(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-07
(45)【発行日】2024-11-15
(54)【発明の名称】移動体用電源システム、飛行体
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241108BHJP
B64C 27/08 20230101ALI20241108BHJP
B64D 27/24 20240101ALI20241108BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 303C
B64C27/08
B64D27/24
H01M10/44 P
H02J7/00 302B
H02J7/00 302C
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021558231
(86)(22)【出願日】2020-10-20
(86)【国際出願番号】 JP2020039436
(87)【国際公開番号】W WO2021100391
(87)【国際公開日】2021-05-27
【審査請求日】2023-08-02
(31)【優先権主張番号】P 2019210530
(32)【優先日】2019-11-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】長瀬 綾佑
(72)【発明者】
【氏名】武田 睦彦
【審査官】宮本 秀一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２２２０３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０２４１６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｂ１／００－１／７０
Ｂ６４Ｃ１／００－９９／００
Ｂ６４Ｄ１／００－４７／０８
Ｂ６４Ｆ１／００－５／６０
Ｂ６４Ｇ１／００－９９／００
Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８
Ｈ０２Ｊ１／００－１／１６
Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２
Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体に搭載された複数のモータを駆動する複数のモータ駆動部に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パックと、前記複数のモータ駆動部と前記複数の蓄電パック間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パックと、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチと、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点と、前記複数の蓄電パック間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチと、
前記複数の第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチを制御して、前記複数の蓄電パック間の容量のバランスを調整可能な制御部と、
を備えることを特徴とする移動体用電源システム。
【請求項2】
前記予備蓄電パックの容量は、前記複数の蓄電パックの容量より少ないことを特徴とする請求項１に記載の移動体用電源システム。【請求項3】
前記移動体の移動中、前記複数のモータの消費電力にバラツキが発生している場合、前記制御部は、消費電力が他のモータより大きいモータに繋がる第２電流経路に挿入された前記第１スイッチをオン状態に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の移動体用電源システム。【請求項4】
前記移動体の停止中、前記制御部は、前記複数の蓄電パック間の容量をアクティブバランス方式で均等化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。【請求項5】
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パックと接続され、前記移動体用電源システムは、
前記複数の第２電流経路の結合点と、前記予備蓄電パックとの間にＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
【請求項6】
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パックと接続され、前記複数の第２電流経路の結合点と前記予備蓄電パックとの間の経路上に、外部充電器からの充電経路が接続されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
【請求項7】
複数のプロペラと、前記複数のプロペラをそれぞれ回転させる複数のモータと、
前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のモータ駆動部と、
前記複数のモータ駆動部に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パックと、
前記複数のモータ駆動部と前記複数の蓄電パック間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パックと、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチと、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点と、前記複数の蓄電パック間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチと、
前記複数の第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチを制御して、前記複数の蓄電パック間の容量のバランスを調整可能な制御部と、
を備えることを特徴とする飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のモータを備える移動体に搭載される移動体用電源システム、飛行体に関する。
【背景技術】
【0002】
ドローンなどに代表される複数のモータを持つ飛行体に複数の電池パックを搭載し（例えば、特許文献１参照）、複数のモータと複数の電池パックを１対１に紐付けて接続する方式を採用した場合、複数のモータ間の負荷のバラツキにより、複数の電池パック間の残容量（ＳＯＣ:State Of Charge）にバラツキが生じる。この場合、１つの電池パックのＳＯＣが０％になった時点で、他の電池パックのＳＯＣが０％になっていなくても、飛行を継続することができなくなる。即ち、他の電池パックのエネルギーを有効活用することができなくなる。これは、複数の電池パックの全エネルギーで本来飛行できる飛行可能距離より、実際の飛行距離が短くなることを意味する。
【0003】
また複数のモータ間の負荷のバラツキにより、複数の電池パック間の充放電レートや放電深度にもバラツキが生じ、劣化状態（ＳＯＨ：State Of Health）の進行度にもバラツキが生じる。ＳＯＨが低下した電池パックの満充電容量（ＦＣＣ：Full Charge Capacity）は、他の電池パックのＦＣＣよりも少なくなるため、飛行可能距離の減少がより加速することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１６－２２２０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数のモータを備える移動体に搭載される複数の蓄電パックの容量を有効活用する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の移動体用電源システムは、移動体に搭載された複数のモータを駆動する複数のモータ駆動部に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パックと、前記複数のモータ駆動部と前記複数の蓄電パック間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パックと、前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチと、前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点と、前記複数の蓄電パック間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチと、前記複数の第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチを制御して、前記複数の蓄電パック間の容量のバランスを調整可能な制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、複数のモータを備える移動体に搭載される複数の蓄電パックの容量を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図2】実施の形態に係る電源システムを搭載した飛行体の機能ブロック図である。
【図3】飛行体に搭載される蓄電パックの内部構成例を示す図である。
【図4】飛行体に搭載される８個の蓄電パックの充電時の接続状態を示す図である。
【図5】飛行体の飛行中における電源システムの状態の一例を示す図である。
【図6】飛行体が駐機中における第１蓄電パック－第８蓄電パック間の容量の均等化処理の一例を説明するための図である（その１）。
【図7】飛行体が駐機中における第１蓄電パック－第８蓄電パック間の容量の均等化処理の一例を説明するための図である（その２）。
【図8】飛行体が駐機中における第１蓄電パック－第８蓄電パック間の容量の均等化処理の一例を説明するための図である（その３）。
【図9】実施の形態に係る電源システムを搭載した、インホイールモータ方式の電動車両の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る電源システムを搭載した飛行体１を概略的に描いた模式図である。図１（ａ）は飛行体１を上から見た上面図であり、図１（ｂ）は飛行体１を正面から見た正面図である。実施の形態に係る飛行体１は、空中撮影や農薬散布などに使用される無人ドローンであってもよいし、胴体部２に人間を搭乗させることができる有人ドローンであってもよい。
【0010】
図１（ａ）、（ｂ）に示す飛行体１は、８個のプロペラ１１－１８を備える。胴体部２に４本のアームが対角線状に設置され、各アームの先端にそれぞれ２個のプロペラが、垂直方向の上下に設置される。
【0011】
図２は、実施の形態に係る電源システムを搭載した飛行体１の機能ブロック図である。飛行体１は、８個のプロペラ１１－１８、８個のモータ２１－２８、８個のモータ駆動部３１－３８、機体制御部４０、センサ４１、及び電源システムを備える。
【0012】
８個のモータ２１－２８は、８個のプロペラ１１－１８の回転軸にそれぞれ接続される。８個のモータ駆動部３１－３８は、８個のモータ２１－２８をそれぞれ駆動する。８個のモータ駆動部３１－３８はそれぞれインバータを含む。各インバータは、各蓄電パックから供給される直流電流を、機体制御部４０から指定される指令値に応じた交流電流に変換して各モータに供給する。８個のモータ２１－２８は、８個のモータ駆動部３１－３８からそれぞれ供給される交流電流に応じた回転数で、８個のプロペラ１１－１８をそれぞれ回転させる。
【0013】
機体制御部４０はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ）により構成することができる。センサ４１は、飛行体１に搭載される各種センサの総称である。例えばセンサ４１として、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、超音波センサ、磁気方位センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサが搭載される。
【0014】
ジャイロセンサは、飛行体１の角速度を検出して機体制御部４０に出力する。加速度センサは、飛行体１の加速度を検出して機体制御部４０に出力する。機体制御部４０は、入力される角速度と加速度をもとに、飛行体１の姿勢と速度を推定する。気圧センサは、飛行体１が位置する地点の気圧を検出して機体制御部４０に出力する。超音波センサは、放射した超音波の反射波を受信し、機体制御部４０に出力する。機体制御部４０は、入力される気圧と超音波の反射波をもとに飛行体１の高度を推定する。
【0015】
磁気方位センサは、地磁気をもとに方位を検出して機体制御部４０に出力する。機体制御部４０は、入力される方位をもとに飛行体１の進行方向を推定する。ＧＰＳセンサは、複数のＧＰＳ衛星から、それぞれの発信時刻を含む電波をそれぞれ受信し、受信した複数の電波にそれぞれ含まれる複数の発信時刻をもとに受信地点の緯度経度を検出し、機体制御部４０に出力する。機体制御部４０は、入力される緯度経度をもとに、飛行体１の現在位置を推定する。
【0016】
機体制御部４０は、所定の機体制御プログラム、センサ４１から入力される検出情報、及び胴体部２に搭乗しているドライバの操作情報をもとに、８個のモータ２１－２８のそれぞれの回転数を決定する。なお、無人ドローンの場合、胴体部２に搭乗しているドライバの操作情報の代わりに、遠隔送信される操作情報、及び所定の自動飛行プログラムの少なくとも一方が使用される。
【0017】
機体制御部４０は、決定した８個のモータ２１－２８のそれぞれの回転数をもとに、８個のモータ駆動部３１－３８のそれぞれに設定する指令値を生成する。機体制御部４０と８個のモータ駆動部３１－３８のそれぞれとの間は信号線（不図示）で接続されている。機体制御部４０は、生成した指令値をそれぞれの信号線を介して８個のモータ駆動部３１－３８のそれぞれに供給する。なお信号線を設けずに、機体制御部４０から無線で指令値を８個のモータ駆動部３１－３８のそれぞれに伝達してもよい。
【0018】
機体制御部４０は、飛行体１をいずれかの方向に移動させる場合、進行方向のモータの回転数を低下させ、進行方向と反対方向のモータの回転数を上昇させる。この制御により、飛行体１が前傾姿勢になり、飛行体１が進行方向に移動することができる。
【0019】
また、飛行体１は隣接するモータの回転方向が逆方向になっている。機体制御部４０は、飛行体１をいずれかの方向に回転させる場合、回転させる方向と同方向に回転しているモータの回転数に対して回転させる方向と逆方向に回転しているモータの回転数を増やす。この制御により、飛行体１に回転させる方向の回転力が発生し、飛行体１が回転方向に回転する。
【0020】
飛行体１に搭載される電源システムは、８個の蓄電パック５１－５８、予備蓄電パック５９、８個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１８、８個の第２スイッチＳ２１－Ｓ２８、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、及び電源制御部７０を有する。
【0021】
８個の蓄電パック５１－５８は、８個のモータ駆動部３１－３８に、それぞれ電流を供給するための電源装置である。予備蓄電パック５９は、８個のモータ駆動部３１－３８と８個の蓄電パック５１－５８間を接続する８本の第１電流経路に電流を供給、又は８本の第１電流経路から電流を吸収可能な補助電源装置である。
【0022】
８個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１８は、８本の第１電流経路と予備蓄電パック５９間を接続する８本の第２電流経路上に、それぞれ挿入される。予備蓄電パック５９は、８個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１８を介して、８本の第１電流経路の任意の電流経路と導通することができる。８個の第２スイッチＳ２１－Ｓ２８は、８本の第１電流経路上において、８本の第２電流経路が接続される８個の接続点Ｎ１－Ｎ８と、８個の蓄電パック５１－５８間にそれぞれ挿入される。第１スイッチＳ１１－Ｓ１８及び第２スイッチＳ２１－Ｓ２８は、リレーで構成されてもよいし、半導体スイッチで構成されてもよい。
【0023】
８本の第２電流経路の予備蓄電パック５９側の先端が１本に結合される。その結合点Ｎ９と予備蓄電パック５９との間にＤＣ／ＤＣコンバータ６０が接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、予備蓄電パック５９に充電される際の充電電圧または充電電流、及び予備蓄電パック５９から放電される際の放電電圧または放電電流を制御することができる。結合点Ｎ９には、充電口Ｐ１に接続される充電経路も接続される。
【0024】
電源制御部７０はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリにより構成することができる。電源制御部７０と、８個の蓄電パック５１－５８とは通信線７１で接続される。電源制御部７０は、８個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１８及び８個の第２スイッチＳ２１－Ｓ２８を制御して、８個の蓄電パック５１－５８間の容量のバランスを調整することができる。
【0025】
図３は、飛行体１に搭載される蓄電パック５１の内部構成例を示す図である。蓄電パック５１は、蓄電モジュール５１１及び制御基板５１２を含む。蓄電モジュール５１１は、直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎを含む。なお蓄電モジュール５１１は、複数の蓄電モジュールが直列／直並列接続されて構成されていてもよい。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６－３．７Ｖ）を使用する例を想定する。セルＥ１－Ｅｎの直列数は、モータ２１の駆動電圧に応じて決定される。
【0026】
複数のセルＥ１－Ｅｎと直列にシャント抵抗Ｒｓが接続される。シャント抵抗Ｒｓは電流検出素子として機能する。なおシャント抵抗Ｒｓの代わりにホール素子を用いてもよい。蓄電モジュール５１１内に、複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を検出するための温度センサＴ１（例えば、サーミスタ）が設置される。なお、温度センサＴ１は複数設置されてもよい。
【0027】
制御基板５１２には、電圧計測部５１３、温度計測部５１４、電流計測部５１５及び管理部５１６が設けられる。電圧計測部５１３と、直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎの各ノードとの間は複数の電圧計測線で接続される。電圧計測部５１３は、隣接する２本の電圧計測線間の電圧をそれぞれ計測することにより、各セルＥ１－Ｅｎの電圧を計測する。電圧計測部５１３は、計測した各セルＥ１－Ｅｎの電圧を管理部５１６に送信する。
【0028】
電圧計測部５１３は管理部５１６に対して高圧であるため、電圧計測部５１３と管理部５１６間は絶縁された状態で、通信線で接続される。電圧計測部５１３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）または汎用のアナログフロントエンドＩＣで構成することができる。電圧計測部５１３はマルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器を含む。マルチプレクサは、隣接する２本の電圧計測線間の電圧を上から順番にＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換する。
【0029】
温度計測部５１４は分圧抵抗およびＡ／Ｄ変換器を含む。Ａ／Ｄ変換器は、温度センサＴ１と分圧抵抗により分圧されたアナログ電圧をデジタル値に変換して管理部５１６に出力する。管理部５１６は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を推定する。
【0030】
電流計測部５１５は差動アンプ及びＡ／Ｄ変換器を含む。差動アンプはシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を増幅してＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、差動アンプから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換して管理部５１６に出力する。管理部５１６は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎに流れる電流を推定する。
【0031】
なお管理部５１６内にＡ／Ｄ変換器が搭載されており、管理部５１６にアナログ入力ポートが設置されている場合、温度計測部５１４及び電流計測部５１５はアナログ電圧を管理部５１６に出力し、管理部５１６内のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換してもよい。
【0032】
管理部５１６はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリにより構成することができる。管理部５１６は、電圧計測部５１３、温度計測部５１４及び電流計測部５１５により計測された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの状態を管理する。
【0033】
管理部５１６は、複数のセルＥ１－ＥｎのそれぞれのＳＯＣ及びＳＯＨを推定することができる。管理部５１６は、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）法、又は電流積算法によりＳＯＣを推定することができる。
【0034】
ＳＯＨは、初期のＦＣＣに対する現在のＦＣＣの比率で規定され、数値が低いほど（０％に近いほど）劣化が進行していることを示す。ＳＯＨは、完全充放電による容量計測により求めてもよいし、保存劣化とサイクル劣化を合算することにより求めてもよい。保存劣化はＳＯＣ、温度、及び保存劣化速度をもとに推定することができる。サイクル劣化は、使用するＳＯＣ範囲、温度、電流レート、及びサイクル劣化速度をもとに推定することができる。保存劣化速度およびサイクル劣化速度は、予め実験やシミュレーションにより導出することができる。ＳＯＣ、温度、ＳＯＣ範囲、及び電流レートは計測により求めることができる。
【0035】
またＳＯＨは、セルの内部抵抗との相関関係をもとに推定することもできる。内部抵抗は、セルに所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流値で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、ＳＯＨが低下するほど増加する関係にある。
【0036】
蓄電パック５１は、外部端子として、蓄電モジュール５１１の正極に接続された正極端子＋、蓄電モジュール５１１の負極に接続された負極端子－、及び制御基板５１２に接続された制御端子ＣＮＴを備える。制御端子ＣＮＴに通信線７１が接続される。管理部５１６は通信線７１を介して所定の期間ごとに、複数のセルＥ１－Ｅｎの監視データを電源制御部７０に送信する。監視データとして複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流を送信する。なおＳＯＣ及びＳＯＨに関しては、管理部５１６がＳＯＣ及びＳＯＨを推定して電源制御部７０に送信してもよいし、電源制御部７０が受信した電圧、温度、及び電流をもとに推定してもよい。
【0037】
８個の蓄電パック５１－５８と電源制御部７０間の通信プロトコルには、例えば、ＲＳ－４８５、ＴＣＰ／ＩＰ、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を使用することができる。なお、８個の蓄電パック５１－５８と電源制御部７０間は、無線通信で接続されてもよいし、電力線通信で接続されてもよい。
【0038】
図４は、飛行体１に搭載される８個の蓄電パック５１－５８の充電時の接続状態を示す図である。充電口Ｐ１に充電ケーブル４ａを差し込むことにより、外部に設置された充電器４から８個の蓄電パック５１－５８及び予備蓄電パック５９を充電することができる。本実施の形態では充電器４として、商用電力系統５から供給される３相交流電力を直流電力に変換する電力変換機能を有する急速充電器を想定する。充電器４は、商用電力系統５から供給される交流電力を全波整流し、フィルタで平滑化することにより直流電力を生成する。
【0039】
第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の充電を開始する前に、電源制御部７０は突入電流を防止するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御して予備蓄電パック５９を充電する。その後、電源制御部７０は、第１．１スイッチＳ１１及び第２．１スイッチＳ２１をターンオンして充電器４から第１蓄電パック５１を充電する。その際、予備蓄電パック５９は充電電圧の平滑化容量として作用する。
【0040】
第１蓄電パック５１の充電が完了すると、電源制御部７０は第１．１スイッチＳ１１及び第２．１スイッチＳ２１をターンオフし、次に第１．２スイッチＳ１２及び第２．２スイッチＳ２２をターンオンして充電器４から第２蓄電パック５２を充電する。以下同様に、第８蓄電パック５８まで順番に充電する。
【0041】
なお電源制御部７０は、第１．１スイッチＳ１１－第１．８スイッチＳ１８及び第２．１スイッチＳ２１－第２．８スイッチＳ２８を全てオン状態に制御して、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８を同時に充電してもよい。また２個ずつ順番に充電してもよいし、４個ずつ順番に充電してもよい。同時に充電可能な蓄電パックの数は、電源システムの各部品の仕様に依存する。
【0042】
なお充電器４が普通充電器の場合、一般的に単相１００／２００Ｖの交流電力で充電される。交流で充電される場合、結合点Ｎ９と充電口Ｐ１間の電流経路に、ＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）が挿入される。ＡＣ／ＤＣコンバータは、充電器４から入力される交流電力を直流電力に変換して、結合点Ｎ９に向けて出力する。
【0043】
図５は、飛行体１の飛行中における電源システムの状態の一例を示す図である。上述したように飛行体１が前進する場合、第１モータ２１－第４モータ２４の回転数より、第５モータ２５－第８モータ２８の回転数を上げる必要がある。また飛行体１が左前方に進む場合、第１モータ２１－第６モータ２６の回転数より、第７モータ２７－第８モータ２８の回転数を上げる必要がある。
【0044】
図５は、飛行体１が左前方に進む場合における電源システムの状態の一例を示している。飛行体１が左前方に進む場合、第７モータ２７－第８モータ２８の回転数を上げる必要があるため、第７モータ２７－第８モータ２８の消費電力が、第１モータ２１－第６モータ２６の消費電力より大きくなる。即ち、第７モータ２７－第８モータ２８の負荷が、第１モータ２１－第６モータ２６の負荷より大きくなる。この場合、第７蓄電パック５７－第８蓄電パック５８のＳＯＣが、第１蓄電パック５１－第６蓄電パック５６のＳＯＣより早く低下することになる。
【0045】
図５に示す例では、電源制御部７０は、消費電力が第１モータ２１－第６モータ２６より大きい第７モータ２７－第８モータ２８に繋がる第２電流経路に挿入された第１．７スイッチＳ１７－第１．８スイッチＳ１８をオン状態に制御し、第１モータ２１－第６モータ２６に繋がる第２電流経路に挿入された第１．１スイッチＳ１１－第１．６スイッチＳ１６をオフ状態に維持する。これにより、第７モータ２７－第８モータ２８にのみ予備蓄電パック５９から補助電流が供給され、第７蓄電パック５７－第８蓄電パック５８のＳＯＣの低下が緩和される。
【0046】
以下、消費電力が他より大きいモータに繋がる第２電流経路に挿入された第１スイッチのオン／オフ制御を具体的に説明する。基本的に以下の処理は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の消費電力のバラツキが所定値を超えている状態において実行される。
【0047】
電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８から受信される第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の各電流値をもとに、電流値が他より大きい、少なくとも１つの蓄電パックを特定する。電源制御部７０は、特定した蓄電パックの超過電流値を算出する。図５に示す例では電源制御部７０は、第７蓄電パック５７の超過電流値と第８蓄電パック５８の超過電流値を合計して、全体の超過電流値を算出する。電源制御部７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電流値が当該超過電流値となるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電流指令値を決定する。電源制御部７０は、決定した電流指令値をＤＣ／ＤＣコンバータ６０に設定してＤＣ／ＤＣコンバータ６０を稼働させるとともに、第１．７スイッチＳ１７－第１．８スイッチＳ１８をターンオンする。電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の各電流値のバラツキが所定値以内に収まると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止させるとともに、第１．７スイッチＳ１７－第１．８スイッチＳ１８をターンオフする。
【0048】
また電源制御部７０は次のように第１スイッチのオン／オフ制御を実行してもよい。電源制御部７０は、機体制御部４０から第１モータ２１－第８モータ２８の各回転数を取得する。電源制御部７０は、取得した各回転数をもとに、回転数が他より大きい、少なくとも１つの蓄電パックを特定する。電源制御部７０は、特定した蓄電パックの超過回転数に応じた超過電流値を算出する。図５に示す例では電源制御部７０は、第７蓄電パック５７の超過電流値と第８蓄電パック５８の超過電流値を合計して、全体の超過電流値を算出する。以下、上記の処理と同様となる。
【0049】
また電源制御部７０は次のように第１スイッチのオン／オフ制御を実行してもよい。電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８から受信される各電圧値をもとに、電圧値が他より小さい、少なくとも１つの蓄電パックを特定する。電源制御部７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧値が、特定した蓄電パックの電圧値より高くなるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電圧指令値を決定する。電源制御部７０は、決定した電圧指令値をＤＣ／ＤＣコンバータ６０に設定してＤＣ／ＤＣコンバータ６０を稼働させるとともに、第１．７スイッチＳ１７－第１．８スイッチＳ１８をターンオンする。電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の電圧値またはＳＯＣのバラツキが所定値以内に収まると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止させるとともに、第１．７スイッチＳ１７－第１．８スイッチＳ１８をターンオフする。
【0050】
図６－図８は、飛行体１が駐機中における第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間の容量の均等化処理の一例を説明するための図である。この例では、充電器４が存在しない場所に、飛行体１が一時駐機した状態を想定している。飛行体１の一時駐機中、電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間の容量をアクティブバランス方式で均等化させる。
【0051】
例えば電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８から受信した第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の電圧の平均値を算出し、算出した平均値を均等化目標電圧（以下、単に目標電圧という）に設定する。
【0052】
電源制御部７０は、目標電圧より電圧が高い蓄電パック（図６では第１蓄電パック５１）から、目標電圧より電圧が低い蓄電パック（図６では第３蓄電パック５３）へエネルギーを移動させる。まず図７に示すように電源制御部７０は、第１．１スイッチＳ１１及び第２．１スイッチＳ２１をオン状態に制御して、第１蓄電パック５１の電圧が目標電圧に低下するまで、第１蓄電パック５１から予備蓄電パック５９を充電する。第１蓄電パック５１の電圧が予備蓄電パック５９の電圧より低い場合、電源制御部７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御して第１蓄電パック５１の電圧を昇圧する。
【0053】
次に図８に示すように電源制御部７０は、第１．３スイッチＳ１３及び第２．３スイッチＳ２３をオン状態に制御して、第３蓄電パック５３の電圧が目標電圧に上昇するまで、予備蓄電パック５９から第３蓄電パック５３を充電する。予備蓄電パック５９の電圧が第３蓄電パック５３の電圧より低い場合、電源制御部７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御して予備蓄電パック５９の電圧を昇圧する。
【0054】
電源制御部７０は、以上の処理を第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の電圧が全て均等化されるまで繰り返し実行する。以上の説明では、均等化目標値として電圧を使用する例を説明したが、電圧の代わりに、ＳＯＣ、実容量、放電可能容量、または充電可能容量を使用してもよい。
【0055】
電源制御部７０は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間に実質的な容量のバラツキがない場合でも、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８のＳＯＣが設定値以下に低下している場合、予備蓄電パック５９から第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８を充電してもよい。
【0056】
ところで第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の少なくとも１つに不具合が発生する場合がある。不具合が発生した蓄電パックから、対応するモータへの電流供給が停止すると、飛行体１の姿勢制御が困難になる。これに対して電源制御部７０は、不具合が発生した蓄電パックに繋がる第１電流経路に挿入された第２スイッチをオフ状態に、当該蓄電パックに繋がる第２電流経路に挿入された第１スイッチをオン状態に制御する。これにより、予備蓄電パック５９から当該モータへの電流供給を継続することができる。即ち、予備蓄電パック５９が、不具合が発生した蓄電パックを代替する蓄電パックとして機能する。
【0057】
本実施の形態では、予備蓄電パック５９の定格出力は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の定格出力に対応する値に設計される。上述したように予備蓄電パック５９は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の少なくとも１つの代替として使用されることがあるため、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８と同等の出力性能を有していることが求められる。
【0058】
予備蓄電パック５９の容量は、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の容量より少なく設計される。バックアップ容量の確保、及びバッファ領域の確保の観点からは、予備蓄電パック５９の容量が多いほうが望ましい。しかしながら、予備蓄電パック５９の容量が大きくなると、予備蓄電パック５９が重くなり飛行体１の電費を低下させる要因となる。本実施の形態では飛行体１の電費を優先して、予備蓄電パック５９の容量が第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の容量より少なく設計されている。
【0059】
以上説明したように本実施の形態によれば、複数の蓄電パック５１－５８と予備蓄電パック５９を設けたことにより、飛行中にいずれかの蓄電パックに異常が発生しても、異常が発生した蓄電パックを予備蓄電パック５９に切り替えることにより、安定した飛行を継続することができる。したがって、飛行中の安全性を向上させることができ、有人ドローンの実用化にも貢献する。
【0060】
また飛行中、予備蓄電パック５９から回転数が高いモータへ補助電流を供給することにより、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間のＳＯＣ低下のバラツキを抑制することができる。これにより、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間の充放電サイクル数を均一化させることができ、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間のＳＯＨ低下のバラツキを抑制することができる。したがって、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間の交換時期を揃えることができ、蓄電パックの運用コストの低減にも寄与する。
【0061】
また飛行体１の一時駐機中に、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８間の容量をアクティブバランス方式で均等化することにより、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の容量を最大限に有効活用することができる。即ち、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の全容量で本来飛行できる飛行可能距離より、実際の飛行距離が短くなることを抑制することができる。また予備蓄電パック５９をバッファとして活用することにより、アクティブバランス方式の均等化を効率的に行うことができる。アクティブバランス方式の均等化において余った容量を予備蓄電パック５９に充電することができるため、パッシブバランス方式のように余った容量を破棄せずに有効活用することができる。
【0062】
アクティブバランス方式の均等化処理時において、ＳＯＣが高い蓄電パックから、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０及び予備蓄電パック５９を経由して、ＳＯＣが低い蓄電パックに充電する。これにより、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８のそれぞれにＤＣ／ＤＣコンバータを接続せずとも、均等化電流を適切に制御することができる。アクティブバランス方式の均等化処理時に、ＳＯＣが高い蓄電パックから、ＳＯＣが低い蓄電パックに突入電流が流れることも抑制される。したがって、安全性を確保しつつ、コストを削減することができる。
【0063】
また第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８のそれぞれと、予備蓄電パック５９を繋ぐ複数のバスを結合し、複数のバスの結合点Ｎ９に対して外部充電することにより、第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８の充電作業を簡素化することができる。第１蓄電パック５１－第８蓄電パック５８のそれぞれに対して外部充電すると、充電ケーブル４ａを８回差し込む作業が発生するが、本実施の形態では１回の作業で足りる。また予備蓄電パック５９を充電時の平滑化容量として機能させることができるため、充電開始時の突入電流を抑制することができる。
【0064】
以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0065】
上述の実施の形態では、電源システムを飛行体１に搭載する例を説明した。この点、本電源システムを、飛行体１以外の移動体に搭載することも可能である。例えば、インホイールモータ方式の電動車両に搭載することも可能である。
【0066】
図９は、実施の形態に係る電源システムを搭載した、インホイールモータ方式の電動車両１ａの機能ブロック図である。電動車両１ａは、４個のタイヤ１１ａ－１４ａ、４個のモータ２１－２４、４個のモータ駆動部３１－３４、及び電源システムを備える。図９では、４個のモータ２１－２４の回転制御に関する構成は省略して描いている。
【0067】
電動車両１ａに搭載される電源システムは、４個の蓄電パック５１－５４、予備蓄電パック５９、４個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１４、４個の第２スイッチＳ２１－Ｓ２４、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、及び電源制御部７０を有する。上述した飛行体１に搭載された電源システムと比較し、電流系統が８本から４本に変わっただけで基本的に同様に動作する。電源制御部７０は、４個の第１スイッチＳ１１－Ｓ１４及び４個の第２スイッチＳ２１－Ｓ２４を制御して、４個の蓄電パック５１－５８間の容量のバランスを調整することができる。
【0068】
図９に示す電動車両１ａによれば、４個の蓄電パック５１－５４を４個のタイヤ１１ａ－１４ａのそれぞれの近傍に配置している。一般的な、大容量の蓄電パックを車室空間の下に１個配置する場合と比較し、車室空間を広く設計することができる。また、４個の蓄電パック５１－５４と予備蓄電パック５９を設けることにより、蓄電パックに異常が発生した場合の走行継続性を向上させることができる。特に、内燃機関を搭載しない純粋な電気自動車において有効となる。
【0069】
また上述した実施の形態では、８個のプロペラ１１－１８を有する飛行体１を説明した。この点、プロペラの数は８個に限るものではない。例えば、プロペラの数は４個でもよいし、６個でもよいし、１２個でもよい。
【0070】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【0071】
［項目１］
移動体（１）に搭載された複数のモータ（２１－２８）を駆動する複数のモータ駆動部（３１－３８）に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パック（５１－５８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）と前記複数の蓄電パック（５１－５８）間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パック（５９）と、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック（５９）間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）と、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点（Ｎ１－Ｎ８）と、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）と、
前記複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）及び前記複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）を制御して、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量のバランスを調整可能な制御部（７０）と、
を備えることを特徴とする移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を有効活用することができる。
［項目２］
前記予備蓄電パック（５９）の容量は、前記複数の蓄電パック（５１－５８）の容量より少ないことを特徴とする項目１に記載の移動体用電源システム。
これによれば、移動体（１）の重量増加を抑制することができ、移動体（１）の電費の低下を抑制することができる。
［項目３］
前記移動体（１）の移動中、前記複数のモータ（２１－２８）の消費電力にバラツキが発生している場合、前記制御部（７０）は、消費電力が他のモータより大きいモータに繋がる第２電流経路に挿入された前記第１スイッチをオン状態に制御することを特徴とする項目１または２に記載の移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）のＳＯＣの低下を均一化させることができる。
［項目４］
前記移動体（１）の停止中、前記制御部（７０）は、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量をアクティブバランス方式で均等化させることを特徴とする項目１から３のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を、無駄なく均等化させることができる。
［項目５］
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パック（５９）と接続され、
前記移動体用電源システムは、
前記複数の第２電流経路の結合点（Ｎ９）と、前記予備蓄電パック（５９）との間にＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）をさらに備えることを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、予備蓄電パック（５９）の充放電電流を適切に制御することができる。
［項目６］
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パック（５９）と接続され、
前記複数の第２電流経路の結合点（Ｎ９）と前記予備蓄電パック（５９）との間の経路上に、外部充電器（４）からの充電経路が接続されることを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、１回の接続作業で、複数の蓄電パック（５１－５８）と予備蓄電パック（５９）を充電することができる。
［項目７］
複数のプロペラ（１１－１８）と、
前記複数のプロペラ（１１－１８）をそれぞれ回転させる複数のモータ（２１－２８）と、
前記複数のモータ（２１－２８）をそれぞれ駆動する複数のモータ駆動部（３１－３８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パック（５１－５８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）と前記複数の蓄電パック（５１－５８）間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パック（５９）と、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック（５９）間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）と、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点（Ｎ１－Ｎ８）と、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）と、
前記複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）及び前記複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）を制御して、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量のバランスを調整可能な制御部（７０）と、
を備えることを特徴とする飛行体（１）。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を有効活用することができる電源システムを搭載した飛行体（１）を実現することができる。
移動体（１）に搭載された複数のモータ（２１－２８）を駆動する複数のモータ駆動部（３１－３８）に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パック（５１－５８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）と前記複数の蓄電パック（５１－５８）間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パック（５９）と、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック（５９）間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）と、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点（Ｎ１－Ｎ８）と、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）と、
前記複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）及び前記複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）を制御して、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量のバランスを調整可能な制御部（７０）と、
を備えることを特徴とする移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を有効活用することができる。
［項目２］
前記予備蓄電パック（５９）の容量は、前記複数の蓄電パック（５１－５８）の容量より少ないことを特徴とする項目１に記載の移動体用電源システム。
これによれば、移動体（１）の重量増加を抑制することができ、移動体（１）の電費の低下を抑制することができる。
［項目３］
前記移動体（１）の移動中、前記複数のモータ（２１－２８）の消費電力にバラツキが発生している場合、前記制御部（７０）は、消費電力が他のモータより大きいモータに繋がる第２電流経路に挿入された前記第１スイッチをオン状態に制御することを特徴とする項目１または２に記載の移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）のＳＯＣの低下を均一化させることができる。
［項目４］
前記移動体（１）の停止中、前記制御部（７０）は、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量をアクティブバランス方式で均等化させることを特徴とする項目１から３のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を、無駄なく均等化させることができる。
［項目５］
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パック（５９）と接続され、
前記移動体用電源システムは、
前記複数の第２電流経路の結合点（Ｎ９）と、前記予備蓄電パック（５９）との間にＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）をさらに備えることを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、予備蓄電パック（５９）の充放電電流を適切に制御することができる。
［項目６］
前記複数の第２電流経路は結合されて前記予備蓄電パック（５９）と接続され、
前記複数の第２電流経路の結合点（Ｎ９）と前記予備蓄電パック（５９）との間の経路上に、外部充電器（４）からの充電経路が接続されることを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の移動体用電源システム。
これによれば、１回の接続作業で、複数の蓄電パック（５１－５８）と予備蓄電パック（５９）を充電することができる。
［項目７］
複数のプロペラ（１１－１８）と、
前記複数のプロペラ（１１－１８）をそれぞれ回転させる複数のモータ（２１－２８）と、
前記複数のモータ（２１－２８）をそれぞれ駆動する複数のモータ駆動部（３１－３８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）に、それぞれ電流を供給する複数の蓄電パック（５１－５８）と、
前記複数のモータ駆動部（３１－３８）と前記複数の蓄電パック（５１－５８）間を接続する複数の第１電流経路の少なくとも１つに電流を供給、または前記複数の第１電流経路の少なくとも１つから電流を吸収可能な予備蓄電パック（５９）と、
前記複数の第１電流経路と前記予備蓄電パック（５９）間を接続する複数の第２電流経路上に、それぞれ挿入された複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）と、
前記複数の第１電流経路上において、前記複数の第２電流経路が接続される複数の接続点（Ｎ１－Ｎ８）と、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間にそれぞれ挿入された複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）と、
前記複数の第１スイッチ（Ｓ１１－Ｓ１８）及び前記複数の第２スイッチ（Ｓ２１－Ｓ２８）を制御して、前記複数の蓄電パック（５１－５８）間の容量のバランスを調整可能な制御部（７０）と、
を備えることを特徴とする飛行体（１）。
これによれば、複数の蓄電パック（５１－５８）の容量を有効活用することができる電源システムを搭載した飛行体（１）を実現することができる。
【符号の説明】
【0072】
１ 飛行体、 ２ 胴体部、 １１－１８ プロペラ、 ２１－２８ モータ、 ３１－３８ モータ駆動部、 ４０ 機体制御部、 ４１ センサ、 ５１－５８ 蓄電パック、 ５９ 予備蓄電パック、 ５１１ 蓄電モジュール、 Ｅ１－Ｅｎ セル、 Ｒｓ シャント抵抗、 Ｔ１ 温度センサ、 ５１２ 制御基板、 ５１３ 電圧計測部、 ５１４ 温度計測部、 ５１５ 電流計測部、 ５１６ 管理部、 ６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ７０ 電源制御部、 ７１ 通信線、 Ｓ１１－Ｓ１８ 第１スイッチ、 Ｓ２１－Ｓ２８ 第２スイッチ、 Ｐ１ 充電口、 ４ 充電器、 ４ａ 充電ケーブル、 ５ 商用電力系統、 １ａ 電動車両、 １１ａ－１４ａ タイヤ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】