JP2011132020A

JP2011132020A - 交換用蓄電装置の管理システムおよび交換用蓄電装置の管理方法

Info

Publication number: JP2011132020A
Application number: JP2009295149A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Nakamura; 達中村; Shinji Ichikawa; 真士市川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: US20110156662A1; JP4998544B2; US8525475B2

Abstract

【課題】複数の交換用蓄電装置の保管場所を確保しつつ、複数の交換用蓄電装置間の劣化の程度が均一になるように管理する。
【解決手段】ＰＣは、充電要求があって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、充電が完了している交換用蓄電装置の在庫があって（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、在庫日数がＡ日以内であって（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、保管場所が十分に確保されている場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、最も充電履歴の小さい交換用蓄電装置を選択するステップ（Ｓ１０８）と、保管場所が十分に確保されていない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、最も充電履歴の大きい交換用蓄電装置を選択するステップ（Ｓ１２４）と、選択された交換用蓄電装置が充電器に接続された場合に（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電制御を実行するステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載された蓄電装置を交換するための交換用蓄電装置の交換の順序を管理するための管理システムおよび管理方法に関し、特に、保管している複数の交換用蓄電装置間の劣化の程度に応じて優先的に交換対象とする交換用蓄電装置を設定する技術に関する。

近年、環境問題対策の一つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車や電気自動車などが注目されている。このような車両には、二次電池等の蓄電装置が搭載されており、これらの蓄電装置を自宅等に供給される商用電源を用いて充電する技術が公知である。

また、自宅等での充電以外にも上述したような蓄電装置が搭載された車両の利用者に対しては、利用者の要求に応じて充電量が低下した蓄電装置を充電済の蓄電装置に交換するサービスが有償で提供される場合がある。このようなサービスが提供される場所においては、複数の利用者に対して上述のサービスを提供するために、複数の交換用蓄電装置が管理される。

このようなサービスの提供について、たとえば、以下のような技術が公知である。特開２００７−１８２３１０号公報（特許文献１）は、ユーザを充電作業にかかる手間から解放させ得る蓄電池流通管理システムを開示する。この蓄電池流通管理システムは、蓄電池の交換を行なう複数のステーション間での充電済み蓄電池の流通を管理するシステムである。蓄電池流通管理システムは、ステーションに設置され、蓄電池の在庫情報を管理するステーション端末装置と、充電が完了した蓄電池を運搬する移動体に設置された移動体端末装置と、ステーション端末装置及び移動体端末装置とデータ通信可能に構成されてなる中央管理装置と、を備える。ステーション端末装置は、所定のタイミングで在庫情報に係るデータを中央管理装置に送信する。中央管理装置は、在庫情報に係るデータを使用して蓄電池の運搬情報に係るデータを生成し、これを移動体端末装置に送信することを特徴とする。

上述した公報に開示された蓄電池流通管理システムによると、蓄電池を交換するステーション間において、充電が完了している蓄電池を効率的に流通させることができ、ユーザを充電作業にかかる手間から解放させ得る。特に、その対象を電気自動車の駆動用に使用される蓄電池とすれば、ユーザによる電気自動車の遠距離利用を促進させ、さらには、その普及率の向上にも貢献し得る。

特開２００７−１８２３１０号公報

ところで、複数の交換用蓄電装置の交換状況によっては、交換用蓄電装置の保管場所が不足する場合がある。そのため、交換用蓄電装置の管理を適切に行なえないという問題がある。また、劣化した交換用蓄電装置が放電した状態あるいは満充電に近い状態で長期間保管される場合には、劣化がさらに進行するため、保管された複数の交換用蓄電装置間において劣化の程度が均一になるように管理することができないという問題がある。

上述した公報に開示された蓄電池流通管理システムにおいては、これらの問題について何ら考慮されておらず解決することはできない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の交換用蓄電装置の保管場所を確保しつつ、複数の交換用蓄電装置間の劣化の程度が均一になるように管理する交換用蓄電装置の管理システムおよび交換用蓄電装置の管理方法を提供することである。

この発明のある局面に係る交換用蓄電装置の管理システムは、車両に搭載された蓄電装置と交換するために保管場所に保管している複数の交換用蓄電装置の交換に用いる順序を管理するための交換用蓄電装置の管理システムである。この管理システムは、交換用蓄電装置の交換によって変動する交換用蓄電装置の在庫個数を予測するための予測部と、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えるか否かを判定するための第１判定部と、第１判定部によって在庫個数がしきい値を超えると判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択するための第１選択部とを含む。

好ましくは、第１選択部は、第１判定部によって在庫個数がしきい値を超えないと判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が小さい交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

さらに好ましくは、管理システムは、交換用蓄電装置の充電深度、充電回数および使用年数に基づいて交換用蓄電装置の劣化の程度を算出するための算出部をさらに含む。

さらに好ましくは、管理システムは、複数の交換用蓄電装置の各々の保管期間を取得するための第１取得部と、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が予め定められた保管期間を超えるか否かを判定するための第２判定部と、第２判定部によって複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が予め定められた保管期間を超えると判定された場合、在庫個数に関わらず、複数の交換用蓄電装置のうちの最も保管期間の長い交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択するための第２選択部とをさらに含む。

さらに好ましくは、管理システムは、複数の交換用蓄電装置の各々の充電状態を取得するための第２取得部と、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が充電完了を示す予め定められた状態であるか否かを判定するための第３判定部と、第３判定部によって複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が予め定められた状態でない場合、在庫個数および保管期間に関わらず、複数の交換用蓄電装置のうちの最も充電状態が予め定められた状態に近い交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択するための第３選択部とをさらに含む。

この発明の他の局面に係る交換用蓄電装置の管理方法は、車両に搭載された蓄電装置と交換するために保管場所に保管している複数の交換用蓄電装置の交換に用いる順序を管理するための交換用蓄電装置の管理方法である。この管理方法は、交換用蓄電装置の交換によって変動する交換用蓄電装置の在庫個数を予測するステップと、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えるか否かを判定するステップと、在庫個数がしきい値を超えると判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択するステップとを含む。

サーバと電池交換ステーションとの関係を示す図である。電池交換ステーションの概略構成を示す図である。電池交換ステーションが保管する交換用蓄電装置の交換に用いる順序を説明するための図である。本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムを実現するＰＣ１００の機能ブロック図である。本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムを実現するＰＣ１００で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施の形態において複数の電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々は、サーバ１０に接続される。

サーバ１０は、複数の電池交換ステーション２０．１−２０．ｎから各種情報を取得して、内部の記憶媒体（たとえば、メモリやハードディスク）に取得した各種情報を記憶させる。また、サーバ１０は、電池交換ステーション２０．１−２０．ｎのうちの少なくともいずれか一つからの各種情報の要求を受けた場合に、記憶媒体から要求された情報を読み出して、各種情報を要求した電池交換ステーションに対して読み出した情報を送信する。

各種情報は、複数の電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々において充電が完了している交換用蓄電装置の個数の情報と、交換用蓄電装置の保管場所の空き情報と、複数の電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々において保管されている交換用蓄電装置の情報と、来客予想についての情報とを含む。そのため、複数の電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々は、隣接する、あるいは周辺の電池交換ステーションの各種情報をサーバ１０から取得することができる。

図２に示すように、電池交換ステーション２０．１は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記載する）１００と、ｍ個の充電器３０．１−３０．ｍと、ｍ個の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍとを含む。なお、その他の電池交換ステーションについても同様の構成であるため、その詳細な説明は繰返さない。また、充電器の個数は、交換用蓄電装置の個数ｍよりも少なくてもよい。

交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍは、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池やあるいはキャパシタ等である。充電器３０．１−３０．ｍは、商用電源４０を用いて交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍを充電する。

ＰＣ１００は、充電が完了している交換用蓄電装置の個数の情報と、交換用蓄電装置の保管場所の空き情報と、電池交換ステーション２０．１において保管されている交換用蓄電装置の情報と、来客予想についての情報とをメモリあるいはハードディスク等の記憶媒体１５０に記憶しており、たとえば、予め定められた期間毎に（たとえば、１日１回あるいは午前および午後の１日２回）最新の情報に更新して、更新された情報をサーバ１０に送信する。サーバ１０は、受信した情報を用いてサーバ１０の記憶媒体に記憶される情報を更新する。なお、送信周期は、１日１回または２回に限定されるものではない。

ＰＣ１００の記憶媒体１５０には、電池交換ステーション２０．１に保管している現在の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの充電が完了している交換用蓄電装置の個数が記憶される。

ＰＣ１００は、新たに交換用蓄電装置の充電が完了する毎に、記憶媒体１５０に記憶される充電が完了している交換用蓄電装置の個数を増加させて、記憶媒体１５０に記憶される個数を更新する。さらに、ＰＣ１００は、充電が完了している蓄電装置を交換に用いる毎に、記憶媒体１５０に記憶される充電が完了している交換用蓄電装置の個数を減少させて、記憶媒体１５０に記憶される個数を更新する。なお、ＰＣ１００は、後述する充電が完了していることを示すフラグの個数によって充電が完了している交換用蓄電装置の個数を算出するようにしてもよい。

さらに、ＰＣ１００は、予測期間における来客予想の情報に基づいて交換用蓄電装置の在庫個数を予測する。来客予想の情報は、予測期間中に電池交換ステーション２０．１に持ち込まれることが予定される交換用蓄電装置の個数（以下、入庫予定個数と記載する）と、交換、他の電池交換ステーションへの輸送あるいは劣化による処分等によって電池交換ステーション２０．１から持ち出されることが予定される交換用蓄電装置の個数（以下、出庫予定個数と記載する）とを含む。予測期間は、現在から次回の更新情報を送信するまでの期間であってもよいし、現在から予め定められた期間が経過するまでであってもよい。在庫個数とは、予測期間経過時における交換用蓄電装置の個数の推定値をいう。

ＰＣ１００は、たとえば、現在の交換用蓄電装置の個数に予測期間中の入庫予定個数を加算して、出庫予定個数を減算することによって予測期間経過時の交換用蓄電装置の在庫個数を予測する。

ＰＣ１００は、たとえば、予測期間中におけるユーザの来客予約数に補正値を加算することによって、入庫予定個数および出庫予定個数を予測する。補正値は、たとえば、予約キャンセル分の予測値、予約以外の来客数の予測値、輸送個数の予測値、処分予定の交換用蓄電装置の個数等を考慮し、季節や曜日等の影響を反映した値が設定される。なお、補正値は、予め定められた値であってもよい。

ＰＣ１００は、予測された在庫個数と保管可能な交換用蓄電装置の許容個数とを比較して、交換用蓄電装置の保管場所の空き情報を取得する。保管場所の空き情報は、予測期間における新たに保管可能な交換用蓄電装置の個数の情報を含む。ＰＣ１００は、許容個数から在庫個数を減算することによって、保管場所の空き情報を取得する。

ＰＣ１００は、電池交換ステーション２０．１に交換用蓄電装置が持ち込まれた場合に、持ち込まれた交換用蓄電装置から交換用蓄電装置の情報を取得して、記憶媒体１５０に記憶する。交換用蓄電装置の情報は、交換用蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）、使用年数および充電履歴の情報を含む。なお、充電履歴は、交換用蓄電装置の劣化の程度を数値化したものであって、たとえば、値が大きいほど劣化が進行した状態であることを示すものとする。

ＰＣ１００は、交換用蓄電装置のメモリから上記の交換用蓄電装置の情報を読み出す。なお、ＰＣ１００は、電池交換ステーション２０．１に持ち込まれたときの交換用蓄電装置の開放電圧等に基づいてＳＯＣを推定するようにしてもよい。また、ＰＣ１００は、たとえば、製造年月日あるいは使用開始日等を交換用蓄電装置のメモリから読み出すことによって、使用年数を取得するようにしてもよい。

さらに、ＰＣ１００は、電池交換ステーション２０．１に交換用蓄電装置が持ち込まれた場合に、持ち込まれた交換用蓄電装置に対して電池交換ステーション２０．１内における保管場所を特定するＩＤを付与する。さらに、ＰＣ１００は、付与したＩＤに交換用蓄電装置が持ち込まれた日時（以下、入庫日時と記載する）、ＳＯＣ、使用年数および充電履歴を対応づける。ＰＣ１００は、交換用蓄電装置が交換によって持ち出された場合、付与したＩＤを抹消する。

ＰＣ１００は、たとえば、付与したＩＤに入庫日時、ＳＯＣ、使用年数、充電履歴および充電が完了している場合にオンされる、充電が完了していることを示すフラグを対応付けたテーブルを作成し、記憶媒体１５０に記憶させる。ＰＣ１００は、交換用蓄電装置が持ち込まれた場合および持ち出された場合に、記憶媒体１５０に記憶したテーブルを更新するようにしてもよい。

ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つが充電器３０．１−３０．ｍのうちの対応する充電器に接続されている場合に、ユーザが来客する予約時間の予め定められた時間前の充電要求に応じて、充電器に接続された交換用蓄電装置を充電するように充電器を制御する。ＰＣ１００は、充電完了時に、充電によって交換用蓄電装置のＳＯＣが変化した場合に、上述のテーブルを更新してもよい。

以上のような構成を有する電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々においては、複数の交換用蓄電装置の交換状況によっては、交換用蓄電装置の保管場所が不足する場合がある。そのため、交換用蓄電装置の管理を適切に行なえない場合がある。

さらに、劣化した交換用蓄電装置が放電した状態あるいは満充電に近い状態で長期間保管される場合には、劣化がさらに進行するため、保管された複数の交換用蓄電装置間において劣化の程度が均一になるように管理することができない場合がある。

たとえば、図３に示すように、車両に搭載された蓄電装置５０が新たな交換用蓄電装置として持ち込まれた場合を想定する。交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうち最も電池交換ステーション２０．１に持ち込まれた日付の古い交換用蓄電装置２２．ｍが持ち出されるようにした場合、蓄電装置の使用履歴（持ち込まれたときの劣化の程度およびＳＯＣ）には個体差があるため、たとえば、劣化の進行した交換用蓄電装置であって、かつ、保管に適したＳＯＣの範囲の下限値よりも低いＳＯＣの交換用蓄電装置である場合、あるいは、保管に適したＳＯＣの範囲の上限値よりも高いＳＯＣの交換用蓄電装置である場合には、長期間保管されることによって他の交換用蓄電装置よりも劣化の程度がさらに大きくなる場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＰＣ１００が、交換用蓄電装置の交換によって変動する交換用蓄電装置の在庫個数を予測して、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えるか否かを判定して、在庫個数がしきい値を超えると判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択する点に特徴を有する。

また、ＰＣ１００は、在庫個数がしきい値を超えないと判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が小さい交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

さらに、ＰＣ１００は、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が予め定められた保管期間を超えるか否かを判定して、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が予め定められた保管期間を超えると判定された場合、在庫個数に関わらず、複数の交換用蓄電装置のうちの最も保管期間の長い交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

さらに、ＰＣ１００は、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が充電完了を示す予め定められた状態であるか否かを判定して、複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が予め定められた状態でない場合、在庫個数および保管期間に関わらず、複数の交換用蓄電装置のうちの最も充電状態が予め定められた状態に近い交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

図４に、本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムを実現するためのＰＣ１００で実行されるプログラムの制御構造を示す。

ＰＣ１００は、充電要求判定部１０２と、在庫判定部１０４と、日数判定部１０６と、変動予測部１０８と、保管可否判定部１１０と、第１選択部１１２と、第２選択部１１４と、第３選択部１１６と、所要時間算出部１１８と、所要時間判定部１２０と、充電制御部１２２と、輸送要求部１２４とを含む。

充電要求判定部１０２は、充電要求の有無を判定する。具体的には、充電要求判定部１０２は、現在の時刻がユーザが来客する予約時間の予め定められた時間前である場合に充電要求があると判定する。充電要求判定部１０２は、たとえば、充電要求があると判定した場合に充電要求判定フラグをオンし、オンしてから一定時間が経過した後にオフするようにしてもよい。

在庫判定部１０４は、充電要求があると判定された場合に、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの充電が完了しているか否かを判定する。在庫判定部１０４は、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちのいずれか一つの交換用蓄電装置のＳＯＣが予め定められた値以上である場合に、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの充電が完了していると判定する。

なお、在庫判定部１０４は、たとえば、充電要求判定フラグがオンされた場合に、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの充電が完了しているか否かを判定して、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの充電が完了していると判定した場合に、在庫判定フラグをオンするようにしてもよい。

日数判定部１０６は、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちのいずれも充電が完了していないと判定された場合、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数がいずれも予め定められた日数Ａ日以内であるか否かを判定する。日数判定部１０６は、たとえば、交換用蓄電装置のＳＯＣが保管に適したＳＯＣの範囲の下限値よりも低下した場合に、低下した日時と現在の日時との差によって在庫日数を算出する。日数判定部１０６は、たとえば、交換用蓄電装置が持ち込まれたときにそのＳＯＣが保管に適したＳＯＣの下限値よりも低下していた場合、持ち込まれた日時と現在の日時との差によって在庫日数を算出する。

日数判定部１０６は、たとえば、在庫判定フラグがオンである場合に、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数がいずれも予め定められた日数Ａ日以内であるか否かを判定して、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数がいずれも予め定められた日数Ａ日以内であると判定した場合には、日数判定フラグをオンし、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの在庫日数が予め定められた日数Ａ日を超える場合には、日数判定フラグをオフするようにしてもよい。

変動予測部１０８は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数がいずれも予め定められた日数Ａ日以内であると判定された場合、現在の交換用蓄電装置の個数に、予測期間中の入庫予定個数を加算して、かつ、出庫予定個数を減算することによって予測期間における交換用蓄電装置の在庫個数を予測する。在庫個数の予測方法について上述した通りであるため、その詳細な説明は繰返さない。

現在の交換用蓄電装置の個数は、たとえば、既に行なわれた交換用蓄電装置の持込および持出の交換履歴に基づいて算出される。すなわち、現在の交換用蓄電装置の個数は、交換用蓄電装置が持ち込まれる毎に、持ち込まれた個数分だけ持込前の交換用蓄電装置の個数を増加させ、交換用蓄電装置が持ち出される毎に、持ち出された個数分だけ持出前の交換用蓄電装置の個数を減少させることによって算出される。なお、算出された個数は、記憶媒体１５０等に記憶しておくようにしてもよいし、あるいは、既に記憶された個数を算出された個数に更新するようにしてもよい。また、上記した持込および持出の交換履歴の作成は、作業者のＰＣ１００への入力によって行われてもよい。

保管可否判定部１１０は、変動予測部１０８によって予測された在庫個数に基づいて、交換用蓄電装置を保管するための保管場所が十分に確保されているか否かを判定する。具体的には、保管可否判定部１１０は、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超える場合に保管場所が十分に確保されていると判定し、在庫個数がしきい値を超えない場合に保管場所が十分に確保されていないと判定する。

なお、「保管場所」は、たとえば、電池交換ステーション２０．１内に設けられるスペースに限らず、電池交換ステーション２０．１に隣接する、あるいは、周辺の電池交換ステーション内の空きスペースも含むようにしてもよい。すなわち、「交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数」は、たとえば、電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々において保管可能な最大の個数であってもよいし、電池交換ステーション２０．１−２０．ｎの各々において保管可能な最大の個数と、隣接するあるいは周辺の１または２以上の電池交換ステーションの保管場所の空き情報に基づく保管可能個数との合計であってもよい。しきい値は、予め定められた値であって、交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数以下の値であればよく、特に限定されるものではない。

また、保管可否判定部１１０は、たとえば、交換用蓄電装置を保管するための保管場所が十分に確保されていると判定した場合、保管判定フラグをオンし、保管場所が十分に確保されていないと判定した場合、保管判定フラグをオフするようにしてもよい。

第１選択部１１２は、保管可否判定部１１０によって保管場所が十分に確保されていると判定された場合（たとえば、保管判定フラグがオンの場合）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴の小さい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択する。

また、第１選択部１１２は、保管場所が十分に確保されていないと判定した場合（たとえば、保管判定フラグがオフの場合）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴の大きい交換用蓄電装置を車両に対応された蓄電装置との交換対象として優先的に選択する。

第１選択部１１２は、たとえば、充電深度と充電回数と年数に応じた定数とを乗算することによって充電履歴を数値化する。なお、第１選択部１１２は、交換用蓄電装置の温度と、交換用蓄電装置の内部抵抗とに基づいて劣化の程度を数値化するようにしてもよく、上記した方法に限定されるものではない。

第２選択部１１４は、日数判定部１０６によって交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれかの在庫日数が予め定められた日数Ａ日を超えていると判定された場合（たとえば、日数判定フラグがオフの場合）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も在庫日数の長い交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択する。

第３選択部１１６は、在庫判定部１０４によって交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちのいずれも充電が完了していないと判定された場合（たとえば、在庫判定フラグがオフの場合）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最もＳＯＣが大きい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択する。

所要時間算出部１１８は、第３選択部１１６によって選択された交換用蓄電装置を充電した場合に選択された交換用蓄電装置のＳＯＣが予め定められたＳＯＣになるまでの所要時間を算出する。なお、予め定められたＳＯＣは、充電が完了していると判断できるＳＯＣである。

所要時間判定部１２０は、算出された所要時間が予め定められた時間以内であるか否かを判定する。なお、予め定められた時間は、たとえば、他の電池交換ステーションから充電が完了した交換用蓄電装置を輸送した場合に要する時間であってもよいが、特にこれに限定されるものではない。所要時間判定部１２０は、たとえば、算出された所要時間が予め定められた時間以内である場合に、所要時間判定フラグをオンするようにしてもよい。

充電制御部１２２は、第１選択部１１２によって選択された交換用蓄電装置が充電器に接続された場合あるいは第２選択部１１４によって選択された交換用蓄電装置が充電器に接続された場合に、接続された交換用蓄電装置のＳＯＣが予め定められたＳＯＣになるように充電制御を実行する。

さらに、充電制御部１２２は、第３選択部１１６によって選択された交換用蓄電装置が充電器に接続された場合であって、かつ、所要時間判定部１２０によって所要時間が予め定められた時間以内であると判定された場合に、接続された交換用蓄電装置のＳＯＣが予め定められたＳＯＣになるように充電制御を実行する。

輸送要求部１２４は、所要時間判定部１２０において所要時間が予め定められた時間を超えると判定された場合に、他の電池交換ステーションから充電が完了している交換用蓄電装置を輸送することを要求する。輸送要求部１２４は、たとえば、隣接する電池交換ステーションのＰＣに対してサーバ１０を経由して交換用蓄電装置の輸送を要求するようにしてもよいし、あるいは、ＰＣ１００の作業者に対する通知によって、交換用蓄電装置の輸送を要求するようにしてもよい。

本実施の形態において、充電要求判定部１０２と、在庫判定部１０４と、日数判定部１０６と、変動予測部１０８と、保管可否判定部１１０と、第１選択部１１２と、第２選択部１１４と、第３選択部１１６と、所要時間算出部１１８と、所要時間判定部１２０と、充電制御部１２２と、輸送要求部１２４とは、いずれもＰＣ１００のＣＰＵが記憶媒体１５０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。

図５を参照して、本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムであるＰＣ１００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＰＣ１００は、充電要求があるか否かを判定する。充電要求がある場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＰＣ１００は、充電が完了している交換用蓄電装置の在庫があるか否かを判定する。交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうち充電が完了している交換用蓄電装置の在庫がある場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１０４にて、ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数がいずれも予め定められた日数Ａ日以内であるか否かを判定する。交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍの在庫日数が予め定められた日数Ａ日以内である場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１２２に移される。

Ｓ１０６にて、ＰＣ１００は、保管場所が十分に確保されているか否かを判定する。ＰＣ１００は、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数以下であることによって保管場所が十分に確保されていると判定した場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１２４に移される。

Ｓ１０８にて、ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴の小さい交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。このとき、ＰＣ１００は、選択された交換用蓄電装置を充電器に接続するように作業者に通知するようにしてもよいし、自動的に選択された交換用蓄電装置を充電器に接続するようにしてもよい。

Ｓ１１０にて、ＰＣ１００は、選択された交換用蓄電装置が充電器に接続されたか否かを判定する。ＰＣ１００は、たとえば、充電器から選択された交換用蓄電装置と接続された信号を受信した場合に、選択された交換用蓄電装置が充電器に接続されたと判定してもよい。選択された交換用蓄電装置が充電器に接続された場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。Ｓ１１２にて、ＰＣ１００は、接続された交換用蓄電装置に対して充電制御を実行する。ＰＣ１００は、接続された交換用蓄電装置のＳＯＣが充電完了を示すＳＯＣになるまで充電制御を実行する。

Ｓ１１４にて、ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最もＳＯＣの高い交換用蓄電装置を交換対象の交換用蓄電装置として優先的に選択する。Ｓ１１６にて、選択された交換用蓄電装置を充電した場合に、充電が完了するまでの所要時間を算出する。

Ｓ１１８にて、ＰＣ１００は、算出された所要時間が予め定められた時間Ｂ以内であるか否かを判定する。算出された所要時間が予め定められた時間Ｂ以内である場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１８にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。

Ｓ１２０にて、ＰＣ１００は、他の電池交換ステーションから充電が完了している交換用蓄電装置の輸送を要求する。Ｓ１２２にて、ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も在庫日数の長い交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

Ｓ１２４にて、ＰＣ１００は、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴が大きい交換用蓄電装置を交換対象として優先的に選択する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムであるＰＣ１００の動作について説明する。

たとえば、来客の予定時間から予め定められた時間前である場合に充電要求があると判定され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、充電が完了している交換用蓄電装置の在庫の有無が判定される（Ｓ１０２）。

＜充電が完了している交換用蓄電装置がない場合＞
充電が完了している交換用蓄電装置がない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最もＳＯＣの高い交換用蓄電装置が交換対象として選択され（Ｓ１１４）、充電が完了するまでの所要時間が算出される（Ｓ１１６）。算出された所要時間が予め定められた時間Ｂ以内である場合には（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、選択された交換用蓄電装置が接続されたときに（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電制御が実行される（Ｓ１１２）。これによって、充電要求に対して速やかに充電が完了している交換用蓄電装置を準備することができる。また、来客の予定時間直前に充電が完了することによって交換用蓄電装置の劣化を最小限に留めることができる。

算出された所要時間が予め定められた時間を超える場合には（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、他の電池交換ステーションに対して充電が完了している交換用蓄電装置の輸送を要求する（Ｓ１２０）。これによって、来客の予定時間になるまでに充電が完了している交換用蓄電装置を準備することができる。なお、輸送の要求とともに選択された交換用蓄電装置の充電を開始するようにしてもよい。

＜充電が完了している交換用蓄電装置がある場合（その１）＞
充電が完了している交換用蓄電装置がある場合であって（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、かつ、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの少なくともいずれか一つの在庫日数が予め定められた日数Ａ日を超える場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も在庫日数の長い交換用蓄電装置が交換対象として選択される（Ｓ１２２）。選択された交換用蓄電装置が接続されたときに（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電制御が実行される（Ｓ１１２）。充電が完了した交換用蓄電装置は、電池交換ステーションに来客したユーザの車両に搭載された蓄電装置との交換に用いられる。このように、持ち込まれた日時の古い順序ではなく、在庫日数が最も長い交換用蓄電装置を交換対象として選択することによって、交換用蓄電装置が長期間放置されることを抑制することができる。これによって、複数の交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍ間の電池性能のばらつきを抑制することができる。

＜充電が完了している交換用蓄電装置がある場合（その２）＞
交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのいずれの在庫日数も予め定められた日数Ａ日以内である場合であって（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、かつ、保管場所が十分に確保されている場合には（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴の小さい交換用蓄電装置が交換対象として選択される（Ｓ１０８）。選択された交換用蓄電装置が接続されたときに（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電制御が実行される（Ｓ１１２）。充電が完了した交換用蓄電装置は、電池交換ステーションに来客したユーザの車両に搭載された蓄電装置との交換に用いられる。このように、持ち込まれた日時の古い順序ではなく、最も充電履歴の小さい交換用蓄電装置から優先的に提供することによって、電池交換ステーション２０．１が保管する交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍ間の劣化の進行の程度を均一化することができる。

＜充電が完了している交換用蓄電装置がある場合（その３）＞
交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのいずれの在庫日数も予め定められた日数Ａ日以内である場合であって（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、かつ、保管場所が十分に確保されていない場合には（Ｓ１０６にてＮＯ）、交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍのうちの最も充電履歴の大きい交換用蓄電装置が交換対象として選択される（Ｓ１０８）。選択された交換用蓄電装置が接続されたときに（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電制御が実行される（Ｓ１１２）。充電が完了した交換用陸伝装置は、電池交換ステーションに来客したユーザの車両に搭載された蓄電装置との交換に用いられる。このように、持ち込まれた日時の古い順序ではなく、最も充電履歴の大きい交換用蓄電装置から優先的に提供することによって、劣化した交換用蓄電装置の処分を促進して、保管場所の確保を図りつつ、電池交換ステーション２０．１が保管する交換用蓄電装置２２．１−２２．ｍ間の劣化の進行の程度を均一にすることができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る交換用蓄電装置の管理システムによると、在庫個数が交換用蓄電装置を保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えると判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択し、在庫個数がしきい値を超えないと判定された場合に複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が小さい交換用蓄電装置を車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択することによって、劣化した交換用蓄電装置の処分を促進して、保管場所の確保を図りつつ、電池交換ステーションが保管する複数の交換用蓄電装置の劣化の進行の程度を均一にすることができる。したがって、複数の交換用蓄電装置の保管場所を確保しつつ、複数の交換用蓄電装置間の劣化の程度が均一になるように管理する交換用蓄電装置の管理システムおよび交換用蓄電装置の管理方法を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０サーバ、２０．１−２２．ｎ電池交換ステーション、２２．１−２２．ｍ交換用蓄電装置、３０．１−３０．ｍ充電器、５０蓄電装置、１０２充電要求判定部、１０４在庫判定部、１０６日数判定部、１０８変動予測部、１１０保管可否判定部、１１２第１選択部、１１４第２選択部、１１６第３選択部、１１８所要時間算出部、１２０所要時間判定部、１２２充電制御部、１２４輸送要求部、１５０記憶媒体。

Claims

車両に搭載された蓄電装置と交換するために保管場所に保管している複数の交換用蓄電装置の交換に用いる順序を管理するための交換用蓄電装置の管理システムであって、
前記交換用蓄電装置の交換によって変動する交換用蓄電装置の在庫個数を予測するための予測部と、
前記在庫個数が前記交換用蓄電装置を前記保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えるか否かを判定するための第１判定部と、
前記第１判定部によって前記在庫個数が前記しきい値を超えると判定された場合に前記複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を前記車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択するための第１選択部とを含む、交換用蓄電装置の管理システム。
前記第１選択部は、前記第１判定部によって前記在庫個数が前記しきい値を超えないと判定された場合に前記複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が小さい交換用蓄電装置を前記交換対象として優先的に選択する、請求項１に記載の交換用蓄電装置の管理システム。
前記管理システムは、前記交換用蓄電装置の充電深度、充電回数および使用年数に基づいて前記交換用蓄電装置の劣化の程度を算出するための算出部をさらに含む、請求項１に記載の交換用蓄電装置の管理システム。
前記管理システムは、
前記複数の交換用蓄電装置の各々の保管期間を取得するための第１取得部と、
前記複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が予め定められた保管期間を超えるか否かを判定するための第２判定部と、
前記第２判定部によって前記複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの保管期間が前記予め定められた保管期間を超えると判定された場合、前記在庫個数に関わらず、前記複数の交換用蓄電装置のうちの最も前記保管期間の長い交換用蓄電装置を前記交換対象として優先的に選択するための第２選択部とをさらに含む、請求項１に記載の交換用蓄電装置の管理システム。
前記管理システムは、
前記複数の交換用蓄電装置の各々の充電状態を取得するための第２取得部と、
前記複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が充電完了を示す予め定められた状態であるか否かを判定するための第３判定部と、
前記第３判定部によって前記複数の交換用蓄電装置のうちの少なくともいずれか一つの充電状態が前記予め定められた状態でない場合、前記在庫個数および前記保管期間に関わらず、前記複数の交換用蓄電装置のうちの最も充電状態が前記予め定められた状態に近い交換用蓄電装置を前記交換対象として優先的に選択するための第３選択部とをさらに含む、請求項４に記載の交換用蓄電装置の管理システム。
車両に搭載された蓄電装置と交換するために保管場所に保管している複数の交換用蓄電装置の交換に用いる順序を管理するための交換用蓄電装置の管理方法であって、
前記交換用蓄電装置の交換によって変動する交換用蓄電装置の在庫個数を予測するステップと、
前記在庫個数が前記交換用蓄電装置を前記保管場所に保管できる個数を上限としたしきい値を超えるか否かを判定するステップと、
前記在庫個数が前記しきい値を超えると判定された場合に前記複数の交換用蓄電装置のうちの最も劣化の程度が大きい交換用蓄電装置を前記車両に搭載された蓄電装置との交換対象として優先的に選択するステップとを含む、交換用蓄電装置の管理方法。