WO2024080006A1 - システム - Google Patents

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WO2024080006A1
WO2024080006A1 PCT/JP2023/030617 JP2023030617W WO2024080006A1 WO 2024080006 A1 WO2024080006 A1 WO 2024080006A1 JP 2023030617 W JP2023030617 W JP 2023030617W WO 2024080006 A1 WO2024080006 A1 WO 2024080006A1
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WO
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switching units
battery pack
battery packs
discharge
management unit
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Application number
PCT/JP2023/030617
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English (en)
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Inventor
貴也 齊藤
良基 高柳
Original Assignee
ソフトバンク株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells

Definitions

  • the present invention relates to a system.
  • a system may include a plurality of switching units connected in parallel to a bus to which a power generation unit and a load are connected, each switching on and off the connection of a battery pack to the bus.
  • the system may include a plurality of the battery packs connected to each of the plurality of switching units.
  • the system may include a management unit that manages the plurality of switching units to alternately discharge the plurality of battery packs so that the discharge rate of each of the plurality of battery packs is higher than when all of the plurality of battery packs are discharged.
  • At least one of the plurality of switching units may have a discharge FET and a charge FET that can switch between a discharge state in which a current flows from the connected battery pack to the bus, a charge state in which a current flows from the bus to the battery pack, and a disconnected state in which no current flows between the bus and the battery pack.
  • some of the multiple switching units may have the discharge FET and the charge FET, and another of the multiple switching units may have a contactor connected to the bus and the discharge FET and the charge FET connected in series between the contactor and the battery pack.
  • the management unit may maintain the contactors of the other part of the multiple switching units in an off state while a predetermined condition is satisfied.
  • the management unit may maintain the contactors of the other part of the multiple switching units in an off state while the system is located in an area where lightning occurs.
  • the management unit may maintain the contactors of the other part of the multiple switching units in an off state when a malfunction occurs in at least one of the discharge FET and the charge FET of the other part of the multiple switching units.
  • the contactor may be of a type that turns off when a control current is applied, and the management unit may apply the control current to the contactor while the predetermined condition is satisfied.
  • some of the multiple switching units may have the discharge FET and the charge FET, and other of the multiple switching units may have contactors that switch on and off a current between the connected battery pack and the bus.
  • the management unit may, during charging, set the some of the multiple switching units to the charging state and turn on the contactors of the other part of the multiple switching units, and during discharging, turn on the contactors of the other part of the multiple switching units, and alternately set the some of the multiple switching units to the discharging state.
  • the management unit may alternately set the some of the multiple switching units to the discharging state such that not all of the switching units are in the discharging state at the same time.
  • all of the multiple switching units may have the discharge FET and the charge FET.
  • all of the multiple switching units may have a contactor connected to the bus, and the discharge FET and the charge FET connected in series between the contactor and the battery pack.
  • the management unit may maintain the contactors of some of the multiple switching units in an off state while a predetermined condition is satisfied.
  • the management unit may turn on only the contactors of some of the multiple switching units and maintain the contactors of other of the multiple switching units in an off state while the system is located in an area where lightning occurs.
  • the contactors of the multiple switching units may be of a type that turns off when a control current is applied, and the management unit may apply the control current to the contactors of the other of the multiple switching units while the system is located in an area where lightning occurs.
  • the management unit may control the multiple switching units to alternately discharge the multiple battery packs so that the voltage difference between the battery pack with the highest voltage and the battery pack with the lowest voltage among the multiple battery packs does not exceed a voltage threshold.
  • the management unit may control the multiple switching units so as to simultaneously charge the multiple battery packs with the power generated by the power generation unit.
  • the system may be mounted on an aircraft, the multiple battery packs may be disposed on the wings of the aircraft, the power generation unit may perform solar power generation, and the load may be a motor that rotates a propeller of the aircraft.
  • the system may include the aircraft.
  • the aircraft may have a communication control unit that uses power discharged by the multiple battery packs to provide wireless communication services to user terminals within a communication area formed by irradiating a beam toward the ground.
  • 1 illustrates a schematic diagram of an example of a system 10.
  • 1 illustrates a schematic diagram of an example of a system 10.
  • 1 shows a schematic diagram of an example of current flow during charging in the system 10.
  • 1 shows a schematic diagram of an example of current flow during discharge in the system 10.
  • 2 illustrates an example of a functional configuration of a management device 100.
  • 3 shows another example of current flow during discharge in the system 10 .
  • 2 illustrates an example of the configuration of a plurality of switching units 210.
  • 13 shows another example of the configuration of the multiple switching units 210.
  • 13 shows another example of the configuration of the multiple switching units 210.
  • 2 shows an example of a configuration of a switching unit 210 including a contactor 214, a discharge FET, and a charge FET.
  • An example of an airplane 600 equipped with the system 10 is shown diagrammatically. Another example of an airplane 600 equipped with the system 10 is shown diagrammatically. Another example of an airplane 600 equipped with the system 10 is shown diagrammatically. Another example of an airplane 600 equipped with the system 10 is shown diagrammatically. An example of a HAPS 700 incorporating the system 10 is shown generally. 1 illustrates an example of a hardware configuration of a computer 1200 that functions as the management device 100.
  • Batteries (especially batteries using lithium metal anodes) have the characteristic that they deteriorate quickly when the discharge rate is low.
  • a technique has been proposed in which multiple battery packs are used in alternation to increase the discharge rate per battery pack. Any switching unit can be used to switch the battery packs as long as it can turn the battery packs on and off, but since the characteristics differ depending on the unit used, it may be necessary to devise a method according to the characteristics.
  • the system 10 according to this embodiment realizes switching control that takes such characteristics into account. Furthermore, the system 10 according to this embodiment realizes battery charge and discharge management that takes the above-mentioned battery characteristics into account.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of a system 10.
  • the system 10 includes a management device 100.
  • the management device 100 manages a plurality of battery packs 200 connected in parallel to a bus 400 to which a plurality of power generation units 300 and a plurality of loads 500 are connected.
  • the management device 100 may manage the charging and discharging of the plurality of battery packs 200.
  • the system 10 may include a plurality of battery packs 200.
  • the system 10 may include a plurality of power generation units 300.
  • the system 10 may include a plurality of loads 500.
  • the type of battery in the battery pack 200 may be any type.
  • the battery pack 200 is, for example, a battery that uses lithium as the negative electrode.
  • the battery pack 200 is, for example, a lithium ion battery.
  • the battery pack 200 may have a lithium metal battery.
  • the battery pack 200 includes a plurality of cells 202.
  • the cells 202 may be, for example, battery cells that use metallic lithium as the negative electrode.
  • the power generation unit 300 performs, for example, solar power generation.
  • the power generation method used by the power generation unit 300 may be another power generation method.
  • the battery pack 200 can be charged by the power generated by the power generation unit 300.
  • Multiple power generation units 300 may be connected in parallel to the bus 400.
  • the load 500 consumes power from the battery pack 200 or consumes power generated by the power generation unit 300.
  • the load 500 may be any device that operates with power.
  • the load 500 may be a device related to the flight of the aircraft, such as a propeller or elevator.
  • the management device 100 may manage the charging and discharging of the multiple battery packs 200 so as to suppress deterioration of the multiple battery packs 200.
  • each of the battery packs 200 is connected to the bus 400 via a switching unit 210 that switches the connection of the battery packs 200 to the bus 400 on and off.
  • a plurality of switching units 210 are connected in parallel to the bus 400, and each of the plurality of switching units 210 is connected to each of the plurality of battery packs 200.
  • a plurality of solar cells 310 are connected to the bus 400 via an MPPT (Maximum Power Point Tracking) 320.
  • the solar cells 310 may be an example of a power generation unit 300.
  • a plurality of loads 500 are connected to the bus 400 via a controller 510.
  • a left load 500 arranged on the left side of the bus 400 and a right load 500 arranged on the right side of the bus 400 are illustrated.
  • the battery packs 200 When describing the battery packs 200, they may be described from left to right as battery pack A, battery pack B, battery pack C, battery pack D, battery pack E, battery pack F, battery pack G, and battery pack H.
  • the switching units 210 When describing the switching units 210, they may be described from left to right as switching unit A, switching unit B, switching unit C, switching unit D, switching unit E, switching unit F, switching unit G, and switching unit E.
  • FIG. 3 shows a schematic example of a current flow during charging in the system 10.
  • the management device 100 may control the electrical connection of the multiple battery packs 200 to the bus 400 so that the multiple battery packs 200 are simultaneously charged with power generated by the multiple solar cells 310.
  • the management device 100 controls all of the switching units 210 so that all of the battery packs 200 are electrically connected to the bus 400.
  • FIG. 4 shows a schematic example of a current flow during discharging in the system 10.
  • the management device 100 may control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 so that the discharge rate of each of the multiple battery packs 200 is higher than when all of the multiple battery packs 200 are discharging.
  • the management device 100 controls the multiple switching units 210 to, for example, discharge the multiple battery packs 200 one by one in sequence.
  • the management device 100 controls the multiple switching units 210 to, for example, repeatedly discharge the battery packs 200 in the order of battery pack A, battery pack B, battery pack C, battery pack D, battery pack E, battery pack F, battery pack G, and battery pack H.
  • the management device 100 also controls the multiple switching units 210 to, for example, prioritize and sequentially discharge the battery packs 200 with higher voltages among the multiple battery packs 200. In this way, by discharging the eight battery packs 200 alternately, the discharge rate of the battery packs 200 can be increased by eight times compared to the case where all eight battery packs 200 are discharged.
  • the management device 100 switches between charging and discharging the multiple battery packs 200 depending on the situation. For example, when all the battery packs 200 are electrically connected to the bus 400 for charging, if there is a large voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage among the multiple battery packs 200, current will flow from the former to the latter, increasing the charging rate of the latter and possibly accelerating deterioration of the latter.
  • the management device 100 may control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 so that the difference in remaining capacity between the battery pack 200 with the maximum remaining capacity and the battery pack 200 with the minimum remaining capacity among the multiple battery packs 200 does not exceed a predetermined voltage threshold.
  • the management device 100 may control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 so that the difference in remaining capacity between the battery pack 200 with the maximum remaining capacity and the battery pack 200 with the minimum remaining capacity among the multiple battery packs 200 does not exceed a predetermined remaining capacity threshold.
  • the management device 100 first starts discharging the battery pack 200 (sometimes referred to as the first battery pack 200) with the highest voltage among the multiple battery packs 200.
  • the management device 100 starts discharging the second battery pack 200 before the difference between the voltage of the first battery pack 200 and the battery pack 200 (sometimes referred to as the second battery pack 200) with the highest voltage among the other multiple battery packs 200 among the multiple battery packs 200 becomes larger than the voltage threshold.
  • the management device 100 stops discharging the first battery pack 200 after a predetermined time has elapsed since starting discharging the second battery pack 200. By repeating such control, it is possible to prevent the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage among the multiple battery packs 200 from becoming larger than a predetermined voltage threshold.
  • the predetermined time may be, for example, about 0.01 to 1 second.
  • FIG. 5 shows an example of the functional configuration of the management device 100.
  • the management device 100 may include a management unit 110, a pack-related information acquisition unit 112, an estimation unit 114, and a receiving unit 116. Note that it is not essential that the management device 100 includes all of these.
  • the management unit 110 controls the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 so that the discharge rate of each of the multiple battery packs 200 is higher than when all of the multiple battery packs 200 are discharged.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage does not exceed a predetermined voltage threshold.
  • the management unit 110 first starts discharging the battery pack 200 (sometimes referred to as the first battery pack 200) with the highest voltage among the multiple battery packs 200.
  • the management unit 110 starts discharging the second battery pack 200 before the difference between the voltage of the first battery pack 200 and the battery pack 200 (sometimes referred to as the second battery pack 200) with the highest voltage among the other multiple battery packs 200 among the multiple battery packs 200 becomes greater than a predetermined voltage threshold.
  • the management unit 110 stops discharging the first battery pack 200 after a predetermined time has elapsed since starting discharging the second battery pack 200.
  • the management unit 110 repeats this control to sequentially discharge the multiple battery packs 200.
  • the management unit 110 may control the electrical connection of the multiple battery packs 200 to the bus 400 so that the multiple battery packs 200 are simultaneously charged with power generated by the multiple solar cells 310.
  • the management unit 110 controls the multiple switching units 210 so that the multiple battery packs 200 are simultaneously charged with power generated by the multiple solar cells 310.
  • the management unit 110 may manage the voltage from the solar cells 310 to the bus 400 so that it is between the voltage of the battery pack 200 with the highest voltage among the multiple battery packs 200 and the voltage of the battery pack 200 with the lowest voltage.
  • the management unit 110 may manage the voltage from the solar cells 310 to the bus 400 so that it is between the voltage of the battery pack 200 with the highest voltage among the multiple battery packs 200 and the voltage of the battery pack 200 with the lowest voltage by controlling the multiple MPPTs 320.
  • the pack-related information acquisition unit 112 acquires pack-related information related to the battery pack 200 for each of the multiple battery packs 200. For example, the pack-related information acquisition unit 112 acquires information detected by a sensor disposed for each of the multiple battery packs 200 from the sensor as pack-related information.
  • the pack-related information may include the OCV (Open Circuit Voltage) of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the CCV (Closed Circuit Voltage) of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the DCIR (Direct Current Internal Resistance) of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the SOH (State of Health) of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the SOC (State of Charge) of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the current value of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the discharge time of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the integrated capacity of the battery pack 200.
  • the pack-related information may include the temperature of the battery pack 200.
  • the estimation unit 114 estimates the state of the battery pack 200 based on the pack-related information acquired by the pack-related information acquisition unit 112.
  • the estimation unit 114 may perform the estimation using an estimation method used in an existing BMS (Battery Management System).
  • the estimation unit 114 stores the relationship between the SOC and DCIR of the battery pack 200, and estimates the OCV of the battery pack 200 from the stored DCIR, SOH, current value, discharge time, CCV, and integrated capacity.
  • the estimation unit 114 first estimates the SOC and SOH before the start of discharge from the OCV, current value, discharge time, CCV, integrated capacity, and temperature before the start of discharge. Next, the estimation unit 114 uses this data to estimate the current DCIR from a pre-stored database. The estimation unit 114 then estimates the current OCV from the estimated current DCIR, CCV, and current value.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 based on the OCV of each of the multiple battery packs 200 acquired by the pack-related information acquisition unit 112, so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage among the multiple battery packs 200 does not exceed a predetermined voltage threshold.
  • the management unit 110 may also control the multiple switching units 210 to alternately discharge the multiple battery packs 200 based on the OCVs of each of the multiple battery packs 200 estimated by the estimation unit 114, so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage among the multiple battery packs 200 does not exceed a predetermined voltage threshold.
  • the management unit 110 may preset a voltage threshold such that the charging rate from the battery pack 200 with the highest voltage to the battery pack 200 with the lowest voltage does not become faster than a predetermined charging rate threshold.
  • the charging rate threshold may be, for example, 0.3 C or less, and more preferably, 0.2 C or less.
  • the management unit 110 starts the discharge of the second battery pack 200 with the next highest voltage (referred to as the second battery pack 200) before the voltage of the first battery pack 200 becomes lower than the voltage of the battery pack 200 with the next highest voltage by 6 V or more, and stops the discharge of the first battery pack 200 after a predetermined time has elapsed.
  • the management unit 110 starts discharging the second battery pack 200 before the voltage of the first battery pack 200 becomes 9V or more lower than the voltage of the second battery pack 200, and stops discharging the first battery pack 200 after a predetermined time has elapsed.
  • the management unit 110 may manage the consumption of the power generated by the solar cell 310 so that the charge rate at which the multiple battery packs 200 are charged does not exceed the charge rate threshold. For example, the management unit 110 controls the controller 510 so that the load 500 consumes the power generated by the solar cell 310 so that the charge rate at which the multiple battery packs 200 are charged by the power generated by the solar cell 310 does not exceed the charge rate threshold.
  • the management unit 110 may manage the battery packs 200 so as to increase the power consumption of the battery pack 200 being discharged when the discharge rate of the battery pack 200 being discharged continues to be slower than a predetermined discharge rate threshold for a predetermined time.
  • the management unit 110 controls the controller 510 so that the load 500 consumes the power of the battery pack 200.
  • the predetermined time may be arbitrarily set in units of seconds or minutes. This makes it possible to prevent the deterioration of the battery pack 200 from accelerating due to a long period of time in which a low discharge rate continues.
  • the discharge rate threshold may be 0.3C to 2.0C, and more preferably 0.4C to 1.0C.
  • Table 1 shows the results of an experiment conducted to examine the degree of deterioration at various discharge and charge rates for a battery pack 200 having battery cells with metallic lithium in the negative electrode. The experiment was conducted multiple times for each combination of discharge and charge rates, with a mark of " ⁇ ” indicating that 80% of the initial capacity was maintained for an average of 250 cycles or more, a mark of " ⁇ ” indicating that 80% of the initial capacity was maintained for an average of 200 to 250 cycles, and a mark of "x” indicating that 80% of the initial capacity was maintained for an average of 180 cycles or less.
  • the experimental results show that, after repeatedly discharging a plurality of battery packs 200 at a discharge rate of 0.3 C and charging at a charge rate of 0.1 C, 80% of the initial capacity was maintained for an average of 200 to 250 cycles.
  • 80% of the initial capacity was maintained, indicating that the average was 250 cycles or more.
  • the discharge rate is preferably 0.3C to 2.0C, and more preferably 0.4C to 1.0C.
  • the charge rate is preferably 0.3C or less, and more preferably 0.2C or less.
  • the receiving unit 116 receives various types of information from the outside.
  • the receiving unit 116 receives, for example, control instructions for the management unit 110.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 according to the control instructions received by the receiving unit 116.
  • the receiving unit 116 receives, for example, weather information for the area in which the system 10 is located.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 based on the weather information received by the receiving unit 116.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of another example of the current flow during discharging in the system 10.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to sequentially discharge the multiple battery packs 200 in groups of two or more. For example, the management unit 110 controls the multiple battery packs 200 to sequentially discharge two at a time. Also, for example, the management unit 110 controls the multiple battery packs 200 to sequentially discharge three at a time. Also, for example, the management unit 110 controls the multiple battery packs 200 to sequentially discharge four at a time. These are examples, and the management unit 110 may control the multiple battery packs 200 to sequentially discharge even more.
  • the management unit 110 may execute control for the multiple left battery packs 200 and the multiple right battery packs 200 so that the voltage difference between the left and right battery packs 200 is not too large.
  • the management unit 110 discharges the left and right sides of multiple left battery packs 200 and multiple right battery packs 200 alternately, such as one on the left side, one on the right side, one on the left side, one on the right side, and so on.
  • the left and right battery packs 200 By alternately discharging the left and right battery packs 200, it is possible to prevent the voltage difference between the left and right sides from becoming too large.
  • the management unit 110 may discharge the left and right sides alternately, taking into consideration the positional relationship between the multiple left battery packs 200 and the multiple right battery packs 200.
  • the management unit 110 discharges the left and right sides alternately, such as the left battery pack 200, the right battery pack 200 that corresponds positionally to the left battery pack 200, the next left battery pack 200, and the right battery pack 200 that corresponds positionally to the left battery pack 200.
  • "Positionally corresponding" may mean, for example, being in symmetrical positions.
  • the management unit 110 discharges the first battery pack 200, then discharges the eighth battery pack 200 in a symmetrical position, discharges the second battery pack 200, then discharges the seventh battery pack 200 in a symmetrical position, discharges the third battery pack 200, then discharges the sixth battery pack 200 in a symmetrical position, and discharges the fourth battery pack 200, then discharges the fifth battery pack 200 in a symmetrical position.
  • the management unit 110 may discharge the left and right sides alternately without considering the positional relationship between the multiple left battery packs 200 and the multiple right battery packs 200.
  • the management unit 110 discharges the first battery pack 200, then discharges one of the fifth to eighth battery packs 200, discharges the second battery pack 200, then discharges one of the remaining three of the fifth to eighth battery packs, discharges the third battery pack 200, then discharges one of the remaining two of the fifth to eighth battery packs, and discharges the fourth battery pack 200, then discharges one of the remaining one of the fifth to eighth battery packs.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to sequentially discharge each of the multiple left battery packs 200 and each of the multiple right battery packs 200.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to sequentially discharge each of the multiple left battery packs 200 and each of the multiple right battery packs 200, taking into account the positional relationship between the multiple left battery packs 200 and the multiple right battery packs 200.
  • the management unit 110 may control the multiple switching units 210 to sequentially discharge each of the multiple left battery packs 200 and each of the multiple right battery packs 200, symmetrically.
  • the management unit 110 controls the multiple switching units 210 to discharge, for example, the first battery pack 200 and the eighth battery pack 200, the second battery pack 200 and the seventh battery pack 200, the third battery pack 200 and the sixth battery pack 200, and the fourth battery pack 200 and the fifth battery pack 200 in that order.
  • the management unit 110 may discharge the first battery pack 200 and the eighth battery pack 200 simultaneously, alternately, or sequentially.
  • the management unit 110 may control the pair of the first battery pack 200 and the eighth battery pack 200, the pair of the second battery pack 200 and the seventh battery pack 200, the pair of the third battery pack 200 and the sixth battery pack 200, and the pair of the fourth battery pack 200 and the fifth battery pack 200 so that the pair with the higher voltage is preferentially discharged.
  • the management unit 110 may identify the battery pack 200 with the higher voltage for each of the multiple pairs, and preferentially discharge the pair with the identified battery pack 200 having the higher voltage. Also, for example, the management unit 110 may preferentially discharge the pair with the higher average voltage among the multiple pairs.
  • the management unit 110 may also control the multiple switching units 210 to sequentially discharge each of the multiple left-side battery packs 200 and the multiple right-side battery packs 200, without taking into account the relative positions of the multiple left-side battery packs 200 and the multiple right-side battery packs 200.
  • the management unit 110 may manage the multiple battery packs 200 so that any combination of the multiple left-side battery packs 200 and the multiple right-side battery packs 200 is sequentially discharged.
  • the first battery pack 200 is combined with any one of the fifth to eighth battery packs 200
  • the second battery pack 200 is combined with any one of the remaining three of the fifth to eighth battery packs 200
  • the third battery pack 200 is combined with any one of the remaining two of the fifth to eighth battery packs 200
  • the fourth battery pack 200 is combined with the remaining battery pack 200 of the fifth to eighth battery packs 200, and the combinations are managed so that they are discharged in order.
  • the management unit 110 identifies the battery pack 200 with the highest voltage for each of the multiple sets, and determines the order of the sets in descending order of voltage. The management unit 110 then discharges the battery packs 200 while appropriately switching between the sets in the determined order so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage among the multiple battery packs 200 does not exceed the voltage threshold.
  • FIG. 7 shows a schematic example of the configuration of the multiple switching units 210.
  • at least one of the multiple switching units 210 has a FET 211 (sometimes referred to as a discharge FET) and a FET 212 (sometimes referred to as a charge FET) that can switch between a discharge state in which a current flows from the connected battery pack 200 to the bus 400, a charge state in which a current flows from the bus 400 to the battery pack 200, and a disconnected state in which no current flows between the bus 400 and the battery pack 200.
  • a FET 211 sometimes referred to as a discharge FET
  • FET 212 sometimes referred to as a charge FET
  • the discharge FET and the charge FET may both be P-type FETs.
  • the discharge FET and the charge FET may both be N-type FETs.
  • the management unit 110 controls the discharge FET and the charge FET to switch between the charge state, the discharge state, and the disconnected state.
  • the discharge FET and the charge FET may be configured in any way as long as they are capable of switching between the charge state, the discharge state, and the disconnected state.
  • all of the multiple switching units 210 have a discharge FET and a charge FET. While the contactors mechanically control on and off, the FETs control on and off electrically. Therefore, compared to when contactors are used, by using FETs, it is possible to improve the resistance to on and off switching. Also, compared to a configuration in which contactors are added to some or all of the multiple switching units 210, it is possible to reduce the overall weight.
  • the management unit 110 may start discharging the next battery pack 200 while one battery pack 200 is being discharged, and stop discharging the battery pack 200 after a predetermined time has elapsed. This makes it possible to continue discharging without interruption.
  • FETs have a lower withstand voltage than contactors, so there is concern that they may break down if an overvoltage is applied due to, for example, a direct lightning strike on the system 10.
  • a FET When a FET is broken by lightning or the like, there are three patterns: one where the current cannot be turned off (does not go into a disconnected state) (sometimes referred to as pattern A), one where the current does not flow (sometimes referred to as pattern B), and one where the FET is half broken (sometimes referred to as pattern C).
  • pattern A the bus 400 and the battery pack 200 are always electrically connected, and the deterioration of the battery pack 200 is accelerated, but there is no significant effect on the operation of the system 10.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the multiple switching units 210.
  • the system 10 may be configured such that some of the multiple switching units 210 have a discharge FET and a charge FET, and other parts of the multiple switching units 210 have a contactor 214 that switches the current between the connected battery pack 200 and the bus 400 on and off.
  • the management unit 110 may charge all of the multiple battery packs 200 by putting the switching unit 210, which is composed of a discharge FET and a charge FET, into a charging state and turning on the contactor 214 of the switching unit 210, which is composed of a contactor 214.
  • the management unit 110 may turn on the contactor 214 of the switching unit 210, which is composed of a contactor 214, and may alternately put the multiple switching units 210, which are composed of a discharge FET and a charge FET, into a discharging state.
  • the management unit 110 may put one of the switching units 210, which is composed of a discharge FET and a charge FET, into a discharging state while putting the next switching unit 210 into a discharging state, and after a predetermined time has elapsed, put one switching unit 210 into a disconnected state.
  • the management unit 110 may alternately switch the switching units 210, which are configured with a discharge FET and a charge FET, to the discharge state so that they do not simultaneously enter the discharge state.
  • the contactor 214 of the switching unit 210 which is configured with the contactor 214, on during the discharge, the discharge can be uninterrupted even if the switching units 210, which are configured with a discharge FET and a charge FET, are alternately turned on so that they do not simultaneously enter the discharge state.
  • the ratio of switching units 210 having discharge FETs and charge FETs to switching units 210 having contactors 214 may be any ratio. For example, by configuring one of the multiple switching units 210 with a contactor 214, it is possible to maintain the function of at least one switching unit 210 and the battery pack 200 even if an overvoltage is applied to the system 10. Also, for example, by configuring two of the multiple switching units 210 with contactors 214, it is possible to provide redundancy.
  • the management unit 110 may charge all of the battery packs 200 by setting the six switching units 210 to a charging state and turning on the contactors 214 of the two switching units 210 during charging.
  • the management unit 110 may turn on the two contactors 214 and alternately set the six switching units 210 to a discharging state during discharging.
  • the management unit 110 may set one of the six switching units 210 to a discharging state while setting the next switching unit 210 to a discharging state, and after a predetermined time has elapsed, set the one switching unit 210 to a discharging state.
  • the management unit 110 may also alternately set the six switching units 210 to a discharging state so that they are not simultaneously in a discharging state.
  • FIG. 9 shows another example of the configuration of the multiple switching units 210.
  • the system 10 may be configured such that some of the multiple switching units 210 have a discharge FET and a charge FET, and other parts of the multiple switching units 210 have a contactor 214 connected to the bus 400, and a discharge FET and a charge FET connected in series between the contactor 214 and the battery pack 200.
  • the management unit 110 may maintain some of the other contactors 214 of the multiple switching units 210 in the off state while a predetermined condition is satisfied.
  • the management unit 110 determines whether or not the predetermined condition is satisfied based on, for example, weather information for the area in which the system 10 is located that is received from the outside by the receiving unit 116.
  • the weather information may indicate the current weather in each area.
  • the weather information may indicate a weather forecast for each area.
  • the management unit 110 maintains the contactors 214 in the off state while the system 10 is located in an area where lightning occurs.
  • the management unit 110 may turn the contactors 214 on if the system 10 is not located in an area where lightning occurs.
  • the management unit 110 may alternately place some of the switching units 210 having a discharge FET and a charge FET among the switching units 210 into the discharge state during discharging, and when the contactor 214 is in the ON state, the management unit 110 may alternately place all of the switching units 210 into the discharge state during discharging.
  • the area where lightning occurs may be an area where lightning is currently occurring, or an area where lightning is expected to occur.
  • the contactor 214 is turned off in areas where lightning occurs, so that even if lightning strikes and causes the FETs of some of the multiple switching units 210 to break down and current to stop flowing, the FETs of the other parts of the multiple switching units 210 can be protected.
  • the contactor 214 is turned on in areas where lightning does not occur, so that overall, in areas where lightning occurs, the discharge FETs and charge FETs of the switching unit 210, which is composed of the contactor 214, discharge FETs, and charge FETs, can be protected, and in areas other than areas where lightning occurs, switching is performed using the discharge FETs and charge FETs rather than the contactor 214, thereby increasing resistance to switching.
  • the eight switching units 210 six switching units 210 are configured with a discharge FET and a charge FET, and two switching units 210 are configured with a contactor 214, a discharge FET, and a charge FET.
  • the management unit 110 may keep the contactors 214 off for the two switching units 210 while the system 10 is located in an area where lightning occurs, and may turn on the contactors 214 for the two switching units 210 when the system 10 is not located in an area where lightning occurs.
  • the management unit 110 may alternately put all six switching units 210 into the discharge state when discharging when the system 10 is located in an area where lightning occurs, and may alternately put the eight switching units 210 into the discharge state when discharging when the system 10 is not located in an area where lightning occurs.
  • the contactor 214 may be a type that turns off when a control current is applied.
  • the management unit 110 applies a control current to the contactors 214 of the two switching units 210 to turn them off.
  • the FETs 211 and 212 of the two switching units 210 can be protected.
  • the control current to the contactor 214 stops, the contactor 214 turns on, and the power from the two battery packs 200 connected to the two switching units 210 is supplied to the load 500, etc., so that at least the minimum functionality of the system 10 can be maintained.
  • the ratio of switching units 210 configured with a discharge FET and a charge FET to switching units 210 configured with a contactor 214, a discharge FET, and a charge FET may be any ratio.
  • one of the multiple switching units 210 may be configured with a contactor 214, a discharge FET, and a charge FET, and two of the multiple switching units 210 may be configured with a contactor 214, a discharge FET, and a charge FET.
  • all of the multiple switching units 210 may be composed of contactors 214, discharge FETs, and charge FETs. This can further enhance safety.
  • the management unit 110 may turn on the contactors 214 of only some of the multiple switching units 210 and maintain the contactors 214 of the other switching units 210 in the off state.
  • the management unit 110 may turn on the contactors 214 of only the number of switching units 210 necessary to maintain the minimum functionality of the system 10, and maintain the contactors 214 of the other switching units 210 in the off state.
  • All of the contactors 214 of the multiple switching units 210 may be of a type that turns off when a control current is applied, and while the system 10 is located in an area where lightning occurs, the management unit 110 may turn on only the contactors 214 of some of the multiple switching units 210 and apply a control current to the contactors 214 of the remaining switching units 210 to maintain them in the off state.
  • the switching unit 210 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the switching unit 210 including the contactor 214, a discharge FET, and a charge FET.
  • the switching unit 210 may have a contactor 214 connected to the bus 400, and a discharge FET and a charge FET connected in series between the contactor 214 and the battery pack 200.
  • the management unit 110 keeps the contactor 214 off, for example, while the system 10 is located in an area where lightning occurs. This prevents electricity from flowing through the FETs 211, 212, and the battery pack 200 even if lightning strikes the system 10, and protects the FETs 211, 212, and the battery pack 200.
  • the management unit 110 may also turn off the contactor 214 if a malfunction occurs in at least one of the FETs 211 and 212 for some reason. If FET211 and FET212 fall into the fault pattern C, electricity flowing through FET211 and FET212 may cause them to heat up and possibly catch fire, but this can be prevented by turning off contactor 214.
  • the contactor 214 is of a type that turns off when a control current is applied, but this is not limited thereto.
  • the contactor 214 may be of a type that turns on when a control current is applied.
  • FIG. 11 shows a schematic diagram of an example of an airplane 600 equipped with the system 10.
  • the airplane 600 may be an example of an air vehicle.
  • battery packs 220 to 231 are shown as an example of a plurality of battery packs 200.
  • battery packs 220 to 224 are arranged in the left wing section 622 of the wing section 620
  • battery packs 225 and 226 are arranged in the fuselage 610
  • battery packs 227 to 231 are arranged in the right wing section 624 of the wing section 620.
  • the management device 100 the multiple switching units 210, the multiple power generation units 300, and the wiring from the battery pack 220 to the bus 400 of the battery pack 231 are not shown.
  • the following mainly describes an example in which the multiple switching units 210 are all configured with discharge FETs and charge FETs.
  • the management device 100 is disposed, for example, in the fuselage 610 of the airplane 600.
  • the power generation unit 300 is disposed, for example, on the upper surface of the wing unit 620.
  • the battery packs 220 to 231 are connected in parallel to the bus 400.
  • the propeller 630 is an example of a load 500.
  • the management unit 110 may repeat the following sequence: select and discharge one battery pack each from the symmetrically arranged groups 901 and 905, select and discharge one battery pack each from the groups 902 and 904, and select and discharge two battery packs from the group 903.
  • the order in which one battery pack each is selected from the two symmetrically arranged groups may be selected so that the front-to-back directions match, or may not match.
  • the management unit 110 discharges the battery packs 220 and 229, the battery packs 221 and 230, the battery packs 222 and 231 in that order, the battery packs 223 and 227, the battery packs 224 and 228 in that order, and the battery packs 225 and 226.
  • the switching units 210 connected to the battery packs 225 and 226 may be configured with contactors 214.
  • FIG. 12 shows a schematic diagram of another example of an airplane 600 equipped with the system 10.
  • battery packs 220 to 225 are arranged in the left wing section 622 of the wing section 620
  • battery packs 226 to 231 are arranged in the right wing section 624 of the wing section 620.
  • the management unit 110 may repeat the sequence of selecting and discharging one battery from each of the symmetrically arranged groups 901 and 904, and selecting and discharging one battery from each of the groups 902 and 903.
  • the order of selecting one battery from each of the two symmetrically arranged groups may be selected so that the front-to-back directions match, or may not match.
  • the management unit 110 discharges battery pack 220 and battery pack 229, battery pack 221 and battery pack 230, battery pack 222 and battery pack 231 in that order, battery pack 223 and battery pack 226, battery pack 224 and battery pack 227, and battery pack 225 and battery pack 228 in that order.
  • FIG. 13 shows a schematic diagram of another example of an airplane 600 equipped with the system 10.
  • battery packs 220 to 226 are arranged on the left side of the airplane 600
  • battery packs 227 to 240 are arranged in the center of the airplane 600
  • battery packs 231 to 237 are arranged on the right side of the airplane 600.
  • the management unit 110 may repeat the sequence of selecting and discharging one battery from each of the symmetrically arranged groups 901 and 905, selecting and discharging one battery from each of the groups 902 and 904, and selecting and discharging two batteries from the group 903.
  • the order of selecting one battery from each of the two symmetrically arranged groups may be selected so that the front-to-back directions match, or may not match.
  • the management unit 110 discharges the battery packs 220 and 236, the battery packs 221 and 237 in this order, the battery packs 222 and 231, the battery packs 223 and 232, the battery packs 224 and 233, the battery packs 225 and 234, the battery packs 226 and 235 in this order, and the battery packs 227 and 228, and the battery packs 229 and 230 in this order.
  • FIG 14 shows a schematic diagram of another example of an airplane 600 equipped with the system 10.
  • battery pack 220, battery pack 223, battery pack 228, and battery pack 229 are arranged in the left wing section 622 of the wing section 620
  • battery pack 224 to battery pack 227 are arranged in the center of the airplane 600
  • battery pack 230 to battery pack 235 are arranged in the right wing section 624 of the wing section 620.
  • the management unit 110 may repeat the sequence of selecting and discharging one battery from each of the symmetrically arranged groups 901 and 905, selecting and discharging one battery from each of the groups 902 and 904, and selecting and discharging two batteries from the group 903.
  • the order of selecting one battery from each of the two symmetrically arranged groups may be selected so that the front-to-back directions match, or may not match.
  • the management unit 110 discharges the battery packs 220 and 234, the battery packs 221 and 235 in this order, the battery packs 222 and 232, the battery packs 223 and 233 in this order, the battery packs 229 and 231, the battery packs 228 and 230, the battery packs 226 and 227, and the battery packs 224 and 225 in this order.
  • FIG. 15 shows a schematic diagram of an example of a HAPS 700 equipped with the system 10.
  • the HAPS 700 is an aircraft that provides wireless communication services to user terminals 30 within a communication area 704 formed by irradiating a beam 702 toward the ground.
  • HAPS 700 includes an airframe 710, a center section 720, a propeller 730, a pod 740, and solar panels 750.
  • Airframe 710 has a wing section 712.
  • Wing section 712 includes a left wing section 714 and a right wing section 716.
  • a plurality of battery packs 200 connected in parallel are arranged inside the wing 712.
  • the plurality of left battery packs 200 may be arranged in the left wing 714, and the plurality of right battery packs 200 may be arranged in the right wing 716.
  • the plurality of battery packs 200 may be connected to the bus 400 via a plurality of switching units 210.
  • the solar panel 750 may be connected to the bus 400 via the MPPT 320.
  • the power discharged by the plurality of battery packs 200 is used by each component of the HAPS 700.
  • the power discharged by the plurality of battery packs 200 is used by the motor of the propeller 730.
  • the motor of the propeller 730 may be an example of a load 500.
  • a flight control section 722 controls the flight of the HAPS 700 using power discharged by the multiple battery packs 200.
  • the communication control section 724 controls the communication of the HAPS 700 using power discharged by the multiple battery packs 200.
  • the flight control unit 722 controls the flight of the HAPS 700, for example, by controlling the rotation of the propeller 730.
  • the flight control unit 722 may also control the flight of the HAPS 700 by changing the angle of flaps or elevators (not shown).
  • the flight control unit 722 may be equipped with various sensors, such as a positioning sensor such as a GPS sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor, and may manage the position, movement direction, and movement speed of the HAPS 700.
  • the communication control unit 724 uses a service link (SL) antenna to form a communication area 704 on the ground.
  • the communication control unit 724 uses the SL antenna to form a service link with a user terminal 30 on the ground.
  • the SL antenna may be a multi-beam antenna.
  • the communication area 704 may be a multi-cell.
  • the communication control unit 724 may use an FL (Feeder Link) antenna to form a feeder link with the ground gateway 40.
  • the communication control unit 724 may access the network 20 via the gateway 40.
  • the communication control unit 724 may communicate with the communication satellite 50 using a satellite communication antenna.
  • the communication control unit 724 may access the network 20 via the communication satellite 50 and the satellite communication station 60.
  • the user terminal 30 may be any communication terminal capable of communicating with the HAPS 700.
  • the user terminal 30 may be a mobile phone such as a smartphone.
  • the user terminal 30 may be a tablet terminal or a PC (Personal Computer), etc.
  • the user terminal 30 may be a so-called IoT (Internet of Things) device.
  • the user terminal 30 may include anything that falls under the so-called IoE (Internet of Everything).
  • HAPS 700 relays communication between the network 20 and the user terminal 30, for example, via a feeder link or a communication satellite 50 and a service link. HAPS 700 may provide wireless communication services to the user terminal 30 by relaying communication between the user terminal 30 and the network 20.
  • the network 20 includes a mobile communication network.
  • the mobile communication network may conform to any of the following communication methods: 3G (3rd Generation), LTE (Long Term Evolution), 5G (5th Generation), and 6G (6th Generation) or later.
  • the network 20 may include the Internet.
  • the HAPS 700 transmits data received from a user terminal 30 within the communication area 704 to the network 20. Also, when the HAPS 700 receives data addressed to a user terminal 30 within the communication area 704 via the network 20, it transmits the data to the user terminal 30.
  • HAPS700 maintains a communication area 704 in a specific area on the ground, for example, in the stratosphere while circling a predetermined flight path.
  • HAPS700 stores electricity generated by solar panels 750 in multiple battery packs 200 during the day, and maintains flight in the stratosphere by using the power of the multiple battery packs 200 at night.
  • HAPS700 maintains flight in the stratosphere, for example, by rising and storing potential energy while charging the multiple battery packs 200 during the day, and by descending gently at night and operating the propellers 730 etc. using the power of the battery packs 200 as appropriate.
  • the management device 800 manages multiple HAPS 700.
  • the management device 800 may communicate with the HAPS 700 via the network 20 and the gateway 40.
  • the management device 800 may communicate with the HAPS 700 via the network 20, the satellite communication station 60, and the communication satellite 50.
  • the management device 800 controls the HAPS 700 by sending instructions.
  • the management device 800 may cause the HAPS 700 to circle above a target area on the ground so that the communication area 704 covers the target area. For example, while flying in a circular orbit above the target area, the HAPS 700 maintains a feeder link with the gateway 40 by adjusting the direction of the FL antenna, and maintains coverage of the target area by the communication area 704 by adjusting the direction of the SL antenna.
  • the management unit 110 of the management device 100 manages the multiple battery packs 200 so that the multiple battery packs 200 are alternately discharged so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage does not exceed the voltage threshold. This reduces the deterioration of the multiple battery packs 200 as described above, and extends the period during which the HAPS 700 can maintain flight in the stratosphere.
  • the management unit 110 may manage the HAPS 700 to rise using the power generated by the solar panel 750 so that the charge rate at which the multiple battery packs 200 are charged by the power generated by the solar panel 750 does not become faster than the charge rate threshold.
  • the management unit 110 controls the power generated by the solar panel 750 to be supplied to the propeller 730, flaps, elevator, etc., and the flight control unit 722 controls the propeller 730, flaps, and elevator to raise the HAPS 700.
  • the surplus power By converting the surplus power into potential energy, the surplus power can be made available without waste.
  • the management unit 110 may manage the load 500 to be increased by the power of the discharging battery pack 200 when the discharge rate of the discharging battery pack 200 among the multiple battery packs 200 continues to be slower than the discharge rate threshold for a predetermined period of time.
  • the management unit 110 controls the power of the discharging battery pack 200 to be supplied to the propeller 730, flaps, elevator, etc.
  • the flight control unit 722 controls the propeller 730, flaps, and elevator to raise the HAPS 700.
  • the management unit 110 may manage the battery packs 200 so that during a time period determined as daytime, the battery packs 200 are alternately discharged so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage does not exceed a first voltage threshold, and during a time period determined as nighttime, the battery packs 200 are alternately discharged so that the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage does not exceed a second voltage threshold that is greater than the first voltage threshold.
  • the battery packs 200 are not charged by the solar panel 750, so there is little problem even if the voltage difference between the battery pack 200 with the highest voltage and the battery pack 200 with the lowest voltage is greater than during the day.
  • FIG. 16 shows a schematic diagram of an example of a hardware configuration of a computer 1200 functioning as the management device 100.
  • a program installed on the computer 1200 can cause the computer 1200 to function as one or more "parts" of the device according to the above embodiment, or cause the computer 1200 to execute operations or one or more "parts” associated with the device according to the above embodiment, and/or cause the computer 1200 to execute a process or steps of the process according to the above embodiment.
  • Such a program can be executed by the CPU 1212 to cause the computer 1200 to execute specific operations associated with some or all of the blocks of the flowcharts and block diagrams described herein.
  • the computer 1200 includes a CPU 1212, a RAM 1214, and a graphics controller 1216, which are interconnected by a host controller 1210.
  • the computer 1200 also includes a communication interface 1222, a storage device 1224, and input/output units such as a DVD drive and an IC card drive, which are connected to the host controller 1210 via the input/output controller 1220.
  • the storage device 1224 may be a hard disk drive, a solid state drive, or the like.
  • the computer 1200 also includes a ROM 1230 and a legacy input/output unit such as a keyboard, which are connected to the input/output controller 1220 via an input/output chip 1240.
  • the CPU 1212 operates according to the programs stored in the ROM 1230 and the RAM 1214, thereby controlling each unit.
  • the graphics controller 1216 acquires image data generated by the CPU 1212 into a frame buffer or the like provided in the RAM 1214 or into itself, and causes the image data to be displayed on the display device 1218.
  • the communication interface 1222 communicates with other electronic devices via a network.
  • the storage device 1224 stores programs and data used by the CPU 1212 in the computer 1200.
  • the IC card drive reads programs and data from an IC card and/or writes programs and data to an IC card.
  • ROM 1230 stores therein a boot program or the like executed by computer 1200 upon activation, and/or a program that depends on the hardware of computer 1200.
  • I/O chip 1240 may also connect various I/O units to I/O controller 1220 via USB ports, parallel ports, serial ports, keyboard ports, mouse ports, etc.
  • the programs are provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM or an IC card.
  • the programs are read from the computer-readable storage medium, installed in storage device 1224, RAM 1214, or ROM 1230, which are also examples of computer-readable storage media, and executed by CPU 1212.
  • the information processing described in these programs is read by computer 1200, and brings about cooperation between the programs and the various types of hardware resources described above.
  • An apparatus or method may be constructed by realizing the operation or processing of information according to the use of computer 1200.
  • CPU 1212 may execute a communication program loaded into RAM 1214 and instruct communication interface 1222 to perform communication processing based on the processing described in the communication program.
  • communication interface 1222 reads transmission data stored in a transmission buffer area provided in RAM 1214, storage device 1224, a DVD-ROM, or a recording medium such as an IC card, and transmits the read transmission data to the network, or writes received data received from the network to a reception buffer area or the like provided on the recording medium.
  • the CPU 1212 may also cause all or a necessary portion of a file or database stored in an external recording medium such as the storage device 1224, a DVD drive (DVD-ROM), an IC card, etc. to be read into the RAM 1214, and perform various types of processing on the data on the RAM 1214. The CPU 1212 may then write back the processed data to the external recording medium.
  • an external recording medium such as the storage device 1224, a DVD drive (DVD-ROM), an IC card, etc.
  • CPU 1212 may perform various types of processing on data read from RAM 1214, including various types of operations, information processing, conditional judgment, conditional branching, unconditional branching, information search/replacement, etc., as described throughout this disclosure and specified by the instruction sequence of the program, and write back the results to RAM 1214.
  • CPU 1212 may also search for information in a file, database, etc. in the recording medium.
  • CPU 1212 may search for an entry whose attribute value of the first attribute matches a specified condition from among the multiple entries, read the attribute value of the second attribute stored in the entry, and thereby obtain the attribute value of the second attribute associated with the first attribute that satisfies a predetermined condition.
  • the above-described programs or software modules may be stored in a computer-readable storage medium on the computer 1200 or in the vicinity of the computer 1200.
  • a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet can be used as a computer-readable storage medium, thereby providing the programs to the computer 1200 via the network.
  • the blocks in the flowcharts and block diagrams in this embodiment may represent stages of a process where an operation is performed or "parts" of a device responsible for performing the operation. Particular stages and “parts" may be implemented by dedicated circuitry, programmable circuitry provided with computer-readable instructions stored on a computer-readable storage medium, and/or a processor provided with computer-readable instructions stored on a computer-readable storage medium.
  • the dedicated circuitry may include digital and/or analog hardware circuitry and may include integrated circuits (ICs) and/or discrete circuits.
  • the programmable circuitry may include reconfigurable hardware circuitry including AND, OR, XOR, NAND, NOR, and other logical operations, flip-flops, registers, and memory elements, such as, for example, field programmable gate arrays (FPGAs) and programmable logic arrays (PLAs).
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • PDAs programmable logic arrays
  • a computer-readable storage medium may include any tangible device capable of storing instructions that are executed by a suitable device, such that a computer-readable storage medium having instructions stored thereon comprises an article of manufacture that includes instructions that can be executed to create means for performing the operations specified in the flowchart or block diagram.
  • Examples of computer-readable storage media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like.
  • Computer-readable storage media may include floppy disks, diskettes, hard disks, random access memories (RAMs), read-only memories (ROMs), erasable programmable read-only memories (EPROMs or flash memories), electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs), static random access memories (SRAMs), compact disk read-only memories (CD-ROMs), digital versatile disks (DVDs), Blu-ray disks, memory sticks, integrated circuit cards, and the like.
  • RAMs random access memories
  • ROMs read-only memories
  • EPROMs or flash memories erasable programmable read-only memories
  • EEPROMs electrically erasable programmable read-only memories
  • SRAMs static random access memories
  • CD-ROMs compact disk read-only memories
  • DVDs digital versatile disks
  • Blu-ray disks memory sticks, integrated circuit cards, and the like.
  • the computer readable instructions may include either assembler instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine-dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or source or object code written in any combination of one or more programming languages, including object-oriented programming languages such as Smalltalk (registered trademark), JAVA (registered trademark), C++, etc., and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages.
  • ISA instruction set architecture
  • machine instructions machine-dependent instructions
  • microcode firmware instructions
  • state setting data or source or object code written in any combination of one or more programming languages, including object-oriented programming languages such as Smalltalk (registered trademark), JAVA (registered trademark), C++, etc., and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages.
  • the computer-readable instructions may be provided to a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing apparatus, or to a programmable circuit, either locally or over a local area network (LAN), a wide area network (WAN) such as the Internet, so that the processor of the general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing apparatus, or to a programmable circuit, executes the computer-readable instructions to generate means for performing the operations specified in the flowcharts or block diagrams.
  • processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, etc.
  • 10 system 20 network, 30 user terminal, 40 gateway, 50 communication satellite, 60 satellite communication station, 100 management device, 110 management unit, 112 pack-related information acquisition unit, 114 estimation unit, 116 receiving unit, 200 battery pack, 202 cell, 210 switching unit, 211 FET, 212 FET, 214 contactor, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 battery pack, 300 power generation unit, 310 solar cell, 320 MPPT, 400 bus, 500 load, 510 controller, 600 airplane, 610 fuselage, 620 wing , 622 left wing, 624 right wing, 630 propeller, 700 HAPS, 702 beam, 704 communication area, 710 fuselage, 712 wing, 714 left wing, 716 right wing, 720 center, 722 flight control unit, 724 communication control unit, 730 propeller, 740 pod, 750 solar panel, 800 management device, 901, 902,

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Abstract

発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数の切替部であって、それぞれが前記バスに対するバッテリーパックの接続のオンオフを切り替える複数の切替部と、前記複数の切替部のそれぞれに接続された複数の前記バッテリーパックと、前記複数のバッテリーパックのすべてが放電する場合と比較して、前記複数のバッテリーパックのそれぞれの放電レートが高くなるように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数の切替部を管理する管理部とを備え、前記複数の切替部のうちの少なくともいずれかは、接続された前記バッテリーパックから前記バスに対して電流が流れる放電状態、前記バスから前記バッテリーパックに対して電流が流れる充電状態、及び前記バスと前記バッテリーパックとの間に電流が流れない切断状態とを切替可能な、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有する、システムを提供する。

Description

システム
　本発明は、システムに関する。
　ＨＡＰＳ（Ｈｉｇｈ　Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｓｔａｔｉｏｎ）のように、比較的低い放電レートでバッテリの電力を放電して、各種動作を実行する装置が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
　［先行技術文献］
　［特許文献］
　［特許文献１］特開２０２０－０４３４９４号公報
一般的開示
　本発明の一実施態様によれば、システムが提供される。前記システムは、発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数の切替部であって、それぞれが前記バスに対するバッテリーパックの接続のオンオフを切り替える複数の切替部を備えてよい。前記システムは、前記複数の切替部のそれぞれに接続された複数の前記バッテリーパックを備えてよい。前記システムは、前記複数のバッテリーパックのすべてが放電する場合と比較して、前記複数のバッテリーパックのそれぞれの放電レートが高くなるように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数の切替部を管理する管理部を備えてよい。前記複数の切替部のうちの少なくともいずれかは、接続された前記バッテリーパックから前記バスに対して電流が流れる放電状態、前記バスから前記バッテリーパックに対して電流が流れる充電状態、及び前記バスと前記バッテリーパックとの間に電流が流れない切断状態とを切替可能な、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有してよい。
　前記システムにおいて、前記複数の切替部のうちの一部は、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有し、前記複数の切替部のうちの他の一部は、前記バスに接続されたコンタクタと、前記コンタクタと前記バッテリーパックとの間に直列に接続された前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴとを有してよい。前記管理部は、予め定められた条件が満たされている間、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持してよい。前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持してよい。前記管理部は、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴの少なくともいずれかに不具合が発生している場合、当該他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持してよい。前記コンタクタは、制御電流が加わったときにオフになるタイプであってよく、前記管理部は、前記予め定められた条件が満たされている間、前記コンタクタに対して前記制御電流を加えてよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記複数の切替部のうちの一部は、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有し、前記複数の切替部のうちの他の一部は、接続された前記バッテリーパックと前記バスとの間の電流のオンオフを切り替えるコンタクタを有してよい。前記管理部は、充電時において、前記複数の切替部のうちの前記一部を前記充電状態にし、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオンにし、放電時において、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオンにし、前記複数の切替部のうちの前記一部を交互に前記放電状態にしてよい。前記管理部は、前記放電時において、前記複数の切替部のうちの前記一部について、同時に全ての前記切替部が前記放電状態にならないように交互に前記放電状態にしてよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記複数の切替部のすべてが、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有してよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記複数の切替部のすべてが、前記バスに接続されたコンタクタと、前記コンタクタと前記バッテリーパックとの間に直列に接続された前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴとを有してよい。前記管理部は、予め定められた条件が満たされている間、前記複数の切替部のうちの一部の切替部の前記コンタクタをオフの状態で維持してよい。前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記一部の切替部の前記コンタクタのみをオンとし、前記複数の切替部のうちの他の切替部の前記コンタクタをオフの状態で維持してよい。前記複数の切替部の前記コンタクタは、制御電流が加わったときにオフになるタイプであってよく、前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記他の切替部の前記コンタクタに対して前記制御電流を加えてよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記管理部は、前記複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数の切替部を制御してよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって、前記複数のバッテリーパックを同時に充電するように、前記複数の切替部を制御してよい。
　前記いずれかのシステムにおいて、前記システムは飛行体に搭載されてよく、前記複数のバッテリーパックは前記飛行体の翼部に配置されてよく、前記発電部は太陽光発電を実行してよく、前記負荷は、前記飛行体のプロペラを回転させるモータであってよい。前記システムは、前記飛行体を備えてよい。前記飛行体は、前記複数のバッテリーパックによって放電された電力を用いて、地上に向けてビームを照射することにより形成した通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信制御部を有してよい。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
システム１０の一例を概略的に示す。 システム１０の一例を概略的に示す。 システム１０における充電時の電流の流れの一例を概略的に示す。 システム１０における放電時の電流の流れの一例を概略的に示す。 管理装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。 システム１０における放電時の電流の流れの他の一例を概略的に示す。 複数の切替部２１０の構成の一例を概略的に示す。 複数の切替部２１０の構成の他の一例を概略的に示す。 複数の切替部２１０の構成の他の一例を概略的に示す。 コンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成される切替部２１０の構成の一例を概略的に示す。 システム１０を搭載した飛行機６００の一例を概略的に示す。 システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。 システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。 システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。 システム１０を搭載したＨＡＰＳ７００の一例を概略的に示す。 管理装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。
　バッテリ（特にリチウム金属負極を用いたバッテリ）は、放電レートが低いと劣化が早いという特性がある。その解決策の一つとして、複数のバッテリーパックを交互に使用して、バッテリーパック当たりの放電レートを高める技術が提案されている。バッテリーパックの切り替えを行うための切替部として、バッテリーパックの接続をオンオフ可能であれば、任意のものを採用し得るが、用いるものによって特性が異なるので、特性に応じた工夫が必要になる場合がある。本実施形態に係るシステム１０では、このような特性を考慮した切り替え制御を実現する。また、本実施形態に係るシステム１０では、上述したバッテリの特性を考慮した、バッテリの充放電管理を実現する。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、システム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、管理装置１００を備える。管理装置１００は、複数の発電部３００及び複数の負荷５００が接続されたバス４００に並列に接続された複数のバッテリーパック２００を管理する。管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００の充放電を管理してよい。
　システム１０は、複数のバッテリーパック２００を備えてよい。システム１０は、複数の発電部３００を備えてもよい。システム１０は、複数の負荷５００を備えてもよい。
　バッテリーパック２００の電池の種類は、任意の種類であってよい。バッテリーパック２００は、例えば、負極にリチウムを用いた電池である。バッテリーパック２００は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリーパック２００は、リチウム金属電池を有してよい。
　バッテリーパック２００は、複数のセル２０２を備える。セル２０２は、例えば、負極に金属リチウムを用いた電池セルであってよい。
　発電部３００は、例えば、太陽光発電を実行する。発電部３００による発電手法は、他の発電手法であってもよい。発電部３００によって発電された電力によって、バッテリーパック２００が充電可能である。複数の発電部３００は、バス４００に対して並列に接続されてよい。
　負荷５００は、バッテリーパック２００の電力を消費したり、発電部３００によって発電された電力を消費したりする。負荷５００は、電力によって動作する任意の装置であってよい。例えば、システム１０が飛行体に搭載される場合、負荷５００は、プロペラやエレベータ等の飛行体の飛行に関する装置であってよい。
　本実施形態に係る管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００の劣化を抑えるように、複数のバッテリーパック２００の充放電を管理してよい。
　図２は、システム１０の一例を概略的に示す。図２に示す例において、複数のバッテリーパック２００のそれぞれは、バス４００に対するバッテリーパック２００の接続のオンオフを切り替える切替部２１０を介してバス４００に接続されている。バス４００には、複数の切替部２１０が並列に接続されており、複数の切替部２１０のそれぞれに複数のバッテリーパック２００のそれぞれが接続されている。また、複数のソーラーセル３１０が、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ）３２０を介してバス４００に接続されている。ソーラーセル３１０は、発電部３００の一例であってよい。また、複数の負荷５００が、コントローラ５１０を介してバス４００に接続されている。ここでは、バス４００の左側に配置された左側の負荷５００と、バス４００の右側に配置された右側の負荷５００とを例示している。
　バッテリーパック２００を区別して説明する場合、左側から右側に向かって、バッテリーパックＡ、バッテリーパックＢ、バッテリーパックＣ、バッテリーパックＤ、バッテリーパックＥ、バッテリーパックＦ、バッテリーパックＧ、バッテリーパックＨと記載する場合がある。切替部２１０を区別して説明する場合、左側から右側に向かって、切替部Ａ、切替部Ｂ、切替部Ｃ、切替部Ｄ、切替部Ｅ、切替部Ｆ、切替部Ｇ、切替部Ｅと記載する場合がある。
　図３は、システム１０における充電時の電流の流れの一例を概略的に示す。図３に例示するように、管理装置１００は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数のバッテリーパック２００のバス４００に対する電気的な接続を制御してよい。管理装置１００は、例えば、複数のソーラーセル３１０による発電が開始された場合に、すべてのバッテリーパック２００がバス４００に電気的に接続されるように、すべての切替部２１０を制御する。
　図４は、システム１０における放電時の電流の流れの一例を概略的に示す。管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のすべてが放電する場合と比較して、複数のバッテリーパック２００のそれぞれの放電レートが高くなるように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　管理装置１００は、例えば、複数のバッテリーパック２００を１つずつ順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御する。管理装置１００は、例えば、バッテリーパックＡ、バッテリーパックＢ、バッテリーパックＣ、バッテリーパックＤ、バッテリーパックＥ、バッテリーパックＦ、バッテリーパックＧ、バッテリーパックＨの順番を繰り返して放電させるように複数の切替部２１０を制御する。また、管理装置１００は、例えば、複数のバッテリーパック２００のうち、より電圧が高いバッテリーパック２００を優先して順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御する。このように、８つのバッテリーパック２００に交互に放電させることによって、８つのバッテリーパック２００の全てが放電する場合と比較して、バッテリーパック２００の放電レートを８倍にすることができる。
　管理装置１００は、状況に応じて、複数のバッテリーパック２００に対する充電と放電を切り替えるが、例えば、充電のために、すべてのバッテリーパック２００をバス４００に電気的に接続した状態にしたときに、複数のバッテリーパック２００のうちの、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が大きいと、前者から後者に電流が流れて後者の充電レートが速くなってしまい、後者の劣化を早めてしまうことになり得る。
　管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。言い換えると、管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のうち、残容量が最大のバッテリーパック２００と、残容量が最小のバッテリーパック２００との残容量の差が予め定められた残容量閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　例えば、管理装置１００は、まず、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）の放電を開始させる。管理装置１００は、第１のバッテリーパック２００の電圧と、複数のバッテリーパック２００のうちの他の複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）との差が電圧閾値より大きくなる前に、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させる。管理装置１００は、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。このような制御を繰り返すことによって、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないようにできる。なお、当該予め定められた時間は、例えば、０．０１～１秒程度であってよい。第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させるようにすることで、放電が途切れないようにできる。
　図５は、管理装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。管理装置１００は、管理部１１０、パック関連情報取得部１１２、推定部１１４、及び受信部１１６を備えてよい。なお、管理装置１００がこれらの全てを備えることは必須とは限らない。
　管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のすべてが放電する場合と比較して、複数のバッテリーパック２００のそれぞれの放電レートが高くなるように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御する。
　管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　例えば、管理部１１０は、まず、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）の放電を開始させる。次に、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００の電圧と、複数のバッテリーパック２００のうちの他の複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）との差が予め定められた電圧閾値より大きくなる前に、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させる。そして、管理部１１０は、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。管理部１１０は、このような制御を繰り返すことによって、複数のバッテリーパック２００に順番に放電させる。
　管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数のバッテリーパック２００のバス４００に対する電気的な接続を制御してよい。例えば、管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数の切替部２１０を制御する。
　管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００を充電する場合に、ソーラーセル３１０からのバス４００に対する電圧が、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００の電圧と、電圧が最小のバッテリーパック２００の電圧との間になるように管理してよい。管理部１１０は、複数のＭＰＰＴ３２０を制御することによって、ソーラーセル３１０からのバス４００に対する電圧が、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００の電圧と、電圧が最小のバッテリーパック２００の電圧との間になるように管理してよい。
　パック関連情報取得部１１２は、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、バッテリーパック２００に関連するパック関連情報を取得する。例えば、パック関連情報取得部１１２は、複数のバッテリーパック２００のそれぞれに対して配置されたセンサによって検知された情報を、パック関連情報として、当該センサから取得する。
　パック関連情報は、バッテリーパック２００のＯＣＶ（Ｏｐｅｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ：開回路電圧）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＣＣＶ（Ｃｌｏｓｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ：閉回路電圧）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＤＣＩＲ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｒｅｓｉｓｔｅｎｃｅ：直流内部抵抗）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の電流値を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の放電時間を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の積算容量を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の温度を含んでよい。
　推定部１１４は、パック関連情報取得部１１２が取得したパック関連情報に基づいて、バッテリーパック２００の状態を推定する。推定部１１４は、既存のＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）において用いられている推定方法を用いて、推定を行ってよい。
　例えば、推定部１１４は、バッテリーパック２００のＳＯＣとＤＣＩＲの関係を記憶しておき、記憶しているＤＣＩＲと、ＳＯＨと、電流値と、放電時間と、ＣＣＶと、積算容量からバッテリーパック２００のＯＣＶを推定する。
　また、例えば、推定部１１４は、まず、放電開始前のＯＣＶと、電流値と、放電時間と、ＣＣＶと、積算容量と、温度とから、放電開始前のＳＯＣ及びＳＯＨを推定する。次に、推定部１１４は、そのデータを用いて、予め記憶しているデータベースから、現在のＤＣＩＲを推定する。そして、推定部１１４は、推定した現在のＤＣＩＲと、ＣＣＶと、電流値とから、現在のＯＣＶを推定する。
　管理部１１０は、パック関連情報取得部１１２が取得した複数のバッテリーパック２００のそれぞれのＯＣＶに基づいて、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　また、管理部１１０は、推定部１１４が推定した複数のバッテリーパック２００のそれぞれのＯＣＶに基づいて、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　管理部１１０は、電圧が最大のバッテリーパック２００から、電圧が最小のバッテリーパック２００への充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないような電圧閾値を予め設定してよい。充電レート閾値は、例えば、０．３Ｃ以下であってよく、より望ましくは、０．２Ｃ以下であってよい。
　例えば、５ｋＷｈ（１５Ａｈ）で、ＤＩＣＲが最低１．８７Ω、平均１．９９Ω、電圧が２７０～３９６Ｖのバッテリーパック２００を用いていた場合において、ＤＣＩＲを２Ωとし、充電で３Ａの０．２Ｃにするには、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差＜（０．２（Ｃ）×１５（Ａｈ）×２（Ω）＝６Ｖ）となり、電圧閾値は６Ｖとなる。この場合、管理部１１０は、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する）の放電を開始させた後、当該第１のバッテリーパック２００の電圧が、次に電圧が高いバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する）の電圧よりも６Ｖ以上低くなる前に、当該第２のバッテリーパック２００の放電を開始させ、予め定められた時間が経過した後に、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。
　また、０．３Ｃにするには、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差＜（０．３（Ｃ）×１５（Ａｈ）×２（Ω）＝９Ｖ）となり、電圧閾値は９Ｖとなる。この場合、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００の放電を開始させた後、当該第１のバッテリーパック２００の電圧が、第２のバッテリーパック２００の電圧よりも９Ｖ以上低くなる前に、当該第２のバッテリーパック２００の放電を開始させ、予め定められた時間が経過した後に、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。
　管理部１１０は、例えば、ソーラーセル３１０による発電量が増加して余剰の発電量がある場合に、複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、ソーラーセル３１０によって発電された電力を消費するように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、ソーラーセル３１０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、ソーラーセル３１０によって発電された電力を、負荷５００が消費するようにコントローラ５１０を制御する。
　管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、放電させているバッテリーパック２００の放電レートが、予め定められた放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパック２００の電力消費量を増加させるように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、バッテリーパック２００の電力を負荷５００が消費するようにコントローラ５１０を制御する。当該予め定められた時間は、秒単位又は分単位で任意に設定可能であってよい。これにより、放電レートが低い状態が長時間継続することによって、バッテリーパック２００の劣化が早まってしまうことを防止できる。放電レート閾値は、０．３Ｃ～２．０Ｃであってよく、より望ましくは、０．４Ｃ～１．０Ｃであってよい。
　下記表１は、負極に金属リチウムを用いた電池セルを有するバッテリーパック２００の、様々な放電レート及び充電レート毎の劣化度合を実験した実験結果を示す。実験は、放電レート及び充電レートの組み合わせ毎に、複数回行い、初期容量の８０％を維持したのが平均で２５０サイクル以上である場合を「◎」、初期容量の８０％を維持したのが平均で２００サイクル以上２５０サイクル未満である場合を「〇」、平均で１８０サイクル以下である場合を「×」としている。当該実験結果は、例えば、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、０．３Ｃの放電レートで放電し、０．１Ｃの充電レートで充電することを繰り返した結果、初期容量の８０％を維持したのが、平均で２００サイクル以上２５０サイクル未満であったことを示す。また、例えば、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、０．５Ｃの放電レートで放電し、０．２Ｃの充電レートで充電することを繰り返した結果、初期容量の８０％を維持したので、平均で２５０サイクル以上であったことを示す。
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　表１に示すように、放電レートは０．３Ｃ～２．０Ｃが望ましく、０．４Ｃ～１．０Ｃがさらに望ましい。充電レートは、０．３Ｃ以下が望ましく、０．２Ｃ以下がさらに望ましい。
　受信部１１６は、外部から各種情報を受信する。受信部１１６は、例えば、管理部１１０に対する制御指示を受信する。管理部１１０は、受信部１１６が受信した制御指示に従って、複数の切替部２１０を制御してよい。受信部１１６は、例えば、システム１０が位置するエリアの天候情報を受信する。管理部１１０は、受信部１１６が受信した天候情報に基づいて、複数の切替部２１０を制御してもよい。
　図６は、システム１０における放電時の電流の流れの他の一例を概略的に示す。管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を２つ以上ずつ順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御してもよい。例えば、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を２つずつ順番に放電させるように制御する。また、例えば、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を３つずつ順番に放電させるように制御する。また、例えば、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を４つずつ順番に放電させるように制御する。これらは例示であり、管理部１１０は、さらに多くの数ずつ順番に放電させるように制御してもよい。
　管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００について、左右の電圧差が大きく偏らないような制御を実行してよい。
　例えば、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００について、左側の１つ、右側の１つ、左側の１つ、右側の１つ、というように、左側と右側を交互に放電させる。左側のバッテリーパック２００と右側のバッテリーパック２００とを交互に放電させることによって、左右の電圧差が大きくならないようにできる。
　このとき、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００の位置関係を考慮して、左側と右側を交互に放電させてよい。例えば、管理部１１０は、左側のバッテリーパック２００、当該左側のバッテリーパック２００に位置的に対応する右側のバッテリーパック２００、次の左側のバッテリーパック２００、当該左側のバッテリーパック２００に位置的に対応する右側のバッテリーパック２００、というように、左側と右側を交互に放電させる。位置的に対応するとは、例えば、左右対称の位置であることであってよい。例えば、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００を放電させた後、左右対称の位置の第８のバッテリーパック２００を放電させ、第２のバッテリーパック２００を放電させた後、左右対称の位置の第７のバッテリーパック２００を放電させ、第３のバッテリーパック２００を放電させた後、左右対称の位置の第６のバッテリーパック２００を放電させ、第４のバッテリーパック２００を放電させた後、左右対称の位置の第５のバッテリーパック２００を放電させる。
　また、例えば、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００の位置関係を考慮せずに、左側と右側を交互に放電させてもよい。例えば、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００を放電させた後、第５から第８のバッテリーパック２００のいずれかを放電させ、第２の放電させた後、第５から第８のうちの残りの３つのうちのいずれかを放電させ、第３のバッテリーパック２００を放電させた後、第５から第８のうちの残りの２つのうちのいずれかを放電させ、第４のバッテリーパック２００を放電させた後、第５から第８のうちの残りの１つのうちを放電させる。
　また、例えば、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御してもよい。このとき、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００の位置関係を考慮して、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。例えば、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、左右対称に、順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御してよい。
　管理部１１０は、例えば、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００、第２のバッテリーパック２００及び第７のバッテリーパック２００、第３のバッテリーパック２００及び第６のバッテリーパック２００、第４のバッテリーパック２００及び第５のバッテリーパック２００、の順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御する。例えば、第１のバッテリーパック２００及び第２のバッテリーパック２００に放電を実行させた場合、左側の負荷５００への送電経路は短くなるが、右側の負荷５００への送電経路が長くなり、送電効率が悪い。それに対して、左右対称に放電させることによって、左側の負荷５００及び右側の負荷５００の一方に対する送電経路が長くなってしまうことを防止でき、送電効率の低下を抑制できる。なお、この場合において、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００を放電させるときに、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００を同時に放電させてよく、交互に放電させてもよく、順番に放電させてもよい。
　管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００の組、第２のバッテリーパック２００及び第７のバッテリーパック２００の組、第３のバッテリーパック２００及び第６のバッテリーパック２００の組、及び第４のバッテリーパック２００及び第５のバッテリーパック２００の組について、より電圧が高い組を優先して放電させるように制御してもよい。例えば、管理部１１０は、複数の組のそれぞれについて、より電圧が高いバッテリーパック２００を特定し、特定したバッテリーパック２００の電圧がより高い組を優先して放電させる。また、例えば、管理部１１０は、複数の組のうち、平均の電圧がより高い組を優先して放電させる。
　また、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００の位置関係を考慮せずに、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、順番に放電させるように複数の切替部２１０を制御してもよい。例えば、管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００の任意の組み合わせ毎に、順番に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してもよい。例えば、第１のバッテリーパック２００に対して、第５のバッテリーパック２００～第８のバッテリーパック２００のいずれかを組み合わせ、第２のバッテリーパック２００に対して、第５のバッテリーパック２００～第８のバッテリーパック２００の残りの３つのうちのいずれかを組み合わせ、第３のバッテリーパック２００に対して、第５のバッテリーパック２００～第８のバッテリーパック２００の残りの２つのうちのいずれかを組み合わせ、第４のバッテリーパック２００に対して、第５のバッテリーパック２００～第８のバッテリーパック２００のうちの残りのバッテリーパック２００を組み合わせて、組み合わせ毎に順番に放電させるように管理する。
　管理部１１０は、例えば、複数の組のそれぞれについて、より電圧が高いバッテリーパック２００を特定し、電圧が高い順に組の順番を決定する。そして、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、決定した順番に従って、適宜組を切り替えながら、放電させる。
　図７は、複数の切替部２１０の構成の一例を概略的に示す。本実施形態に係るシステム１０において、複数の切替部２１０のうちの少なくともいずれかは、接続されたバッテリーパック２００からバス４００に対して電流が流れる放電状態、バス４００からバッテリーパック２００に対して電流が流れる充電状態、及びバス４００とバッテリーパック２００との間で電流が流れない切断状態を切り替え可能な、ＦＥＴ２１１（放電用ＦＥＴと記載する場合がある）及びＦＥＴ２１２（充電用ＦＥＴと記載する場合がある）を有する。
　放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴは、両方ともＰ型のＦＥＴであってよい。放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴは、両方ともＮ型のＦＥＴであってもよい。管理部１１０は、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを制御することによって、充電状態、放電状態、及び切断状態を切り替える。放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴは、充電状態、放電状態、及び切断状態を切り替え可能であれば、どのように構成されてもよい。
　図７に示す例では、複数の切替部２１０のすべてが、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有する。コンタクタが機械的にオンオフを制御する一方、ＦＥＴは電気制御によってオンオフを制御する。したがって、コンタクタを採用する場合と比較して、ＦＥＴを採用することによって、オンオフの切り替えに対する耐性を向上させることができる。また、複数の切替部２１０のうちの一部又はすべてにコンタクタを追加する構成と比較して、全体の重量を低減することができる。
　管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を交互に放電させる場合において、上述したように、一のバッテリーパック２００を放電させている状態で、次のバッテリーパック２００の放電を開始させ、予め定められた時間が経過した後、当該一のバッテリーパック２００の放電を停止させるようにしてよい。これにより、放電が途切れないようにできる。
　ＦＥＴは、コンタクタと比較して耐電圧が低いので、例えば、システム１０に対して雷が直撃するなどの理由によって、過電圧が加わった場合に、故障してしまうことが懸念される。ＦＥＴは、雷等で壊れると、電流をオフにできない（切断状態にならない）パターン（パターンＡと記載する場合がある）、電流が流れなくなるパターン（パターンＢと記載する場合がある。）、及び半分壊れるパターン（パターンＣと記載する場合がある。）がある。パターンＡの場合は、バス４００とバッテリーパック２００とが常に電気的に接続された状態となってしまい、バッテリーパック２００の劣化は早まるが、システム１０の動作に大きな影響はない。しかし、パターンＢの場合は、バッテリーパック２００の電力を利用できなくなり、システム１０の動作に大きな影響がある。また、パターンＣの場合、抵抗が高い状態で電流が流れることになり、発熱し、場合によっては発火にまで至るおそれがある。他の様々な機構を取り入れることによって、このような問題の発生を防止したり、低減したりすることはできるが、複数の切替部２１０の構成によっても対応することが望ましい。
　図８は、複数の切替部２１０の構成の他の一例を概略的に示す。図８に示すように、システム１０は、複数の切替部２１０のうちの一部が、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有し、複数の切替部２１０のうちの他の一部が、接続されたバッテリーパック２００とバス４００との間の電流のオンオフを切り替えるコンタクタ２１４を有するように構成されてもよい。
　このように、一部の切替部２１０をコンタクタ２１４によって構成することによって、仮にシステム１０に対して過電圧が加わった場合であっても、一部の切替部２１０が破壊されないようにでき、少なくとも最低限の機能を維持することを可能にできる。
　管理部１１０は、充電時において、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている切替部２１０を充電状態とし、コンタクタ２１４によって構成されている切替部２１０のコンタクタ２１４をオンにすることによって、複数のバッテリーパック２００のすべてを充電するようにしてよい。管理部１１０は、放電時において、コンタクタ２１４によって構成されている切替部２１０のコンタクタ２１４をオンにし、かつ、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている複数の切替部２１０を交互に放電状態にしてよい。管理部１１０は、当該放電時において、上述したように、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている切替部２１０のうちの一の切替部２１０を放電状態にしている状態で、次の切替部２１０を放電状態にし、予め定められた時間が経過した後、一の切替部２１０を切断状態にするようにしてよい。
　また、管理部１１０は、当該放電時において、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている複数の切替部２１０について、同時に放電状態にならないように交互に放電状態にしてもよい。放電時に、コンタクタ２１４によって構成されている切替部２１０のコンタクタ２１４をオンのまま維持することによって、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている切替部２１０について、同時に放電状態にならないように交互にオンにしても、放電が途切れないようにできる。
　放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有する切替部２１０と、コンタクタ２１４を有する切替部２１０との割合は、任意の割合であってよい。例えば、複数の切替部２１０のうちの１つの切替部２１０をコンタクタ２１４によって構成することによって、仮にシステム１０に対して過電圧が加わった場合でも、少なくとも１つの切替部２１０及びバッテリーパック２００の機能を維持することができる。また、例えば、複数の切替部２１０のうちの２つの切替部２１０をコンタクタ２１４によって構成することによって、冗長性を持たせることができる。
　図８に示す例では、８つの切替部２１０のうち、６つの切替部２１０が放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有し、２つの切替部２１０がコンタクタ２１４を有する。管理部１１０は、充電時において、６つの切替部２１０を充電状態とし、２つの切替部２１０のコンタクタ２１４をオンにすることによって、複数のバッテリーパック２００のすべてを充電するようにしてよい。管理部１１０は、放電時において、２つのコンタクタ２１４をオンにし、かつ、６つの切替部２１０を交互に放電状態にしてよい。管理部１１０は、当該放電時において、上述したように、６つの切替部２１０のうちの一の切替部２１０を放電状態にしている状態で、次の切替部２１０を放電状態にし、予め定められた時間が経過した後、一の切替部２１０を放電状態にするようにしてよい。また、管理部１１０は、６つの切替部２１０について、同時に放電状態にならないように交互に放電状態にしてもよい。
　図９は、複数の切替部２１０の構成の他の一例を概略的に示す。図９に示すように、システム１０は、複数の切替部２１０のうちの一部が、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有し、複数の切替部２１０のうちの他の一部が、バス４００に接続されたコンタクタ２１４と、コンタクタ２１４とバッテリーパック２００との間に直列に接続された放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴとを有するように構成されてもよい。
　管理部１１０は、予め定められた条件が満たされている間、複数の切替部２１０のうちの他の一部のコンタクタ２１４をオフの状態で維持してよい。管理部１１０は、例えば、受信部１１６が外部から受信したシステム１０が位置するエリアの天候情報に基づいて、予め定められた条件が満たされているか否かを判定する。天候情報は、各地の現状の天候を示してよい。天候情報は、各地の天候の予報を示してもよい。例えば、管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する間、コンタクタ２１４をオフの状態で維持する。管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置しない場合、コンタクタ２１４をオンの状態としてよい。管理部１１０は、コンタクタ２１４をオフの状態に維持している場合、放電時に、複数の切替部２１０のうちの放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有する一部の複数の切替部２１０を交互に放電状態にしてよく、コンタクタ２１４をオンの状態にしている場合は、放電時に、複数の切替部２１０のすべてについて、交互に放電状態にしてよい。雷が発生するエリアとは、現に雷が発生しているエリアであってよく、雷が発生することが予想されているエリアであってもよい。
　図９に示す例では、雷が発生するエリアにおいては、コンタクタ２１４をオフにするので、万が一雷が落ちて、複数の切替部２１０のうちの一部について、ＦＥＴが故障して電流が流れなくなっても、複数の切替部２１０のうちの他の一部については、ＦＥＴを保護することができる。図９に示す例では、雷が発生しないエリアにおいては、コンタクタ２１４をオンにするので、総合的には、雷が発生するエリアにおいては、コンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている切替部２１０の放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを保護することができ、雷が発生するエリア以外のエリアにおいては、コンタクタ２１４ではなく、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴにより切り替えを行うことによって、切り替えへの耐性を高めることができる。
　図９に示す例では、８つの切替部２１０のうち、６つの切替部２１０が放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成され、２つの切替部２１０がコンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている。管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する間、２つの切替部２１０について、コンタクタ２１４をオフに維持し、システム１０が、雷が発生するエリアに位置しない場合、２つの切替部２１０について、コンタクタ２１４をオンにしてよい。そして、管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する場合、放電時に、６つの切替部２１０のすべてについて、交互に放電状態にしてよく、システム１０が、雷が発生するエリアに位置しない場合、放電時に、８つの切替部２１０を交互に放電状態にしてよい。
　コンタクタには、制御電流が加わったときにオフになるタイプと、制御電流が加わったときにオンになるタイプとがある。本実施形態に係るコンタクタ２１４は、制御電流が加わったときにオフになるタイプであってよい。管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する場合、２つの切替部２１０のコンタクタ２１４に制御電流を加えてオフする。システム１０に万が一雷が落ちた場合であって、６つの切替部２１０のＦＥＴ２１１及びＦＥＴ２１２に電流が流れなくなった場合であっても、２つの切替部２１０のＦＥＴ２１１及びＦＥＴ２１２は保護することができる。また、雷によって電流系統が故障し、電気の供給がストップした際に、コンタクタ２１４への制御電流がストップして、コンタクタ２１４がオンになり、２つの切替部２１０に接続されている２つのバッテリーパック２００からの電力は、負荷５００等に供給されることになり、システム１０の少なくとも最低限の機能を維持することができる。
　放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴにより構成される切替部２１０と、コンタクタ２１４、電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴにより構成される切替部２１０との割合は、任意の割合であってよい。例えば、複数の切替部２１０のうちの１つの切替部２１０をコンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成してよく、複数の切替部２１０のうちの２つの切替部２１０をコンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成してよい。
　また、複数の切替部２１０のすべてが、コンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されてもよい。これにより、安全性を更に高めることができる。この場合、管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する間、複数の切替部２１０のうちの一部の切替部２１０のコンタクタ２１４のみをオンとし、その他の切替部２１０のコンタクタ２１４をオフの状態で維持してよい。管理部１１０は、システム１０の機能を最低限維持するために必要な数の切替部２１０のコンタクタ２１４のみをオンとし、それ以外の切替部２１０のコンタクタ２１４をオフの状態で維持してよい。複数の切替部２１０のすべてのコンタクタ２１４は、制御電流が加わったときにオフになるタイプであってよく、管理部１１０は、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する間、複数の切替部２１０のうちの一部の切替部２１０のコンタクタ２１４のみをオンとし、その他の切替部２１０のコンタクタ２１４に制御電流を加えてオフの状態で維持してよい。
　図１０は、コンタクタ２１４、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成される切替部２１０の構成の一例を概略的に示す。図１０に例示するように、切替部２１０は、バス４００に接続されたコンタクタ２１４と、コンタクタ２１４とバッテリーパック２００との間に直列に接続された放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴとを有してよい。管理部１１０は、例えば、システム１０が、雷が発生するエリアに位置する間、コンタクタ２１４をオフに維持する。これにより、システム１０に雷が落ちても、ＦＥＴ２１１、ＦＥＴ２１２、及びバッテリーパック２００に対して電気が流れないようにでき、ＦＥＴ２１１、ＦＥＴ２１２、及びバッテリーパック２００を保護することができる。管理部１１０は、何らかの理由によって、ＦＥＴ２１１及びＦＥＴ２１２の少なくともいずれかに不具合が発生した場合にも、コンタクタ２１４をオフにしてよい。ＦＥＴ２１１及びＦＥＴ２１２が、仮に、故障したパターンＣとなった場合、ＦＥＴ２１１及びＦＥＴ２１２に電気が流れると、発熱して、場合によっては発火する可能性があるが、コンタクタ２１４をオフにすることによって、それを防ぐことができる。
　上記実施形態では、コンタクタ２１４が、なお、コンタクタ２１４は、制御電流が加わったときにオフになるタイプである場合について説明したが、これに限らない。コンタクタ２１４は、制御電流が加わったときにオンになるタイプであってもよい。
　図１１は、システム１０を搭載した飛行機６００の一例を概略的に示す。飛行機６００は、飛行体の一例であってよい。図１１では、複数のバッテリーパック２００の例として、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１を図示している。図１１に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２４が、翼部６２０の左翼部６２２の中に配置され、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２６が機体６１０の中に配置され、バッテリーパック２２７からバッテリーパック２３１が翼部６２０の右翼部６２４の中に配置されている。
　図１１では、管理装置１００と、複数の切替部２１０と、複数の発電部３００と、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１のバス４００への配線の図示を省略している。また、複数の切替部２１０がすべて放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴによって構成されている場合について主に例に挙げて説明する。
　管理装置１００は、例えば、飛行機６００の機体６１０の中に配置される。発電部３００は、例えば、翼部６２０の上面に配置される。バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１は、バス４００に対して並列に接続される。プロペラ６３０は、負荷５００の一例である。
　ここでは、管理部１１０が、複数のバッテリーパック２００を２つずつ順番に放電させる場合における順番について説明する。管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３の２つを選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２２９、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１の順番に放電させ、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２８の順番に放電させ、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２６に放電させる。
　複数の切替部２１０のうちの一部の切替部２１０をコンタクタ２１４によって構成する場合、例えば、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２６に接続される切替部２１０を、コンタクタ２１４によって構成してよい。
　図１２は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図１１と異なる点を主に説明する。図１２に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２５が翼部６２０の左翼部６２２に配置され、バッテリーパック２２６からバッテリーパック２３１が翼部６２０の右翼部６２４に配置されている。
　管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０３のそれぞれから１つずつを選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２２９、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１の順番に放電させ、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２２６、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２８の順に放電させる。
　図１３は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図１１と異なる点を主に説明する。図１３に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２６が飛行機６００の左側に配置され、バッテリーパック２２７から２４０が飛行機６００の中心部に配置され、バッテリーパック２３１からバッテリーパック２３７が飛行機６００の右側に配置されている。
　管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３から２つずつ選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２３６、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３７の順番に放電させ、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２３２、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２３３、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２３４、バッテリーパック２２６及びバッテリーパック２３５の順に放電させ、バッテリーパック２２７及びバッテリーパック２２８、バッテリーパック２２９及びバッテリーパック２３０の順番に放電させる。
　図１４は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図１１と異なる点を主に説明する。図１４に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２３とバッテリーパック２２８及びバッテリーパック２２９と翼部６２０の左翼部６２２に配置され、バッテリーパック２２４からバッテリーパック２２７が飛行機６００の中心部に配置され、バッテリーパック２３０からバッテリーパック２３５が翼部６２０の右翼部６２４に配置されている。
　管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３から２つずつ選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２３４、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３５の順番に放電させ、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３２、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２３３の順番に放電させ、バッテリーパック２２９及びバッテリーパック２３１、バッテリーパック２２８及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２６及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２５の順に放電させる。
　図１５は、システム１０を搭載したＨＡＰＳ７００の一例を概略的に示す。ＨＡＰＳ７００は、地上に向けてビーム７０２を照射することにより形成した通信エリア７０４内のユーザ端末３０に無線通信サービスを提供する飛行体である。
　ＨＡＰＳ７００は、機体７１０、中央部７２０、プロペラ７３０、ポッド７４０、及び太陽電池パネル７５０を備える。機体７１０は、翼部７１２を有する。翼部７１２は、左翼部７１４及び右翼部７１６を含む。
　翼部７１２の内部に、並列に接続された複数のバッテリーパック２００が配置されている。複数のバッテリーパック２００のうち、左側の複数のバッテリーパック２００が、左翼部７１４に配置され、右側の複数のバッテリーパック２００が、右翼部７１６に配置されてよい。複数のバッテリーパック２００は、複数の切替部２１０を介してバス４００に接続されていてよい。太陽電池パネル７５０は、ＭＰＰＴ３２０を介して、バス４００に接続されてよい。複数のバッテリーパック２００によって放電された電力は、ＨＡＰＳ７００が備える各構成によって利用される。例えば、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力は、プロペラ７３０のモータによって利用される。プロペラ７３０のモータは、負荷５００の一例であってよい。
　中央部７２０内には、飛行制御部７２２及び通信制御部７２４と、不図示の管理装置１００が配置される。飛行制御部７２２は、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力を用いて、ＨＡＰＳ７００の飛行を制御する。通信制御部７２４は、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力を用いて、ＨＡＰＳ７００の通信を制御する。
　飛行制御部７２２は、例えば、プロペラ７３０の回転を制御することによってＨＡＰＳ７００の飛行を制御する。また、飛行制御部７２２は、不図示のフラップやエレベータの角度を変更することによってＨＡＰＳ７００の飛行を制御してもよい。飛行制御部７２２は、ＧＰＳセンサ等の測位センサ、ジャイロセンサ、及び加速度センサ等の各種センサを備えて、ＨＡＰＳ７００の位置、移動方向、及び移動速度を管理してよい。
　通信制御部７２４は、ＳＬ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｌｉｎｋ）アンテナを用いて、地上に通信エリア７０４を形成する。通信制御部７２４は、ＳＬアンテナを用いて、地上のユーザ端末３０とサービスリンクを形成する。ＳＬアンテナは、マルチビームアンテナであってもよい。通信エリア７０４は、マルチセルであってもよい。
　通信制御部７２４は、ＦＬ（Ｆｅｅｄｅｒ　Ｌｉｎｋ）アンテナを用いて、地上のゲートウェイ４０との間でフィーダリンクを形成してよい。通信制御部７２４は、ゲートウェイ４０を介して、ネットワーク２０にアクセスしてよい。
　通信制御部７２４は、衛星通信アンテナを用いて、通信衛星５０と通信してよい。通信制御部７２４は、通信衛星５０及び衛星通信局６０を介して、ネットワーク２０にアクセスしてよい。
　ユーザ端末３０は、ＨＡＰＳ７００と通信可能であればどのような通信端末であってもよい。例えば、ユーザ端末３０は、スマートフォン等の携帯電話である。ユーザ端末３０は、タブレット端末及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であってもよい。ユーザ端末３０は、いわゆるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇ）デバイスであってもよい。ユーザ端末３０は、いわゆるＩｏＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）に該当するあらゆるものを含み得る。
　ＨＡＰＳ７００は、例えば、フィーダリンク又は通信衛星５０と、サービスリンクとを介して、ネットワーク２０とユーザ端末３０との通信を中継する。ＨＡＰＳ７００は、ユーザ端末３０とネットワーク２０との通信を中継することによって、ユーザ端末３０に無線通信サービスを提供してよい。
　ネットワーク２０は、移動体通信ネットワークを含む。移動体通信ネットワークは、３Ｇ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式、５Ｇ（５ｔｈ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式、及び６Ｇ（６ｔｈ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の通信方式のいずれに準拠していてもよい。ネットワーク２０は、インターネットを含んでもよい。
　ＨＡＰＳ７００は、例えば、通信エリア７０４内のユーザ端末３０から受信したデータをネットワーク２０に送信する。また、ＨＡＰＳ７００は、例えば、ネットワーク２０を介して、通信エリア７０４内のユーザ端末３０宛のデータを受信した場合に、当該データをユーザ端末３０に送信する。
　ＨＡＰＳ７００は、例えば、成層圏において、予め定められた飛行経路を巡回しながら、地上の特定のエリアに通信エリア７０４を維持する。ＨＡＰＳ７００は、日中に太陽電池パネル７５０によって発電した電力を複数のバッテリーパック２００に蓄え、夜間は複数のバッテリーパック２００の電力を用いることによって、成層圏の飛行を維持する。ＨＡＰＳ７００は、例えば、日中に複数のバッテリーパック２００を充電しつつ、上昇して位置エネルギーを蓄え、夜間は、緩やかに下降しつつ、適宜バッテリーパック２００の電力を用いてプロペラ７３０等を稼働させることによって、成層圏の飛行を維持する。
　管理装置８００は、複数のＨＡＰＳ７００を管理する。管理装置８００は、ネットワーク２０及びゲートウェイ４０を介して、ＨＡＰＳ７００と通信してよい。管理装置８００は、ネットワーク２０、衛星通信局６０、及び通信衛星５０を介して、ＨＡＰＳ７００と通信してもよい。
　管理装置８００は、指示を送信することによってＨＡＰＳ７００を制御する。管理装置８００は、通信エリア７０４によって地上の対象エリアをカバーさせるべく、ＨＡＰＳ７００に、対象エリアの上空を旋回させてよい。ＨＡＰＳ７００は、例えば、対象エリアの上空を円軌道で飛行しつつ、ＦＬアンテナの指向方向を調整することによってゲートウェイ４０との間のフィーダリンクを維持し、ＳＬアンテナの指向方向を調整することによって通信エリア７０４による対象エリアのカバーを維持する。
　管理装置１００の管理部１１０は、上述したように、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理する。これにより、上述したように、複数のバッテリーパック２００の劣化を低減することができ、ＨＡＰＳ７００が成層圏の飛行を維持できる期間を延ばすことができる。
　管理部１１０は、太陽電池パネル７５０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、太陽電池パネル７５０によって発電された電力によって、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように管理してよい。例えば、管理部１１０が、太陽電池パネル７５０によって発電された電力を、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータ等に供給するよう制御し、飛行制御部７２２が、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータを制御する。余剰電力を位置エネルギーに変換することによって、余剰電力を無駄なく利用可能にすることができる。
　管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、放電させているバッテリーパック２００の放電レートが放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパック２００の電力によって負荷５００を上昇させるように管理してよい。例えば、管理部１１０が、放電させているバッテリーパック２００の電力を、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータ等に供給するよう制御し、飛行制御部７２２が、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータを制御する。放電させているバッテリーパック２００の放電レートを、好ましい放電レートにしつつ、電力を一エネルギーに変換することによって、電力を無駄なく利用可能にすることができる。
　管理部１１０は、日中として定められた時間帯は、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が第１の電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させ、夜間として定められた時間帯は、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が、第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してよい。夜間は、太陽電池パネル７５０による複数のバッテリーパック２００の充電が行われないので、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差が、日中よりも大きくなっても問題が少ない。夜間に用いる電圧閾値を、日中に用いる第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値とすることによって、放電させるバッテリーパック２００の切り替え回数を低減することができる。
　図１６は、管理装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、上記実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。
　本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、並びにＤＶＤドライブ及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。
　ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。
　通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。
　ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。
　プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
　例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
　また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
　様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
　上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。
　本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
　コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
　コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
　コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
　本発明を用いることで、バッテリの放電レート向上による劣化を抑制し、バッテリの寿命を向上させることができるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」又は目標１３「気候変動に具体的な対策を」などの達成に貢献できる。
　１０　システム、２０　ネットワーク、３０　ユーザ端末、４０　ゲートウェイ、５０　通信衛星、６０　衛星通信局、１００　管理装置、１１０　管理部、１１２　パック関連情報取得部、１１４　推定部、１１６　受信部、２００　バッテリーパック、２０２　セル、２１０　切替部、２１１　ＦＥＴ、２１２　ＦＥＴ、２１４　コンタクタ、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７　バッテリーパック、３００　発電部、３１０　ソーラーセル、３２０　ＭＰＰＴ、４００　バス、５００　負荷、５１０　コントローラ、６００　飛行機、６１０　機体、６２０　翼部、６２２　左翼部、６２４　右翼部、６３０　プロペラ、７００　ＨＡＰＳ、７０２　ビーム、７０４　通信エリア、７１０　機体、７１２　翼部、７１４　左翼部、７１６　右翼部、７２０　中央部、７２２　飛行制御部、７２４　通信制御部、７３０　プロペラ、７４０　ポッド、７５０　太陽電池パネル、８００　管理装置、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５　グループ、１２００　コンピュータ、１２１０　ホストコントローラ、１２１２　ＣＰＵ、１２１４　ＲＡＭ、１２１６　グラフィックコントローラ、１２１８　ディスプレイデバイス、１２２０　入出力コントローラ、１２２２　通信インタフェース、１２２４　記憶装置、１２３０　ＲＯＭ、１２４０　入出力チップ

Claims (19)

  1. 　発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数の切替部であって、それぞれが前記バスに対するバッテリーパックの接続のオンオフを切り替える複数の切替部と、
    　前記複数の切替部のそれぞれに接続された複数の前記バッテリーパックと、
    　前記複数のバッテリーパックのすべてが放電する場合と比較して、前記複数のバッテリーパックのそれぞれの放電レートが高くなるように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数の切替部を管理する管理部と
    　を備え、
    　前記複数の切替部のうちの少なくともいずれかは、接続された前記バッテリーパックから前記バスに対して電流が流れる放電状態、前記バスから前記バッテリーパックに対して電流が流れる充電状態、及び前記バスと前記バッテリーパックとの間に電流が流れない切断状態とを切替可能な、放電用ＦＥＴ及び充電用ＦＥＴを有する、システム。
  2. 　前記複数の切替部のうちの一部は、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有し、前記複数の切替部のうちの他の一部は、前記バスに接続されたコンタクタと、前記コンタクタと前記バッテリーパックとの間に直列に接続された前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴとを有する、請求項１に記載のシステム。
  3. 　前記管理部は、予め定められた条件が満たされている間、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持する、請求項２に記載のシステム。
  4. 　前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持する、請求項３に記載のシステム。
  5. 　前記管理部は、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴの少なくともいずれかに不具合が発生している場合、当該他の一部の前記コンタクタをオフの状態で維持する、請求項３又は４に記載のシステム。
  6. 　前記コンタクタは、制御電流が加わったときにオフになるタイプであり、
    　前記管理部は、前記予め定められた条件が満たされている間、前記コンタクタに対して前記制御電流を加える、請求項３から５のいずれか一項に記載のシステム。
  7. 　前記複数の切替部のうちの一部は、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有し、前記複数の切替部のうちの他の一部は、接続された前記バッテリーパックと前記バスとの間の電流のオンオフを切り替えるコンタクタを有する、請求項１に記載のシステム。
  8. 　前記管理部は、充電時において、前記複数の切替部のうちの前記一部を前記充電状態にし、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオンにし、放電時において、前記複数の切替部のうちの前記他の一部の前記コンタクタをオンにし、前記複数の切替部のうちの前記一部を交互に前記放電状態にする、請求項７に記載のシステム。
  9. 　前記管理部は、前記放電時において、前記複数の切替部のうちの前記一部について、同時に全ての前記切替部が前記放電状態にならないように交互に前記放電状態にする、請求項８に記載のシステム。
  10. 　前記複数の切替部のすべてが、前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴを有する、請求項１に記載のシステム。
  11. 　前記複数の切替部のすべてが、前記バスに接続されたコンタクタと、前記コンタクタと前記バッテリーパックとの間に直列に接続された前記放電用ＦＥＴ及び前記充電用ＦＥＴとを有する、請求項１に記載のシステム。
  12. 　前記管理部は、予め定められた条件が満たされている間、前記複数の切替部のうちの一部の切替部の前記コンタクタをオフの状態で維持する、請求項１１に記載のシステム。
  13. 　前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記一部の切替部の前記コンタクタのみをオンとし、前記複数の切替部のうちの他の切替部の前記コンタクタをオフの状態で維持する、請求項１２に記載のシステム。
  14. 　前記複数の切替部の前記コンタクタは、制御電流が加わったときにオフになるタイプであり、
    　前記管理部は、前記システムが、雷が発生するエリアに位置する間、前記複数の切替部のうちの前記他の切替部の前記コンタクタに対して前記制御電流を加える、請求項１３に記載のシステム。
  15. 　前記管理部は、前記複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数の切替部を制御する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
  16. 　前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって、前記複数のバッテリーパックを同時に充電するように、前記複数の切替部を制御する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステム。
  17. 　前記システムは飛行体に搭載され、
    　前記複数のバッテリーパックは前記飛行体の翼部に配置され、
    　前記発電部は太陽光発電を実行し、
    　前記負荷は、前記飛行体のプロペラを回転させるモータである、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム。
  18. 　前記飛行体を備える、請求項１７に記載のシステム。
  19. 　前記飛行体は、
    　前記複数のバッテリーパックによって放電された電力を用いて、地上に向けてビームを照射することにより形成した通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信制御部
    　を有する、請求項１８に記載のシステム。
PCT/JP2023/030617 2022-10-13 2023-08-24 システム WO2024080006A1 (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312172A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Sony Corp バッテリパック、充電器、および充電システム、並びに充電方法
JP2008125199A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sanyo Electric Co Ltd パック電池の制御方法
JP2013153545A (ja) * 2010-08-06 2013-08-08 Sanyo Electric Co Ltd 電池並列処理回路及び電池システム
WO2016121072A1 (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 株式会社自律制御システム研究所 飛行ロボット装置
JP2021166436A (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 ソフトバンク株式会社 システム、プログラム、管理方法、及び飛行体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312172A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Sony Corp バッテリパック、充電器、および充電システム、並びに充電方法
JP2008125199A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sanyo Electric Co Ltd パック電池の制御方法
JP2013153545A (ja) * 2010-08-06 2013-08-08 Sanyo Electric Co Ltd 電池並列処理回路及び電池システム
WO2016121072A1 (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 株式会社自律制御システム研究所 飛行ロボット装置
JP2021166436A (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 ソフトバンク株式会社 システム、プログラム、管理方法、及び飛行体

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