JP6960087B2 - 隊列走行システム - Google Patents

Description

本発明は、隊列走行システムに関する。

特許第３９０６７６８号公報には、追走車の利用者が、先頭車のドライバに対して料金を支払う料金受払手段を設けた隊列走行システムが開示されている。同公報では、隊列走行でのＥＴＣシステムなどの料金払いが想定されている。隊列走行は、例えば、車の車間を保ちつつ隊列を組んで走行するものである。隊列走行は、車車間通信などによって具現化される車の自動運転技術の１つである。

特許第３９０６７６８号公報

ところで、ハイブリッド車両には、駆動用電源として、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池が搭載されている。ハイブリッド車両の制御モードの１つでは、例えば、駆動用電源の充電に余裕がある場合や適した走行条件である場合には、非水電解質二次電池の出力で駆動モータを作動させて走行するように、適宜に制御される。非水電解質二次電池の出力で駆動モータを作動させて走行するモードを、ここでは、ＥＶ走行と称する。ハイブリッド車両では、ＥＶ走行が長くできる方が燃費を向上させる観点で有利である。ＥＶ走行には非水電解質二次電池の放電を伴う。隊列走行では、走行時に空気抵抗を受けやすい先頭車両の負荷が最も大きい。

ここで提案される隊列走行システムは、第１記憶部と、第２記憶部と、第１処理部とを備えている。
第１記憶部は、隊列を組む複数の車両に一対一で割り当てられた車両ＩＤと、車両が電動車両であるか否かを識別するための識別子とを関連付けて記憶するようにプログラムされている。
第２記憶部は、隊列を組む複数の車両のうち電動車両の積算評価値ΣＤを制御時間毎に算出し、車両ＩＤに関連付けてそれぞれ記憶するようにプログラムされている。
第１処理部は、隊列の先頭車両が電動車両である場合において、当該先頭車両の前記積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値よりも高い場合に、追従車両の中から隊列の先頭にする１つの車両を選択するようにプログラムされている。
ここで、積算評価値ΣＤは、非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラに関する評価値である。

隊列走行システムによれば、電動車両が先頭車両である場合に、積算評価値ΣＤ、つまり、非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラに関する評価値に基づいて、先頭車両を交代するタイミングが定められる。このため、先頭車両が電動車両である場合には、非水電解質二次電池が過度な放電過多の状態となりにくく、ハイレート劣化に起因して不可逆的に劣化するのが抑制される。

図１は、隊列走行システム１００を模式的に示すブロック図である。 図２は、忘却係数αを算出するためのマップの一例を示す図である。 図３は、隊列走行システム１００の処理フローの一例を示すフローチャートである。

以下、ここで提案される隊列走行システムの一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。

隊列走行では、先頭車両が空気抵抗を受けやすいため走行時の負担が大きい。例えば、ハイブリッド車両では、ＥＶ走行が長くできる方が燃費の面で有利である。ＥＶ走行には非水電解質二次電池の放電を伴うため、非水電解質二次電池の消耗が大きい。ハイブリッド車両で隊列が組まれる場合、先頭車両を適当なタイミングで交代させるのがよいと考えられる。
先頭車両を交代させるタイミングは、例えば、ＥＶ走行での走行時間や走行距離などに基づいて適当に交代させてもよい。また、非水電解質二次電池の残容量に基づいて、非水電解質二次電池の残容量が減ってきた場合に、先頭車両を交代させるようにプログラムされていてもよい。

これに対して、本発明者は、ハイブリッド車両や電気自動車などのように非水電解質二次電池が含まれる電動車両では、走行中に非水電解質二次電池内で電解質の濃度に大きなムラが生じることに着目した。

本明細書および特許請求の範囲において、「電動車両」には、二次電池に充電された電気をエネルギー源とし、回生エネルギーを電気として二次電池に蓄えるとともに、電動機を動力源として走行し、または、走行を補助する機構を備えた車両が含まれうる。
ここで、電動車両には、ハイブリッド車両や電気自動車や水素燃料電池自動車などが含まれうる。

「ハイブリッド車両」は、駆動源としてモータと内燃機関を備え、内燃機関によって得られた駆動力によって発電し、二次電池（例えば、非水電解質二次電池）に蓄電する機構を備えた車両をいう。ハイブリッド車両には、パラレル方式やシリーズ方式など、いくつかの方式が提案されているが、何れの方式をも問わない。ＥＶ走行時に内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）で発電し、非水電解質二次電池に充電することで走行距離を伸ばす「レンジエクステンダー」を搭載したシステムは、「ハイブリッド車両」に含められうる。また、外部から非水電解質二次電池を充電する充電装置を備えた、いわゆるプラグインハイブリット車両も、ここでは、広義にハイブリッド車両に含められうる。ここで、充電装置には、非接触充電装置が含まれうる。
また、「電気自動車」は、二次電池に充電された電気をエネルギー源とし、電動機を動力源として走行する自動車である。

このような電動車両で、二次電池として非水電解質二次電池が搭載されている場合には、高い出力を伴うＥＶ走行による大きな電流値での放電や、回生エネルギーを回収することによるハイレートでの充電が繰り返されると、非水電解質二次電池内で電解質の濃度に大きなムラが生じる。非水電解質二次電池の電解質の濃度分布に大きなムラが生じると、電解質が不足するため電池内部の抵抗が局所的に高くなる。このため、非水電解質二次電池の出力が低下するような事象が生じる。

例えば、非水電解質二次電池は、製造直後の初期状態で非水電解質二次電池では、電極体内での電解質の濃度（塩濃度とも称される）の分布には、大きなムラはなく問題がない。これに対して、ハイレートでの充電や放電が繰り返されると、電極体内で電解質の濃度に大きなムラが生じうる。

例えば、充電では、負極活物質が電解質を取り込む。正極活物質は電解質を放出する。また、充電が進むと負極活物質の体積が増加する。ハイレートの充電では、負極活物質が急激に周りの電解質を取り込み、それに伴い負極活物質の体積が増加する。電解質は経時的に拡散するため、周りから補給されてくるが、それでも負極活物質の周りで電解質が急激に減り、正極活物質の周りでは電解質が急激に増える。

放電では、負極活物質が急激に電解質を放出する。正極は、電解質を取り込む。ハイレートの放電では、負極活物質が急激に周りに電解質を放出し、それに伴い負極活物質の体積が減少する。正極活物質の周りでは、電解質が急激に減る。

負極体積の急激な増減を伴うようなハイレートでの充電や放電が繰り返されると、負極体積の急激な増減によって電解質は、正極と負極とが対向する面に沿って移動する。この結果、正極と負極が対応する面の中央部付近で電解質の濃度が増加し、電極体の中央部から離れた位置では、電解質の濃度が減少する傾向がある。このように、正極と負極とが対向する面に沿って電解質の濃度分布にムラが生じる。

このように電極体内での電解質の濃度（塩濃度とも称される）の分布にムラが生じることは、ハイレート劣化とも称される。電解質は経時的に拡散するため、充電や放電が停止されていたり、充電や放電のレートが低く抑えられていたりすると、電解質の濃度分布に生じたムラは、経時的には解消する。本発明者の知見によれば、非水電解質二次電池内に生じた電解質の濃度のムラが解消すると、ハイレート劣化と称される状態は解消しうる。例えば、ハイレートでの放電が過度である場合には、非水電解質二次電池の放電を停止して放置する、あるいは、放電電流を抑制し、出力を抑えるなどすると、非水電解質二次電池の状態が徐々に回復しうる。また、ハイレートでの充電が過度である場合には、放電を行うことで非水電解質二次電池の状態が回復しうる。しかしながら、電解質の濃度分布に生じたムラが大きくなり過ぎている状態で、さらにハイレートでの充電や放電が行われると、非水電解質二次電池の不可逆的な性能の劣化が進行しやすくなる。このような電解質の濃度分布に生じたムラは、ハイレートでの充電や放電によって大きく影響を受けるため、単純に非水電解質二次電池のＳＯＣのみでは評価できない。

このような事象が生じる非水電解質二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池でありうる。リチウムイオン二次電池では、電解質の濃度は、リチウムイオンの塩濃度に相当する。

このような知見を基に、本発明者は、電動車両を含む複数の車両で組まれた隊列走行において、先頭車両が電動車両である場合に、先頭車両の非水電解質二次電池内で電解質の濃度のムラに着目して先頭車両を交代させるべき適切なタイミングが決定される処理を提案する。以下にその具体的な手法の一実施形態を示す。

ここでは、複数の電動車両が隊列を形成して走行する場合について説明する。図１は、隊列走行システム１００を模式的に示すブロック図である。図１では、隊列走行システム１００は、仮想的に図示されている。隊列走行システム１００は、隊列を組む複数の車両のうち、少なくともの一台の車両に搭載されたコンピュータによって具現化されている。また、図１では、車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・が隊列を組んで走行する様子が描かれている。なお、隊列を組んで走行する車両は、車両Ａ，Ｂ，Ｃが図示されているが、複数の車両がさらに追従して隊列を組んでいてもよい。図１中、矢印Ｓ１は、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・の進行方向を示している。図１では、車両Ａが先頭車両である。

ここで提案される隊列走行システムは、典型的にはコンピュータで具現化される。隊列走行システムを具現化するためのコンピュータは、記憶装置（例えば、メモリなど）と、演算装置（例えば、ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）など）とを備えているとよい。
隊列走行システムの各処理は、予め定められたプログラムよって実行される処理モジュールとして具現化される。隊列走行システムの各機能は、記憶装置や演算装置などの物理的な構成要素と、プログラムに沿って行われるコンピュータ処理との協働によって適宜に具現化されうる。

隊列走行システム１００は、例えば、車車間通信を通じて、複数の車両に搭載されたコンピュータが相互に互換性を持って情報を共有し、協働して１つのシステムを構築してもよい。図１に示された形態では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は、車車間通信を行う通信装置（図示省略）を備えている。隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載されたコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・は、車車間通信の通信ネットワーク２００を通じて相互に情報通信可能なように接続されている。この実施形態では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載されたコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・のうちの一台が、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０として機能し、複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載されたコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・において得られる情報を集約して隊列の順番を決定するようにプログラムされている。

なお、複数の電動車両が隊列を形成して走行する場合について説明しているが、隊列走行システム１００では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は、全てが電動車両である必要はない。ここで提案される隊列走行システム１００の処理は、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に少なくとも一台の電動車両が含まれている場合に適用されうる。隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は、例えば、相互に互換性を有する自動運転システムによって隊列走行が可能とされているとよい。隊列走行システム１００は、当該自動運転システムに組み込まれているとよい。自動運転システムに組み込まれている場合には、隊列走行システム１００は、さらに車両状況を適宜に確認し、適当なタイミングで先頭車両を交代するようにプログラムされていてもよい。

ここで提案される隊列走行システム１００は、第１記憶部１２１と、第２記憶部１２２と、第１処理部１４１と、第２処理部１４２とを備えている。

第１記憶部１２１は、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に一対一で割り当てられた車両ＩＤと、車両が電動車両であるか否かを識別するための識別子などを関連付けて記憶するようにプログラムされている。
第２記憶部１２１は、隊列を組む複数の車両のうち電動車両の積算評価値ΣＤを制御時間毎に算出し、車両ＩＤに関連付けてそれぞれ記憶するようにプログラムされている。つまり、積算評価値ΣＤは、隊列を組む複数の車両のうち電動車両について車両毎に算出されて、車両ＩＤに関連付けてそれぞれ記憶される。
第１処理部１４１は、隊列の先頭車両が電動車両である場合において、当該先頭車両の前記積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値よりも高い場合に、追従車両の中から１つの車両を選択して隊列の先頭にするようにプログラムされている。
第２処理部１４２には、第１処理部１４１において、追従車両の中から隊列の先頭にする１つの車両を選択するための処理がプログラムされている。

この隊列走行システム１００では、先頭車両が電動車両である場合に、積算評価値ΣＤに基づいて先頭車両を交代するタイミングが定められる。なお、積算評価値ΣＤに基づいて先頭車両を交代するタイミングを定める制御は、先頭車両を交代するタイミングを規定する制御の１つでありうる。つまり、先頭車両が電動車両である場合には、他の要因で先頭車両が交代されるようにしてもよい。例えば、先頭車両を走行する電動車両に搭載された非水電解質二次電池の電池容量が予め定められた閾値よりも低くなったことを、先頭車両を交代するタイミングを規定する他の条件としてもよい。このことは、ここで提案される隊列走行システム１００によって妨げられない。

ここで、積算評価値ΣＤは、非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラを評価した評価値である。積算評価値ΣＤは、例えば、制御周期毎に算出される非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラに関する評価値Ｄ（Ｎ）を、予め定められた算出式に基づいて積算した積算値である。ここで、積算評価値ΣＤは、例えば、下記の式（４）で算出されうる。以下、積算評価値ΣＤの算出例を説明する。ここでは、図１を参照する。また、隊列を組む各車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・は、適宜に、リチウムイオン二次電池を例にして説明される。

ここで、隊列を組む各車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・には、演算装置としてコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・が搭載されている。各車両のコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・は、各車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・の充電または放電に伴って電解質の濃度分布にムラが生じる。ハイレート劣化の度合い（言い換えればダメージ量）を評価するための評価値Ｄは、ムラの増大および減少の両方を考慮して所定の制御周期ΔＴ毎に算出される。以下、評価値Ｄの算出手法について詳細に説明する。

Ｎを１以上の整数とし、今回（Ｎ回目）の制御周期で算出される非水電解質二次電池の評価値ＤをＤ（Ｎ）と表し、前回（（Ｎ−１）回目）の制御周期で算出された評価値ＤをＤ（Ｎ−１）と表す。この場合、評価値Ｄ（Ｎ）は下記式（１）に従って算出される。評価値Ｄの初期値Ｄ（０）は、たとえば０に設定される。

Ｄ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ−１）−Ｄ（−）＋Ｄ（＋） ・・・（１）

評価値Ｄの減少量Ｄ（−）は、前回の評価値算出時から今回の評価値算出時までの間（制御周期ΔＴの間）に電解質の濃度分布に生じたムラが減少する減少量を表している。つまり、電解質の濃度分布にムラが生じている場合でも、電解質は時間が経てば拡散し、濃度分布に生じたムラが解消するように作用する。時間が長くなればなるほど、評価値Ｄの減少量Ｄ（−）は大きくなる。減少量Ｄ（−）は、例えば、下記式（２）のように忘却係数αを用いて算出される。なお、０＜α×ΔＴ＜１である。

Ｄ（−）＝α×ΔＴ×Ｄ（Ｎ−１） ・・・（２）

忘却係数αは、電解液中の電解質（例えば、リチウムイオン）の拡散速度に対応する係数であり、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに依存する。そのため、忘却係数αと、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとの相関関係は、実験またはシミュレーションにより予め取得される。電池温度ＴＢおよびＳＯＣとから忘却係数αが導き出されるように、忘却係数αと、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとの相関関係は、マップまたは変換式としてコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・に記憶されているとよい。

図２は、忘却係数αを算出するためのマップの一例を示す図である。図２において、横軸は電池温度ＴＢを示し、縦軸は忘却係数αを示す。電池温度ＴＢが同じであればＳＯＣが高くなるほど忘却係数αは大きくなり、ＳＯＣが同じであれば電池温度ＴＢが高くなるほど忘却係数αは大きくなる。つまり、電解質（例えば、リチウムイオン）の拡散が起こりやすいほど忘却係数αは大きくなる。図２に示すようなマップを用いることにより、電池温度ＴＢおよびＳＯＣから忘却係数αを導き出すことができる。ここでは、マップが例示されているが、忘却係数αは、電池温度ＴＢおよびＳＯＣから予め定められた変換式によって演算されてもよい。

評価値Ｄの増加量Ｄ（＋）は、前回の評価値算出時から今回の評価値算出時までの間（制御周期ΔＴの間）における充放電によって電解質の濃度分布に生じたムラが増大する増加量を表している。より具体的には、増加量Ｄ（＋）は、たとえば下記式（３）のように電流係数β、限界しきい値γおよび電流ＩＢを用いて算出される。

Ｄ（＋）＝（β／γ）×ＩＢ×ΔＴ ・・・（３）

電流係数βおよび限界しきい値γと、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとの相関関係は、実験またはシミュレーションにより予め取得される。電流係数βおよび限界しきい値γと、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとの相関関係を示すマップまたは変換式としてコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・に記憶されているとよい。かかるマップまたは変換式によって、電池温度ＴＢおよびＳＯＣから電流係数βおよび限界しきい値γを算出することができる。ここで、電流ＩＢは、極性を有している。ここでは、放電電流が（＋）、充電電流が（−）とされている。

このように、電解質の濃度分布に生じたムラの増大量Ｄ（＋）および減少量Ｄ（−）の両方が得られる。そして、式（１）に示されているように、電解質の濃度分布に生じたムラの増大量Ｄ（＋）および減少量Ｄ（−）の両方が考慮されて、評価値Ｄ（Ｎ）が算出される。評価値Ｄを所定の制御周期ΔＴ毎に、前回の評価値Ｄ（Ｎ−１）に対して、減少量Ｄ（−）が引かれて、増大量Ｄ（＋）が加算される。これによって、当該制御周期における非水電解質二次電池の電解質の濃度分布に生じたムラの変化が、評価値Ｄ（Ｎ）に適切に反映される。

積算評価値ΣＤは、すべての整数Ｎについて評価値Ｄ（Ｎ）が積算された積算値である。かかる積算評価値ΣＤによって、非水電解質二次電池３２０Ａ〜３２０Ｃのハイレート劣化の進行状態が推定される。
例えば、下記式（４）に示すように、評価値Ｄの初期値Ｄ（０）から（Ｎ−１）回目の制御周期における評価値Ｄ（Ｎ−１）までの積算評価値ΣＤ（Ｎ−１）に減衰係数δが乗算され、さらにＮ回目の制御周期における評価値Ｄ（Ｎ）が加算される。

ΣＤ（Ｎ）＝δ×ΣＤ（Ｎ−１）＋Ｄ（Ｎ） ・・・（４）

減衰係数δは、時間経過に伴う電解質の拡散による電解質の濃度分布に生じたムラが減少することを考慮して定められる係数である。減衰係数δは、実験またはシミュレーションにより予め取得され、メモリに記憶される。

ここで、式（４）において、ΣＤ（Ｎ−１）は、制御周期が1つ前の積算評価値である。制御周期が1つ前の積算評価値ΣＤ（Ｎ−１）の影響は、時間経過（制御周期の一周期の時間）により、減衰係数δに応じて減少する。Ｄ（Ｎ）は、当該制御周期での評価値である。ここで例示された積算評価値ΣＤの算出式（４）では、制御周期が1つ前の積算評価値ΣＤ（Ｎ−１）に減衰係数δを掛けた値に、当該制御周期での評価値Ｄ（Ｎ）を加算した式になっている。換言すると、積算評価値ΣＤは、電極体内において電解質の濃度分布がムラに関連して制御周期毎に算出される評価値Ｄ（Ｎ）が電解質の拡散によって緩和されることが考慮されつつ積算された積算値である。

この実施形態では、積算評価値ΣＤは、放電による影響によって電解質の濃度分布にムラが生じている場合には正（＋）となり、放電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが大きくなればなるほど数値が大きくなる。積算評価値ΣＤが正である場合には、「放電過多」と称されうる。また、充電による影響によって電解質の濃度分布にムラが生じている場合には負（−）となり、充電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが大きくなればなるほど数値が大きくなる。積算評価値ΣＤが負である場合には、「充電過多」と称されうる。

次に、隊列走行システム１００の処理フローを説明する。
図３は、隊列走行システム１００の処理フローの一例を示すフローチャートである。

この隊列走行システムでは、先頭車両が電動車両である場合に、先頭車両の非水電解質二次電池のハイレート劣化の状態に基づいて先頭車両を交代させるようにプログラムされている。
この実施形態では、先頭車両の積算評価値ΣＤに基づいて、放電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが大きいと判断される場合に、先頭車両を交代させるようにプログラムされている。

隊列走行システム１００では、図３に示されているように、隊列を組む車両のうち電動車両について、積算評価値ΣＤがそれぞれ取得される（Ｓ１１）。
この実施形態では、積算評価値ΣＤは、隊列を組む車両のうち電動車両について、制御周期毎に繰り返し演算されて更新されていく。取得された積算評価値ΣＤは、車両ＩＤと関連付けられて第２記憶部１２２に記憶される。車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・の積算評価値ΣＤは、例えば、車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・毎に搭載されたコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・によってそれぞれ算出されるとよい。そして、各車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・の非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・の積算評価値ΣＤは、車車間通信の通信ネットワーク２００を通じて、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０に伝達される。

隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０は、隊列の順番を決定する機能を備えている。隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃの順番についての情報は、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０に車両ＩＤと関連付けられて記憶されているとよい。
ホストコンピュータ１１０は、隊列の先頭車両が電動車両であるか否かを判定する（Ｓ１２）。そして、隊列の先頭車両Ａが電動車両でない場合（Ｎｏ）には、隊列の先頭車両Ａが電動車両となるまで、隊列を組む車両のうち電動車両について、積算評価値ΣＤをそれぞれ取得する処理（Ｓ１１）を繰り返す。

隊列の先頭車両Ａが電動車両である場合（Ｙｅｓ）において、先頭車両Ａの積算評価値ΣＤ（ΣＤ_ａ）が予め定められた第１閾値Ｋ１よりも高いか否かを判定する（Ｓ１３）。なお、図３では、先頭車両Ａの積算評価値ΣＤは、他の車両の積算評価値ΣＤと区別するために、「ΣＤ_ａ」と表記されている。
第１閾値Ｋ１は、いわゆる放電過多の状態を判定するために設定された閾値である。予め定められた試験によって、放電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが許容される状態よりも大きいと判断される値を見定めて第１閾値Ｋ１が設定されているとよい。

隊列走行システム１００では、非水電解質二次電池の仕様にかかわらず、第１閾値Ｋ１が一様に定められていてもよい。
また、他の形態として、第１閾値Ｋ１は、例えば、非水電解質二次電池の仕様によって変更されてもよい。この場合、第１閾値Ｋ１には、先頭車両Ａに搭載された非水電解質二次電池の仕様に応じて設定された閾値が採用される。隊列走行システム１００では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・において、それぞれ非水電解質二次電池の仕様が異なり、第１閾値Ｋ１が異なりうる。この場合、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・についての第１閾値Ｋ１のデータは、車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・にそれぞれ記憶されているとよい。そして、隊列走行システム１００では、通信ネットワーク２００を通じて、先頭車両Ａの第１閾値Ｋ１のデータが、ホストコンピュータ１１０によって取得されるとよい。これによって、隊列走行システム１００において、車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・に対して適した第１閾値Ｋ１が設定されうる。このため、車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に対して、搭載された非水電解質二次電池３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ・・・に応じて、より適当なタイミングで先頭車両の交代のタイミングが定められる。

この隊列走行システム１００では、先頭車両Ａの積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値Ｋ１よりも高くない場合（Ｎｏ）には、先頭車両Ａは交代されない。この場合、先頭車両Ａの積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値Ｋ１よりも高くなるまで、処理Ｓ１１および処理Ｓ１２を繰り返すとよい。
先頭車両Ａの積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値Ｋ１よりも高い場合（Ｙｅｓ）には、追従車両の中から先頭車両を選択する処理（Ｓ１４）が実行される。当該処理では、先頭車両に応じて隊列の順番がさらに決定されてもよい。その後、隊列を組み替える処理（Ｓ１５）が実行される。

隊列走行では、追従車両は、風の影響が小さいため、非水電解質二次電池の出力が抑えられる。さらに、長い下り坂などでは、回生エネルギーが得られる。また、高速道路のように一定の速度で走行できる場合には、内燃機関による駆動力で走行する場合や内燃機関による駆動力が余り充電に回される場合もある。また、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、非水電解質二次電池の充電、放電の制御はそれぞれ独立している。
このため、先頭車両Ａが「放電過多」の状態に陥る場合でも、追従車両では「充電過多」となる場合はありうる。

ここで、追従車両の中から先頭車両を選択する処理（Ｓ１４）では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち、電動車両について、先頭車両Ａを除いて、積算評価値ΣＤを基にいわゆる「充電過多」の度合いが最も高い車両を先頭車両に選定するとよい。

この場合、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち電動車両の中から、積算評価値ΣＤに基づいて「充電過多」の度合いが高い順に順位付けを行い、「充電過多」の度合いが最も高い車両を先頭車両に選定してもよい。
つまり、「充填過多」の車両では、積算評価値ΣＤが負となり、充電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが大きくなればなるほど数値が大きくなる。このため、積算評価値ΣＤが負であり、かつ、数値が最も大きい車両を先頭車両に選ぶとよい。
「充填過多」の車両では、充電による影響によって電解質の濃度分布に生じたムラが大きい。先頭車両Ａになることで、ＥＶ走行などでの走行負荷が高くなり、非水電解質二次電池が放電する際の出力が高くなる。このため、先頭車両Ａになると、「充填過多」の状態が解消しやすくなる。これによって、電動車両の非水電解質二次電池が充電過多の状態から脱しやすくなり、余剰の回生エネルギーなどが溜めやすい状態となり、非水電解質二次電池が効率良く利用されるようになる。

このように、ここで提案される隊列走行システム１００では、当該先頭車両の前記積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値よりも高い場合に、追従車両の中から１つの車両を選択して隊列の先頭にするようにプログラムされている。図３のフローチャートで示されているように、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち、電動車両が先頭である場合には、非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラに関する評価値である積算評価値ΣＤに基づいて、先頭車両を交代するタイミングが定められている。このため、先頭車両Ａを走る電動車両の非水電解質二次電池は、許容されない程度以上に放電過多の状態になりにくい。このため、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・において電動車両が先頭車両Ａになっても、先頭車両Ａの非水電解質二次電池がハイレート劣化に起因して、不可逆的に劣化する状態に陥りにくい。

さらに、追従車両の中から隊列の先頭にする１つの車両を選択する処理では、例えば、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち電動車両の中から、積算評価値ΣＤに基づいて「充電過多」の度合いが高い順に順位付けを行う。そして、「充電過多」の度合いが高い順に、隊列の順番を決めるとよい。このように、隊列走行システム１００では、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・について、積算評価値ΣＤに基づいて、隊列の順番が定められるとよい。「充電過多」の度合いが高い順に、隊列の順番を決めることによって、電動車両の非水電解質二次電池は、「充電過多」の度合いが高い状態から早期に脱することができる。これにより、電動車両に搭載された非水電解質二次電池の効率的な利用を図ることができる。

また、「充電過多」の度合いが高い電動車両がない場合には、積算評価値ΣＤに関わらず、充電状態（ＳＯＣ）が高い車両を先頭車両Ａに採択してもよい。また、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に、電動車両以外の車両が含まれている場合には、電動車両以外の車両を先頭車両Ａに採択してもよい。隊列を組み替える処理（Ｓ１５）では、例えば、追従車両が隊列順に追い越し車線に出て隊列の先頭に配置されるように操作されるとよい。

以上、隊列走行システム１００について、種々説明したが、隊列走行システム１００は上述した実施形態に限定されない。

積算評価値ΣＤは、電動車両（より具体的には、電動車両に搭載された非水電解質二次電池）について算出される評価値である。隊列を組む複数の車両に含まれた電動車両について積算評価値ΣＤが算出されているとよい。また、積算評価値ΣＤは、車車間通信の通信ネットワーク２００を通じて、隊列走行システム１００のホストコンピュータに伝達されるとしているが、これに限定されない。

例えば、隊列走行システム１００のホストコンピュータが、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち電動車両の積算評価値ΣＤを算出してもよい。この場合、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は、それぞれ非水電解質二次電池の電流値ＩＢや温度情報や各種計数など、積算評価値ΣＤの計算に必要な情報を、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０に送ってもよい。

隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のうち電動車両について、積算評価値ΣＤが不明である場合、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・から、過去の予め定められた時間分の充放電の電流値や電池温度などのデータを取得するとよい。そして、取得されたデータに基づいて、積算評価値ΣＤの初期値が計算されて定められるとよい。また、隊列に新たに電動車両が加わるような場合も、新たに加わる電動車両の積算評価値ΣＤの初期値は、車両から取得された、過去の予め定められた時間分の充放電の電流値や電池温度などのデータに基づいて計算されて定められてもよい。

また、ハイレート充電またはハイレート放電に起因する電解質の濃度分布に生じたムラは、非水電解質二次電池が長期間放置されるとある程度解消する。このため、積算評価値ΣＤは、非水電解質二次電池が予め定められた時間放置された時間以後の過去の充放電の電流値や電池温度などのデータに基づいて計算されてもよい。

また、この実施形態では、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０は、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・のコンピュータ３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・のうち１つのコンピュータとされているがこれに限定されない。例えば、隊列を組む複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ・・・が、それぞれ通信装置によって外部のサーバーに情報通信可能に接続される場合には、隊列走行システム１００のホストコンピュータ１１０は、外部のサーバーであってもよい。

以上、ここで提案される隊列走行システムについて、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた隊列走行システムの実施形態などは、本発明を限定しない。

１００ 隊列走行システム
１１０ ホストコンピュータ
１２１ 第１記憶部
１２２ 第２記憶部
１４１ 第１処理部
１４２ 第２処理部
２００ 通信ネットワーク
３００Ａ〜３００Ｃ コンピュータ
３２０Ａ〜３２０Ｃ 非水電解質二次電池
Ａ 先頭車両
Ａ〜Ｃ 隊列を組む車両

Claims (2)

1. 隊列を組む複数の車両に一対一で割り当てられた車両ＩＤと、車両が電動車両であるか否かを識別するための識別子とを関連付けて記憶するようにプログラムされた第１記憶部と、
   隊列を組む複数の車両のうち駆動用電源として非水電解質二次電池を搭載した電動車両の積算評価値ΣＤを制御時間毎に算出し、前記車両ＩＤに関連付けてそれぞれ記憶するようにプログラムされた第２記憶部と、
   前記隊列の先頭車両が電動車両である場合において、当該先頭車両の前記積算評価値ΣＤが予め定められた第１閾値よりも高い場合に、追従車両の中から隊列の先頭にする１つの車両を選択するようにプログラムされた第１処理部と
   を備え、
   ここで、積算評価値ΣＤは、非水電解質二次電池の電極体内の電解質のムラに関する評価値であり、
   前記第１処理部では、隊列を組む複数の車両のうち電動車両の中から、積算評価値ΣＤに基づいて「充電過多」の度合いが最も高い車両が先頭車両に選定される、隊列走行システム。
2. 電動車両が先頭車両である場合に、先頭車両を走る電動車両の非水電解質二次電池が、予め定められた許容されない程度以上の放電過多の状態にならないように、積算評価値ΣＤに基づいて、先頭車両を交代するタイミングが定められている、請求項１に記載された隊列走行システム。

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