WO2014034221A1

WO2014034221A1 - 電池情報システム

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Publication number: WO2014034221A1
Application number: PCT/JP2013/065832
Authority: WO
Inventors: 宮澤　篤史; 柴田　格
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-03-06

Abstract

　電気自動車ＥＶに搭載する電池情報システムであって、充放電可能な主電池ＭＢと、これに接続した補助電池ＳＢと、外部との間で情報の送受信を行う車載通信手段Ｒと、これらを制御するシステム制御手段Ｃを備え、システム制御手段Ｃが、補助電池ＳＢの起動後において、その起動情報を車載通信手段Ｒに入力し、車載通信手段Ｒが、予め登録した車外送受信先１に対して補助電池ＳＢの起動情報を送信する構成とし、主電池ＭＢと補助電池Ｓｂを搭載した電気自動車ＥＶを対象として、補助電池ＳＢの使用状況に応じた直接的な支援のネットワークを展開することが可能になる。

Description

電池情報システム

　本発明は、主電池とこれに接続した補助電池を搭載した電気自動車に用いられる電池情報システムに関するものである。

　この種のシステムとしては、例えば、特許文献１に記載された電気走行車のバッテリー管理システムがある。特許文献１に記載のシステムは、バッテリー残電気量表示装置と、ナビゲーション装置と、バッテリー残電気量警告装置と、送受信部とを有する車載端末と、メインバッテリーと、取付型バッテリーとを選択的に使用可能な電源ユニットとを具備する電気走行車を備えている。

　また、上記のシステムは、電気走行車の車載端末からの情報を受信し、給電スタンドや取付型バッテリーのショップに関する情報を送信し、バッテリーの充電を案内する電気走行車バッテリー管理センターを備えており、電気走行車のバッテリー残電気量の管理と、その充電を含めた対応を迅速に実施できるようにしたものである。

日本国特開２０００－１０２１０３号公報

　しかしながら、上記したような従来のシステムにあっては、メインバッテリーの充電に対するバックアップを主な目的としたものであって、車載端末を備えた電気走行車と、電気走行車バッテリー管理センターとで構成されることから、大衆的なシステムである一方で、夫々の状況に応じた直接的な支援を行うことが難しいという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。

　本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、主電池及び補助電池を搭載した電気自動車を対象として、補助電池の使用状況に応じた直接的な支援のネットワークを展開することが可能な電池情報システムを提供することを目的としている。

　本発明の電池情報システムは、電気自動車に搭載するものであり、充放電可能な主電池と、この主電池に接続した補助電池と、外部との間で情報の送受信を行う車載通信手段と、各電池及び車載通信手段を制御するシステム制御手段を備えている。そして、電池情報システムは、システム制御手段が、補助電池の起動後、その起動情報を車載通信手段に入力し、車載通信手段が、予め登録した車外通信局に対して補助電池の起動情報を送信する構成としており、上記構成をもって課題を解決するための手段としている。

　本発明の電池情報システムによれば、主電池及び補助電池を搭載した電気自動車を対象とし、ユーザーの選択先に補助電池起動の情報発信を行うことから、補助電池の使用状況に応じた直接的な支援のネットワークを展開することが可能になる。

本発明の電池情報システムの一実施形態における電気自動車の構成図（Ａ）、及びシステム全体の説明図（Ｂ）である。電池システムを示すブロック図（Ａ）、及び電池情報システムの動作を説明するフローチャート（Ｂ）である。

　以下、図面に基づいて、本発明の電池情報システムの一実施形態を説明する。
　図１に示す電池情報システムは、電気自動車ＥＶに搭載するものであって、概略として、図１（Ａ）に示すように、主電池ＭＢと、補助電池ＳＢと、車載通信手段Ｒと、システム制御手段Ｃを備えている。また、この実施形態では、ＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置Ｎを備えている。

　主電池ＭＢは、充放電可能な二次電池であって、具体例としてはリチウムイオン電池を挙げることができる。他方、補助電池ＳＢは、一次電池であると共に、主電池ＭＢに接続してあり、主電池ＭＢをバックアップするものである。つまり、電気自動車ＥＶの電池システムは、図２（Ａ）に示すように、モータやインバータで構成される駆動源Ｄ、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢを直列に接続した構成である。

　補助電池ＳＢには、例えば空気電池を用いることができる。この際、補助電池ＳＢは、複数の空気電池を積層したスタック構造を有し、使用する際に各空気電池に電解質液を注入するようにした注液式のものや、単数又は複数の空気電池を着脱可能にしたカートリッジ式のものなどを採用することができる。

　車載通信手段Ｒは、外部との間で情報の送受信を行うものであって、車両に装備された通信手段、及びユーザーの携帯端末の少なくとも一方を用いることができる。システム制御手段Ｃは、各電池ＭＢ，ＳＢ及び車載通信手段Ｒを制御するものであり、小型コンピュータ若しくはコンピュータチップである。

　車載通信手段Ｒ及びシステム制御手段Ｃは、例えば車載の端末装置として一体化することも可能である。この場合には、端末装置の通信機能及びシステム制御機能が、車載通信手段Ｒ及びシステム制御手段Ｃに該当する。また、システム制御手段Ｃ若しくは車載端末装置は、コントロールパネルを備えたものとし、このコントロールパネルに、各種スイッチ類、メータ類、表示灯及びスピーカなどを配置することができる。

　そして、電池情報システムは、システム制御手段Ｃが、補助電池ＳＢの起動後、その起動情報を車載通信手段Ｒに入力し、図１（Ｂ）に示すように、車載通信手段Ｒが、予め登録した車外送受信先１に対して補助電池ＳＢの起動情報を送信する。なお、システム制御手段Ｃは、携帯端末を車載通信手段Ｒとして使用する場合があるので、携帯端末に入力可能なデータ出力部（例えば外部端子）を設けることが望ましい。

　ここで、予め登録した車外送受信先１とは、例えば、携帯電話等の民間周波数帯を使用して送受信可能な場所である。具体的には、自動車販売店、自動車用品店、給電スタンド、及びロードサービス所のほか、充電装置を備えた施設や補助電池の販売店等が含まれる。また、車外送受信先１は、ユーザーの居住先２や勤務先３でも良く、それ以外に、任意の場所を指定することが可能である。

　ナビゲーション装置Ｎは、周知のカーナビゲーション装置であって、ＧＰＳの測位データに基づいて、自己位置や各種情報を含む地図Ｍを表示するものであり、予め入力した目的地までのルートや距離を表示したり、各電池ＭＢ，ＳＢの容量に応じた走行可能距離を算出したりすることが可能である。

　また、ナビゲーション装置Ｎは、充電装置を備えた施設や補助電池の販売店を地図Ｍ上に表記する機能を有しており、先述の車外送受信先１などの任意の場所を登録して、それらを地図Ｍ上に表記することも可能である。

　前記システム制御手段Ｃは、先述の如く、補助電池ＳＢの起動後に起動情報を車載通信手段Ｒに入力する機能のほかに、以下の機能を備えている。

　すなわち、システム制御手段Ｃは、ナビゲーション装置Ｎにおいて、予め設定した目的地と、ＧＰＳにより測位した自己位置と、各電池ＭＢ，ＳＢの残容量に基づいて、目的地まで到達不可能と判断した場合に、車載通信手段Ｒによる通信開始を判断する機能を有している。また、システム制御手段Ｃは、起動情報の送信をＯＮ／ＯＦＦする送信選択機能と、補助電池ＳＢの起動を自動及び手動のいずれかで行う起動選択機能を有している。

　上記の送信選択機能及び起動選択機能は、例えば、システム制御手段Ｃに設けた夫々の選択スイッチにより実現可能である。送信選択スイッチ（ＳＷ２）は、単にＯＮ／ＯＦＦを切り替えるもので良い。他方、起動選択スイッチは、自動（ＡＵＴＯ）、手動（ＭＡＮＵＡＬ）及び停止（ＯＦＦ）を切り替えるものである。

　さらに、システム制御手段Ｃから車載通信手段Ｒに入力する情報は、先述の補助電池ＳＢの起動情報のほかに、ユーザー登録情報、目的地、自己位置、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢの残容量、並びに緊急対処依頼のうちの少なくとも一つ以上である。

　次に、上記構成を備えた電池情報システムの基本動作を図２（Ｂ）のフローチャートに基づいて説明する。なお、同図のフローチャートは、主としてシステム制御手段Ｃの処理動作である。

　電池情報システムは、最初に、ステップＳ１において起動選択判断を行う。このステップＳ１において、起動選択スイッチＳＷ１が自動になっている場合は、起動選択（Ｙｅｓ）と判断して、そのままステップＳ２及びＳ３に移行する。また、起動選択スイッチＳＷ１が手動になっている場合は、車外送受信先１や送信情報を選択する旨を表示し、これらが選択された後にステップＳ２及びＳ３に移行する。さらに、起動選択スイッチＳＷ１が停止になっている場合は、起動選択ではない（Ｎｏ）と判断して処理を停止する。

　そして、ステップＳ２において主電池ＭＢの残容量を確認すると共に、ステップＳ３において主電池ＭＢの消費状況を確認し、ステップＳ４において補助電池ＳＢの放電を開始する。ここで、ステップＳ２には、主電池ＭＢの残容量の閾値を設定することができ、残容量が閾値以下になった場合に、ステップＳ４に移行して補助電池ＳＢを起動させることが可能である。

　また、ステップＳ３では、例えばエアコン等の搭載機器の稼働状況を監視し、これらの稼働により後の電力消費量が増大するような状況になった場合に、ステップＳ４に移行して補助電池ＳＢを起動させることが可能である。ステップＳ４では、補助電池ＳＢの放電開始、すなわち主電池ＭＢへの充電を開始する。なお、このフローチャートにおける補助電池ＳＢの起動は、システム制御手段Ｃの判断で行う起動である。ただし、補助電池ＳＢは、当然のことながら任意に起動させることもできる。

　次に、ステップＳ５において送信選択判断を行う。このステップＳ５では、送信選択スイッチＳＷ２がＯＮになっている場合には、送信選択（Ｙｅｓ）と判断してステップＳ６に移行し、送信選択スイッチＳＷ２がＯＦＦになっている場合には、送信選択ではない（Ｎｏ）と判断して処理を停止する。

　その後、ステップＳ６において通信開始判断を行う。このステップＳ６では、例えば、ステップＳ２において主電池ＭＢの残容量が低下した場合（閾値以下になった場合）には、通信を開始する（Ｙｅｓ）と判断し、ステップＳ７に移行する。また、ステップＳ３における主電池ＭＢの消費状況によっては通信が不要な場合もあるので、このような場合には通信を開始しない（Ｎｏ）と判断する。

　そして、ステップＳ７において車外送受信先１を選択すると共に、これを車載通信手段Ｒに入力し、車載通信手段Ｒから起動情報を送信する。また、必要に応じてユーザー登録情報、目的地、自己位置、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢの残容量、並びに緊急対処依頼を送信すると共に、各種情報をナビゲーション装置Ｎの地図Ｍ上に表示する。

　上記の電池情報システムは、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢを搭載した電気自動車ＥＶにおいて、様々な状況で用いられることとなり、以下に幾つかの具体例を挙げる。

（１）主電池ＭＢが電欠（電気欠乏）になった状況での起動
　市街地で電欠に至った場合は、補助電池ＳＢを起動して主電池ＭＢの充電を行えば、充電装置を備えた施設や補助電池の販売店まで走行することが比較的容易である。そこで、予め登録したディーラーを車外送受信先１に選択して、補助電池ＳＢの起動情報やユーザーの登録情報を送信する。

　山間部などの僻地で電欠に至った場合は、補助電池ＳＢを起動すると共に、ナビゲーション装置Ｎにより、走行可能距離や最寄りの充電可能な施設までの距離を算出する。そして、目的地まで到達不可能と判断したときには、例えば、ロードサービスや、その他の店舗などを車外送受信先１に選択して、補助電池ＳＢの起動情報、目的地、自己位置、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢの残容量、並びに緊急対処依頼などの情報を送信する。これにより、速やかにサービスを依頼することができる。なお、緊急対処依頼の情報とは、警察や消防などへの緊急電話に代わるものではなく、緊急連絡ができない状況に至った際に、その対処を依頼する情報である。

（２）主電池ＭＢの残容量がある状況での起動
　目的地までの走行には主電池ＭＢの残容量が充分であったが、その後に遭遇した交通渋滞や冷暖房の電力消費により、主電池ＭＢだけで目的地まで走行することが困難になった場合、補助電池ＳＢを起動する。この場合には、補助電池ＳＢの起動により、目的地までの走行が可能になるので、市街地で主電池ＭＢが電欠に至った場合と同様に、例えば、予め登録したディーラーを車外送受信先１に選択して、補助電池ＳＢの起動情報やユーザーの登録情報を送信する。

　なお、当該電池情報システムは、主電池ＭＢの残容量や外部の環境因子に係わらず、自由に補助電池ＳＢを作動させることができる。このような場合でも、市街地で主電池ＭＢが電欠に至った場合と同様に、例えば、予め登録したディーラーを車外送受信先１に選択して、補助電池ＳＢの起動情報やユーザーの登録情報を送信してもよい。

　また、走行中に、主電池ＭＢの残容量と、これから算出される走行可能距離、予め登録した目的地、及び最寄りの充電可能な施設などの位置関係から、主電池ＭＢだけの走行では目的地に到達不可能と判断した場合には、運転者に補助電池ＳＢの起動を促すようにすることも可能である。この場合には、システム制御手段Ｃのコントロールパネルや、ナビゲーション装置Ｎの画面において、表示灯の点灯や音声などで起動を促すことが可能である。このような場合には、例えば、予め登録したディーラーを車外送受信先１に選択して、補助電池ＳＢの起動情報やユーザーの登録情報を送信することが考えられる。

　上記実施形態で説明した電池情報システムは、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢを搭載した電気自動車ＥＶを対象として、補助電池ＳＢを使用する様々な状況を考慮し、選択した車外送受信先１に、補助電池ＳＢの起動情報を含む必要な情報発信を行う。これにより、補助電池ＳＢの使用状況に応じた直接的な支援のネットワークを展開することが可能になる。具体的には、補助電池ＳＢの交換依頼や、ロードサービスレスキューが必要な場合にも対応することができる。

　また、電池情報システムは、ＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置Ｎを備え、予め設定した目的地とＧＰＳにより測位した自己位置と各電池の残容量に基づいて、目的地まで到達不可能と判断した場合に、車載通信手段Ｒによる通信開始の判断を行う。これにより、運転者が主電池ＭＢの残容量減少に気付かなかったとしても、補助電池ＳＢの起動や外部へのサービス依頼などを促したり、これらを自動的に実行したりすることが可能になり、当該システムの利便性を高めることができる。

　さらに、電池情報システムは、補助電池ＳＢの起動情報の送信をＯＮ／ＯＦＦする送信選択機能を有するシステム制御手段Ｃを採用したので、補助電池ＳＢの使用状況に応じた選択性が向上する。

　さらに、電池情報システムは、補助電池Ｓｂの起動を自動及び手動のいずれかで行う起動選択機能を有するシステム制御手段Ｃを採用したので、補助電池ＳＢの使用状況に応じた選択性がより一層向上し、上述の送信選択機能と相俟って、当該システムの利便性のさならる向上を実現する。

　さらに、電池情報システムは、車載通信手段Ｒに入力する情報が、補助電池ＳＢの起動情報のほかに、ユーザー情報、目的地、自己位置、主電池ＭＢ及び補助電池ＳＢの残容量、並びに緊急対処依頼のうちの少なくとも一つ以上としたので、車外送受信先１の選択性が向上し、これにより補助電池ＳＢの使用状況に応じた選択性も向上する。

　さらに、電池情報システムは、車載通信手段Ｒとして、車両に装備された通信手段やユーザーの携帯端末を使用することができ、また、充電装置を備えた施設や補助電池の販売店を地図Ｍ上に表記する機能を有するナビゲーション装置Ｎを採用したので、ユーザーにとって非常に便利である。

　本発明の電池情報システムは、その構成が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の細部を適宜変更することができる。

　Ｃ　　　システム制御手段
　ＥＶ　　電気自動車
　ＭＢ　　主電池
　Ｎ　　　ナビゲーション装置
　Ｒ　　　車載通信手段
　ＳＢ　　補助電池
　１　　　車外送受信先

Claims

　電気自動車に搭載する電池情報システムであって、
　充放電可能な主電池と、この主電池に接続した補助電池と、外部との間で情報の送受信を行う車載通信手段と、各電池及び車載通信手段を制御するシステム制御手段を備え、
　システム制御手段が、補助電池の起動後において、その起動情報を車載通信手段に入力し、
　車載通信手段が、予め登録した車外送受信先に対して補助電池の起動情報を送信することを特徴とする電池情報システム。
　ＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置を備え、
　システム制御手段は、ナビゲーション装置において、予め設定した目的地と、ＧＰＳにより測位した自己位置と、各電池の残容量に基づいて、目的地まで到達不可能と判断した場合に、車載通信手段による通信開始を判断することを特徴とする請求項１に記載の電池情報システム。
　システム制御手段が、起動情報の送信をＯＮ／ＯＦＦする送信選択機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池情報システム。
　システム制御手段が、補助電池の起動を自動及び手動のいずれかで行う起動選択機能を有していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池情報システム。
　システム制御手段から車載通信手段に入力する情報が、補助電池の起動情報のほかに、ユーザー登録情報、目的地、自己位置、主電池及び補助電池の残容量、並びに緊急対処依頼のうちの少なくとも一つ以上であることを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の電池情報システム。
　車載通信手段が、車両に装備された通信手段、及びユーザーの携帯端末の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電池情報システム。
　ナビゲーション装置が、充電装置を備えた施設や補助電池の販売店を地図上に表記する機能を有することを特徴とする請求項２～６のいずれか１項に記載の電池情報システム。