテリパック２の電力により走行する。図１に示す例では、電動車両を電動バイクとしたが、４輪の自動車でもよい。また、車道走行が前提となっていないモビリティ装置である電動車椅子、電動カート、テーマパークやゴルフ場等での乗用カートであってもよい。
バッテリ交換器３は、ユーザから返却されたバッテリパック２を収容して充電すると共に、返却されたバッテリパック２と交換で充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出す。このバッテリ交換器３は、コンビニやガソリンスタンドなどの施設（店舗）に併設されたバッテリステーションに配置される。また、１箇所のバッテリステーションに複数のバッテリ交換器３が設置される。
管理サーバ４は、バッテリ交換器３でのバッテリパック２の交換状況を管理する。また、管理サーバ４は、バッテリ交換器３の状態（オンラインか否か）や、このバッテリ交換器３に収容されたバッテリパック２の状態（充電済みか否か）を監視して、バッテリ交換器３やバッテリパック２の状態情報を管理端末６や保守端末７に配信する。また、管理サーバ４は、バッテリステーションなどに関する情報をユーザ端末５に配信する。
ユーザ端末５は、スマートフォンやタブレット端末などであり、電動車両１のユーザが所持する。このユーザ端末５では、管理サーバ４から配信される画面、例えば、バッテリステーションの位置を案内する画面や、バッテリ交換の予約を行う画面を表示する。
管理端末６は、ユーザに接客する施設や管理センタなどに設置され、管理者が操作する。この管理端末６では、管理者がユーザ登録の操作を行う。また、管理者が管理サーバ４から配信される情報を閲覧する。
保守端末７は、メンテナンス業務を担当する専用の施設や、バッテリステーションが設けられた店舗などの施設に設置され、メンテナンス担当者が操作する。この保守端末７では、メンテナンス担当者が管理サーバ４から配信される情報を閲覧する。
なお、本実施形態では、電動車両に搭載されるバッテリパック２を例にして説明するが、バッテリパック２が搭載されるバッテリ搭載装置は電動車両に限定されず、例えば可搬型の給電装置などでもよい。
次に、バッテリパック２、バッテリ交換器３および管理サーバ４の概略構成について説明する。図２は、バッテリパック２、バッテリ交換器３および管理サーバ４の概略構成を示すブロック図である。
バッテリパック２は、セル２１と、センサ２２と、入出力部２３と、記憶部２４と、制御部２５と、を備えている。
センサ２２は、セル２１の電圧や電流や温度などを検出する。
入出力部２３は、バッテリ交換器３との間で情報の入出力を行い、例えば、シリアル番号やアラートや劣化情報などをバッテリ交換器３に出力する。
記憶部２４は、制御部２５を構成するプロセッサで実行されるプログラムを記憶する。また、記憶部２４は、シリアル番号（個体識別情報）などを記憶する。
制御部２５は、プロセッサで構成され、バッテリパック２の各部を制御する。例えば、センサ２２の検出結果に基づいてセルの異常や劣化状態を検知して、アラートや劣化情報を入出力部２３から出力する。
バッテリ交換器３は、センサ３１と、駆動部３２と、充電部３３と、通信部３４と、入出力部３５と、表示部３６と、記憶部３７と、制御部３８と、を備えている。
センサ３１は、例えば、人感センサで構成することができ、バッテリ交換に訪れた人物を検知する。
なお、バッテリ交換に訪れたユーザを識別するユーザ認証を行うようにしてもよい。この場合、カメラの撮影画像から顔認証によりユーザを識別するようにしてもよい。また、ユーザが所持するＲＦＩＤ（radio frequency identifier）のタグや、非接触型ＩＣカードや、ＮＦＣ（Near field communication）の機能を備えたユーザ端末５との間の通信で、ユーザを識別するようにしてもよい。また、カメラの撮影画像から、バッテリパック２に添付された２次元コードを読み取ることで、ユーザがバッテリパック２を返却しようとしていることを検知するようにしてもよい。
駆動部３２は、制御部３８からの指示に応じて、バッテリパック２の返却および貸出のタイミングで開閉扉の開閉機構を駆動し、また、返却されたバッテリパック２を格納すると共に、ユーザに貸し出すバッテリパック２を排出する格納排出機構を駆動する。特に、センサ３１がユーザを検知すると、バッテリ交換動作を開始し、開閉扉を開いてユーザにバッテリパック２を返却させる。
充電部３３は、スロット（トレイ）に保持されたバッテリパック２を充電する。
通信部３４は、ネットワークを介して管理サーバ４と通信を行う。
入出力部３５は、バッテリパック２との間で情報の入出力を行い、例えば、バッテリパック２のシリアル番号やアラートや劣化情報などがバッテリパック２から入力される。
表示部３６は、ユーザにバッテリパック２の交換を案内する案内画面を表示する。
記憶部３７は、制御部３８を構成するプロセッサで実行されるプログラムを記憶する。また、記憶部３７は、バッテリ交換サービスの対象となるバッテリパック２に関する供用中バッテリリストや、バッテリ交換器３で貸し出すバッテリパック２およびその貸し出しの順番を規定する貸出順序リストなどを記憶する。この供用中バッテリリストや貸出順序リストは管理サーバ４から受信する。
制御部３８は、プロセッサで構成され、バッテリ交換器３の各部を制御する。例えば、供用中バッテリリストに基づいて、返却されたバッテリパック２が正規品（バッテリ交換サービスの対象となるバッテリパック２）か否かを判定する。また、貸出順序リストに基づいて、貸し出すバッテリパック２を選定して、そのバッテリパック２を貸し出す動作を駆動部３２に行わせる。また、返却されたバッテリパック２および貸し出したバッテリパック２に関する返却貸出リスト（シリアル番号などを含む）を通信部３４から管理サーバ４に送信する。
管理サーバ４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、を備えている。
通信部４１は、ネットワークを介して、バッテリ交換器３、ユーザ端末５、管理端末６、および保守端末７と通信を行う。
記憶部４２は、制御部４３を構成するプロセッサで実行されるプログラムを記憶する。また、記憶部４２は、ユーザ登録情報や、バッテリ交換サービスの対象となるバッテリパック２に関する供用中バッテリリストや、バッテリ交換サービスの対象から除外するバッテリパック２に関する除外バッテリリストや、バッテリパック２とその貸出先のユーザとを紐付ける紐付け情報などの管理情報を記憶する。
制御部４３は、ユーザ管理部５１と、ステーション管理部５２と、バッテリ管理部５３と、ステーション情報提示部５４と、システム管理部５５と、通知管理部５６と、予約管理部５７と、を備えている。この制御部４３は、プロセッサで構成され、制御部４３の各部は、記憶部４２に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。
ユーザ管理部５１は、バッテリパック２を使用するユーザを管理する。例えば、管理者が、ユーザからの新規登録の申し込みを受け付けて、管理端末６を操作することで、ユーザの情報（ユーザＩＤ、氏名、住所、使用する電動車両の車種など）を登録する（ユーザ登録）。
ステーション管理部５２は、バッテリステーションおよびバッテリステーションに設置されたバッテリ交換器３を管理する。例えば、バッテリ交換器３でバッテリパック２の交換が行われると、バッテリ交換器３で貸し出すバッテリパック２およびその貸し出しの順番を規定する貸出順序リストを更新して、その貸出順序リストを通信部４１からバッテリ交換器３に送信する。
バッテリ管理部５３は、供用中のバッテリパック２を管理する。例えば、供用を開始する際に、バッテリパック２のシリアル番号を供用中バッテリリストに登録する（新規登録）。また、バッテリパック２とその貸出先のユーザとを紐付ける紐付け情報を管理する。具体的には、まず、ユーザ登録を行った後に最初に貸し出したバッテリパック２とユーザとを紐付ける紐付け情報を生成し、バッテリ交換器３でバッテリパック２の交換が行われると、その交換にかかるバッテリ交換器３から受信した返却貸出リストを用いて、紐付け情報を更新する。また、管理者が管理端末６で利用停止の操作を行うことで、管理端末６で入力されたシリアル番号を除外バッテリリストに登録する。
ステーション情報提示部５４は、バッテリステーションの情報をユーザに提示する。例えば、ユーザにバッテリステーションを案内するステーション案内画面を生成してユーザ端末５に配信して、ステーション案内画面をユーザ端末５に表示させる。このステーション案内画面では、バッテリステーションの位置と、バッテリステーションで交換可能なバッテリパック２の個数とを案内する。
システム管理部５５は、システムの状態を監視して、システムの状態を管理者やメンテナンス担当者に提示する。例えば、システムの状態を表示する管理画面を生成して管理端末６や保守端末７に配信して、管理画面を管理端末６や保守端末７に表示させる。これにより、管理者やメンテナンス担当者がシステムの状態を閲覧することができる。具体的には、各バッテリステーションに配置されたバッテリ交換器３の状態や、そのバッテリ交換器３に収容されたバッテリパック２の状態や、バッテリ交換器３で行われたバッテリ交換の状況などに関する情報を収集して（情報収集）、それらの状態情報を管理画面に表示する。また、システムの状態情報から検知された事項を、その緊急性の度合に応じて、エラー（異常）、アラート（警告）、および通常通知として管理画面に表示する。
通知管理部５６は、ユーザに対する通知（お知らせ）を管理する。具体的には、バッテリステーションの新設や閉鎖の案内や、バッテリステーションで実施される工事などのメンテナンス情報や、ネットワークの障害などによりバッテリステーションでのバッテリ交換の予約ができない旨の案内などをユーザ端末５に配信する。
予約管理部５７は、ユーザのバッテリ交換の予約を管理する。具体的には、ユーザがユーザ端末５で予約の操作を行うことで、バッテリ交換の予約を受け付ける。また、ユーザがユーザ端末５で予約のキャンセルの操作を行うことで、バッテリ交換の予約を取り消す。また、バッテリ交換の予約を受け付けた後に所定時間経過してもバッテリ交換が行われない場合には、バッテリ交換の予約を強制的に取り消す。
次に、バッテリ交換時のシステムの動作状況について説明する。図３は、バッテリ交換時のシステムの動作状況を示す説明図である。なお、図３では、説明の便宜上、バッテリパック２に３桁の番号を付与しているが、実際には例えば８桁のシリアル番号がバッテリパック２に付与される。
電動車両１には、１つまたは複数のバッテリパック２が搭載され、複数のバッテリパック２が搭載されている場合に、その複数のバッテリパック２を同時に交換する。
バッテリ交換器３は、複数のバッテリパック２を収容する。本実施形態では、バッテリパック２を１個ずつ保持するスロット（トレイ）を複数備えたターンテーブル６１（格納排出機構）が複数設けられている。図３に示す例では、４つのスロットを備えたターンテーブル６１が上下に２段設けられており、合計で８個のバッテリパック２を収容することができる。
このバッテリ交換器３では、返却されるバッテリパック２を各ターンテーブル６１に１個ずつ格納できるように、各ターンテーブル６１でスロットが１個ずつ空き状態としている。バッテリパック２を２個同時に交換する場合、２つのターンテーブル６１にバッテリパック２を１個ずつ返却して、２つのターンテーブル６１からバッテリパック２を１個ずつ貸し出す。これにより、例えば、電動車両１のバッテリパック２の搭載個数が２個である場合、バッテリ交換器３を２段構成とすることで、同時に２個のバッテリパック２の交換が可能になる。なお、１箇所のバッテリステーションに複数（例えば４台）のバッテリ交換器３を配置するようにしてもよい。これにより、例えば、電動車両１のバッテリパック２の搭載個数が４個である場合に、４個のバッテリパック２を同時に交換することができる。
なお、図３に示す例では、電動車両１のバッテリパック２の搭載個数を２個としたが、搭載個数が１個の場合や３個以上の場合もある。また、バッテリ交換器３にターンテーブル６１を用いた構成としたが、縦横に複数の充電池穴が設けられたロッカータイプの交換器であってもよい。さらには、水平方向あるいは垂直方向に複数のバッテリパックが配置される収納部からリフト機構等を用いてバッテリパックの格納と排出を行うような構成を採ることもできる。
バッテリ交換器３では、バッテリパック２の交換が行われると、返却貸出リスト（交換情報）を生成して管理サーバ４に送信する。この返却貸出リストには、返却されたバッテリパック２の番号と、貸し出したバッテリパック２の番号と、時刻（タイムスタンプ）とが記載されている。
管理サーバ４は、貸出中のバッテリパック２とその貸出先のユーザとを紐付ける紐付け情報を管理する。管理サーバ４は、バッテリ交換器３から返却貸出リストを受信すると、その返却貸出リストに基づいて紐付け情報を更新（紐付け処理）する。このような紐付け処理を行うことで、最初に貸し出したバッテリパック２にユーザ情報を登録するだけで、その後はユーザ情報が管理サーバ４側でバッテリパック２の返却貸出リストに基づいて、ユーザ情報が引き継がれて行くので、バッテリパック２の交換の度にユーザ認証などの面倒な操作を行う必要がなくなり、ユーザの負担を大幅に軽減することができる。
また、バッテリ交換器３では、定期的にスロット管理リストを更新して管理サーバ４に送信する。このスロット管理リストには、各スロットに装着されたバッテリパック２の充電状態および空き状態が記載されている。これにより、管理サーバ４は、バッテリ交換器３でのバッテリパック２の充電状態および空き状態を管理することができる。
ここで、ネットワークの障害などにより、バッテリ交換器３と管理サーバ４との通信が不能となり、バッテリ交換器３がオフライン状態になると、返却貸出リストを管理サーバ４に送信することができなくなる。これにより、管理サーバ４は、紐付け情報を更新することができない。このため、バッテリ交換器３においてバッテリパック２の貸出ができなくなる。
そこで、本実施形態では、管理サーバ４が、オンライン状態にあるときに、バッテリ交換器３において充電が完了したバッテリパック２を対象にして、そのバッテリ交換器３で貸し出すバッテリパック２を規定した貸出順序リスト（貸出指示情報）を生成してバッテリ交換器３に送信するようにしている。
バッテリ交換器３では、管理サーバ４から受信した貸出順序リストに基づいて、貸し出すバッテリパック２を選定して貸し出す。この貸出順序リストには、バッテリパック２を優先的に貸し出す順序が規定されており、最も優先順位が高いバッテリパック２を貸し出す。
バッテリ交換器３では、オフライン状態になっても、貸出順序リストに基づいて、バッテリパック２の貸出を継続する。また、通信が復旧してオンライン状態になると、返却貸出リストを管理サーバ４に送信する。管理サーバ４では、バッテリ交換器３から受信した返却貸出リストに基づいて紐付け情報を更新する。また、返却貸出リストに基づいて貸出順序リストを更新して、その貸出順序リストをバッテリ交換器３に送信する。
なお、通信が復旧する前に、貸出順序リストに記載されたバッテリパック２を全て貸し出すと、それ以降はバッテリパック２の貸出はできない。すなわち、オフライン状態になる直前に充電が完了したバッテリパック２が貸出対象になり、オフライン状態になった以降に充電が完了したバッテリパック２は貸し出さない。このため、通信の復旧が長時間遅れた場合には、バッテリパック２の貸出ができなくなるが、短時間で通信が復旧する場合が多いため、バッテリパック２の貸出に支障がでる可能性は低い。
また、バッテリ交換器３がオンライン状態である場合には、管理サーバ４では、バッテリ交換器３から受信した返却貸出リストに基づいて、バッテリ交換の度に、貸出順序リストを更新してバッテリ交換器３に送信するが、バッテリ交換器３がオフライン状態である場合には、返却貸出リストを送信できないため、管理サーバ４での貸出順序リストの更新はなく、バッテリ交換器３が、バッテリ交換の度に、バッテリパック２の貸し出し順位を繰り上げて、貸し出すバッテリパック２を選定する。
ところで、本実施形態では、貸出順序リストに基づいてバッテリパック２を貸し出すが、この貸出順序は、単純に充電が完了した順に設定するようにしてもよいが、バッテリパック２の利用に関する方針に応じて設定するようにしてもよい。例えば、バッテリパック２の劣化状態を管理サーバ４に送信して、劣化度合いが高い順に貸出順序を設定するようにしてもよい。これにより、劣化が進行したバッテリパック２の利用を促進することで、そのバッテリパック２を早期に回収して新品に交換することができる。
次に、バッテリ交換時のシステムの動作手順について説明する。図４は、バッテリ交換時のシステムの動作手順を示すシーケンス図である。
まず、管理サーバ４では、バッテリパック２の貸出順序を規定した貸出順序リストをバッテリ交換器３に送信する。
バッテリ交換器３では、ユーザがバッテリパック２を返却すると、供用中バッテリリストに基づいて、返却されたバッテリパック２が正規品（バッテリ交換サービスの対象となるバッテリパック２）か否かを確認する。なお、予め管理サーバ４からバッテリ交換器３に供用中バッテリリストが送信される。
次に、バッテリ交換器３では、管理サーバ４から受信した貸出順序リストに基づいて、貸し出すバッテリパック２を選定して、そのバッテリパック２をユーザに貸し出す。
次に、バッテリ交換器３では、返却貸出リストを管理サーバ４に送信する。この返却貸出リストには、返却されたバッテリパック２および貸し出したバッテリパック２の情報（シリアル番号など）などが含まれる。
管理サーバ４では、バッテリ交換器３から受信した返却貸出リストに基づいて、返却されたバッテリパック２のシリアル番号が未知のものか、あるいは、重複しているか否かにより、返却されたバッテリパック２が模造品の疑いがあるか否かを確認する。なお、模造品の疑いがある場合にはアラートを出力する。
次に、管理サーバ４では、返却されたバッテリパック２のシリアル番号を除外バッテリリストと照合して、利用を停止するバッテリパック２であるか否かを確認する。なお、シリアル番号が除外バッテリリストと一致する場合には、以降の貸出順序リストへの登録も除外し、アラートを出力するなどして回収を促すようにする。
次に、管理サーバ４では、バッテリパック２とその貸出先のユーザＩＤとの紐付け情報を確認する。具体的には、オンライン状態にあるときに返却されたバッテリパック２に対する紐付け情報が存在するか否かを判定する。また、バッテリパック２が複数返却された場合には、各バッテリパック２の紐付け情報が同じユーザＩＤに紐付いているか否かも判定する。
次に、管理サーバ４では、紐付け処理として、紐付け情報を更新する。この紐付け処理は、オンライン状態にあるときに返却されたバッテリパック２に紐付けられたユーザＩＤを、貸し出したバッテリパック２に割り当てることにより、紐付け情報を更新する。
次に、管理サーバ４では、貸出順序リストを更新する。このとき、バッテリ交換器３に収容されたバッテリパック２のうち、充電が完了しているバッテリパック２に、所定の規則に基づいて貸出順序を設定する。そして、貸出順序リストをバッテリ交換器３に送信する。
次に、オフライン状態になった複数のバッテリ交換器３でバッテリ交換が行われた場合のシステムの動作状況について説明する。図５、図６、図７は、オフライン状態になった複数のバッテリ交換器３でバッテリ交換が行われた場合のシステムの動作状況の一例を示す説明図である。なお、ここでは、説明の便宜上、電動車両１のバッテリパック２の搭載個数を１個としている。
図５（Ａ）に示すように、バッテリ交換前の初期状態では、第１ステーションのバッテリ交換器Ａと、第２ステーションのバッテリ交換器Ｂとがオフライン状態であり、第３ステーションのバッテリ交換器Ｃがオンライン状態である。ユーザＸの電動車両１は、番号５０１のバッテリパック２を搭載している。
ここで、図５（Ｂ）に示すように、第１ステーションにおいて、ユーザＸが、電動車両１に搭載された番号５０１のバッテリパック２をバッテリ交換器Ａに返却すると、バッテリ交換器Ａは、貸出順序リストに基づいて、番号１０１のバッテリパック２をユーザＸに貸し出す。このとき、バッテリ交換器Ａは、オフライン状態であるため、返却貸出リストを蓄積する。
次に、図６（Ａ）に示すように、第２ステーションにおいて、ユーザＸが、電動車両１に搭載された番号１０１のバッテリパック２をバッテリ交換器Ｂに返却すると、バッテリ交換器Ｂは、貸出順序リストに基づいて、番号１０２のバッテリパック２をユーザＸに貸し出す。このとき、バッテリ交換器Ｂは、オフライン状態であるため、返却貸出リストを蓄積する。
次に、図６（Ｂ）に示すように、第３ステーションにおいて、ユーザＸが、電動車両１に搭載された番号１０２のバッテリパック２を返却すると、バッテリ交換器Ｃは、貸出順序リストに基づいて、番号１０３のバッテリパック２をユーザＸに貸し出す。このとき、バッテリ交換器Ｃは、オンライン状態であるため、返却貸出リストを管理サーバ４に送信する。管理サーバ４では、バッテリ交換器Ｃから受信した返却貸出リストが、自装置に保持された紐付け情報と整合しないことから、交換に応じた紐付け先のユーザの置き換えができないため、返却貸出リストに記載の番号１０２、１０３のバッテリパック２に対して仮想のユーザＶを割り当てて、バッテリ交換器Ｃの返却貸出リストを蓄積する。この場合、オフライン状態にあるバッテリ交換器の存在が把握されている場合には、紐付け処理を保留にする。
次に、図７（Ａ）に示すように、第２ステーションのバッテリ交換器Ｂにおいて、管理サーバ４との間の通信が復旧してオンライン状態となると、バッテリ交換器Ｂは、自装置に蓄積された返却貸出リストを管理サーバ４に送信する。管理サーバ４では、バッテリ交換器Ｂから受信した返却貸出リストと、自装置に蓄積されたバッテリ交換器Ｃの返却貸出リストとが、自装置に保持された紐付け情報と整合しないことから、交換に応じた紐付け先のユーザの置き換えができないため、返却貸出リストに記載の番号１０１、１０２のバッテリパック２に対して仮想のユーザＶを割り当てて、バッテリ交換器Ｂの返却貸出リストも蓄積する。この場合、オフライン状態にあるバッテリ交換器の存在が把握されている場合には、紐付け処理を保留にする。
次に、図７（Ｂ）に示すように、第１ステーションのバッテリ交換器Ａにおいて、管理サーバ４との間の通信が復旧してオンライン状態となると、バッテリ交換器Ａは、自装置に蓄積された返却貸出リストを管理サーバ４に送信する。管理サーバ４では、バッテリ交換器Ａから受信した返却貸出リストと、自装置に蓄積されたバッテリ交換器Ｂの返却貸出リストおよびバッテリ交換器Ｃの返却貸出リストとが揃うことで、仮想のユーザＶがユーザＸであることが判明し、自装置に保持された紐付け情報と整合することから、交換に応じた紐付け先のユーザの置き換えができるため、紐付け情報を更新する。このとき、返却貸出リストに含まれる時刻（タイムスタンプ）を参照することで、ユーザがどのような順番でバッテリパック２を交換したかを把握することができる。
なお、ユーザ間でバッテリ交換が行われると、管理サーバ４では、バッテリ交換器３から収集される情報のみでは、紐付け情報を適切に管理することができない。そこで、ユーザ間でのバッテリ交換を禁止するようにするとよい。また、全てのバッテリ交換器がオンライン状態であるにもかかわらず、紐付け情報が不正であることが判明すると、アラートを出力するようにするとよい。さらに、管理者が電動車両１の返却時等に手動で紐付け情報を修正できるようにしてもよい。
次に、ユーザ端末５に表示されるステーション案内画面について説明する。図８は、ステーション案内画面を示す説明図である。
このステーション案内画面は、ユーザ端末５で管理サーバ４にアクセスしてログインした際に表示される。なお、このステーション案内画面は、ユーザ端末５にインストールされたステーション検索アプリケーションにより表示される。
このステーション案内画面には、エリアマップ８１（地図画像）上に、バッテリステーションのアイコン８２が重畳表示されている。このバッテリステーションのアイコン８２には、対応するバッテリステーションで交換可能なバッテリパック２の個数、すなわち、充電済みで貸出可能なバッテリパック２の個数が表示される。
また、ステーション案内画面には、電動車両１の現在地を表す電動車両のアイコン８３が、エリアマップ８１上に重畳表示されている。なお、管理サーバ４では、ユーザ端末５から位置情報を取得して、その位置情報に基づいて電動車両のアイコン８３を表示する。
バッテリステーションのアイコン８２を操作（例えばタップ）すると、対応するバッテリステーションに関する詳細な情報（所在地、路上風景画像、営業時間、現在地からの距離、徒歩での移動時間、連絡先など）が表示される。
ところで、ネットワークの障害などにより、ユーザ端末５がオフライン状態になると、管理サーバ４からリアルタイムで配信されるステーション案内画面を表示させることができない。このとき、ユーザが、不慣れな地域にいる場合には、バッテリステーションの位置がわからないため、バッテリ交換ができず、電動車両の走行を断念せざるを得ない場合もある。
そこで、本実施形態では、ユーザ端末５において、運用中の全てのバッテリステーションの設置位置に関する最新のステーション情報を管理サーバ４から受信して記憶し、ユーザ端末５がオフライン状態となると、記憶されたステーション情報をステーション検索アプリケーションで読み出して表示する。
なお、ユーザ端末５がオンライン状態でも、バッテリ交換器３がオフライン状態である場合には、バッテリ交換の予約を受け付けることができないため、ユーザ端末５では、バッテリステーションを案内するだけであり、ユーザは、バッテリ交換の予約を行わずにバッテリステーションに訪れてバッテリ交換を行う。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
本発明に係るバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法は、ネットワークの障害などによりバッテリ交換器がオフライン状態になった場合でも、バッテリ交換器でのバッテリ交換サービスを継続することができる効果を有し、電動車両などのユーザがバッテリステーションでバッテリ装置を交換するバッテリ交換サービスにおいて、供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法などとして有用である。
１ 電動車両
２ バッテリパック（バッテリ装置）
３ バッテリ交換器（バッテリ交換装置）
４ 管理サーバ（サーバ装置）
５ ユーザ端末（端末装置）
６ 管理端末
７ 保守端末
３１ センサ
３２ 駆動部
３３ 充電部
３４ 通信部
３５ 入出力部
３６ 表示部
３７ 記憶部
３８ 制御部
４１ 通信部
４２ 記憶部
４３ 制御部

Claims (13)

  1. バッテリステーションに配置され、ユーザから返却されたバッテリ装置を収容して充電すると共に、返却されたバッテリ装置と交換で充電済みのバッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、
    この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ装置の交換状況を管理するサーバ装置と、
    を有するバッテリ管理システムであって、
    前記サーバ装置は、
    貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報を前記バッテリ交換装置に送信し、
    前記バッテリ交換装置は、
    前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積することを特徴とするバッテリ管理システム。
  2. 前記バッテリ交換装置は、
    前記サーバ装置との間の通信が復旧すると、前記交換情報を前記サーバ装置に送信することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ管理システム。
  3. 前記サーバ装置は、
    前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、バッテリ装置とその貸出先のユーザとを紐付ける管理情報を更新することを特徴とする請求項２に記載のバッテリ管理システム。
  4. サーバ装置において、バッテリ交換サービスで供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、
    前記サーバ装置が、
    貸出対象となるバッテリ装置に関する優先的に貸し出す順序を規定する貸出順序指示情報をバッテリ交換装置に送信し、
    前記バッテリ交換装置が、
    前記サーバ装置との間の通信が不能になると、通信が不能になる前に前記サーバ装置から受信していた前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うと共に、返却されたバッテリ装置と貸し出したバッテリ装置とに関する交換情報を蓄積することを特徴とするバッテリ管理方法。
  5. 前記バッテリ交換装置は、
    前記サーバ装置から受信した前記貸出順序指示情報を記憶する記憶部を更に有し、
    前記サーバ装置との通信が不能になると、前記記憶部に記憶される前記貸出順序指示情報に基づいて、貸し出すバッテリ装置を選定して、そのバッテリ装置を貸し出す動作を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリ管理システム。
  6. 前記貸出順序指示情報は、前記バッテリ装置の利用に関する方針に応じて設定されることを特徴とする請求項１から請求項３及び請求項５のいずれか１項に記載のバッテリ管理システム。
  7. 前記バッテリ交換装置は、
    前記バッテリ装置の劣化状態を前記サーバ装置に送信するものであり、
    前記サーバ装置は、前記バッテリ装置から送信された前記劣化状態に基づいて前記貸出順序指示情報を設定することを特徴とする請求項１から請求項３並びに請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載のバッテリ管理システム。
  8. 前記サーバ装置は、前記劣化状態の度合いが高い順に前記貸出順序指示情報を設定することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ管理システム。
  9. 前記サーバ装置は、前記バッテリ交換装置で前記バッテリ装置の交換が行われると、前記貸出順序指示情報を更新する請求項１から請求項３並びに請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のバッテリ管理システム。
  10. 前記サーバ装置は、前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、前記バッテリ装置とその貸出先のユーザとを紐付ける紐付け情報を更新することを特徴とする請求項１から請求項３並びに請求項５から請求項９のいずれか１項に記載のバッテリ管理システム。
  11. 前記サーバ装置は、前記紐付け情報が、自装置に保持された紐付け情報と整合しない場合、対応するバッテリ装置に対して仮想のユーザを割り当てることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリ管理システム。
  12. 前記サーバ装置は、複数の前記バッテリ交換装置から受信した前記交換情報に基づいて、前記仮想のユーザが特定のユーザであることが判明した場合、前記紐付け情報における前記仮想のユーザを前記特定のユーザに置き換えることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリ管理システム。
  13. 前記サーバ装置は、全ての前記バッテリ交換装置がオンライン状態であるにもかかわらず、前記紐付け情報が不正であることが判明すると、アラートを出力することを特徴とする請求項１０に記載のバッテリ管理システム。
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