JP5402882B2

JP5402882B2 - 車両用充放電管理システム

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Publication number: JP5402882B2
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Inventors: 一郎吉田
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Filing date: 2010-08-30
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Description

本発明は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載された充電池を管理する車両用充放電管理システムに関する。

電気自動車においては、走行中に電池がなくなって車両が停止したり、過充電で電池が破損してしまうという問題がある。特許文献１には、上記の問題を解決しようとして、車両に搭載されるバッテリーのエネルギー状態を判定し、電力が不足した場合は外部から電力の供給を受け、電力に余裕がある場合は電力を車両外部に供給する技術が開示されている。

特開２００５−２１０８４３号公報

特許文献１の技術は、その時点における電池のエネルギー状態のみに基づき、電池の状態を一律に管理する技術である。この技術では、以下のような問題が生じる。例えば、これから坂を下りようとしている車両は、坂を下りる間に回生ブレーキ等によって電力を蓄積するので、電池のエネルギー状態を一律に管理する方法では、坂を下りる間に過充電になり、電池に悪影響が生じるおそれがある。特に、車両の積載重量が大きい場合は、坂を下りる間のエネルギー蓄積量が大きくなるので、一層過充電になりやすい。

また、これから起伏の変化が大きい道路を走行する場合、電力の消耗量は平坦な道路を走行する場合より大きくなるので、電力のエネルギー状態を一律に管理する方法では、走行中に電池切れが生じるおそれがある。特に、車両の積載重量が大きい場合は、起伏の変化が大きい道路走行する間のエネルギー消費量が大きくなるので、一層電池切れが生じやすい。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、走行経路や車両の状態等に応じて電池の状態を適切に管理できる車両用充放電管理を提供することを目的とする。

本発明の車両用充放電管理システムは、充放電スケジュール作成手段により、電池に蓄えられた電力により走行する車両の走行経路と、前記車両の積載量及び／又は道路の状況とに応じて、前記電池の充電量が所定の範囲内に収まるように、前記走行経路における前記電池の充放電スケジュールを作成する。また、本発明の車両用充放電管理システムは、充放電スケジュール修正手段により、前記走行経路を複数の区間に区分し、前記区間ごとに、実際の充電量と、前記充放電スケジュールにおける充電量とを対比し、その対比結果に応じて、それ以降の区間における前記充放電スケジュールを修正する。

本発明の車両用充放電管理システムは、電池の状況だけではなく、これから車両が走行する走行経路、車両の積載量、道路状況等を考慮して、充放電スケジュールを作成する。そのため、走行経路の走行中における電池の過充電、電池切れを防止することができる。

また、本発明の車両用充放電管理システムは、走行経路の区間ごとに、実際の充電量と、充放電スケジュールにおける充電量とを対比し、その対比結果に応じて、それ以降の区間における充放電スケジュールを修正する。そのことにより、電池の状態を一層適切に管理できる。また、走行経路、又は業務スケジュール（積載物の積み下ろしのスケジュール）が走行中に変更された場合でも、それに応じて充放電スケジュールを適切に再作成し、電池の状態を適切に管理することができる。

車両の積載量とは、積載物の重量であってもよいし、搭乗者の重量であってもよいし、両者の和であってもよい。
前記道路の状況としては、例えば、道路の起伏（登り下り）、凹凸、及び曲率からなる群から選ばれる１種以上が挙げられる。

本発明の車両用充放電管理システムは、例えば、車両が走行経路を走行しているときに生じた、走行経路における経由地点の変更、又は車両の積載量の変更に応じて、充放電スケジュールを再度作成する充放電スケジュール再作成手段を備えることができる。そのことにより、走行中に経由地点の変更、又は車両の積載量の変更があった場合でも、電池の状態を適切に管理することができる。

車両用充放電管理システム１の全体構成を表すシステムブロック図である。充放電制御ブロック９の構成を表すシステムブロック図である。充放電スケジュール作成処理を表すフローチャートである。複数の区間に区分された走行経路を表す説明図である。（ａ）は、走行経路の高さ変化を表す説明図であり、（ｂ）は、走行経路を走行する車両が積載する荷物の重量に関する予定（業務スケジュール）を表す説明図である。エネルギー収支線を表すグラフである。充放電スケジュールの作成方法を表す説明図である。電池の充放電特性を表すグラフである。充放電スケジュールを修正する処理を表すフローチャートである。充放電スケジュールを再作成する処理を表すフローチャートである。（ａ）は、積載重量の変化（業務スケジュール）を表すグラフであり、（ｂ）は、修正前後の充放電スケジュールを表すグラフである。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
１．車両用充放電管理システム１の構成
（１）車両用充放電管理システム１の全体構成
車両用充放電管理システム１は、充電池に蓄えられた電力により走行する電気自動車又はハイブリット自動車に搭載され、その充電池の電力（充電量）を管理する。この車両用充放電管理システム１の全体構成を、図１のシステムブロック図に基づいて説明する。

車両用充放電管理システム１は、測位器３、情報制御器５、記憶手段７、充放電制御ブロック９、表示器１１、及び通信器１３を備える。
上記測位器３は、車両がどの位置を走行あるいは駐車しているかを測定する機能を有する。測位器３は、周知のＧＰＳ装置により実現できる。

上記情報制御器５は、記憶手段７に記憶されたデータやプログラムを読み出して充放電に関する各種制御を行う。
上記記憶手段７には、以下の（ａ）〜（ｇ）のデータとプログラムとが記憶されている。
（ａ）自車の充放電機能（有線、無線、急速充電対応、対応電圧）
これは、自車にどのような充放電のための機能が搭載されているかを示すデータである。具体的には、以下のものがある。
(a-1)有線で充電池１０１を充放電できる。
(a-2)有線で充電池１０１を充電だけできる
(a-3)有線で充電池１０１を放電だけできる。
(a-4)充放電機能なし
(a-5）無線で充電池１０１を充放電できる。
(a-6)無線で充電池１０１を充電だけできる。
(a-7)無線で充電池１０１を放電だけできる。
(a-8)無線充放電機能なし
(a-9）無線使用周波数（低周波、高周波、光）
(a-10)急速充放電（対応あり、対応なし）
(a-11)対応電圧（マルチ（自動設定）、マルチ（手動設定）、シングル）
(a-12)商用電源変換電圧（プラグインハイブリッド）
（ｂ）自車の充電池情報（方式、構造、充電制御方法、容量、出力）
これは、充電池１０１の構造を示す
方式；リチウム（一体電池（全体充電））、リチウム（一体電池、セル個別制御（個別セル充電））、リチウム（分離型電池（セルの一部が交換できる）（個別セルアレー充電））、集合体電池（小さな電池を複数組み合わせて必要な電力を出力（個別セルアレー充電））、鉛電池等
構造；電池単独、電源制御機能を経由、二重構造
充電制御方法
（ｃ）走行スケジュール（走行経路、経由地点情報、積載物（重量）変化、搭乗者数変化、充放電施設DB（位置、機能：有線、無線、急速充電対応、能力）、新設充電設備（センターより受信）。これらは物流業務などに使われる車両に、管理センターからスケジュール情報が送信され、車両がそれを受信、記憶したものである。なお、積載物の積載地や重量の変更は、充放電スケジュールの予測に使われる。
（ｄ）道路地図DB（ノード、リンク、３D位置情報：高さ、起伏、曲率、道路面摩擦係数）
道路地図DBは走行経路計算に用いられる。また、道路の起伏は充電池の電力の消耗、回復に影響するため、重要な情報である。さらに、道路面の摩擦係数は車両走行において電力ロスに影響するため重要である。また道路の曲率は、坂を下る場合の制動の仕方により回生ブレーキの効率が悪くなる恐れがあり、運転者の運転特性と併用して電力回復率を予測するために用いられる。
（ｅ）カーナビゲーションソフトウェア（走行経路計算）
通常のカーナビゲーションソフトウェアである。充放電予測を行うためにこのソフトで走行経路を計算する。その走行経路と道路地図DBの起伏や曲率の変化から、後述するエネルギー収支線が予測される。
（ｆ）電池充放電予測プログラム（充放電シミュレータ）
現在の（あるいは特定の位置の）電池の充電容量が、ある道路区間を走行したときどのように変動するかを予測するために使われる周知のソフトウェアである。道路区間の道路情報、積載物重量（自車の重量変化）、充放電インフラ情報、充電可能な車両の存在情報などから電池の充放電の予測が行われる。
（ｇ）HMI（ユーザ入出力プログラム（経路選択、充放電選択、ポイント管理））
２次電池の状況（充放電に関する情報、後続可能距離）、インフラ情報を表示する。また、次の区間でユーザが選択すべきことがある場合、選択画面を表示する。ユーザに選択された項目について、変更された充放電スケジュールを示す。

上記充放電制御ブロック９は、車外との有線あるいは無線での電力のやり取りを制御するブロックである。詳しくは後述する。
上記表示機１１は、一般的なディスプレイであり、ユーザに対し各種表示を行う。

上記通信器１３は、車外のセンターや他の車両との通信を行う機能を有し、他の車両からの給電依頼を受信したり、他の車両に対する給電依頼を送信する。センターからは交通情報や、積載物の輸送に関する情報（車両が運輸業に用いられるものである場合）を受信する。
（２）充放電制御ブロック９の構成
充放電制御ブロック９の構成を図２のシステムブロック図に基づいて説明する。充放電制御ブロック９は、主充放電管理器１５と、電源検知選択器１７と、電力変換器１９と、無線電力送受信機２１とを備える。

上記主充放電管理器１５は、有線又は無線で受電、あるいは送電を行い、充電池１０１の充電状況を最適化する。例えば、走行中に充電池１０１が過剰に消耗したり、過剰に充電されることがないように充電池１０１への電力送受を管理する。主充放電管理器１５が後述する各種処理を実行し、充放電スケジュール作成手段、充放電スケジュール修正手段、及び充放電スケジュール再作成手段として機能する。

上記電源検知選択器１７は、受電した電源の種類を判定する。すなわち、受電される電力はいろいろな状態（商用電力１００V、２００V、３相交流、直流２４V、直流１２V、その他）であるため、電源検知選択器１７で、受電した電源の種類を判定する。

上記電力変換器１９は、上記電源検知選択器１７により入力される電源の種類が判定されると、それを充電池１０１の充電に使用するために電力に変換する。充電池１０１全体を充電する場合や、充電池１０１の個別のセルを充電する場合に応じて、電力変換器１９は最適な電圧や電流を作る。充電池１０１は種々の形態が想定されるため、充電池１０１の形式によって電力変換器１９が最適な電力（電圧、電流）を生成する。電力変換器１９は、自車で発電した電力（車載発電機１０５や回生ブレーキ１０７で生成されたエネルギー）を使った充電池１０１の充電にも用いられる。また、充電池１０１の過充電を防止するために、充電池１０１の電力を車載エネルギー蓄積装置１０３が使える電力に変換する機能を持つ。なお、車載エネルギー蓄積装置１０３としては、過剰エネルギーを蓄冷につかうものが好ましい。例えば、車両が高い山から下降する場合、過充電になるおそれがある。そこで過剰なエネルギーにより蓄冷剤を冷却して低温の物体とし、平地に降りて気温が上がったとき、低温の物体を有効に室内冷却に使用できる。

上記無線電力送受信機２１は、主充放電管理器１５に接続されており、充電池１０１の過充電防止のために外部へ無線で電力を送信する機能を有する。また、外部から無線で電力を受電する機能も有する。受電した電力は、充電池１０１の充電に使用できる。なお、無線電力送受信機２１が過充電を防止するために送電した充電量に応じてポイントが得られるようにしてもよい。そして、そのポイントをインフラや他車から供給された電力への対価として使えるようにするとよい。

２．車両用充放電管理システム１が実行する処理
車両用充放電管理システム１が実行する処理を説明する。
（１）充放電スケジュール作成処理
充放電スケジュール作成処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、車両用充放電管理システム１が始動したときに実行される。

ステップ１０では、走行経路の出発地、目的地点、及び経由地点が車両用充放電管理システム１に入力される。この出発地、目的地点、経由地点は、車両のユーザが入力してもよいし、センターの業務スケジューラや個人のスケジューラから送られたデータを車両用充放電管理システム１が読み取って入力してもよい。

ステップ２０では、経由地点における積載物（人）の重量変化が入力される。この積載物（人）の重量変化は、車両のユーザが入力してもよいし、センターの業務スケジューラや個人のスケジューラから送られたデータを車両用充放電管理システム１が読み取って入力してもよい。

ステップ３０では、前記ステップ１０、２０で入力されたデータをもとに走行経路計算を行い、複数の走行経路の候補を求める。走行経路計算は、上述したカーナビゲーションソフトウェアを用いて行う。走行経路には、道路の起伏の情報も含まれる。また、走行経路には、走行経路の途中に存在するインフラ(充放電が可能な設備)の情報も含まれる。

ステップ４０では、走行経路を、複数の区間に区分する。このとき、道路形状、道路の起伏、道路の曲率等が変化する地点を、区間の境界とする。区間の境界は、上述した道路地図DBにより取得することができる。そして、決定された区間ごとに消費電力を計算する。この計算には、区間の起伏（高低）、積載物（人）の重量変化等を用いる。消費電力の計算は、複数の走行経路の候補のそれぞれについて行う。

ステップ５０では、前記ステップ４０の計算結果（複数の走行経路の候補と、それぞれにおける消費電力）をユーザに提示する。それを見て、ユーザが最適な走行経路を選択することができる。

ステップ６０では、前記ステップ５０の提示に対しユーザが選択した走行経路について、充電池１０１の充電量が所定の範囲内に収まるように、走行経路における充電池１０１の充放電スケジュールを作成する。この充放電スケジュールの作成については、後に具体例を挙げて詳述する。なお、充放電スケジュールによっても、走行開始後すぐに充電池１０１が過充電、あるいは空状態になる場合、ユーザにガイダンスを行う（予め最適充電量に調整するように、充電、あるいは放電するようにユーザに情報を提示する）。

ステップ７０では、確定した走行経路の充放電スケジュールを記録する。これを初期の充放電スケジュールとする。
ステップ８０では、車両が走行を開始したら充電池１０１の充電状況の表示を行い、ステップ９０では、充放電に関する案内を実施する。

次に、前記ステップ６０における充放電スケジュールの作成を、図４〜図８に基づいて説明する。
図４は、前記ステップ３０で計算された走行経路の一例を表す。走行経路は、走行経路上の地点１〜７により複数の区間に区切られている。車両は、走行経路上を、地点１、２、３・・・・の方向で走行する。以下では、地点ｉから地点（ｉ+１）までの区間を区間ｉ−（ｉ+１）とする（ｉ＝０、１、２、３・・・７）とする。また、地点７から地点０までの区間は、区間７−０と表す。地点０は出発地であり、地点３は荷物を積載する予定の地点（経由地点）であり、地点７は荷物を降ろす予定の地点（目的地）である。

図５（ａ）は、図４で表す走行経路の高さ変化（起伏）を表す。また、図５（ｂ）は、図４で表す走行経路を走行する車両が積載する荷物の重量に関する予定（業務スケジュール）を表す。図５（ｂ）では、地点３で荷物を積載し、地点７で荷物を降ろす予定となっている。

図６は、走行経路の途中に存在するインフラでの充放電や、燃料を消費して発電する等の手段をとらず、図４〜図５で表す走行経路を走行する車両の充電池１０１が蓄える充電量の推移（エネルギー収支線）を表すグラフである。図６において、縦軸は充電池が蓄える充電量を表し、縦軸の上にゆくほど、充電量が大きい。縦軸に記載した上限、下限は、それぞれ、充電池１０１の充電量として好ましい範囲の上限、下限を表す。この上限、下限とは、図８に示すように、電池電圧と充電量（蓄電量）とが、線形遷移する範囲の上限、下限である。また図６の横軸は、走行経路上の位置を表し、右側ほど、走行経路上を先に進んでいる。

エネルギー収支線は、以下のように変化する。
・基本的に、車両が走行するにつれて、車両走行に伴う摩擦エネルギー等により、充電池１０１の充電量は減少する（エネルギー収支線が下に下がる。）
・坂道を登るとき（例えば、区間０−１、区間１−２、区間３−４、区間５−６等）は、上述した摩擦エネルギーに加えて、車両の位置エネルギーを増加させる必要があるため、充電量が大きく減少する。特に、荷物の積載量が多い状態で坂道を登るときは、充電量の減少が著しい。

・坂道を下るとき（例えば、区間２−３、区間６−７の前半等）は、車両の位置エネルギーを車載発電機１０５、回生ブレーキ１０７（図２参照）が回収することにより、充電池１０１の充電量が増加する。特に、荷物の積載量が多い状態で坂道を下るときは、充電量の増加が著しい。

なお、図６において、各区間に記載された３角形の領域は、その区間における充放電量を表す。基準線から上にある三角形は発電量（充電量の増加）を表し、基準線より下にある三角形は放電量を表す。

車両用充放電管理システム１は、走行経路について、図５（ａ）で示すような高さ変化、図５（ｂ）で示すような車両が積載する荷物の重量に関する予定（業務スケジュール）に基づき、図６に示すようなエネルギー収支線を算出する。

次に、車両用充放電管理システム１は、上のようにして算出したエネルギー収支線が、走行経路全体を通して、充電量の上限、下限の範囲内に収まっているか否かを判断する。図６の事例では、地点２、地点６の付近で、エネルギー収支線が下限を下回っている。このように、エネルギー収支線が所定の地点で下限を下回る場合、その直前の地点において、車外のインフラを使用して充電を行い、充電池１０１の充電量を増すようにする。例えば、図７に示すように、地点１、地点５において、車外のインフラを使用して充電を行っておき、地点２、地点６でも、エネルギー収支線が下限を下回らないようにする。

また、図６、図７の事例とは逆に、所定の地点において、エネルギー収支線が上限を上回っている場合は、その直前の地点において、車外のインフラ等を使用して放電を行い、充電量を減少させておくようにする。

上記のように、必要に応じて、車外のインフラ等を使用して充放電を行い、充電量が上限、下限の範囲内に収まるように修正したエネルギー収支線を、充放電スケジュールとする。

なお、修正前のエネルギー収支線が、充電量の上限、下限の範囲内に収まっている場合は、それをそのまま充放電スケジュールとすることができる。
（２）充放電スケジュール修正処理
図９のフローチャートに基づき、充放電スケジュールを修正する処理を説明する。この処理は、走行経路における各区間において実行される。

ステップ１１０では、充放電スケジュールのうち、次の区間（現在走行している区間の次の区間）の分を読み出す。
ステップ１２０では、前記ステップ１０で読み出した次の区間の充放電スケジュールについて、積載物の積載量の計画との誤差等あればそれを考慮して充放電スケジュールを算定する。

ステップ１３０では、現在走行している区間での充電池１０１の状態を計測し、次の区間に入ったときの充電池１０１の充電量を算定する。
ステップ１４０では、前記ステップ１３０で算定した充電量が、初期の充放電スケジュールにおける次の区間の入口での充電量とどの程度の誤差があるかをチェックする。想定の誤差範囲であればステップ１５０に進み、初期の充放電スケジュールをそのまま使う。

一方、前記ステップ１４０にて誤差が想定の誤差範囲を外れている場合は、ステップ１６０に進む。
ステップ１６０では、前記ステップ１３０で算定した充電量が、初期の充放電スケジュールにおける次の区間の入口での充電量より大きいか否かを判断する。大きい場合はステップ１７０に進み、小さい場合はステップ２２０に進む。

ステップ１７０では、現在の区間での消費電力を、初期の充放電スケジュールよりも増すことができるか否か（例えば、現在の区間で後述するステップ１９０のような処理が実行できるか否か）を判断する。増すことできない場合はステップ１８０に進み、他の区間（次の区間よりもさらに先の区間）で、電力を消費する処理（例えば、経由地点等でのインフラへの送電）を充放電スケジュールに追加する。ステップ１９０では、現在の区間で電力を消費する処理（例えば、車載エネルギ蓄積装置１０３による蓄冷、加熱等）を実行する。

ステップ２００では、次の区間に入ったときの充電池１０１の充電量の算定値が、目標値に到達したか否かを判断する。目標値に到達した場合はステップ２１０に進み、次の区間の充放電スケジュールは、初期の充放電スケジュールのままとする。一方、目標値に到達しない場合は、ステップ１９０に戻る。なお、ステップ２００において目標値に到達したと判断される前に次の区間の入口に到達した場合は、その時点の電池容量を記録し、目標値との差も記録する。これらの値は、誤差として、以降の区間で充放電スケジュールを修正する際に考慮される。また、目標値との差が異常に大きい場合などは、センターへ連絡する。

前記ステップ１６０にて、前記ステップ１３０で算定した充電量が初期の充放電スケジュールにおける次の区間の充電量より小さいと判断した場合はステップ２２０に進み、現在の区間で充電処理を追加できるか否か（例えば、現在の区間でステップ２３０のような処理を実行できるか否か）を判断する。追加できる場合はステップ２３０に進む。

ステップ２３０では、電力充電処理を行う。電力充電処理としては、例えば、オルタ動作ＦＣ（燃料電池）により充電する処理、他車から充電する処理、インフラから充電する処理等がある。

ステップ２４０では、次の区間に入ったときの充電池１０１の充電量の算定値が、目標値に到達したか否かを判断する。目標値に到達した場合はステップ２１０に進み、次の区間の充放電スケジュールは、初期の充放電スケジュールのままとする。一方、目標値に到達しない場合は、ステップ２３０に戻る。なお、ステップ２４０において目標値に到達したと判断される前に次の区間の入口に到達した場合は、その時点の電池容量を記録し、目標値との差も記録する。これらの値は、誤差として、以降の区間で充放電スケジュールを修正する際に考慮される。目標値との差が異常に大きい場合などは、センターへ連絡する。

前記ステップ２２０にて、現在の区間で充電処理を追加できないと判断した場合はステップ２５０に進む。ステップ２５０では、現在の区間以外の区間（他の区間）の充電設備を検索する。

ステップ２６０では、前記ステップ２５０の検索により、他の区間に充電設備が見つかったか否かを判断する。充電設備が見つかった場合は、その区間で充電を行うように充放電スケジュールを修正する。一方、他の区間にも充電設備が見つからなかった場合は、ステップ２８０に進み、次の区間以降の走行経路を、途中に充電設備を有する新たな走行経路に変更する。

ステップ２９０では、前記ステップ２８０で設定した走行経路について、充放電スケジュールを作成する。
（３）充放電スケジュール再作成処理
次に、図１０のフローチャートに基づき、充放電スケジュール再作成処理を説明する。この処理は、走行経路における経由地点（通常、積載物の積み下ろしが行われる場所）で車両用充放電管理システム１が始動されたときに実行される。

ステップ３１０では、その時点で車両が存在する経由地点以降の業務スケジュール（積載物の積み下ろし等の予定）をセンターから読み出す。
ステップ３２０では、前記ステップ３１０で読み出した業務スケジュールが、初期の業務スケジュールから変更されているか否かを判断する。変更がない場合は本処理を終了し、充放電スケジュールを変更しない。一方、業務スケジュールに変更がある場合はステップ３３０に進む。

ステップ３３０では、経由地点に変更があるか否かを判断する。経由地点に変更がある場合は、ステップ３４０にて、変更後の経由地点を含むように走行経路を計算してからステップ３５０に進む。なお、走行経路は複数計算し、ユーザに選択させる。経由地点に変更がない場合は、そのままステップ３５０に進む。

ステップ３５０では、初期の業務スケジュールと比べて、経由地点における積載物の重量に変化があるか否かを判断する。変化がある場合はステップ３６０に進み、変化がない場合はステップ４２０に進む。

ステップ３６０では、変更後の積載物の重量に基づき、区間ごとの消費電力計算を行い、走行経路の各地点における充電量の変化を予測する。このとき、走行経路の高度差、起伏を考慮する。

ステップ３７０では、前記ステップ３６０の計算結果により、これから走行する各地点（例えば次の経由地点）において過充電になる可能性が大きいか否かを判断する。過充電になる可能性が大きい場合はステップ３８０に進み、過充電になる可能性が大きくない場合はステップ３９０へ進む。

ステップ３８０では、ユーザへ追加の電力消費手段を提案し、選択させる。例えば、経由地点に放電インフラがあればインフラ放電を提案する。あるいは、車内にエネルギーを蓄積すること、周辺車両への配電等を提案する。そして、ユーザが選択した電力消費手段を加え、充放電スケジュールを修正する。また、追加の電力消費は、経由地点以外の地点であって、過充電となる地点よりも前に位置するいずれかの地点で行ってもよい。

前記ステップ３７０にて、これから走行する各地点において過充電になる可能性が大きくないと判断された場合は、ステップ３９０にて、前記ステップ３６０の計算結果により、これから走行する各地点（例えば次の経由地点）において空電池（充電量が下限より低い状態）になる可能性が大きいか否かを判断する。空電池になる可能性が大きい場合はステップＳ４００に進み、空電池になる可能性が大きくない場合はステップ４１０へ進む。

ステップ４００では、ユーザへ追加の電力充電手段を提案し、選択させる。例えば、経由地点に充電インフラがあればインフラ充電を提案する。あるいは、周辺車両からの給電等を提案する。そして、ユーザが選択した電力充電手段を加え、充放電スケジュールを修正する。また、追加の電力充電は、経由地点以外の地点であって、空電池となる地点よりも前に位置するいずれかの地点で行ってもよい。

ステップ４１０では、初期の充放電スケジュールをそのまま使用する。
前記ステップ３５０にて経由地点における積載物の重量に変化がないと判断され、ステップ４２０に進んだ場合は、所定の変更処理を実行する。

次に、図１０に示す処理の具体例を、図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）は、走行経路における積載重量の変化（業務スケジュール）を表すグラフである。当初の業務スケジュールは、地点３にて、重量Ｗ₁の積載物を積み、地点７でその積載物を降ろすというものであった。その後、車両が走行経路を走行中に、業務スケジュールは、地点３で重量Ｗ₁の積載物を積んだ後、さらに、地点５において、重量Ｗ₂の積載物を積み、地点７において、重量Ｗ₁、Ｗ₂の積載物の両方を降ろすというものに変更された。

図１１（ｂ）において、実線は、初期の業務スケジュールに応じて作成された、初期の充放電スケジュールを表し、破線は、重量Ｗ₂の積載物の追加に応じて、図１０に示す処理により修正された後の充放電スケジュールを表す。

変更後の業務スケジュールでは、地点５以降での積載重量が増加しているので、初期の業務スケジュールの場合に比べて、上り坂である区間５−６での消費電力が大きくなっている。そのため、初期の充放電スケジュールのままでは、地点６において充電池１０１の充電量が下限を下回ってしまう（図１０に示す処理のステップ３９０においてＹＥＳと判断される）。そこで、修正後の充放電スケジュールでは、地点５における充電量を大きくすること（図１０の処理におけるステップ４００）で、地点６における充電量を、下限以上に保っている。

また、変更後の業務スケジュールでは、地点６以降での積載重量が増加しているので、初期の業務スケジュールの場合に比べて、下り坂である区間６−７での発電量が大きくなっている。そのため、初期の充放電スケジュールのままでは、地点７において充電池１０１の充電量が上限を上回ってしまう（図１０に示す処理のステップ３７０においてＹＥＳと判断される）。そこで、修正後の充放電スケジュールでは、地点６における放電量を大きくすること（図１０の処理におけるステップ３８０）で、地点７における充電量を、上限以下に保っている。

３．車両用充放電管理システム１が奏する効果
車両用充放電管理システム１は、充電池１０１の状況だけではなく、これから車両が走行する走行経路、道路状況、積載物の変化などを考慮して、充放電スケジュールを作成する。そのため、充電池１０１の過充電、電池切れを防止することができる。

また、車両用充放電管理システム１は、走行経路の区間ごとに、実際の充電量と、充放電スケジュールにおける予測された充電量とを対比し、その対比結果に応じて、それ以降の区間における充放電スケジュールを修正する。そのことにより、充電池１０１の状態を一層適切に管理できる。また、走行経路、又は業務スケジュールが走行中に変更された場合でも、それに応じて充放電スケジュールを適切に再作成し、充電池１０１の状態を適切に管理することができる。

尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、積載物の重量、走行経路の高低、凹凸に加えて、路面の表面状態（摩擦、曲率）も勘案して、エネルギー収支線及び充放電スケジュールを算出してもよい。

１・・・車両用充放電管理システム、３・・・測位器、５・・・情報制御器、７・・・記憶手段、
９・・・充放電制御ブロック、１１・・・表示器、１３・・・通信器、１５・・・主充放電管理器、
１７・・・電源検知選択器、１９・・・電力変換器、２１・・・無線電力送受信機、
１０１・・・充電池、１０３・・・車載エネルギー蓄積装置、１０５・・・車載発電機、
１０７・・・回生ブレーキ

Claims

電池に蓄えられた電力により走行する車両の走行経路と、前記車両の積載量及び／又は道路の状況とに応じて、前記電池の充電量が所定の範囲内に収まるように、前記走行経路における前記電池の充放電スケジュールを作成する充放電スケジュール作成手段と、
前記走行経路を複数の区間に区分し、前記区間ごとに、実際の充電量と、前記充放電スケジュールにおける充電量とを対比し、その対比結果に応じて、それ以降の区間における前記充放電スケジュールを修正する充放電スケジュール修正手段と、
前記走行経路の走行中に生じた、前記走行経路における経由地点の変更、又は前記車両の積載量の変更に応じて、前記充放電スケジュールを再度作成する充放電スケジュール再作成手段と、
前記充放電スケジュールにおいて、前記電池の充電量が過大になる地点がある場合、複数の追加電力消費手段をユーザに提示する追加電力消費提示手段と、
前記複数の追加電力消費手段のうち、ユーザが選択した前記追加電力消費手段の実行を前記充放電スケジュールに追加する電力消費追加手段と、
前記充放電スケジュールにおいて、前記電池の充電量が過小になる地点がある場合、複数の追加電力充電手段をユーザに提示する追加電力充電提示手段と、
前記複数の追加電力充電手段のうち、ユーザが選択した前記追加電力充電手段の実行を前記充放電スケジュールに追加する電力充電追加手段と、
を備え、
前記充放電スケジュール修正手段は、前記充放電スケジュールへ、車外のインフラへの送電、又は前記インフラからの充電を追加可能であることを特徴とする車両用充放電管理システム。
前記電池に蓄えられた電力により蓄冷又は加熱を実行する車載エネルギ蓄積装置と、
実際の充電量が前記充放電スケジュールにおける充電量よりも大きい場合、前記車載エネルギ蓄積装置により蓄冷又は加熱を実行する電力消費手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用充放電管理システム。
外部への無線による電力の送信、又は外部からの無線による電力の受電を行う無線電力送受信手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用充放電管理システム。
前記道路の状況とは、前記道路の起伏、凹凸、及び曲率からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用充放電管理システム。