动态观测系统的制作方法

1.本发明涉及使用了利用放射线或同步辐射对对象物进行观测的大型观测装置的动态观测系统。


背景技术：

2.以往，作为实施元素分析等的技术，已知有专利文献1。在该公报中公开了如下装置：照射从多个脉冲激光装置汇集的激光，产生等离子体，使用来自等离子体的同步辐射对对象物进行观测。以下，将设置这样的大型观测装置的基地记载为大型观测基地。在大型观测基地中，通过以在线方式对对象物的观测结果进行分析，将处理测量对象的试样的场所与分析室完全分开，排除了伴随测量的危险性。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利公开公报特开2000-310596号


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题
7.使用放射线、同步辐射等量子束的大型观测基地需要满足包括安全性的许多必要条件，无法在不使用量子束的通常的研究设施内并设。另外，虽然能够期待在大型观测基地非破坏性地观测在以往难以观测的对象物的动态(例如原子、分子的动态等)，但是能够带进大型观测基地内的对象物的大小存在限制，所以难以掌握在观测对象物时得到的动态的观测信息与对象物实际被应用的环境以及与对象物组合而发挥功能的其它构成要素的相关关系。
8.本发明的目的在于提供动态观测系统，即使在大型观测基地内观测的对象物存在各种各样的限制，也能够掌握与对象物实际被应用的环境以及被组合的其它构成要素的相关关系。
9.用于解决技术问题的技术方案
10.本发明的动态观测系统具备：大型观测装置，使用量子束观测对象物；再现装置，设置在所述大型观测装置内，在用所述大型观测装置能够观测所述对象物的状态下再现对所述对象物的输入；动态观测装置，观测通过多个要素的组合而发挥功能的功能性对象物的动态；第一信息取得装置，将所述功能性对象物功能分解至与所述对象物相当的要素，取得作为对所述对象物相当要素的输入信息的第一信息；以及传递装置，将所述第一信息向所述再现装置传递，所述再现装置根据所述第一信息再现对所述对象物的输入。
11.发明效果
12.因此，即使在大型观测装置内观测的对象物存在各种各样的限制，也能够在维持与对象物实际被应用的环境以及被组合的其它构成要素的相关关系的状态下取得第一信息，能够边由再现装置根据第一信息进行再现、边观测动态，能够掌握对象物与其它构成要
素的相关关系。
附图说明
13.图1是表示实施方式1的动态观测系统的系统图。
14.图2是表示存储在实施方式1的数据库内的与时间序列数据取得关联的数据的概略图。
15.图3是表示实施方式2的动态观测系统的系统图。
16.图4是表示实施方式3的动态观测系统的系统图。
17.附图标记说明
18.1 混动车辆
19.2 底盘测功机
20.5 大型同步辐射设施
21.6 再现装置
22.9 usb存储器
23.14 电池模块
24.14a 电池单体(基地a侧)
25.14b 电池单体(基地b侧)
26.51 束照射器
27.105 信息取得部
28.106 基地a侧数据通信模块(dtma)
29.206 基地b侧数据通信模块(dtmb)
30.300 数据库
31.1060 基地a侧数据缓冲装置
32.2060 基地b侧数据缓冲装置
33.sga 基地a侧环境传感器
34.sgb 基地b侧环境传感器
具体实施方式
35.[实施方式1]
[0036]
图1是表示实施方式1的动态观测系统的系统图。在实施方式1中，作为具体的事例，表示了用大型观测装置观测搭载于混动车辆1的电池内部的状态的例子。在实施方式1中，将在底盘测功机2上使混动车辆1行驶的设施定义为基地a，将使用x射线非破坏性地观测与搭载于混动车辆1的电池模块14内的电池单体14a相同标准的电池单体14b的大型观测基地定义为基地b。
[0037]
(关于基地a)
[0038]
基地a例如是在企业内建设的研究设施，在实施方式1中，设置有能够模拟车辆的行驶测试的设备。另外，具有信息取得部105、基地a侧数据通信模块106以及数据库300。以下，对各构成进行详述。
[0039]
混动车辆1具有：发动机10，是内燃机；马达发电机11，通过再生、动力运转在与电
池模块14之间对电力进行充放电；自动变速器12；电池模块14，储存电力；以及逆变器13，在马达发电机11与电池模块14之间进行电力的供给、回收。电池模块14以多个电池单体14a串联或并联连接的状态包含在铝制的壳体内，储存规定的电力。电池模块14具有：压力传感器20a，检测作用于包含在电池模块14内的多个电池单体14a中的一个上的压力；温度传感器21a，检测电池模块14内的气氛温度(尤其是电池单体14a附近)；以及振动传感器22a，检测电池模块14内的振动状态。对设置于基地a的三个传感器20a、21a、22a进行总称并记载为取得环境状态的基地a侧环境传感器sga。从发动机10和/或马达发电机11输出的驱动力通过自动变速器12向驱动轮15r传递。在实施方式1中，例示了后轮驱动型的混动车辆1，但是也可以是前轮驱动型，还可以是四轮驱动型，另外，也可以是电动汽车或仅用发动机行驶的车辆，没有特别的限定。
[0040]
混动车辆1设置在设于基地a内的底盘测功机2上。底盘测功机2具有：前侧滚筒2f，放置从动轮15f；以及后侧滚筒2r，放置驱动轮15r。底盘测功机2具有控制底盘测功机2的前侧滚筒2f以及后侧滚筒2r的驱动状态的底盘测功机控制单元200(以下，cdcu200)。例如，如果对cdcu200设定规定的行驶负荷阻力，则在后侧滚筒2r产生行驶负荷阻力。如果在该状态下使驱动轮15r驱动，则再现按照规定的行驶负荷阻力的行驶状态。按照此时的后侧滚筒2r的转动状态，前侧滚筒2f被转动驱动，从动轮15f与路面行驶时同样地转动。
[0041]
混动车辆1具有：车辆控制单元100(以下，vcu100)，统一控制车辆的行驶状态；发动机控制单元101(以下，ecu101)，根据来自vcu100的指令，控制发动机10的驱动状态；马达控制单元102(以下，mcu102)，根据来自vcu100的指令，控制马达发电机11的驱动状态；电池控制单元103(以下，bcu103)，根据来自vcu100的指令，控制电池模块14内的电力状态；以及自动变速器控制单元104(以下，atcu104)，根据来自vcu100的指令，控制自动变速器12的变速比。
[0042]
另外，混动车辆1具有能够向vcu100输入驾驶者的操作信息(加速踏板开度、制动踏板脚踏力、转向操作量、变速杆操作信息等：以下，infodr)的输入部input。对于这些，可以发送驾驶者实际上乘上混动车辆1并进行操作时的infodr，也可以从外部输入终端、其它的自动驾驶控制单元等发送infodr，没有特别的限定。
[0043]
信息取得部105取得：作为与发动机10关联的信息(发动机扭矩te、发动机转速ne、排气催化剂的气体组成、气体流量、排气温度、空燃比等能够收集的各种信息)的infoe；作为与马达发电机11关联的信息(马达扭矩tm、马达输出、马达转速nm等能够收集的各种信息)的infom；作为与自动变速器12关联的信息(涡轮(turbine)转速nt、变速比gr、油温、输出轴转速等)的infoat；作为与电池模块14关联的信息(电流a、电压v、soc(充电状态)、soh(劣化状态)、ocv(断电电压)、sop(可输出功率)等)的infobata；作为与电池模块14的环境关联的信息(用环境传感器sga检测到的气氛温度℃、压力pa、振动hz等)的infocira；作为驾驶者的操作信息的infodr；以及作为与cdcu200关联的信息(行驶负荷、滚筒转速n、车速vsp等)的infocd。
[0044]
数据库300设置在基地a内，将由信息取得部105取得的数据沿着时间序列进行存储。在数据库300中，准备有各种各样的分析程序，根据最终得到的信息，能够掌握各种信息的因果关系。另外，数据库300也可以设置在网络上的其它的基地，对于设置场所，没有特别的限定。
[0045]
基地a侧数据通信模块106(以下，dtma106)在由信息取得部105取得的信息中取得infobata以及infocira，通过互联网、高速无线通信等高速通信线路向基地b发送。另外，对于选择了infobata以及infocira的理由在后面叙述。另外，将从后述的基地b侧数据通信模块206接收到的infop、infobatb、infosyc存储到数据库300中。
[0046]
图2是表示存储在实施方式1的数据库内的与时间序列数据取得关联的数据的概略图。在实施方式1中，存储与控制周期编号取得关联的各种信息，构成为能够将基地a的信息与基地b的信息作为一个数据库进行处理。
[0047]
(关于基地b)
[0048]
基地b具有能够使用同步辐射等量子束进行各种各样的测量的大型同步辐射设施5、再现装置6以及基地b侧数据通信模块206(以下，dtmb206)。大型同步辐射设施5通过环型的加速器将电子加速到与光大致相等的速度，利用通过磁力使电子的行进方向弯曲时产生的强力的电磁波(x射线)，能够进行纳米级的非破坏观察。大型同步辐射设施5由于是非常大型的，因此利用危险性高的电磁波，所以在严格的设置必要条件的基础上建设。换句话说，基地b是仅能够建设在非常有限的地域等的设施。
[0049]
再现装置6是针对与包含在电池模块14内的电池单体14a相同的标准的电池单体14b再现与在基地a放置电池单体14a的环境相同的环境且相同的充放电状态的装置。环境室60是在将电池单体14b配置在内部的状态下能够设定成所希望的环境(温度、湿度、气压等)的容器。充放电装置61针对设置在环境室60内的电池单体14b进行所希望的充放电。单体加压装置62用所希望的按压力对电池单体14b进行加压。振动装置63对电池单体14b赋予所希望的振动。另外，根据取得x射线的吸收、衍射、散射等的光谱的周期(以下，光谱取得周期)，设定由振动装置63能够再现的振动频率上限值。光谱取得周期越短，将振动频率上限值设定为越高的振动频率。环境室内调整装置64将环境室60内的气氛温度、湿度、气压等调整成所希望的值。
[0050]
在再现装置6内具有检测对电池单体14b作用的压力的压力传感器20b、检测环境室60内的气氛温度的温度传感器21b、以及检测电池单体14b的振动状态的振动传感器22b。也对设置于基地b的三个传感器20b、21b、22b进行总称并记载为取得环境状态的基地b侧环境传感器sgb。
[0051]
束照射器51将从大型同步辐射设施5输出的x射线(同步辐射)朝向设置在环境室60内的电池单体14b的对象区域输出。
[0052]
检测装置7检测照射的x射线在电池单体14b透过、衍射或散射时的x射线，观测纳米级的原子、分子的动态。作为电池单体14b内的观察例，例如观测形成于负极表面的sei(solid electrolyte interphase固体电解质界面)的状态变化(sei成膜过程、膜厚变化过程等)等。将基于这些观测的图像数据(包括视频)、sei膜厚等的信息亦即infop向dtmb206发送。
[0053]
dtmb206将从dtma106发送的infobata以及infocira向各控制单元发送，并且向同步性确认部205发送。
[0054]
充放电装置61被控制为根据从dtmb206向充放电控制单元201发送的infobata对电池单体14b再现基地a中的充放电状态。单体加压装置62被控制为根据从tmb206向单体加压装置控制单元202发送的infocira对电池单体14b再现基地a中的压力状态。振动装置63
被控制为根据从tmb206向振动装置控制单元203发送的infocira对电池单体14b再现基地a中的振动状态。环境室内调整装置64被控制为根据从tmb206向环境室控制单元204发送的infocira再现基地a中的气氛温度等。
[0055]
同步性确认部205确认infocira与作为由基地b侧环境传感器sgb检测到的信息的infocirb是否同步，并且infobata与作为基地b侧的充放电状态的infobatb是否同步，在同步的情况下，将infosyc作为1输出，在未保持同步的情况下，将infosyc作为0输出。各控制单元在接收到的infosyc为1的情况下，继续进行控制，在接收到的infosyc为0的情况下，暂时结束控制，在复位后重新使其同步。另外，同步表示从dtma106发送的在基地a取得的infobata与在基地b取得的infobatb沿着时间序列一致、并且在基地a取得的infocira与在基地b取得的infocirb一致。另外，如果顺序沿着时间序列相同，则不必以相同的时间间隔同步，也可以以按照检测装置7的检测分辨率的不同的时间间隔仅使时间序列的顺序同步。
[0056]
dtmb206取得由检测装置7检测到的infop、infobatb、infosyc，向dtma106发送。
[0057]
(选择了infobata以及infocira的理由)
[0058]
如上所述，实施方式1的动态观测系统的基地b由于使用放射线、同步辐射这样的量子束，所以大多建设在遥远的地方，另外，测量环境也是比较狭窄的研究室内。因此，无法将包括车辆本身的大型的底盘测功机等原样带进去。以往，将能够带入基地b内的对象物以单体进行观测。但是，在该对象物(以下记载为测量对象物)为通过多个要素的组合而发挥功能的功能性对象物的一个构成要素的情况下，难以掌握实际应用的功能性对象物与测量对象物的相关关系。尤其是，功能性对象物大多情况下基于动态中的作用来发挥功能，在静态中的观测中，难以掌握基于作用的相关关系。另外，即使进行各种行驶测试的动态的再现实验，并将作为其结果而得到的测量对象物带入基地b，也难以理解其经过了怎样的过程，此外，无法掌握测量对象物与其它的构成要素之间产生了怎样的相互作用，因此极其难以理解动态中的现象。
[0059]
因此，在实施方式1中，决定能够设置在基地b的再现装置6的性能，其后，根据再现装置的规格决定测量对象物的规格。而且，在基地a中观测功能性对象物时，将功能性对象物功能分解至测量对象物，在基地a中，取得向测量对象物输入的输入信息、环境信息，将该输入信息向基地b的再现装置6发送。即，使基地a与基地b通过通信线路模拟为一个系统来进行动作。由此，在基地a中，再现功能性对象物的动态，同时在基地b的再现装置6内，根据在动态中产生的测量对象物的输入信息，对测量对象物的动态进行再现并进行观测。由此，能够掌握功能性对象物发挥功能的动态下的功能性对象物与测量对象物的相关关系。
[0060]
在实施方式1中，作为功能性对象物，采用了混动车辆1。混动车辆1具有多个构成要素(意思指发动机10、马达发电机11分别具有一个功能，各自的功能组合起来作为一个系统发挥功能)，基地b的再现装置6设为能够再现对电池单体14b的充放电状态、加压状态、振动状态、气氛温度等环境状态的规格。而且，将混动车辆1功能分解至电池模块14，进一步将该电池模块14功能分解至电池单体14a，由此选择了电池单体14b作为测量对象物。
[0061]
例如，在混动车辆1中，在某个行驶条件下，如果来自马达发电机11的输出扭矩变得过大，则对电池模块14施加负担，担心电池单体内的负极表面的结构崩塌、过度的覆盖膜形成。因此，在混动车辆1侧，存在对马达发电机11的输出扭矩设定限制值的情况。在基地a再现这样的行驶状态，将在基地a取得的信息通过高速通信线路向基地b传递。在基地b，根
据接收到的信息，观测电池单体14b内。由此，能够在担心的行驶状态下确认实际上是否发生负极表面的结构崩塌、过度的覆盖膜形成。另外，如果在实际观测中未发生负极表面的结构崩塌、过度的覆盖膜形成等，则在基地a中，可以将限制值变更为更大的值，确认在实际上发生负极表面的结构崩塌、过度的覆盖膜形成等的输出扭矩。由此，可以举出改善混动车辆1的动力性能的使用方法。
[0062]
另外，基地a与基地b通过高速通信线路连接，几乎不会产生时滞，能够进行实时的分析。根据基地b的大型同步辐射设施5的性能，能够以高速取得x射线的吸收、衍射、散射等的光谱，因此在基地a，也可以根据在基地b得到的infop，通过反馈控制对马达发电机输出扭矩、发动机输出扭矩进行控制。由此，也能够根据电池单体内的微观的动态，实现宏观的车辆控制的控制增益的最优化等。
[0063]
在此，在数据库300中能够将在基地a收集的行驶中的各种数据与在基地b收集的再现时的电池单体的数据作为一个数据进行掌握。因此，例如，根据与再现上述的行驶状态时的其它信息的关联，能够预测能够掌握与当初未设想的参数的因果关系，并能够发现新的参数引起的限制等。
[0064]
如以上说明过的，对于实施方式1，取得在下述列举的作用效果。
[0065]
(1)实施方式1具备：
[0066]
基地b(使用量子束观测对象物的大型观测装置)，具有观测作为对象物的电池单体14b的大型同步辐射设施5；
[0067]
再现装置6，设置在基地b内，在能够用大型同步辐射装置5观测电池单体14b的状态下再现对电池单体14b的输入；
[0068]
底盘测功机2(动态观测装置)，观测混动车辆1(通过多个要素的组合而发挥功能的功能性对象物)的动态；
[0069]
信息取得部105(第一信息取得装置)，将混动车辆1功能分解至与电池单体14b相当的要素，取得作为对电池单体14a(对象物相当要素)的输入信息的infobata(第一信息)；以及
[0070]
dtma106(传递装置)，向再现装置6传递infobata，
[0071]
再现装置6根据infobata再现对电池单体14b的输入。
[0072]
因此，即使在基地b内观测的对象物存在各种各样的限制，也能够在维持与对象物实际被应用的环境、被组合的其它构成要素的相关关系的状态下取得infobata，边由再现装置6进行再现、边观测动态，从而能够掌握对象物与其它构成要素的相关关系。
[0073]
(2)基地a与基地b通过互联网线路、高速无线通信等的高速通信装置连接。因此，能够实时地进行分析，能够实现基地a和宏观的状态、以及基地b的微观的状态的反馈控制。
[0074]
(3)具有取得作为电池单体14a的外部环境信息的infocira(第二信息)的基地a侧环境传感器sga(第二信息取得装置)，
[0075]
再现装置6根据infocira再现电池单体14b的外部环境。
[0076]
因此，不仅能够掌握电池单体14b的电力状态，而且能够掌握与设置有电池单体14a的环境的因果关系，例如，能够对与振动状态、温度、电极的状态的至今未知的因果关系的分析做出贡献。
[0077]
(4)具有将在基地b观测电池单体14a而得到的infop(第一观测数据)与在基地a观
测混动车辆1的动态而得到的infoe、infom、infoat、infobata、infocira、infodr、infocd(第二观测数据)取得关联并存储的数据库300。因此，通过将动态中的微观的信息与宏观的信息取得关联并汇总管理，能够实现各种各样的分析。
[0078]
(5)根据数据库300的信息，提取infop与infoe、infom、infoat、infobata、infocira、infodr、infocd的因果关系。由此，通过掌握表示宏观的状态的信息与表示微观的状态的信息的因果关系，能够根据微观侧的状态更深地理解宏观侧的状态。
[0079]
(6)根据在基地b观测电池单体14b而得到的infop，变更混动车辆1的动态。例如，在掌握了车辆的加速度与电池电极的活性物质的变化的关系等时，能够从微观的观点适当地设定混动车辆1的驱动力控制的输出扭矩限制值等。
[0080]
[实施方式2]
[0081]
接着，对实施方式2进行说明。由于基本的构成与实施方式1相同，所以仅对不同点进行说明。图3是表示实施方式2的动态观测系统的系统图。在实施方式1中，通过高速通信线路连接基地a与基地b，实时地进行数据的收发。对此，在实施方式2中不同点在于，代替基地a侧数据通信模块106以及基地b侧数据通信模块206而具备基地a侧数据缓冲装置1060以及基地b侧数据缓冲装置2060。
[0082]
基地a侧数据缓冲装置1060存储与时间序列数据取得关联的infobata以及infocira，能够向作为能够移动的存储介质的usb存储器9输出与时间序列数据取得关联的infobata以及infocira。另外，不限于usb存储器9，也可以是cd-rom、sd卡等，没有特别的限定。
[0083]
同样地，基地b侧数据缓冲装置2060从能够带入基地b的usb存储器9读取与时间序列数据取得关联的infobata以及infocira。而且，根据读取的上述数据，使再现装置6运转，并且能够将观测到的infop再次与usb存储器9内的时间序列数据取得关联并输出。
[0084]
首先，在基地a，取得规定的行驶条件下的各种数据后，从基地a侧数据缓冲装置1060向usb存储器9输出与时间序列数据取得关联的infobata以及infocira。接着，将usb存储器9带到基地b，使基地b侧数据缓冲装置2060读取usb存储器9内的数据。而且，在基地b中，根据读取的数据，使再现装置6运转，取得infop。接着，向usb存储器9内输出包括与时间序列数据取得关联的infop的数据，并存储到usb存储器9中。接着，将usb存储器9带回基地a，将在基地b取得的信息取入基地a侧数据缓冲装置1060，并且将infop与时间序列数据对应并存储到数据库300中。
[0085]
这样，通过将数据缓冲，能够使基地a中的数据取得时刻与基地b中的数据取得时刻成为不同的任意的时刻。因此，例如，即使在基地b的利用者拥挤，在基地a中的数据取得时刻无法利用基地b的情况下，也能够通过事先在基地a取得数据来高效地利用基地b。
[0086]
[实施方式3]
[0087]
接着，对实施方式3进行说明。由于基本的构成与实施方式1相同，所以仅对不同点进行说明。图4是表示实施方式3的动态观测系统的系统图。在实施方式1中，是观测混动车辆的动态的系统。对此，在实施方式3中，不同点在于是观测混动飞行器的动态的系统。
[0088]
近年，从削减二氧化碳的排放量的观点出发，作为飞行器的推进力，正在进行除了喷气式发动机以外还并用电动马达的研究。在将电池搭载于飞行器的情况下，由于飞行中的温度、气压的条件比地面更严酷，所以当务之急是确保飞行中或进行了反复飞行后的电
池的性能以及安全性。但是，混动飞行器与混动车辆相比非常大，另外在室内再现飞行状态是不可能的，无法如混动车辆那样带入基地a内进行测试。
[0089]
因此，从混动飞行器功能分解至能够带入基地a内的并且能够再现在飞行状态下发挥功能的要素的动态的构成要素(以下，记载为一级功能分解)。而且，在基地a内设置能够再现飞行状态下的被一级功能分解后的构成要素(以下，记载为一级构成要素)的动态的设备。接着，功能分解至能够带入基地b内的并且能够再现以一级构成要素发挥功能的要素的动态的构成要素(以下，记载为二级功能分解)。而且，在基地b内设置能够再现飞行状态下的被二级功能分解后的构成要素(以下，记载为二级构成要素)的动态的装置。实施方式3中的二级构成要素由于是电池单体(包括14aa、14ab)，所以以该电池单体为基准决定一级构成要素。
[0090]
(关于基地a)
[0091]
基地b的观测对象是电池单体14aa，由多个电池单体14aa构成的是电池14a。因此，作为与电池14a电连接以及机械性连接的一级构成要素，选择了设置于主翼部的主发动机500、设置于机身部后方的副发动机501、逆变器13a以及电池14a。
[0092]
主发动机500是利用喷气式发动机产生推进力的发动机，具有燃烧室10a、压缩机51、涡轮52、与这些转动要素连接且产生飞行器的推进力的推进风扇53、向燃烧室10a供给喷气燃料的燃料容器54、以及与涡轮52连接的发电机11b。发电机11b与电池14a电连接。
[0093]
副发动机501是利用电力产生推进力的发动机，具有电动马达11a以及与电动马达11a连接的第二推进风扇55。电动马达11a与电池14a电连接。
[0094]
逆变器13a与电池模块14a连接，能够通过由发电机11b发出的电力进行充电，并且能够向电动马达11a供给需要的电力。
[0095]
电池模块14a以多个电池单体14aa串联或并联连接的状态包含在铝制的壳体内，储存规定的电力。电池模块14a设置在再现飞行状态的环境的一级再现装置6a内。一级再现装置6a构成为能够任意地再现内部的温度、湿度以及气压。
[0096]
一级再现装置6a内具有：检测作用于包含在电池模块14a内的多个电池单体14aa中的一个上的压力的压力传感器20a；检测电池模块14内的气氛温度(尤其是电池单体14aa附近)的温度传感器21a；以及检测电池模块14a内的气压的气压传感器23a。也对设置于基地a的三个传感器20a、21a、23a进行总称并记载为取得环境状态的基地a侧环境传感器sga。混动飞行器利用从主发动机500和/或副发动机501输出的推进力飞行。在实施方式3中，作为具备电池的飞行器，例示了串联、并联、部分混动型的飞行器，但是也可以是并联混动型、串联混动型。另外，作为具备电池的飞行器，也可以是仅利用电力进行飞行的系统、作为推进力仅使用喷气式发动机而起落架等附件类及客舱内的电力从电池供给的系统，没有特别的限定。
[0097]
一级构成要素具有模拟器控制单元200a(以下，simcu200a)。例如，如果对simcu200a设定规定的飞行状态，则将一级再现装置6a内设定成按照飞行状态的温度、气压。
[0098]
一级要素具有：统一控制飞行状态的飞行器控制单元100a(以下，vcu100a)；根据来自vcu100a的指令控制主发动机500的驱动状态的发动机控制单元101a(以下，ecu101a)；根据来自vcu100a的指令控制电动马达11a的驱动状态的马达控制单元102a(以下，
mcu102a)；根据来自vcu100a的指令控制电池模块14内的电力状态的电池控制单元103a(以下，bcu103a)；以及根据来自vcu100a的指令控制逆变器13a的(包括发电机11b的发电状态)的逆变器控制单元104a(以下，ivcu104a)。
[0099]
另外，一级构成要素具有能够向vcu100a输入飞行员的操作信息(以下，infopl)的输入部input。这些可以发送实际上混动飞行器飞行时的飞行信息infopl，也可以从外部输入终端、其它控制单元等发送infopl，没有特别的限定。
[0100]
信息取得部105取得作为与主发动机500关联的信息的infoe、作为与副发动机501关联的信息(马达扭矩tm、马达输出、马达转速nm等能够收集的各种信息)的infom、作为与逆变器13a关联的信息的infoiv、作为与电池模块14a关联的信息(电流a、电压v、soc(充电状态)、soh(劣化状态)、ocv(断电电压)、sop(可输出功率)等)的infobata、作为与电池模块14a的环境关联的信息(用环境传感器sga检测到的气氛温度℃、压力pa、气压hpa等)的infocira、作为飞行员的操作信息的infopl、以及作为与simcu200a关联的信息的infosim。
[0101]
数据库300设置在基地a内，将由信息取得部105取得的数据沿着时间序列进行存储。在数据库300中，准备有各种各样的分析程序，根据最终得到的信息，能够掌握各种信息的因果关系。
[0102]
基地a侧数据通信模块106(以下，dtma106)在由信息取得部105取得的信息中取得infobata以及infocira，通过互联网、高速无线通信等高速通信线路向基地b发送。另外，将从后述的基地b侧数据通信模块206接收到的infop、infobatb、infosyc存储到数据库300中。
[0103]
(关于基地b)
[0104]
基地b具有能够使用量子束进行各种各样的测量的大型同步辐射设施5、再现装置6、以及基地b侧数据通信模块206(以下，dtmb206)。
[0105]
再现装置6是针对与包含在电池模块14a内的电池单体14aa相同标准的电池单体14ab(二级构成要素)再现与在基地a中放置电池单体14aa的环境相同的环境且相同的充放电状态的装置。环境室60是在将电池单体14b配置在内部的状态下能够设定成所希望的环境(温度、湿度、气压等)的容器。充放电装置61针对设置在环境室60内的电池单体14ab进行所希望的充放电。单体加压装置62用所希望的按压力对电池单体14ab进行加压。环境室内调整装置64将环境室60内的气氛温度、湿度、气压等调整成所希望的值。
[0106]
在再现装置6内具有检测对电池单体14b作用的压力的压力传感器20b、检测环境室60内的气氛温度的温度传感器21b、以及检测电池单体14b的气压状态的气压传感器23b。也对设置于基地b的三个传感器20b、21b、23b进行总称并记载为取得环境状态的基地b侧环境传感器sgb。
[0107]
束照射器51将从大型同步辐射设施5输出的x射线(同步辐射)朝向设置在环境室60内的电池单体14b的对象区域输出。
[0108]
检测装置7检测照射的x射线在电池单体14b透过、衍射或散射时的x射线，观测纳米级的原子、分子的动态。将基于这些观测的图像数据(包括视频)、负极表面的结构崩塌、过度的覆盖膜形成、电解液中的气体生成状态有关的信息亦即infop向dtmb206发送。
[0109]
dtmb206将从dtma106发送的infobata以及infocira向各控制单元发送，并且向同步性确认部205发送。
[0110]
充放电装置61被控制为根据从dtmb206向充放电控制单元201发送的infobata对电池单体14ab再现基地a中的充放电状态。单体加压装置62被控制为根据从tmb206向单体加压装置控制单元202发送的infocira对电池单体14ab再现基地a中的压力状态。环境室内调整装置64被控制为根据从tmb206向环境室控制单元204发送的infocira再现基地a中的气氛温度等。
[0111]
同步性确认部205确认infocira与作为由基地b侧环境传感器sgb检测到的信息的infocirb是否同步，并且infobata与作为基地b侧的充放电状态的infobatb是否同步，在同步的情况下，将infosyc作为1输出，在未保持同步的情况下，将infosyc作为0输出。各控制单元在接收到的infosyc为1的情况下，继续进行控制，在接收到的infosyc为0的情况下，暂时结束控制，在复位后重新使其同步。另外，同步表示从dtma106发送的在基地a取得的infobata与在基地b取得的infobatb沿着时间序列一致、并且在基地a取得的infocira与在基地b取得的infocirb一致。另外，如果顺序沿着时间序列相同，则不必以相同的时间间隔同步，也可以以按照检测装置7的检测分辨率的不同的时间间隔仅使时间序列的顺序同步。
[0112]
dtmb206取得由检测装置7检测到的infop、infobatb、infosyc，向dtma106发送。
[0113]
对实施方式3的电池单体14ab内的观察例进行说明。设想飞行器相比如车辆这样的以在地面上行驶为前提的交通工具在更加低温、低气压下的环境下飞行。尤其是，当在电池单体14ab内的电解液中溶解有例如二氧化碳等的情况下，在低气压下，存在这些气体成分气泡化的情况。能够观测该气泡对例如形成在负极表面的sei(solid electrolyte interphase)的状态变化(sei成膜过程、膜厚变化过程等)等带来的影响等。由此，能够实施各种各样的有助于电池的性能提高、安全性提高的测试。
[0114]
(其它实施方式)
[0115]
以上，根据实施方式1～3对本发明进行了说明，但是在不脱离本发明的范围的范围内，本发明也可以应用于其它实施方式。
[0116]
在实施方式1、2中，例示了在基地a中选择混动车辆1作为功能性对象物并使用了底盘测功机的例子，但是不限于底盘测功机，例如也可以使车辆在测试道路上实际行驶，将此时得到的各种数据通过无线通信向基地b发送，不限于测试道路，也可以将通过在一般道路上的行驶实验而得到的各种数据利用无线通信或存储介质向基地b发送。
[0117]
在实施方式1、2中，表示了着眼于搭载于车辆的电池单体14b的例子，但是不限于电池，也可以着眼于发动机的排气催化剂，在基地b观测形成于排气催化剂的表面的薄膜的状态。或者，对于燃料电池车辆，也可以着眼于燃料电池，在基地b中观测燃料电池的催化剂的状态。或者，也可以着眼于轮胎，观测行驶时的轮胎内的钢丝骨架与橡胶分子的界面状态、分子结构的动态。基本上，如果是在基地b的再现装置中能够再现的测量对象物，则能够针对所有的部位构筑系统。
[0118]
另外，不限于四轮汽车，可以选择二轮车、铁道车辆、飞行器这样的交通工具全体。在实施方式1～3中，观测了基于电池内部的化学反应的动态，但是不限于化学反应的动态，也可以观测基于机械性相互作用的动态。例如，在选择了飞行器的情况下，功能分解至翼的最被施加负荷的部分，进行测试飞行，在基地b中，非破坏地确认翼的被铆钉隐藏的部分，取得与疲劳程度有关的信息，由此能够对提高飞行器的安全性做出贡献。另外，在基于化学反应的动态的情况下，难以在观测中暂时停止化学反应，但是在基于机械性相互作用的动态
的情况下，可以在观测中暂时停止，因此能够实现更多样的观测方法。
[0119]
另外，不限于上述的由机械结构要素构成的功能性对象物，也可以将本发明应用于由建设结构要素构成的功能性对象物。例如，在进行房屋、大楼等建筑物的抗震测试时，可以观测在建筑物内使用的粘合剂的界面状态、也可以观测螺丝、框架的疲劳状态。
[0120]
另外，也可以应用于由在大型电气设备中使用的电气产品要素构成的功能性对象物。例如，可以观测对变压器施加高电压时达到电气性能破坏的状态、达到物理性破坏的状态。
[0121]
在实施方式1、2中，表示了利用了同步辐射的观测装置的例子，但是也可以是利用了x射线自由电子激光、中子同步加速器等量子束的观测装置。作为通过检测装置观测的具体例，可以举出作为二维透过成像方法的x射线透过成像、利用物质的折射率的不同的相位对比成像、从晶格常数推定电池内的正极、负极的充放电状态的x射线衍射映射、利用布拉格边缘(衍射以及透过)的中子布拉格边缘成像、作为过渡金属的xafs映射的成像xafs、以三维取得过渡金属的xafs映射的ct-xafs、康普顿散射成像、叠层成像xafs、共焦xrd映射等。这些如果是利用测量对象物的结晶结构、电子状态、粒径分布、局部结构、界面结构等微观视点下的特征而能够非破坏地进行观测，则没有特别的限定。另外，不限于基于成像的图像数据，也可以取得光谱数据，根据这些光谱数据观测分子结构等。
[0122]
另外，在实施方式中，表示了将数据库300设在基地a的例子，但是只要在网络内，则也可以设置在基地a以外的场所，例如可以设置在云上，也可以设置在基地b。
[0123]
工业实用性
[0124]
按照本发明，能够提供一种动态观测系统，即使在大型观测基地内观测的对象物存在各种各样的限制，也能够掌握与对象物被实际应用的环境、被组合的其它构成要素的相关关系。