(57)【要約】【課題】バッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能なバッテリを提供すること。【解決手段】移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備える、バッテリが提供される。【選択図】図１
2011152906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、
前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、
前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、
を備える、バッテリ。
【請求項２】
前記適合性判断部は、複数のリブを有する、請求項１に記載のバッテリ。
【請求項３】
前記車輪ユニットの前記移動体への収容時に該車輪ユニットのロックを解除するロック解除部をさらに備える、請求項１に記載のバッテリ。
【請求項４】
前記車輪ユニットは、前記バッテリケースに１つの頂点が、接地する車輪の他の２つの頂点が位置する該三角形の形状を有する、請求項１に記載のバッテリ。
【請求項５】
前記移動体は電気自動車であり、前記バッテリパックは電気自動車を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵する、請求項１に記載のバッテリ。
【請求項６】
電力により走行する車両本体と、
前記車両本体へ電力を供給するバッテリと、
を備え、
前記バッテリは、
移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、
前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、
前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、
を備え、
前記車両本体は、
前記第１の端子と接続されて前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力の供給を受けるための前記第２の端子と、
前記適合性判断部の形状の合致により前記バッテリの収容の可否を物理的に判定する収容判定部と、
を備える、電動車両システム。
【請求項７】
前記車両本体は、前記バッテリとワイヤーで接続し、該バッテリを前記車両本体内部へ収容させるクランクをさらに備える、請求項６に記載の電動車両システム。
【請求項８】
前記車両本体は電気自動車である、請求項６に記載の電動車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ及び電動車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行時に二酸化炭素の排出が少ない、または二酸化炭素を排出しない電気自動車が今後広く普及することが考えられる。特に、走行中に外部からのエネルギー供給を受けず、電池によって推進する電池式の電気自動車は、二酸化炭素の排出量の削減を図るために今後広く普及していくことが予想される。
【０００３】
電池式の電気自動車は、予め充電しておいた二次電池を動力源として推進するものである。従って、走行に伴って二次電池に蓄えられた電気が失われ、容量を回復して走行を継続するためには二次電池を充電する必要があり、効率良く充電を行うための技術も多数開示されている（特許文献１等参照）。
【０００４】
しかし、電池式の電気自動車に備えられる二次電池の容量は非常に大きいので、容量を回復するための充電時間は長くなってしまい、電池式の電気自動車は長距離の継続走行の面で課題がある。しかし、二次電池の容量が少なくなった場合に、二次電池を充電するのではなく、二次電池自体を交換するようにすれば、充電を待たずに継続して走行出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、電池式の電気自動車では、エネルギー源である二次電池は重量が大きく、現状の電気自動車用に作られた二次電池は交換を前提としたものではないので、二次電池自体を交換しようとしてもその交換が容易ではないという問題があった。
【０００７】
また、電池式の電気自動車の普及が進み、上述したように二次電池そのものの交換が可能となる電気自動車が増えてくると、交換可能な二次電池の種類も、メーカーや車種の増加に応じて増加することが考えられる。しかし、電池式の電気自動車では、上述したように重量が大きく、また適合しない二次電池を誤って車体に装着してしまうことも考えられ、装填後に二次電池の不適合が判明するのでは非常に使い勝手が悪いという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリに蓄えられた電力で連続して走行することができる車両に対するバッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ及び電動車両システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備える、バッテリが提供される。
【００１０】
前記適合性判断部は、複数のリブを有していてもよい。
【００１１】
前記車輪ユニットの前記移動体への収容時に該車輪ユニットのロックを解除するロック解除部をさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記車輪ユニットは、前記バッテリケースに１つの頂点が、接地する車輪の他の２つの頂点が位置する該三角形の形状を有していてもよい。
【００１３】
前記移動体は電気自動車であり、前記バッテリパックは電気自動車を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵していてもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力により走行する車両本体と、前記車両本体へ電力を供給するバッテリと、を備え、前記バッテリは、移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備え、前記車両本体は、前記第１の端子と接続されて前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力の供給を受けるための前記第２の端子と、前記適合性判断部の形状の合致により前記バッテリの収容の可否を物理的に判定する収容判定部と、を備える、電動車両システムが提供される。
【００１５】
前記車両本体は、前記バッテリとワイヤーで接続し、該バッテリを前記車両本体内部へ収容させるクランクをさらに備えていてもよい。
【００１６】
前記車両本体は電気自動車であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、バッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ及び電動車両システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるバッテリ１００の概略構成及びバッテリ１００が収容される電気自動車１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】電気自動車１０に設けられている突起物１２とバッテリ１００との関係について示す説明図である。
【図３】バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の別の例を示す説明図である。
【図５】バッテリ１００の動作を示す説明図である。
【図６】バッテリ１００の動作を示す説明図である。
【図７】バッテリ１００の動作を示す説明図である。
【図８】バッテリ１００の動作を示す説明図である。
【図９Ａ】バッテリ１００を上方から示した図である。
【図９Ｂ】バッテリ１００を側面から示した図である。
【図１０】ロックピン１０５の構造について示す説明図である。
【図１１】支柱１０１ｂの構造について示す説明図である。
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態にかかるバッテリ２００の概略構造及びバッテリ２００を収容する電気自動車１０の概略構造について示す説明図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２の実施形態にかかるバッテリ２００の概略構造及びバッテリ２００を収容する電気自動車１０の概略構造について示す説明図である。
【図１２Ｃ】本発明の第２の実施形態にかかるバッテリ２００の概略構造及びバッテリ２００を収容する電気自動車１０の概略構造について示す説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態にかかるバッテリ３００の概略構造及びバッテリ３００を収容する電気自動車１０の概略構造について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．本発明の第１の実施形態＞
［１−１．バッテリ及び車両の構造］
［１−２．バッテリ判別機構］
［１−３．電気自動車へのバッテリの装着］
＜２．本発明の第２の実施形態＞
＜３．本発明の第３の実施形態＞
＜４．まとめ＞
【００２１】
＜１．本発明の第１の実施形態＞
［１−１．バッテリ及び車両の構造］
まず、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る電気自動車及び電気自動車に装填されるバッテリの概略構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリ１００の概略構成及びバッテリ１００が収容される電気自動車１０の概略構成を示す説明図である。
【００２２】
図１には、バッテリを動力源として推進する電気自動車１０と、電気自動車１０の動力源となるバッテリ１００とが図示されている。図１に示した電気自動車１０は、車体の後部にバッテリ１００を収容することができる構成を有している。図１に示したように、本発明の第１の実施形態にかかる電気自動車１０は、電極１１と、バッテリ１００を円滑に電気自動車１０に収容するための突起物１２と、後輪１４と、を含んで構成される。
【００２３】
一方、電気自動車１０の動力源となるバッテリ１００は、車輪１０１ａと、車輪とバッテリ１００とを繋ぐ支柱１０１ｂと、電極１０２と、ハンドル１０３と、を含んで構成される。車輪１０１ａと、車輪とバッテリ１００とを繋ぐ支柱１０１ｂとは、本発明の車輪ユニットの一例である。またバッテリ１００には、電気自動車１０の動力となる電力を蓄えておくことができる二次電池を内蔵したバッテリパックが備えられており、このバッテリパックは、電気自動車１０を所定の時間連続して走行させることができるだけの電力を蓄えることができる。また、バッテリ１００は、当該バッテリパックをバッテリケースに収容した構造を有している。
【００２４】
図２は、電気自動車１０に設けられている突起物１２とバッテリ１００との関係について示す説明図であり、説明の便宜上、電気自動車１０及びバッテリ１００は上下に並べて図示している。また、図２において、電気自動車１０及びバッテリ１００は電気自動車１０の後方側から図示している。図２に示したように、電気自動車１０の内部に設けられている一対の突起物１２は、車輪１０１ａの回転方向に垂直の方向におけるバッテリ１００の支柱１０１ｂの間隔に対応して設けられる。従って、突起物１２は、バッテリ１００の支柱１０１ｂにのみ作用するものである。
【００２５】
なお、電気自動車１０には、バッテリ１００を円滑に収容及び引き出したり、挿入位置を規制したりするためのガイドの役割を果たすレールのようなものを設けてもよい。
【００２６】
このように電気自動車１０とバッテリ１００とを構成することで、電気自動車１０のバッテリ１００の交換作業が容易になる。
【００２７】
なお、一般的に、電気自動車に備えられるバッテリを充電する際には、バッテリの充電仕様をバッテリと充電器との間で電気的にやり取りし、そのバッテリに合った充電方法を選ぶ事が行われている。すなわち、バッテリ充電用プラグには充電用コンタクトの他に、バッテリの充電仕様をバッテリと充電器との間で電気的にやり取りするための信号用コンタクトが用意され、バッテリの仕様等を判定してからバッテリへの充電が行われる。これは、バッテリの標準化が未だ進んでおらず、また完全な標準化が可能かも不明であり、さらにはバッテリ端子電圧が電気自動車により異なること等の理由による。
【００２８】
電気自動車１０のバッテリ１００の交換作業が行われる場面としては、バッテリ１００の電力が消耗したために満充電状態の他のバッテリと交換する場合、およびバッテリ１００の充電は電気自動車１０を経由して行い、バッテリ１００の寿命が尽きたためにそのバッテリ１００を交換する場合の両方が考えられる。
【００２９】
いずれの場合でも、実際の充電に関しては、バッテリの判定が電気的に実行されるが、物理的に外形が同様でも、バッテリの内部仕様が異なるバッテリが存在することも考えられる。このようなバッテリが存在した場合、充電開始まではバッテリの電気的な判定がなされないこととなる。例えば民生用モバイル機器の場合、かかる機器を動作させるためのバッテリは小型かつ軽量であるので、装着時にバッテリ種別を判定することで、充電方式の電気的な判定は必ずしも実行する必要がない場合がある。一方、電気自動車のような電動車両ではバッテリの重量が大きく、装着自体が一つの大きな作業となり、バッテリを装着した後にバッテリ判定を（電気的に）実施し、この時点でバッテリ不適合が分かったのでは大変使い勝手が悪い。
【００３０】
そこで、本発明の第１の実施形態では、電気自動車１０とバッテリ１００との両方に、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を設ける。このような構造物により、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車１０に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定（の少なくとも一部）を実施することができる。
【００３１】
［１−２．バッテリ判別機構］
図３は、電気自動車１０とバッテリ１００との両方に設ける、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の一例を示す説明図である。図３には、バッテリ１００を後方側から見た断面が示されており、また電気自動車１０の床１３に設けられたリブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが併せて示されている。そして、バッテリ１００には、電気自動車１０に設けられたリブと嵌合させるための判定部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられる。図３に示したＡ、Ｂ、Ｃは判定部が有するスロットを意味し、図３に示した例ではスロットを３つ用意しているので、この判定部で３種類のバッテリを判定することができる。
【００３２】
電気自動車１０にリブ２１ａが設けられている場合には、スロットＡ及びスロットＢに空きがある判定部１１１ａを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にリブ２１ｂやリブ２１ｃが設けられている場合には、判定部１１１ａを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００３３】
また、電気自動車１０にリブ２１ｂが設けられている場合には、スロットＡ及びスロットＣに空きがある判定部１１１ｂを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にリブ２１ａやリブ２１ｃが設けられている場合には、判定部１１１ｂを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００３４】
そして、電気自動車１０にリブ２１ｃが設けられている場合には、スロットＢ及びスロットＣに空きがある判定部１１１ｃを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にリブ２１ａやリブ２１ｂが設けられている場合には、判定部１１１ｃを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００３５】
このように、電気自動車１０に設けられたリブの形状に対応する判定部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを有するバッテリ１００のみを装着可能とすることで、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車１０に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定（の少なくとも一部）を実施することができる。
【００３６】
なお、バッテリ１００には、図３に示したような全てのスロットに空きがある判定部１１１を設けることができるが、このような判定部１１１をバッテリ１００に設けることは許可しないようにしてもよい。逆に、全てのスロットに空きがある判定部１１１をバッテリ１００に設け、かかる判定部１１１を有するバッテリ１００はどのような電気自動車にも適合するものであるとしてもよい。
【００３７】
図３に示したように、判定部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが３つのスロットを有しているときに、これを３ビットデータとして扱うと、バッテリ判定状況は以下のような関係となる。なお、説明の便宜上、判定部１１１ａを有するバッテリ１００をバッテリＡ、判定部１１１ｂを有するバッテリ１００をバッテリＢ、判定部１１１ｃを有するバッテリ１００をバッテリＣとする。そして各スロットのデータは、０が電気自動車１０にリブが無いスロット、１が電気自動車１０にリブが有るスロットを示している。
【００３８】
スロット  Ｃ    Ｂ    Ａ                  バッテリ判定状況
０    ０    ０                  すべてのバッテリ適合（または禁止）
０    ０    １                  バッテリＡ、Ｂ適合
０    １    ０                  バッテリＡ、Ｃ適合
０    １    １                  バッテリＡ適合
１    ０    ０                  バッテリＢ、Ｃ適合
１    ０    １                  バッテリＢ適合
１    １    ０                  バッテリＣ
１    １    １                  適合バッテリなし
【００３９】
このように、リブの完全一致によってバッテリを判定するのではなく、適合するバッテリに幅を持たせてバッテリを判定することができる。もちろん、電気自動車１０に設けるリブの形状は、図３に図示した例に限られないことはいうまでもない。また、電気自動車１０に設けるリブの位置はある特定の位置に限定されるものではない。
【００４０】
なお、今後は電気自動車のバッテリの種類が増え、判定しなければならないバッテリの種類も増えることが想定される。しかし、スロットの数を増やし、１つのスロットを細かくすると機械的な強度が低下し、バッテリの判定部や電気自動車のリブが破損するというリスクが生じ易くなる。従って、スロットの数を増やさずにバッテリの判定能力を増強することも必要になることが考えられる。
【００４１】
図３に示したリブや判定部によるバッテリの判定方式では、電気自動車側にリブがない場合にはバッテリ側の判定部のリブの有無が判定出来ない。従って、メカニカルにバッテリ側の判定部のリブの有無を判定出来れば、スロットの数を増やさずにバッテリの判定能力を増強することができる。
【００４２】
図４は、電気自動車１０とバッテリ１００との両方に設ける、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の別の例を示す説明図である。図４には、バッテリ１００を後方側から見た断面が示されており、また電気自動車１０の床１３に設けられたリブ３１ａ〜３１ｈが併せて示されている。そして、バッテリ１００には、電気自動車１０に設けられたリブと嵌合させるための判定部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが設けられる。図４に示したＡ、Ｂ、Ｃは判定部が有するスロットを意味し、図４に示した例ではスロットを３つ用意しているので、この判定部で３種類のバッテリを判定することができる。
【００４３】
電気自動車１０にリブ３１ａが設けられている場合には、スロットＡ、スロットＢ及びスロットＣのいずれにも空きが無い判定部１２１ａを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にその他のリブが設けられている場合には、判定部１２１ａを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００４４】
また、電気自動車１０にリブ３１ｂが設けられている場合には、スロットＡにのみ空きがある判定部１２１ｂを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にその他のリブが設けられている場合には、判定部１２１ｂを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００４５】
そして、電気自動車１０にリブ３１ｃが設けられている場合には、スロットＢにのみ空きがある判定部１２１ｃを有するバッテリ１００が電気自動車１０に収容できるが、電気自動車１０にその他のリブが設けられている場合には、判定部１２１ｃを有するバッテリ１００は電気自動車１０に収容することが出来ない。
【００４６】
このように、電気自動車１０に設けられたリブの形状に対応する判定部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを有するバッテリ１００のみを装着可能とすることで、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車１０に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定（の少なくとも一部）を実施することができる。
【００４７】
そして、図４に示したように、電気自動車１０に、基準より窪んだ部分または突出した部分を用意し、明示的にリブの有無に対応させることで、図４に示したリブと判定部の構成では８通りのバッテリ（判定部１２１ａのように空きスロットが無いバッテリを許可しない場合には７通りのバッテリ）を判別することができ、スロット数を増加させずに判別可能なバッテリの数を増やすことができる。各スロットをビットに対応させると、空きスロットが無いバッテリを許可しない場合には、３ビットならば７通り、４ビットならば１５通りのバッテリが判定でき、１バイトならば２５５種類のバッテリを判定することができる。この例のように、比較的簡単な機械的コーディングを行うことで、電気自動車への装着時にバッテリの判定を行うことができ、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
【００４８】
［１−３．電気自動車へのバッテリの装着］
続いて、バッテリ１００を電気自動車１０に装着する際のバッテリ１００の動作について説明する。図５〜図８は、バッテリ１００を電気自動車１０に装着する際のバッテリ１００の動作を示す説明図である。図５は、図１の状態からバッテリ１００を電気自動車１０へさらに移動させた状態を示す説明図である。この図５に示した状態から、ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０に押し込むと、前方の支柱１０１ｂが回動して電気自動車１０の内部に収容される。なお、電気自動車１０の床１３には、バッテリ１００の収容時の摩擦を減らすための仕組みや、小型補助車輪が装備されていてもよい。
【００４９】
図６は、図５の状態からバッテリ１００を電気自動車１０へさらに移動させた状態を示す説明図である。このように、ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０へ押し込むと、前方の支柱１０１ｂが回動して電気自動車１０の内部に収容される。支柱１０１ｂは、電気自動車１０の内部に設けられる突起物１２によって支持される。
【００５０】
図７は、図６の状態からバッテリ１００を電気自動車１０へさらに移動させた状態を示す説明図である。ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０へさらに、押し込むと、後方の支柱１０１ｂが回動して電気自動車１０の内部に収容される。
【００５１】
図８は、図７の状態からバッテリ１００を電気自動車１０へさらに移動させた状態を示す説明図である。ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０へさらに、押し込むと、後方の支柱１０１ｂが回動して電気自動車１０の内部に収容され、バッテリ１００が電気自動車１０の内部に完全に収容された状態となる。この状態では、電気自動車１０の電極１１と、バッテリ１００の電極１０２とが結合して、バッテリ１００に蓄えられている電力を電気自動車１０に供給したり、電気自動車１０からバッテリ１００を充電したりすることができる。
【００５２】
そして、バッテリ１００を電気自動車１０の内部への装着に際しては、図３や図４に示したようなバッテリ判別機構を電気自動車１０の床１３の上、及びバッテリ１００に設けることで、電気自動車１０へのバッテリ１００の誤装着を防ぐことができる。
【００５３】
電気自動車１０に装着されているバッテリ１００を電気自動車１０から取り外す場合には、バッテリ１００において上述した説明と逆の動作がなされる。すなわち、ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０から引き出すと、まず突起物１２によって支持されていた後方の支柱１０１ｂは、突起物１２による規制がなくなり、図７に示したようにその自重によって落下を開始する。
【００５４】
さらにバッテリ１００を電気自動車１０から引き出すと、図６に示したように、後方側の支柱１０１ｂは完全に突起物１２による規制から開放され、後方側の車輪１０１ａが接地した状態となる。この状態で後方側の支柱１０１ｂはロックされて回動が制限されるが、支柱１０１ｂの回動を制限するための機構については後に詳述する。
【００５５】
図６に示した状態からさらにバッテリ１００を電気自動車１０から引き出すと、図５に示したように、前方側の支柱１０１ｂも、完全に突起物による規制から開放され、前方側の車輪１０１ａも接地した状態となる。この状態で、前方側の支柱１０１ｂもロックされて回動が制限される状態となる。
【００５６】
ここで、支柱１０１ｂをロックするための機構について詳細に説明する。図９Ａは、バッテリ１００を上方から示した図であり、図９Ｂはバッテリ１００を側面から示した図である。
【００５７】
支柱１０１ｂにはロック穴１０６が設けられ、図５のように車輪１０１ａが接地している状態では、支柱１０１ｂは、支柱１０１ｂの回動を制限するためのロックピン１０５と嵌合している。ロックピン１０５は、例えば、ロック穴１０６と嵌合するためのボスと、ボスを係止するための部材とで構成される。ボスを係止するための部材は、例えばバネ性の部材であってもよい。バッテリ１００を電気自動車１０から引き出す際には支柱１０１ｂは自重により回動し、車輪１０１ａが接地するときにロックピン１０５とロック穴１０６とが自動的に嵌合する。
【００５８】
ロックピン１０５とロック穴１０６との嵌合の解除に用いられるのがレバー１０４である。なお、図９Ａでは、レバー１０４はバッテリ１００の片側にしか図示していないが、レバー１０４を図示していない側にも同様にレバー１０４は設けられる。ハンドル１０３を用いてバッテリ１００を電気自動車１０に収容しようとする場合には、レバー１０４を前方に押し込むことで、ロックピン１０５とロック穴１０６との嵌合が解除され、支柱１０１ｂの回動が可能となり、バッテリ１００を電気自動車１０に収容させることができる。
【００５９】
図１０はロックピン１０５の構造について示す説明図である。ロックピン１０５は、ロックピン本体１０７と、ロック用ボス１０８とで構成される。ロックピン本体１０７は、バネ性の部材であってもよい。
【００６０】
図１１は支柱１０１ｂの構造について示す説明図である。支柱１０１ｂは、ロック用ボス１０８を押進するための押進部１０９を有する。バッテリ１００が電気自動車１０から引き出される際に支柱１０１ｂは自重によって落下を開始するが、この支柱１０１ｂの落下の際に押進部１０９はロック用ボス１０８を押進させ、車輪１０１ａの接地とともに支柱１０１ｂの回動がロックピン１０５によって制限されることになる。
【００６１】
ここまで、電気自動車１０から引き出し可能なバッテリ１００の構造例を示したが、バッテリ１００を電気自動車１０から引き出す際の支柱１０１ｂのロック構造や、バッテリ１００の挿入時の支柱１０１ｂのロック解除構造は、かかる例に限定されるものではない。また、バッテリ１００と電気自動車１０との間の電極の接続及び接続の解除は、バッテリ１００の引き出しと同時に実行される例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ロック機構を有するコネクタをバッテリ１００に設け、バッテリ１００と電気自動車１０との間の電極の接続の解除動作を、バッテリ１００の引き出しとは別動作としてもよい。
【００６２】
さらに、バッテリ１００を自由に移動させるための車輪の数は４つに限られず、バッテリを保持可能な数ならば任意の数の車輪を備えることができる。もちろん、バッテリ１００を移動させる車輪自体にもロックを用意して、バッテリ１００を地上に置いた時に不用意に移動しないようにしてもよい。さらに、バッテリ１００の形状も上述の例に限られないことは言うまでもなく、例えば電気自動車１０への挿入端にテーパを設けて、挿入しやすい形状としてもよい。
【００６３】
＜２．本発明の第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図１２Ａ〜図１２Ｃは、本発明の第２の実施形態にかかるバッテリ２００の概略構造及びバッテリ２００を収容する電気自動車１０の概略構造について示す説明図である。本発明の第２の実施形態にかかるバッテリ２００は、車輪２０１が一体に形成されている。車輪２０１は、概略三角形の頂点のうち、２点が車輪の回転中心に固定されており、残りの一点がバッテリ２００に固定され、車輪２０１の回転中心となるものである。
【００６４】
図１２Ａはバッテリ２００を電気自動車１０に装着する前の状態を図示したものであり、図１２Ｂはバッテリ２００を電気自動車１０に装着する途中の状態を図示したものである。突起１２’’を有する突起物１２’により車輪２０１が回動して車輪２０１の全体が回転を始め、車輪２０１は電気自動車１０の内部に収納される。
【００６５】
図１２Ｃはバッテリ２００が電気自動車１０に収容された状態を図示したものである。図１２Ｂに示した状態から図１２Ｃに示した状態のように電気自動車１０の内部にバッテリ２００に収納される途中に、バッテリ２００の全体を若干押し上げるような力が必要となるが、この力はバッテリ２００の重さに対して、十分小さくなるように設計することは当然可能であり、またこれが一種のスレッショルドとなり、バッテリ２００の装着やバッテリ２００を引き抜く際の動作の確実性を増すことにもなる。そして、図１２Ａ〜図１２Ｃには図示していないが、バッテリ２００が電気自動車１０に完全に収容されることで、バッテリ２００の電極が電気自動車１０の内部に設けられる電極と接続され、バッテリ２００に蓄えられた電力が電気自動車１０の動力源となる。
【００６６】
そして、本実施形態においても、図３や図４に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリ２００の電気自動車１０への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
【００６７】
なお、バッテリ２００が図１２Ａに示した状態にあるときは、車輪２０１をロックし、図１２Ａに図示した状態から図１２Ｂに図示した状態へ向かう途中でこの車輪２０１のロックを解除する必要があるが、このロック構造は、上述した本発明の第１の実施形態を応用することでバッテリ２００に対応することが可能である。また、この車輪２０１のロックにある程度の遊びを用意しておくと、バッテリ２００は車輪２０１の支点を中心に若干回転でき、電気自動車１０に装着する際の高さ調整に利用することができる。もちろん、この遊びによりバッテリ２００を電気自動車１０から引き出す際の最終段階におけるバッテリ２００のリリース動作も容易になる。
【００６８】
本実施形態では、車輪２０１が一体構造であり、図１２Ａに示した状態で仮にロックが外れたとしても、バッテリ２００は地面から所定の高さで保持される。さらに、本実施形態では車輪２０１を構成する構造材にバネのような部材を用いて弾性を持たせておくと、バッテリ２００に対するクッションになるとともに、バッテリ２００の高さと電気自動車１０の高さとの間の若干の不整合等を吸収する作用がある。
【００６９】
＜３．本発明の第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態にかかるバッテリ３００及びバッテリ３００を収容する電気自動車１０の概略構成を示す説明図である。
【００７０】
図１３に示したように、本発明の第３の実施形態にかかるバッテリ３００の本体には、固定された車輪３０１が装着される。一方、電気自動車１０には、バッテリ３００を装着位置まで引き上げるためのラチェット付クランク１５および収納可能なスロープ１８が用意される。バッテリ３００は、フック１６及びワイヤー１７によりスロープ１８を引き上げられ、規定位置に固定される。そして、図１３には図示していないが、バッテリ３００が電気自動車１０に完全に収容されることで、バッテリ３００の電極が電気自動車１０の内部に設けられる電極と接続され、バッテリ３００に蓄えられた電力が電気自動車１０の動力源となる。なお、ラチェット付クランク１５は手動でも電動でもよい。
【００７１】
そして、本実施形態においても、図３や図４に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリ３００の電気自動車１０への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、バッテリ３００を電気自動車１０に装着するために、スロープ１８を用意し、ワイヤー１７でバッテリ３００を引っ掛け、ラチェット付クランク１５を回転させて、最後にスロープ１８を片付けるという一連の作業が必要となる（もちろんバッテリ３００を電気自動車１０の適当な高さまで引き上げるという労力も必要である）。しかし、上述の各実施形態に比べてバッテリ３００の形状がシンプルであり、ラチェット付クランク１５を電動化しなければ製造コストが小さく済む利点がある。なお、ラチェット付クランク１５の電動化だけでなく、スロープ１８の電動化も容易である。
【００７３】
＜４．まとめ＞
以上説明したように、本発明の上記各実施形態によれば、電気自動車の動力源となるバッテリに車輪を設けることで電気自動車のバッテリ交換を一人で容易に行うことが可能となる。これにより、交換用充電済バッテリーとの交換が容易となり、電気自動車のアベイラビリティーが向上する。
【００７４】
また、バッテリを外した状態でのバッテリへの充電が容易となり、電力供給の平準化（スマートグリッドのデマンドサイド制御）に役立つという効果をもたらし、取り外したバッテリーをスマートグリッドの要素として利用しやすくなる。
【００７５】
そして、バッテリ及び電気自動車の内部には、図３や図４に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を設ける。図３や図４に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリの電気自動車への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぐことができるとともに、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７７】
例えば、上記実施形態では、バッテリを電気自動車の後方から装着させる場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えばバッテリを電気自動車の前方から装着させる場合にも本発明を適用可能であることは言うまでもなく、またバッテリを電気自動車の側面から装着させる場合にも、同様に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７８】
１０    電気自動車
１１    電極
１２、１２’    突起物
１２’’    突起
１３    床
１４    後輪
１５    ラチェット付クランク
１６    フック
１７    ワイヤー
１８    スロープ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ    リブ
１００    バッテリ
１０１ａ    車輪
１０１ｂ    支柱
１０２    電極
１０３    ハンドル
１０５    ロックピン
１０６    ロック穴
１０７    ロックピン本体
１０８    ロック用ボス
１０９    押進部
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ    判定部
２００    バッテリ
２０１    車輪
３００    バッテリ
３０１    車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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