JP2025092031A

JP2025092031A - 電池交換システム、電池交換装置、及び電池選択方法

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Publication number: JP2025092031A
Application number: JP2023207657A
Authority: JP
Inventors: 真士市川; Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2023-12-08
Filing date: 2023-12-08
Publication date: 2025-06-19
Also published as: CN120116893A; KR20250088364A; EP4578723A1; US20250187486A1

Abstract

【課題】車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することが可能な電池交換システムを提供する。
【解決手段】電池交換システム１は、電池２０１が搭載される電動車両２００と、少なくとも１つの交換用電池１０１を有し、電池２０１を電池１０１に交換する電池交換を行う電池交換装置１００と、を備える。電動車両２００は、電動車両２００における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを外部に送信する。電池交換装置１００は、外部から受信した電池搭載情報および電気要求情報と、少なくとも１つの交換用電池１０１に関する電池情報と、を用いて、少なくとも１つの交換用電池１０１から少なくとも１つの第２電池１０１の候補を選択する。
【選択図】図１

Description

本開示は、電池交換システム、電池交換装置、及び電池選択方法に関する。

例えば、特開２０１４－００３８０３号公報には、電動車両に搭載された電池の残量に基づいて走行経路上の電池交換ステーションに電池情報を要請し、電池交換を事前予約することによって、より効率的で、かつ便利に電池を交換できる電池交換システムが開示されている。

特開２０１４－００３８０３号公報

特許文献１に開示された電池交換システムでは、電動車両が搭載可能な電池の種類を考慮して電池が選定されている。一方で、電池交換ステーション（電池交換装置）に格納されている予備の電池は限られており、その限られた予備電池の仕様や特性も様々である。

ここで、ユーザが電池に求める要望は、電動車両の走行可能距離、電池の出力、容量などに応じて、多岐にわたる。したがって、電池の搭載可否だけを考慮して交換電池を選定すれば、ユーザが電動車両に求める能力を実現できない電池が選定されてしまう可能性がある。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することが可能な電池交換システム、車両、および、電池選択方法を提供することである。

本開示の第１の電池交換システムは、第１電池が搭載される電動車両と、少なくとも１つの交換用電池を有し、第１電池を第２電池に交換する電池交換を行う電池交換装置と、を備える。電動車両は、電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを外部に送信する。電池交換装置は、外部から受信した電池搭載情報および電気要求情報と、少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報と、を用いて、少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの第２電池の候補を選択する。

上記の構成によれば、電池交換装置は、電池搭載情報と電気要求情報と電池情報とを用いて、上記少なくとも１つの交換用電池から第２電池を選択する。これにより、電池搭載情報と電気要求情報とに基づいて、車両に適した第２電池を選択することができる。その結果、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することができる。

上記第１の電池交換システムにおいて、前記電気要求情報は、第２電池に要求する、電圧、出力電力、入力電力、および、残容量の情報のうち少なくとも１つの情報を含み、制御部は、出力電力の情報、入力電力の情報、および残容量の情報よりも電池搭載情報、および電圧の情報の優先度を高くし、制御部は、電池搭載情報、電圧の情報、の順に優先度を高くして、少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの第２電池の候補を選択してもよい。

上記第１の電池交換システムにおいて、制御部は、出力電力の情報および入力電力の情報の優先度を一致させてもよい。

電池搭載情報は、車両への第２電池の搭載可否に関わる。第２電池に要求する電圧の情報は、車両の駆動可否に関わる。第２電池に要求する出力電力の情報は、車両の駆動力に関わる。第２電池に要求する入力電力の情報は、車両に搭載された電池の充電時間に関わる。第２電池に要求する残容量の情報は、車両の航続可能距離に関わる。したがって、このように構成すれば、第２電池に要求される度合いが高い順に優先度を高くすることができる。

上記第１の電池交換システムにおいて、電池交換装置は、選択された第２電池の候補に関する情報と、第２電池の候補の交換費用に関する情報と、を外部に送信してもよい。

このように構成すれば、電動車両は、第２電池の情報と、それを交換するための費用に関する情報を外部から容易に取得することができる。

本開示の第２の電池交換装置は、少なくとも１つの交換用電池を有し、電動車両に搭載された第１電池を第２電池に交換する電池交換装置である。電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを外部から受信する通信部と、受信した電池搭載情報および電気要求情報と、電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報とを用いて、少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの第２電池の候補を選択する、制御部と、を備る。

上記の構成によれば、制御部は、電池搭載情報と電気要求情報と電池情報とを用いて、上記少なくとも１つの交換用電池から第２電池を選択する。これにより、電池搭載情報と電気要求情報とに基づいて、車両に適した第２電池を選択することができる。その結果、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することができる。

上記第２の電池交換装置においては、電気要求情報は、第２電池に要求する、電圧、出力電力、入力電力、および、残容量の情報のうち少なくとも１つの情報を含み、制御部は、出力電力の情報、入力電力の情報、および残容量の情報よりも電池搭載情報、および電圧の情報の優先度を高くし、制御部は、電池搭載情報、電圧の情報、の順に優先度を高くして、少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの第２電池の候補を選択してもよい。

上記第２の電池交換装置においては、制御部は、出力電力の情報および入力電力の情報の優先度を一致させてもよい。

このように構成すれば、第２電池に要求される度合いが高い順に優先度を高くして第２電池を選択することが可能な電池交換装置を提供することができる。

上記第２の電池交換装置においては、通信部は、選択された第２電池の候補に関する情報と、第２電池の候補の交換費用に関する情報と、を外部に送信してもよい。

このように構成すれば、電動車両は、第２電池情報に交換費用情報を付加した情報を外部から容易に取得することができる。

本開示の第３の電池交換方法は、電動車両に搭載された第１電池を第２電池に交換する電池交換装置において、電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池の中から第２電池を選択する電池選択方法である。電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを、電池交換装置が外部から受信する工程と、受信した電池搭載情報および電気要求情報と、電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報とを用いて、電池交換装置が少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの第２電池の候補を選択する工程と、を含む。

上記の構成によれば、電池搭載情報と電気要求情報と電池情報とを用いて、上記少なくとも１つの交換用電池から第２電池が選択される。これにより、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することが可能な電池選択方法を提供することができる。その結果、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することができる。

本開示によれば、車両に適していない電池が電池交換に用いられるのを抑制することができる。

一実施形態による電池交換システムの構成を示す図である。一実施形態による電池交換システムの制御を示すシーケンス図である。一実施形態による電池交換システムの制御を示すシーケンス図である。図３のステップＳ７０の詳細な処理を示すフロー図である。一実施形態の変形例による図４のステップＳ７３の詳細な処理を示すフロー図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜電池交換システムの構成＞
図１は、本実施形態に従う電池交換装置を含む電池交換システムを示す図である。なお、図中に記載されているＺ方向は、後述する電池載置台３１の移動方向を示す。

図１を参照して、この電池交換システム１は、電池交換装置１００と、電動車両２００とを備える。電動車両２００は、電池２０１と、通信機２０２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０３とを備える。電動車両２００は、たとえば、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）、または、ＦＣＥＶ（Fuel Cell Electric Vehicle）である。なお、電池２０１は、本開示の「第１電池」の一例である。

電池２０１は、電動車両２００の駆動に用いる電力を蓄えている。通信機２０２は、車両外部の通信装置と通信可能に構成されている。通信機２０２は、たとえばＤＣＭ（Data Communication Module）を含む。ＥＣＵ２０３は、電動車両２００における各種システムを制御する。

電池交換装置１００は、電池交換が行われる電池交換装置本体１００ａと、少なくとも１つの電池１０１が格納されている格納庫１００ｂとを備える。電池交換装置本体１００ａは、電動車両２００に搭載されている電池２０１を電池１０１に交換する電池交換を行う装置である。格納庫１００ｂは、電池交換装置本体１００ａに併設されている。電池交換装置１００（電池交換装置本体１００ａ）には、電動車両２００が出入りするための出入口１０２が設けられている。なお、電池１０１は、本開示の「少なくとも１つの交換用電池」および「第２電池」の一例である。

格納庫１００ｂに格納されている電池１０１は、床下領域Ｕに設けられている仮置場４０に移動された後、電動車両２００まで搬送される。床下領域Ｕには、駆動装置３０が設けられている。

電池交換装置１００（電池交換装置本体１００ａ）は、制御装置１０と、駆動装置３０と、を備える。駆動装置３０は、電池載置台３１と、昇降部３２と、搬送部３３とを含む。

制御装置１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、通信部１３とを含む。メモリ１２には、プロセッサ１１に実行されるプログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、および各種パラメータ）が記憶されている。メモリ１２には、各電池１０１の電池形状、電池配置方向、電圧、出力電力、および、容量（残容量）に関する情報である電池情報がさらに記録されている。なお、各電池１０１の電池配置方向に関する情報には、電池において電動車両２００と接続されるコネクタの位置情報を含む。プロセッサ１１は、駆動装置３０を制御する。

通信部１３は、各種通信Ｉ／Ｆを含む。プロセッサ１１は、通信部１３を制御する。通信部１３は、電動車両２００の通信機２０２等と通信する。通信部１３と電動車両２００（通信機２０２）との間は、双方向に通信が可能である。なお、通信部１３は、電動車両２００のユーザが所有する携帯端末３００とも通信可能である。なお、本実施形態は、電動車両２００の通信機２０２と、電池交換装置１００の通信部１３との間において、各種情報のやり取りが行われる例を示す。なお、プロセッサ１１および通信部１３は、それぞれ本開示の「制御部」および「通信部」の一例である。

電池交換装置１００には、車両停止領域１０３が設けられている。電動車両２００が車両停止領域１０３に停車している状態で、電動車両２００の図示しないナビゲーションシステムにおいて電池交換作業の開始を指示する操作がユーザにより行われた場合、通信部１３は、電池交換作業を開始する指示信号を電動車両２００から受信する。プロセッサ１１は、通信部１３が上記指示信号を受信したことに基づいて、駆動装置３０による電池交換作業の制御を開始する。

昇降部３２は、電動車両２００を下方から保持した状態で昇降することにより、電動車両２００を昇降させる。昇降部３２は、一対の昇降バー３２ａを含む。電動車両２００は、一対の昇降バー３２ａによって下方から支持される。電池交換（電池の着脱）は、電動車両２００が一対の昇降バー３２ａにより水平に保持された状態で行われる。

電池載置台３１は、Ｚ方向に昇降可能に構成されている。電池載置台３１が電動車両２００の底部の高さ位置まで上昇することにより、電動車両２００から取り外された電池２０１が電池載置台３１に載置される。また、電池１０１が載置された電池載置台３１が電動車両２００の底部の高さ位置まで上昇することにより、電池１０１が電動車両２００に取り付けられる。

搬送部３３は、電池１０１，２０１を搬送可能に構成されている。具体的には、搬送部３３は、電動車両２００から取り外されて電池載置台３１に載置された電池２０１を仮置場４０に搬送する。また、搬送部３３は、格納庫１００ｂから仮置場４０に搬送された電池１０１を、電池載置台３１まで搬送する。

従来のシステムでは、電動車両に搭載されている電池の種類の情報などが電動車両から電池交換装置に送信される。したがって、電池交換装置は、電池の種類などに基づいて、交換に用いる電池を選択していると考えられる。しかしながら、電動車両に適していない電池が電池交換用に選択されるのを抑制する点において、さらに改善の余地がある。

そこで、本実施形態では、電池交換装置１００のプロセッサ１１は、後述の、電池搭載情報、電気要求情報、および、電池交換装置１００が有する電池１０１に関する電池情報を用いて、電動車両２００に適合する電池１０１を選択する。詳細は、以下に述べる。

＜電池交換方法（電池選択方法）＞
次に、図２、及び図３のシーケンス図を参照して、電池交換システム１による電池交換方法（電池交換装置１００による電池選択方法）について説明する。なお、図２，３に示すシーケンスにおいて、電動車両２００の制御はＥＣＵ２０３により実行され、電池交換装置１００の制御はプロセッサ１１により実行される。

ステップＳ１０では、電動車両２００は、通信機２０２を通じて、電池交換を開始するトリガ信号を電池交換装置１００に送信する。

ステップＳ２０では、電池交換装置１００は、ステップＳ１０のトリガ信号を受信したか否かを判定する。トリガ信号を受信している場合（ステップＳ１０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ３０に進む。トリガ信号を受信していない場合（ステップＳ１０においてＮｏ）、ステップＳ２０の処理が繰り返される。

ステップＳ３０では、電池交換装置１００は、通信部１３を通じて、電動車両２００からのトリガ信号に対する返答（トリガ信号を受け付けたことを示す信号）を電動車両２００に送信する。

ステップＳ４０では、電動車両２００は、ステップＳ３０の返答を受信したか否かを判定する。ステップＳ３０の返答を受信している場合（ステップＳ４０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ５０に進む。ステップＳ３０の返答を受信していない場合（ステップＳ４０においてＮｏ）、ステップＳ４０の処理が繰り返される。

ステップＳ５０では、電動車両２００は、通信機２０２を通じて、電池交換装置１００において交換される電池に対する電動車両２００からの要求である車両要求を電池交換装置１００に送信する。具体的には、車両要求は、電池搭載情報および電気要求情報を含む。

電池搭載情報は、電動車両２００における電池搭載位置および電池配置方向に関する情報を含む。電池搭載位置に関する情報は、電動車両２００において電池が配置される領域の情報（大きさおよび形状の情報を含む）、および、車体に対する上記領域の相対的な位置の情報等を含む。電池配置方向に関する情報は、電動車両２００において電池と接続されるコネクタの位置情報を含む。

電気要求情報は、電動車両２００が要求する電圧（上限値、下限値、および、定格値）の情報を含む。上記の各種電圧値は、電動車両２００の仕様に基づいて要求される値である。

電気要求情報は、電池１０１に要求する出力電力の情報（定格出力）をさらに含む。出力電力の情報は、さらに最大出力を含んでもよい。上記の出力電力は、電動車両２００の仕様に基づいて予め定められた値であってもよいし、走行履歴や走行予定（目的地および走行予定経路）等に基づいて変動する値であってもよい。

電気要求情報は、電池１０１に要求する残容量（ＳＯＣ（State Of Charge））の情報（残容量の下限値など）をさらに含む。上記の残容量は、予め定められた値であってもよいし、電動車両２００の走行履歴や走行予定（目的地および走行予定経路）等に基づいて変動する値であってもよい。

ステップＳ６０では、電池交換装置１００は、ステップＳ５０の車両要求を受信したか否かを判定する。車両要求を受信している場合（ステップＳ６０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ７０に進む。車両要求を受信していない場合（ステップＳ６０においてＮｏ）、ステップＳ６０の処理が繰り返される。

ステップＳ７０では、電池交換装置１００は、電動車両２００に適合する電池１０１の候補を選択する。具体的には、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した車両要求に含まれる電池搭載位置の情報、電池配置方向の情報、電圧の情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる、上記車両要求の各情報に対応する情報と照合して、電池交換装置１００が有する電池１０１の中から電動車両２００に適合する少なくとも１つの電池の候補を選択する。ステップＳ７０の処理の詳細は、図４を参照して後述する。

ステップＳ８０では、電池交換装置１００は、通信部１３を通じて、ステップＳ７０における選択結果を電動車両２００に送信する。電池交換装置１００から送信される選択結果の情報には、電動車両２００に適合する電池１０１の候補リストと、候補とされた各電池１０１の電池情報が含まれる。

ステップＳ９０では、電動車両２００は、ステップＳ８０の選択結果を受信したか否かを判定する。選択結果を受信している場合（ステップＳ９０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１００に進む。選択結果を受信していない場合（ステップＳ９０においてＮｏ）、ステップＳ９０の処理が繰り返される。

ステップＳ１００では、電動車両２００は、ステップＳ９０で受信した選択結果の中から電動車両２００に搭載する電池を決定する。具体的には、電動車両２００は、受信した選択結果（電動車両２００に適合する少なくとも１つの電池の候補）を電動車両２００に搭載される図示しないＨＭＩ（Human Machine Interface）に表示し、表示された少なくとも１つの電池の候補の中からユーザが選択することによって、電動車両２００に搭載する電池を決定する。なお、ステップＳ９０で受信した選択結果に含まれる電池１０１の情報が一つの電池１０１についてしかない場合は、電動車両２００は、その一つの電池１０１を車両に搭載する電池として決定してもよい。

ステップＳ１１０では、電動車両２００は、通信機２０２を通じて、ステップＳ１００において決定した電動車両２００に搭載する電池の情報を電池交換装置１００に送信する。

ステップＳ１２０では、電池交換装置１００は、ステップＳ１１０の選択結果を受信したか否かを判定する。選択結果を受信している場合（ステップＳ１２０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ７０に進む。選択結果を受信していない場合（ステップＳ１２０においてＮｏ）、ステップＳ１２０の処理が繰り返される。

ステップＳ１３０では、電池交換装置１００は、通信部１３を通じて、ステップＳ１１０の選択結果に対して返答（選択結果を受け付けたことを示す信号）を電動車両２００に送信する。

図３を参照して、ステップＳ１４０では、電動車両２００は、ステップＳ１３０（図２）の選択結果を受信したか否かを判定する。選択結果を受信している場合（ステップＳ１４０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１５０に進む。選択結果を受信していない場合（ステップＳ１４０においてＮｏ）、ステップＳ１４０の処理が繰り返される。

ステップＳ１５０では、電動車両２００は、通信機２０２を通じて、電動車両２００の個車情報（以下、「車両情報」とする）を電池交換装置１００に送信する。車両情報は、電動車両２００に固有の情報（ＶＩＮ（Vehicle Identification Number）、または、車両ナンバー等の個人情報）を含む。

ステップＳ１６０では、電池交換装置１００は、ステップＳ１５０の車両情報を受信したか否かを判定する。車両情報を受信している場合（ステップＳ１６０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１７０に進む。車両情報を受信していない場合（ステップＳ１６０においてＮｏ）、ステップＳ１６０の処理が繰り返される。

ステップＳ１７０では、電池交換装置１００は、通信部１３を通じて、ステップＳ１５０の車両情報に対して返答（車両情報を受け付けたことを示す信号）を電動車両２００に送信する。

ステップＳ１８０では、電動車両２００は、ステップＳ１７０の返答を受信したか否かを判定する。返答を受信している場合（ステップＳ１８０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１９０に進む。返答を受信していない場合（ステップＳ１８０においてＮｏ）、ステップＳ１８０の処理が繰り返される。

ステップＳ１９０では、電動車両２００は、通信機２０２を通じて、電池交換作業開始指示を電池交換装置１００に送信する。

ステップＳ２００では、電池交換装置１００は、ステップＳ２００の作業指示を受信したか否かを判定する。作業指示を受信している場合（ステップＳ２００においてＹｅｓ）、処理はステップＳ２１０に進む。作業指示を受信していない場合（ステップＳ２００においてＮｏ）、ステップＳ２００の処理が繰り返される。

ステップＳ２１０では、電池交換装置１００は、電動車両２００の電池２０１をステップＳ１００で車両に搭載する電池として選択された電池１０１に交換する作業を実施する。

ステップＳ２２０では、電池交換装置１００は、電池交換作業が終了したか否かを判定する。作業を終了を受信している場合（ステップＳ２２０においてＹｅｓ）、処理はステップＳ２３０に進む。作業を終了を受信していない場合（ステップＳ２２０においてＮｏ）、ステップＳ２２０の処理が繰り返される。

ステップＳ２３０では、電池交換装置１００は、通信部１３を通じて、電池交換作業を終了したことを電動車両２００に通知する。

ステップＳ２４０では、電動車両２００は、ステップＳ２３０の返答を受信したか否かを判定する。返答を受信している場合（ステップＳ２４０においてＹｅｓ）、処理は終了する。返答を受信していない場合（ステップＳ２４０においてＮｏ）、ステップＳ２４０の処理が繰り返される。

図４は、図２におけるステップＳ７０の詳細な処理フローを示す図である。ステップＳ７０は、ステップＳ７１Ａ～Ｓ７３の処理を含む。電池交換装置１００は、電池交換装置１００が有する電池１０１から、電動車両２００に適合する電池１０１を選択する。なお、ステップＳ７１Ａ～Ｓ７３の処理は、電池交換装置１００が有する全ての電池１０１に対して行われる。以下に、具体的に説明する。

ステップＳ７１Ａでは、電池交換装置１００は、各電池１０１が、電動車両２００から受信した電池搭載情報（電池搭載位置および電池配置方向）と適合するか否か（電動車両２００と適合するか否か）を判定する。

より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電池搭載位置及び電池配置方向に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる電池搭載位置及び電池配置方向に関する情報とそれぞれ照合する。そして、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電池搭載位置及び電池配置方向の双方と一致する電池１０１を、電動車両２００から受信した電池搭載情報（電池搭載位置および電池配置方向）と適合する電池と判定する。

電池搭載情報と適合する電池１０１については（ステップＳ７１ＡにおいてＹｅｓ）、処理はステップＳ７１Ｂに進む。電池搭載情報と適合しない電池１０１については（ステップＳ７１ＢにおいてＮｏ）、処理はステップＳ７２に進む。

ステップＳ７１Ｂでは、電池交換装置１００は、各電池１０１が電動車両２００から受信した電気要求情報（電圧の上下限値）と適合するか否か（電動車両２００と適合するか否か）を判定する。

より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報に含まれる、電動車両２００が要求する電圧の上下限値に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる電池１０１の電圧に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報（電圧の上下限値）により規定される電圧範囲に属する電池１０１を、電動車両２００から受信した電気要求情報に適合する電池と判定する。

電気要求情報と適合する電池１０１については（ステップＳ７１ＢにおいてＹｅｓ）、処理はステップＳ７３に進む。電気要求情報と適合しない電池１０１については（ステップＳ７１ＢにおいてＮｏ）、処理はステップＳ７２に進む。

ステップＳ７２では、電池交換装置１００は、ステップＳ７１ＡまたはステップＳ７１Ｂの条件を満たさない電池１０１を、電動車両２００からの車両要求（電池搭載情報および電気要求情報）に非適合な電池であると認定する。

ステップＳ７３では、電池交換装置１００は、ステップＳ７１ＡおよびステップＳ７１Ｂの各々の条件を両方満たす電池１０１を、電動車両２００からの車両要求に適合する電池であると認定する。

なお、電池交換装置１００は、ステップＳ７０で、全ての電池１０１が車両要求に非適合な電池であると認定された場合、図２において示すステップＳ８０において、電動車両２００に適合する電池１０１が無いとの選択結果を電動車両２００に通知してもよい。

以上のように、本実施形態では、電池交換装置１００は、電動車両２００における電池搭載位置および電池配置方向に関する電池搭載情報と、電池１０１に要求する電気的な特性に関する電気要求情報と、電池交換装置１００が所有する電池１０１に関する電池情報とを用いて、車両要求に適合する電池１０１を選択する。これにより、電池搭載位置および電池配置方向が電動車両２００に適合しない電池１０１が選択されるのを抑制することができるとともに、電気的特性が電動車両２００に適合しない電池１０１が選択されるのを抑制することができる。その結果、電池の種類のみに基づいて電池１０１の選択が行われる場合に比べて、より電動車両２００（およびユーザの用途）に適した電池１０１を選択することができる。

上記実施例では、図２に示すステップＳ８０において、電池交換装置１００が送信する情報には、電動車両２００に適合する電池１０１の候補のリストと、候補とされた電池１０１の電池情報が含まれる例を示したが、本開示はこれに限られない。電池交換装置１００がステップＳ８０において送信する情報には、電動車両２００に適合する電池１０１の交換に必要とされる費用に関する情報も含まれてもよい。このように構成すれば、電動車両２００は、電池２０１を交換するための費用に関する情報を外部から容易に取得することができ、車両に適さない電池１０１が電池交換に用いられるのを抑制することができる。

上記の実施形態では、電池交換装置１００が有する電池１０１が電動車両２００からの車両要求（電池搭載位置、電池配置方向、及び、電圧の上下限値）に適合するか否かを判定することで、電池交換装置１００は、電池交換装置１００が有する電池１０１の中から電動車両２００に適合する少なくとも１つの電池の候補を選択する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、電池交換装置１００（プロセッサ１１）は、電動車両２００からの車両要求の内、電気要求情報が有する電圧の情報、出力電力の情報、容量（残容量）の情報を用いて、電池交換装置１００が有する電池１０１の中から電動車両２００に適合する電池１０１の認定をしてもよい。さらには、電気要求情報が有する各情報に優先度を設けてもよい。詳細を図５で説明する。

図５は、図４に示すステップＳ７３において実行される処理の一例を示す図である。ステップＳ７３は、ステップＳ７３Ａ～ステップＳ７７の処理を含む。電池交換装置１００は、電気要求情報が有する各情報に優先度を設けて、電池交換装置１００が有する電池１０１の中から電動車両２００に適合する電池１０１を認定する。以下に、具体的に説明する。

ステップＳ７３Ａでは、電池交換装置１００は、各電池１０１が電動車両２００から受信した電気要求情報（定格電圧）と適合するか否かを判定する。

より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報に含まれる、電動車両２００の電圧（定格電圧）に関する情報を、各電池１０１の電池１０１情報に含まれる各電池１０１の電圧に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電池１０１の電圧が電動車両２００の要求する電圧（定格電圧）と一致する場合、当該電池１０１を電気要求情報（定格電圧）に適合する電池と判定する。

電気要求情報と適合する電池１０１については（ステップＳ７３ＡにおいてＹｅｓ）、処理はステップＳ７３Ｂに進む。電気要求情報と適合しない電池１０１については（ステップＳ７３ＡにおいてＮｏ）、処理はステップＳ７４に進む。

ステップＳ７３Ｂでは、電池交換装置１００は、各電池１０１が電動車両２００から受信した電気要求情報（出力電力）と適合するか否かを判定する。

より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報に含まれる電池１０１に要求する出力電力（定格出力）に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる電池１０１の出力電力に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電池１０１に要求する出力電圧（定格出力）以上の出力電力を有する電池１０１を、電気要求情報（定格出力）に適合する電池と判定する。

電気要求情報と適合する電池１０１については（ステップＳ７３ＢにおいてＹｅｓ）、処理はステップＳ７５に進む。電気要求情報と適合しない電池１０１については（ステップＳ７３ＢにおいてＮｏ）、処理はステップＳ７５に進む。

ステップＳ７３Ｃでは、電池交換装置１００は、各電池１０１が電気要求情報（残容量）の要求を満たすか否かを判定する。

より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報に含まれる電池１０１に要求する残容量の下限値に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる電池１０１の残容量に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電池１０１に要求する残容量の下限を超える残容量を有する電池１０１を、電気要求情報（残容量）に適合する電池と判定する。

電気要求情報と適合する電池１０１については（ステップＳ７３ＣにおいてＮｏ）、処理はステップＳ７６に進む。電気要求情報と適合しない電池１０１については（ステップＳ７３ＣにおいてＹｅｓ）、処理はステップＳ７７に進む。

ステップＳ７７では、電池交換装置１００は、ステップＳ７３ＡとステップＳ７３ＢとステップＳ７３Ｃの条件を満たす電池１０１を、優先順位が１位の電動車両２００に適合する電池であると認定する。

ステップＳ７６では、電池交換装置１００は、ステップＳ７３ＡとステップＳ７３Ｂの条件を満たし、ステップＳ７３Ｃの条件を満たさない電池１０１を、優先順位が２位の電動車両２００に適合する電池であると認定する。

ステップＳ７５では、電池交換装置１００は、ステップＳ７３Ａの条件を満たし、ステップＳ７３Ｂの条件を満たさない電池１０１を、優先順位が３位の電動車両２００に適合する電池であると認定する。

ステップＳ７４では、電池交換装置１００は、ステップＳ７３Ａの条件を満たさない電池１０１を、優先順位が４位の電動車両２００に適合する電池であると認定する。

なお、図２に示すステップＳ８０では、電池交換装置１００は、優先順位が１位の電池１０１の情報のみを電動車両２００に送信してもよい。また、電池交換装置１００は、優先順位１位の電池１０１のうちの１つ（たとえば、残容量が最も多い電池１０１、または、ＳＯＨ（State Of Health）が最も高い電池１０１）の情報のみを、電動車両２００に送信してもよい。なお、優先順位が１位の電池１０１が存在しない場合、次に優先順位が高い（たとえば優先順位が２位の）電池１０１の情報が電動車両２００に送信される。また、電池交換装置１００は、電動車両２００に適合すると判定された電池１０１全ての情報を優先順位の情報と共に電動車両２００に送信してもよい。

上記実施形態では、電池１０１の出力電力の優先度が、電池１０１の残容量の優先度よりも高い例を示したが、本開示はこれに限られない。電池１０１の残容量の優先度が、電池１０１の出力電力の優先度よりも高くてもよい。なお、いずれの優先度が高いかは、電動車両２００において予め設定されていてもよいし、ユーザが任意に設定可能であってもよい。また、いずれの優先度が高いかは、電動車両２００の走行情報（走行履歴および走行予定）に基づいてＥＣＵ２０３により自動的に決定されてもよい。

上記実施形態では、車両要求に適合する電池１０１であるかの判定をする際に、電池搭載情報、電圧範囲の順に適合可否を判定する例を示したが、本開示はこれに限られない。上記判定項目の順は上記の例以外であってもよい。たとえば、電圧範囲について判定されたあと、電池搭載情報について判定されてもよい。

上記では、電池交換装置１００が、車両要求の情報に優先度を設けて電動車両２００に適合する電池１０１を選択する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、車両要求の全てを満たす電池１０１のみを電動車両２００に適合する電池１０１と判定してもよい。車両要求の全てを満たすとは、具体的に、図３に示すステップＳ７１Ａ、及びステップＳ７１Ｂ、並びに図４に示すステップＳ７３Ａ，Ｓ７３Ｂ，ステップＳ７３Ｃの全ての条件を満たすことを指す。

上記実施形態では、電動車両２００と電池交換装置１００とが直接通信している例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、電動車両２００と電池交換装置１００とは、外部のサーバを介して間接的に通信していてもよい。

上記実施形態では、電池交換装置１００に電池１０１が格納されている例を示したが、本開示はこれに限られない。電池交換に用いる電池１０１は、電池交換装置１００の外部に格納されていてもよい。

上記実施形態では、電池搭載位置および電池配置方向に基づいて電池１０１が選択される例を示したが、本開示はこれに限られない。電池搭載位置および電池配置方向のいずれか一方に基づいて電池１０１が選択されてもよい。言い換えると、電池搭載位置および電池配置方向の一方は、電池１０１の選択に考慮されなくてもよい。

上記実施形態では、電気要求情報には、電池１０１に要求する出力電力の情報を含むが、本開示はこれに限られない。電気要求情報は、電池１０１に要求する入力電力（定格入力）の情報をさらに含んでもよい。入力電力の情報は、さらに最大入力に関する情報を含んでいてもよい。入力電力は、電動車両２００の仕様に基づいて予め定められた値であってもよいし、走行履歴や走行予定（目的地および走行予定経路）等に基づいて変動する値であってもよい。

電池交換装置１０１は、図５に示すフローチャートにおいて、各電池１０１が入力電力（定格入力）の情報の要求を満たすか否か判定してもよい。より詳しくは、電池交換装置１００は、電動車両２００から受信した電気要求情報に含まれる電池１０１に要求する入力電力（定格入力）に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる電池１０１の入力電力に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電池１０１に要求する入力電圧（定格出力）以上の入力電圧を有する電池１０１を、電気要求情報（定格入力）に適合する電池と判定する。

なお、図５に示す適合電池認定フローにおける入力電力の情報は、出力電圧の情報および残容量の情報の両方、または出力電圧の情報および残容量の情報の一方よりも優先度が高く設定されてもよいし、出力電圧の情報および残容量の情報の両方よりも優先度が低く設定されてもよい。なお、いずれの優先度が高いかは、電動車両２００において予め設定されていてもよいし、ユーザが任意に設定可能であってもよい。また、いずれの優先度が高いかは、電動車両２００の走行情報（走行履歴および走行予定）に基づいてＥＣＵ２０３により自動的に決定されてもよい。

上記実施形態では、図４に示すステップＳ７３において適合電池と認定された電池１０１は、さらに図５に示すフローチャートによって優先順位が付けられているが、本開示はこれに限られない。例えば、電池交換装置１００は、図４に示すステップＳ７３において適合電池と認定された各電池１０１に対して、電気要求情報に適合するか否かの判定を行う場合、適合の有無に応じて電池１０１にスコアが付与され、その合計スコアに応じて電池１０１の優先順位が決められても良い。電気要求情報に適合するか否かの判定は電気要求情報が含む各情報、即ち、電圧、出力電力、入力電力、および、残容量の情報について行われる。

スコアリングの詳細に説明する。電池交換装置１００は、電気要求情報に含まれる電動車両２００の電圧（定格電圧）に関する情報を、各電池１０１の電池情報に含まれる各電池１０１の電圧に関する情報と照合する。そして、電池交換装置１００は、電池１０１の電圧が電動車両２００の要求する定格電圧と一致する場合、電気要求情報に適合する電池１０１であるとして、当該電池１０１にスコアを付与する。同様に、出力電力、入力電力、および残容量の情報に係る電気要求情報についても適合の有無が判定され、適合する場合にスコアが加算される。電池交換装置１００は、全ての情報について判定が完了した後、各電池１０１の合計スコアを比較し、スコアに応じた電池１０１の優先順位を設定する。

なお、スコアの設定値に格差を設けることによって各情報間で優先度を設定することができる。例えば、出力電量よりも電圧の情報の優先度が高いと設定されている場合、電圧の情報に係る電気要求情報に適合すると判断された時に付与されるスコアは、出力電力の情報に係る電気要求情報に適合すると判断された時に付与されるスコアよりも大きい。

また、スコアの設定値を同一とすることによって各情報間の優先度を等価に設定することができる。例えば、出力電力と入力電力の情報の優先度が等価である場合、出力電力の情報に係る電気要求情報に適合すると判断された時に付与されるスコアと、入力電力の情報に係る電気要求情報に適合すると判断された時に付与されるスコアは等しい。

今回開示された実施の形態は、全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。本開示により示される技術的範囲は、上記した実施の形態の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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１電池交換システム、１０制御装置、１１プロセッサ、１２メモリ、１３通信部、３０駆動装置、３１置台、３２昇降部、３２ａ昇降バー、３３搬送部、４０仮置場、１００電池交換装置、１００ａ電池交換装置本体、１００ｂ格納庫、１０１，２０１電池、１０２出入口、１０３車両停止領域、２００電動車両、２０２通信機、３００携帯端末、Ｕ床下領域。

Claims

第１電池が搭載される電動車両と、
少なくとも１つの交換用電池を有し、前記第１電池を第２電池に交換する電池交換を行う電池交換装置と、を備え、
前記電動車両は、前記電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、前記第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを外部に送信し、
前記電池交換装置は、外部から受信した前記電池搭載情報および前記電気要求情報と、前記少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報と、を用いて、前記少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの前記第２電池の候補を選択する、電池交換システム。
前記電気要求情報は、前記第２電池に要求する、電圧、出力電力、入力電力、および、残容量の情報のうち少なくとも１つの情報を含み、
前記制御部は、前記出力電力の情報、前記入力電力の情報、および前記残容量の情報よりも前記電池搭載情報、および前記電圧の情報の優先度を高くし、
前記制御部は、前記電池搭載情報、前記電圧の情報、の順に優先度を高くして、
前記少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの前記第２電池の候補を選択する、請求項１に記載の電池交換システム。
前記制御部は、前記出力電力の情報および前記入力電力の情報の優先度を一致させる、請求項２に記載の電池交換システム。
前記電池交換装置は、選択された前記第２電池の候補に関する情報と、前記第２電池の候補の交換費用に関する情報と、を外部に送信する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電池交換システム。
少なくとも１つの交換用電池を有し、電動車両に搭載された第１電池を第２電池に交換する電池交換装置であって、
前記電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、前記第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを外部から受信する通信部と、
受信した前記電池搭載情報および前記電気要求情報と、前記電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報とを用いて、前記少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの前記第２電池の候補を選択する制御部と、を備える、電池交換装置。
前記電気要求情報は、前記第２電池に要求する、電圧、出力電力、入力電力、および、残容量の情報のうち少なくとも１つの情報を含み、
前記制御部は、前記出力電力の情報、前記入力電力の情報、および前記残容量の情報よりも前記電池搭載情報、および前記電圧の情報の優先度を高くし、
前記制御部は、前記電池搭載情報、前記電圧の情報、の順に優先度を高くして、
前記少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの前記第２電池の候補を選択する、請求項５に記載の電池交換装置。
前記制御部は、前記出力電力の情報および前記入力電力の情報の優先度を一致させる、請求項６に記載の電池交換装置。
前記通信部は、選択された前記第２電池の候補に関する情報と、前記第２電池の候補の交換費用に関する情報と、を外部に送信する、請求項５から請求項７のいずれかに記載の電池交換装置。
電動車両に搭載された第１電池を第２電池に交換する電池交換装置において、前記電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池の中から前記第２電池の候補を選択する電池選択方法であって、
前記電動車両における電池搭載位置および電池配置方向の少なくとも一方に関する電池搭載情報と、前記第２電池に要求する電気的な特性に関する電気要求情報とを、前記電池交換装置が外部から受信する工程と、
受信した前記電池搭載情報および前記電気要求情報と、前記電池交換装置が有する少なくとも１つの交換用電池に関する電池情報とを用いて、前記電池交換装置が前記少なくとも１つの交換用電池から少なくとも１つの前記第２電池の候補を選択する工程と、を含む、電池選択方法。