JP7523268B2 - Information processing device, information processing method, program, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理装置、情報処理方法、プログラム、および記憶媒体に関する。 The present invention relates to an information processing device, an information processing method, a program, and a storage medium.
近年、EV(Electric Vehicle:電気自動車)やHEV(Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド電気自動車)など、バッテリ(蓄電装置)から供給される電力によって走行用の電動機が駆動される電動車両の開発が進んでいる。さらに、上記のような電動車両にバッテリを貸し出すバッテリ交換システムが提案されている(例えば、特許文献1)。 In recent years, there has been progress in the development of electric vehicles, such as EVs (Electric Vehicles) and HEVs (Hybrid Electric Vehicles), in which the electric motor used for driving the vehicle is driven by power supplied from a battery (electricity storage device). Furthermore, a battery exchange system has been proposed that lends batteries to such electric vehicles (for example, see Patent Document 1).
ところで、上述したバッテリ交換システムなどに用いられる電力装置は、不具合が生じるとサービスの提供に制約が生じる場合がある。そのため、電力装置に関する不具合の発生を抑制することが期待されている。 However, if a malfunction occurs in the power device used in the battery exchange system described above, it may result in restrictions on the provision of services. For this reason, it is hoped that the occurrence of malfunctions in power devices can be suppressed.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、電力装置に関する不具合の発生を抑制することができる情報処理装置、情報処理方法、プログラム、および記憶媒体を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and one of its objectives is to provide an information processing device, an information processing method, a program, and a storage medium that can suppress the occurrence of malfunctions related to power devices.
この発明に係る情報処理装置、情報処理方法、プログラム、および記憶媒体は以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様は、電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得する取得部と、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、を備えた情報処理装置である。
The information processing device, information processing method, program, and storage medium according to the present invention employ the following configurations.
(1): One aspect of the present invention is an information processing device that includes an acquisition unit that acquires an air temperature, which is the temperature of the air inside a housing of an electric power device that has an electric component inside the housing, and a component temperature, which is the temperature of the electric component, and a processing unit that executes at least one of a determination regarding deterioration of the electric component, outputting an alert indicating that deterioration has occurred in the electric component, or outputting a command to reduce the operating state of the electric component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electric component that has been determined in advance, and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit.
(2):上記(1)の態様において、前記情報は、非劣化状態の前記電気部品が作動中における前記空気温度と前記部品温度の最大値との関係を含むものである。 (2): In the above embodiment (1), the information includes a relationship between the air temperature and the maximum component temperature when the electrical component is in a non-degraded state and is in operation.
(3):上記(1)または(2)の態様において、前記電気部品は、電力変換器であり、前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含むものである。 (3): In the above embodiment (1) or (2), the electrical component is a power converter, the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter, and the information includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature when the power converter is in operation.
(4):上記(3)の態様において、前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、前記電力変換器は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置されているものである。 (4): In the above aspect (3), the power device is a charging device capable of simultaneously charging multiple power storage devices, and the power converter is arranged so as to be capable of simultaneously supplying charging power to the multiple power storage devices.
(5):上記(4)の態様において、前記情報は、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含むものである。 (5): In the above aspect (4), the information includes the relationship between the air temperature and the power converter temperature for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
(6):上記(4)または(5)の態様において、前記処理部は、前記電力変換器が2つ以上の前記蓄電装置に対して前記充電電力を同時に供給する場合に、前記処理を実行するものである。 (6): In the above aspect (4) or (5), the processing unit executes the processing when the power converter simultaneously supplies the charging power to two or more of the power storage devices.
(7):上記(6)の態様において、前記処理部は、前記複数の蓄電装置のうち同時に充電可能な全ての前記蓄電装置に対して前記電力変換器が前記充電電力を供給する場合に、前記処理を実行するものである。 (7): In the aspect of (6) above, the processing unit executes the processing when the power converter supplies the charging power to all of the plurality of power storage devices that can be charged simultaneously.
(8):上記(3)から(7)のうちいずれか1つの態様において、前記処理部は、前記取得部により取得された前記空気温度に応じて前記情報から得られる前記電力変換器温度の最大値と、前記取得部により取得された前記電力変換器温度との温度差に基づき、前記電気部品の劣化に関する判定を行うものである。 (8): In any one of the above aspects (3) to (7), the processing unit makes a judgment regarding deterioration of the electrical component based on the temperature difference between the maximum value of the power converter temperature obtained from the information according to the air temperature acquired by the acquisition unit and the power converter temperature acquired by the acquisition unit.
(9):上記(8)の態様において、前記処理部は、前記取得部により取得された前記空気温度に応じて前記情報から得られる前記電力変換器温度の最大値と、前記取得部により取得された前記電力変換器温度の最大値との温度差の大きさに基づき、前記電気部品の劣化の度合いを判定するものである。 (9): In the aspect of (8) above, the processing unit determines the degree of deterioration of the electrical component based on the magnitude of the temperature difference between the maximum value of the power converter temperature obtained from the information according to the air temperature acquired by the acquisition unit and the maximum value of the power converter temperature acquired by the acquisition unit.
(10):上記(8)または(9)の態様において、前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、前記処理部は、前記温度差と、前記温度差に関して前記蓄電装置の個数別に設定された閾値とに基づき、前記電気部品の劣化に関する判定を行うものである。 (10): In the above aspect (8) or (9), the power device is a charging device capable of simultaneously charging multiple power storage devices, and the processing unit makes a determination regarding deterioration of the electrical component based on the temperature difference and a threshold value for the temperature difference that is set for each of the power storage devices.
(11):上記(3)から(10)のうちいずれか1つの態様において、前記電力変換器温度は、前記電力変換器の基板の温度に基づいて取得されるものである。 (11): In any one of the above aspects (3) to (10), the power converter temperature is obtained based on the temperature of the power converter's substrate.
(12):上記(3)から(10)のうちいずれか1つの態様において、電力変換器温度は、前記電力変換器のコンデンサの温度に基づいて取得されるものである。 (12): In any one of the above aspects (3) to (10), the power converter temperature is obtained based on the temperature of the capacitor of the power converter.
(13):上記(1)から(12)のうちいずれか1つの態様において、前記処理部は、前記情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化の度合いを判定し、前記情報処理装置は、前記劣化の度合いが所定の閾値を超える時期を予測する予測部をさらに備えるものである。 (13): In any one of the above aspects (1) to (12), the processing unit determines the degree of deterioration of the electrical component based on the information and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit, and the information processing device further includes a prediction unit that predicts when the degree of deterioration will exceed a predetermined threshold.
(14):上記(1)から(13)のうちいずれか1つの態様において、前記処理部は、前記情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品に関する所定以上の劣化の有無を判定し、前記情報処理装置は、前記所定以上の劣化があると判定された場合、前記電力装置の保守又は整備に供される情報を出力する出力部をさらに備えるものである。 (14): In any one of the above aspects (1) to (13), the processing unit determines whether or not the electrical component has deteriorated beyond a predetermined level based on the information and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit, and the information processing device further includes an output unit that outputs information to be used for the maintenance or servicing of the power device when it is determined that the electrical component has deteriorated beyond the predetermined level.
(15):上記(1)から(14)のうちいずれか1つの態様において、前記筐体は、吸気口および排気口を有し、前記空気温度は、前記吸気口よりも前記排気口の近くの空気の温度であるものである。 (15): In any one of the above (1) to (14), the housing has an intake port and an exhaust port, and the air temperature is the temperature of air closer to the exhaust port than to the intake port.
(16):上記(1)から(15)のうちいずれか1つの態様において、前記電気部品は、第1部品と、前記第1部品よりも耐熱温度が低い第2部品とを含み、前記第1部品は、前記筐体内部で前記第2部品よりも高温になり、前記空気温度は、前記第1部品の熱の一部が伝わる前記筐体内部の空気に関する温度であり、前記部品温度は、前記第2部品に関する温度であり、前記処理部は、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記第2部品の劣化に関する判定を行う、ものである。 (16): In any one of the above (1) to (15), the electrical component includes a first component and a second component having a lower heat resistance temperature than the first component, the first component becomes hotter inside the housing than the second component, the air temperature is the temperature of the air inside the housing to which a portion of the heat of the first component is transferred, and the component temperature is the temperature of the second component, and the processing unit makes a judgment regarding deterioration of the second component based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that is determined in advance, and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit.
(17):この発明の他の態様は、電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記電気部品に関する温度である部品温度を取得する取得部と、前記電気部品の過去の作動中における前記部品温度の最大値を含む情報と、前記取得部により取得された前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減させる指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、を備えた情報処理装置である。 (17): Another aspect of the present invention is an information processing device that includes an acquisition unit that acquires a component temperature, which is the temperature of an electrical component of an electric power device that has an electrical component inside a housing, and a processing unit that executes at least one of the following processes based on information including a maximum value of the component temperature during past operation of the electrical component and the component temperature acquired by the acquisition unit: determining whether the electrical component has deteriorated, outputting a notification indicating that the electrical component has deteriorated, or outputting a command to reduce the operating state of the electrical component.
(18):この発明の他の態様は、コンピュータが、電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得し、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する、情報処理方法である。 (18): Another aspect of the invention is an information processing method in which a computer acquires an air temperature, which is the temperature of the air inside a housing of an electric power device having an electric component inside the housing, and a component temperature, which is the temperature of the electric component, and executes at least one of the following processes based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electric component that has been determined in advance, and the acquired air temperature and component temperature: determining whether the electric component has deteriorated, outputting a notification indicating that the electric component has deteriorated, or outputting a command to reduce the operating state of the electric component.
(19):この発明の他の態様は、コンピュータに、電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得させ、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得させた前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行させる、プログラムである。 (19): Another aspect of the invention is a program that causes a computer to acquire an air temperature, which is the temperature of the air inside a housing of an electric power device having an electric component inside the housing, and a component temperature, which is the temperature of the electric component, and executes at least one of the following processes based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electric component that has been determined in advance, and the acquired air temperature and component temperature: determining whether the electric component has deteriorated, outputting a notification indicating that the electric component has deteriorated, or outputting a command to reduce the operating state of the electric component.
(20):この発明の他の態様は、コンピュータに、電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得させ、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得させた前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行させる、プログラムを記憶した記憶媒体である。 (20): Another aspect of the invention is a storage medium having stored therein a program that causes a computer to acquire an air temperature, which is the temperature of the air inside a housing of an electric power device having electric components inside the housing, and a component temperature, which is the temperature of the electric components, and executes at least one of the following processes based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electric components that has been determined in advance, and the acquired air temperature and component temperature: determining whether the electric components have deteriorated, outputting a notification indicating that the electric components have deteriorated, or outputting a command to reduce the operating state of the electric components.
(1)~(20)によれば、電力装置に関する不具合の発生を抑制することができる。 By using (1) to (20), it is possible to prevent malfunctions related to power equipment.
以下、図面を参照し、本発明の情報処理装置、情報処理方法、プログラム、および記憶媒体の実施形態について説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of an information processing device, an information processing method, a program, and a storage medium of the present invention will be described. In the following description, components having the same or similar functions will be given the same reference numerals. Furthermore, duplicate descriptions of those components may be omitted.
以下の説明では、実施形態の情報処理装置が、電動車両に着脱可能に搭載される蓄電装置であるバッテリ(以下「着脱式バッテリ」と称する)を共同利用するバッテリ共同利用サービスのシステム(バッテリシェアサービスシステム)に適用された場合について説明する。さらに言えば、実施形態の情報処理装置が、上記バッテリシェアサービスシステムにおいて、着脱式バッテリの受領と、代わりの着脱式バッテリの供与(提供)とを行うバッテリ交換ステーションを管理する管理サーバ装置に適用された例である。ただし、実施形態の情報処理装置の一部または全部は、管理サーバ装置に代えて、バッテリ交換ステーションの一部として設けられてもよい。 In the following description, the information processing device of the embodiment is applied to a battery sharing service system (battery sharing service system) that shares batteries (hereinafter referred to as "detachable batteries"), which are power storage devices that are detachably mounted on electric vehicles. More specifically, this is an example in which the information processing device of the embodiment is applied to a management server device that manages a battery exchange station that receives removable batteries and provides (provides) replacement removable batteries in the battery sharing service system. However, part or all of the information processing device of the embodiment may be provided as part of the battery exchange station instead of the management server device.
以下の説明において、電動車両には、鞍乗り型の電動車両(以下「電動二輪車」と称する)や、四輪の電動車両(以下「電動自動車」と称する)など、着脱式バッテリの電力を利用して走行する種々の車両が含まれ得る。例えば、二輪や四輪の車両のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)の車両、さらには、アシスト式の自転車など、着脱式バッテリから供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する車両型の移動体の全般が含まれる。ただし、実施形態の情報処理装置が適用可能な移動体は、これら車両型の移動体に代えて、移動ロボット、自律走行装置、自律走行車、その他の電動車両、ドローン飛行体、またはその他の電動式移動装置(電動モビリティ)などの移動体であってもよい。 In the following description, the electric vehicle may include various vehicles that run using power from a removable battery, such as a saddle-type electric vehicle (hereinafter referred to as an "electric two-wheeled vehicle") and a four-wheeled electric vehicle (hereinafter referred to as an "electric automobile"). For example, it includes not only two-wheeled and four-wheeled vehicles, but also three-wheeled vehicles (including vehicles with one front wheel and two rear wheels, as well as vehicles with two front wheels and one rear wheel), and even assisted bicycles, and other vehicle-type moving bodies that run using an electric motor driven by power supplied from a removable battery. However, moving bodies to which the information processing device of the embodiment can be applied may be moving bodies such as mobile robots, autonomous driving devices, autonomous driving cars, other electric vehicles, drone aircraft, or other electric moving bodies (electric mobility) instead of these vehicle-type moving bodies.
(第1実施形態)
[1.全体構成]
図1は、実施形態のバッテリシェアサービスシステム1の一例を示す図である。バッテリシェアサービスシステム1は、1つ以上(例えば複数)のバッテリ交換ステーション200(図1では4つのバッテリ交換ステーション200-1~200-4を図示)と、管理サーバ装置300とを含む。バッテリシェアサービスシステム1は、「情報処理システム」または「蓄電装置管理システム」の一例である。
First Embodiment
[1. Overall configuration]
Fig. 1 is a diagram showing an example of a battery sharing service system 1 according to an embodiment. The battery sharing service system 1 includes one or more (e.g., a plurality of) battery exchange stations 200 (four battery exchange stations 200-1 to 200-4 are shown in Fig. 1) and a
バッテリ交換ステーション200は、例えば、ステーション制御装置210と、1つ以上のバッテリ交換装置220(図1では2つのバッテリ交換装置220-a,220-bを図示)と、を備える。ステーション制御装置210とバッテリ交換装置220とは、有線または無線により通信可能である。ステーション制御装置210とバッテリ交換装置220とは、別体の装置としてではなく、1つの装置として一体に構成されてもよい。バッテリ交換ステーション200は、「電力装置」の一例であり、「充電装置」の一例である。
The
ステーション制御装置210は、バッテリ交換装置220における着脱式バッテリ100の充放電と、着脱式バッテリ100の受領および供与(以下「着脱式バッテリ100の交換」と称する)とを管理する。ステーション制御装置210は、電動車両10のユーザがバッテリ交換ステーション200を利用する場合に、着脱式バッテリ100の交換のための情報をユーザに提供する。例えば、ステーション制御装置210は、電動車両10で使用されて残容量が少なくなった着脱式バッテリ100を受領するバッテリスロット221を示す情報や、受領した着脱式バッテリ100の代わりに提供する別の着脱式バッテリ100が収容されているバッテリスロット221を示す情報などをユーザに提供する。
The
バッテリ交換装置220は、着脱式バッテリ100の充放電および交換を行う装置である。バッテリ交換装置220は、1つ以上(例えば複数)のバッテリスロット221を有する。バッテリスロット221は、着脱式バッテリ100を収容して充放電可能な収容部である。図1に示す例では、1つのバッテリ交換装置220は、8つのバッテリスロット221を有し、8つの着脱式バッテリ100を同時に収容可能である。バッテリ交換装置220は、複数のバッテリスロット221に収容された複数の着脱式バッテリ100(図1に示す例では、最大8個の着脱式バッテリ100)を同時に充電可能である。本明細書で「同時に充電」または「同時充電」とは、複数の着脱式バッテリ100の充電を同時に開始する場合に限定されず、ある着脱式バッテリ100の充電時間の一部と、別の着脱式バッテリ100の充電時間の一部とが同時である場合なども含む。
The
バッテリ交換装置220には、外部電源PSから電力が供給される。外部電源PSは、例えば交流100Vの商用電源である。バッテリ交換装置220は、ステーション制御装置210による制御に応じて、電動車両10のユーザから受領した着脱式バッテリ100を充電する。バッテリ交換装置220は、着脱式バッテリ100の充電が完了した場合に、充電が完了したことを示す通知をステーション制御装置210に送信する。これにより、ステーション制御装置210は、電動車両10のユーザに供与可能な着脱式バッテリ100を認識する。バッテリ交換装置220は、着脱式バッテリ100に残っている電力を放電させることを行ってもよい。バッテリ交換ステーション200の詳細については後述する。
The
管理サーバ装置300は、ネットワークNWに接続されている。ネットワークNWは、例えば、インターネット、セルラー網、Wi-Fi網、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)などのうち1つ以上を含む。本実施形態では、管理サーバ装置300は、ネットワークNWを介して複数のバッテリ交換ステーション200と通信し、複数のバッテリ交換ステーション200を管理する。例えば、管理サーバ装置300は、各バッテリ交換ステーション200からバッテリ交換ステーション200の状態を示す情報(以下「状態情報」と称する)を受信し、状態情報に基づき各バッテリ交換ステーション200の状態を判定する。管理サーバ装置300は、「情報処理装置」の一例である。
The
管理サーバ装置300は、直接またはネットワークNWを介して、バッテリシェアサービスシステム1を管理する管理者P1が使用する端末装置T1と通信を行い、バッテリ交換ステーション200の状態に関する所定の通知を端末装置T1に出力する。端末装置T1は、設置型またはノート型のパーソナルコンピュータなどである。
The
管理サーバ装置300は、ネットワークNWを介して、バッテリ交換ステーションの保守を担当する保安要員P2が使用する端末装置T2と通信を行い、バッテリ交換ステーション200の状態に関する所定の通知を端末装置T2に出力する。端末装置T2は、例えば携帯型の端末装置であり、スマートフォンやタブレット端末などである。管理サーバ装置300の詳細については後述する。
The
[2.電動車両の構成]
図2は、実施形態の電動車両10の構成の一例を示す図である。電動車両10は、着脱式バッテリ100から供給される電力によって駆動される電動機(電動モータ)の駆動力で走行する。ただし、電動車両10は、着脱式バッテリ100と、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関とを組み合わせた駆動力によって走行するハイブリッド電動車両であってもよい。電動車両10は、例えば、バッテリ接続部12と、車両制御部14と、走行駆動力出力装置16と、車両センサ18と、HMI(Human Machine Interface)20と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機22と、を備える。
[2. Configuration of electric vehicle]
2 is a diagram showing an example of the configuration of an
バッテリ接続部12は、着脱式バッテリ100が電動車両10に装着された場合に、着脱式バッテリ100と電気的に接続される。バッテリ接続部12は、着脱式バッテリ100から電力供給を受ける電力線の接続端子や、着脱式バッテリ100と車両制御部14との間でデータ通信を行う通信線の接続端子などを含む。
The
車両制御部14は、車両センサ18から測定結果を取得し、着脱式バッテリ100が備えるBMU(Battery Management Unit)から蓄電部120の充電状態を表す値(State Of Charge:SOC)を取得し、GNSS受信機22から電動車両10の位置を取得する。車両制御部14は、取得したデータに基づき、走行駆動力出力装置16を制御する。車両制御部14は、GNSS受信機22から取得した電動車両10の位置情報を、バッテリ接続部12を介して着脱式バッテリ100に送信してもよい。
The
走行駆動力出力装置16は、例えば、電動モータと、インバータと、インバータを制御するECU(Electronic Control Unit)と、を備える。ECUは、例えば、インバータを制御することによって、着脱式バッテリ100から電動モータに供給される電力を制御する。車両センサ18は、電動車両10に搭載された速度センサ、加速度センサ、回転速度センサ、オドメータ、その他の各種のセンサを含む。車両センサ18は、測定結果を車両制御部14に出力する。
The driving
HMI20は、電動車両10のユーザに対して各種の情報を出力するとともに、ユーザによる入力操作を受け付ける。HMI20は、例えば、HUD(Head Up Display)およびメーター表示部などの各種の表示装置(タッチパネルであってもよい)、スピーカなどを備える。GNSS受信機22は、例えば、GPS衛星などのGNSS衛星から到来する電波に基づいて、電動車両10の位置を測位する。
The
[3.着脱式バッテリ]
図3は、実施形態の着脱式バッテリ100の構成の一例を示す図である。着脱式バッテリ100は、例えば、蓄電部120と、BMU110と、接続部150と、を備える。BMU110は、例えば、測定センサ130と、記憶部140と、を備える。
[3. Removable battery]
3 is a diagram showing an example of the configuration of the
蓄電部120は、例えば、複数の単電池を直列に接続した組電池である。蓄電部120を構成する単電池は、例えば、リチウムイオン電池(Lithium-Ion Battery:LIB)や、ニッケル水素電池、全固体電池など、充電と放電とを繰り返すことができる二次電池である。蓄電部120を構成する二次電池としては、例えば、鉛蓄電池、ナトリウムイオン電池などの他、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ、または二次電池とキャパシタとを組み合わせた複合電池なども考えられる。蓄電部120を構成する二次電池の構成に関しては特に限定されない。
The
BMU110は、蓄電部120の充電や放電の制御、セルバランシング、蓄電部120の異常検出、蓄電部120のセル温度の導出、蓄電部120の充放電電流の導出、蓄電部120のSOCの推定などを行う。BMU110は、測定センサ130の測定結果に基づいて把握した蓄電部120の異常や故障などを、バッテリ状態情報として記憶部140に記憶させる。測定センサ130は、蓄電部120の充電状態を測定するための電圧センサ、電流センサ、温度センサなどである。測定センサ130は、測定された電圧、電流、温度などの測定結果をBMU110に出力する。
The
記憶部140は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置を含む。記憶部140は、上述したバッテリ状態情報を記憶する。記憶部140には、着脱式バッテリ100に対して割り当てられた識別情報(バッテリID)が記憶されてもよい。接続部150は、着脱式バッテリ100が電動車両10に装着された場合に、電動車両10のバッテリ接続部12に電気的に接続される。この状態で、着脱式バッテリ100は、蓄電部120に蓄えた電力を電動車両10が備える電動モータに供給する。
The
[4.バッテリ交換ステーション]
[4.1 バッテリ交換装置の物理構成]
次に、バッテリ交換ステーション200について詳しく説明する。まず、バッテリ交換装置220の物理構成について説明する。
[4. Battery Exchange Station]
[4.1 Physical configuration of the battery exchange device]
Next, a detailed description will be given of the
図4は、実施形態のバッテリ交換装置220の一例を示す斜視図である。バッテリ交換装置220は、筐体251を有する。筐体251は、例えば、縦長の直方体状に形成されている。より詳しく述べると、筐体251は、下壁251a、前壁(前面パネル)251b、後壁251c、左側壁251d、右側壁251e、および上壁251fを有する。下壁251aは、床面に設置される。前壁251b、後壁251c、左側壁251d、および右側壁251eは、それぞれ下壁251aの前端、後端、左端、および右端から起立しており、鉛直方向に延びている。上壁251fは、前壁251b、後壁251c、左側壁251d、および右側壁251eの上端同士を繋いでいる。
Figure 4 is a perspective view showing an example of a
前壁251bには、筐体251の内部に設けられたバッテリスロット221を筐体251の外部に露出させる開口部(バッテリ交換口)221aが設けられている。本実施形態では、8つのバッテリスロット221が水平方向に2列、鉛直方向に4段のマトリクス状に配置されている。着脱式バッテリ100は、開口部221aからバッテリスロット221に挿入されることで、筐体251の内部に配置される。バッテリスロット221に挿入された着脱式バッテリ100は、バッテリ交換装置220により充電されることで発熱する。着脱式バッテリ100で発熱した熱の少なくとも一部は、筐体251の内部の空気に伝わる。
The
本実施形態では、前壁251bには、複数の吸気口252が開口している。吸気口252は、バッテリスロット221よりも上方に設けられている。吸気口252は、筐体251の内部と外部とを連通させる。一方で、後壁251cには、複数の排気口253が開口している(図8参照)。排気口253は、後壁251cにおいて吸気口252と対応する位置(例えば吸気口252と同じ高さ位置)に配置されている。排気口253は、筐体251の内部と外部とを連通させる。筐体251の内部において、排気口253の近くには、ファン254(図8参照)が配置されている。ファン254が駆動されると、筐体251の内部の空気が排気口253を通じて筐体251の外部に排気されるとともに、筐体251の外部の新しい空気が吸気口252を通じて筐体251の内部に入る。
In this embodiment, a plurality of
図5は、実施形態のバッテリ交換装置220の内部を示す斜視図である。図5では、説明の便宜上、バッテリスロット221に収容された着脱式バッテリ100を抜き出して示している。バッテリ交換装置220は、AC/DC変換器260を有する。AC/DC変換器260は、外部電源PSから供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換器である。AC/DC変換器260は、「電力変換器」の一例であり、「電気部品」の一例である。AC/DC変換器260の詳細は、後述する。
Figure 5 is a perspective view showing the inside of the
本実施形態では、筐体251の内部には、棚255が設けられている。棚255は、複数のバッテリスロット221(複数の着脱式バッテリ100)よりも上方に配置されている。AC/DC変換器260は、棚255の上に載せられ、複数のバッテリスロット221(複数の着脱式バッテリ100)よりも上方に配置されている。言い換えると、AC/DC変換器260は、複数のバッテリスロット221(複数の着脱式バッテリ100)と比べて、吸気口252および排気口253の近くに配置されている。本実施形態では、AC/DC変換器260の少なくとも一部は、水平方向で吸気口252および排気口253と並ぶ高さに配置されている。
In this embodiment, a
図6は、実施形態のバッテリ交換装置220の内部の電気的構成を示す図である。図6中で実線は電力線(電力ケーブルなど)を示す。図6中の破線は信号線(通信ケーブルなど)を示す。バッテリ交換装置220は、AC/DC変換器260に加え、複数のDC/DC変換器271、複数のインターフェース基板(I/F基板)272、および制御基板273を有する。
Figure 6 is a diagram showing the internal electrical configuration of a
AC/DC変換器260には、外部電源PSから交流電力が供給される。AC/DC変換器260は、外部電源PSから供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を複数のDC/DC変換器271に供給する。AC/DC変換器260は、複数のバッテリスロット221(複数の着脱式バッテリ100)に対して1つ設けられている。AC/DC変換器260は、複数のバッテリスロット221に収容された複数の着脱式バッテリ100に対して充電電力を同時に供給可能に配置されている。すなわち、1つのAC/DC変換器260に対して複数のバッテリスロット221が接続されている。AC/DC変換器260は、複数の着脱式バッテリ100を同時に充電する場合に、複数の着脱式バッテリ100に流れる充電電流を合計した電流が流れて発熱する。AC/DC変換器260の発熱量は、同時充電する着脱式バッテリ100の個数が多いほど大きくなる。
The AC/
複数のDC/DC変換器271は、複数のバッテリスロット221に対して1対1の関係で設けられている。複数のDC/DC変換器271は、AC/DC変換器260に対して電気的に並列に接続されている。DC/DC変換器271は、バッテリスロット221の接続部221b(図8参照)を介して、バッテリスロット221に収容された着脱式バッテリ100に接続される。DC/DC変換器271は、AC/DC変換器260から供給される直流電力を、着脱式バッテリ100の充電に適した電圧を持つ直流電力に変換し、変換した直流電力を着脱式バッテリ100に供給する。
The multiple DC/
複数のIF基板272は、複数のバッテリスロット221に対して1対1の関係で設けられている。IF基板272は、バッテリスロット221の接続部221b(図8参照)を介して、バッテリスロット221に収容された着脱式バッテリ100に接続される。IF基板272は、着脱式バッテリ100と通信を行い、着脱式バッテリ100の記憶部140に記憶された情報(例えば、バッテリ状態情報やバッテリID)を着脱式バッテリ100から取得する。IF基板272は、着脱式バッテリ100から取得した情報を制御基板273に出力する。
The multiple IF
制御基板(制御部)273は、AC/DC変換器260、複数のDC/DC変換器271、および複数のIF基板272を制御する。例えば、制御基板273は、同時に充電する着脱式バッテリ100の個数に応じてAC/DC変換器260に含まれる電界効果トランジスタ261(Field effect transistor:FET、図8参照)を制御することで、AC/DC変換器260により変換される電力の大きさを制御する。
The control board (control unit) 273 controls the AC/
図7は、AC/DC変換器260の構成の一部を示す電気回路図である。AC/DC変換器260は、複数のサイリスタ262a,262b,262c,262d,262e,262f、複数の帰還ダイオード263a,263b,263c,263d,263e,263f、および1つ以上のコンデンサ(平滑コンデンサ)264を有する。以下では、複数のサイリスタ262a~262fを互いに区別しない場合は、サイリスタ262と称する。帰還ダイオード263a~263fを互いに区別しない場合は、帰還ダイオード263と称する。
Figure 7 is an electrical circuit diagram showing a portion of the configuration of the AC/
2つのサイリスタ262a,262bは、正極線L1と負極線L2との間に直列に接続されている。2つのサイリスタ262a,262bの間の中間ノードは、交流電力が入力されるU相線に接続されている。同様に、2つのサイリスタ262c,262dは、正極線L1と負極線L2との間に直列に接続されている。2つのサイリスタ262c,262dの間の中間ノードは、交流電力が入力されるV相線に接続されている。2つのサイリスタ262e,262fは、正極線L1と負極線L2との間に直列に接続されている。2つのサイリスタ262e,262fの間の中間ノードは、交流電力が入力されるW相線に接続されている。
The two
複数の帰還ダイオード263a~263fは、複数のサイリスタ262a~262fに対してそれぞれ逆並列に接続されている。コンデンサ264は、正極線L1と負極線L2との間に接続されている。コンデンサ264は、例えば電解コンデンサである。本実施形態では、コンデンサ264は、上述したFET261、サイリスタ262,および帰還ダイオード263と比べて、耐熱温度が低い部品である。一方で、FET261、サイリスタ262,および帰還ダイオード263は、AC/DC変換器260の作動時にコンデンサ264よりも高温になる部品である。FET261、サイリスタ262,および帰還ダイオード263の各々は、「第1部品」の一例である。コンデンサ264は、「第2部品」の一例である。
The
AC/DC変換器260は、上述した構成以外に、基板265(図8参照)を有する。FET261、サイリスタ262、帰還ダイオード263、およびコンデンサ264は、基板265上に搭載されている。ここで言う「基板」は、部品が実装される基台の意味であり、プリント配線板に限らず、金属製のプレートなどでもよい。
In addition to the above-mentioned configuration, the AC/
図8は、バッテリ交換装置220の一部を示す断面図である。バッテリ交換装置220は、空気温度センサS1と、部品温度センサS2とを有する。空気温度センサS1および部品温度センサS2は、例えば筐体251の内部に設けられている。
Figure 8 is a cross-sectional view showing a part of the
空気温度センサS1は、筐体251の内部の空気に関する温度である空気温度(以下では単に「空気温度」と称する)を測定する温度センサである。「筐体251の内部の空気に関する温度」とは、筐体251の内部の空気温度そのものに限らず、筐体251の内部の空気温度と関係のある温度(筐体251の内部の空気温度の推定に用いることができる温度、または筐体251の内部の空気温度と比例関係にある温度など)でもよい。このような温度の一例は、筐体251の外部の空気温度(例えば吸気口252または排気口253の近くで測定される筐体251の外部の空気温度)や、筐体251自体の温度などである。ある観点によれば、「空気温度」は、筐体251の外部の温度(バッテリ交換ステーション200が設置された空間の室温または外気温、環境温度)が影響する温度(例えば外部の温度と比例関係にある温度)である。
The air temperature sensor S1 is a temperature sensor that measures the air temperature (hereinafter simply referred to as "air temperature"), which is the temperature related to the air inside the
本実施形態では、空気温度センサS1は、筐体251の内部で吸気口252と比べて排気口253の近くに配置されている(図8中の位置A参照)。さらに言えば、空気温度センサS1は、筐体251の内部に収容された発熱部品(AC/DC変換器260や、DC/DC変換器271、着脱式バッテリ100など)と比べて排気口253の近くに配置されている。別の観点によれば、「空気温度」は、筐体251の内部に収容された発熱部品(AC/DC変換器260や、DC/DC変換器271、着脱式バッテリ100など)の発熱の一部が伝わった空気の温度(例えば発熱状態と比例関係にある温度)である。空気温度センサS1の測定結果は、制御基板273に出力される。
In this embodiment, the air temperature sensor S1 is disposed closer to the
ただし、空気温度センサS1の位置は、上記例に限定されない。空気温度センサS1は、筐体251の内部で吸気口252の近くに配置されてもよく(図8中の位置B参照)、上述したように筐体251の外部で吸気口252または排気口253の近くに配置されてもよい(図8中の位置C,D参照)。空気温度センサS1は、2つ以上設けられてもよい。この場合、空気温度は、2つ以上の空気温度センサS1で測定された温度の平均値でもよいし、2つ以上の空気温度センサS1で測定された温度のうち最も高い温度が採用されてもよい。
However, the position of the air temperature sensor S1 is not limited to the above example. The air temperature sensor S1 may be placed inside the
一方で、部品温度センサS2は、AC/DC変換器260(電気部品)に関する温度である部品温度(電力変換器温度、以下では単に「部品温度」と称する)を測定する温度センサである。「電気部品に関する温度」とは、電気部品の温度そのものに限らず、電気部品の温度と関係のある温度(電気部品の温度の推定に用いることができる温度、または電気部品の温度と比例関係にある温度など)でもよい。このような温度の一例は、電気部品の近傍の空気温度、または電気部品が取り付けられた放熱部品の温度などである。 On the other hand, the component temperature sensor S2 is a temperature sensor that measures the component temperature (power converter temperature, hereinafter simply referred to as "component temperature"), which is the temperature related to the AC/DC converter 260 (electrical component). The "temperature related to the electrical component" is not limited to the temperature of the electrical component itself, but may be a temperature related to the temperature of the electrical component (such as a temperature that can be used to estimate the temperature of the electrical component, or a temperature that is proportional to the temperature of the electrical component). Examples of such temperatures include the air temperature near the electrical component, or the temperature of a heat dissipation component to which the electrical component is attached.
本実施形態では、部品温度センサS2は、AC/DC変換器260のコンデンサ264に取り付けられ、コンデンサ264の温度を測定する(図8中の位置A参照)。これに代えて、部品温度センサS2は、FET261や、サイリスタ262、帰還ダイオード263などの部品に取り付けられてもよいし、基板265に取り付けられてもよい(図8中の位置B,C参照)。基板265が金属製のプレートなどである場合、基板265の温度を測定することで、AC/DC変換器260に含まれる部品の温度を精度良く測定することができる。部品温度センサS2の測定結果は、制御基板273に出力される。
In this embodiment, the component temperature sensor S2 is attached to the
ただし、部品温度センサS2の位置は、上記例に限定されない。部品温度センサS2は、AC/DC変換器260に直接に取り付けられることに代えて、上述したようにAC/DC変換器260の近傍の空気温度を測定するようにAC/DC変換器260から離間して配置されてよく、AC/DC変換器260に取り付けられた放熱部品に取り付けられてもよい。部品温度センサS2は、2つ以上設けられてもよい。この場合、部品温度センサS2は、コンデンサ264と、コンデンサ264と比べて耐熱温度が高いが高温になる別部品(例えばFET261)などにそれぞれ取り付けられてもよい。この場合、部品温度は、2つ以上の部品温度センサS2で測定された温度の平均値でもよいし、別の観点で導出された温度でもよい。または、2つ以上の部品温度センサS2で測定された2つ以上の部品温度に対して、それぞれ後述する劣化に関する判定が行われてもよい。
However, the position of the component temperature sensor S2 is not limited to the above example. Instead of being directly attached to the AC/
[4.2 バッテリ交換ステーションのシステム構成]
次に、バッテリ交換ステーション200のシステム構成について説明する。
図9は、バッテリ交換ステーション200のシステム構成を示すブロック図である。本実施形態では、ステーション制御装置210は、例えば、バッテリ管理部211と、受放電制御部212と、空気温度検出部213と、部品温度検出部214と、情報出力部215と、記憶部216とを有する。
[4.2 System configuration of battery exchange station]
Next, the system configuration of the
9 is a block diagram showing a system configuration of the
バッテリ管理部211、受放電制御部212、空気温度検出部213、部品温度検出部214、および情報出力部215は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のLSIによって実現されてもよい。プログラムは、予めステーション制御装置210が備えるHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、ステーション制御装置210が備えるドライブ装置に記憶媒体が装着されることでステーション制御装置210が備えるHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。記憶部216は、HDDやフラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)などの記憶装置のうち1つまたは組み合わせにより実現される。
The
バッテリ管理部211は、複数のバッテリスロット221に収容された複数の着脱式バッテリ100を管理する。例えば、バッテリ管理部211は、電動車両10のユーザからの着脱式バッテリ100の受領、着脱式バッテリ100の充放電の要否判定、充電が完了した着脱式バッテリ100の電動車両10のユーザへの供与を管理する。
The
受放電制御部212は、バッテリ管理部211により充電が必要と判定された着脱式バッテリ100の充放電を制御する。例えば、受放電制御部212は、バッテリ交換装置220に含まれるAC/DC変換器260およびDC/DC変換器271などを制御することで、着脱式バッテリ100の充放電を行う。受放電制御部212は、着脱式バッテリ100の充放電に関する制御の履歴を、制御履歴情報I12として記憶部216に記憶させる。制御履歴情報I12は、例えば、各着脱式バッテリ100の充電開始時刻および充電終了時刻や、同時充電中の着脱式バッテリ100の個数と日時情報とが対応付けされた情報などを含む。
The receiving and discharging
空気温度検出部213は、空気温度センサS1の測定結果に基づき、空気温度を検出する。例えば、空気温度センサS1の測定結果が筐体251の内部の空気温度を直接含まない場合、空気温度検出部213は、空気温度センサS1の測定結果と予め求められた関係式や計算テーブルなどに基づき、筐体251の内部の空気温度を推定してもよい。空気温度検出部213は、検出した空気温度を日時情報と対応付けて、空気温度情報I13として記憶部216に記憶させる。ただし上述したように、空気温度は、上述したような計算が行われずに、筐体251の外部の空気温度がそのまま用いられてもよい。
The air
部品温度検出部214は、部品温度センサS2の測定結果に基づき、部品温度を検出する。例えば、部品温度センサS2の測定結果がAC/DC変換器260の部品温度を直接含まない場合、部品温度検出部214は、部品温度センサS2の測定結果と予め求められた関係式や計算テーブルなどに基づき、AC/DC変換器260の部品温度を推定してもよい。部品温度検出部214は、検出した部品温度を日時情報と対応付けて、部品温度情報I14として記憶部216に記憶させる。ただし上述したように、部品温度は、上述したような計算が行われずに、AC/DC変換器260の近傍の温度などがそのまま用いられてもよい。
The component
情報出力部215は、記憶部216に記憶された制御履歴情報I12、空気温度情報I13、および部品温度情報I14を含むバッテリ交換ステーション200の状態情報を、所定の周期で管理サーバ装置300に送信する。所定の周期は、例えば10分毎であるが、上記例には限定されない。状態情報は、記憶部216に記憶されたステーションIDI11と紐付けられて管理サーバ装置300に送信される。ステーションIDI11は、バッテリ交換ステーション200を識別可能な識別情報である。
The
[5.管理サーバ装置]
次に、管理サーバ装置300について詳しく説明する。
図10は、管理サーバ装置300のシステム構成を示すブロック図である。管理サーバ装置300は、例えば、情報取得部310と、ステーション管理部320と、劣化判定部330と、劣化予測部340と、報知情報出力部350と、制御指令出力部360と、記憶部370とを有する。
[5. Management Server Device]
Next, the
10 is a block diagram showing a system configuration of the
情報取得部310、ステーション管理部320、劣化判定部330、劣化予測部340、報知情報出力部350、および制御指令出力部360は、それぞれ、例えば、CPUなどのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPUなどのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のLSIによって実現されてもよい。プログラムは、予め管理サーバ装置300が備えるHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、管理サーバ装置300が備えるドライブ装置に記憶媒体が装着されることで管理サーバ装置300が備えるHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。記憶部370は、HDDやフラッシュメモリ、RAMなどの記憶装置のうち1つまたは組み合わせにより実現される。
The
情報取得部310は、各バッテリ交換ステーション200から送信された状態情報を取得する。例えば、情報取得部310は、各バッテリ交換ステーション200から送信された制御履歴情報I12、空気温度情報I13、および部品温度情報I14を取得する。本明細書で「取得する」とは、外部から受信することで取得する場合に加えて、内部で生成される(例えば外部から受信した情報に対して所定の計算を行うことで生成される)場合なども含む。情報取得部310は、各バッテリ交換ステーション200から取得した状態情報を、状態履歴情報I21として記憶部370に蓄積する。情報取得部310は、「取得部」の一例である。
The
ステーション管理部320は、各バッテリ交換ステーション200から取得された状態情報に基づき、各バッテリ交換ステーション200の管理を行う。例えば、ステーション管理部320は、各バッテリ交換ステーション200の稼働状態、各バッテリ交換ステーション200が受領した着脱式バッテリ100の個数、各バッテリ交換ステーション200から供与された着脱式バッテリ100の個数などを管理する。
The
劣化判定部330は、各バッテリ交換ステーション200から取得された状態情報に基づき、各バッテリ交換ステーション200に関する劣化の判定を行う。本実施形態では、劣化判定部330は、予め求められたAC/DC変換器260の作動中における空気温度と部品温度との関係を含む情報と、情報取得部310により取得された空気温度および部品温度とに基づいて、AC/DC変換器260の劣化に関する判定を行う。本実施形態では、劣化判定部330は、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じているか否かを判定する。以下、この内容について詳しく説明する。劣化判定部330は、「処理部」の一例である。
The
図11は、劣化判定部330による判定を説明するための図である。図中において「◆」は、バッテリ交換装置220において6個の着脱式バッテリ100が同時充電された場合の部品温度の変化であって、AC/DC変換器260に劣化が生じていない場合の部品温度の変化である。図中において「×」は、バッテリ交換装置220において2個の着脱式バッテリ100が同時充電された場合の部品温度の変化であって、AC/DC変換器260に劣化が生じていない場合の部品温度の変化である。図11中において「△」は、バッテリ交換装置220において6個の着脱式バッテリ100が同時充電された場合の部品温度の変化であって、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じている場合の部品温度の変化である。図中において「□」の印は、空気温度の変化である。上述した「◆」、「×」、および「△」は、同じ空気温度が測定された場合の部品温度である。
Figure 11 is a diagram for explaining the determination by the
図11に示すように、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じると、測定された空気温度が同じであっても、AC/DC変換器260の温度上昇が大きくなる。このため、劣化判定部330は、例えば、同じ空気温度が測定された場合における正常時(非劣化状態)の部品温度の最大値と、情報取得部310により取得された部品温度の最大値とを比較し、これら部品温度の最大値の差が所定以上となった場合に、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が存在すると判定することができる。
As shown in FIG. 11, when the AC/
ところで、図11に示すように、同時充電される着脱式バッテリ100の個数によって、測定される部品温度の最大値が異なる。このため、劣化判定部330は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数を考慮して判定を行うことで、劣化に関する判定をより高い精度で行うことができる。
Incidentally, as shown in FIG. 11, the maximum measured component temperature varies depending on the number of
以下では、劣化判定部330の具体的な処理の一例を説明する。劣化判定部330は、記憶部370に予め記憶された関係情報I22と、情報取得部310により取得された空気温度および部品温度とに基づき、AC/DC変換器260(例えば、コンデンサ264)に所定以上の劣化が生じているか否かを判定する。
The following describes an example of the specific processing of the
図12は、関係情報I22の一例を示す図である。関係情報I22は、予め求められたAC/DC変換器260(電気部品)の作動中における空気温度と部品温度との関係(例えば相関関係)を含む情報である。本実施形態に係る関係情報I22は、非劣化状態のAC/DC変換器260が作動中における空気温度と部品温度の最大値との関係(例えば相関関係)を含む。本実施形態に係る関係情報I22は、AC/DC変換器260が同時に充電電力を供給している着脱式バッテリ100の個数別の、空気温度と部品温度との関係(例えば相関関係)を含む。
Figure 12 is a diagram showing an example of relationship information I22. Relationship information I22 is information including a relationship (e.g., correlation) between air temperature and component temperature when the AC/DC converter 260 (electrical component) is in operation that has been determined in advance. Relationship information I22 according to this embodiment includes a relationship (e.g., correlation) between air temperature and maximum component temperature when the AC/
図12に示す例では、同時充電される着脱式バッテリ100の個数別に、正常時の部品温度の最大値と、劣化判定用の閾値(正常時の部品温度の最大値に対する差分値)とが登録されている。例えば、図中の「Tc11max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta1[℃]」の場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。同様に、図中の「Tc12max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta2[℃]」の場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。図中の「Tc13max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta3[℃]」の場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。Ta1、Ta2、Ta3は、互いに異なる温度であり、例えば、Ta3>Ta2>Ta1である。この場合、Tc13max>Tc12max>Tc11maxの関係が成り立つ。
In the example shown in FIG. 12, the maximum component temperature in normal times and the threshold value for determining deterioration (the difference value from the maximum component temperature in normal times) are registered for each number of
図中の「Tth1」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つの場合の劣化判定用の閾値である。Tth1は、正常時の部品温度の最大値であるTc11max、Tc12max、Tc13maxの各々と組み合わされて用いられる。例えば、劣化判定部330は、情報取得部310により取得された空気温度が「Ta1[℃]」である場合、情報取得部310により取得された部品温度の最大値がTc11maxとTth1との合計値(Tc11max+Tth1)以上であることに応じて、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていると判定する。
In the figure, "Tth1" is a threshold value for determining deterioration when one
一方で、劣化判定部330は、情報取得部310により取得された空気温度が「Ta1[℃]」である場合、情報取得部310により取得された部品温度の最大値がTc11maxとTth1との合計値(Tc11max+Tth1)未満であることに応じて、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていないと判定する。本実施形態では、Tth1は、Tc11max、Tc12max、Tc13maxに対して共通に設定されているが、Tc11max、Tc12max、Tc13maxの個々に対して異なる値が設定されてもよい。これは他の閾値(Tth2、Tth3、…)についても同様である。
On the other hand, when the air temperature acquired by the
同様に、図中の「Tc21max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つであり、測定された空気温度が「Ta1[℃]」の場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。図中の「Tc22max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つであり、測定された空気温度が「Ta2[℃]」の場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。これら定義は、他の部品温度についても同様である。図12に示す例では、Tc21max>Tc11maxの関係が成り立ち、Tc22max>Tc12maxの関係が成り立つ。これら関係は、他の部品温度についても同様である。
Similarly, "Tc21max" in the figure indicates the maximum component temperature under normal conditions (when not degraded) when there are two
図中の「Tth2」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つの場合の劣化判定用の閾値である。Tth2は、正常時の部品温度の最大値であるTc21max、Tc22max、Tc23maxの各々と組み合わされて用いられる。これら定義は、他の閾値についても同様である。図12に示す例では、Tth3>Tth2>Tth1の関係が成り立つ。これら関係は、他の閾値についても同様である。
"Tth2" in the figure is a threshold value for determining deterioration when two
図13は、関係情報I22の別の一例である関係情報I22Aを示す図である。関係情報I22Aは、予め求められたAC/DC変換器260(電気部品)の作動中における空気温度と部品温度との関係(例えば相関関係)を含む情報として、非劣化状態のAC/DC変換器260が作動中における空気温度と部品温度の最大値との関係に代えて、AC/DC変換器260が作動中における空気温度と劣化判定用の閾値(部品温度に関する閾値)との関係を直接に含む。このような情報であっても、本明細書で言う「予め求められた電気部品の作動中における空気温度と部品温度との関係を含む情報」に該当する。
Figure 13 is a diagram showing relationship information I22A, which is another example of relationship information I22. Relationship information I22A directly includes the relationship between the air temperature while the AC/DC converter 260 (electrical component) is operating and a threshold value for determining degradation (threshold value related to component temperature) instead of the relationship between the air temperature while the AC/
図13に示す例では、同時充電される着脱式バッテリ100の個数別に、空気温度と劣化判定用の閾値との関係を含む。図13に示す例では、劣化判定用の閾値は、図12に示すような部品温度の最大値に対する差分値ではなく、部品温度の絶対値である。例えば、図中の「Tth11」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta1[℃]」の場合における、劣化判定用の閾値である。劣化判定部330は、情報取得部310により取得された空気温度が「Ta1[℃]」である場合、情報取得部310により取得された部品温度の最大値がTth11以上であることに応じて、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていると判定する。一方で、劣化判定部330は、情報取得部310により取得された空気温度が「Ta1[℃]」である場合、情報取得部310により取得された部品温度の最大値がTth11未満であることに応じて、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていないと判定する。
13 includes a relationship between the air temperature and the threshold value for determining deterioration, depending on the number of
同様に、図中の「Tth12」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta2[℃]」の場合における、劣化判定用の閾値である。図中の「Tth13」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つであり、測定された空気温度が「Ta3[℃]」の場合における、劣化判定用の閾値である。ここで、Ta3>Ta2>Ta1である場合、Tth13>Tth12>Tth11の関係が成り立つ。
Similarly, "Tth12" in the figure is the threshold value for determining deterioration when there is one
同様に、図中の「Tth21」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つであり、測定された空気温度が「Ta1[℃]」の場合における、劣化判定用の閾値である。図中の「Tth22」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つであり、測定された空気温度が「Ta2[℃]」の場合における、劣化判定用の閾値である。これら定義は、他の閾値についても同様である。図13に示す例では、Tth21>Tth11の関係が成り立ち、Tth22>Tth12の関係が成り立つ。これら関係は、他の部品温度についても同様である。
Similarly, "Tth21" in the figure is the threshold value for determining deterioration when there are two
以上のように、本実施形態の劣化判定部330は、情報取得部310により取得された空気温度に応じて関係情報I22から得られる部品温度の最大値と、情報取得部310により取得された部品温度(例えば情報取得部310により取得された部品温度の最大値)との温度差に基づき、AC/DC変換器260の劣化に関する判定を行う。
As described above, the
以上の説明では、劣化判定部330が関係情報I22(または関係情報I22A)のようなテーブル情報に基づいて判定を行う例について説明したが、上記例に限定されない。例えば、劣化判定部330は、回帰分析により求められた計算式を用いて判定を行ってもよいし、機械学習により求められた学習済みモデル(例えばニューラルネットワーク)を用いて判定を行ってもよい。機械学習により求められた学習済みモデルは、「予め求められた電気部品の作動中における空気温度と部品温度との関係を含む情報」の一例である。
In the above explanation, an example has been described in which the
本実施形態では、劣化判定部330は、AC/DC変換器260が2個以上の着脱式バッテリ100に対して充電電力を供給する場合に、上記判定を行う。このような構成によれば、AC/DC変換器260の温度変化が大きくなるので、誤判定の可能性を低減することができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、劣化判定部330は、バッテリ交換装置220に収容された複数の着脱式バッテリ100のうち同時に充電可能な全ての着脱式バッテリ100に対してAC/DC変換器260が充電電力を供給する場合に、上記判定を行う。このような構成によれば、AC/DC変換器260の温度変化が最大化するので、誤判定の可能性をさらに低減することができる。
In this embodiment, the
劣化予測部340は、劣化判定部330により所定以上の劣化が生じていると判定された場合に、その後の劣化進行の速さを予測する。例えば、劣化予測部340は、状態履歴情報I21から得られる部品温度の最大値の変化(例えば、同じ空気温度における部品温度の最大値の変化)の時系列に基づき劣化進行の速度を算出し、算出した劣化進行の速度に基づき、AC/DC変換器260がより深刻な劣化レベルに達する時期(すなわち、劣化の度合いが所定の閾値を超える時期、例えば、実際に故障が発生し得る状態になる時期)を算出してもよい。または、劣化予測部340は、劣化判定部330により所定以上の劣化が生じていないと判定された場合に、上記と同様に算出した劣化進行の速度に基づき、AC/DC変換器260に上記所定以上の劣化が生じる時期(すなわち、劣化の度合いが所定の閾値を超える時期)を算出してもよい。
When the
なお、劣化予測部340は、部品温度の最大値の変化の時系列に代えて/加えて、各バッテリ交換ステーション200の制御履歴情報I12に基づき、各バッテリ交換ステーション200での充電頻度(所定期間における充電回数)などに基づき、劣化進行の速度を算出してもよい。
In addition, the
報知情報出力部350は、情報取得部310により取得された状態情報と、記憶部370に記憶されたステーション管理情報I23とに基づき、所定のモニタリング情報を生成し、生成したモニタリング情報を、バッテリシェアサービスシステム1の管理者P1が使用する端末装置T1に送信する。モニタリング情報は、各バッテリ交換ステーション200に関する監視に供される情報であり、例えば、各バッテリ交換ステーション200のステーションIDや位置(設置場所)と、各バッテリ交換ステーション200で測定された空気温度および部品温度の推移などを含む情報である。これにより、管理者P1は、各バッテリ交換ステーション200で測定された空気温度および部品温度の推移を遠隔監視することができる。
The notification
さらに、報知情報出力部350は、劣化判定部330により所定以上の劣化が生じていると判定された場合に、ステーション管理情報I23に基づき、警告表示を含む所定の報知情報を生成する。そして報知情報出力部350は、生成した報知情報を、上記端末装置T1と各バッテリ交換ステーション200を担当する保安要員P2が使用する端末装置T2に送信する。これにより、端末装置T1,T2は、画面出力または音声出力により報知情報を報知する。報知情報出力部350は、「処理部」の別の一例であり、「出力部」の一例でもある。
Furthermore, when the
報知情報は、バッテリ交換ステーション200の保守若しくは整備に供される情報であり、例えばバッテリ交換ステーション200のステーションIDおよび位置(設置場所)、保安要員P2または保守整備要員がバッテリ交換ステーション200を訪問すべき時期、バッテリ交換ステーション200の修理または交換を行う場合に必要な保守整備要員の数、持ち運ぶべき電気部品の種類および数、などである。さらに、報知情報は、電気部品(例えばAC/DC変換器)の製造、流通、若しくは保管に供される情報(例えば、電気部品の必要製造数、納入数、製造時期、保管数、保管時期、などを示す情報を含んでもよい。これら報知情報を生成するための情報は、ステーション管理情報I23の一部として予め記憶部370に登録されている。さらに、報知情報は、緊急度を示す情報として、劣化予測部340により予測されたAC/DC変換器260がより深刻な劣化レベルに達するまでの残り時間(すなわち、劣化の度合いが所定の閾値を超えるまでの残り時間、例えば、実際に故障が発生し得る状態になるまでの残り時間)を含んでもよい。
The notification information is information used for the maintenance or repair of the
制御指令出力部360は、劣化判定部330により所定以上の劣化が生じていると判定された場合に、バッテリ交換ステーション200の動作状態を変更する制御指令を生成し、対象となるバッテリ交換ステーション200に生成した制御指令を送信する。上記制御指令は、所定以上の劣化が生じていると判定されたAC/DC変換器260の作動状態を低減する指令である。AC/DC変換器260の作動状態を低減する指令とは、例えばAC/DC変換器260に流れる電流量を低減する指令であり、例えば、同時充電を行う着脱式バッテリ100の数に制約を課す指令など(バッテリスロット221が8個ある場合であっても、4個の着脱式バッテリ100までしか同時充電を許可しないなど)である。このような制御指令は、記憶部370に予め記憶された制御情報I24に基づいて生成可能である。これにより、バッテリ交換ステーション200で実際に故障が生じるまでの時間を延ばすことができる。なお、AC/DC変換器260の作動状態を低減する指令は、バッテリ交換装置220の一部または全部の使用を禁止する指令でもよい。制御指令出力部360は、「処理部」の別の一例である。
When the
さらに、制御指令出力部360は、劣化予測部340により予測されたAC/DC変換器260がより深刻な劣化レベルに達するまでの残り時間(例えば、実際に故障が発生し得る状態になるまでの残り時間)に応じて、上記制御指令の内容を変更してもよい。例えば、AC/DC変換器260がより深刻な劣化レベルに達するまでの残り時間が所定よりも短い場合、AC/DC変換器260の作動状態をより大きく低減させる制御指令が生成されてもよい。
Furthermore, the control
[6.処理流れ]
次に、劣化判定に関する処理流れについて説明する。
図14は、劣化判定に関する処理流れの一例を示すフローチャートである。劣化判定部330は、着脱式バッテリ100の充電が開始される場合、以下の処理フローを開始する。
6. Processing Flow
Next, the process flow for determining deterioration will be described.
14 is a flow chart showing an example of a process flow relating to deterioration determination. When charging of the
まず、劣化判定部330は、バッテリ交換ステーション200から取得される制御履歴情報I12に基づき、同時充電される着脱式バッテリ100の個数を特定する(S101)。次に、劣化判定部330は、S101で特定された個数がバッテリ交換装置220で同時充電可能な最大個数(本実施形態の例では8個)であるか否かを判定する(S102)。S101で特定された個数がバッテリ交換装置220で同時充電可能な最大個数である場合(S102:YES)、処理はS104に進む。
First, the
一方で、S101で特定された個数がバッテリ交換装置220で同時充電可能な最大個数でない場合(S102:NO)、劣化判定部330は、S101で特定された個数よりも多い個数での劣化判定が過去の所定期間内(例えば1週間以内)に行われたか否かを判定する(S103)。例えば、S101で特定された個数が4個である場合、劣化判定部330は、5個以上の着脱式バッテリ100が同時充電された状態での劣化判定が過去の所定期間内に行われたか否かを判定する。S103がYESの場合、劣化判定部330は、特段の処理を行うことなく、処理フローを終了する。
On the other hand, if the number identified in S101 is not the maximum number that can be charged simultaneously by the battery exchange device 220 (S102: NO), the
S103がNOの場合、劣化判定部330は、上述した劣化判定を行う。すなわち、劣化判定部330は、記憶部370に記憶された関係情報I22(または関係情報I22A)と、情報取得部310により取得された空気温度および部品温度に基づき、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じているか否かを判定する(S104)。
If S103 is NO, the
そして、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていない場合(S104:NO)、報知情報出力部350および制御指令出力部360は、特段の処理を行うことなく、処理フローを終了する。一方で、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じている場合(S104:YES)、報知情報出力部350は、上述した報知情報を生成し、生成した報知情報を端末装置T1,T2に送信する(S105)。さらに、制御指令出力部360は、AC/DC変換器260の作動状態を低減する制御指令を出力する(S106)。これにより、一連の処理が終了する。
If the AC/
[7.利点]
本実施形態では、情報処理装置(例えば管理サーバ装置300)は、空気温度と部品温度とを取得する情報取得部310と、予め求められた電気部品(例えばAC/DC変換器260)の作動中における空気温度と部品温度との関係を含む情報と、情報取得部310により取得された空気温度および部品温度とに基づいて、電気部品の劣化に関する判定、電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つを行う処理部(例えば、劣化判定部330、報知情報出力部350、制御指令出力部360)とを備える。このような構成によれば、実際に不具合が生じる前に劣化を検知することができ、電力装置(例えばバッテリ交換ステーション200)に関する不具合の発生を抑制することができる。
7. Advantages
In this embodiment, the information processing device (e.g., the management server device 300) includes an
例えば、バッテリシェアサービスシステムにおいて、バッテリ交換装置220の遠隔監視を行う場合、AC/DC変換器260が故障するとサービスの停止または制約を余儀なくされ、部品納期も長いため影響が大きい場合がある。そのため、故障を検知した場合に備えて在庫部品を保有するなどの対策を取ることが考えられる。しかしながら、部品が高額な上に長期保管(過剰在庫)によって性能が劣化する場合がある。一方で、上記構成によれば、電気部品の劣化に応じて空気温度と部品温度との差が大きくなるため、故障が生じる前に劣化を検知することができる。これにより、速やかに部品を準備することが可能となり、サービスに制約が生じることを抑制することができる。
For example, in a battery sharing service system, when remotely monitoring the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、電気部品の劣化度合いが算出される点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that the deterioration degree of an electrical component is calculated. The configuration other than that described below is the same as the configuration of the first embodiment.
図15は、第2実施形態の管理サーバ装置300Aのシステム構成を示すブロック図である。管理サーバ装置300Aは、例えば、第1実施形態の劣化判定部330および劣化予測部340に代えて、劣化判定部330Aおよび劣化予測部340Aを有する。劣化判定部330Aは、「処理部」の一例である。記憶部370には、劣化度合い判定情報I25が記憶されている。
Figure 15 is a block diagram showing the system configuration of a
本実施形態では、劣化判定部330Aは、予め求められたAC/DC変換器260の作動中における空気温度と部品温度との関係を含む情報(例えば関係情報I22)と、情報取得部310により取得された空気温度および部品温度とに基づいて、AC/DC変換器260の劣化の度合い(劣化の進行度合い)を判定する。例えば、劣化判定部330Aは、情報取得部310により取得された空気温度に応じて関係情報I22から得られる正常時(非劣化状態)の部品温度の最大値と、情報取得部310により直近に取得された部品温度の最大値との温度差に基づき、AC/DC変換器260の劣化の度合いを随時判定する。
In this embodiment, the
具体的な一例では、劣化判定部330Aは、関係情報I22(図12参照)と情報取得部310により取得された空気温度および部品温度とに基づき、空気温度が同じ場合における正常時(非劣化状態)のAC/DC変換器260の部品温度の最大値と、情報取得部310により直近に取得された部品温度の最大値との温度差ΔTを算出する。なお、温度差ΔTは、例えば同時充電される着脱式バッテリ100の個数別に行われる。そして、劣化判定部330Aは、温度差ΔTの大きさに基づき、AC/DC変換器260の劣化の度合いを判定する。
In a specific example, the
図16は、記憶部370に記憶される劣化度合い判定情報I25の一例を示す図である。劣化度合い判定情報I25には、温度差ΔTの大きさと、AC/DC変換器260の劣化の度合いとが対応付けられて登録されている。例えば、温度差ΔT1(例えば温度差ΔTが1℃)と、劣化度合い「2」とが対応付けられている。温度差ΔT2(例えば温度差ΔTが2℃)と、劣化度合い「4」とが対応付けられている。劣化度合い「4」は、劣化度合い「2」よりも劣化が進行した状態を示す。以下、温度差ΔT3,ΔT4,…についても同様である。
Figure 16 is a diagram showing an example of deterioration degree determination information I25 stored in
劣化予測部340Aは、劣化判定部330Aにより判定された劣化の度合いに基づき(例えば、劣化判定部330Aにより随時判定された劣化の度合いの変化の時系列)に基づき、AC/DC変換器260の劣化が所定以上の劣化(例えば、劣化度合い「10」の劣化)に達する時期(すなわち、劣化の度合いが所定の閾値を超える時期)を算出する。
Based on the degree of deterioration determined by the
なお、劣化予測部340Aは、劣化判定部330Aにより判定された劣化の度合いに加えて、各バッテリ交換ステーション200の制御履歴情報I12から得られる各バッテリ交換ステーション200での充電頻度(所定期間における充電回数)などに基づき、AC/DC変換器260の劣化が上記所定以上の劣化に達する時期を算出してもよい。
In addition, the
以上説明した本実施形態では、第1実施形態と同様に、実際に不具合が生じる前に劣化を検知することができ、電力装置に関する不具合の発生を抑制することができる。 In the present embodiment described above, as in the first embodiment, it is possible to detect deterioration before an actual malfunction occurs, and to prevent malfunctions related to the power device.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、空気温度を用いずに、部品温度のみに基づき電気部品の劣化に関する判定が行われる点で、第1実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第1実施形態の構成と同様である。
Third Embodiment
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment differs from the first embodiment in that the deterioration of the electrical components is determined based only on the component temperature, without using the air temperature. The configuration other than that described below is the same as that of the first embodiment.
図17は、第3実施形態の管理サーバ装置330Bのシステム構成を示すブロック図である。管理サーバ装置330Bは、例えば、第1実施形態の劣化判定部330に代えて、劣化判定部330Bを有する。劣化判定部330Bは、「処理部」の一例である。記憶部370には、部品温度基準情報I32が記憶されている。
Figure 17 is a block diagram showing the system configuration of the
本実施形態では、劣化判定部330Bは、AC/DC変換器260の過去の作動中における部品温度の最大値を含む情報(例えば後述する部品温度基準情報I32)と、情報取得部310により直近に取得された部品温度とに基づいて、AC/DC変換器260の劣化に関する判定を行う。
In this embodiment, the
図18は、部品温度基準情報I32の一例を示す図である。部品温度基準情報I32は、AC/DC変換器260が同時に充電電力を供給している着脱式バッテリ100の個数別の、AC/DC変換器260の過去(非劣化状態)の作動中における部品温度の最大値を含む。
Figure 18 is a diagram showing an example of the component temperature reference information I32. The component temperature reference information I32 includes the maximum component temperatures during past (non-degraded) operation of the AC/
図18に示す例では、同時充電される着脱式バッテリ100の個数別に、正常時(非劣化状態)の部品温度の最大値と、劣化判定用の閾値(正常時の部品温度の最大値に対する差分値)とが登録されている。例えば、図中の「Tc1max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つである場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。同様に、図中の「Tc2max」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つである場合における、正常時(非劣化時)の部品温度の最大値を示す。これら定義は、他の部品温度についても同様である。図18に示す例では、Tc2max>Tc1maxの関係が成り立つ。この関係は、他の部品温度についても同様である。
In the example shown in FIG. 18, the maximum component temperature in normal (non-degraded state) and the threshold value for determining degradation (the difference value from the maximum component temperature in normal) are registered for each number of
図中の「Tth1´」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つの場合の劣化判定用の閾値である。Tth1´は、正常時の部品温度の最大値であるTc1maxと組み合わされて用いられる。例えば、劣化判定部330は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が1つの場合、情報取得部310により取得された部品温度の最大値がTc11maxとTth1´との合計値(Tc11max+Tth1´)以上であることに応じて、AC/DC変換器260に所定以上の劣化が生じていると判定する。図中の「Tth2´」は、同時充電される着脱式バッテリ100の個数が2つの場合の劣化判定用の閾値である。Tth2´は、正常時の部品温度の最大値であるTc2maxと組み合わされて用いられる。これら定義は、他の閾値についても同様である。図18に示す例では、Tth2´>Tth1´の関係が成り立つ。この関係は、他の閾値についても同様である。
"Tth1'" in the figure is a threshold value for determining deterioration when the number of
なお、劣化判定部330Bは、上記例に代えて、第2実施形態の劣化判定部330Bと同様に、部品温度基準情報I32に含まれる部品温度の最大値と、情報取得部310により取得された部品温度の最大値との温度差に基づき、AC/DC変換器260の劣化の度合いを随時判定してもよい。
In addition, instead of the above example, the
以上説明した本実施形態では、実際に不具合が生じる前に劣化を検知することができ、電力装置に関する不具合の発生を抑制することができる。 In the embodiment described above, it is possible to detect deterioration before a malfunction actually occurs, and to prevent malfunctions related to power equipment from occurring.
次に、いくつかの変形例ついて説明する。
(第1変形例)
劣化判定部330(または劣化判定部330A,330B)、劣化予測部340(または劣化予測部340A)、報知情報出力部350、制御指令出力部360、および記憶部370のうち全部または一部の機能部は、管理サーバ装置300に代えて、バッテリ交換ステーション200に設けられてもよい。このような構成でも、上述した実施形態と同様に、実際に不具合が生じる前に劣化を検知することができ、バッテリ交換ステーション200に関する不具合の発生を抑制することができる。
Next, some modified examples will be described.
(First Modification)
All or some of the functional units among the deterioration determination unit 330 (or
(第2変形例)
上述した実施形態は、電気部品であるAC/DC変換器260の部品温度を取得し、AC/DC変換器260に関する劣化を判定する例である。これに代えて、部品温度が取得されて劣化判定の対象となる電気部品は、DC/DC変換器(例えば、DC/DC変換器271)でもよく、DC/AC変換器でもよく、電力変換器以外の電気部品でもよい。
(Second Modification)
The above-described embodiment is an example in which the component temperature of the AC/
(第3変形例)
第1および第2の実施形態は、空気温度と部品温度との関係に基づき、電気部品の劣化に関する判定が行われる。ここで、電気部品が第1部品(耐熱温度が相対的に高く、経年劣化による部品温度の上昇が相対的に小さい部品)と、第2部品(耐熱温度が相対的に低く、経年劣化による部品温度の上昇が相対的に大きい部品)とを含む場合がある。第1部品は、例えば、FET261、サイリスタ262,または帰還ダイオード263である。第2部品は、コンデンサ264である。
(Third Modification)
In the first and second embodiments, the deterioration of the electrical components is determined based on the relationship between the air temperature and the component temperature. Here, the electrical components may include a first component (a component with a relatively high heat resistance temperature and a relatively small increase in component temperature due to aging) and a second component (a component with a relatively low heat resistance temperature and a relatively large increase in component temperature due to aging). The first component is, for example, an FET 261, a thyristor 262, or a feedback diode 263. The second component is a
この場合、情報処理装置は、次のような構成を有してもよい。すなわち、情報処理装置は、上記第1部品に関する温度である第1部品温度と、上記第2部品に関する温度である第2部品温度とを取得する取得部と、予め求められた電気部品の作動中における上記第1部品温度と上記第2部品温度との関係を含む情報と、上記取得部により取得された上記第1部品温度および上記第2部品温度とに基づいて、上記電気部品の劣化に関する判定、上記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は上記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部とを有する。 In this case, the information processing device may have the following configuration. That is, the information processing device has an acquisition unit that acquires a first component temperature that is a temperature related to the first component and a second component temperature that is a temperature related to the second component, and a processing unit that executes at least one of the following processes based on information including a relationship between the first component temperature and the second component temperature during operation of the electrical component that is determined in advance, and the first component temperature and the second component temperature acquired by the acquisition unit: determining degradation of the electrical component, outputting a notification indicating that degradation has occurred in the electrical component, or outputting a command to reduce the operating state of the electrical component.
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及び置換を加えることができる。 The above describes the form for carrying out the present invention using an embodiment, but the present invention is not limited to such an embodiment, and various modifications and substitutions can be made without departing from the spirit of the present invention.
10…電動車両(移動体)
100…着脱式バッテリ(蓄電装置)
200…バッテリ交換ステーション(充電装置)
210…ステーション制御装置
220…バッテリ交換装置
251…筐体
252…吸気口
253…排気口
S1…空気温度センサ
S2…部品温度センサ
260…AC/DCコンバータ(電気部品、電力変換器)
264…コンデンサ
265…基板
300…管理サーバ装置
310…情報取得部(取得部)
330,330A,330B…劣化判定部
340,340A…劣化予測部
350…報知情報出力部
360…制御指令出力部
10...Electric vehicle (mobile body)
100: Detachable battery (electricity storage device)
200... Battery exchange station (charging device)
210: Station control device 220: Battery exchange device 251: Housing 252: Air intake 253: Exhaust port S1: Air temperature sensor S2: Component temperature sensor 260: AC/DC converter (electrical component, power converter)
264: Capacitor 265: Substrate 300: Management server device 310: Information acquisition unit (acquisition unit)
330, 330A, 330B...
Claims (17)
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、
を備え、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係であって、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含む、
情報処理装置。 an acquisition unit that acquires an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
a processing unit that executes at least one of a determination regarding deterioration of the electrical component, an output of a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or an output of a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit;
Equipped with
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information is a relationship between the air temperature and the power converter temperature while the power converter is in operation, and includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
Information processing device.
請求項1記載の情報処理装置。 the information includes a relationship between the air temperature and a maximum temperature of the electrical component when the electrical component is in an undegraded state and is in operation;
2. The information processing device according to claim 1.
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、
を備え、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含み、
前記処理部は、前記電力変換器が2つ以上の前記蓄電装置に対して前記充電電力を同時に供給する場合に、前記処理を実行する、
情報処理装置。 an acquisition unit that acquires an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
a processing unit that executes at least one of a determination regarding deterioration of the electrical component, an output of a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or an output of a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit;
Equipped with
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature when the power converter is in operation;
The processing unit executes the processing when the power converter simultaneously supplies the charging power to two or more of the power storage devices.
Information processing device.
請求項3記載の情報処理装置。 the processing unit executes the process when the power converter supplies the charging power to all of the power storage devices that can be charged simultaneously among the plurality of power storage devices.
4. The information processing device according to claim 3 .
請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 the processing unit determines deterioration of the electrical component based on a temperature difference between a maximum value of the power converter temperature obtained from the information in accordance with the air temperature acquired by the acquisition unit and the power converter temperature acquired by the acquisition unit.
The information processing device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項5記載の情報処理装置。 the processing unit determines a degree of deterioration of the electrical component based on a magnitude of a temperature difference between a maximum value of the power converter temperature obtained from the information in accordance with the air temperature acquired by the acquisition unit and the maximum value of the power converter temperature acquired by the acquisition unit.
6. The information processing device according to claim 5 .
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、
を備え、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含み、
前記処理部は、前記取得部により取得された前記空気温度に応じて前記情報から得られる前記電力変換器温度の最大値と、前記取得部により取得された前記電力変換器温度の最大値との温度差の大きさと、前記温度差に関して前記蓄電装置の個数別に設定された閾値とに基づき、前記電気部品の劣化に関する判定を行う、
情報処理装置。 an acquisition unit that acquires an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
a processing unit that executes at least one of a determination regarding deterioration of the electrical component, an output of a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or an output of a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit;
Equipped with
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter;
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature when the power converter is in operation;
the processing unit makes a determination regarding deterioration of the electrical component based on a magnitude of a temperature difference between a maximum value of the power converter temperature obtained from the information in accordance with the air temperature acquired by the acquisition unit and the maximum value of the power converter temperature acquired by the acquisition unit, and a threshold value for the temperature difference set for each of the power storage devices.
Information processing device.
請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 The power converter temperature is obtained based on a temperature of a substrate of the power converter.
The information processing device according to claim 1 .
請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 The power converter temperature is obtained based on a temperature of a capacitor of the power converter.
The information processing device according to claim 1 .
前記情報処理装置は、前記劣化の度合いが所定の閾値を超える時期を予測する予測部をさらに備えた、
請求項1から請求項9のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 The processing unit determines a degree of deterioration of the electrical component based on the information and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit;
The information processing device further includes a prediction unit that predicts a time when the degree of deterioration will exceed a predetermined threshold.
The information processing device according to claim 1 .
前記情報処理装置は、前記所定以上の劣化があると判定された場合、前記電力装置の保守又は整備に供される情報を出力する出力部をさらに備えた、
請求項1から請求項10のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 The processing unit determines whether or not the electrical component has deteriorated to a predetermined level based on the information and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit,
The information processing device further includes an output unit that outputs information to be used for maintenance or repair of the power device when it is determined that the power device is deteriorated to a level equal to or greater than the predetermined level.
The information processing device according to claim 1 .
前記空気温度は、前記吸気口よりも前記排気口の近くの空気の温度である、
請求項1から請求項11のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 The housing has an intake port and an exhaust port,
The air temperature is the temperature of air closer to the exhaust port than to the intake port.
The information processing device according to claim 1 .
前記空気温度は、前記第1部品の熱の一部が伝わる前記筐体内部の空気に関する温度であり、前記部品温度は、前記第2部品に関する温度であり、
前記処理部は、予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、前記取得部により取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記第2部品の劣化に関する判定を行う、
請求項1から請求項12のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。 the electrical component includes a first component and a second component having a lower heat-resistant temperature than the first component, the first component becomes hotter than the second component inside the housing,
the air temperature is a temperature related to the air inside the housing to which a part of the heat of the first component is transferred, and the component temperature is a temperature related to the second component,
the processing unit determines deterioration of the second component based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electric component that is determined in advance and the air temperature and the component temperature acquired by the acquisition unit.
The information processing device according to claim 1 .
前記電気部品の過去の作動中における前記部品温度の最大値を含む情報と、前記取得部により取得された前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減させる指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行する処理部と、
を備え、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記電力変換器が過去の作動中における前記部品温度の最大値と前記取得部により取得された前記部品温度との関係を含む、
情報処理装置。 an acquisition unit that acquires a component temperature, the component temperature being a temperature related to an electric component of a power device including an electric component inside a housing;
a processing unit that executes at least one of a determination regarding deterioration of the electrical component, an output of a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or an output of a command to reduce an operating state of the electrical component, based on information including a maximum value of the component temperature during past operation of the electrical component and the component temperature acquired by the acquisition unit;
Equipped with
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information includes a relationship between a maximum value of the component temperature during a past operation of the power converter and the component temperature acquired by the acquisition unit, for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
Information processing device.
電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得し、
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得された前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行し、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係であって、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含む、
情報処理方法。 The computer
Acquire an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
executes at least one of a process of determining deterioration of the electrical component, outputting a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or outputting a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the acquired air temperature and component temperature ;
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information is a relationship between the air temperature and the power converter temperature while the power converter is in operation, and includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
Information processing methods.
電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得させ、
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得させた前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行させ、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係であって、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含む、
プログラム。 On the computer,
acquiring an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
executes at least one of a process of determining deterioration of the electrical component, outputting a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or outputting a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the acquired air temperature and component temperature ;
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information is a relationship between the air temperature and the power converter temperature while the power converter is in operation, and includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
program.
電気部品を筐体内部に備える電力装置の前記筐体内部の空気に関する温度である空気温度と、前記電気部品に関する温度である部品温度とを取得させ、
予め求められた前記電気部品の作動中における前記空気温度と前記部品温度との関係を含む情報と、取得させた前記空気温度および前記部品温度とに基づいて、前記電気部品の劣化に関する判定、前記電気部品に劣化が生じたことを示す報知の出力、又は前記電気部品の作動状態を低減する指令の出力のうち少なくとも1つである処理を実行させ、
前記電力装置は、複数の蓄電装置を同時に充電可能な充電装置であり、
前記電気部品は、前記複数の蓄電装置に対して充電電力を同時に供給可能に配置された電力変換器であり、
前記部品温度は、前記電力変換器に関する温度である電力変換器温度であり、
前記情報は、前記電力変換器が作動中における前記空気温度と前記電力変換器温度との関係であって、前記電力変換器が前記充電電力を供給している前記蓄電装置の個数別の、前記空気温度と前記電力変換器温度との関係を含む、
プログラムを記憶した記憶媒体。 On the computer,
acquiring an air temperature, which is a temperature related to the air inside a housing of a power device including an electric component inside the housing, and a component temperature, which is a temperature related to the electric component;
executes at least one of a process of determining deterioration of the electrical component, outputting a notification indicating that deterioration has occurred in the electrical component, or outputting a command to reduce the operating state of the electrical component, based on information including a relationship between the air temperature and the component temperature during operation of the electrical component that has been obtained in advance and the acquired air temperature and component temperature ;
the power device is a charging device capable of simultaneously charging a plurality of power storage devices,
the electrical component is a power converter arranged to be able to simultaneously supply charging power to the plurality of power storage devices,
the component temperature is a power converter temperature that is a temperature related to the power converter,
the information is a relationship between the air temperature and the power converter temperature while the power converter is in operation, and includes a relationship between the air temperature and the power converter temperature for each number of the power storage devices to which the power converter supplies the charging power.
A storage medium that stores a program.
Priority Applications (1)
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