JP5338337B2 - バッテリ交換システム及びバッテリ交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車等の車両に搭載されたバッテリを交換するためのバッテリ交換システム及びバッテリ交換方法に関する。

従来より、電気自動車に搭載されたバッテリを交換する際、電気自動車の現在位置を検出し、検出された現在位置周辺のバッテリ交換所を通知するシステムが知られている。

特開２００４−２１５４６８号公報

従来のシステムは、複数の電池モジュールにより形成されたバッテリ全体を交換単位としてバッテリを交換する構成になっているために、バッテリを安価に交換することは難しい。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的はバッテリを安価に交換可能なバッテリ交換システム及びバッテリ交換方法を提供することにある。

本発明は、複数の電池モジュールにより構成されたバッテリの交換要求に応じて電気通信回線を介して複数の電池モジュールの現時点における特性及び残存容量とバッテリ交換所に到達した時点における特性及び残存容量に関する情報を含むバッテリに関する情報を送信し、送信された情報に基づいて複数の電池モジュールのうち交換が必要な電池モジュール及び交換が不要な電池モジュールを特定し、特定された交換が必要な電池モジュールのみと交換する電池モジュールの準備を開始し、該交換する電池モジュールの特性及び容量をバッテリ交換所に到達した時点における交換が不要な電池モジュールの特性及び残存容量に合わせるように管理する。

本発明によれば、バッテリを交換する際、交換が必要な部位だけを交換するので、バッテリを安価に交換することができる。

本発明の実施形態となるバッテリ交換システムの構成を示すブロック図である。 バッテリの内部構成を示す模式図である。 本発明の実施形態となるバッテリ交換処理の流れを示すフローチャート図である。 バッテリの劣化度の時間変化の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるバッテリ交換システム及びそのバッテリ交換方法について説明する。

〔バッテリ交換システムの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態となるバッテリ交換システムの構成について説明する。

本発明の実施形態となるバッテリ交換システムは、図１に示すように、車両２，管理センター側に設けられたサーバ２，及びバッテリ交換所側に設けられたサーバ３を主な構成要素として備える。なお本実施形態では、管理センターとバッテリ交換所が別の場所に設けられているとして説明するが、バッテリ交換所内に管理センターがある等して、バッテリ交換所が管理センターの役割を担うようにしてもよい。車両２は、通信装置１１，経路案内装置１２，バッテリ１３，及び制御部１４を備える。通信装置１１は、電気通信回線を介してサーバ２，３との間で情報通信を行う。経路案内装置１２は、公知の経路案内装置により構成され、乗員により設定された目的地までの車両の走行経路を案内する。バッテリ１３は、車両１の駆動源として機能する。

本実施形態では、バッテリ１３は、図２に示すように、複数の電池モジュール２１を有する組電池により構成され、各電池モジュール２１はさらに複数の電池２２により構成されている。またバッテリ１３は、電池種類（リチウムイオン電池やニッケル水素蓄電池等）、定格容量、各電池モジュール２１のＳＯＣ（State Of Charge），劣化状態，自己放電量、使用履歴、交換履歴、故障部位、及び故障履歴等の情報を記憶，更新するメモリを有する。制御部１４は車両１全体の動作を制御する。サーバ２及びサーバ３はワークステーション等の公知の情報処理装置により構成されている。

〔バッテリ交換処理〕
このような構成を有するバッテリ交換システムは、以下に示すバッテリ交換処理を実行することにより、バッテリを安価に交換することを可能にする。以下、図３に示すフローチャートを参照して、このバッテリ交換処理を実行する際のバッテリ交換システムの動作について説明する。

図３に示すフローチャートは、ユーザが経路案内装置１２を操作することによりバッテリの交換要求を入力したタイミングで開始となり、バッテリ交換処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、経路案内装置１２が、車両１の位置情報を検出し、検出された位置情報に基づいて車両１周辺に存在するバッテリ交換所を検索する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御部１４が、バッテリ１３のメモリと通信することによりバッテリ１３の種類、バッテリ１３を構成する各電池モジュール２１のＳＯＣ，劣化状態，自己放電量、及び故障部位に関する情報を読み出すと共に、経路案内装置１２と通信することによりステップＳ１の処理により検索されたバッテリ交換所への到着予定時刻に関する情報を取得する。また制御部１４は、経路案内装置１２から取得した到着予定時刻に関する情報を利用して、バッテリ交換所に到着した際の各電池モジュール２１のＳＯＣを算出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御部１４が、ステップＳ２の処理により得られた情報を仮予約データとして管理センター側のサーバ２に送信する。なおこの処理において、ユーザが、バッテリ１３の種類や定格容量等のサーバ２に送信する情報を選択できるようにしてもよい。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、サーバ２が、ステップＳ３の処理により車両１側から送信された仮予約データを受信する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、サーバ２が、仮予約データを参照して交換が必要な電池モジュール２１を特定し、ステップＳ１の処理により目的地に設定されたバッテリ交換所に特定された電池モジュール２１に対応する電池モジュール２１が保管されているか否かを判別する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、サーバ２が、交換が必要な電池モジュール２１に対応する電池モジュール２１がバッテリ交換所に保管されていない場合、バッテリ交換所の予約状況やその電池モジュール２１を用意するために必要な工数に関する情報をバッテリ交換所側のサーバ２から取得し、交換が必要な電池モジュール２１に対応する交換モジュール２１を用意するために必要な時間及び費用を算出する。なおバッテリ１３を交換する際、バッテリ交換所では、仮予約データを参照して、新たに導入する電池モジュール２１の特性及びＳＯＣを交換が不要な電池モジュール２１の特性及びＳＯＣに合わせる。これにより、電池モジュール２１の交換後にバッテリ１３内で特性ばらつきが発生することを防止できる。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、サーバ２が、ステップＳ６の処理により算出された時間及び費用に関する情報を仮予約回答して車両１に送信する。なお交換が必要な電池モジュール２１に対応する電池モジュールが既にバッテリ交換所に保管されている場合には、サーバ２は、交換作業に必要となる時間とその費用に関する情報を仮予約回答として車両１に送信する。また交換する電池モジュール２１の使用履歴や劣化状態に応じて幾つかのランクの交換費用を提示し（図４参照）、ユーザが交換費用を選択できるようにしてもよい。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、車両１の通信装置１１が、サーバ２から送信された仮予約回答を受信し、制御部１４が、経路案内装置１１の表示画面に受信した仮予約回答の内容を出力する。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、バッテリ交換処理はステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９の処理では、ユーザがステップＳ８の処理により表示画面に出力された仮予約回答の内容に基づいて仮予約を確定するか否かを判断する。仮予約を確定する場合、ユーザは経路案内装置１２を操作することにより仮予約の確定操作を行い、バッテリ交換処理はステップＳ１０の処理に進む。一方、仮予約を確定しない場合には、ユーザは経路案内装置１２を操作することにより仮予約の解約操作を行い、バッテリ交換処理はステップＳ１の進む。

ステップＳ１０の処理では、制御部１１が、通信装置１１を介して予約確定要求を送信し、サーバ２は、予約確定要求を受信したタイミングで制御部１１との間でバッテリ交換費用の決済を行う。そしてバッテリ交換費用の決済が完了したタイミングでサーバ２はバッテリ交換処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ１１の処理では、サーバ２が、バッテリ交換所側のサーバ３に対し仮予約データに規定された条件を満足するバッテリの準備（充電や容量調整等）を開始するように指示する。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、一連のバッテリ交換処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となるバッテリ交換処理によれば、車両１が、バッテリ１３の交換要求に応じて電気通信回線を介してバッテリ１３に関する情報を送信し、サーバ２が、送信された情報に基づいてバッテリ１３の交換部位を特定し、特定された交換部位を交換するようにバッテリ交換所のサーバ３に通知する。そしてこのような構成によれば、バッテリ１３を交換する際、バッテリ交換所では交換が必要な部位だけを交換することになるので、バッテリ１３を安価に交換することができる。

また本発明の実施形態となるバッテリ交換処理によれば、車両１がサーバ２に送信するバッテリ１３に関する情報は、バッテリ１３の使用履歴、交換履歴、劣化状態、及び故障部位に関する情報を含む。そしてこのような構成によれば、交換が必要なバッテリ１３の部位を適切に特定することができるので、バッテリ１３の整備性が向上する。

また本発明の実施形態となるバッテリ交換処理によれば、車両１がサーバ２に送信するバッテリ１３に関する情報は、電池モジュール２１の現時点における残存容量とバッテリ交換所に到達した時点における残存容量に関する情報を含むので、バッテリ交換所における容量調整の精度を向上させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１：車両
２，３：サーバ
１１：通信装置
１２；経路案内装置
１３：バッテリ
１４：制御部

Claims (5)

1. 複数の電池モジュールにより構成されたバッテリを有する車両と、
   前記バッテリのバッテリ交換所における交換作業を管理するサーバとを備え、
   前記車両は、前記バッテリの交換要求に応じて、電気通信回線を介して前記サーバにバッテリに関する情報を送信する送信手段を有し、
   前記バッテリに関する情報は、前記複数の電池モジュールの現時点における特性及び残存容量と前記バッテリ交換所に到達した時点における特性及び残存容量に関する情報を含み、
   前記サーバは、前記送信手段から送信された情報に基づいて、前記複数の電池モジュールのうち交換が必要な電池モジュール及び交換が不要な電池モジュールを特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記交換が必要な電池モジュールと交換する電池モジュールの準備を開始するよう前記バッテリ交換所に通知する通知手段と、
   前記交換する電池モジュールの特性及び容量を前記バッテリ交換所に到達した時点における前記交換が不要な電池モジュールの特性及び残存容量に合わせるように管理する管理手段とを有する
   ことを特徴するバッテリ交換システム。
2. 請求項１に記載のバッテリ交換システムにおいて、前記バッテリに関する情報はバッテリの使用履歴、交換履歴、劣化状態、及び故障部位に関する情報を含むことを特徴とするバッテリ交換システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバッテリ交換システムにおいて、前記バッテリに関する情報は、バッテリの定格容量及び種別に関する情報を含むことを特徴とするバッテリ交換システム。
4. 請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のバッテリ交換システムにおいて、前記送信手段が送信する前記バッテリに関する情報はユーザが選択可能に構成されていることを特徴とするバッテリ交換システム。
5. 複数の電池モジュールにより構成されたバッテリの交換要求に応じて、電気通信回線を介して前記複数の電池モジュールの現時点における特性及び残存容量とバッテリ交換所に到達した時点における特性及び残存容量に関する情報を含むバッテリに関する情報を送信する送信処理と、
   前記送信処理により送信された情報に基づいて前記複数の電池モジュールのうち交換が必要な電池モジュール及び交換が不要な電池モジュールを特定する特定処理と、
   前記特定処理により特定された前記交換が必要な電池モジュールと交換する電池モジュールの準備を開始するよう前記バッテリ交換所に通知する通知処理と、
   前記交換する電池モジュールの特性及び容量を前記バッテリ交換所に到達した時点における前記交換が不要な電池モジュールの特性及び残存容量に合わせるように管理する管理処理と
   を有することを特徴するバッテリ交換方法。

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