特開 2023-120237 システム、プログラム、及び管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023120237

(43)【公開日】2023-08-29

(54)【発明の名称】システム、プログラム、及び管理方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230822BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20230822BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230822BHJP

   B64U 50/19 20230101ALI20230822BHJP

   B64U 50/31 20230101ALI20230822BHJP

   B64U 50/34 20230101ALI20230822BHJP

   B64U 20/80 20230101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J7/02 J

H02J7/34 B

B64U50/19

B64U50/31

B64U50/34

B64U20/80

【審査請求】未請求

【請求項の数】25

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093070

(22)【出願日】2023-06-06

(62)【分割の表示】P 2021145457の分割

【原出願日】2021-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 貴也

(72)【発明者】

【氏名】高柳 良基

(72)【発明者】

【氏名】宮川 絢太郎

(57)【要約】      （修正有）

【課題】バッテリは放電レートが低いと劣化が早く、また充電レートが高いと劣化が早いという特性がある。このようなバッテリの特性を考慮した、バッテリの充放電管理を提供する。
【解決手段】システム１０は、複数の発電部及び複数の負荷が接続されたバス４００に対して並列に接続された複数のバッテリーパックと、複数のバッテリーパックを管理する管理装置１００を備える。発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックの管理方法は、複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパックに交互に放電させるように複数のバッテリーパックを管理する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する管理部
を備えるシステム。

【請求項2】

前記複数のバッテリーパックのそれぞれは、リチウム金属電池を有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって、前記複数のバッテリーパックを同時に充電するように、前記複数のバッテリーパックの前記バスに対する電気的な接続を制御する、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって前記複数のバッテリーパックを充電する場合に、前記発電部からの前記バスに対する電圧が、前記複数のバッテリーパックのうちの電圧が最大のバッテリーパックの電圧と電圧が最小のバッテリーパックの電圧との間になるように管理する、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって前記複数のバッテリーパックが充電される充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないように、前記発電部によって発電された電力を消費するよう管理する、請求項３又は４に記載のシステム。

【請求項6】

前記充電レート閾値は、０．３Ｃ以下である、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記充電レート閾値は、０．２Ｃ以下である、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記管理部は、前記複数のバッテリーパックのうち、より電圧が高いバッテリーパックを優先して放電させるように管理する、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記管理部は、前記複数のバッテリーパックを２つ以上ずつ順番に放電させるように管理する、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記複数のバッテリーパックは、左右対称に配置された、複数の左側のバッテリーパックと、複数の右側のバッテリーパックとを含み、
前記管理部は、前記複数の左側のバッテリーパック及び前記複数の右側のバッテリーパックのそれぞれの少なくとも１つずつに、左右対称に、順番に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記負荷は、前記バスの左側に配置された左側負荷と、前記バスの右側に配置された右側負荷とを含む、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記複数のバッテリーパックに関するパック関連情報を取得するパック関連情報取得部と、
前記パック関連情報に基づいて、前記複数のバッテリーパックの開回路電圧を推定する推定部と
を備え、
前記管理部は、前記開回路電圧が最大のバッテリーパックと、前記開回路電圧が最小のバッテリーパックとの前記開回路電圧の差が前記電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

前記管理部は、前記複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大の第１のバッテリーパックの放電を開始させた後、前記第１のバッテリーパックの電圧と、前記複数のバッテリーパックのうちの他の複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大の第２のバッテリーパックの電圧との差が前記電圧閾値より大きくなる前に、前記第２のバッテリーパックの放電を開始させ、前記第１のバッテリーパックの放電を停止させる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

前記システムは飛行体に搭載され、
前記複数のバッテリーパックは前記飛行体の翼部に配置され、
前記発電部は太陽光発電を実行し、
前記負荷は、前記飛行体のプロペラを回転させるモータである、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

前記管理部は、前記発電部によって発電された電力によって前記複数のバッテリーパックが充電される充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないように、前記発電部によって発電された電力によって前記飛行体を上昇させるように管理する、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記充電レート閾値は、０．３Ｃ以下である、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記充電レート閾値は、０．２Ｃ以下である、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記管理部は、前記複数のバッテリーパックのうち、放電させているバッテリーパックの放電レートが予め定められた放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパックの電力によって前記飛行体を上昇させるように管理する、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項19】

前記放電レート閾値は、０．３Ｃから２．０Ｃの間である、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記放電レート閾値は、０．４Ｃから１．０Ｃの間である、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記管理部は、日中として定められた時間帯は、前記電圧が最大のバッテリーパックと前記電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が第１の電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させ、夜間として定められた時間帯は、前記電圧が最大のバッテリーパックと前記電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が、前記第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する、請求項１４から２０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項22】

前記飛行体を備える、請求項１４から２１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項23】

前記飛行体は、
前記複数のバッテリーパックによって放電された電力を用いて、地上に向けてビームを照射することにより形成した通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信制御部
を有する、請求項２２に記載のシステム。
発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する管理部
を備えるシステム。

発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する管理部
を備えるシステム。

【請求項24】

コンピュータを、
発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する管理部
として機能させるためのプログラム。

【請求項25】

コンピュータによって実行される、発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックの管理方法であって、
前記複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、前記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように前記複数のバッテリーパックを管理する段階
を備える管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、システム、プログラム、及び管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＨＡＰＳ（Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｓｔａｔｉｏｎ）のように、比較的低い放電レートでバッテリの電力を放電して、各種動作を実行する装置が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０２０－０４３４９４号公報

【発明の概要】

【0003】

本発明の一実施態様によれば、システムが提供される。システムは、発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックを備えてよい。システムは、複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパックに交互に放電させるように複数のバッテリーパックを管理する管理部を備えてよい。

【0004】

上記複数のバッテリーパックのそれぞれは、リチウム金属電池を有してよい。上記管理部は、上記発電部によって発電された電力によって、上記複数のバッテリーパックを同時に充電するように、上記複数のバッテリーパックの上記バスに対する電気的な接続を制御してよい。上記管理部は、上記発電部によって発電された電力によって上記複数のバッテリーパックを充電する場合に、上記発電部からの上記バスに対する電圧が、電圧が最大のバッテリーパックの電圧と電圧が最小のバッテリーパックの電圧との間になるように管理してよい。上記管理部は、上記発電部によって発電された電力によって上記複数のバッテリーパックが充電される充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないように、上記発電部によって発電された電力を消費するよう管理してよい。上記管理部は、上記複数のバッテリーパックのうち、より電圧が高いバッテリーパックを優先して放電させるように管理してよい。上記管理部は、上記複数のバッテリーパックを２つ以上ずつ順番に放電させるように管理してよい。上記複数のバッテリーパックは、左右対称に配置された、複数の左側のバッテリーパックと、複数の右側のバッテリーパックとを含んでよく、上記管理部は、上記複数の左側のバッテリーパック及び上記複数の右側のバッテリーパックのそれぞれの少なくとも１つずつに、左右対称に、順番に放電させるように上記複数のバッテリーパックを管理してよい。上記負荷は、上記バスの左側に配置された左側負荷と、上記バスの右側に配置された右側負荷とを含んでよい。上記システムは、上記複数のバッテリーパックに関するパック関連情報を取得するパック関連情報取得部と、上記パック関連情報に基づいて、上記複数のバッテリーパックの開回路電圧を推定する推定部とを備えてよい。上記管理部は、上記開回路電圧が最大のバッテリーパックと、上記開回路電圧が最小のバッテリーパックとの上記開回路電圧の差が上記電圧閾値より大きくならないように、上記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように上記複数のバッテリーパックを管理してよい。上記管理部は、上記複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大の第１のバッテリーパックの放電を開始させた後、上記第１のバッテリーパックの電圧と、上記複数のバッテリーパックのうちの他の複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大の第２のバッテリーパックの電圧との差が上記電圧閾値より大きくなる前に、上記第２のバッテリーパックの放電を開始させ、上記第１のバッテリーパックの放電を停止させるように管理してよい。

【0005】

上記システムは、飛行体に搭載されてよく、上記複数のバッテリーパックは上記飛行体の翼部に配置されてよく、上記発電部は太陽光発電を実行してよく、上記負荷は、上記飛行体のプロペラを回転させるモータであってよい。上記管理部は、上記発電部によって発電された電力によって上記複数のバッテリーパックが充電される充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないように、上記発電部によって発電された電力によって上記飛行体を上昇させるように管理してよい。上記管理部は、上記複数のバッテリーパックのうち、放電させているバッテリーパックの放電レートが予め定められた放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパックの電力によって上記飛行体を上昇させるように管理してよい。上記管理部は、日中として定められた時間帯は、上記最大電圧バッテリーパックと上記最小電圧バッテリーパックとの電圧の差が第１の電圧閾値より大きくならないように、上記複数のバッテリーパックに交互に放電させ、夜間として定められた時間帯は、上記最大電圧バッテリーパックと上記最小電圧バッテリーパックとの電圧の差が、上記第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値より大きくならないように、上記複数のバッテリーパックに交互に放電させるように上記複数のバッテリーパックを管理してよい。上記システムは、上記飛行体を備えてよい。上記飛行体は、上記複数のバッテリーパックによって放電された電力を用いて、地上に向けてビームを照射することにより形成した通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信制御部を有してよい。

【0006】

本発明の一実施態様によれば、コンピュータを、発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパックに交互に放電させるように複数のバッテリーパックを管理する管理部として機能させるためのプログラムが提供される。

【0007】

本発明の一実施態様によれば、コンピュータによって実行される、発電部及び負荷が接続されたバスに対して並列に接続された複数のバッテリーパックの管理方法が提供される。管理方法は、複数のバッテリーパックのうち、電圧が最大のバッテリーパックと、電圧が最小のバッテリーパックとの電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパックに交互に放電させるように複数のバッテリーパックを管理する段階を備えてよい。

【0008】

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】システム１０の一例を概略的に示す。

【図2】システム１０の一例を概略的に示す。

【図3】システム１０における充電時の電流の流れの一例を概略的に示す。

【図4】システム１０における放電時の電流の流れの一例を概略的に示す。

【図5】管理装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。

【図6】システム１０における放電時の電流の流れの他の一例を概略的に示す。

【図7】システム１０を搭載した飛行機６００の一例を概略的に示す。

【図8】システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。

【図9】システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。

【図10】システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。

【図11】システム１０を搭載したＨＡＰＳ７００の一例を概略的に示す。

【図12】管理装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

バッテリ（特にリチウム金属負極を用いたバッテリ）は、放電レートが低いと劣化が早いという特性がある。その解決策の一つとして、パック内のセルを交互に使用することによって、セル当たりの放電レートを高める技術が提案されている。しかしながら、パック内でのセルの切り替えには、切り替え用の部品が必要になり、パックの重量増及びコスト高の原因となってしまう。また、バッテリには、充電レートが高いと劣化が早いという特性もある。本実施形態に係るシステム１０は、このようなバッテリの特性を考慮した、バッテリの充放電管理を実現する。

【0011】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0012】

図１は、システム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、管理装置１００を備える。管理装置１００は、複数の発電部３００及び複数の負荷５００が接続されたバス４００に並列に接続された複数のバッテリーパック２００を管理する。管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００の充放電を管理してよい。

【0013】

システム１０は、複数のバッテリーパック２００を備えてもよい。システム１０は、複数の発電部３００を備えてもよい。システム１０は、複数の負荷５００を備えてもよい。

【0014】

バッテリーパック２００の電池の種類は、任意の種類であってよい。バッテリーパック２００は、例えば、負極にリチウムを用いた電池である。バッテリーパック２００は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリーパック２００は、リチウム金属電池を有してよい。

【0015】

バッテリーパック２００は、複数のセル２０２を備える。セル２０２は、例えば、負極に金属リチウムを用いた電池セルであってよい。

【0016】

発電部３００は、例えば、太陽光発電を実行する。発電部３００による発電手法は、他の発電手法であってもよい。発電部３００によって発電された電力によって、バッテリーパック２００が充電可能である。複数の発電部３００は、バス４００に対して並列に接続されてよい。

【0017】

負荷５００は、バッテリーパック２００の電力を消費したり、発電部３００によって発電された電力を消費したりする。負荷５００は、電力によって動作する任意の装置であってよい。例えば、システム１０が飛行体に搭載される場合、負荷５００は、プロペラやエレベータ等の飛行体の飛行に関する装置であってよい。

【0018】

本実施形態に係る管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００の劣化を抑えるように、複数のバッテリーパック２００の充放電を管理する。

【0019】

図２は、システム１０の一例を概略的に示す。図２に示す例において、複数のバッテリーパック２００のそれぞれは、コンタクタ２１０を介してバス４００に接続されている。また、複数のソーラーセル３１０が、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）３２０を介してバス４００に接続されている。ソーラーセル３１０は、発電部３００の一例であってよい。また、複数の負荷５００が、コントローラ５１０を介してバス４００に接続されている。ここでは、バス４００の左側に配置された左側の負荷５００と、バス４００の右側に配置された右側の負荷５００とを例示している。

【0020】

バッテリーパック２００を区別して説明する場合、左側から右側に向かって、バッテリーパックＡ、バッテリーパックＢ、バッテリーパックＣ、バッテリーパックＤ、バッテリーパックＥ、バッテリーパックＦ、バッテリーパックＧ、バッテリーパックＨと記載する場合がある。コンタクタ２１０を区別して説明する場合、左側から右側に向かって、コンタクタＡ、コンタクタＢ、コンタクタＣ、コンタクタＤ、コンタクタＥ、コンタクタＦ、コンタクタＧ、コンタクタＥと記載する場合がある。

【0021】

図３は、システム１０における充電時の電流の流れの一例を概略的に示す。図３に例示するように、管理装置１００は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数のバッテリーパック２００のバス４００に対する電気的な接続を制御してよい。管理装置１００は、例えば、複数のソーラーセル３１０による発電が開始された場合に、すべてのコンタクタ２１０を開放することによって、すべてのバッテリーパック２００に対して同時に電力が供給されるように制御する。

【0022】

図４は、システム１０における放電時の電流の流れの一例を概略的に示す。管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のすべてが放電する場合と比較して、複数のバッテリーパック２００のそれぞれの放電レートが高くなるように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してよい。

【0023】

管理装置１００は、例えば、複数のバッテリーパック２００を１つずつ順番に放電させるように複数のコンタクタ２１０を制御する。管理装置１００は、例えば、バッテリーパックＡ、バッテリーパックＢ、バッテリーパックＣ、バッテリーパックＤ、バッテリーパックＥ、バッテリーパックＦ、バッテリーパックＧ、バッテリーパックＨの順番を繰り返して放電させるように複数のコンタクタ２１０を制御する。また、管理装置１００は、例えば、複数のバッテリーパック２００のうち、より電圧が高いバッテリーパック２００を優先して順番に放電させるように複数のコンタクタ２１０を制御する。このように、８つのバッテリーパック２００に交互に放電させることによって、８つのバッテリーパック２００の全てが放電する場合と比較して、バッテリーパック２００の放電レートを８倍にすることができる。

【0024】

管理装置１００は、状況に応じて、複数のバッテリーパック２００に対する充電と放電を切り替えるが、例えば、充電のために複数のコンタクタ２１０のすべてを開放したときに、複数のバッテリーパック２００のうちの、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が大きいと、前者から後者に電流が流れて後者の充電レートが速くなってしまい、後者の劣化を早めてしまうことになり得る。

【0025】

本実施形態に係る管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理する。言い換えると、管理装置１００は、複数のバッテリーパック２００のうち、残容量が最大のバッテリーパック２００と、残容量が最小のバッテリーパック２００との残容量の差が予め定められた残容量閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理する。

【0026】

例えば、管理装置１００は、まず、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）の放電を開始させる。管理装置１００は、第１のバッテリーパック２００の電圧と、複数のバッテリーパック２００のうちの他の複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）との差が電圧閾値より大きくなる前に、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させる。管理装置１００は、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。このような制御を繰り返すことによって、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないようにできる。なお、当該予め定められた時間は、例えば、０．０１～１秒程度であってよい。第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させるようにすることで、放電が途切れないようにできる。

【0027】

図５は、管理装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。管理装置１００は、管理部１１０、パック関連情報取得部１１２、及び推定部１１４を備えてよい。

【0028】

管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理する。

【0029】

例えば、管理部１１０は、まず、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）の放電を開始させる。次に、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００の電圧と、複数のバッテリーパック２００のうちの他の複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する場合がある。）との差が予め定められた電圧閾値より大きくなる前に、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させる。そして、管理部１１０は、第２のバッテリーパック２００の放電を開始させてから予め定められた時間が経過した後、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。管理部１１０は、このような制御を繰り返すことによって、複数のバッテリーパック２００に順番に放電させる。

【0030】

管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数のバッテリーパック２００のバス４００に対する電気的な接続を制御してよい。例えば、管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって、複数のバッテリーパック２００を同時に充電するように、複数のコンタクタ２１０のすべてを開放させる。

【0031】

管理部１１０は、複数のソーラーセル３１０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００を充電する場合に、ソーラーセル３１０からのバス４００に対する電圧が、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００の電圧と、電圧が最小のバッテリーパック２００の電圧との間になるように管理してよい。管理部１１０は、複数のＭＰＰＴ３２０を制御することによって、ソーラーセル３１０からのバス４００に対する電圧が、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００の電圧と、電圧が最小のバッテリーパック２００の電圧との間になるように管理してよい。

【0032】

パック関連情報取得部１１２は、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、バッテリーパック２００に関連するパック関連情報を取得する。例えば、パック関連情報取得部１１２は、複数のバッテリーパック２００のそれぞれに対して配置されたセンサによって検知された情報を、パック関連情報として、当該センサから取得する。

【0033】

パック関連情報は、バッテリーパック２００のＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：開回路電圧）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＣＣＶ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：閉回路電圧）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＤＣＩＲ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔｅｎｃｅ：直流内部抵抗）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の電流値を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の放電時間を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の積算容量を含んでよい。パック関連情報は、バッテリーパック２００の温度を含んでよい。

【0034】

推定部１１４は、パック関連情報取得部１１２が取得したパック関連情報に基づいて、バッテリーパック２００の状態を推定する。推定部１１４は、既存のＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）において用いられている推定方法を用いて、推定を行ってよい。

【0035】

例えば、推定部１１４は、バッテリーパック２００のＳＯＣとＤＣＩＲの関係を記憶しておき、記憶しているＤＣＩＲと、ＳＯＨと、電流値と、放電時間と、ＣＣＶと、積算容量からバッテリーパック２００のＯＣＶを推定する。

【0036】

また、例えば、推定部１１４は、まず、放電開始前のＯＣＶと、電流値と、放電時間と、ＣＣＶと、積算容量と、温度とから、放電開始前のＳＯＣ及びＳＯＨを推定する。次に、推定部１１４は、そのデータを用いて、予め記憶しているデータベースから、現在のＤＣＩＲを推定する。そして、推定部１１４は、推定した現在のＤＣＩＲと、ＣＣＶと、電流値とから、現在のＯＣＶを推定する。

【0037】

管理部１１０は、パック関連情報取得部１１２が取得した複数のバッテリーパック２００のそれぞれのＯＣＶに基づいて、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してよい。

【0038】

また、管理部１１０は、推定部１１４が推定した複数のバッテリーパック２００のそれぞれのＯＣＶに基づいて、複数のバッテリーパック２００のうちの電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が予め定められた電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してよい。

【0039】

管理部１１０は、電圧が最大のバッテリーパック２００から、電圧が最小のバッテリーパック２００への充電レートが予め定められた充電レート閾値より早くならないような電圧閾値を予め設定してよい。充電レート閾値は、例えば、０．３Ｃ以下であってよく、より望ましくは、０．２Ｃ以下であってよい。

【0040】

例えば、５ｋＷｈ（１５Ａｈ）で、ＤＩＣＲが最低１．８７Ω、平均１．９９Ω、電圧が２７０～３９６Ｖのバッテリーパック２００を用いていた場合において、ＤＣＩＲを２Ωとし、充電で３Ａの０．２Ｃにするには、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差＜（０．２（Ｃ）×１５（Ａｈ）×２（Ω）＝６Ｖ）となり、電圧閾値は６Ｖとなる。この場合、管理部１１０は、電圧が最大のバッテリーパック２００（第１のバッテリーパック２００と記載する）の放電を開始させた後、当該第１のバッテリーパック２００の電圧が、次に電圧が高いバッテリーパック２００（第２のバッテリーパック２００と記載する）の電圧よりも６Ｖ以上低くなる前に、当該第２のバッテリーパック２００の放電を開始させ、予め定められた時間が経過した後に、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。

【0041】

また、０．３Ｃにするには、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差＜（０．３（Ｃ）×１５（Ａｈ）×２（Ω）＝９Ｖ）となり、電圧閾値は９Ｖとなる。この場合、管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００の放電を開始させた後、当該第１のバッテリーパック２００の電圧が、第２のバッテリーパック２００の電圧よりも９Ｖ以上低くなる前に、当該第２のバッテリーパック２００の放電を開始させ、予め定められた時間が経過した後に、第１のバッテリーパック２００の放電を停止させる。

【0042】

管理部１１０は、例えば、ソーラーセル３１０による発電量が増加して余剰の発電量がある場合に、複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、ソーラーセル３１０によって発電された電力を消費するように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、ソーラーセル３１０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、ソーラーセル３１０によって発電された電力を、負荷５００が消費するようにコントローラ５１０を制御する。

【0043】

管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、放電させているバッテリーパック２００の放電レートが、予め定められた放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパック２００の電力消費量を増加させるように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、バッテリーパック２００の電力を負荷５００が消費するようにコントローラ５１０を制御する。当該予め定められた時間は、秒単位又は分単位で任意に設定可能であってよい。これにより、放電レートが低い状態が長時間継続することによって、バッテリーパック２００の劣化が早まってしまうことを防止できる。放電レート閾値は、０．３Ｃ～２．０Ｃであってよく、より望ましくは、０．４Ｃ～１．０Ｃであってよい。

【0044】

下記表１は、負極に金属リチウムを用いた電池セルを有するバッテリーパック２００の、様々な放電レート及び充電レート毎の劣化度合を実験した実験結果を示す。実験は、放電レート及び充電レートの組み合わせ毎に、複数回行い、初期容量の８０％を維持したのが平均で２５０サイクル以上である場合を「◎」、初期容量の８０％を維持したのが平均で２００サイクル以上２５０サイクル未満である場合を「〇」、平均で１８０サイクル以下である場合を「×」としている。当該実験結果は、例えば、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、０．３Ｃの放電レートで放電し、０．１Ｃの充電レートで充電することを繰り返した結果、初期容量の８０％を維持したのが、平均で２００サイクル以上２５０サイクル未満であったことを示す。また、例えば、複数のバッテリーパック２００のそれぞれについて、０．５Ｃの放電レートで放電し、０．２Ｃの充電レートで充電することを繰り返した結果、初期容量の８０％を維持したので、平均で２５０サイクル以上であったことを示す。

【0045】

【表1】

【0046】

表１に示すように、放電レートは０．３Ｃ～２．０Ｃが望ましく、０．４Ｃ～１．０Ｃがさらに望ましい。充電レートは、０．３Ｃ以下が望ましく、０．２Ｃ以下がさらに望ましい。

【0047】

図６は、システム１０における放電時の電流の流れの他の一例を概略的に示す。管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を２つ以上ずつ順番に放電させるように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を２つずつ順番に放電させるように管理する。また、例えば、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００を３つずつ順番に放電させるように管理する。また、例えば、管理部１１０は、複数音バッテリーパック２００を４つずつ順番に放電させるように管理する。これらは例示であり、管理部１１０は、さらに多くの数ずつ順番に放電させるように管理してもよい。

【0048】

図６は、複数のバッテリーパック２００が、左右対称に配置された、４つの左側のバッテリーパックと、４つの右側のバッテリーパックとを含み、管理部１１０が、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、左右対称に、順番に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理している場合について例示している。管理部１１０は、複数の左側のバッテリーパック２００及び複数の右側のバッテリーパック２００のそれぞれの１つずつに、左右対称に、順番に放電させるように複数のコンタクタ２１０を制御してよい。

【0049】

管理部１１０は、例えば、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００、第２のバッテリーパック２００及び第７のバッテリーパック２００、第３のバッテリーパック２００及び第６のバッテリーパック２００、第４のバッテリーパック２００及び第５のバッテリーパック２００、の順番に放電させるように複数のコンタクタ２１０を制御する。例えば、第１のバッテリーパック２００及び第２のバッテリーパック２００に放電を実行させた場合、左側の負荷５００への送電経路は短くなるが、右側の負荷５００への送電経路が長くなり、送電効率が悪い。それに対して、左右対称に放電させることによって、左側の負荷５００及び右側の負荷５００の一方に対する送電経路が長くなってしまうことを防止でき、送電効率の低下を抑制できる。

【0050】

管理部１１０は、第１のバッテリーパック２００及び第８のバッテリーパック２００の組、第２のバッテリーパック２００及び第７のバッテリーパック２００の組、第３のバッテリーパック２００及び第６のバッテリーパック２００の組、及び第４のバッテリーパック２００及び第５のバッテリーパック２００の組について、より電圧が高い組を優先して放電させるように管理してもよい。例えば、管理部１１０は、複数の組のそれぞれについて、より電圧が高いバッテリーパック２００を特定し、特定したバッテリーパック２００の電圧がより高い組を優先して放電させる。また、例えば、管理部１１０は、複数の組のうち、平均の電圧がより高い組を優先して放電させる。

【0051】

管理部１１０は、例えば、複数の組のそれぞれについて、より電圧が高いバッテリーパック２００を特定し、電圧が高い順に組の順番を決定する。そして、管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、決定した順番に従って、適宜組を切り替えながら、放電させる。

【0052】

図７は、システム１０を搭載した飛行機６００の一例を概略的に示す。飛行機６００は、飛行体の一例であってよい。図７では、複数のバッテリーパック２００の例として、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１を図示している。図７に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２４が、翼部６２０の左翼部６２２の中に配置され、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２６が機体６１０の中に配置され、バッテリーパック２２７からバッテリーパック２３１が翼部６２０の右翼部６２４の中に配置されている。

【0053】

図７では、管理装置１００と、複数のコンタクタ２１０と、複数の発電部３００と、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１のバス４００への配線の図示を省略している。管理装置１００は、例えば、飛行機６００の機体６１０の中に配置される。発電部３００は、例えば、翼部６２０の上面に配置される。バッテリーパック２２０からバッテリーパック２３１は、バス４００に対して並列に接続される。プロペラ６３０は、負荷５００の一例である。

【0054】

ここでは、管理部１１０が、複数のバッテリーパック２００を２つずつ順番に放電させる場合における順番について説明する。管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３の２つを選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２２９、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１の順番に放電させ、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２８の順番に放電させ、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２６に放電させる。

【0055】

図８は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図７と異なる点を主に説明する。図８に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２５が翼部６２０の左翼部６２２に配置され、バッテリーパック２２６からバッテリーパック２３１が翼部６２０の右翼部６２４に配置されている。

【0056】

管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０３のそれぞれから１つずつを選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２２９、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１の順番に放電させ、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２２６、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２２８の順に放電させる。

【0057】

図９は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図７と異なる点を主に説明する。図９に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２６が飛行機６００の左側に配置され、バッテリーパック２２７から２４０が飛行機６００の中心部に配置され、バッテリーパック２３１からバッテリーパック２３７が飛行機６００の右側に配置されている。

【0058】

管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３から２つずつ選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２３６、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３７の順番に放電させ、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３１、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２３２、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２３３、バッテリーパック２２５及びバッテリーパック２３４、バッテリーパック２２６及びバッテリーパック２３５の順に放電させ、バッテリーパック２２７及びバッテリーパック２２８、バッテリーパック２２９及びバッテリーパック２３０の順番に放電させる。

【0059】

図１０は、システム１０を搭載した飛行機６００の他の一例を概略的に示す。ここでは、図７と異なる点を主に説明する。図１０に示す例において、バッテリーパック２２０からバッテリーパック２２３とバッテリーパック２２８及びバッテリーパック２２９と翼部６２０の左翼部６２２に配置され、バッテリーパック２２４からバッテリーパック２２７が飛行機６００の中心部に配置され、バッテリーパック２３０からバッテリーパック２３５が翼部６２０の右翼部６２４に配置されている。

【0060】

管理部１１０は、左右対称に配置されたグループ９０１及びグループ９０５のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０２及びグループ９０４のそれぞれから１つずつを選択して放電させ、グループ９０３から２つずつ選択して放電させるという順番を繰り返してよい。左右対称に配置された２つのグループのそれぞれから１つずつを選択する順番は、前後方向が一致するように選択しても、前後方向が一致しないように選択してもよい。例えば、前者の場合、管理部１１０は、バッテリーパック２２０及びバッテリーパック２３４、バッテリーパック２２１及びバッテリーパック２３５の順番に放電させ、バッテリーパック２２２及びバッテリーパック２３２、バッテリーパック２２３及びバッテリーパック２３３の順番に放電させ、バッテリーパック２２９及びバッテリーパック２３１、バッテリーパック２２８及びバッテリーパック２３０、バッテリーパック２２６及びバッテリーパック２２７、バッテリーパック２２４及びバッテリーパック２２５の順に放電させる。

【0061】

図１１は、システム１０を搭載したＨＡＰＳ７００の一例を概略的に示す。ＨＡＰＳ７００は、地上に向けてビーム７０２を照射することにより形成した通信エリア７０４内のユーザ端末３０に無線通信サービスを提供する飛行体である。

【0062】

ＨＡＰＳ７００は、機体７１０、中央部７２０、プロペラ７３０、ポッド７４０、及び太陽電池パネル７５０を備える。機体７１０は、翼部７１２を有する。翼部７１２は、左翼部７１４及び右翼部７１６を含む。

【0063】

翼部７１２の内部に、並列に接続された複数のバッテリーパック２００が配置されている。複数のバッテリーパック２００のうち、左側の複数のバッテリーパック２００が、左翼部７１４に配置され、右側の複数のバッテリーパック２００が、右翼部７１６に配置されてよい。複数のバッテリーパック２００は、複数のコンタクタ２１０を介してバス４００に接続されていてよい。太陽電池パネル７５０は、ＭＰＰＴ３２０を介して、バス４００に接続されてよい。複数のバッテリーパック２００によって放電された電力は、ＨＡＰＳ７００が備える各構成によって利用される。例えば、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力は、プロペラ７３０のモータによって利用される。プロペラ７３０のモータは、負荷５００の一例であってよい。

【0064】

中央部７２０内には、飛行制御部７２２及び通信制御部７２４と、不図示の管理装置１００が配置される。飛行制御部７２２は、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力を用いて、ＨＡＰＳ７００の飛行を制御する。通信制御部７２４は、複数のバッテリーパック２００によって放電された電力を用いて、ＨＡＰＳ７００の通信を制御する。

【0065】

飛行制御部７２２は、例えば、プロペラ７３０の回転を制御することによってＨＡＰＳ７００の飛行を制御する。また、飛行制御部７２２は、不図示のフラップやエレベータの角度を変更することによってＨＡＰＳ７００の飛行を制御してもよい。飛行制御部７２２は、ＧＰＳセンサ等の測位センサ、ジャイロセンサ、及び加速度センサ等の各種センサを備えて、ＨＡＰＳ７００の位置、移動方向、及び移動速度を管理してよい。

【0066】

通信制御部７２４は、ＳＬ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｌｉｎｋ）アンテナを用いて、地上に通信エリア７０４を形成する。通信制御部７２４は、ＳＬアンテナを用いて、地上のユーザ端末３０とサービスリンクを形成する。ＳＬアンテナは、マルチビームアンテナであってもよい。通信エリア７０４は、マルチセルであってもよい。

【0067】

通信制御部７２４は、ＦＬ（Ｆｅｅｄｅｒ Ｌｉｎｋ）アンテナを用いて、地上のゲートウェイ４０との間でフィーダリンクを形成してよい。通信制御部７２４は、ゲートウェイ４０を介して、ネットワーク２０にアクセスしてよい。

【0068】

通信制御部７２４は、衛星通信アンテナを用いて、通信衛星５０と通信してよい。通信制御部７２４は、通信衛星５０及び衛星通信局６０を介して、ネットワーク２０にアクセスしてよい。

【0069】

ユーザ端末３０は、ＨＡＰＳ７００と通信可能であればどのような通信端末であってもよい。例えば、ユーザ端末３０は、スマートフォン等の携帯電話である。ユーザ端末３０は、タブレット端末及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であってもよい。ユーザ端末３０は、いわゆるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ）デバイスであってもよい。ユーザ端末３０は、いわゆるＩｏＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）に該当するあらゆるものを含み得る。

【0070】

ＨＡＰＳ７００は、例えば、フィーダリンク又は通信衛星５０と、サービスリンクとを介して、ネットワーク２０とユーザ端末３０との通信を中継する。ＨＡＰＳ７００は、ユーザ端末３０とネットワーク２０との通信を中継することによって、ユーザ端末３０に無線通信サービスを提供してよい。

【0071】

ネットワーク２０は、移動体通信ネットワークを含む。移動体通信ネットワークは、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式、及び６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の通信方式のいずれに準拠していてもよい。ネットワーク２０は、インターネットを含んでもよい。

【0072】

ＨＡＰＳ７００は、例えば、通信エリア７０４内のユーザ端末３０から受信したデータをネットワーク２０に送信する。また、ＨＡＰＳ７００は、例えば、ネットワーク２０を介して、通信エリア７０４内のユーザ端末３０宛のデータを受信した場合に、当該データをユーザ端末３０に送信する。

【0073】

ＨＡＰＳ７００は、例えば、成層圏において、予め定められた飛行経路を巡回しながら、地上の特定のエリアに通信エリア７０４を維持する。ＨＡＰＳ７００は、日中に太陽電池パネル７５０によって発電した電力を複数のバッテリーパック２００に蓄え、夜間は複数のバッテリーパック２００の電力を用いることによって、成層圏の飛行を維持する。ＨＡＰＳ７００は、例えば、日中に複数のバッテリーパック２００を充電しつつ、上昇して位置エネルギーを蓄え、夜間は、緩やかに下降しつつ、適宜バッテリーパック２００の電力を用いてプロペラ７３０等を稼働させることによって、成層圏の飛行を維持する。

【0074】

管理装置８００は、複数のＨＡＰＳ７００を管理する。管理装置８００は、ネットワーク２０及びゲートウェイ４０を介して、ＨＡＰＳ７００と通信してよい。管理装置８００は、ネットワーク２０、衛星通信局６０、及び通信衛星５０を介して、ＨＡＰＳ７００と通信してもよい。

【0075】

管理装置８００は、指示を送信することによってＨＡＰＳ７００を制御する。管理装置８００は、通信エリア７０４によって地上の対象エリアをカバーさせるべく、ＨＡＰＳ７００に、対象エリアの上空を旋回させてよい。ＨＡＰＳ７００は、例えば、対象エリアの上空を円軌道で飛行しつつ、ＦＬアンテナの指向方向を調整することによってゲートウェイ４０との間のフィーダリンクを維持し、ＳＬアンテナの指向方向を調整することによって通信エリア７０４による対象エリアのカバーを維持する。

【0076】

管理装置１００の管理部１１０は、上述したように、複数のバッテリーパック２００のうち、電圧が最大のバッテリーパック２００と、電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理する。これにより、上述したように、複数のバッテリーパック２００の劣化を低減することができ、ＨＡＰＳ７００が成層圏の飛行を維持できる期間を延ばすことができる。

【0077】

管理部１１０は、太陽電池パネル７５０によって発電された電力によって複数のバッテリーパック２００が充電される充電レートが充電レート閾値より早くならないように、太陽電池パネル７５０によって発電された電力によって、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように管理してよい。例えば、管理部１１０が、太陽電池パネル７５０によって発電された電力を、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータ等に供給するよう制御し、飛行制御部７２２が、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータを制御する。余剰電力を位置エネルギーに変換することによって、余剰電力を無駄なく利用可能にすることができる。

【0078】

管理部１１０は、複数のバッテリーパック２００のうち、放電させているバッテリーパック２００の放電レートが放電レート閾値より遅い時間が予め定められた時間継続した場合に、放電させているバッテリーパック２００の電力によって負荷５００を上昇させるように管理してよい。例えば、管理部１１０が、放電さえているバッテリーパック２００の電力を、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータ等に供給するよう制御し、飛行制御部７２２が、ＨＡＰＳ７００を上昇させるように、プロペラ７３０、フラップ及びエレベータを制御する。放電させているバッテリーパック２００の放電レートを、好ましい放電レートにしつつ、電力を一エネルギーに変換することによって、電力を無駄なく利用可能にすることができる。

【0079】

管理部１１０は、日中として定められた時間帯は、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が第１の電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させ、夜間として定められた時間帯は、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧の差が、第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値より大きくならないように、複数のバッテリーパック２００に交互に放電させるように複数のバッテリーパック２００を管理してよい。夜間は、太陽電池パネル７５０による複数のバッテリーパック２００の充電が行われないので、電圧が最大のバッテリーパック２００と電圧が最小のバッテリーパック２００との電圧差が、日中よりも大きくなっても問題が少ない。夜間に用いる電圧閾値を、日中に用いる第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値とすることによって、放電させるバッテリーパック２００の切り替え回数を低減することができる。

【0080】

図１２は、管理装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、上記実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

【0081】

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、並びにＤＶＤドライブ及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

【0082】

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

【0083】

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

【0084】

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

【0085】

プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

【0086】

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

【0087】

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

【0088】

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

【0089】

上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

【0090】

本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

【0091】

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

【0092】

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

【0093】

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

【0094】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0095】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0096】

１０ システム、２０ ネットワーク、３０ ユーザ端末、４０ ゲートウェイ、５０ 通信衛星、６０ 衛星通信局、１００ 管理装置、１１０ 管理部、１１２ パック関連情報取得部、１１４ 推定部、２００ バッテリーパック、２０２ セル、２１０ コンタクタ、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７ バッテリーパック、３００ 発電部、３１０ ソーラーセル、３２０ ＭＰＰＴ、４００ バス、５００ 負荷、６００ 飛行機、６１０ 機体、６２０ 翼部、６２２ 左翼部、６２４ 右翼部、６３０ プロペラ、７００ ＨＡＰＳ、７０２ ビーム、７０４ 通信エリア、７１０ 機体、７１２ 翼部、７１４ 左翼部、７１６ 右翼部、７２０ 中央部、７２２ 飛行制御部、７２４ 通信制御部、７３０ プロペラ、７４０ ポッド、７５０ 太陽電池パネル、８００ 管理装置、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５ グループ、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】