JP7374096B2 - 測定システム、測定方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、測定システム、測定方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体に関する。
本願は、２０１８年７月３１日に出願された日本国特願２０１８－１４３６３２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）などの電動車両においては、バッテリ制御上の観点から、バッテリの状態推定を精度良く行う必要がある。その中でもＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電率）は重要なパラメータである。電動車両に用いられているリチウムイオン電池等の高圧バッテリにおいては、ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：開回路電圧）とＳＯＣの関係があることが知られているため、ＳＯＣを推定する１つの方法としてＯＣＶを推定した上で、上記に示したＯＣＶとＳＯＣの関係（以下、「ＳＯＣ－ＯＣＶカーブ」と称する。）からＳＯＣに換算する方法がある。

ＳＯＣ－ＯＣＶカーブは、電池の劣化状態や個体差等により変化する。そこで、劣化状態や個体差、温度によるＳＯＣ－ＯＣＶカーブをマップとして格納しておき、得られたデータから最適なＳＯＣ－ＯＣＶカーブを選択する技術がある。この場合、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブを充放電装置などの理想状態で事前に取得しておき車両データ設定しておくことが一般的である。ただし、上記に示した方法では、大量生産によるＳＯＣ－ＯＣＶカーブのバラつきや劣化によるＳＯＣ－ＯＣＶカーブの変化に対して、対応できず、ＳＯＣ推定精度の悪化に繋がる。

特許文献１には、電池の開回路電圧と電池の充電状態の対応関係を記述したＳＯＣ－ＯＣＶマップデータを記憶するＳＯＣ－ＯＣＶマップデータ記憶部を有し、電池の開回路電圧と電池に流れる電流に基づき、ＳＯＣ－ＯＣＶマップデータが記述している対応関係を修正することにより、経過時間に応じて異なる値の充電状態を出力する電池制御部が記載されている。

また、特許文献２には、電気自動車のバッテリの充電時間を不要とするバッテリ交換の仕組みが開示されている。これは、複数の電気自動車で共同使用されるバッテリに関するもので、バッテリの交換の必要があるときは、電気自動車の運転者はバッテリ交換ステーションに立ち寄り、バッテリを取外し、交換するものである。ここで、複数の電気自動車で共同使用されるバッテリには、それぞれ固有のＩＣカードが添付されており、このＩＣカードには、車の走行中およびバッテリ交換ステーションでの作業中に情報が書き込まれる。ステーションは、充電設備とステーション管理装置を備え、充電設備は充電装置とＩＣカードの読取・書込機能及び充電状況監視機能を有するコントローラ部を備える。ステーション管理装置は通信可能に接続されているコントローラ部と無線ないし有線ケーブルで接続されており、そして、システム管理装置とインターネット等の通信ネットワークを介して通信可能となっており、バッテリに関する情報の送受信を所定のタイミングで行う。システム管理装置はバッテリ管理データベースにアクセス可能に接続し、バッテリに関する情報を一括管理する。

また、特許文献３には、移動体本体に対してバッテリを着脱可能に装填できる移動体の他の例として、バッテリと、バッテリを収容可能な収容室が形成された充電給電ユニットとを有する可搬型充電給電装置が開示されている。

日本国特開２０１４－１９６９８５号公報 日本国特開２０１１－９６２３３号公報 日本国特開２０１９－０６８５５２号公報

しかしながら従来技術では、電力バッテリに電流を印加しながら得られたＳＯＣやＯＣＶのデータでＳＯＣ－ＯＣＶカーブを推定しているため、電池容量やＳＯＣ－ＯＣＶカーブを推定する前段階にバッテリのＳＯＣやＯＣＶの推定が必要となる。しかしながら、それらの推定にあたっては測定誤差以外に制御誤差も付与されることになる。正確な電池のエネルギー量の把握には正確な電池容量とＳＯＣ－ＯＣＶカーブの把握が必要となり、上記誤差を可能な限り、低減することが望まれる。

本発明の態様は、移動体（電力装置、電力利用装置）に装着されるバッテリの充電率と開回路電圧との関係を精度良く測定することができる測定システム、測定方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体を提供する。

（１）本発明の一態様である測定システムは、電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリと、前記着脱式バッテリの充電を行う充電装置とを備え、前記充電装置は、前記着脱式バッテリの電池容量を算出した後に、複数回前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測して、前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する制御部を備える。

（２）上記（１）の態様において、前記制御部は、前記着脱式バッテリを上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、前記上限電圧から前記下限電圧までの電流値の積算値から前記電池容量を算出してもよい。

（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記制御部は、複数の前記関係の一つと、複数の前記関係の他の一つとに基づいて複数の前記関係を補間してもよい。

（４）上記（１）から（３）のいずれか一項の態様において、前記制御部は、前記着脱式バッテリを充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測してもよい。

（５）上記（１）から（４）のいずれか一項の態様において、前記制御部は、複数の前記関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、前記関係を新たに取得してもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれか一項の態様において、前記制御部は、前記着脱式バッテリの温度が所定範囲内の場合に、前記関係を新たに取得してもよい。

（７）上記（１）から（６）のいずれか一項の態様において、前記制御部は、取得した前記関係を管理サーバに送信してもよい。

（８）本発明の別の一態様である測定方法は、電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出するステップと、前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測するステップと、前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得するステップ、とを備える。

（９）上記（８）の態様において、前記着脱式バッテリを上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、前記上限電圧から前記下限電圧までの電流値の積算値から前記電池容量を算出してもよい。

（１０）上記（８）又は（９）の態様において、複数の前記関係の一つと、複数の前記関係の他の一つとに基づいて複数の前記関係を補間してもよい。

（１１）上記（８）から（１０）のいずれか一項の態様において、前記着脱式バッテリを充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測してもよい。

（１２）上記（８）から（１１）のいずれか一項の態様において、複数の前記関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、前記関係を新たに取得してもよい。

（１３）上記（８）から（１２）のいずれか一項の態様において、前記着脱式バッテリの温度が所定範囲内の場合に、前記関係を新たに取得してもよい。

（１４）上記（８）から（１３）のいずれか一項の態様において、取得した前記関係を管理サーバに送信してもよい。

（１５）本発明の別の一態様であるコンピュータプログラムは、電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出する処理と、前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測する処理と、前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する処理、とをコンピュータに実行させる。

（１６）請求項１５に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

上述した（１）、（８）、（１５）、（１６）の態様によれば、着脱式バッテリにおける充電率と開回路電圧との関係を精度良く測定することができる。

上述した（２）、（９）の態様によれば、着脱式バッテリの電池容量を精度良く算出することができる。
上述した（３）、（１０）の態様によれば、異なる充電率で着脱式バッテリの開回路電圧をそれぞれ実測することができるため、着脱式バッテリにおける充電率と開回路電圧との関係を精度良く測定することができる。

上述した（４）、（１１）の態様によれば、着脱式バッテリが安定した状態で開回路電圧を取得することができるため、測定誤差を低減することができる。
上述した（５）、（１２）の態様によれば、前回測定してから所定期間経過した場合にのみ実測を行うため、着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係が変化したと考えられるタイミングで充電率と開回路電圧との関係を再度測定することができる。

上述した（６）、（１３）の態様によれば、着脱式バッテリの電池容量を精度良く算出することができる。
上述した（７）、（１４）の態様によれば、管理サーバにおいて各着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を一元管理することができる。

本実施形態における測定システムの全体構成を示す図である。 本実施形態に係る着脱式バッテリの構成例を示す図である。 本実施形態に係る充電ステーション（充電装置）の構成例を示す図である。 本実施形態に係る管理サーバの構成例を示す図である。 本実施形態に係る着脱式バッテリのＳＯＣ－ＯＣＶカーブの生成手順のフローチャートである。 本実施形態に係る着脱式バッテリのＳＯＣ－ＯＣＶカーブの一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［全体構成］
図１は、本実施形態における測定システム１０の全体構成を示す図である。
図１に示すように、測定システム１０は、移動体である鞍乗り型の自動二輪車１２（鞍乗型車両、電動車両（電力装置、電力利用装置）の一例）、着脱式バッテリ１４（電池）、充電ステーション（充電装置）１６、管理サーバ１８、および携帯端末２８を含んで構成される。

測定システム１０は、移動体である自動二輪車１２の駆動源である着脱式バッテリ１４を、複数のユーザで共同利用するシェアサービスを提供可能なシステムである。
移動体は、図1に示す自動二輪車１２（電動の鞍乗型車両）以外の車両を含む。車両ではない移動体の例は、例えば日本国特開２０１９－０６８５５２号公報に記載の、人や車両によって運ばれる可搬型充電給電装置である。
その他、移動体は、移動ロボット、自律走行装置、電動自転車、自律走行車、その他の電動車両、ドローン飛行体、又はその他の電動式移動装置（電動モビリティ）であってもよい。
以下、移動体の例として自動二輪車１２を用いた一実施形態について詳述する。

着脱式バッテリ１４は、少なくとも電力により走行可能な自動二輪車１２に対して着脱自在に装着されるカセット式の蓄電装置である。着脱式バッテリ１４は、電池に関する電池情報を記憶する。以下、説明の便宜上、充電が必要になった着脱式バッテリ１４を「使用済みバッテリ１４ｕ」、充電が完了した着脱式バッテリ１４を「充電済みバッテリ１４ｃ」と区別する場合がある。なお、着脱式バッテリ１４は、１つの自動二輪車１２に少なくとも１つが搭載されている。着脱式バッテリ１４の構成、および電池情報については後述する。なお、電池情報には、着脱式バッテリ１４の識別情報（バッテリＩＤともいう）が含まれている。なお、本実施形態において、測定システム１０で用いられる着脱式バッテリ１４は１種類であるとする。

充電ステーション（充電装置）１６は、１つ以上の着脱式バッテリ１４の保管及び／又は充電を行うための設備であり、複数の場所に設置されている。充電ステーション１６の筐体２０には、複数個（図１の例では１２個）のスロットからなるスロット部２１と、表示器１６１と、認証器１６２と、が設けられている。充電ステーション１６は、ネットワークＮＷを介して、管理サーバ１８と通信可能に接続されている。ネットワークＮＷは、無線通信網または有線通信網である。スロット部２１の奥側には、着脱式バッテリ１４を充電可能な充放電器１６３（図３）と接続部１６４（図３）が設けられている。充電ステーション１６は、スロット部２１に挿入された着脱式バッテリ１４から電池情報を取得する。充電ステーション１６は、スロット部２１に挿入された着脱式バッテリ１４に対してＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得し、電池情報にＳＯＣ－ＯＣＶカーブを関連付けて管理サーバ１８に送信する。
充電ステーション１６は、使用済みバッテリ１４ｕの個数と、充電済みバッテリ１４ｃの個数を管理サーバ１８に送信する。

管理サーバ１８は、充電ステーション１６が送信する使用済みバッテリ１４ｕの個数と、充電済みバッテリ１４ｃの個数を取得し、取得した情報に基づいて充電ステーション１６が保管している着脱式バッテリ１４を管理する。管理サーバ１８は、例えば携帯端末２８を利用者が操作した結果に基づいて、着脱式バッテリ１４を貸し出しの予約処理を行う。管理サーバ１８は、予約結果を携帯端末２８へ送信する。管理サーバ１８は、利用者が着脱式バッテリ１４を利用した状況に応じて課金を行う。なお、課金方法は、年契約、月契約、回数契約、一回毎の契約であってもよい。管理サーバ１８は、充電ステーション１６、および携帯端末２８と、ネットワークＮＷを介して通信可能に接続されている。
管理サーバ１８は、充電ステーション１６が送信するＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得し、取得した情報を各着脱式バッテリ１４の電池情報に対応付けて記憶する。

携帯端末２８は、ユーザが携行する端末であり、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン等である。利用者は携帯端末２８を操作して、着脱式バッテリ１４を貸し出し可能な充電ステーション１６のうち１つを選択して予約する。携帯端末２８は、操作された結果を管理サーバ１８に送信する。

［着脱式バッテリ１４の構成］
次に、着脱式バッテリ１４の構成例を説明する。
図２は、本実施形態に係る着脱式バッテリ１４の構成例を示す図である。図２に示すように、着脱式バッテリ１４は、蓄電部１４１、測定センサ１４２、ＢＭＵ１４３、記憶部１４４、および接続部１４５を備える。

蓄電部１４１は、例えば、二次電池や鉛蓄電池やキャパシタやリチウムイオン電池等のいずれか１つである。
測定センサ１４２は、電圧や電流や温度を測定する各種センサから構成されている。測定センサ１４２は、測定した測定値をＢＭＵ１４３に出力する。温度センサは、蓄電部１４１の温度を測定する。また、電流センサは、蓄電部１４１に流れる電流値を測定する。
また、電圧センサは、蓄電部１４１の電圧値を測定する。

ＢＭＵ１４３は、バッテリーマネージメントユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）であり、蓄電部１４１への充電や給電を制御する。ＢＭＵ１４３は、充電ステーション１６のスロット部２１に着脱式バッテリ１４が挿入された場合、記憶部１４４が記憶する情報を充電ステーション１６に出力する。

記憶部１４４は、着脱式バッテリ１４の識別情報、着脱式バッテリ１４の初期性能の情報、貸出から返却までの測定センサ１４２の測定値（含む温度情報）、貸出から返却までの着脱式バッテリ１４のＳＯＣの情報、着脱式バッテリ１４の上限電圧および下限電圧等を記憶する。なお、初期性能情報は、蓄電部１４１の初期容量、蓄電部１４１の初期抵抗値である。記憶部１４４は、ＢＭＵ１４３に処理を実行させるプログラムを記憶する。

接続部１４５は、充電ステーション１６のスロット部２１との接続部であり、通信機能を有している。

［充電ステーション１６の構成］
次に、充電ステーション１６の構成例を説明する。
図３は、本実施形態に係る充電ステーション１６の構成例を示す図である。図３に示すように、充電ステーション１６は、表示器１６１、認証器１６２、充放電器１６３、接続部１６４、通信部１６５、記憶部１６６、制御部１６７、および非常用電源１６８を備える。
制御部１６７は、充電制御部１６７１、測定センサ１６７２、情報取得部１６７３、および処理部１６７４を備える。

表示器１６１は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置、電子インク表示装置等のいずれか１つである。表示器１６１は、制御部１６７が出力する情報を表示する。表示される情報は、例えば着脱式バッテリ１４の残容量や使用料金等である。

認証器１６２は、例えば近距離通信（ＮＦＣ；Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を用いて利用者が携行するＮＦＣカード（不図示）の記録情報を読み取る機器である。これにより、充電ステーション１６は、この記録情報に含まれるユーザＩＤを用いて、シェアサービスの利用権限を有するユーザを認証する。認証器１６２は、取得したユーザＩＤを制御部１６７に出力する。

充放電器１６３は、着脱式バッテリ１４の接続部１４５と、充電ステーション１６の接続部１６４とを接続した状態下に着脱式バッテリ１４を制御部１６７の制御に応じて充放電する機器である。充放電器１６３には、着脱式バッテリ１４に電力を供給するための電源（不図示）が接続されている。充放電器１６３は、非常時に電力を供給するための非常用電源１６８及び外部の非常用電源５０に接続されている。

接続部１６４は、着脱式バッテリ１４との接続部であり、電力の供給と、情報の送受信を行う。接続部１６４は、着脱式バッテリ１４が出力する情報を取得し、取得した情報を情報取得部１６７３に出力する。

通信部１６５は、外部装置との間で有線又は無線により通信する。通信部１６５は、制御部１６７が出力する着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを、ネットワークＮＷを介して管理サーバ１８へ送信する。

記憶部１６６は、充電ステーション１６の識別情報、スロット部２１に挿入されている着脱式バッテリ１４それぞれの電池情報等を記憶する。記憶部１６６は、制御部１６７に処理を実行させるプログラムを記憶する。

制御部１６７は、充電ステーション１６を統括して制御する。制御部１６７は、着脱式バッテリ１４から取得した情報に基づき、実測を行うか否かを判別し、実測を行うと判別した場合、着脱式バッテリ１４の電池容量を算出した後に複数回開回路電圧を取得して充電率と開回路電圧との関係を測定する。すなわち、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４の電池容量を算出した後に、前記着脱式バッテリ１４の複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測して、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を複数取得する。具体的には、まず、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４を上限電圧まで充電した後に下限電圧まで放電することで電池容量を算出する。
そして、制御部１６７は、算出した電池容量に基づき着脱式バッテリ１４を充電して各充電率における開回路電圧を着脱式バッテリ１４から取得する。すなわち、制御部１６７は、異なる充電率で着脱式バッテリ１４の開回路電圧をそれぞれ実測する。このとき、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４を充電または放電後に所定時間放置してから着脱式バッテリ１４の開回路電圧を取得（実測）する。また、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得する。また、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４の温度が所定範囲内の場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得する。また、制御部１６７は、通信部１６５を介して、測定した着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を通信部１６５に出力して管理サーバ１８に送信する。なお、制御部１６７は、記憶部１６６が記憶するプログラムを読み出し実行することで、充電制御部１６７１、情報取得部１６７３、および処理部１６７４として機能する。

充電制御部１６７１は、測定センサ１６７２の測定値に基づいて、充放電器１６３を制御して、スロット部２１に挿入された着脱式バッテリ１４への充放電を制御する。

測定センサ１６７２は、例えば電流センサ、電圧センサである。測定センサ１６７２は、着脱式バッテリ１４に流れる電流値と電圧値を測定し、測定した測定値を充電制御部１６７１に出力する。

情報取得部１６７３は、接続部１６４に接続された着脱式バッテリ１４が出力する情報を取得し、取得した情報を記憶部１６６に記憶させる。

処理部１６７４は、測定センサ１６７２の測定値および情報取得部１６７３が取得した情報に基づいて、充放電器１６３に接続された着脱式バッテリ１４におけるＯＣＶとＳＯＣの関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得する。

［管理サーバ１８の構成］
次に、管理サーバ１８の構成例を説明する。
図４は、本実施形態に係る管理サーバ１８の構成例を示す図である。図４に示すように、管理サーバ１８は、通信部１８１、記憶部１８２、制御部１８３、および出力部１８４を備える。

通信部１８１は、外部装置との間で有線又は無線により通信する。通信部１８１は、充電ステーション１６が送信した着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを、ネットワークＮＷを介して受信し、受信した着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを制御部１８３へ出力する。

記憶部１８２は、各着脱式バッテリ１４に関するバッテリ情報を記憶する。バッテリ情報には、各着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブとその取得日や上限電圧や下限電圧等が含まれる。記憶部１８２は、制御部１８３に処理を実行させるプログラムを記憶する。

制御部１８３は、管理サーバ１８を統括して制御する。制御部１８３は、通信部１８１が出力する着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得し、取得したＳＯＣ－ＯＣＶカーブをその取得日とともに記憶部１８２に記憶させる。
出力部１８４は、画像表示装置または印刷装置等である。

［測定システム１０の動作］
続いて、本測定システム１０の動作について説明する。まず、ユーザは、シェアサービス契約時に着脱式バッテリ１４を受け取り、自動二輪車１２に装着する。管理サーバ１８は、貸し出した着脱式バッテリ１４のバッテリＩＤと貸したユーザのユーザＩＤとを紐付けてシェアサービスの利用状況を示す利用状況情報に記憶する。その後、ユーザは、自動二輪車１２に装着されている着脱式バッテリ１４の電池残量が少なくなると、充電ステーション１６に行き、充電済みバッテリ１４ｃを充電済みバッテリ１４ｃと交換する。ユーザは、スロット部２１のスロットに使用済みバッテリ１４ｕを格納し、他のスロットから充電済みバッテリ１４ｃを取り出して交換する。このとき、充電ステーション１６は、スロットに格納された使用済みバッテリ１４ｕからバッテリＩＤ及びユーザＩＤを読み出す。そして、充電ステーション１６は、使用済みバッテリ１４ｕのバッテリＩＤとユーザＩＤの紐付けをカットし、新たに貸し出す充電済みバッテリ１４ｃのバッテリＩＤに当該ユーザＩＤを紐付けして管理サーバ１８に送信する。管理サーバ１８は、受信した情報に基づいて、利用状況情報を更新する。これにより、どのユーザがどの着脱式バッテリ１４を使用しているかを管理サーバ１８で一元管理することができる。

また、充電ステーション１６は、着脱式バッテリ１４がスロット部２１に返却されて充放電器１６３に接続すると、着脱式バッテリ１４からバッテリＩＤを読み出す。そして、充電ステーション１６は、読み出したバッテリＩＤに基づいて管理サーバ１８に問い合わせ、当該着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを最後に取得した取得日を取得する。その後、充電ステーション１６は、後述するＳＯＣ－ＯＣＶカーブの取得手順によりＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得する。充電ステーション１６は、取得したＳＯＣ－ＯＣＶカーブにバッテリＩＤを付与して管理サーバ１８に送信する。管理サーバ１８は、充電ステーション１６から受信したＳＯＣ－ＯＣＶカーブをその取得日とともに記憶する。これにより、各着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを管理サーバ１８で一元管理することができる。

管理サーバ１８で管理している各着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブは、着脱式バッテリ１４の充電率等の状態推定に用いる他、着脱式バッテリ１４毎の走行距離やユーザ毎の走行距離の算出等に活用される。

［ＳＯＣ－ＯＣＶカーブの生成手順］
次に、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブの生成手順を説明する。
図５は、本実施形態に係る着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブの生成手順のフローチャートである。充電ステーション１６の制御部１６７は、新たに着脱式バッテリ１４が充放電器１６３に接続されたときに、当該着脱式バッテリ１４に対して図５に示す処理を実行する。

（ステップＳ１）充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブを前回取得してから所定の期間が経過したか否かを判定する。所定の期間が経過したと充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ２の処理に進む。また、所定の期間が経過していないと充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ１４の処理に進む。

（ステップＳ２）充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４が放電可能な充電ステーション１６と接続しているか否かを判定する。放電可能な充電ステーション１６と接続していると充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ３の処理に進む。また、放電可能な充電ステーション１６と接続していないと充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ１４の処理に進む。

（ステップＳ３）情報取得部１６７３は、着脱式バッテリ１４から蓄電部１４１の温度Ｔを取得する。その後、ステップＳ４の処理に進む。
（ステップＳ４）充電制御部１６７１は、取得した温度Ｔが所定の規定値以上であるか否かを判定する。温度Ｔが低すぎると電池容量が異なることがあるため、当該温度の規定値は電池容量を正確に測定できると想定される温度である。温度Ｔが規定値以上であると充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ５の処理に進む。また、温度Ｔが規定値未満であると充電制御部１６７１が判定した場合には、ステップＳ１４の処理に進む。

（ステップＳ５）充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４を上限電圧まで充電する。上限電圧は、着脱式バッテリ１４に応じて規定されている。情報取得部１６７３は、上限電圧の規定値を着脱式バッテリ１４から取得してもよいし、管理サーバ１８から取得してもよい。その後、ステップＳ６の処理に進む。

（ステップＳ６）情報取得部１６７３は、着脱式バッテリ１４を上限電圧まで充電してから所定時間放置し、当該所定時間放置後のＯＣＶを着脱式バッテリ１４から取得（実測）し、取得（実測）したＯＣＶをＳＯＣ１００％に対するＯＣＶ_Ｆとする。その後、ステップＳ７の処理に進む。

（ステップＳ７）充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４を下限電圧まで放電する。下限電圧は、着脱式バッテリ１４に応じて規定されている。情報取得部１６７３は、下限電圧の規定値を着脱式バッテリ１４から取得してもよいし、管理サーバ１８から取得してもよい。例えば、充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４のエネルギーをグリッドに送電することで放電してもよいし、着脱式バッテリ１４のエネルギーを他の着脱式バッテリ１４に送電することで放電してもよいし、着脱式バッテリ１４のエネルギーを非常用電源１６８又は外部の非常用電源５０に送電することで放電してもよいし、負荷を用いて着脱式バッテリ１４のエネルギーを消費することで放電してもよい。その後、ステップＳ８の処理に進む。

（ステップＳ８）情報取得部１６７３は、着脱式バッテリ１４を下限電圧まで放電してから所定時間放置し、当該所定時間放置後のＯＣＶを着脱式バッテリ１４から取得（実測）し、取得（実測）したＯＣＶをＳＯＣ０％に対するＯＣＶ_Ｅとする。その後、ステップＳ９の処理に進む。

（ステップＳ９）処理部１６７４は、着脱式バッテリ１４の電池容量Ｃａｐａを算出する。具体的には、処理部１６７４は、Ｃａｐａ＝ΣＩにより電池容量Ｃａｐａを算出する。ΣＩは、上限電圧から下限電圧までの電流値Ｉの積算値である。その後、ステップＬ１の処理に進む。

（ステップＬ１）処理部１６７４は、各ＳＯＣにおけるＯＣＶが取得（実測）できるまでステップＳ１０～ステップＳ１２の処理を繰り返す。
（ステップＳ１０）充電制御部１６７１は、充電容量Ｃａｐａ／Ｎを着脱式バッテリ１４に充電する。Ｎは、ＯＣＶを取得（実測）する回数であり、例えばＳＯＣ１０％毎にＯＣＶを取得（実測）する場合には１０であり、ＳＯＣ５％毎にＯＣＶを取得（実測）する場合には２０である。例えば、より精度良くＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得する場合にはＮの値を大きく（例えば、Ｎ＝２０等）し、より短時間で実測を完了させる場合にはＮの値を小さく（例えば、Ｎ＝５等）することが考えられる。Ｎの値は使用状況に応じて変更してもよい。その後、ステップＳ１１の処理に進む。

（ステップＳ１１）情報取得部１６７３は、着脱式バッテリ１４を充電してから所定時間放置し、当該所定時間放置後のＯＣＶを着脱式バッテリ１４から取得（実測）し、取得（実測）したＯＣＶを当該ＳＯＣにおけるＯＣＶ_ＳＯＣとする。その後、ステップＬ２の処理に進む。
（ステップＬ２）処理部１６７４は、ＳＯＣが１００％になったか否かを判定する。ＳＯＣが１００％になったと処理部１６７４が判定した場合には、ステップＳ１２の処理に進む。また、ＳＯＣが１００％になっていないと処理部１６７４が判定した場合には、ステップＳ１０の処理に戻る。

（ステップＳ１２）処理部１６７４は、取得（実測）したＯＣＶ_Ｆ、ＯＣＶ_Ｅ、及び各ＳＯＣにおけるＯＣＶ_ＳＯＣに基づいて、ＳＯＣ－ＯＣＶカーブを生成する。すなわち、処理部１６７４は、複数取得した着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶの関係のうち、ある一つのＳＯＣ－ＯＣＶの関係（第１のＳＯＣ－ＯＣＶの関係）と、別のＳＯＣ－ＯＣＶの関係（第２のＳＯＣ－ＯＣＶの関係）とに基づいて、複数取得した着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶの関係を補間することでＳＯＣ－ＯＣＶカーブを生成する。その後、ステップＳ１３の処理に進む。
（ステップＳ１３）充電制御部１６７１は、充電ステーション１６のシステムをオフにする。その後、処理を終了する。

（ステップＳ１４）充電制御部１６７１は、着脱式バッテリ１４を上限電圧まで充電する。その後、処理を終了する。

図６は、本実施形態における充電ステーション１６が測定する着脱式バッテリ１４のＳＯＣ－ＯＣＶカーブの一例を示すグラフである。図６において、縦軸はＯＣＶ（単位はボルト「Ｖ」）であり、横軸はＳＯＣ（単位はパーセント「％」）である。図６には、ＳＯＣ１０％毎にＯＣＶを取得（実測）した（すなわちＮ＝１０である）場合を例示している。このように、着脱式バッテリ１４の電池容量とＳＯＣ毎のＯＣＶを実際に測定することにより、制御誤差を略０にすることができるため、従来に比べて精度の良いＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得することが可能となる。

上述したとおり、本実施形態における測定システム１０は、自動二輪車１２に対して着脱自在に装着される１つ以上の着脱式バッテリ１４と、１つ以上の着脱式バッテリ１４の保管及び充電を行う充電ステーション１６とを備える測定システムであって、充電ステーション１６は、着脱式バッテリ１４から取得した情報に基づき、実測を行うか否かを判別し、実測を行うと判別した場合、着脱式バッテリ１４の電池容量を算出した後に複数回着脱式バッテリ１４の開回路電圧を取得して着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を測定する制御部１６７を備える。換言すると、本実施形態における測定システム１０は、電力装置１２に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリ１４と、着脱式バッテリ１４の充電を行う充電装置１６とを備え、充電装置１６は、着脱式バッテリ１４の電池容量を算出した後に、前記着脱式バッテリ１４の複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測して、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を複数取得する制御部１６を備える。また、本実施形態における測定方法は、電力装置１２に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリ１４の電池容量を算出するステップと、着脱式バッテリ１４の複数の充電率における該着脱式バッテリ１４の開回路電圧を実測するステップと、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を複数取得するステップとを備える。また、本実施形態におけるコンピュータプログラムは、電力装置１２に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリ１４の電池容量を算出する処理と、着脱式バッテリ１４の複数の充電率における該着脱式バッテリ１４の開回路電圧を実測する処理と、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を複数取得する処理とをコンピュータに実行させる。このような構成により、自動二輪車（電力装置）１２の駆動源となる着脱式バッテリ１４における充電率と開回路電圧との関係を精度良く測定することができる。

また、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４を上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、上限電圧から下限電圧までの電流値の積算値から電池容量を算出する。また、本実施形態の測定方法は、着脱式バッテリ１４の上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、上限電圧から下限電圧までの電流値の積算値から前記電池容量を算出する。このような構成により、着脱式バッテリ１４の電池容量を精度良く算出することができる。

また、制御部１６７は、電池容量に基づき着脱式バッテリ１４を充電して各充電率における着脱式バッテリ１４の開回路電圧を着脱式バッテリ１４から取得する。換言すると、制御部１６７は、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係の一つ（第１の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係）と、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係の他の一つ（第２の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係）とに基づいて、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を補間する。また、本実施形態の測定方法は、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係の一つ（第１の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係）と、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係の他の一つ（第２の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係）とに基づいて、複数の着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を補間する。このような構成により、着脱式バッテリ１４の各充電率における開回路電圧を実測することができるため、着脱式バッテリ１４における充電率と開回路電圧との関係を精度良く測定することができる。

また、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４を充電または放電した後所定時間放置した後に着脱式バッテリ１４から着脱式バッテリ１４の開回路電圧を取得する。換言すると、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４を充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測する。また、本実施形態の測定方法は、前記着脱式バッテリを充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測する。このような構成により、着脱式バッテリ１４が安定した状態で開回路電圧を取得することができるため、測定誤差を低減することができる。

また、制御部１６７は、複数の着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得（実測）する。また、本実施形態の測定方法は、複数の着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得（実測）する。このような構成により、前回測定してから所定期間経過した場合にのみ実測（取得）を行うため、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係が変化したと考えられるタイミングで充電率と開回路電圧との関係を再度測定することができる。

また、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４の温度が所定範囲内の場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得（実測）する。また、本実施形態の測定方法は、着脱式バッテリ１４の温度が所定範囲内の場合に、着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を新たに取得（実測）する。このような構成により、温度が低い場合には着脱式バッテリ１４の電池容量が通常時と異なることがあるが、所定範囲を規定値以上とすることで、着脱式バッテリ１４の電池容量を精度良く算出することができる。

また、制御部１６７は、測定した着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を管理サーバ１８に送信する。このような構成により、管理サーバ１８において各着脱式バッテリ１４の充電率と開回路電圧との関係を一元管理することができる。

なお、本発明における着脱式バッテリ１４、制御部１６７、または管理サーバ１８が備える各部の機能全体あるいはその一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより着脱式バッテリ１４、制御部１６７、または管理サーバ１８が備える各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、上述した実施形態では、制御部１６７は、取得したＳＯＣ－ＯＣＶカーブ及びその取得日を管理サーバ１８に送信しているが、これに限らず、記憶部１６６に書き込んで充電ステーション１６内で管理してもよいし、対応する着脱式バッテリ１４に直接書き込んでもよい。

また、上述した実施形態では、制御部１６７は、ＳＯＣ０％～１００％の範囲でＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得しているが、これに限らず、ＳＯＣ９０％まで等、所定範囲におけるＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得してもよい。

また、上述した実施形態では、制御部１６７は、着脱式バッテリ１４の温度が規定値以上のときに実測をしてＳＯＣ－ＯＣＶカーブを取得しているが、これに限らず、実測する温度の範囲は電池容量を安定して測定できる範囲内であればよい。

１０…測定システム、１２…自動二輪車（移動体、電力装置）、１４…着脱式バッテリ、１６…充電ステーション（充電装置）、１８…管理サーバ、２８…携帯端末、２０…筐体、２１…スロット部、１６１…表示器、１６２…認証器、１４１…蓄電部、１４２…測定センサ、１４３…ＢＭＵ、１４４…記憶部、１４５…接続部、１６３…充放電器、１６４…接続部、１６５…通信部、１６６…記憶部、１６７…制御部、１６８…非常用電源、１６７１…充電制御部、１６７２…測定センサ、１６７３…情報取得部、１６７４…処理部、１８１…通信部、１８２…記憶部、１８３…制御部、１８４…出力部

Claims (15)

1. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリと、前記着脱式バッテリの充電を行う充電装置とを備え、
   前記充電装置は、前記着脱式バッテリの電池容量を算出した後に、前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測して、前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する制御部、を備え、
   前記制御部は、複数の前記関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、前記関係を新たに取得する、
   測定システム。
2. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリと、前記着脱式バッテリの充電を行う充電装置とを備え、
   前記充電装置は、前記着脱式バッテリの電池容量を算出した後に、前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測して、前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する制御部、を備え、
   前記制御部は、前記着脱式バッテリの温度が所定範囲内の場合に、前記関係を新たに取得する、
   測定システム。
3. 前記制御部は、前記着脱式バッテリを上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、前記上限電圧から前記下限電圧までの電流値の積算値から前記電池容量を算出する、
   請求項１または請求項２に記載の測定システム。
4. 前記制御部は、複数の前記関係の一つと、複数の前記関係の他の一つとに基づいて複数の前記関係を補間する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の測定システム。
5. 前記制御部は、前記着脱式バッテリを充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測する、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の測定システム。
6. 前記制御部は、取得した前記関係を管理サーバに送信する、
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の測定システム。
7. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出するステップと、
   前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測するステップと、
   前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得するステップ、とを備え、
   複数の前記関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、前記関係を新たに取得する、
   測定方法。
8. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出するステップと、
   前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測するステップと、
   前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得するステップ、とを備え、
   前記着脱式バッテリの温度が所定範囲内の場合に、前記関係を新たに取得する、
   測定方法。
9. 前記着脱式バッテリの上限電圧まで充電し、その後下限電圧まで放電し、前記上限電圧から前記下限電圧までの電流値の積算値から前記電池容量を算出する、
   請求項７または請求項８に記載の測定方法。
10. 複数の前記関係の一つと、複数の前記関係の他の一つとに基づいて複数の前記関係を補間する、
    請求項８または請求項９に記載の測定方法。
11. 前記着脱式バッテリを充電または放電後に所定時間放置してから前記着脱式バッテリの開回路電圧を実測する、
    請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の測定方法。
12. 取得した前記関係を管理サーバに送信する、
    請求項７から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の測定方法。
13. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出する処理と、
    前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測する処理と、
    前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する処理と、
    複数の前記関係を前回取得してから所定期間経過した場合に、前記関係を新たに取得する処理と、
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
14. 電力装置に対して着脱自在に装着される着脱式バッテリの電池容量を算出する処理と、
    前記着脱式バッテリの複数の充電率における該着脱式バッテリの開回路電圧を実測する処理と、
    前記着脱式バッテリの充電率と開回路電圧との関係を複数取得する処理と、
    前記着脱式バッテリの温度が所定範囲内の場合に、前記関係を新たに取得する処理と、
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
15. 請求項１３または請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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