JP2014504420A - 自動車車両の駆動モータ電源バッテリの動作データの伝送 - Google Patents

Abstract

自動車車両（１）の駆動用バッテリ（２）の管理方法において、自動車車両が特定の使用段階にあるときにバッテリ（２）関連のデータを経時的に記憶するステップと、バッテリ管理ステーション（１１）におけるバッテリの充電段階のときに、バッテリ関連の記憶データを中央サーバ（２０）の記憶装置に伝送するステップとを含むことを特徴とするバッテリ（２）の管理方法。

Description

本発明は、電気自動車車両のバッテリ型エネルギーコンテナの管理方法およびその装置に関する。以下では、簡潔化のためにバッテリという用語を用いる。

電気車両またはハイブリッド車両のような一部の自動車車両は、駆動用電気モータの電源バッテリを備えている。この解決法の欠点は、定期的に再充電または交換が必要となるこの種のバッテリの脆弱な寿命に由来する。

本発明の目的は、自動車車両のバッテリ性能の改善法を提供することにある。

そこで、本発明は、自動車車両の駆動用バッテリの管理方法において、
− 自動車車両が特定の使用段階にあるときにバッテリ関連のデータを経時的に記憶するステップと、
− バッテリ管理ステーションにおけるバッテリの充電段階のときに、バッテリ関連の記憶データを中央サーバの記憶装置に伝送するステップと
を含むことを特徴とするバッテリの管理方法に基づく。

バッテリ関連のデータには、バッテリの温度および充電状態、ならびにバッテリの識別符号および／または各バッテリのサプライヤおよび／またはバッテリの所在を含めることができる。

バッテリの管理方法は以下のステップを含むことができる。
− 自動車車両が走行段階にあるときにバッテリの温度および充電状態を経時的に記憶するステップ
− 自動車車両の停車時にバッテリの温度および充電状態を経時的に記憶するステップ
− バッテリの充電段階の履歴を表すデータを経時的に記憶するステップ

バッテリの管理方法は、バッテリの温度および充電状態を記憶するために停車中の自動車車両の定期的な通電を含むことができる。

バッテリの管理方法は、バッテリ管理ステーションにおけるバッテリの充電段階と、その充電段階におけるバッテリ関連の記憶データの伝送とを含むことができる。

バッテリの管理方法は、バッテリ交換ステーションにおける自動車車両のバッテリの取外しステップと、それに次ぐバッテリ充電器へのバッテリの接続とを含むことができ、バッテリ関連のデータの伝送はバッテリと連結させた記憶装置から充電器を介して行われる。

バッテリの管理方法は、バッテリ関連の記憶データをバッテリ管理ステーションの監視ユニットに伝送する第１の伝送ステップと、そのデータを管理ステーションの監視ユニットから中央サーバの記憶装置まで伝送する第２の伝送ステップとを含む。

本発明はまた、自動車車両の駆動用バッテリのフリートの管理方法であって、フリートを構成するバッテリ各々に対して前述の管理方法を実施することを特徴とする管理方法にも関する。

本発明はまた、演算装置が読み取ることができるデータ記録媒体であって、前述の方法の各ステップを実装するコンピュータプログラムのコード手段を含むコンピュータプログラムが記録された媒体にも関する。

本発明はまた、自動車車両の駆動用バッテリの管理装置において、自動車車両のバッテリ関連のデータを含む記憶装置への接続手段と、中央サーバの記憶装置へのデータ伝送手段と、前述のバッテリ管理方法の実装手段とを備えることを特徴とする管理装置にも関する。

中央サーバの記憶装置へのデータ伝送手段は、バッテリ管理ステーションの監視ユニットまでの第１の伝送のための少なくとも１つのフィールドバスと、その先の中央サーバの記憶装置までの第２の伝送のためのインターネット型のデジタルネットワークとを含むことができる。

バッテリ管理装置は、バッテリと連結させた記憶装置からバッテリ充電器へデータを伝送するためのＣＡＮバス型フィールドバスと連結させた複数のバッテリ充電器、および各充電器と管理ステーションの監視ユニットとの間をつなぐフィールドバスによる接続を含むことができる。

本発明のこれらの目的、特徴および利点については、添付の図面と関連づけながら非限定的になされる具体的な実施形態に関する以下の明細書の中で詳細に述べる。

本発明の１つの実施形態による自動車車両を表す。 本発明の１つの実施形態によるバッテリ管理装置を表す。

本発明の考え方は、まず、実際の状況のもとで、すなわち自動車車両の実際のあらゆる使用に際して、たとえば、車両の動作段階で、停車段階で、および／またはバッテリ充電時に、バッテリの性能にかかわりのある一定のバッテリ関連のデータを記憶することによって、バッテリ動作に関する学習および診断が可能となるようにすることに基づいている。次に、そのデータを記憶したものが中央サーバに定期的に伝送されて活用されるが、中央サーバはそのデータに対してインテリジェント処理を行うことにより、特定のバッテリの状態の診断や性能などを確定し、場合によっては可能性のある不具合を検出し、その動作の改善および最適化を行えるようにする。そのため、本発明は、結局、自動車車両の駆動用バッテリの管理の方法および装置をそのよりどころとするものであり、ここでその特徴的な実施形態について説明する。

図１は、フロア３に取外し可能に固定され、電気駆動手段４に接続された駆動用のバッテリ２を備える自動車車両１を表している。変形形態として、バッテリ２は自動車車両の別のコンパートメント内に固定することもできよう。

自動車車両１は、演算装置５と、バッテリ２に接続された、より正確には、バッテリの動作にかかわりのあるデータの１つまたは複数の測定用センサに接続された少なくとも１つの記憶装置（図示せず）とをさらに備える。さらに、演算装置は、有利には自動車車両の中央演算装置（図示せず）に接続することで、バッテリ関連の記憶データを、自動車車両の動作のより一般的ないくつかの条件と結びつけるようにする。この記憶動作を実現するため、自動車車両は、以下に詳細を説明する方法のステップを実装するためのあらゆるプログラム（ソフトウェア）および／または設備（ハードウェア）手段を備える。

そのため、バッテリの管理方法は、バッテリ関連のデータを記憶する第１の記憶ステップを含む。

バッテリの実施形態によれば、自動車車両の走行段階のときにバッテリの温度および充電状態を経時的に記憶する。この２つの情報によって、とりわけバッテリの経時劣化がわかる。このため、バッテリには、公知の方法で温度センサが備えられ、充電状態の測定手段が装備される。

同様に、同じデータを自動車車両の停車時に経時的に記憶する。そのため、その記憶に必要な自動車車両の機能であって、自動車車両の停車中は待機状態となる機能は定期的に通電される。

最後に、バッテリの充電履歴を表すデータも同じように記憶される。

当然のことながら、前述のデータは限定的でない例として挙げたものであって、本発明の考え方は、自動車車両の駆動用バッテリの動作にかかわりがあると判断されるあらゆるデータのあらゆる測定または推定に適用することができるものである。さらに、バッテリの識別符号および／またはバッテリの製造者もしくはサプライヤの識別符号のような、その他の不変のデータも、その記憶装置またはバッテリに連結させたその他の記憶装置上に存在し得る。

本発明は、自動車車両の駆動用バッテリのフリートに対して適用される。事実、実際の状況のもとでの使用時にそれぞれの自動車車両で行われるバッテリ関連のデータの記憶は、バッテリ全体について最適化された学習および運用を可能にするものであり、膨大な数のデータが得られ、それらに対してインテリジェント処理を行うことができる。

そのため、バッテリのフリート各バッテリについて記憶されたそれら様々なデータは、たとえば中央サーバの記憶装置など、同一の記憶装置にまとめられ、容易に活用可能なデータベースが形成されるようにする。従って、バッテリの管理方法は、中央サーバの記憶装置上のフリートの各バッテリ関連の記憶データを中央サーバの記憶装置に伝送する第２の伝送ステップを含む。本発明の実施形態によれば、それぞれの車両のバッテリは取外し可能であるものとされるが、それはとりわけ、バッテリ管理ステーションにおける迅速かつ容易なバッテリ交換を可能にするためである。実際、バッテリが放電すると、運転者はそうしたステーションに立ち寄り、空になったバッテリをフル充電のバッテリと交換するが、それは、サービスステーションに立ち寄って燃料を満タンにするのと同じプロセスである。変形形態として、そうしたバッテリは、交換するのではなく、単に再充電するのであることもできよう。自動車車両の使用時に記憶させたバッテリ関連データの最適な活用のためには、そのデータが定期的かつ迅速に中央サーバに伝送されることが有利である。その目標を達成するため、本発明では、自動車車両がバッテリ管理ステーションで停止段階にあるときは、バッテリの再充電と、自動車車両の使用時に記憶したバッテリ関連のデータの伝送とを組み合わせることを提案する。

図２は、そうしたアプローチによる本発明の１つの実施形態を示したものである。この場合、複数のバッテリ管理ステーション１１がバッテリ２を受け入れると、バッテリ２は、自動車車両から取り外され、バッテリ充電器１２と接続されることによって再充電段階に置かれる。各バッテリ管理ステーションは複数のバッテリ充電器１２を備える。本発明の実施形態によれば、各充電器１２は、ＣＡＮバス１３により、さらにはあらゆるフィールドバスによりバッテリと接続され、それによって、自動車車両の実際の使用時に記憶したバッテリ関連のデータの伝送を行うことができる。次いで、同じ１つのバッテリ管理ステーションに属する各充電器１２は、そのステーションの監視ユニット１４に接続されており、その監視ユニット１４は、別のフィールドバス１５を介して充電器１２経由でバッテリ関連のその様々なデータを受け取る。最後に、各バッテリ管理ステーション１１の各監視ユニット１４は、インターネットであってよいデジタルネットワーク１６によって中央サーバ２０とつながれる。

こうした状況にあって、自動車車両のバッテリの電荷が十分でないと、車両はバッテリ管理ステーション１１に立ち寄る。空のバッテリは、充電器１２につなぐために取り外される。充電段階の間、車両の使用中に記憶されたバッテリ関連のデータは、充電器１２を介してバッテリ管理ステーションの監視ユニット１４に伝送される。そのために、データは、自動車車両の取外し可能なバッテリブロックに取り付けられた記憶装置にある。この再充電段階の間には、バッテリ２の充電過程を表す新たなデータが、バッテリに連結させた記憶装置に記憶されることがわかる。その監視ユニット１４は次いでそのデータを運用センターの中央サーバ２０に伝送する。この第２の伝送は、たとえばすいた時間帯に毎日というように定期的に行われる。

この実施形態は、データ伝送作業をバッテリの急速再充電段階と組み合わせることで、別途実施すべき補足的な作業を付け加えずにすむという利点を有する。この実施形態はさらに、データの定期的かつ頻繁なダウンロードを保証するものであり、それによってバッテリの状態を十分に知ることができるという利点も有する。最後に、この実施形態はまた、運用センターへのデータの迅速かつ信頼性のある伝送を保証する。この方法は、バッテリ管理ステーションにあるバッテリの位置確認機能も同時に果たすことができるのがわかる。そのため、中央サーバ２０への伝送には発信元ステーションの識別符号も含まれ、発信元ステーションの位置は運用センターで把握される。

当然のことながら、本発明は上に説明した構造に限定されるものではない。データ伝送手段は言及したものとは異なるものであることができ、中央サーバ２０までの伝送は、充電器１２および／または監視ユニット１４によるものとは別の回路を使用することができる。バッテリ管理ステーションから中央サーバまでのデータ伝送はあらゆる遠距離通信手段によって行うことができる。

さらに、その同じ原理は、自動車車両に取外し可能ではない方法で固定されたバッテリを用いて実施することができよう。その場合、バッテリ関連のデータを含む記憶装置は、自動車車両のあらゆるゾーンに位置させて、そのデータの伝送のために接触型または非接触型の通信手段によって外部との接続手段と連結させたものとすることができる。

それにより、中央サーバは、バッテリのフリートのすべてのバッテリの状態およびその所在について、高い精度で、ほぼリアルタイムに知る。そのほか、例えば、中央サーバは、フリートのバッテリのすべての管理ステーションから伝送されてくるデータについて、平均など、統計計算を行って、そこから動作に関する何らかの規則性や、フリートの経時劣化、異常などに関する解析結果を引き出すことができる。そうすることにより、中央サーバはバッテリの経時劣化のモデルを、温度など、伝送されてくるパラメータの関数として作り上げることができる。その上で、それらの情報、経時劣化モデルなどを自動車車両バッテリを管理する各ステーションに伝送し、バッテリ管理ステーションは、ある与えられたバッテリについて診断を下すためにそれらを利用する。

本発明は、また、自動車車両バッテリ管理ステーションおよび／または運用センターの中央サーバのレベルで、以上説明した方法のすべてまたは一部の実装を可能にするコンピュータプログラムが含まれる媒体にも関する。

Claims (10)

1. 自動車車両（１）の駆動用バッテリ（２）の管理方法であって、
   − 自動車車両が特定の使用段階にあるときにバッテリ（２）関連のデータを経時的に記憶するステップであって、そのデータに、バッテリ（２）の温度および充電状態、ならびにバッテリ（２）の識別符号および／または各バッテリ（２）のサプライヤおよび／またはバッテリの所在（２）が含まれるステップと、
   − バッテリ管理ステーション（１１）におけるバッテリの充電段階のときに、バッテリ関連の記憶データを中央サーバ（２０）の記憶装置に伝送するステップとを含むバッテリ（２）の管理方法において、
   − 自動車車両が走行段階にあるときにバッテリの温度および充電状態を経時的に記憶するステップと、
   − 自動車車両の停車時にバッテリの温度および充電状態を経時的に記憶するステップと、
   − バッテリ（２）の充電段階の履歴を表すデータを経時的に記憶するステップと
   を含むことを特徴とするバッテリ（２）の管理方法。
2. バッテリ（２）の温度および充電状態を記憶するために停車中の自動車車両の定期的な通電を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ（２）の管理方法。
3. バッテリ管理ステーションにおけるバッテリの充電段階と、その充電段階におけるバッテリ（２）関連の記憶データの伝送とを含むことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のバッテリ（２）の管理方法。
4. バッテリ交換ステーションにおける自動車車両のバッテリの取外しステップと、それに次ぐバッテリ充電器（１２）へのバッテリの接続とを含み、バッテリ関連のデータの伝送は、バッテリ（２）と連結させた記憶装置から充電器（１２）を介して行われることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリ（２）の管理方法。
5. バッテリ（２）関連の記憶データをバッテリ管理ステーション（１１）の監視ユニット（１４）に伝送する第１の伝送ステップと、そのデータをバッテリ管理ステーション（１１）の監視ユニット（１４）から中央サーバ（２０）の記憶装置まで伝送する第２の伝送ステップとを含むことを特徴とする、請求項３または４に記載のバッテリ（２）の管理方法。
6. フリートの各バッテリ（２）に対して請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリ（２）の管理方法を実施することを特徴とする、自動車車両の駆動用バッテリ（２）のフリートの管理方法。
7. 演算装置が読み取ることができるデータ記録媒体であって、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実装するコンピュータプログラムのコード手段を含むコンピュータプログラムが記録された媒体。
8. 自動車車両（１）の駆動用バッテリ（２）の管理装置において、自動車車両のバッテリ（２）関連のデータを含む記憶装置への接続手段と、中央サーバ（２０）の記憶装置へのデータ伝送手段と、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリ（２）の管理方法の実装手段とを備えることを特徴とするバッテリ（２）の管理装置。
9. 中央サーバ（２０）の記憶装置へのデータ伝送手段が、バッテリ管理ステーション（１１）の監視ユニット（１４）までの第１の伝送のための少なくとも１つのフィールドバスと、その先の中央サーバ（２０）の記憶装置までの第２の伝送のためのインターネット型のデジタルネットワーク（１６）とを含むことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリ（２）の管理装置。
10. バッテリ（２）と連結させた記憶装置からバッテリ充電器（１２）へデータを伝送するためのＣＡＮバス型フィールドバス（１３）と連結させた複数のバッテリ充電器（１２）、および各充電器（１２）と管理ステーション（１１）の監視ユニット（１４）との間をつなぐフィールドバス（１５）による接続を含むことを特徴とする、請求項８または９に記載のバッテリ（２）の管理装置。

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