(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に搭載される着脱可能なバッテリを複数収納するバッテリ収納部を備え、利用者から返却されるバッテリを回収して充電するとともに、既に充電されたバッテリを貸し出すバッテリ・レンタル装置において、
外気温度の前記バッテリ収納部に対する高低に関わらず前記バッテリ収納部を所定の温度範囲に保つ温度管理手段を備えたことを特徴とするバッテリ・レンタル装置。
【請求項２】
前記温度管理手段は、前記バッテリ収納部を包む温度保存部と、前記バッテリ収納部に設けた少なくとも１つの温度センサまたは装置外部に設けた少なくとも１つの外気温度センサと、この温度センサからの温度信号に基づいて前記温度保存部の温度を変更する温度調節器と、この温度調節器を駆動する温度制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ・レンタル装置。
【請求項３】
前記温度制御部は、バッテリの上限および下限の保存温度を設定する温度設定手段と、保存温度と前記温度センサまたは前記外気温度センサが検出する温度とを比較する比較手段と、この比較手段が検出した温度偏差に基づいて前記温度調節器の駆動を制御する制御信号発生手段と、を備えたことを特徴とする請求項２記載のバッテリ・レンタル装置。
【請求項４】
前記温度保存部を断熱材で構成し、上部および下部に通風用の切欠部と、通風用のファンと、を設けたことを特徴とする請求項２記載のバッテリ・レンタル装置。
【請求項５】
装置ケースに、通風用の切欠部と、通風用のファンと、を設けたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ・レンタル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電動車両のバッテリ・レンタル装置に係り、特に装置に収容された複数のバッテリの温度をバッテリの保存温度に保つバッテリ・レンタル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２９３２５１号公報に開示されているように、複数の電気自動車用二次電池を収納して充電するように構成された二次電池の充電装置が知られている。
【０００３】
この充電装置は、装置の搭上支持体の最上部に、充電処理中に発生した熱やガスを集約して回収または処理するための隔離室が設けられ、二次電池を充電する際に発生する熱の処理が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−２９３２５１号公報の充電装置は、熱やガスを集約して回収または処理するための隔離室が設けられているが、周囲温度の変化や二次電池の充電時に発生する熱に対し、二次電池を所定の保存温度に保つための手段がなく、充電装置を屋外に設置した場合には、二次電池の温度が高過ぎたり、低過ぎたりして二次電池の性能劣化を招いたり、充電の効率が低下する課題がある。
【０００５】
特に、電動車両のバッテリ・レンタル装置は、その利用目的から屋外に設置される場合が想定され、直射日光下の高温環境や冬季の低温環境に晒されるため、その温度管理が特に要望される。
【０００６】
このような厳しい環境（温度）条件を避けるためには、バッテリ・レンタル装置を屋内に配置するとよいが、屋内に配置するとバッテリ・レンタル装置の配置場所および設置台数に制約があり、利用者の利便性が低下する課題がある。
【０００７】
特に、着脱可能なバッテリを備える電動自転車の普及に伴って利用者が何処でもいつでもバッテリの交換ができることが望まれている。
【０００８】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的はバッテリの保存温度を一定の温度範囲に保ち、何処にでも設置することができる利便性に優れたバッテリ・レンタル装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るバッテリ・レンタル装置は、電動車両に搭載される着脱可能なバッテリを複数収納するバッテリ収納部を備え、利用者から返却されるバッテリを回収して充電するとともに、既に充電されたバッテリを貸し出すバッテリ・レンタル装置において、外気温度のバッテリ収納部に対する高低に関わらずバッテリ収納部を所定の温度範囲に保つ温度管理手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、バッテリ収納部を所定の温度範囲に保つ温度管理手段を備えたので、温度環境条件の厳しい屋外に設置してもバッテリの性能を最適に保つことができる。
【００１１】
また、この発明に係る温度管理手段は、バッテリ収納部を包む温度保存部と、バッテリ収納部に設けた少なくとも１つの温度センサまたは装置外部に設けた少なくとも１つの外気温度センサと、この温度センサからの温度信号に基づいて温度保存部の温度を変更する温度調節器と、この温度調節器を駆動する温度制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る温度管理手段は、バッテリ収納部を包む温度保存部と、バッテリ収納部に設けた少なくとも１つの温度センサまたは装置外部に設けた少なくとも１つの外気温度センサと、この温度センサからの温度信号に基づいて温度保存部の温度を変更する温度調節器と、この温度調節器を駆動する温度制御部とを備えたので、バッテリ収納部内に収容された複数のバッテリを一定温度範囲に保つことができる。
【００１３】
さらに、この発明に係る温度制御部は、バッテリの上限および下限の保存温度を設定する温度設定手段と、保存温度と温度センサまたは前記外気温度センサが検出する温度とを比較する比較手段と、この比較手段が検出した温度偏差に基づいて温度調節器の駆動を制御する制御信号発生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る温度制御部は、バッテリの上限および下限の保存温度を設定する温度設定手段と、保存温度と温度センサまたは前記外気温度センサが検出する温度とを比較する比較手段と、この比較手段が検出した温度偏差に基づいて温度調節器の駆動を制御する制御信号発生手段とを備えたので、バッテリ収容部内の温度または外気温度が設定された上限または下限の保存温度の範囲外になった時のみ、温度調節器を駆動することができる。
【００１５】
また、この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、温度保存部を断熱材で構成し、上部および下部に通風用の切欠部と、通風用のファンとを設けたことを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、温度保存部を断熱材で構成し、上部および下部に通風用の切欠部と、通風用のファンとを設けたので、バッテリ収容部内の温度変化を抑制し、複数のバッテリを均一の温度に保つことができる。
【００１７】
さらに、この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、装置ケースに、通風用の切欠部と、通風用のファンとを設けたことを特徴とする。
【００１８】
この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、装置ケースに、通風用の切欠部と、通風用のファンとを設けたので、装置内部の温度を均一にしてバッテリ収容部内の温度を保存温度に保つことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、複数のバッテリを収納し、バッテリ収納部や装置外部の温度変化に対応してバッテリ温度を保存温度に保つことにより、何処にでも設置して、バッテリの返却と貸出しを可能にする利便性の高いバッテリ・レンタル装置を提供するものである。
【００２０】
図１はバッテリ・レンタル装置の接続系統図である。
図１において、バッテリ・レンタル装置１は、通信回線を介して中央管理装置３と接続する。
【００２１】
バッテリ・レンタル装置１は、電動自転車の普及台数やフル充電された電動自転車の走行距離等を考慮し、地域各所に複数の台数を設置して利用者の便宜を図る。
【００２２】
利用者は、バッテリ・レンタル装置１を利用しようとする際、まずバッテリ・レンタルシステム会社や代理店等との間でバッテリ・レンタル装置１の利用に関する契約を行う。
【００２３】
契約の内容は、例えば１つの電動自転車（バッテリ）単位毎に、利用者登録番号（レンタルＩＤ）を登録し、この登録番号を中央管理装置３で管理した後に、実際に電動自転車を利用してバッテリの容量が少なくなった場合には、バッテリをバッテリ・レンタル装置１に返却し、フル充電されたバッテリを借りることができる。
【００２４】
図２はバッテリ・レンタル装置の構成図である。
図２において、バッテリ・レンタル装置１は、バッテリ７、格納部１５、格納部表示灯１５ａ、警報装置１６、ディスプレイ装置１７、可聴表示器１７ａ、人体センサ２０、照明機器２２を備える。
【００２５】
利用者がバッテリ・レンタル装置１の前に立つと、人体センサ２０が利用者を感知し、格納部１５の出入用のロックを解除した後、ディスプレイ装置１７と可聴表示器１７ａによりガイダンスを行う。
ガイダンスは、例えば「いらっしゃいませ。使用済みのバッテリを１番目のベイ（又は格納部）に入れて下さい。」のような音声で出力する。
【００２６】
利用者が返却するバッテリを格納部１５に挿入すると、バッテリ７をロックし、バッテリ７の識別番号や固有情報を読み取った後に、バッテリ識別番号のチェックを行い、新たなバッテリを貸出し可能かどうかを判断する。
【００２７】
返却するバッテリ７の識別番号に問題がある場合には、ディスプレイ装置１７と可聴表示器１７ａから使用が不可能な理由を伝え、充電されたバッテリの貸出しを行わず、返却用のバッテリ７を利用者に返却する。
【００２８】
返却用バッテリ７の識別番号に問題のない場合には、返却用バッテリ７の使用量をチェックして検出した後、利用者に操作手順をディスプレイ装置１７と可聴表示器１７ａで案内する。
【００２９】
また、返却されたバッテリ７の貸出時のバッテリ容量の残量と現在の残量を図１に示す通信回線を介して中央管理装置３に送信し、中央管理装置３から送信されてくる使用量、使用料金、最新レンタル日時等のデータを、ディスプレイ装置１７と可聴表示器１７ａで利用者に知らせるとともに、返却されたバッテリの識別番号と使用料金を記憶する。
【００３０】
次に、多段に配列されている複数の貸出し用バッテリ７の中から、フル充電、または残量が７０％以上のバッテリ７の格納部１５をディスプレイ装置１７と可聴表示器１７ａで利用者に知らせる。
この時は、例えば「お客様がご使用された電気料金は、５００円です。２番目のベイ（又は格納部）のバッテリをお取り下さい。」と音声で行う。
【００３１】
貸出し用バッテリ７のバッテリ識別番号とバッテリ容量の残量をバッテリ・レンタル装置１に記憶する。
貸出し用バッテリ７には、バッテリ残量を記憶させた後に、貸出し用バッテリ７に付加されているロックピン１２のロックを解除して利用者が容易にバッテリ７を格納部１５から取り出せるようにする。
【００３２】
利用者がバッテリ７が取り出すと、例えば「ご利用有難うございました。」という操作完了を音声で出力する。
【００３３】
バッテリ・レンタル装置１は、返却されたバッテリ７の返却日時、使用料金、レンタル回数および最新レンタル日時等と、充電するための固有の電気的データ情報をも一時記憶し、これらのデータを通信回線２を介して中央管理装置３に伝送する。
【００３４】
また、中央管理装置３からデータ情報に対応する電気的処理方法の情報を受け、受けた情報の情報命令に従って電気的処理を行うとともに、電気的処理を行った結果のデータ情報を、再度通信回線２を介して中央管理装置３に伝送する。
【００３５】
警報装置１６は、何らかのトラブル時には警報音を発し、さらに緊急時には、インターホン呼出スイッチ２１により、中央管理装置３を介してバッテリ・レンタルシステム会社と交信できるようにする。
【００３６】
図３はバッテリの格納を説明する説明図である。
図３において、バッテリ７は、バッテリ・レンタル装置１のバッテリ格納部１５からバッテリ７を取り出すためのハンドル１３、ロック用のロックピン１２、電源供給用プラス端子９、電気測定用端子１０、電源供給用マイナス端子１１を備える。
【００３７】
バッテリ７への充電、またはバッテリ７からの放電は、電源供給用プラス端子９、電源供給用マイナス端子１１を介して行われる。
また、電気測定用端子１０は、図示しない記憶手段に製造番号や製造年月日等の識別番号、および返却日時、充放電回数、レンタル日時（貸出日時）、バッテリ温度、バッテリ残量のデータ等の固有情報させたり、バッテリ・レンタル装置１に固有情報を伝達するものである。
【００３８】
ロックピン１２は、バッテリ・レンタル装置１の返却用のバッテリ７を格納部１５に挿入すると機械的にロックピン１２が引き起こされ、バッテリ７がロックされる。
【００３９】
また、貸出し用バッテリ７を取り出す際には、バッテリ・レンタル装置１の解除信号に基づいて格納部１５内の戻し金具により、ロックピン１２が押し戻され、バッテリ７は格納部１５から容易にハンドル１３で取り出せる。
【００４０】
図３（ａ）は、格納部表示灯１５ａが点滅している格納部１５に返却用の使用済みバッテリ７を挿入する状態を示す説明図である。
図３（ｂ）は、挿入する途中の状態を示す説明図であり、ロックピン１２が図３（ｄ）に示すようには突起していない状態である。
図３（ｃ）は、返却用の使用済みバッテリ７が完全に押し込まれた状態を説明する説明図であり、ロックピン１２が突起してロックされた状態である。
【００４１】
図４はこの発明に係る温度管理手段の温度保存部を表わすバッテリ・レンタル装置の外観図である。
図４（ａ）に表面図、図４（ｂ）に側面図を示す。
図４において、バッテリ・レンタル装置１は、複数のバッテリ７を収納するバッテリ収納部２３を正面を除いて包む温度保存部３０を備える。
温度保存部３０は、断熱性に優れた断熱材で形成する。
【００４２】
複数のバッテリ７を充電する充電器１８および電源１９は、バッテリ・レンタル装置１の底部に配置する。
これらの熱源をヒタとともにバッテリの温度を高める時に利用することができる。
【００４３】
図５はこの発明に係る温度管理手段を備えたバッテリ・レンタル装置の一実施の形態構成図である。
図５において、温度管理手段は、バッテリ収納部２３を包む温度保存部３０と、バッテリ収納部２３に設けた少なくとも１つの温度センサ３２または装置外部に設けた少なくとも１つの外気温度センサ３１と、この温度センサ（３２、３１）からの温度信号（Ｔｉ、Ｔｏ）に基づいて温度保存部３０の温度を変更する温度調節器３４と、この温度調節器３４を駆動する温度制御部３３とから構成する。
【００４４】
温度保存部３０は、バッテリ収納部２３の表面（バッテリ取り出し部）を除いいた全ての面を断熱材で覆い、バッテリ収納部２３内の温度変化を小さく抑制するよう形成する。
【００４５】
温度保存部３０の上面部には、切欠部３０Ｂを設け吸入用のファン３５を配置する。
また、温度保存部３０の下面部には、切欠部３０Ａを設け、温度調節器３４からの温風または、冷風がバッテリ収納部２３内に送風されるように形成する。
【００４６】
温度センサ３２は、バッテリ収納部２３に少なくとも１つ配置し、バッテリ収納部２３内の温度Ｔｉを検出して温度信号Ｔｉを温度制御部３３に供給する。
【００４７】
外気温度センサ３１は、バッテリ・レンタル装置１のケースに少なくとも１つ配置し、外気温度Ｔｏを検出して外気温度信号Ｔｏを温度制御部３３に供給する。
【００４８】
温度制御部３３は、温度設定手段、比較手段、制御信号発生手段を備え、温度センサ３２から供給される温度信号Ｔｉ、または外気温度センサ３１から供給される外気温度信号Ｔｏをバッテリの保存温度を比較し、比較結果に基づいて制御信号Ｖｏを温度調節器３４に供給する。
【００４９】
図６はこの発明に係る温度制御部の要部ブロック構成図である。
図６において、温度制御部３３は、温度設定手段４１、比較手段４４、制御信号発生手段４５を備える。
【００５０】
温度設定手段４１は、上限温度設定手段４２、下限温度設定手段４３を備える。
上限温度設定手段４２は、ＲＡＭ等の書換え可能なメモリで構成し、バッテリ７の保存温度の上限値（例えば、３０℃）を記憶し、上限温度信号Ｔｕを比較手段４４に供給する。
【００５１】
下限温度設定手段４３は、ＲＡＭ等の書換え可能なメモリで構成し、バッテリ７の保存温度の下限値（例えば、１０℃）を記憶し、下限温度信号Ｔｄを比較手段４４に供給する。
【００５２】
なお、保存温度の上限値および下限値は、バッテリ・レンタル装置１の設置時や季節に応じて自由に外部設定ができる。
【００５３】
比較手段４４は、コンパレータ、増幅器等で構成し、温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏと、上限温度信号Ｔｕおよび下限温度信号Ｔｄを比較し、温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが上限温度信号Ｔｕを超えた場合（Ｔｉ、Ｔｏ＞Ｔｕ）、または温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが下限温度信号Ｔｄを下回る場合（Ｔｉ、Ｔｏ＜Ｔｄ）には、上限温度信号Ｔｕと、温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏとの温度偏差ΔＴ（＝Ｔｕ−Ｔｉ、＝Ｔｕ−Ｔｏ）、または下限温度信号Ｔｄと、温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏとの温度偏差ΔＴ（＝Ｔｄ−Ｔｉ、＝Ｔｄ−Ｔｏ）を演算し、温度偏差信号ΔＴを制御信号発生手段４５に供給する。
【００５４】
なお、Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが下限温度信号Ｔｄ以上で上限温度信号Ｔｕ以下の場合（Ｔｄ≦Ｔｉ、Ｔｏ≦Ｔｕ）には、温度偏差信号ΔＴを０とする。
【００５５】
制御信号発生手段４５は、信号発生器で構成し、温度偏差信号ΔＴに対応した制御信号Ｖｏを温度調節器３４に供給する。
【００５６】
温度調節器３４は、クーラやヒータで構成し、温度制御部３３から供給される制御信号Ｖｏに基づいて駆動され、温度保存部３０の切欠部３０Ａを介してバッテリ収納部２３内に温風または冷風（図５の一点鎖線表示）を送る。
【００５７】
温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが上限温度信号Ｔｕを超えた場合（Ｔｉ、Ｔｏ＞Ｔｕ）には、クーラを駆動して冷風を送る。
【００５８】
一方、温度信号Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが下限温度信号Ｔｄを下回る場合（Ｔｉ、Ｔｏ＜Ｔｄ）には、ヒータを駆動して温風を送る。
【００５９】
また、Ｔｉまたは外気温度信号Ｔｏが下限温度信号Ｔｄ以上で上限温度信号Ｔｕ以下の場合（Ｔｄ≦Ｔｉ、Ｔｏ≦Ｔｕ）には、温度調節器３４の駆動を停止して電力の消費を低減する。
【００６０】
ファン３６は、装置ケースの上部に設けられた通風用の切欠部に設け、ファン３５から送られてくる風を装置外部に排気する。
【００６１】
なお、温度センサ３２または外気温度センサ３１を複数個配置して、欠く温度センサが検出した温度の平均温度（平均値）で、温度制御をする構成としてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、バッテリ収納部を所定の温度範囲に保つ温度管理手段を備え、温度環境条件の厳しい屋外に設置してもバッテリの性能を最適に保つことができるので、利用者へのバッテリ・レンタルサービスを充実することができる。
【００６３】
また、この発明に係る温度管理手段は、バッテリ収納部を包む温度保存部と、バッテリ収納部に設けた少なくとも１つの温度センサまたは装置外部に設けた少なくとも１つの外気温度センサと、この温度センサからの温度信号に基づいて温度保存部の温度を変更する温度調節器と、この温度調節器を駆動する温度制御部とを備え、バッテリ収納部内に収容された複数のバッテリを一定温度範囲に保つことができるので、バッテリの性能を保証することができる。
【００６４】
さらに、この発明に係る温度制御部は、バッテリの上限および下限の保存温度を設定する温度設定手段と、保存温度と温度センサまたは前記外気温度センサが検出する温度とを比較する比較手段と、この比較手段が検出した温度偏差に基づいて温度調節器の駆動を制御する制御信号発生手段とを備え、バッテリ収容部内の温度または外気温度が設定された上限または下限の保存温度の範囲外になった時のみ、温度調節器を駆動するので、バッテリの性能の安定化を図るとともに、装置の低消費電力化を図ることができる。
【００６５】
また、この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、温度保存部を断熱材で構成し、上部および下部に通風用の切欠部と、通風用のファンとを設け、バッテリ収容部内の温度変化を抑制し、複数のバッテリを均一の温度に保つことができるので、複数のバッテリで均一な性能を保証することができる。
【００６６】
さらに、この発明に係るバッテリ・レンタル装置は、装置ケースに、通風用の切欠部と、通風用のファンとを設けたので、装置内部の温度を均一にしてバッテリ収容部内の温度を保存温度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッテリ・レンタル装置の接続系統図
【図２】バッテリ・レンタル装置の構成図
【図３】バッテリの格納を説明する説明図
【図４】この発明に係る温度管理手段の温度保存部を表わすバッテリ・レンタル装置の外観図
【図５】この発明に係る温度管理手段を備えたバッテリ・レンタル装置の一実施の形態構成図
【図６】この発明に係る温度制御部の要部ブロック構成図
【符号の説明】
１…バッテリ・レンタル装置、７…バッテリ、１５…格納部、１５ａ…格納部表示灯、１６…警報装置、１７…ディスプレイ装置、１７ａ…可聴表示器、１８…充電器、１９…電源、２０…人体センサ、２２…照明機器、２３…バッテリ収納部、３０…温度保存部、３０Ａ，３０Ｂ…切欠部、３１…外気温度センサ、３２…温度センサ、３３…温度制御部、３４…温度調節器、３５，３６…ファン、４１…温度設定手段、４２…上限温度設定手段、４３…下限温度設定手段、４４…比較手段、４５…制御信号発生手段。
【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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