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公開番号2024080978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-17
出願番号2022194357
出願日2022-12-05
発明の名称電池交換装置および電池交換方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B60K 1/04 20190101AFI20240610BHJP(車両一般)
要約【課題】電動車両から取り外された電池を確実に電池載置台に載置することが可能な電池交換装置を提供する。
【解決手段】電池交換装置100は、電池201(第1電池)の位置および向きを検知する検出装置20(検知部)と、電動車両200から取り外された電池201が載置されるとともに、電動車両200の下方において駆動される電池載置台34と、電池載置台34の駆動を制御するプロセッサ11(制御部)とを備える。プロセッサ11は、検出装置20によって検知された電池201の位置および向きに基づいて、電池載置台34の位置および向きを制御する。そして、プロセッサ11は、電池載置台34の位置および向きが制御された状態で、電動車両200から電池201を取り外す制御を行う。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
電動車両に取り付けられている第１電池を第２電池に交換するための電池交換装置であって、
前記第１電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する検知部と、
前記電動車両から取り外された前記第１電池が載置されるとともに、前記電動車両の下方において駆動される電池載置台と、
前記電池載置台の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記検知部によって検知された前記第１電池の位置および向きの少なくとも一方に基づいて、前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方を制御するとともに、
前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方が制御された状態で、前記電動車両から前記第１電池を取り外す制御を行う、電池交換装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記電池載置台は、前記電動車両の下方において水平方向に移動可能に構成されており、
前記検知部は、前記第１電池の前記水平方向における位置を検知し、
前記制御部は、
前記検知部によって検知された前記第１電池の前記水平方向における位置に基づいて、前記電池載置台の前記水平方向における位置を制御するとともに、
前記水平方向における前記電池載置台の位置が制御された状態で、前記電動車両から前記第１電池を取り外す制御を行う、請求項１に記載の電池交換装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記水平方向における前記第１電池の位置に加えて、前記水平方向に対する前記第１電池の傾斜、平面視における前記第１電池の向き、および、上下方向における前記第１電池の位置のうち少なくとも１つを検知する、請求項２に記載の電池交換装置。
【請求項４】
水平方向に対して前記電動車両を平行な状態に保持する車両保持部をさらに備え、
前記検知部は、前記車両保持部により保持された前記電動車両に取り付けられている前記第１電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池交換装置。
【請求項５】
前記検知部は、前記第１電池に電波を照射するともに、前記第１電池からの反射波に基づいて前記第１電池までの距離を検知するレーダを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池交換装置。
【請求項６】
前記検知部は、前記第１電池に設けられたマーカおよび孔部の少なくとも一方を含む印部を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像に基づいて前記第１電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する画像処理部と、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池交換装置。
【請求項７】
前記電動車両と通信する通信部をさらに備え、
前記通信部は、前記第１電池の取り外しが行われる前に、前記電動車両から、前記印部の位置情報、前記印部の形状に関する情報、および、前記印部の型に関する情報のうち少なくとも１つを含む印部情報を取得し、
前記検知部は、前記通信部により取得された前記印部情報に基づいて、前記印部を検知する、請求項６に記載の電池交換装置。
【請求項８】
前記印部の洗浄を行う洗浄部をさらに備え、
前記制御部は、前記検知部による前記印部の検知が行われる前に、前記洗浄部により前記印部を洗浄する制御を行う、請求項６に記載の電池交換装置。
【請求項９】
前記電動車両から前記第１電池が取り外された際の前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部により記憶された前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方に基づいて前記電池載置台を移動させるとともに、移動された前記電池載置台に前記第２電池を載置させる制御を行う、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池交換装置。
【請求項１０】
電池載置台を備える電池交換装置を用いて電動車両の電池を交換するための電池交換方法であって、
前記電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する工程と、
検知された前記電池の位置および向きの少なくとも一方に基づいて、前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方を制御する工程と、
前記電池載置台の位置および向きの少なくとも一方が制御された状態で、前記電池を前記電動車両から取り外すとともに前記電池載置台に載置する工程、とを備える、電池交換方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池交換装置および電池交換方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１２－１９２７８３号公報（特許文献１）には、電動車両のバッテリを交換するバッテリ交換装置が開示されている。バッテリ交換装置は、電動車両に取り付けられているバッテリを取り外して、取り外されたバッテリを、車両の下方において駆動されるバッテリ載置部に載置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１９２７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、電動車両のバッテリの位置および向きが所定の位置および向きからずれている場合等においては、バッテリをバッテリ載置部に載置することができない場合がある。したがって、電動車両から取り外されたバッテリを確実にバッテリ載置部（電池載置台）に載置することが可能な電池交換装置および電池交換方法が望まれている。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動車両から取り外された電池を確実に電池載置台に載置することが可能な電池交換装置および電池交換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の局面に係る電池交換装置は、電動車両に取り付けられている第１電池を第２電池に交換するための電池交換装置であって、第１電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する検知部と、電動車両から取り外された第１電池が載置されるとともに、電動車両の下方において駆動される電池載置台と、電池載置台の駆動を制御する制御部と、を備え、制御部は、検知部によって検知された第１電池の位置および向きの少なくとも一方に基づいて、電池載置台の位置および向きの少なくとも一方を制御するとともに、電池載置台の位置および向きの少なくとも一方が制御された状態で、電動車両から第１電池を取り外す制御を行う。
【０００７】
本開示の第１の局面に係る電池交換装置では、上記のように、検知部によって検知された第１電池の位置および向きの少なくとも一方に基づいて、電池載置台の位置および向きの少なくとも一方が制御された状態で、電動車両から第１電池を取り外す制御が行われるる。これにより、第１電池の位置および向きの少なくとも一方に適するように電池載置台の位置および向きの少なくとも一方を調整することができる。その結果、電動車両から取り外された第１電池を確実に電池載置台に載置することができる。
【０００８】
上記第１の局面に係る電池交換装置において、好ましくは、電池載置台は、電動車両の下方において水平方向に移動可能に構成されており、検知部は、第１電池の水平方向における位置を検知する。制御部は、検知部によって検知された第１電池の水平方向における位置に基づいて、電池載置台の水平方向における位置を制御するとともに、水平方向における電池載置台の位置が制御された状態で、電動車両から第１電池を取り外す制御を行う。これにより、第１電池の水平方向における位置に適するように電池載置台の水平方向における位置を調整することができる。
【０００９】
この場合、好ましくは、検知部は、水平方向における第１電池の位置に加えて、水平方向に対する第１電池の傾斜、平面視における第１電池の向き、および、上下方向における第１電池の位置のうち少なくとも１つを検知する。これにより、水平方向に対する第１電池の傾斜、平面視における第１電池の向き、および、上下方向における第１電池の位置のうち少なくとも１つに基づいて、電池載置台の位置および傾きを調整することができる。
【００１０】
上記第１の局面に係る電池交換装置において、好ましくは、水平方向に対して電動車両を平行な状態に保持する車両保持部がさらに備えられる。また、検知部は、車両保持部により保持された電動車両に取り付けられている第１電池の位置および向きの少なくとも一方を検知する。これにより、車両保持部によって電動車両を水平に保持することができるので、電池載置台を水平方向に対して傾けるための機構を備える必要がない。その結果、電池交換装置（電池載置台）の構成を簡略化することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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