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公開番号2025071541
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-08
出願番号2023181797
出願日2023-10-23
発明の名称交換式電池パックの利用可否判定装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 31/00 20060101AFI20250428BHJP(測定;試験)
要約【課題】交換式電池パックを使用する電気機器、交換式電池パックの充電装置或いは交換式電池パックの分配サービスシステムに於いて、交換式電池パックが利用可能か否かの判定を、交換式電池パックが個々のユーザの電気機器で要求する大きさの電力を出力可能か否かで行い、電気機器での交換式電池パックの利用開始後に交換式電池パックが電気機器にてユーザの要求する電力を出力できないことが判明する状況を回避すると共に、より多くの交換式電池パックが利用に供されるようにする。
【解決手段】電気機器10に使用される交換式電池パック1の利用可否の判定装置20は、電気機器の一のユーザがその使用に於いて要求すると予想される大きさの電力を、1つの又は複数の直列接続された交換式電池パックで出力可能であるとき、その1つの又は複数の直列接続された交換式電池パックが一のユーザの電気機器の使用に於いて利用可能であると判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電気機器に使用される交換式電池パックの利用可否の判定装置であって、前記電気機器の一のユーザが前記電気機器の使用に於いて要求すると予想される大きさの電力を、１つの又は複数の直列接続された交換式電池パックで出力可能であるとき、前記１つの又は複数の直列接続された交換式電池パックが前記一のユーザの前記電気機器の使用に於いて利用可能であると判定するよう構成された装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両やその他の機器に利用される交換式電池パックの利用の管理をするための装置に係り、より詳細には、個々の機器に於いて、利用可能な交換式電池パックを判定する装置に係る。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
種々の電気機器に搭載されて電気機器を作動する電池パック（バッテリパック）を交換式にすることで電気機器に於ける電池パックの充電を要せずに機器を作動する方式は、広く普及しており、そのための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１に於いては、各種定格電圧のバッテリパックが種々の機器間で流用されている状況に於いて、各機器で使用するバッテリパックを、各機器の予め定められた定格入力電圧と等しい定格出力電圧のものに限定してしまうと、使用可能なバッテリパックの選択肢が狭くなるので、直列接続された複数のバッテリパックの合計出力電圧値が予め定められた放電許可範囲に含まれる場合には利用できるようにする構成が提案されている。特許文献２では、交換型バッテリを搭載した車両の一のユーザによる別のユーザへの充電中または充電度合が所定度合以上の交換型バッテリの交換の申し出と別のユーザによる申し出の許諾を調整する情報処理装置が提案されている。かかる装置では、充電中または充電度合が所定以上の交換型バッテリのうち、劣化度合が所定度合以上のものは、交換対象から除外することも提案されている。また、電動車両に於いて、電池パックを交換式にして、ステーションでの停車時に、既に充電された電池パックを搭載し、運転中に電池パックを適時切り換え、これにより、車両に於いて時間のかかる電池パックの充電を不要にする構成も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－２３３７８３
特開２０２３－５０２１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、電池パックの出力可能な電力（最大出力電力）は、ＳＯＣ（State of charge）、温度及びＳＯＨ（State of Health－劣化度）によって決定されるので、個々の電池パックの状態によって異なる。従って、電気機器に搭載された交換式電池パックがユーザの要求する電力を出力できないことが、その利用開始後に判明することもあり得るので、かかる状況を回避すべく、交換式電池パックを使用する電気機器、交換式電池パックの充電装置或いは交換式電池パックの分配サービスシステム（利用可能な電池パックの状態・数を把握して、電池パックの貸与や譲渡を管理するシステム）に於いて、任意の電気機器で利用しようとしている交換式電池パックが、その電気機器での使用に際して要求され得る電力を出力可能な状態であるか否かを確認できることが好ましい（交換式電池パックの利用可否判定）。この点に関し、電気機器にて要求される電力の大きさは、ユーザ毎の電気機器の使用の態様によって異なる。従って、或るユーザが或る電気機器で交換式電池パックを利用する場合、その交換式電池パックが、そのユーザの電気機器で要求する大きさの電力を出力可能であれば、利用可能である。そして、交換式電池パックの利用可否判定に於いて、交換式電池パックを一律の条件で判定するのではなく、交換式電池パックが個別のケース毎にユーザによる電気機器での利用で要求される電力が出力できるか否かで判定するようにすれば、より多くの交換式電池パックを利用可能となり、利用されない交換式電池パックの数が低減され、利用に供される交換式電池パックの枯渇が防止できることが期待される。
【０００５】
かくして、本発明の主な課題は、交換式電池パックを使用する電気機器、交換式電池パックの充電装置或いは交換式電池パックの分配サービスシステムに於いて、交換式電池パックが利用可能か否かの判定を、交換式電池パックが個々のユーザの電気機器で要求される大きさの電力を出力可能か否かで行い、交換式電池パックが電気機器にてユーザの要求する電力を出力できないことがその利用開始後に判明する状況を回避すると共に、より多くの交換式電池パックが利用に供されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の課題は、電気機器に使用される交換式電池パックの利用可否の判定装置であって、前記電気機器の一のユーザが前記電気機器の使用に於いて要求すると予想される大きさの電力を、単体の又は複数の直列接続された交換式電池パックで出力可能であるとき、前記１つの又は複数の直列接続された交換式電池パックが前記一のユーザの前記電気機器の使用に於いて利用可能であると判定するよう構成された装置によって達成される。
【０００７】
上記の構成に於いて、「電気機器」は、交換式電池パックの電力で駆動される電動車両又はその他の灯火器、電源装置などの任意の電気機器であってよい。「交換式電池パック」は、直列又は並列に接続された複数の充放電可能な電池セル（二次電池セル）と、複数の電池セルからなるセル群の正極及び負極が接続された一対の入出力端子と、各電池セルの状態の監視と充放電の可否の制御を行う制御手段とを含み、電気機器（或いは充電装置）に着脱式に搭載又は装着されて、制御された態様にて、セル群が電気機器に対して電力を供給し、或いは、電気機器（電動発電機の場合）から電力を受容し、充電器により充電されるよう構成された装置であってよい。「判定装置」は、電動車両又はその他の電気機器、充電装置或いは交換式電池パックの分配サービスシステムに於いて、交換式電池パックの利用可否を判定するための手段として組み込まれて構成される。
【０００８】
本発明の装置に於いては、上記の如く、単体の又は複数の直列接続された交換式電池パックが、電気機器の一のユーザが電気機器の使用に於いて要求すると予想される大きさの電力を出力可能であるときには、その一のユーザによる電気機器の使用に於いて利用可能であるとされる。ここに於いて、判定される交換式電池パックは、単体であってもよく、複数の直列接続された交換式電池パックであってもよい。かかる構成によれば、交換式電池パックは、一のユーザの電気機器の使用毎に、そこで要求される電力を出力可能であるときには、他のユーザの電気機器の使用の場合に要求される電力を出力できなかったとしても、利用可能と判断されるので、より多くの交換式電池パックが電気機器で利用に供されることとなり、利用されない交換式電池パックの数が低減され、また、利用に供される交換式電池パックが不足しにくくなるといった利点が得られることとなる。
【０００９】
上記に於いて、「電気機器の一のユーザが前記電気機器の使用に於いて要求すると予想される大きさの電力」の値は、任意の手法にて取得又は決定されてよい。一つの態様に於いては、一のユーザの電気機器の過去の使用履歴に基づいて決定される電力値、より具体的には、過去の使用された電力値が概ね網羅される範囲の最大値が「電気機器の一のユーザが前記電気機器の使用に於いて要求すると予想される大きさの電力」として採用されてよく、その値を交換式電池パックが出力できれば、利用可能と判定されてよい。過去の使用された電力値が概ね網羅される範囲の最大値とは、例えば、過去の使用された電力値の頻度分布の平均値に標準偏差の数倍（例えば、３倍などであってよいが、それに限定されない。）を加算した値であってよい。これにより、利用可能と判定された交換式電池パックは、そのユーザの実際の電気機器の利用に際して、概ねそのユーザの要求に沿った電力を出力できることとなり、交換式電池パックの利用開始後に交換式電池パックが電気機器にてユーザの要求する電力を出力できないことが判明する状況を概ね回避できることとなる。より具体的には、例えば、電動車の場合、出力電力の大きさは、車両の加速度の大きさに対応するところ、過去の使用された電力値が概ね網羅される範囲の最大値が出力できる交換式電池パックが使用されれば、ユーザ（運転者）が極稀に極端に高い加速度を要求した場合を除き、殆どの状況でユーザの要求に従った加速を実現できることとなる。或いは、灯火器や電源装置の場合、極稀に極端に高い照度や出力電力が要求された場合を除き、殆どの状況で要求に従った照度や出力電力が提供できることとなる。（電気機器の過去の使用履歴が取得できない場合は、交換式電池パックは、電気機器の定格出力を出力可能なときに利用可能と判定されてよい。）
【００１０】
上記の判定装置が電気機器に搭載される場合、電気機器に、単体の又は複数の直列接続された交換式電池パックが並列に複数列にて接続されているときには、それらの全ての列の交換式電池パックについての利用可否が判定されてよい。上記の判定装置が充電装置に搭載される場合、一のユーザが一の電気機器で交換式電池パックを利用したいという要求に対して、充電装置に接続されている交換式電池パックの選択可能な全ての組み合わせについて、一のユーザの要求に於ける電気機器での利用可否が判定されてよい。更に、上記の判定装置が交換式電池パックの分配サービスシステムに組み込まれている場合には、一のユーザが一の電気機器で交換式電池パックを利用したいという要求に対して、システムで管理している交換式電池パックの選択可能な全ての組み合わせについて、一のユーザの要求に於ける電気機器での利用可否が判定されてよい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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