(57)【要約】【課題】直流電力においても容易に電力を測定することができる測定装置、測定方法、送信装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供する。【解決手段】エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置である。【選択図】図１
2013207834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える
測定装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記異なる時点における前記エネルギー量の差分と、前記異なる時点間の経過時間とから前記電力を算出する
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記経過時間は、前記異なる時点における時刻の差分である
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記経過時間は、前記異なる時点のうちの第１の時点を計時の開始とした場合において、前記異なる時点のうちの第２の時点において経過した時間である
請求項２に記載の測定装置。
【請求項５】
前記エネルギー量は、直流エネルギーの量である
請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
エネルギー量を測定し、
タイマーにより時刻を計測し、
異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計測された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する
測定方法。
【請求項７】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と、
前記算出部により算出された電力を示す情報を外部に送信する通信部と
を備える送信装置。
【請求項８】
前記通信部は、さらに、前記異なる時点におえる前記エネルギー量の差分と、前記タイマーにより掲示された前記異なる時点の時刻の差分を外部に送信する
請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装とを有する
電池パック。
【請求項１０】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池とを備え、
前記電池から電力の供給を受ける
電子機器。
【請求項１１】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する
電動車両。
【請求項１２】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池とを備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項１３】
エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置を備え、
電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される
電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、測定装置、測定方法、送信装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流（ＡＣ：Alternate Current）の電力の計測においては、通常、ＡＣ電圧のゼロクロスのタイミングを利用して時間管理がなされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−１１６７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、直流（ＤＣ：Direct Current）の場合は、そのゼロクロスに相当するものがないため、通常、計測時間はソフトウェアでの読み出しタイミング等に依存する必要がある。また、直流の場合でも電力の瞬時値は変動が激しいため、交流と同様にして電力の測定を行うことは難しい。
【０００５】
したがって、本技術は、直流電力においても容易に電力を測定することができる測定装置、測定方法、送信装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、第１の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置である。
【０００７】
また、第２の技術は、エネルギー量を測定し、タイマーにより時刻を計測し、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計測された異なる時点の時刻とから電力を算出する測定方法である。
【０００８】
また、第３の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と、算出部により算出された電力示す情報を外部に送信する通信部とを備える送信装置である。
【０００９】
また、第４の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置と、電池と、電池を制御する制御部と、電池を内包する外装とを有する電池パックである。
【００１０】
また、第５の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置と、電池とを備え、電池から電力の供給を受ける電子機器である。
【００１１】
また、第６の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置と、電池と、電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両である。
【００１２】
また、第７の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置と、電池とを備え、電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置である。
【００１３】
さらに、第８の技術は、エネルギー量を測定する測定部と、計時するタイマーと、測定部により測定された、２つの異なる時点におけるエネルギー量と、タイマーにより計時された異なる時点の時刻とから電力を算出する電力算出部とを備える測定装置を備え、電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システムである。
【発明の効果】
【００１４】
本技術によれば、直流電力においても正確に電力測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本技術の第１の実施の形態における測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態における測定装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１の実施の形態における測定装置による処理の概念図である。
【図４】図４は、本技術の第２の実施の形態における測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第２の実施の形態における測定装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、本技術の測定装置を備える送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、本技術の測定装置を適用した電池パックの回路構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、本技術が適用された蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例を示す図である。
【図９】図９は、本技術が適用されるハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本技術は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１.測定装置の構成］
［１−２.測定装置による処理］
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１.測定装置の構成］
［２−２.測定装置による処理］
＜３．変形例＞
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１.測定装置の構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る測定装置１０の構成を示すブロック図である。測定装置１０は、測定部１１、タイマー１２、算出部１３とから構成されている。また、算出部１３は、エネルギー量算出部１４、時間算出部１５、電力算出部１６とからなる。算出部１３はリアルタイムＯＳ（operating system）により制御されている。リアルタイムＯＳとは、リアルタイムに処理を実行することを重視し、そのための機能を実装したＯＳであり、例えば、μＩＴＲＯＮなどがある。
【００１８】
測定部１１は、例えば、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor)、デジタル積分器、リファレンス回路、ローパスフィルター、乗算器、温度センサなどから構成されている、既存のエネルギー量測定用ＩＣ（integrated circuit）、エネルギー量測定用デバイスである。測定部１１にエネルギー量測定のために、電圧および電流が入力される。なお、測定部１１の数は１つに限られるものではなく、測定対象や測定環境などに応じて複数設けてもよい。
【００１９】
タイマー１２は、例えば、リセットまたはプリセット機能がなく、常に一定のテンポで時間の経過を計測し続けるタイマーである、いわゆるフリーランニングタイマーなどと称されるものである。タイマー１２は時間の経過を測定し続け、タイマー１２の測定値は、常時、測定部１１に供給される。また、タイマー測定値は、算出部１３が測定部１１からエネルギー量を読み出すタイミングで算出部１３に読み出される。
【００２０】
測定部１１は、入力される電圧値Ｖ、電流値Ｉおよびタイマー測定値ｔを用いて、下記の式１の計算を行うことにより、エネルギー量Ｅを算出する。
【００２１】
［式１］
2013207834.tif 000003
【００２２】
算出部１３は、測定部１１によって得られたエネルギー量の値を所定のタイミングで測定部１１から読み出す。また、測定部１１からエネルギー量を読み出すタイミングでタイマー１２からタイマー測定値も読み出す。算出部１３は、所定の期間を空けて、２つの異なる時点で、エネルギー量およびそれに対応したタイマー測定値の読み出しを行う。よって、算出部１３がタイマー１２から読み出すタイマー測定値は、算出部１３が測定部１１からエネルギー量を読み出した時刻を示すものとなる。
【００２３】
なお、以下の説明においては、１回目に読み出されるエネルギー量をＥ１、それに対応するタイマー測定値をｔ１と称する。また、２回目に読み出されるエネルギー量をＥ２、それに対応するタイマー測定値をｔ２と称する。なお、算出部１３は、１回目に読み出したエネルギー量Ｅ１とタイマー測定値ｔ１とを電力算出までの間バッファメモリ（図示せず。）などに保持しておく。
【００２４】
エネルギー量算出部１４は、読み出したエネルギー量であるＥ１とＥ２との差分（Ｅ１−Ｅ２）を算出する。時間算出部１５は、読み出したタイマー測定値であるｔ１とｔ２の差分（ｔ２−ｔ１）を算出する。そして、電力算出部１６は、エネルギー量算出部１４により求められた（Ｅ１−Ｅ２）と、時間算出部１５により求められた（ｔ２−ｔ１）とに基づいて下記の式２により、単位時間あたりの電力Ｐを算出する。
【００２５】
［式２］
Ｐ＝（Ｅ１−Ｅ２）／（ｔ２−ｔ１）
【００２６】
この式２は、２つの異なる時点におけるエネルギー量の差分を（ｔ２−ｔ１）で表される２つの異なる時点間において経過した時間で割ることによりｔ１からｔ２で示される２つの異なる時点の間における実効電力を求めるものである。
【００２７】
なお、算出部１３に含まれるエネルギー量算出部１４、時間算出部１５、電力算出部１６のそれぞれは、各々が算出した値を例えば外部のＣＰＵ（Central Processing Unit）などに供給できるようにするとよい。これにより、外部のＣＰＵなどにおいてそれらの個別の値を別の処理に用いることができる。
【００２８】
以上のようにして、本実施の形態に係る測定装置１０は構成されている。
【００２９】
［１−２.測定装置による処理］
次に測定装置１０による測定処理について説明する。図２は測定処理の流れを示すフローチャートである。また、図３は、測定処理の概念図である。まず、ステップＳ１１で、算出部１３は、測定部１１によって求められたエネルギー量Ｅ１を測定部１１から読み出す。また、測定部１１からエネルギー量Ｅ１を読み出したタイミングでタイマー測定値ｔ１をタイマー１２から読み出す。
【００３０】
次にステップＳ１２で、算出部１３は所定時間待機する。この所定時間は例えば、５００ｍｓなどであるが、これに限られるものではない。
【００３１】
所定時間待機後、次にステップＳ１３で、算出部１３は、測定部１１によって測定されたエネルギー量Ｅ２を測定部１１から読み出す。また、測定部１１からエネルギー量Ｅ２を読み出したタイミングでタイマー測定値ｔ２をタイマー１２から読み出す。
【００３２】
そしてステップＳ１４で、算出部１３のエネルギー量算出部１４が（Ｅ１−Ｅ２）を算出し、また、時間算出部１５が（ｔ２−ｔ１）を算出する。さらに、電力算出部１６が（Ｅ１−Ｅ２）と（ｔ２−ｔ１）とを用いて、上述の式２によりｔ１からｔ２の期間における電力を算出する。
【００３３】
以上のようにして第１の実施の形態における電力測定が行われる。
【００３４】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１.測定装置の構成］
次に本技術の第２の実施の形態について説明する。図４は第２の実施の形態における測定装置２０の構成を示すブロック図である。
【００３５】
第２の実施の形態における測定部２１は、第１の実施の形態における測定部１１と同様のものであり、入力される電圧Ｖ、電流Ｉおよびタイマー測定値ｔに基づいてエネルギー量を測定するものである。ただし、第２の実施の形態においては、測定部２１は、時間の経過を計測するタイマー２２を備えている。
【００３６】
タイマー２２は、測定部２１によるエネルギー量の測定と連動しており、算出部２３が測定部２１からＥ１を読み出す１回目の読み出しタイミングでタイマー２２はリセットされてタイマー測定値はゼロとなる。タイマー２２は、１回目のエネルギー量の読み出しタイミングから時間の経過の測定を開始する。そして、算出部２３による２回目の読み出しであるＥ２の読み出しのタイミングで、測定部２１はタイマー２２による測定値を読み出す。
【００３７】
これにより、一回目の読み出しタイミングと２回目の読み出しタイミング間に経過した時間ｔを得ることができる。
【００３８】
算出部２３は、エネルギー量算出部２４と、電力算出部２５とからなるものである。エネルギー量算出部２４は、第１の実施の形態と同様に、測定部２１から読みだしたエネルギー量であるＥ１とＥ２との差分（Ｅ１−Ｅ２）を算出する。
【００３９】
電力算出部２５は、エネルギー量算出部２４により求められた（Ｅ１−Ｅ２）と、２回目のエネルギー量読み出しのタイミングでタイマー２２から読みだしたタイマー測定値ｔとに基づいて下記の式３により、１回目の読み出しと２回目の読み出し間における単位時間あたりの電力Ｐを算出する。
【００４０】
［式３］
Ｐ＝（Ｅ１−Ｅ２）／ｔ
【００４１】
この式３は、２つの異なる時点におけるエネルギー量の差分を「ｔ」で表される２つの異なる時点間において経過した時間で割ることにより、１回目の読み出しタイミングから２回目の読み出しタイミングまでの期間における実効電力を求めるものである。
【００４２】
［２−２.測定装置による処理］
次に第２の実施の形態における測定装置２０による測定処理について説明する。図５は測定処理の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１で、算出部２３は、測定部２１によって求められたエネルギー量Ｅ１を測定部２１から読み出す。次にステップＳ２２で、測定部２１からエネルギー量Ｅ１を読みだしたタイミングでタイマー２２がリセットされ、タイマー２２が計時を開始する。なお、ステップＳ２１とステップＳ２２とはほぼ同時に行われる。
【００４３】
次にステップＳ２３で、算出部２３は所定時間待機する。この所定時間は例えば、５００ｍｓなどであるが、これに限られるものではない。
【００４４】
所定時間待機後、次にステップＳ２４で、算出部２３は、測定部２１によって測定されたエネルギー量Ｅ２を測定部２１から読み出す。また、測定部２１からエネルギー量Ｅ２を取得したタイミングでタイマー測定値ｔをタイマー２２から読み出す。
【００４５】
そして、ステップＳ２５で、算出部２３のエネルギー量算出部２４が（Ｅ１−Ｅ２）を算出する。そして、電力算出部２５が（Ｅ１−Ｅ２）とタイマー測定値ｔとを用いて、上述の式３により１回目の読み出しから２回目の読み出しまでの期間における電力を算出する。
【００４６】
以上のようにして第２の実施の形態における電力測定が行われる。なお、第１の実施の形態における測定方法と第２の実施の形態における測定方法とでは求まる電力の値は同一となる。
【００４７】
リアルタイムＯＳにおいては、１回目のエネルギー量読み出しと２回目のエネルギー量読み出しとの間の待機時間（設定しようすると待機時間をＴｗとする）を設定する関数はＯＳの規約等により「Ｔｗ以上」という規定となっている。よって、実際に行われる処理における待機時間は正確にｔｗとなるのではなく、Ｔｗ以上の値でばらつきが生じる。なお、「Ｔｗ以上」という規定であるため、待機時間がＴｗ以下となることはない。
【００４８】
これは、リアルタイムＯＳは複数のタスクを同時に並列処理することができるが、タスクコンテキストでの処理においては、正確な時間管理を行うことができないという特性によるものである。
【００４９】
したがって、本技術では、１回目のエネルギー量の読み出しと２回目のエネルギー量の読み出しとの間における経過時間を第１の実施の形態においては「ｔ２−ｔ１」により求める。また、第２の実施の形態においては、１回目のエネルギー量の読み出し時を０としてタイマーで計時することにより求める。これにより、リアルタイムＯＳの特性によりエネルギー量読み出しの間の待機時間にばらつきが生じたとしても、エネルギー量取得の間に経過した時間を正確に得て、正確な電力を求めることができる。
【００５０】
本技術においては、交流において電圧がゼロとなる地点であるゼロクロスのタイミングを利用する必要がないため、ゼロクロスに相当するものがない直流においても電力値を測定することができる。したがって、直流電力の測定に有効である。ただし、交流電力の測定にも用いることができる。
【００５１】
現在、電力の有効活用、使用電力の抑制などの目的のために、電力を視覚的にユーザに提示するいわゆる「電力見える化」が提唱され、普及し始めている。「電力見える化」においては、実効電力値、電力消費の状況をほぼリアルタイムで把握する必要がある場合も生じる。そこで、将来、ＤＣ給電が普及し、さらに電力見える化も普及した場合、配電盤などに設けられる電力測定装置に本技術を適用することにより、正確にそれらを把握することが可能となる。したがって、将来、「電力見える化」がより普及した場合に本技術は有効である。
【００５２】
図６は、測定装置の測定結果を外部に送信する通信部を備える送信装置３０の構成を示すブロック図である。測定部１１、タイマー１２、算出部１３の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
通信部３１は、例えば、所定のプロトコルに基づいてインターネット、専用回線などのネットワークを介して外部の見える化を担うシステム、見える化の表示装置、または、クラウドサーバなどとの通信を行うためのネットワークインターフェースである。通信方式は有線通信、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）、３Ｇ回線を用いた通信、Bluetooth（登録商標）など、どのようなものでもよい。
【００５４】
通信部３１を介して、算出部１３により算出されたエネルギー量を示す情報、時間を示す情報、電力を示す情報が外部のシステム、表示装置、クラウドサーバなどに送信される。これらの情報を一括で送るようにしてもよいし、個別にそれぞれ別の送信先に送信するようにしてもよい。
【００５５】
＜３．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形、適用が可能である。
【００５６】
（３−１）電池パック
本技術は例えば、電池を備える電池パックに適用することができる。以下、電池パックについて説明する。
【００５７】
図７は、本技術の測定装置を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａとを備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【００５８】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【００５９】
組電池３０１は、複数の電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。なお、図７では、６つの電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【００６０】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。なお、例では＋側にスイッチ部を設けているが、−側に設けてもよい。
【００６１】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。充電制御スイッチのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００６２】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００６３】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【００６４】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【００６５】
ここで、例えば、電池がリチウムイオン二次電池であり、負極活物質としてＬｉ／Ｌｉ+に対して０Ｖ近くでリチウム合金となる材料を用いた場合には、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００６６】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【００６７】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【００６８】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）などからなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や 、製造工程の段階で測定された各電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値などが予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。 （また、電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【００６９】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【００７０】
制御部３１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、電池パック全体を制御するものである。ＲＯＭには、ＣＰＵにより読み込まれ動作されるプログラムなどが記憶されている。ＲＡＭはＣＰＵのワークメモリとして用いられる。制御部３１９は、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い様々な処理を実行することによって測定装置１０として機能する。測定装置１０には、電圧検出部３１１から測定電圧が供給される。さらに、測定装置１０には電流検出部から３１３から測定電流が供給される。これにより、測定装置１０は電池パックにおける電力の消費量を測定することができる。
【００７１】
次に、本技術に係る測定装置を適用した電池パックを搭載した電子機器、電動車両および蓄電装置などの機器について説明する。電池パックは、電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に電力を供給するために使用することができる。
【００７２】
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、 エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられる。
【００７３】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などが挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
【００７４】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。
【００７５】
以下では、上述した適用例のうち、本技術の測定装置を備える電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【００７６】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【００７７】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【００７８】
（３−２）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術に係る測定装置を備える電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図８を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、測定装置１０、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００７９】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、測定装置１０、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。測定装置１０は例えば住宅１０１の配電盤などに設けられ、住宅における電力の使用量を測定する。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【００８０】
蓄電装置１０３に電池が設けられている。電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。測定装置１０は、商用電力の使用量を測定し、図６で説明した送信機能などにより、測定された使用量を電力会社に送信する機能を備えていてもよい。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。
【００８１】
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。
【００８２】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧの登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００８３】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)などに、表示されてもよい。
【００８４】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。また、測定装置も蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。
【００８５】
以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【００８６】
なお、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【００８７】
（３−３）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。図９に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【００８８】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリーモジュール２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリーモジュール２０８に対して、上述した本技術に係る測定装置１０または、測定装置１０を備える電池パックが適用される。これにより、バッテリーモジュール２０８における電力の消費量を測定することが可能となっている。測定装置１０における測定結果は車両全体の制御を行う車両制御装置２０９に供給されるようにしてもよい。
【００８９】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリーモジュール２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【００９０】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリーモジュール２０８に蓄積することが可能である。
【００９１】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリーモジュール２０８に蓄積される。
【００９２】
バッテリーモジュール２０８は、ハイブリッド車両２００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【００９３】
図示しないが、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【００９４】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【００９５】
また、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【００９６】
（１）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える
測定装置。
【００９７】
（２）算出部は、前記２つの異なる時点における前記エネルギー量の差分と、前記２つ異なる時点間の経過時間とから前記電力を算出する
前記（１）に記載の測定装置。
【００９８】
（３）前記経過時間は、前記２つの異なる時点における時刻の差分である
前記（２）に記載の測定装置。
【００９９】
（４）前記経過時間は、前記２つの異なる時点のうちの第１の時点を計時の開始とした場合において、前記２つの異なる時点のうちの第２の時点において経過した時間である
前記（２）に記載の測定装置。
【０１００】
（５）前記エネルギー量は、直流エネルギーの量である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の測定装置。
【０１０１】
（６）エネルギー量を測定し、
タイマーにより時刻を計測し、
２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計測された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する
測定方法。
【０１０２】
（７）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と、
前記算出部により算出された電力を示す情報を外部に送信する通信部と
を備える送信装置。
【０１０３】
（８）前記通信部は、さらに、前記異なる時点におえる前記エネルギー量の差分と、前記タイマーにより掲示された前記異なる時点の時刻の差分を外部に送信する
前記（７）に記載の送信装置。
【０１０４】
（９）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装とを有する
電池パック。
【０１０５】
（１０）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池とを備え、
前記電池から電力の供給を受ける
電子機器。
【０１０６】
（１１）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する
電動車両。
【０１０７】
（１２）エネルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置と、
電池とを備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【０１０８】
（１３）ルギー量を測定する測定部と、
計時するタイマーと、
前記測定部により測定された、２つの異なる時点における前記エネルギー量と、前記タイマーにより計時された前記異なる時点の時刻とから電力を算出する算出部と
を備える測定装置を備え、
電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される
電力システム。
【符号の説明】
【０１０９】
１０、２０・・・測定装置
１１、２１・・・測定部
１２、２２・・・タイマー
１３、２３・・・算出部
３０・・・・・・送信装置
３１・・・・・・通信部
【図１】
2013207834.tif 000004
【図２】
2013207834.tif 000005
【図３】
2013207834.tif 000006
【図４】
2013207834.tif 000007
【図５】
2013207834.tif 000008
【図６】
2013207834.tif 000009
【図７】
2013207834.tif 000010
【図８】
2013207834.tif 000011
【図９】
2013207834.tif 000012