(57)【要約】      （修正有）【課題】類似の条件または特性を有するエネルギー貯蔵装置がともに動作するようにすることによって、バッテリ故障または寿命の短縮を緩和するバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法を提供する。【解決手段】方法は、装置交換ステーションにおいて２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信する。各エネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択する。第１のエネルギー貯蔵装置および残りの複数のエネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択する。第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を解放する。【選択図】図８
2019153576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置交換ステーション内に配置されているエネルギー貯蔵装置を提供する方法であって、
前記装置交換ステーションにおいて２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信するステップと、
前記エネルギー貯蔵装置の各々の特性情報に基づいて、前記装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択するステップと、
前記第１のエネルギー貯蔵装置および残りの前記複数のエネルギー貯蔵装置の前記特性情報に基づいて、前記装置交換ステーションに配置された前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択するステップと、
前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置を解放するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記特性情報は、前記エネルギー貯蔵装置に関連する複数の因子を含み、
前記複数の因子の各々は重み値を有し、
前記方法は、前記複数の因子および前記重み値に基づいて前記第１のエネルギー貯蔵装置を選択するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のエネルギー貯蔵装置は、前記複数の因子および前記重み値に基づいて決定される第１のスコアを含み、
前記第２のエネルギー貯蔵装置は、前記複数の因子および前記重み値に基づいて決定される第２のスコアを含み、
前記第２のスコアは、前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置のスコアのうちの前記第１のスコアに最も近いスコアである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記特性情報は、前記エネルギー貯蔵装置の各々の充電状態（ＳｏＣ）を含み、
前記第１のエネルギー装置は第１のＳｏＣを有し、
前記方法は、前記第１のエネルギー貯蔵装置の前記第１のＳｏＣを、前記残りのエネルギー貯蔵装置のＳｏＣと比較するステップをさらに含み、
前記方法は、前記比較に少なくとも部分的に基づいて前記第２のエネルギー貯蔵装置を選択するステップをさらに含み、前記第２のエネルギー装置は第２のＳｏＣを有し、前記第２のＳｏＣは前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置の前記ＳｏＣのうちの前記第１のＳｏＣに最も近いＳｏＣである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のＳｏＣおよび前記第２のＳｏＣがＳｏＣ閾値より高いか否かを判定するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記特性情報は、バッテリタイプ、セルタイプ、およびファームウェアバージョンのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のエネルギー貯蔵装置が第１のケーシング形状を有し、前記第２のエネルギー貯蔵装置が、前記第１のケーシング形状とほぼ同じ第２のケーシング形状を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のエネルギー貯蔵装置は第１の温度を有し、前記第２のエネルギー貯蔵装置は第２の温度を有し、前記第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を解放するステップの前に、前記方法は、前記第１の温度および前記第２の温度が温度閾値より低いか否かを判定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記温度閾値が、前記第１のエネルギー貯蔵装置または前記第２のエネルギー貯蔵装置の直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）に基づいて調整される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記温度閾値を、前記装置交換ステーションの周囲温度に基づいて調整するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記要求に基づいてユーザプロファイル情報を受信するステップと、
前記ユーザプロファイル内の人口統計情報または前記ユーザプロファイル内の車両タイプに基づいて前記温度閾値を調整するステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記特性情報は前記エネルギー貯蔵装置の温度を含み、前記第１のエネルギー貯蔵装置は第１の温度を有し、前記第２のエネルギー貯蔵装置は第２の温度を有し、前記第２の温度は、前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置の温度のうち、前記第１の温度に最も近い温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のエネルギー貯蔵装置を選択するステップは、前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置が前記特性情報内の少なくとも１つの因子を共通に有するか否かを決定するステップを含み、前記特性情報内の前記少なくとも１つの因子は、製造者識別子、製造時間、および健全性指数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のエネルギー貯蔵装置が前記装置交換ステーションの第１の位置に配置され、前記第２のエネルギー貯蔵装置が前記装置交換ステーションの第２の位置に配置され、前記第２のエネルギー貯蔵装置は、前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置の位置のうちの、前記第１の位置に最も近い位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記特性情報は、前記装置交換ステーション内に配置された前記複数のエネルギー貯蔵装置に関連する複数の因子を含み、前記方法は、
前記要求に関連するユーザプロファイル情報に基づいて前記複数の因子の優先順位を決定するステップと、
前記優先順位に少なくとも部分的に基づいて前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置を選択するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記特性情報は、前記装置交換ステーション内に配置された前記複数のエネルギー貯蔵装置に関連する複数の因子を含み、前記方法は、
前記要求に関連するユーザプロファイル情報に基づいて前記複数の因子の重み値を決定するステップと、
前記重み値に少なくとも部分的に基づいて前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置を選択するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
装置交換ステーションであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されているバッテリ管理構成要素と
を備え、前記バッテリ管理構成要素は、
前記装置交換ステーションにおいて２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信することと、
前記エネルギー貯蔵装置の各々の特性情報に基づいて、前記装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択することと、
前記第１のエネルギー貯蔵装置および残りの前記複数のエネルギー貯蔵装置の前記特性情報に基づいて、前記装置交換ステーションに配置された前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択することと、
前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置を解放することと
を行うように構成されている、装置交換ステーション。
【請求項１８】
前記特性情報は、バッテリタイプ、セルタイプ、およびファームウェアバージョンのうちの１つまたは複数を含む、請求項１７に記載の装置交換ステーション。
【請求項１９】
サーバであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されている通信構成要素と
を備え、前記プロセッサは、
複数の前記装置交換ステーションのうちの１つにおいて２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信することと、
前記エネルギー貯蔵装置の各々の特性情報に基づいて、前記装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択するステップであって、前記特性情報は、前記エネルギー貯蔵装置の各々の充電状態（ＳｏＣ）を含む、第１のエネルギー貯蔵装置を選択することと、
前記装置交換ステーションに配置された前記残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択することと、
前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置を解放することと
を行うように構成されている、サーバ。
【請求項２０】
前記第１のエネルギー貯蔵装置および前記第２のエネルギー貯蔵装置の前記ＳｏＣがＳｏＣ閾値より高いか否かを判定するステップをさらに含む、請求項１９に記載のサーバ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国仮出願第６２／６１２，２０４号（２０１７年１２月２９日出願）および同第６２／６１２，２１４号（２０１７年１２月２９日出願）の利益および優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本技術は、装置交換ステーション内のエネルギー貯蔵装置を管理するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本技術は、エネルギー貯蔵装置の１つまたは複数の特性（例えば、温度、充電状態（ＳｏＣ）など）を調整することによって装置交換ステーション内に配置された交換可能エネルギー貯蔵装置を準備／維持するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電源として複数のバッテリを使用する装置または車両では、複数のバッテリの特性がシステム全体の効率に影響を与える可能性がある。例えば、フル充電されたバッテリを消耗したバッテリと一緒に使用することにより、エネルギー効率が悪くなる（例えば、通常の性能と比較してフル充電されたバッテリの性能が低下する）またはバッテリ寿命が短縮される可能性がある。また、充電温度は充電式バッテリの特性に影響を与える可能性がある。例えば、過度に高い温度でバッテリを充電すると、バッテリの寿命、性能、または充電挙動に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、前述の問題に対処するための改善されたシステムおよび方法を有することが有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
開示される技術の実施形態を、添付の図面を用いて記述および説明する。
【０００５】
【図１Ａ】開示されている技術の一実施形態によるシステムを示す概略図である。システムは、複数のサンプリングバッテリから情報を収集するように構成されている。
【０００６】
【図１Ｂ】開示されている技術の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置（例えば、バッテリ）を示す概略図である。
【０００７】
【図２Ａ】開示されている技術の一実施形態によるシステムを示す概略図である。システムは、充電されるべき２つ以上の交換可能バッテリについてのバッテリ管理計画を決定するように構成される。
【０００８】
【図２Ｂ】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ交換ステーションシステムを示す概略図である。
【０００９】
【図２Ｃ】開示されている技術の一実施形態による２つのバッテリ交換ステーションシステムを示す概略図である。
【００１０】
【図３】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ交換ステーションシステムを示す概略図である。
【００１１】
【図４】開示されている技術の一実施形態によるサーバシステムを示す概略図である。
【００１２】
【図５Ａ】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示すグラフ図である。
【図５Ｂ】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示すグラフ図である。
【図５Ｃ】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示すグラフ図である。
【００１３】
【図５Ｄ】開示されている技術の一実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示す表図である。
【００１４】
【図６】開示されている技術の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【００１５】
【図７】開示されている技術の実施形態による方法を示すフローチャートである。
【００１６】
【図８】開示されている技術の実施形態による方法を示すフローチャートである。
【００１７】
図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。例えば、図面の要素のいくつかの寸法は、様々な実施形態の理解を向上させるのを助けるために拡大または縮小されている場合がある。同様に、いくつかの実施形態の記述の目的のために、いくつかの構成要素および／または動作を異なるブロックに分離してもよく、または単一のブロックに組み合わせてもよい。さらに、特定の実施形態が図面に例として示され、以下に詳細に説明されているが、当業者は、修正、等価物、および代替物が添付の特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、説明されている特定の特徴、機能、構造または特性が、開示されている技術の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書におけるそのような句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らない。一方、言及された実施形態は必ずしも相互に排他的ではない。
【００１９】
本開示は、エネルギー貯蔵ステーション（例えばバッテリ交換ステーション）内に配置された２つ以上のエネルギー貯蔵装置（例えばバッテリ）を管理するための方法およびシステムに関する。開示されているシステムは、２つ以上のエネルギー貯蔵装置が、ユーザ（例えば、バッテリ交換プラン加入者、一時使用のレンタルユーザなど）に提示されるときに１つまたは複数の類似の条件／特性（例えば、温度、充電状態（ＳｏＣ）、他の適切な特性など）を有するように、これらの装置を準備、充電、および／または維持する。少なくとも、理論に縛られることを所望することなく、これらのエネルギー貯蔵装置が安定した期待される性能を提供し、したがって全体的なユーザのバッテリ体験を向上させるため、類似の条件／特性を有するエネルギー貯蔵装置をグループ分けまたは対にすることが、ユーザにとって有益である。いくつかの実施形態では、類似の条件または特性を有するエネルギー貯蔵装置がともに動作するようにすることによって、予期しないバッテリ故障または寿命の短縮を緩和する可能性を減らすことができる。
【００２０】
本開示は、装置交換ステーションに配置された２つのエネルギー貯蔵装置を提供する方法に関する。この方法は、例えば、（１）装置交換ステーションにおいて２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信することと、（２）各エネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択することと、（３）第１のエネルギー貯蔵装置および残りの複数のエネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択することと、（４）第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を解放することとを含む。例えば、２つのエネルギー貯蔵装置を提供することに関する実施形態は、図２Ａ〜図２Ｃおよび図８を参照して以下に記載される。いくつかの実施形態では、２つのエネルギー貯蔵装置を提供する方法は、通常、装置交換ステーションが、短期間でいずれのエネルギー貯蔵装置をユーザに提供するかを決定しなければならないときに実施される（したがって、ステーションには、これらのエネルギー貯蔵装置をさらに充電するための十分な時間がない可能性がある）。したがって、（例えば、図５Ａ〜図５Ｄに示すような）充電プロファイル／曲線／パターンを論じる実施形態が、エネルギー貯蔵装置を提供する前に（例えば、エネルギー貯蔵装置の交換に対する予測需要の２時間前に）エネルギー貯蔵装置を準備するために使用される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、特性情報は、充電状態（ＳｏＣ）、バッテリタイプ、セルタイプ、ケーシングタイプ、物理的位置、距離、ファームウェアバージョン、および／またはエネルギー貯蔵装置に関連する温度を含む。いくつかの実施形態では、第１のエネルギー貯蔵装置は第１のＳｏＣ（例えば９１％）を有し、第２のエネルギー貯蔵装置は第２のＳｏＣ（例えば９４％）を有する。第１のＳｏＣと第２のＳｏＣとの間のＳｏＣ差（例えば、３％）は、ＳｏＣ閾値（例えば、５％）より小さい。いくつかの実施形態では、この方法は、最も高いＳｏＣを有するエネルギー貯蔵装置を第１の装置として選択し、次いで、同じまたは類似のＳｏＣを有する別のエネルギー貯蔵装置を第２の装置として選択することができる。例えば、第１の装置と選択された第２の装置との間のＳｏＣの差は、装置交換ステーションに配置された残りのエネルギー貯蔵装置の中で最も小さい。この構成により、開示されているシステムは同様のエネルギー貯蔵装置をユーザに提供することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、開示されているシステムが２つの選択されたエネルギー貯蔵装置を解放する前に、システムは２つのバッテリのＳｏＣがＳｏＣ閾値（例えば９０％）より低いか否かを検証することができ、その後、システムはユーザに、ＳｏＣ閾値を超えるＳｏＣを有するエネルギー貯蔵装置（またはＳｏＣの差が最も小さい２つのエネルギー貯蔵装置）のみを提供する。いくつかの実施形態において、システムはまた、２つのバッテリの温度が温度閾値（例えば、４０℃）より低いか否かをチェックする。この手法はユーザの体験を向上させる（例えば、エネルギー貯蔵装置が熱すぎるか、またはＳｏＣが低い場合、エネルギー貯蔵装置は正しく機能しないことがある）。
【００２３】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、装置交換ステーションの周囲温度に基づいて調整することができる。例えば、装置交換ステーションがより低い周囲温度を有する場合、エネルギー貯蔵装置は動作中に周囲環境によって冷却され得るため、温度閾値はより高くなり得る。いくつかの実施形態では、温度閾値は、装置交換ステーションの位置に基づいて調整することができる。例えば、ステーションが平坦な道路の脇に位置している場合、閾値温度はより高くなり得る（例えば、ユーザはおそらく、エネルギー貯蔵装置温度をより高くする上り坂を走行する必要がない）。例えば、ステーションがステーション密度の高い領域（例えば、他の領域よりも単位面積当たりのステーション数が多い）に位置している場合、閾値温度はより高くなり得る（例えば、ユーザがこの領域においてエネルギー貯蔵装置を取り替えることがより簡単でより便利であり、そのため、より高い温度のエネルギー貯蔵装置をユーザに提供することは問題ないはずである。
【００２４】
いくつかの実施形態では、システムは、住所、頻繁な経路、ユーザ嗜好、ユーザ運転／乗車履歴／挙動／習慣、性別、年齢、人種などを含む人口統計情報などのユーザプロファイルに関連する情報に基づいて温度閾値を調整することができる。例えば、ユーザプロファイルに関連する情報が、ユーザが短距離で乗車／運転し得ることを示す場合、閾温度はより高くなり得る。
【００２５】
いくつかの実施形態において、第２の装置は、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置が特性情報において少なくとも１つの因子を共通に有するか否かを判定することによって選択され得る。例えば、特性情報内の少なくとも１つの因子は、製造者識別子、製造時間、および／または健全性指標（例えば、バッテリの内部抵抗、実際の充電サイクル数など）を含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、特性情報は、装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置に関連する複数の因子（例えば、詳細に後述するような、バッテリ製造情報、バッテリ基本特性、および／またはバッテリ使用状況に関する因子）を含み得る。開示されている方法は、（１）ユーザ要求（またはユーザプロファイル）に基づいて複数の因子の優先順位（または重み値）を決定することと、（２）優先順位（または重み値）に少なくとも部分的に基づいて第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を選択することとを含むことができる。例えば、ユーザは、一対の「高性能」バッテリを予約する要求をシステムに送信することができる。システムは、このとき、Ｘ社（高性能バッテリを製造する）によって製造されたバッテリに高い優先順位を割り当てることができる（または内部の電池がＸ社によって製造されているバッテリを割り当てることができる）。同様に、システムはこのとき、ＳｏＣが高く温度が低いバッテリに高い優先順位を割り当てることができる。結果として、システムは、ユーザの要求に基づいて適切なエネルギー貯蔵装置をユーザに提供することができる。
【００２７】
本明細書に記載されているものとしては、エネルギー貯蔵装置は、エネルギー（例えば電力）を貯蔵し、適切なときに貯蔵されたエネルギーを供給するために使用することができる可搬装置である。エネルギー貯蔵装置の例はバッテリを含む。「エネルギー貯蔵装置」および「バッテリ」という用語は、本開示においては互換的に用いられる。いくつかの実施形態では、開示されているシステムは、バッテリ交換ステーションによって実施することができる。開示されているシステムは、ユーザが交換するための複数の交換可能バッテリを収容、充電、および維持するように構成される。交換可能バッテリは、自動車、モバイル装置などに電力を供給するために使用することができる。交換可能エネルギー貯蔵装置はまた、家庭または商用電源が十分にカバーしない場所に電力を供給するために使用することもできる。交換可能バッテリを使用して車両に電力を供給するとき、同時に複数のバッテリを使用することができる。本開示では、２つのバッテリに対する需要が記載されているが、本開示は、３つ以上の交換可能バッテリを含む実施形態を含むことができる。
【００２８】
バッテリ交換ステーションが、いずれの種類のバッテリがユーザにとって望ましい／適しているかを決定することができるいくつかの方法がある。第１に、バッテリ交換ステーションは、ユーザプロファイルに関連する情報（例えば、サーバに記憶される情報、ユーザがステーション内の２つのバッテリを予約または要求することをサーバがステーションに通知するときに、ステーションはそのような情報を有することができる）に基づいて、または、ユーザから直接（例えば、無線通信を介してユーザのモバイル装置から要求を受信することによって）決定することができる。第２に、バッテリ交換ステーションは、ユーザから挿入されたバッテリを分析することによって決定することができる。例えば、バッテリ交換ステーションは、最初に、第１のバッテリがバッテリ交換ステーションに挿入されたときに第１のバッテリを分析することができる。第１のバッテリに関連付けられた（例えば、取り付けられた）メモリから情報を引き出すことによって、開示されているシステムは、第１のバッテリの識別情報、特性、および使用履歴を知る。開示されているバッテリ交換ステーションは、第１のバッテリから受信した情報に基づいて、第１のバッテリと対になることになる、バッテリ交換ステーション内の第２のバッテリを識別する。
【００２９】
例えば、開示されているシステムは、第１のバッテリがタイプＡ１バッテリ（例えば、製造Ｍ１によって製造される、ハードウェアバージョンＶ１を有する、セル温度がＣＴ１である電池Ｃ１を有する、２０％のＳｏＣを有する、バッテリフル充電容量ＦＣＣ１を有する、１０充電サイクルを経験している、１０００充電サイクルの予測寿命を有する、など）であるなど、バッテリ特性情報（例えば、１つまたは複数のバッテリ特性）を決定することができる。システムに記憶された参照情報のセット（例えば、以下の図１Ａ、図１Ｂ、図５Ａ〜図５Ｄを参照して詳細に説明される複数のサンプリングバッテリから収集された因子を含む特性情報のセット）に基づいて、開示されているシステムは、第１のバッテリと対になることになる、システム内の第２のバッテリを識別する。
【００３０】
いくつかの実施形態において、第２のバッテリは、第１のバッテリと類似の特性情報を有するタイプＡ２バッテリ（例えば、製造Ｍ２によって製造される、ハードウェアバージョンＶ１を有する、セル温度がＣＴ２である電池Ｃ２を有する、３０％のＳｏＣを有する、バッテリフル充電容量ＦＣＣ１を有する、２０充電サイクルを経験している、１０００充電サイクルの予測寿命を有する、など）であり得る。いくつかの実施形態では、第２のバッテリは、わずかな違いがある（例えば、２３％のＳｏＣを有する、１２充電サイクルを経験しているなど）別のタイプのＡ１バッテリであり得る。
【００３１】
いくつかの実施形態では、第１のバッテリおよび第２のバッテリの両方に対するバッテリ管理計画は、バッテリ需要予測またはユーザ予約に基づいて決定される。例えば、開示されているシステムは、３時間（例えば、準備期間）内のバッテリ需要の増加を予測し、それに応じてシステムはこのバッテリ需要を満たすためにバッテリ管理計画を生成する。したがって、開示されているシステムは、第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリを充電するように、バッテリ交換ステーションの充電制御構成要素に指示することができる（例えば、２つのバッテリに対する個々の充電計画は異なり得る）。
【００３２】
いくつかの実施形態では、開示されているシステムは異なるバッテリステーション内のバッテリを管理することができる。より詳細には、開示されているシステムは、システム運用者がシステム内のバッテリを同様のものの近くに動かすことによって「バッテリ位置最適化」プロセスを実行することを可能にする。例えば、開示システムは、異なるステーション間でバッテリを移動させるようにバッテリユーザを動機付けることができる。そのような実施形態では、システムは、ユーザが特定のタイプのバッテリを特定のバッテリ交換ステーションに移動することを奨励するために、バッテリユーザにインセンティブ（例えば、あるステーションでのバッテリ交換に対してより低いレートを提供する、および／または、別のステーションにおけるバッテリ交換に対してより高いレートを提供する）を提供し得る。いくつかの実施形態では、システム運用者は、オフピーク時（例えば、午前１〜４時、ステーションによって異なる場合がある）にステーション間でバッテリを移動させるためにバッテリ配達員を送ることができる。このバッテリ位置最適化プロセスを実行することによって、システム全体のエネルギー効率が改善され（例えば、異なるバッテリ対をともに動作させることに起因してバッテリ寿命が縮まらない）、ユーザバッテリ体験が向上する（例えば、類似していないバッテリの対がともに動作することに起因してバッテリ性能が損なわれるということがない）。いくつかの実施形態では、システムは、異なるステーション間でバッテリを移動させるためにユーザの履歴経路を使用することができる。例えば、システムは、ユーザＸが通常午前９時にステーションＹ１において２つのバッテリを取得し、同じ日の午後１０時にステーションＹ２においてこれらのバッテリを返却すると判定することができる。この例では、システムは、バッテリをステーションＹ１からステーションＹ２に移動させることをユーザＸに奨励することができる。
【００３３】
開示されているシステムの他の態様は、システムによって管理される充電式バッテリに取り付けられたバッテリメモリを提供することである。バッテリメモリは、（例えば、車両の、バッテリ充電ステーション内の、またはバッテリに取り付けられているセンサによって）常時または定期的に監視または測定される充電式バッテリの１つまたは複数のバッテリ因子（例えば、バッテリ製造者、バッテリハードウェア／ファームウェアバージョン、予測バッテリ動作／充電温度、実際のバッテリ動作／充電温度、バッテリ充電状態ＳｏＣ、バッテリフル充電容量ＦＣＣ、バッテリ使用状況、予測寿命など）を含む特性情報を記憶する。測定された特性情報は、さらなる分析または処理のためにシステムに送信することができる。いくつかの実施形態では、測定されたバッテリ情報は、ネットワークを介してモバイル装置（例えば、ユーザのスマートフォン）、バッテリ充電／交換ステーション、または車両を通じてシステムのサーバに送信することができる。いくつかの実施形態では、システムは、測定されたバッテリ温度情報をバッテリメモリから直接引き出すことができる（例えば、保守、修理、ファームウェア更新などのために充電式バッテリが工場に返送されるときに）。
【００３４】
開示されているシステムの別の態様は、（１）複数のサンプリングバッテリから特性情報を収集および分析し、（２）それに応じて参照情報を生成するためのシステムを提供することである。いくつかの実施形態では、バッテリの特性情報を収集してサーバに記憶することができる。いくつかの実施形態では、バッテリの特性情報は、そのバッテリに取り付けられたメモリに記憶することができる。いくつかの実施形態では、バッテリの特性情報を収集してバッテリ交換ステーションに記憶することができる。本システムは、最初に複数のサンプリングバッテリから、測定された特性情報を収集することができる。いくつかの実施形態では、サンプリングバッテリは、ユーザが交換するために現在配備されている充電式／交換可能バッテリを含むことができる。例えば、サンプリングバッテリは、ユーザの電気自動車に電力を供給するためにユーザ（例えば、バッテリプラン加入者）によって使用されてきたバッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプリングバッテリは、まだ市場に出ていないバッテリ（例えば、工場、倉庫、研究所などで試験または保管されているもの）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、開示されているシステムは、複数のソース（例えば、バッテリ交換ステーション、電気自動車、バッテリ、ユーザのモバイル装置など）から情報を収集することができる。いくつかの実施形態では、開示されているシステムはデータベースから情報を収集することができる。開示されているシステムはその後、バッテリの収集された特性情報を分析し、それに応じて参照情報のセットを生成する。例えば、本システムは、（１）バッテリ製造情報、（２）バッテリ基本特性、および（３）バッテリ使用状況などの複数の因子に基づいて、収集されたバッテリ情報を分類することができる。
【００３５】
バッテリ製造情報の例は、バッテリ製造者または電池製造者の識別情報（例えば、異なる製造者によって製造されたバッテリまたは電池は、それらのバッテリ仕様は同じであり得るが異なる特性を有する場合がある）、製造日（例えば、異なる日に作成されたバッテリの特性は異なる場合がある）、製造バッチ（例えば、異なるバッチで製造されたバッテリは依然として異なる特性を有し得る）、バッテリハードウェア／ファームウェアバージョン、および／または製造シリアル番号（例えば、個々のバッテリは異なる特性を有し得る）を含むことができる。
【００３６】
バッテリ基本特性の例は、バッテリ容量（例えば、フル充電容量ＦＣＣ）、バッテリ放電容量（例えば、ある条件下でバッテリがどれだけの電力を供給することができるか）、電池タイプ（例えば、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）など）、バッテリ直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）、バッテリケーシング形状（例えば、円筒形、半立方体、立方体、直方体など）、および／または推奨バッテリ動作温度（例えば、最高および／または最低電池温度ならびにバッテリ回路温度を含む、５から３５℃などの温度範囲）を含む。バッテリ基本特性の他の例は、推奨バッテリ充電温度（例えば、２５〜４０℃などの温度範囲）、推奨バッテリ充電電流（例えば、一定または調整された電流）、推奨バッテリ充電電圧（例えば、一定または調整された電圧）、推奨バッテリ充電サイクル（例えば、１週間に少なくとも１回のフル充電）、推奨バッテリ充電速度（例えば、５分でバッテリの充電状態ＳｏＣを１０％増加させる）、推奨フル充電ポイント（例えば、そのＦＣＣの９８％）、推奨バッテリ充電時間（例えば、５時間を超えて連続的に充電しないこと）、および／または印加される量対時間の推奨充電プロファイルを含むことができる。
【００３７】
バッテリの他の因子（例えば、バッテリ使用状況に関する因子）の例は、実際のバッテリ充電温度履歴（例えば、バッテリは、昨日は３０℃で充電され、今日さきほど２５分にわたって３５℃で充電された）、実際のバッテリ充電電流（例えば、１〜２００アンペア）、実際のバッテリ充電電圧（例えば、１〜２２０ボルト）、実際のバッテリ充電サイクル（例えば、バッテリは５０回のフル充電サイクルおよび１２５回の部分サイクルを経ている）、実際のバッテリ充電速度または充電レート（例えば、１時間にわたって２０アンペア）、実際のバッテリ充電時間（例えば、バッテリは昨日５６分間充電された）、実際のバッテリ動作温度（例えば、バッテリは昨日２時間にわたって３５℃で動作していた）、および実際のバッテリ放電時間（例えば、バッテリは昨日６６分にわたってフル電流容量で放電された）を含む。
【００３８】
上述の複数の因子のうちの１つまたは複数に対してバッテリの収集された特性情報を分析することを通して、本システムは、システム運用者が、目的または目標を達成するために種々の段階（例えば、充電、放電、アイドリングなど）中に特定のタイプの充電式バッテリを管理（例えば、バッテリ温度またはその他の特性を制御）する方法を理解することを可能にする参照情報のセットを確立する。例えば、分析に基づいて、本技術は、特定のタイプのバッテリの最大容量をできる限り長く維持することができるカスタマイズされたバッテリ管理（例えば、充電）計画を生成することができる。別の例として、本技術は、あるタイプのバッテリの寿命を延ばす／最大化することができるカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成することができる。いくつかの実施形態において、本技術は、特定のタイプのバッテリが最大数の充電サイクルを有することを可能にする（例えば、５００充電サイクル後、バッテリは依然としてその当初の容量の９０％を有することができる）カスタマイズされたバッテリ管理計画を生成することができる。いくつかの実施形態では、９０％をＳｏＣ閾値として定義することができる。許容可能なユーザ体験を保証するために、ＳｏＣがＳｏＣ閾値より低いバッテリは「ロック」または「交換不可」と見なされる。他の実施形態では、本技術は他のタイプの適切な目的（例えば、顧客満足度、バッテリ性能、ユーザ体験などを増大させるように選択されるバッテリ管理計画）を有することができる。開示されているシステムが同様の特性を有するバッテリ（例えば、上述した第１のバッテリおよび第２のバッテリ）を準備するときにも、前述の目的または目的を達成することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態において、（例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示されるように）特性曲線／線の形態のカスタマイズされたバッテリ管理計画。いくつかの実施形態において、（例えば、図５Ｄに示されるように）特性表の形態のカスタマイズされたバッテリ管理計画。
【００４０】
いくつかの実施形態では、本技術は、ユーザ挙動を考慮することによってバッテリ管理計画をさらにカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態では、本システムは、ユーザ運転／乗車習慣をさらに分析し、それに応じてバッテリ管理計画を調整することができる。例えば、ユーザはバッテリ性能を非常に必要としている可能性がある（例えばプロのレーサ）。このタイプのユーザについて、本システムは、ユーザが使用する（例えば、ユーザが特定のバッテリ充電／交換ステーションでこれらのバッテリを取得することを可能にする）ために最良の性能の可能性を有する（例えば、断続的に大量の電流を放電することができる）複数のバッテリ（例えば一対のバッテリ）をもたらすカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成することができ、したがって、そのようなユーザ（またはユーザがバッテリ交換を要求しようとしているという予測を有するサーバ）がバッテリ交換を要求するとき、このユーザによって交換されることになるバッテリの充電計画は、ユーザの期待を満たすように調整される。
【００４１】
別の例として、あるユーザは、毎日の用事（例えば、子供を迎える、または日用品購入）のために、その車両に電力を供給するためにバッテリを使用するだけでよい場合がある。この特定のタイプのユーザに対して、本システムは、ユーザが使用するのに許容可能な性能（例えば、より少量の電流を連続的に放電することのみを必要とする）を有する複数のバッテリをもたらすカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成することができる。例えば、カスタマイズされたバッテリ管理計画は、（１）それらのＳｏＣに基づいて（例えば、ＳｏＣが異なるときには異なる充電レートを使用して）バッテリを充電すること、および／または（２）特定のタイプの性能を有するバッテリを製造するために充電特性を設定することを含むことができる。
【００４２】
本開示のさらに別の態様は、類似の特性情報（例えば、ある温度範囲内、あるバッテリ寿命範囲内、あるＳｏＣ範囲内など）を有する一対（またはそれ以上）のバッテリをユーザに提供することである。例えば、本システムは、ユーザが特定のバッテリ充電／交換ステーションにおいていつ一対のバッテリを交換することを所望するかを（例えば、ユーザの予約またはシステムによって実行されるバッテリ需要予測に従って）予測することができる。この構成により、ユーザが充電されたバッテリを取得するためにステーションに来るとき、システムは、取得されるべきバッテリの対が類似または同じ（または実質的に同じ）特性情報を有することを保証することができる。ユーザが類似の特性情報を有するそれらのバッテリのみにアクセスすることを可能にすることは、全体的なユーザ体験を向上させるだけでなく（例えば、２つのバッテリが一致しないように見えるとユーザの気に障る可能性がある）、バッテリ性能も改善する。
【００４３】
いくつかの実施形態では、システムは、これらのバッテリの特性情報を考慮するだけでなく、これらのバッテリの物理的配置／位置も考慮することによって、一対のバッテリをユーザに提供する。例えば、ユーザにとって利用可能な同じまたは類似の特性を有する３つ以上のバッテリがある場合、システムは、利用可能なバッテリから最短距離を有する２つを選択することを計画する（例えば、選択される２つのバッテリは、同じバッテリステーション内に位置し得るか、または隣接するバッテリスロット内に配置され得る。いくつかの実施形態では、システムは、２つのバッテリが配置されている２つのスロット間の距離が距離閾値（例えば、２つのバッテリ間には他のバッテリが３つしかない）よりも小さい場合にのみ２つのバッテリを出力できるようになっている。いくつかの他の実施形態では、システムは、ステーション内に配置されているすべてのバッテリに対して類似性マッチングを実行し、次にそれらの間に最も近い距離を有する２つの類似するバッテリを選択／解放することができる。いくつかの実施形態では、選択された２つのバッテリは、互いに近接または隣接する２つのバッテリラック内に隣接して配置され得る）。いくつかの実施形態では、開示されているシステムは、ユーザ嗜好およびプロファイルに基づいて２つのバッテリを選択することができる。いくつかの実施形態において、システムは、ユーザのために２つのバッテリを選択するときに、重み付けを様々な因子（例えば、類似性マッチングに使用される情報、物理的位置／距離など）に割り当てることができる。
【００４４】
本開示の別の態様は、リアルタイム（例えば、数ミリ秒から数秒）またはほぼリアルタイム（例えば、数分から数時間）でカスタマイズされたバッテリ管理計画を提供することである。例えば、ユーザがバッテリ交換ステーション内にバッテリを配置すると、本システムはそのバッテリに適したバッテリ管理計画、例えばそのバッテリを充電する方法、および、サーバによって予測される需要を満たすためのそのバッテリの使用方法を直ちに提供することができる（例えば、サーバは、次の２時間以内にそのバッテリに対する需要があると予測することができ、したがって、システムは、バッテリ管理計画に基づいてそのバッテリを準備することができる）。いくつかの実施形態では、システムは、バッテリの予測需要（例えば、経験的データに基づいてサーバによって予測される）、充電コスト、ユーザ需要／予約、環境条件、将来または現在のイベントなどのような他の因子に基づいてカスタマイズされたバッテリ管理計画をさらに調整するように構成される。
【００４５】
一実施形態では、バッテリ管理計画は、充電中にバッテリに印加される経時的な電圧および電流のレベル、ならびに、充電中にバッテリがどのくらい高温になることが許容されるか、および、フル充電のうちのいずれの割合が充電されればフル充電されているとみなされるかなどの他の因子によって定義される充電スケジュール／プロファイルとして特徴付けられる。サーバは、個々のバッテリのメモリに記憶されている情報を受信し、バッテリの１つまたは複数の特性を判定するように構成されている。バッテリから受信した情報は、最適な充電バッテリ管理計画を選択するために、類似のバッテリについてデータベースに記憶されている情報と比較される。例えば、高性能ユーザによって使用されるバッテリは、予測バッテリ寿命を犠牲にしてバッテリから引き出すことができる電流を増加／最大化するように充電され得る。サーバは、バッテリとともに記憶された情報を読み取り、それを他のバッテリから読み取られる他の履歴情報またはバッテリ製造者などからの他の情報と比較して、バッテリの予測される用途に従ってカスタマイズされたバッテリ管理計画を作成する。
【００４６】
場合によっては、バッテリ管理計画の特定の作成は、バッテリの所望の特性（例えば、長寿命、最大充電容量、最大放電速度、充電中に記録される最大温度など）を達成するために選択される多変数問題である。場合によっては、所望の最適化基準は、バッテリから読み取られる情報に基づいて、類似のバッテリから読み取られた情報から指定され、他の場合には、バッテリを交換しているユーザのタイプによって決定される。サーバは、バッテリの最適化目標を達成するために選択される、フリート内の各バッテリ用にカスタマイズされたバッテリ管理計画を作成することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、サーバまたは充電ステーションは、（個々の充電スロットをロックすることなどによって）ユーザが充電ステーションから特定のバッテリを選択することを推奨または単に許可する。したがって、バッテリ性能の向上を期待している（またはその代金を払っている）ユーザには、性能を増大／最大化するために管理されているバッテリを与えることができる。
【００４８】
別の実施形態では、バッテリから読み取られた特性情報は、バッテリが非性能ユーザによる使用目的にのみ使用されること（またはバッテリが一定数の充電サイクルを経た後に古くなること）を示すことができる。この場合、サーバは、バッテリから読み出された特性情報と、（他のバッテリまたは他のソースからの）他の記憶されているデータとを比較することによって、バッテリ寿命を延ばす／最大限にする特定の充電方式を示唆する、特定のバッテリのバッテリ管理計画を決定することができる。バッテリ管理計画は、バッテリが充電される方法を制御することによって計画を実行する充電ステーションに送信される。
【００４９】
上記のように、いくつかの実施形態では、一緒に交換されることが予測されるバッテリは、ユーザに提供されたときにバッテリが類似の特性を有するように選択されるバッテリ管理計画に従って充電される。
【００５０】
いくつかの実施形態では、バッテリ管理計画は充電に使用されるだけでなく、放電を制御するためにも使用され得る。例えば、バッテリ管理計画は、バッテリのメモリに記憶され、バッテリが経験することが許される速度（例えば、最大電流引き込み）を制御するために使用され得る。車両上のコンピュータは、記憶されたバッテリ管理計画にアクセスし、バッテリ管理計画の要件に従うように車両の動作パラメータを設定することができる。
【００５１】
本技術の様々な実施形態は、以下の技術的改善、すなわち、（１）バッテリ交換ステーションが従うことを可能にするように準備されたカスタマイズされたバッテリ管理計画の効率的なリアルタイムまたはほぼリアルタイムの作成、（２）類似のバッテリを同時にユーザに提供することによってバッテリ寿命および性能を効率的に延ばす／最大化する能力、（３）オペレータがバッテリの類似性に基づいて複数のバッテリ交換ステーション内のバッテリを管理することを可能にする能力、ならびに（４）満足のいくバッテリ体験をエネルギー効率の良い方法で提供することによって、向上したユーザ体験を提供する能力のうちの１つまたは複数を提供することができる。
【００５２】
本開示はまた、バッテリ交換ステーションに配置された１つまたは複数の充電式バッテリのバッテリ温度を管理するための方法およびシステムに関する。開示されているシステムは、（１）１つまたは複数の充電式バッテリの温度閾値を決定することと、（２）バッテリ交換ステーションによって実行されるバッテリ充電プロセス中に１つまたは複数の充電式バッテリの温度を制御することと、（３）１つまたは複数の充電式バッテリからユーザに提供されるべき１つまたは複数のバッテリを選択することとを行うように構成される。  いくつかの実施形態において、温度閾値は温度範囲（例えば、１０〜４５℃、１０〜６０℃など）であり得る。温度閾値を設定することによって、開示されているシステムは、温度範囲内のバッテリをユーザに提供することができる。適切な温度のバッテリを提供することは、少なくとも、そうすることによって、（１）全体的なユーザ体験が向上し（例えば、「高温」バッテリを受け取った場合にユーザの気に障る可能性がある）、および／または（２）バッテリを改善することができる（例えば、車両が予測通りに機能するために、車両は厳しいバッテリ温度要件を有することがある）ため、有利である。いくつかの実施形態では、温度閾値は、ステーションがユーザにバッテリを出力する前のゲートキーパまたは最後の閾値と考えることができる。温度閾値を満たすために、システムは、バッテリ寿命を延ばすこと、および／または同様のバッテリをユーザに同時に提供することなどの、特定の目標のためにトレードオフ決定をもたらす可能性のあるそうした目標を達成しないことを決定することができる（例えば、バッテリを出力する前に温度閾値を超えるように、目標の８０％のみを達成する）。
【００５３】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、ユーザバッテリ嗜好、ユーザプロファイル、ユーザ履歴、特性情報、環境条件、予測ユーザ需要などのような１つまたは複数の因子に基づいて決定することができる。例えば、温度閾値は、バッテリを取り巻く周囲温度（例えば、バッテリ充電装置またはステーションなどの温度）に基づいて決定することができる。バッテリが過度に高い（例えば５０℃を超える）または低い（例えば０℃未満）温度で充電または放電されるとき、バッテリの特性は悪影響を受けるかまたは劣化する可能性がある（例えばそのフル充電容量、ＦＣＣが減少する可能性があり、したがって充電／放電容量も減少する可能性がある）。開示されているシステムは、バッテリを所定の温度範囲内（例えば、上限閾値以下、かつ下限閾値以上）に保つことによって、この問題に効率的に対処することができる。
【００５４】
温度閾値が決定されると、開示されているシステムはそれに応じて温度制御計画（例えば、充電時にバッテリ温度を維持することができる充電計画を含む）を生成することができる。次に、バッテリ温度を温度閾値によって規定された範囲内に維持するために、温度制御計画が実施される。
【００５５】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、周囲温度などの環境条件に基づいて調整することができる。例えば、天気予報が温度低下があることを示すとき、温度閾値は現在の温度閾値より高い温度に設定することができる（例えば、バッテリは周囲環境によって冷却されると予測される）。同様に、高温の天気が予測されるとき、温度閾値は現在の温度閾値より低い温度に設定することができる（例えば、バッテリは周囲環境によって加熱されると予測される）。いくつかの実施形態では、バッテリ温度を維持するために、システムは充電前にバッテリを予熱または予冷することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、ユーザ挙動（例えば、ユーザ運転／乗車習慣、バッテリプラン加入など）に基づいて決定することができる。例えば、標準的な温度閾値は５０℃（セルタイプ、バッテリの内部構造などのバッテリの特性情報に関する経験的研究に従って設定することができる）に設定することができる。「高性能」タイプユーザ（例えばプロのレーサ）の場合、温度閾値は５０℃より低い温度（例えば４０〜４８℃）として設定することができる。「日用品購入」タイプのユーザの場合、温度閾値は、５０℃より高い温度（例えば、５２〜５５℃）として設定することができる。他のユーザ（例えば、標準タイプ）については、温度閾値は、約５０℃（例えば、４９〜５１℃）に設定することができる。利用者のタイプが異なれば、利用可能なバッテリは異なり得る（例えば、５２℃のフル充電されたバッテリは、「日用品購入」ユーザにとっては「利用可能」であるが、「高性能」ユーザには利用できない）。開示されているシステムは、ユーザタイプに基づいて利用可能な特性情報をユーザに提示することができる。いくつかの実施形態では、温度閾値はそれほど厳しくなくてもよく、これによって、ユーザがバッテリ交換中にフル充電されたバッテリ（複数可）（またはその対）を受け取ることがより容易になる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、予測バッテリ需要に基づいて決定することができる。例えば、予測バッテリ需要が、バッテリステーションのバッテリに対する需要が急上昇することを示す場合、温度閾値は、現在の温度閾値よりも高い温度に設定することができ（例えば、予測充電プロセスが温度上昇をもたらす可能性がある）、その逆も可能である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、例えば、充電ステーションは、バッテリが９０％充電されて４０〜５０℃より低いときにユーザにバッテリの解放のみをするというバッテリ解放規則を有することができる。予測バッテリ需要が高い場合、システムはバッテリ解放規則を「温度が５０℃未満で８８％充電されている」に調整することができる。予測バッテリ需要が低い場合、システムはバッテリ解放規則を「温度が４８℃未満で９５％充電されている」に調整することができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、特性情報に基づいて決定することができる（例えば、特性情報の例は以下に詳細に説明される）。例えば、充電時に温度が新たなバッテリよりも速く上昇する可能性があるため、老化したバッテリはより高い温度閾値を有することができる（例えば、老化したバッテリはより高い内部抵抗／インピーダンスを有し得る）。
【００６０】
いくつかの実施形態では、温度閾値は、上述した様々な因子の組み合わせに基づいて決定することができる。そのような実施形態では、さまざまな重み値を各因子に与えることができる。いくつかの因子が相関する可能性がある。例えば、「位置」因子（例えば、バッテリステーションが位置する場所）は、「天気」因子（例えば、バッテリステーションを取り巻く周囲温度は、熱帯／温帯／極地帯または日陰のある／ない領域で変化し得る）または「バッテリ需要」因子（例えば、都市タイプのバッテリステーションは、非都市タイプのバッテリステーションよりも高いバッテリ需要を有し得る）に関連し得る。
【００６１】
本技術はまた、充電中またはバッテリ交換ステーションによって行われる準備プロセス中に交換可能バッテリの温度を管理するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本システムは、バッテリ充電／交換ステーションによって実行される充電プロセス中に充電式バッテリのバッテリ温度を監視および制御することができる。本システムは、システムによって管理される充電式バッテリに取り付けられたバッテリメモリを提供する。バッテリメモリは、（例えば、車両の、バッテリ充電ステーションの、またはバッテリに取り付けられた温度センサによって）常時または定期的に監視または測定される充電式バッテリのバッテリ温度を記憶する。測定されたバッテリ温度情報は、さらなる分析またはプロセスのためにシステムに送信することができる。いくつかの実施形態では、測定されたバッテリ温度情報は、ネットワークを介してモバイル装置（例えば、ユーザのスマートフォン）、バッテリ充電／交換ステーション、または車両を通じてシステムのサーバに送信することができる。いくつかの実施形態では、システムは、測定されたバッテリ温度情報をバッテリメモリから直接引き出すことができる（例えば、保守、修理、ファームウェア更新などのために充電式バッテリが工場に返送されるときに）。
【００６２】
本システムは、複数のサンプリングバッテリから、測定されたバッテリ温度情報を収集することができる。いくつかの実施形態では、サンプリングバッテリは、ユーザが交換するために現在配備されている充電式／交換可能バッテリを含むことができる。例えば、サンプリングバッテリは、ユーザの電気自動車に電力を供給するためにユーザ（例えば、バッテリプラン加入者）によって使用されてきたバッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、サンプリングバッテリは、まだ市場に出ていないバッテリ（例えば、工場、倉庫、研究所などで試験または保管されているもの）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、開示されているシステムは、複数のソース（例えば、バッテリ交換ステーション、電気自動車、バッテリ、ユーザのモバイル装置など）から情報を収集することができる。いくつかの実施形態では、開示されているシステムはデータベースからそのような情報を受信することができる。
【００６３】
本システムはその後、収集されたバッテリ温度情報を分析し、それに応じて参照情報のセットを生成する。例えば、本システムは、（１）バッテリ製造情報、（２）バッテリ基本特性、および（３）バッテリ使用状況などの複数の因子に基づいて、収集された特性情報を分類することができる。
【００６４】
上述の複数の因子に対して収集されたバッテリ温度情報を分析することを通して、本システムは、システム運用者が、目的または目標を達成するために種々の段階（例えば、充電、放電、アイドリングなど）中に特定のタイプの充電式バッテリのバッテリ温度を制御する方法を理解することを可能にする参照情報のセットを確立する。例えば、分析に基づいて、本技術は、特定のタイプのバッテリの最大容量をできる限り長く維持することができるカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。別の例として、本技術は、あるタイプのバッテリの寿命を延ばす／最大化することができるカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。いくつかの実施形態において、本技術は、特定のタイプのバッテリが最大数の充電サイクルを有することを可能にする（例えば、５００充電サイクル後、バッテリは依然としてその当初の容量の９０％を有することができる）カスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。他の実施形態では、本技術は他のタイプの適切な目的（例えば、顧客満足度、バッテリ性能、ユーザ体験など）を有することができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、本技術は、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画を（例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示すように）特性曲線／線の形態で記憶することができる。いくつかの実施形態では、本技術は、ユーザ挙動を考慮することによってバッテリ温度制御計画をさらにカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態では、本システムは、ユーザ運転／乗車習慣をさらに分析し、それに応じてバッテリ温度制御計画を調整することができる。
【００６６】
例えば、ユーザはバッテリ性能を非常に必要としている可能性がある（例えばプロのレーサ）。このタイプのユーザに対して、本システムは、ユーザが使用する（例えば、特定のバッテリ充電／交換ステーションで最良の性能の可能性を有する（例えば、断続的に大量の電流を放電することができる）複数のバッテリを取得することを可能にする）ためにこれらのバッテリをもたらすカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。いくつかの実施形態では、本システムは、５０℃を超える温度で充電されていない（例えば、バッテリが期待通りに動作することができることを確実にするために）バッテリをこのタイプのユーザに提供するように計画することができる。別の例として、あるユーザは、毎日の用事（例えば、子供を迎える、または日用品購入）のために、その車両に電力を供給するためにバッテリを使用するだけでよい場合がある。この特定のタイプのユーザに対して、本システムは、ユーザが使用するのに許容可能な性能（例えば、より少量の電流を連続的に放電することのみを必要とする）を有する複数のバッテリをもたらすカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。いくつかの実施形態において、本システムは、このタイプのユーザに、より高い温度許容度を有するバッテリ（例えば、５０℃から６０℃まで充電されているバッテリ）を提供するように計画することができる。カスタマイズされたバッテリ温度制御計画は、充電プロセス中に特性曲線／線（例えば、上述の参照情報）に基づいて充電温度を維持することを含むことができる。
【００６７】
本開示の別の態様は、指定された温度のバッテリ（または１対以上のバッテリ）をユーザに提供することである。例えば、本システムは、ユーザが特定のバッテリ充電／交換ステーションにおいていつバッテリを交換することを所望するかを（例えば、ユーザの予約またはシステムによって実行されるバッテリ需要予測に従って）予測することができる。カスタマイズされたバッテリ温度制御計画に基づいて、本システムは、特定のバッテリ充電／交換ステーションによって実行される充電プロセス中にバッテリ温度制御計画を実施することができる。この構成により、ユーザが充電されたバッテリを取得するためにステーションに来るとき、システムは充電済みバッテリの温度が許容可能な温度範囲内にあることを保証することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ性能が高いために車両性能が制限されることがある。したがって、ユーザが適切な温度のバッテリのみにアクセスできるようにすることによって、全体的なユーザ体験が向上するだけでなく（例えば、「高温」バッテリを受け取った場合にユーザの気に障る場合がある）、バッテリ性能も向上する（例えば、充電済みバッテリが一切の冷却期間なしで準備することができる）。
【００６８】
本開示のさらに別の態様は、リアルタイム（例えば、数ミリ秒から数秒）またはほぼリアルタイム（例えば、数分から数時間）でカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を提供することである。例えば、ユーザがバッテリ交換ステーション内にバッテリを配置すると、本システムはそのバッテリに対する適切なバッテリ温度制御計画を直ちに提供することができる。いくつかの実施形態では、システムは、バッテリの予測需要、充電コスト、ユーザ需要／予約、環境条件、将来または現在のイベント（例えば、バッテリ交換、停電など）などのような他の因子に基づいてカスタマイズされたバッテリ温度制御計画をさらに調整するように構成される。
【００６９】
本技術の様々な実施形態は、以下の技術的改善、すなわち、（１）バッテリ交換ステーションが従うように整えられた、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画の効率的なリアルタイムまたはほぼリアルタイムの作成、（２）バッテリ寿命および性能を効率的に延ばす／最大化する能力、（３）オペレータが複数の因子に基づいて望ましいバッテリ温度制御規則を設定することを可能にする能力、および（４）満足のいくバッテリ体験をエネルギー効率的に提供することによって向上したユーザ体験を提供する能力のうちの１つまたは複数を提供することができる。
【００７０】
以下の説明では、説明の目的で、本技術の実施形態の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細が述べられている。しかしながら、本技術の実施形態はこれらの具体的な詳細のいくつかがなくても実施され得ることは明らかであろう。
【００７１】
図１Ａは、開示されている技術の実施形態によるシステム１００を示す概略図である。システム１００は、複数のサンプリングバッテリ１０１（図１Ａにおいて１０１Ａ〜Ｃとして示される）から特性情報を収集するように構成される。システム１００は、サーバ１０３と、サーバ１０３に接続されたデータベース１０５と、バッテリ交換ステーション１０７とを含む。図示のように、バッテリ交換ステーション１０７は、ネットワーク１０９を介してサーバ１０３と通信することができる。サンプリングバッテリ１０１の各々はバッテリメモリ１１３（図１Ａにおいて１１３Ａ〜Ｃとして示される）を含む。バッテリメモリ１１３は、対応するサンプリングバッテリ１０１に関連する特性情報を記憶し記録するように構成されている。いくつかの実施形態では、バッテリメモリ１１３は、サンプリングバッテリ１０１に取り付けられたコントローラ（例えば、図１Ａには示されていない制御チップ、プロセッサ、回路など）に結合することができる。コントローラは、バッテリメモリ１１３に記憶されている特性情報を管理することができる。いくつかの実施形態では、特性情報は、充電されるたびになど、定期的に更新することができる。いくつかの実施形態では、特性情報は、記録された最低／最高温度、放電率などを含むことができる。
【００７２】
図１Ａに示すように、一実施形態では、サーバ１０３は、ネットワーク１０９を介してバッテリ交換ステーション１０７を通じてバッテリメモリ１１３Ａから特性情報を収集するように構成される。いくつかの実施形態では、サーバ１０３はネットワーク１０９を介してバッテリメモリ１１３Ｂから特性情報を受信することができる。サーバ１０３はまた、モバイル装置１１１（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどのような短距離プロトコルを介してサンプリングバッテリ１０１Ｃのメモリから情報を読み取るように構成されたアプリを有するバッテリユーザのスマートフォン）を通じてバッテリメモリ１１３Ｃから特性情報を受信し、ネットワーク１０９を介してサーバ１０３にその情報を転送することもできる。特性情報を収集した後、サーバ１０３は、収集された特性情報を分析して、バッテリ１０１または類似のバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成するための参照情報として使用することができるバッテリ特性またはパターンを決定または識別することができる。サーバ１０３の実施形態は、図４を参照して以下に詳細に説明される。
【００７３】
データベース１０５は、本開示に関連する情報（例えば、サンプリングバッテリ１０１の特性情報のようなサーバ１０３によって収集される情報、サーバ１０３によって分析される情報、サーバ１０３によって生成される情報、参照情報、ユーザアカウント情報、ユーザバッテリプラン、ユーザ履歴、ユーザ挙動、ユーザ運転／乗車習慣、環境条件、イベント情報など）を記憶することができる。いくつかの実施形態では、データベース１０５は、政府機関または民間団体によって維持される公的にアクセス可能なデータベース（例えば、天気予報データベース、旅行警告データベース、交通情報データベース、位置情報サービスデータベース、地図データベースなど）からの情報も記憶する。いくつかの実施形態では、データベース１０５はまた、機密情報（例えば、ログイン／パスワードのようなユーザアカウント情報、ユーザクレジット履歴、ユーザ加入情報など）を記憶することもできる。
【００７４】
ネットワーク１０９は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）とすることができるが、他の有線または無線ネットワークとすることもできる。ネットワーク１０９は、インターネットまたは他の何らかの公衆またはプライベートネットワークとすることができる。バッテリ交換ステーション１０７またはモバイル装置１１１は、（例えば、有線または無線通信によって）ネットワークインターフェースを介してネットワーク１０９に接続することができる。サーバ１０３は、ネットワーク１０９を含む任意の種類のローカルネットワーク、ワイドエリアネットワーク、有線ネットワーク、または無線ネットワーク、または別個の公衆もしくはプライベートネットワークを介してデータベース１０５に結合することができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク１０９は、私設団体（例えば、会社など）によって使用される安全なネットワークを含む。
【００７５】
いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション１０７は、サンプリングバッテリ１０１から特性情報を収集し、上述の分析を実行するように構成することができる。そのような実施形態において、バッテリ交換ステーション１０７は、収集した特性情報を分析して、カスタマイズされたバッテリ管理計画を生成するための参照情報として使用することができるバッテリ特性またはパターンを決定または識別することができる。そのような参照情報は、ローカルに（例えば、バッテリ交換ステーション１０７に）記憶することができ、またはサーバ１０３に送信またはアップロードすることができる。バッテリ交換ステーション１０７の実施形態は、図２Ａおよび図３を参照して以下に詳細に説明される。
【００７６】
図１Ｂは、開示されている技術の実施形態によるバッテリ１０１を示す概略図である。図示のように、バッテリ１０１は、バッテリメモリ１１３と、電圧センサ１１５と、電流センサ１１７と、温度センサ１１９と、１つまたは複数の電池１２１と、外部装置（例えば、電気モータなどの負荷）に結合するように構成されたコネクタ１２３とを含む。電池１２１は、電気エネルギーを内部に貯蔵する。電圧センサ１１５は、バッテリ１０１の充電電圧を測定するように構成されている。電流センサ１１７は、バッテリ１０１の充電または放電電流を（例えばコネクタ１２３において）測定するように構成される。温度センサ１１９は、バッテリ１０１の充電もしくは放電温度またはアイドル中の温度（例えば、電池温度および／またはバッテリ回路温度）を測定するように構成されている。測定された情報はバッテリメモリ１１３に記憶され、モバイル装置、バッテリ交換ステーション、車両、および／またはサーバによる有線または無線接続を介してアクセス可能であり得る。
【００７７】
図２Ａは、開示されている技術の実施形態によるシステム２００を示す概略図である。システム２００は、バッテリ交換ステーション２０７内に２つ以上のバッテリを提供するように構成される。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、挿入された交換可能バッテリ２０１を分析することによって、いずれのバッテリをユーザに提供すべきかを決定することができる（いくつかの実施形態では、２つのバッテリ２０１が挿入され得る）。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、（例えば、サーバ、ユーザ入力、またはユーザのモバイル装置からの）ユーザに関連するユーザプロファイルに基づいて提供されるべきバッテリを決定することができる。決定されたタイプに基づいて、バッテリ交換ステーション２０７は次に、第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリを識別することができる（例えば、バッテリ２１１ａ、２１１ｂが、同じまたは類似の特性のために選ばれる）。
【００７８】
いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、最初に、（例えば、ユーザプロファイルは、ユーザが高性能バッテリプランに加入していることを示すため、ＳｏＣが最も高いバッテリを選択するように）ユーザに関連するユーザプロファイルに基づいて第１の交換可能バッテリ２１１ａを識別する。次に、バッテリ交換ステーション２０７は、利用可能なバッテリの特性に基づいて、残りのバッテリの中から「最も近い」または「最も類似する」バッテリを見つけることによって第２の交換可能バッテリ２１１ｂを識別する。このようにして、バッテリ交換ステーション２０７は、ユーザに提供されるべき２つの類似のバッテリを識別することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、（ステーション２０７内に配置されている）すべての利用可能なバッテリの特性に基づいて利用可能なバッテリの中から２つの類似のバッテリを選択することによって、第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリ（例えばバッテリ２１１ａ、２１１ｂ）を同時に識別することができる。
【００７９】
システム２００は、サーバ２０３と、データベース２０５と、バッテリ交換ステーション２０７とを含む。サーバ２０３、データベース２０５、およびバッテリ交換ステーション２０７は、ネットワーク２０９を介して互いに通信することができる。図示のように、バッテリ交換ステーション２０７は、（ｉ）ユーザと対話するように構成されたディスプレイ２１５と、（ｉｉ）充電されるバッテリを収容するように構成された８つのバッテリスロット２１７ａ〜ｈを有するバッテリラック２１９とを含む。
【００８０】
動作中、６つのバッテリスロット（例えば、スロット２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｄ、２１７ｅ、２１７ｆ、および２１７ｈ）のみがバッテリによって占有され、残りの２つのスロット（例えば、スロット２１７ｃおよび２１７ｇ）は、ユーザが交換されるべきバッテリ（例えば、低電力または消耗したバッテリ）を挿入するために確保される。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、異なる数のラック、ディスプレイ、および／またはスロットなどの異なる構成を有することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、オペレータがバッテリ交換ステーション２０７の容量を簡便に設置または拡張することを可能にするモジュール式構成要素（例えば、モジュール式ラック、モジュール式ディスプレイなど）を含むことができる。バッテリ交換ステーション２０７は、１つまたは複数の電源（例えば、電力網、電力線、電力貯蔵システム、太陽電池、風力発電機など）に電気的に結合されて、その中に配置されたバッテリを充電し、他の動作を実行する（例えば、サーバ２０３と通信する）ために電力を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、ユーザは、事前にバッテリを挿入することなく、バッテリ交換ステーション２０７からバッテリを取り外すことができる。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、その中に配置されたバッテリを固定するためのロック機構を有することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７はロック機構なしで実施することができる。
【００８１】
以下の実施形態は、バッテリの特性をどのように分析することができるか、したがって参照情報をどのように生成することができるかを説明する。図１を参照して上述したように、複数のサンプリングバッテリ１０１から収集された特性情報に基づいて、参照情報のセットが生成される。いくつかの実施形態では、参照情報はデータベース２０５またはサーバ２０３に記憶される。ユーザは、バッテリ２０１（上述の様々なタイプの特性情報を記憶するように構成されたバッテリメモリ２１３を含む）をバッテリ交換ステーション２０７の空のバッテリスロット（例えば、図２に示すスロット２１７ｃ）に挿入する。バッテリ交換ステーション２０７は、特性情報を収集（し、いくつかの実施形態においてはこれをサーバ２０３に送信）することができる。いくつかの実施形態において、ステーション２０７は、収集した特性情報を分析し、挿入されたバッテリ２０１の特性を識別する。いくつかの実施形態において、サーバ２０３は、収集したバッテリ情報を分析し、挿入されたバッテリ２０１の特性を識別する。ステーション２０７（またはサーバ２０３）は、識別された特性を、記憶されている参照情報と比較する。比較に基づいて、ステーション２０７は、上述したようにバッテリの類似性に基づいて第１の交換可能バッテリ２１１ａおよび第２の交換可能バッテリ２１１ｂを識別することができる。例えば、システム２００は、バッテリの製造、ハードウェア／ファームウェアのバージョン、ＳｏＣ、ＳｏＣの差、ＦＣＣ、使用状況、予測される／実際の充電温度などのような１つまたは複数のバッテリ特性に基づいて第１のバッテリ２１１ａおよび第２のバッテリ２１１ｂを識別することができる。
【００８２】
システム２００は、その後、挿入されたバッテリ２０１に適したバッテリ管理計画を作成する。バッテリ管理計画は、準備期間中に、挿入されたバッテリ２０１を特定の方法で（例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示されるような充電パターンに従って）充電することを含む。システム２００は、それに応じて、ユーザが交換するために挿入されたバッテリ２０１を選択／準備／調整する。
【００８３】
いくつかの実施形態では、システム２００は、挿入されているバッテリ２０１の１つまたは複数の特性を識別し、その後、参照情報から一致（または大まかな一致）を見つけることによってステーション２０７内の別のバッテリを識別することができる。例えば、システム２００は、最初に、第１のバッテリ２０１が「タイプＡ」バッテリであることを識別し、次にステーション２０７内の（またはステーション２０７の近くの）別の「タイプＡ」バッテリを選択することによって別のバッテリを識別する。
【００８４】
その後、システム２００は、準備時間中に、挿入されたバッテリ２０１のバッテリ管理計画を実施する。ユーザが挿入されたバッテリ２０１および一致するバッテリを取得するとき、システム２００は、ユーザが類似の特性を有する一対のバッテリを受け取ることを保証する。これにより、全体的なユーザ体験が向上し、バッテリ性能が向上する。
【００８５】
いくつかの実施形態において、サーバ２０３は、収集した特性情報を分析し、挿入されたバッテリの特性を識別する。その後、システムは、識別された特性を、記憶されている参照情報と比較する。比較に基づいて、サーバ２０３は、記憶された参照情報から充電時の適切な温度要件を選択することができる。それに応じて、サーバ２０３は、目的（例えば、最長寿命、高性能など）を達成するために、挿入されているバッテリ２０１のためのカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成する。いくつかの実施形態では、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画は、サーバ２０３が挿入されたバッテリ２０１（またはバッテリ交換ステーション２０７）に割り当てるカスタマイズされた／選択されたバッテリ充電計画と連携してもよい。いくつかの実施形態では、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画は、カスタマイズされた／選択されたバッテリ充電計画の一部として扱うことができる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、サーバ２０３は、交換可能バッテリ２０１の１つまたは複数の特性を識別し、その後、参照情報から一致（または大まかな一致）を見つけることによって、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。いくつかの実施形態では、サーバ１０３は、最初に、挿入されているバッテリ２０１の以前のバッテリ温度制御計画を（例えば、収集された情報から）識別し、次に、交換可能バッテリ２０１に対するカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成するように、参照情報に基づいてそれを調整することができる。例えば、（参照情報の一部となり得る）最近の分析／研究は、交換可能バッテリ２０１がある期間にわたって特定の温度で（またはその温度未満で）充電される場合、より良好に機能し得ることを示している。サーバ１０３は、それに応じて、以前のバッテリ温度制御計画を調整して、更新されたバッテリ温度制御計画を生成することができる。
【００８７】
いくつかの実施形態では、参照情報はバッテリ交換ステーション２０７に記憶することができる。そのような実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、収集された情報および参照情報を分析／比較して、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成する。バッテリ交換ステーション２０７はまた、将来の使用のために、生成され、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画のセットをローカルに記憶／管理することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ交換ステーション２０７は、将来の使用のために、生成され、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画をサーバ２０３にアップロードすることができる。
【００８８】
図２Ａに示すように、ユーザはステーション２０７で第１のバッテリ２１１ａ（バッテリメモリ２１４ａを有する）および第２のバッテリ２１１ｂ（バッテリメモリ２１４ｂを有する）を取得することができる。第１のバッテリ２１１ａおよび第２のバッテリ２１１ｂは、第１のバッテリ２１１ａおよび第２のバッテリ２１１ｂ用にカスタマイズされたバッテリ温度制御計画（例えば、このバッテリ温度制御計画は、第１のバッテリ２１１ａおよび第２のバッテリ２１１ｂがバッテリスロット２１７ｄ、２１７ｈに挿入されたときに生成／呼び出し／更新された）に基づいてバッテリ交換ステーション２０７によって充電されている。バッテリの予定取得時間（またはバッテリ需要予測）および温度制御計画に基づいて、システム２００は、ユーザが取得するときに第１のバッテリ２１１ａおよび第２のバッテリ２１１ｂの温度が許容温度範囲内にあることを保証することができる。これにより、全体的なユーザ体験が向上し、バッテリ性能が向上する。
【００８９】
図２Ｂは、開示されている技術の実施形態によるバッテリ交換ステーション２０を示す概略図である。示されるように、システム２０は、６個のバッテリ１１Ａ〜Ｂ、１２Ａ〜Ｂ、および１３Ａ〜Ｂと、２個のバッテリスロットＡ、Ｂとを有する。示されるように、バッテリ１１Ａは、「Ｔ１」タイプのバッテリである。バッテリ１１Ｂ、１３Ａは、「Ｔ２」タイプのバッテリである。バッテリ１２Ａは「Ｔ３」タイプのバッテリであり、バッテリ１２Ｂは「Ｔ４」タイプのバッテリであり、バッテリ１３Ｂは「Ｔ５」タイプのバッテリである。図示の実施形態では、システム２０は、「Ｔ２」タイプのバッテリ１１Ｂと１３Ａとを対にして、これらのバッテリのバッテリ管理を生成することができる。対になったバッテリ１１Ｂ、１３Ａは、バッテリ交換のためにシステム２０に来る次のユーザに提供することができる。対をなすバッテリ１１Ｂ、１３ＡのＳｏＣが一致しない場合、システム（またはバッテリ交換ステーション２０）は、これらのバッテリのＳｏＣがユーザに提供されたときに後で一致することができるように、これら２つのバッテリのそれぞれに対応する２つの充電計画を展開することができる。別の実施形態では、ＳｏＣ情報は、類似性の一致に対する主要なまたは重要な因子として設定され、バッテリ１１Ｂ、１３Ａがあらゆる点で一致しているが、これら２つのバッテリのＳｏＣのみが一致していない場合、システム（またはバッテリ交換ステーション２０）は、これら２つのバッテリを選択せずに、バッテリ１１Ｂまたは１３Ａのいずれか一方と一致することができる他のバッテリを見つけるために参照することを決定することができる。
【００９０】
図２Ｃは、開示されている技術の一実施形態による２つのバッテリ交換ステーションシステム２２および２４を示す概略図である。図２Ｃに開示されている実施形態は、同じまたは類似の特性を有するバッテリが互いに近くに配置されるようにシステム２２、２４内のバッテリの位置を調整するように設計された、バッテリ位置最適化プロセスの一部を示す。図示のように、システム２２は６個のバッテリ１４Ａ〜Ｂ、１５Ａ〜Ｂ、および１６Ａ〜Ｂと、２つのスロットＣ、Ｄとを含む。システム２４は６個のバッテリ１７Ａ〜Ｂ、１８Ａ〜Ｂ、および１９Ａ〜Ｂと、２つのスロットＥ、Ｆとを含む。図示のように、バッテリ１７Ａは「Ｔ１」タイプのバッテリであり、バッテリ１４Ｂ、１７Ｂ、１９Ａは「Ｔ２」タイプのバッテリであり、バッテリ１４Ａ、１５Ａ、１６Ｂ、１８Ａは「Ｔ３」タイプのバッテリであり、バッテリ１５Ｂ、１８Ｂは「Ｔ４」タイプのバッテリであり、バッテリ１９Ｂは「Ｔ５」タイプのバッテリであり、バッテリ１６Ａは「Ｔ６」タイプのバッテリである。
【００９１】
図示の実施形態では、システム２２、２４がバッテリ位置最適化プロセスを実行すると、バッテリ１４Ｂはシステム２２からシステム２４に移動し、バッテリ１８Ａはシステム２４からシステム２２に移動する。プロセス後、システム２２は２対の「Ｔ３」タイプのバッテリを有し、システム２４は３つの「Ｔ２」タイプのバッテリを有する。いくつかの実施形態では、システム運用者は、バッテリ１４Ｂおよび１８Ａを動かすようにサービスクルーに指示することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ１４Ｂおよび１８Ａは、１人または２人の動機付けされたユーザによって送達され得る（例えば、システム運用者は、ユーザをそうするように動機付けするために、金銭的インセンティブ、広告、活動、ゲーム、ソーシャルイベントなどを利用し得る）。例えば、システム運用者は、ステーション２２の近くのすべてのバッテリユーザに、来月のバッテリ交換に対する１０％の割引を得るためにバッテリ１４Ｂをシステム２４に送達する（また、バッテリ１８Ａをシステム２２に戻す）ように依頼する通知を送ることができる。他の実施形態では、ユーザは他の適切な方法によって動機付けられてもよい。
【００９２】
図３は、開示されている技術の実施形態によるステーションシステム３００を示す概略図である。本明細書に記載のステーションシステム３００は、図１Ａに示すステーション１０７または図２Ａに示すステーション２０７において動作するシステムとすることができる。示されるように、ステーションシステム３００は、プロセッサ３０１、メモリ３０３、ユーザインターフェース３０５、通信構成要素３０７、バッテリ管理構成要素３０９、１つまたは複数のセンサ３１１、記憶構成要素３１３、および複数のバッテリスロット３１７ａ〜ｎに結合されている充電構成要素３１５を含む。プロセッサ３０１は、ステーションシステム３００内のメモリ３０３および他の構成要素（例えば構成要素３０５〜３１７）と対話するように構成される。メモリ３０３は、プロセッサ３０１に結合され、ステーションシステム３００内の他の構成要素または他の情報を制御するための命令を記憶するように構成される。
【００９３】
ユーザインターフェース３０５は、ユーザと対話するように（例えば、ユーザ入力を受信し、ユーザに情報を提示するように）構成される。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース３０５はタッチスクリーンディスプレイとして実装することができる。他の実施形態では、ユーザインターフェース３０５は他の適切なユーザインターフェース装置を含むことができる。記憶構成要素３１３は、ステーションシステム３００に関連する情報、データ、ファイル、または信号（例えば、センサ３１３によって測定された情報、バッテリ３１７ａ〜ｎによって収集された情報、参照情報、充電命令、ユーザ情報など）を一時的または永続的に記憶するように構成される。
【００９４】
通信構成要素３０７は、車両３１（例えば、交換可能バッテリ２０１をその電源として使用する電気自動車）、モバイル装置３２（例えば、交換可能バッテリ２０１を管理するように構成されたアプリを有するバッテリユーザのスマートフォン）、サーバ３３（例えば、サーバ１０３、２０３、または、図４を参照しながら後述するサーバシステム４００）、他のステーションシステム、および／または他の装置のような他のシステムと通信するように構成される。
【００９５】
バッテリ管理構成要素３０９は、様々なソースから特性情報を収集し、収集した情報を分析するように構成される。例えば、バッテリ管理構成要素３０９は、バッテリスロット３１７ａ〜ｎに配置されたバッテリに関する情報、ステーションシステム３００に関する情報、１つまたは複数の電源３４に関する情報、ユーザに関する情報（例えば、通信構成要素３０７を介してモバイル装置３２から受信される）、および／または車両３１に関する情報を収集することができる。いくつかの実施形態において、バッテリ管理構成要素３０９は、さらなる分析またはプロセスのために収集した情報をサーバ３３に送信またはアップロードするために、それらの情報のすべてまたは一部を通信構成要素３０７に提供することができる。特性情報を受信した後、サーバ３３は、受信した特性情報を分析し、所定の目的を達成するためのバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成するように、受信したバッテリ情報を参照情報と比較することができる。
【００９６】
いくつかの実施形態では、バッテリ管理構成要素３０９は、（いくつかの実施形態では、サーバ１０３、３０３および図４を参照して下記に詳述するサーバシステム４００と同様に機能することができる）サーバ３３からの命令に基づいて、バッテリスロット３１７内に配置されているバッテリを管理することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ管理構成要素３０９は、更新された命令を要求するためにサーバ３３と定期的に通信することができる。
【００９７】
いくつかの実施形態では、バッテリ管理構成要素３０９は、バッテリスロット３１７のうちの１つに挿入されたバッテリに関連する収集された特性情報を分析し、収集された特性情報を参照情報と比較することができる。バッテリ管理構成要素３０９はまた、（例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示されるバッテリ特性および／またはバッテリタイプに基づいて）挿入されたバッテリと類似または同じバッテリ特性を有する別のバッテリを識別するように構成される。次いで、バッテリ管理構成要素３０９は、これら２つのバッテリを対にし、これら２つのバッテリについてカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成する。いくつかの実施形態では、バッテリ管理構成要素３０９は、トリガイベント（例えば、ユーザによるバッテリ交換、バッテリ移送など）に応答して、システム内のすべてのバッテリから類似のバッテリを定期的に識別することができる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、バッテリ管理構成要素３０９は、バッテリスロット３１７のうちの１つに挿入されたバッテリに関連する収集された特性情報を分析し、収集された特性情報を参照情報と比較することができる。バッテリ管理構成要素３０９は、それに応じて、比較に基づいて、挿入されたバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。
【００９９】
充電構成要素３１５は、（例えば、サーバ３３またはバッテリ管理構成要素３０９によって生成された個々のカスタマイズされたバッテリ管理計画に基づいて）バッテリスロット３１７ａ〜ｎに配置された各バッテリの充電プロセスを制御するように構成される。バッテリスロット３１７ａ〜ｎは、その中に配置および／またはロックされたバッテリを収容し充電するように構成されている。充電構成要素３１５は、電源３４から電力を受け取り、次いで、その電力を使用して、所定のカスタマイズされたバッテリ管理計画またはバッテリ温度制御計画に基づいて、バッテリスロット３１７ａ〜ｎに位置するバッテリを充電する。
【０１００】
いくつかの実施形態では、カスタマイズされたバッテリ管理計画は、サーバ３３によって生成されるバッテリ需要予測に基づいて調整することができる（例えば、バッテリ需要予測は、予測されるユーザ挙動、ステーション特性、バッテリ交換ステーションの近くでのイベントなどに基づいて生成することができる）。例えば、ステーションシステム３００は、ある期間中にバッテリを充電するのに十分な電力が電源３４から利用可能ではないという判定に応答してバッテリ管理計画を変更することを決定することができる。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画は、サーバ３３によって生成されるバッテリ需要予測に基づいて調整することができる（例えば、バッテリ需要予測は、予測されるユーザ挙動、ステーション特性、バッテリ交換ステーションの近くでのイベントなどに基づいて生成することができる）。例えば、ステーションシステム３００は、ある期間中にバッテリを充電するのに十分な電力が電源３４から利用可能ではないという判定に応答してバッテリ温度制御計画を変更することを決定することができる。
【０１０２】
センサ３１１は、ステーションシステム３００に関連する情報（例えば、動作温度、環境条件、電力接続、ネットワーク接続など）を測定するように構成される。センサ３１１はまた、バッテリスロット３１７ａ〜ｎ内に配置されたバッテリを監視するように構成することもできる。測定された情報は、さらなる分析のためにバッテリ管理構成要素３０９および／またはサーバ３３に送信することができる。いくつかの実施形態では、測定された情報は、カスタマイズされたバッテリ管理計画を生成するために使用される参照情報に含めることができる。例えば、カスタマイズされたバッテリ管理計画は、ステーションシステム３００の周囲の温度またはバッテリスロット３１７の温度に応じて変わり得る。
【０１０３】
図４は、本技術の実施形態によるサーバシステム４００を示す概略図である。サーバシステム４００はまた、（例えば、クライアントステーション４０のような接続されているステーションに対する指示を通じて）サーバシステム４００によって配備または管理され得る複数のバッテリに関連する情報を収集するように構成される。サーバシステム４００はまた、収集された情報を分析し、その分析に基づいて、クライアントステーション４０がその中の充電プロセスを制御するための、カスタマイズされたバッテリ管理計画を生成するようにも構成される。いくつかの実施形態では、クライアントステーション４０は、上述のバッテリ交換ステーション１０７または２０７として実装することができる。他の実施形態では、クライアントステーション４０は他の適切なクライアント装置として実施することができる。
【０１０４】
図４に示すように、サーバシステム４００は、プロセッサ４０１と、メモリ４０３と、入出力（Ｉ／Ｏ）装置４０５と、記憶構成要素４０７と、バッテリ分析構成要素４０９と、電源分析構成要素４１１と、ステーション分析構成要素４１３と、ユーザ挙動分析構成要素４１７と、車両分析構成要素４１９と、通信構成要素４２１とを含む。プロセッサ４０１は、サーバシステム４００内のメモリ４０３および他の構成要素（例えば構成要素４０５〜４２１）と対話するように構成される。
【０１０５】
Ｉ／Ｏ装置４０５は、オペレータと通信する（例えば、オペレータから入力を受け取る、および／またはオペレータに情報を提示する）ように構成される。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏ装置４０５は１つの構成要素（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）とすることができる。いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏ装置４０５は、入力装置（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、カードリーダ、スキャナ、カメラなど）および出力装置（例えば、ディスプレイ、ネットワークカード、スピーカ、ビデオカード、オーディオカード、プリンタ、または他の外部装置）を含んでもよい。
【０１０６】
記憶構成要素４０７は、一時的または永続的に、サーバシステム４００に関連する情報、データ、ファイル、または信号（例えば、収集された情報、参照情報、分析されるべき情報、分析結果など）を記憶するように構成される。いくつかの実施形態では、記憶構成要素４０７は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、または他の適切な記憶手段とすることができる。通信構成要素４２１は、他のシステム（例えば、クライアントステーション４０または他のステーション）および他の装置（例えば、ユーザによって担持されるモバイル装置、車両など）と通信するように構成される。
【０１０７】
バッテリ分析構成要素４０９は、分析されるべき特性情報（バッテリ温度情報を含む）を収集し（例えば、記憶構成要素４０７内に）記憶するように構成される。収集された情報は、様々なソース（例えば、バッテリ交換ステーション、電気自動車、バッテリ、ユーザのモバイル装置など）からの複数のサンプリングバッテリから収集することができる。収集された情報を受け取った後、バッテリ分析構成要素４０９は収集された情報を分析することができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、バッテリ分析構成要素４０９は、（１）バッテリ製造者、（２）バッテリ基本特性、および（３）バッテリ使用状況などの複数の因子に基づいて、収集された特性情報を分類することができる。上述の複数の因子に対して収集された特性情報を分析することを通して、バッテリ分析構成要素４０９は、システム運用者が、目的または目標を達成するために種々の段階（例えば、充電、放電、アイドリングなど）中に特定のタイプの充電式バッテリのバッテリ（例えば、その温度）を制御する方法を理解することを可能にする参照情報のセットを確立する。確立された参照情報は、クライアントステーション４０内のバッテリに対するバッテリ管理計画を生成するために使用することができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、バッテリ分析構成要素４０９は、収集された情報をそれらの相対的な重要性または信頼性に基づいて優先順位付けすることができる。例えば、バッテリ分析構成要素４０９は、（例えば、その中に配置された各バッテリに対する）クライアントステーション４０のためのカスタマイズされたバッテリ管理計画を決定するときに、「バッテリ製造者」を一次因子として使用し、他の項目を二次因子として設定することができる。そのような実施形態では、システム４００は、最初に、充電される電池の製造者に基づいて、（例えば、下記に詳述する図５Ａ〜図５Ｃに示されるような）クライアントステーション４０の充電曲線を作成することができる。次いで、バッテリ分析構成要素４０９は、識別された充電曲線を調整するために他の二次因子を考慮することができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、バッテリ分析構成要素４０９は、経験的研究、機械学習プロセスの結果、および／またはシステムオペレータの嗜好に基づいて、いずれのタイプの収集された情報をバッテリ需要予測に含めるかを決定することができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、バッテリ分析構成要素４０９は、収集された情報の信頼性に基づいて各タイプの収集された情報の優先順位または重み付けを決定する。例えば、分析は、測定され、バッテリに接続されたメモリから収集された情報に対してより大きい重みを与えることができる。これは、サーバシステム４００が、そのような情報が直接的／内部的であり、したがって、環境条件（例えば、天気予報、イベント通知など）のような間接的／外部的情報より信頼できると考えるためである。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、バッテリ分析構成要素４０９は、システム４００内の他の構成要素（例えば構成要素４１１〜４１９）と通信および協働して、クライアントステーション４０に対する（例えば、その中に配置された各バッテリに対する）カスタマイズされたバッテリ管理計画（例えばカスタマイズされたバッテリ温度制御計画）を生成する。しかしながら、いくつかの実施形態では、システム４００は構成要素４１１〜４１９なしで動作することができる。
【０１１３】
電源分析構成要素４１１は、その中のバッテリを充電するためにクライアントステーション４０に電力を供給するために使用される１つまたは複数の電源のステータス（例えば、信頼性、安定性、継続性など）を分析するように構成される。例えば、電源分析構成要素４１１は、クライアントステーション４０に電力を供給するために使用される電源が、特定の日付の午前１時から午前３時の間に中断されることを決定することができ、その後、電源分析構成要素４１１はそれに従って、バッテリ管理計画を調整する（例えばそれを遅延させるか、または、それをより早い時間にシフトする）ことができる。いくつかの実施形態では、電源分析構成要素４１１はまた、異なる期間における充電のためのコストを考慮することもできる。例えば、電源分析構成要素４１１は、電源からの充電コストがオフピーク時間の間に低減されると判定することができる。電源分析構成要素４１１は、オフピーク時間中にクライアントステーション４０がそのバッテリを充電することが可能であるか否かを判定することができる。そうである場合、電源分析構成要素４１１は、充電コストを削減するためにバッテリ管理計画を調整することができる。
【０１１４】
ステーション分析構成要素４１３は、バッテリ分析構成要素４０９がその分析の基礎としてそのような情報を使用することができるように、複数のサンプリングステーションを様々なタイプに分類し、各タイプの代表的な特性／パターンを識別するように構成される。例えば、ステーション分析構成要素４１３は、収集された情報を分析し、バッテリの需要に基づいて複数のバッテリステーションを様々なタイプに分割する。これらのタイプに基づいて、バッテリ分析構成要素４０９およびステーション分析構成要素４１３は、特に収集された情報が、バッテリ分析構成要素４０９が通常の分析を実行するのに不十分である場合に、適切なバッテリ管理計画を迅速に決定し得る。
【０１１５】
ステーション分析構成要素４１３と同様に、ユーザ挙動分析構成要素４１７、および車両分析構成要素４１９もまた、ユーザ挙動、およびバッテリによって駆動される自動車をそれぞれ様々なタイプに分類し、各タイプの代表的な特性／パターンを識別するように構成される。ユーザ挙動分析構成要素４１７は、ユーザがバッテリを交換および／または使用する方法に基づいてユーザ挙動を分類することができる。例えば、ユーザはバッテリ性能を非常に必要としている可能性がある（例えばプロのレーサ）。別の例として、別のユーザは、毎日の用事（例えば、子供を迎える、または日用品購入）のために、その車両に電力を供給するためにバッテリを使用するだけでよい場合がある。ユーザがクライアントステーション４０においてバッテリを予約すると、クライアントステーション４０はその予約に関連する情報をサーバシステム４００に提供する。次いで、サーバシステム４００は、予約をしたユーザのタイプ／カテゴリを決定し、それに応じてクライアントステーション４０のバッテリ管理計画を調整することができる（例えば、サーバシステムは、ユーザがプロのレーサであることを学習し、それに応じてバッテリを充電／準備するように、クライアントステーション４０に指示することができる）。いくつかの実施形態では、そのような調整はクライアントステーション４０によって行うことができる。
【０１１６】
車両分析構成要素４１９は、ユーザが運転することを計画している車両のタイプを分類することができる。各タイプの車両について、車両分析構成要素４１９は、いずれのタイプのバッテリが各タイプの車両に対して最もよく機能するかを決定することができる。例えば、車両分析構成要素４１９は、特定の充電プロセスの後、電気スクータが特定のタイプのバッテリによって最もよく機能することを決定することができる。そのような実施形態では、サーバシステム４００が関連する車両情報を受信した場合、車両分析構成要素４１９は、バッテリ分析構成要素４０９と協働してバッテリ管理計画（および対応する充電命令）を調整することができる。いくつかの実施形態では、そのような情報はユーザプロファイルまたはアカウント情報に見出すことができる。他の実施形態では、そのような車両情報は、クライアントステーション４０によってサーバシステム４００に提供することができる。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、サーバシステム４００は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムでクライアントステーション４０内のバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ管理計画を生成することができる。そのような実施形態では、サーバシステム４００はクライアントステーション４０のステータスを監視する。クライアントステーション４０のバッテリ充電プロセスに影響を与える可能性がある変化（例えば、ユーザがちょうど２つのフル充電されたバッテリを取り外し、クライアントステーション４０に２つの空のバッテリを残した）または潜在的な変化（例えば、ユーザがクライアントステーション４０においてバッテリを交換する予約をする）があると、サーバシステム４００は、上述した分析を実行し、クライアントステーション４０が従うための更新されたバッテリ管理計画を生成することができる。いくつかの実施形態では、変化または潜在的な変化は、モバイル装置（例えば、ユーザがバッテリ予約をするためにその上にインストールされたアプリを使用する）、別のサーバ（例えば、ユーザによって使用されるアプリと関連するウェブサービスサーバ）、および／またはクライアントステーション４０からサーバシステム４００に送信され得る。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、サーバ４００は、カスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成するために上述の因子の組み合わせを考慮することができる。例えば、ユーザ挙動分析構成要素４１７および車両分析構成要素４１９によって実行された分析に基づいて、システム４００は、「日用品購入」タイプの「低消費電力」スクータに乗るユーザが午後２時に２つのバッテリを取りに来ることを計画していると判定することができる。次いで、サーバ４００は、ユーザのために２つの適切なバッテリを選択／予約し、次いで、選択された／予約されたバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成／実施することができる。したがって、２つの選択されたバッテリの解放温度はシステム４００によって制御することができる。他の実施形態では、システム４００が、「高性能」スクータに乗る「プレミアムバッテリ」タイプのユーザが同時に４つのバッテリを交換しようとしていると判定した場合、システム４００は、「日用品購入」タイプのユーザ用に予約されている２つのバッテリの解放温度と比較して、４つのバッテリの解放温度が低くなる、別のカスタマイズされたバッテリ温度制御計画に基づいて、これら４つのバッテリを充電する。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、サーバシステム４００は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムでクライアントステーション４０内のバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ温度制御計画を生成することができる。そのような実施形態では、サーバシステム４００はクライアントステーション４０のステータスを監視する。クライアントステーション４０のバッテリ充電プロセスに影響を与える可能性がある変化（例えば、ユーザがちょうど２つのフル充電されたバッテリを取り外し、クライアントステーション４０に２つの空のバッテリを残した）または潜在的な変化（例えば、ユーザがクライアントステーション４０においてバッテリを交換する予約をする、または、１時間以内にバッテリ需要があることを示すバッテリ需要の予測）があると、サーバシステム４００は、上述した分析を実行し、クライアントステーション４０が従うための更新されたバッテリ温度制御計画を生成することができる。いくつかの実施形態では、変化または潜在的な変化は、モバイル装置（例えば、ユーザがバッテリ予約をするためにその上にインストールされたアプリを使用する）、別のサーバ（例えば、ユーザによって使用されるアプリと関連するウェブサービスサーバ）、および／またはクライアントステーション４０からサーバシステム４００に送信され得る。
【０１２０】
図５Ａ〜図５Ｃは、開示されている技術の実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示す概略図である。図５Ａは、開示されている技術の実施形態による「ステップ充電（ｓｔｅｐ−ｃｈａｒｇｅ）」バッテリ充電プロファイルを示す図である。図５Ａに示すように、バッテリ充電プロファイル５１は、充電状態（ＳｏＣ）とバッテリの充電電流（またはバッテリのタイプ）との関係に基づいて示すことができる。バッテリ充電プロファイル５１、５２、および５３は、「ステップ充電」プロファイルである。このタイプのプロファイルに基づいてバッテリを充電するとき、バッテリは異なる充電段階において異なる電流によって充電される。例えば、バッテリ充電プロファイル５１は、バッテリがそのフル充電容量に近づくと充電電流が減少する充電プロセスを参照する。バッテリ充電プロファイル５２は、第１の部分５２Ａと第２の部分５２Ｂとを有する充電プロセスを参照する。第１の部分５２Ａでは、充電電流は一定のままである。第２の部分５２Ｂでは、充電電圧は一定のままである（したがって充電電流が変化する）。いくつかの実施形態では、充電プロファイルは２つ以上の段階を含むことができる。例えば、バッテリ充電プロファイル５３は、第１の部分５３Ａ、第２の部分５３Ｂ、および第３の部分５３Ｃを有する充電プロセスを参照する。第１の部分５３Ａおよび第２の部分５３Ｂにおいて、充電電流は一定のままである。第３の部分５３Ｃでは、充電電圧は一定のままである（したがって充電電流が変化する）。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、充電プロファイルは、「Ｃレート」などの他の因子によって例示または特徴付けることができる。「Ｃレート」は、バッテリのその容量に対する充電（または放電）レートとして定義することができる。例えば、バッテリは１０００ｍＡ時の全容量を有することができる。このバッテリの場合、５００ｍＡの充電レートは「０．５」のＣレートに対応する。これは、この充電レートにより、バッテリは１時間あたりその容量の５０％を増やすことができることを意味する。いくつかの実施形態では、開示されているシステムは、充電プロファイルを特徴付けるために「Ｃレート」を使用することができる。
【０１２２】
図５Ｂおよび図５Ｃでは、６つの二次元特性曲線（または線）５０１Ａ〜Ｃおよび５０５Ａ〜Ｃが示されている。しかしながら、他の実施形態では、特性曲線は、そのような特性曲線を生成するときに考慮されるべき因子の数に応じて、三次元または多次元であり得る。図５Ｂおよび図５Ｃの実施形態は、一例としてバッテリ充電特性を使用しているに過ぎない。他の実施形態では、他のバッテリ特性（例えば、バッテリ放電特性など）は、図５Ｂおよび図５Ｃに示すものと同様の方法で分析することができる。
【０１２３】
図５Ｂを参照すると、特性曲線５０１Ａ〜Ｃは、バッテリタイプ１の充電特徴を表す。図に示すように、バッテリタイプ２およびバッテリタイプ３に対して、それぞれ２つの異なる特性曲線／線セットがある。図示の実施形態では、バッテリタイプ１、２、および３は、高いバッテリ性能を要求するユーザのための「高性能」バッテリとして指定することができる。
【０１２４】
充電特徴は、複数のサンプリングバッテリと関連付けられる情報（例えば、上記の収集される情報）に基づいて（例えば、サーバシステム４００などのサーバによって、またはステーションシステム３００などのステーションによって）生成される。いくつかの実施形態では、特性曲線（例えば、特性曲線５０１Ａ〜Ｃ）を実際の測定値と比較して、これらの曲線の正確度を検証および／または向上させることができる（例えば、特性曲線５０１Ａをバッテリタイプ１からの実際の測定によって生成される曲線と比較する）。そのような実施形態では、比較の結果を使用して特性曲線をさらに調整することができる。いくつかの実施形態では、本技術は、この手法を使用して、様々な因子、因子に対する重み付け、アルゴリズムなどに基づいてその分析を微調整することができる。
【０１２５】
図５Ｂに示すように、特性曲線５０１Ａは、所定の目的（例えば、バッテリ容量の増加／最大化、延長された／最長のバッテリ寿命など）を達成するように、バッテリが「ステップ充電」様式で充電され得ることを示す。特性曲線５０１Ｂは、所定の目的を達成するために充電時間が増加するとき、充電されるべきバッテリの充電温度を下げるべきであることを示す。特性曲線５０１Ｃは、所定の目的を達成するために充電時間が増加するとき、バッテリスロット（充電されるべきバッテリが中に配置されている）の充電温度を下げるべきであることを示す。理論に縛られることを所望することなく、充電プロセス中にバッテリスロットの温度を下げることによって、それに応じてバッテリの温度を下げることができる。いくつかの実施形態では、バッテリスロットの温度は、換気システム、熱交換器、冷却流体管などのような冷却システムによって低下させることができる。
【０１２６】
図５Ｃを参照すると、特性曲線５０５Ａ〜Ｃは、バッテリタイプ４の充電特徴を表す。図に示すように、バッテリタイプ５およびバッテリタイプ６に対して、それぞれ２つの異なる特性曲線／線セットがある。図示の実施形態では、バッテリタイプ４、５、および６は、特定のバッテリ性能を要求しないユーザのための「通常性能」バッテリとして指定することができる。
【０１２７】
充電特徴は、複数のサンプリングバッテリと関連付けられる情報（例えば、上記の収集される情報）に基づいて（例えば、サーバシステム４００などのサーバによって、またはステーションシステム３００などのステーションによって）生成される。いくつかの実施形態では、これらの特性曲線を実際の測定値と比較して、これらの曲線の正確度を検証および／または向上させることができる（例えば、特性曲線５０５Ａをバッテリタイプ４からの実際の測定によって生成される曲線と比較する）。そのような実施形態では、比較の結果を使用して特性曲線５０５Ａ〜Ｃをさらに調整することができる。いくつかの実施形態では、本技術は、この手法を使用して、様々な因子、因子に対する重み付け、アルゴリズムなどに基づいてその分析を微調整することができる。
【０１２８】
例えば、図５Ｃに示すように、特性曲線５０５Ａは、充電時間が増加すると、ＳｏＣが比例して増加して予め設定された目標（例えば、長い寿命）を達成することを示す。特性曲線５０５Ｂは、充電時間が増加すると、予め設定された目標を達成するためにバッテリ充電温度が「段階的に」低下するはずであることを示している。特性曲線５０５Ｃは、予め設定された目標を達成するために充電プロセスの間バッテリスロットの温度が一定に保たれるはずであることを示す。特性曲線／線５０１Ａ〜Ｃおよび５０５Ａ〜Ｃは、類似の特性を有する２つ以上のバッテリ（例えば、上述の第１のバッテリおよび第２のバッテリ）を準備するためのバッテリ管理計画を形成するために使用される。
【０１２９】
図５Ｄは、開示されている技術の実施形態によるバッテリ充電特性またはパターンを示す概略表である。図５Ｄに示されるように、本システムは、製造者、バッテリ使用状況などのような様々なバッテリ関連因子に基づいてサンプリングバッテリを様々なタイプに分割する。挿入されたバッテリから受信した情報に基づいて、本システムは適切な充電温度特性（例えば、充電曲線または最大充電温度）を迅速に決定することができ、それに応じて、（１）システムによって管理される２つ以上のバッテリに対するカスタマイズされたバッテリ管理計画または（２）挿入されたバッテリに対するカスタマイズされた温度制御計画を生成する。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、本技術は、目的または目標を達成するために特定のバッテリを管理（例えば、充電）する方法を決定するための参照情報として使用することができる複数のタイプの特性曲線またはパターンを提供することができる。いくつかの実施形態では、目的または目標は、財政的理由（例えば、運営費用を削減するため）、顧客満足度（例えば、最高のバッテリ体験をユーザに提供するため）、または他の適切な因子に基づいて決定され得る。
【０１３１】
図６は、開示されている技術の実施形態による方法６００を示すフローチャートである。方法６００は、バッテリ交換ステーションに配置された２つ以上の交換可能バッテリのバッテリ管理計画を生成するように構成されている。方法６００はまた、生成されたバッテリ管理計画を実施するように構成される。方法６００は、（１）バッテリ交換ステーション（例えばステーションシステム３００）を有するサーバ（例えば上述のサーバシステム４００）によって、または（２）単独のバッテリ交換ステーションによって実施することができる。方法６００は、ブロック６０１において、第１の交換可能バッテリに取り付けられた第１のメモリから第１の特性情報項目セットを受信することによって開始する。特性情報は、バッテリ製造情報、バッテリ特性情報、バッテリ充電情報、およびバッテリ使用情報を含む。ブロック６０３において、方法６００は、第２の交換可能バッテリに取り付けられた第２のメモリから第２の情報項目セットを受信することによって継続する。
【０１３２】
ブロック６０５において、関連するシステム（例えば、サーバまたはステーション）は、第１の交換可能バッテリの第１のバッテリ特性および第２の交換可能バッテリの第２のバッテリ特性を識別するために、所定の参照情報に基づいて第１の情報セットおよび第２の情報セットを分析する。いくつかの実施形態において、所定の参照情報は、複数のサンプリングバッテリから収集された情報に基づいて生成される。サンプリングバッテリおよび交換可能バッテリは少なくとも１つの共通の特性（例えば、同じ製造、同じ仕様など）を有し、それゆえ、本技術は、この特性を共通に使用して、第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリに対するバッテリ管理計画を決定するために、収集された情報のいずれの部分を使用するか（また、それにどの程度の重み付けを割り当てるべきか）を決定することができる。
【０１３３】
次にブロック６０７において、方法６００は、第１のバッテリ特性および第２のバッテリ特性に基づいて、準備期間中の第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリに対するバッテリ管理計画を決定する。ブロック６０９において、方法６００は、バッテリ管理計画に従って、第１の交換可能バッテリおよび第２の交換可能バッテリを充電するように、バッテリ交換ステーションの充電制御構成要素に指示することを含む。方法６００はその後戻り、さらなる命令を待つ。
【０１３４】
図７は、開示されている技術の実施形態による方法７００を示すフローチャートである。方法７００は、バッテリ交換ステーションに配置された１つまたは複数のバッテリの温度を管理するように構成されている。方法７００はまた、生成されたバッテリ温度制御計画に基づいて交換可能バッテリを充電するように構成される。方法７００は、（１）バッテリ交換ステーション（例えばステーションシステム３００）を有するサーバ（例えば上述のサーバシステム４００）によって、または（２）単独のバッテリ交換ステーションによって実施することができる。方法７００は、ブロック７０１において、バッテリ交換ステーションに配置された１つまたは複数の交換可能バッテリの温度閾値を決定することによって開始する。温度閾値は、環境因子、特性情報因子、およびユーザ挙動因子を含む１つまたは複数の因子に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、温度閾値はまた、予測バッテリ需要に基づいて決定することもできる。
【０１３５】
ブロック７０３において、方法７００は、決定された温度閾値に基づいて充電規則を決定することによって継続する。いくつかの実施形態では、充電規則は、１つまたは複数の交換可能バッテリの特性情報に基づいて決定することができる。ブロック７０５において、方法７００は、次に、充電規則に基づいて交換可能バッテリを充電する。ブロック７０７において、交換可能バッテリの温度が測定され、決定された温度閾値と比較される。ブロック７０７において、方法７００は、比較に基づいて、１つまたは複数の交換可能バッテリが「利用可能」と考えることができるか否かを判定する。例えば、１つまたは複数の交換可能バッテリの温度が温度閾値に従う場合（例えば、温度閾値によって定義される温度範囲内）、交換可能バッテリは「利用可能」と考えることができ、ユーザが交換する準備ができている。
【０１３６】
図８は、開示されている技術の実施形態による方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、装置交換ステーションに配置された２つ以上のエネルギー貯蔵装置を選択／提供するために使用される。いくつかの実施形態では、方法８００は装置交換ステーション（例えばステーションシステム３００）によって実施することができる。いくつかの実施形態では、方法８００は、サーバ（例えば、上述のようにクライアントステーション４０または装置交換ステーション１０７への命令および通信を伴うサーバシステム４００またはサーバ１０３）によって実施することができる。方法８００は、ブロック８０１において、装置交換ステーション内の２つのエネルギー貯蔵装置を取り出す要求を受信することによって開始する。いくつかの実施形態では、要求はユーザ入力であり得る。いくつかの実施形態では、要求は、装置交換ステーションへのバッテリ挿入の形態であり得る（すなわち、ユーザは、フル充電されたバッテリ（複数可）と交換するために、装置交換ステーションに消耗したバッテリ（複数可）を挿入する）。いくつかの実施形態では、要求は、ユーザのモバイル装置（例えば、スマートフォン）から装置交換ステーションに送信され得る。いくつかの実施形態では、要求はサーバから装置交換ステーションに送信され得る。いくつかの実施形態では、装置交換ステーションは、要求に関連するユーザプロファイルに基づいていずれのバッテリを選択するかを決定することができる。例えば、要求は顧客識別情報を含み、装置交換ステーションはサーバと通信して顧客識別情報に関連するユーザプロファイルを検索することができる。
【０１３７】
ブロック８０３において、方法８００は、各エネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された複数のエネルギー貯蔵装置から第１のエネルギー貯蔵装置を選択することによって継続する。いくつかの実施形態では、特性情報はエネルギー貯蔵装置のＳｏＣステータスを含み、エネルギー貯蔵装置のＳｏＣに基づいて第１のエネルギー貯蔵装置を選択することができる（例えば、最も高いＳｏＣを有するものを選択する）。いくつかの実施形態では、ユーザプロファイルに基づいて第１のエネルギー貯蔵装置を選択することができる。例えば、ユーザプロファイルは、ユーザが新たなバッテリを使用するためのプランに加入した（例えば、それらのバッテリが特定の日以降に製造された）ことを示すことができる。ステーションは次に、第１のエネルギー貯蔵装置として比較的新しいバッテリを選択することができる。例えば、ユーザプロファイルは、ユーザの車両が特定のタイプのバッテリのみを使用することが推奨されることを示すことができ、それに応じてステーションはユーザプロファイルに基づいて第１のエネルギー貯蔵装置を選択することができる。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、特性情報はエネルギー貯蔵装置に関連する複数の因子を含む。特性情報は、バッテリ製造情報（例えば、バッテリタイプ、電池タイプ、ケーシング形状、製造者識別子、製造時間など）、バッテリ基本特性（例えば、ＳｏＣ、ファームウェア、温度、健全性指数など）、および／またはバッテリ使用状況（例えば、充電サイクル）に関する因子を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数の因子の各々は重み値を有する。いくつかの実施形態において、ステーションは、複数の因子および重み値に基づいて第１のエネルギー貯蔵装置を選択することができる。
【０１３９】
ブロック８０５において、方法８００は、次に、第１のエネルギー貯蔵装置および残りの複数のエネルギー貯蔵装置の特性情報に基づいて、装置交換ステーションに配置された残りの複数のエネルギー貯蔵装置から第２のエネルギー貯蔵装置を選択する。ステーションは、その特性（因子）を第１のエネルギー貯蔵装置の特性と照合することによって、第２のエネルギー貯蔵装置を選択する。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、ステーションは、２つ以上の因子に基づいて計算される第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置のスコアおよび対応する重み値に基づいて、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を選択することができる。いくつかの実施形態では、第１のエネルギー貯蔵装置は第１のスコア（例えば最高スコア）を有することができ、第２の貯蔵装置は、残りの複数のエネルギー貯蔵装置のスコアのうち、第１の（最高）スコアに最も近い第２のスコアを有することができる。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、因子／特性情報は様々な方法で考慮することができる。例えば、システムは、最初に照合されることになるいくつかの重要な特性／因子（セルタイプ、バッテリケースタイプ、バッテリケーシングの外観、バッテリ製造者など）を有することができる。これらの重要な因子は、装置交換ステーションによってデフォルトの要素として設定されてもよく、または、ユーザプロファイルに基づいて選択されてもよい。これらの重要な因子に基づいて、バッテリの重み付きスコアが計算される。次いで、第１のバッテリ（例えば、最も高い重み付きスコアを有するもの）を選択することができる。次に、システムはその後、第２のバッテリを選択するために、他の因子（例えば、ＳｏＣ、ＳｏＣ差、温度差、第１のバッテリからの距離など）を重要な因子とともに追加することができる。残りのバッテリについての重み付きスコアは、選択されたすべての因子（すなわち、重要な因子および追加された因子）に基づいて計算することができる。次いで、重み付きスコア（例えば、最も高いもの）に基づいて第２のバッテリを選択することができる。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、重み値はユーザプロファイルに応じて変わり得る。例えば、充電サイクル、セルタイプ、およびＳｏＣなどの一部の因子は、より料金が高いプランに加入しているユーザの重み値をより高くする可能性がある（例えば、これらのユーザは、新たな、大容量の、ＳｏＣが高いバッテリに対してより多く支払うことを望んでいる）。いくつかの実施形態では、一部の「近距離」ユーザはバッテリ交換をより少なくすることを選好する場合があり、比較的古いバッテリを有することを気にしないため、ＳｏＣに対する重み値はこれらのユーザに対してより高くなり得る。
【０１４３】
ブロック８０７において、方法８００は次に、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を解放する。いくつかの実施形態では、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を解放する前に、方法は、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置が温度、ＳｏＣ、または距離閾値などの特定の閾値を満たすか否かを検証することができる。いくつかの実施形態において、これらの閾値は、第１のエネルギー貯蔵装置および第２のエネルギー貯蔵装置を選択するときに考慮され得る。いくつかの実施形態では、閾値を調整することができる。例えば、ステーションの周囲温度に基づいて温度を調整することができる（例えば、周囲温度がより低い場合、温度閾値は高くなる可能性がある）。例えば、より新しいバッテリ（それらの直流内部抵抗、ＤＣＩＲに基づいて決定することができる）では、温度はより高くなり得る。場合によっては、バッテリ需要を満たすために、ステーションは、ＳｏＣ閾値を下げることもでき（例えば、より多くのバッテリをユーザに（または一部の特定のユーザにのみ）提供することができるように９０％から８０％に）、および／または、温度閾値を上げることもできる（ユーザにより多くのバッテリを供給することができるように４０℃から４５℃に）。いくつかの実施形態では、出力バッテリの温度の上限（例えば、４０℃から６０℃の間に設定された温度閾値）だけでなく、温度の下限（例えば、１０℃〜−１０℃の間に設定された温度閾値）も考慮され得る。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、閾値は、ユーザプロファイルに基づいて（例えば、人口統計情報および／またはユーザプロファイル情報内の車両タイプに基づいて）調整することもできる。例えば、ユーザプロファイルは、ユーザが高齢の搭乗者であり、速く走行しないことを選好することを示すことができる。この例では、温度閾値を上げることができる。例えば、ユーザプロファイルは、ユーザの車両がより高温のバッテリを使用することができることを示す。この例では、温度閾値を上げることができる。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、システムの様々な構成要素は、説明された機能を実行するようにプログラムされている１つまたは複数のプロセッサによって実装される。ＡＳＩＣまたはＤＳＰなどの他の回路もまた、説明した論理を実施するように構成することができる。
【０１４６】
本明細書に記載された実施形態では、「構成要素」は、プロセッサ、制御論理、デジタル信号プロセッサ、コンピューティングユニット、および／または上述の機能を実施するための命令を実行するように構成またはプログラムされた任意の他の適切な装置を含み得る。
【０１４７】
本技術は、特定の例示的な実施形態を参照して説明されているが、本技術は、記載された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内で修正および改変されて実施され得ることが認識されよう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味において考えられるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019153576.tif 000016
【外国語明細書】
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2019153576000002.pdf
2019153576000003.pdf
2019153576000004.pdf