JP7098672B2

JP7098672B2 - シミュレーション装置

Info

Publication number: JP7098672B2
Application number: JP2020041038A
Authority: JP
Inventors: 義一西田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2022-07-11
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: US11934747B2; US20210286920A1; CN113378288A; CN113378288B; JP2021143866A

Description

本発明は、シミュレーション装置に関する。

従来より、車両の様々な状況やパラメータについてシミュレーションを行う技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載のシミュレーションシステムは、車両挙動に影響を与える車両挙動影響因子毎に複数のモデルの中から選択された１つのモデルに基づいて、車両走行のシミュレーションを実行し、シュレーションの結果に応じて、所定の車両性能に対する評価を行うことを開示している。

特開２０１５－２８７２５号公報

近年、走行用のバッテリを搭載した電気自動車やハイブリッド車両の普及が進んでいる。電気自動車等に搭載される車載用のバッテリの重量は、車両の重量の大半を占めるため、車両性能に影響を与える。また、バッテリを搭載する車両に普及に伴い、様々なメーカーによって製造された性能や重量が異なる様々なバッテリが流通することが考えられる。そこで、本発明は、搭載されるバッテリに応じて車両の性能をシミュレーションすることができるシミュレーション装置を提供することを目的とする。

本発明に係るシミュレーション装置（例えば、後述のシミュレーション装置１００）は、車両に搭載可能なバッテリの性能情報を取得するバッテリ性能取得部（例えば、後述のバッテリ性能取得部１１１）と、前記車両の車両情報を取得する車両情報取得部（例えば、後述の車両情報取得部１１２）と、前記バッテリの前記性能情報及び前記車両情報に基づいて、前記車両の車両性能及び前記バッテリのバッテリ特性をシミュレーションするシミュレーション部（例えば、後述のシミュレーション部１１３）と、を備える。

また、前記バッテリ性能取得部は、複数の異なる性能を有する前記バッテリの前記性能情報を取得する。

また、前記車両情報は、前記車両の重量情報を含む。

また、前記バッテリの前記性能情報は、バッテリ出力特性、バッテリ容量特性及びバッテリ重量を含む。

また、前記車両の前記車両性能は、制動性、加速性及び走行レンジを含む。

本発明によれば、搭載されるバッテリに応じて車両の性能をシミュレーションすることができるシミュレーション装置を提供することができる。

本実施形態に係るシミュレーションシステムの構成の一例を示す図である。シミュレーション装置の構成の一例を示す図である。車両とバッテリとの流通例を示す図である。車両の重量と車両性能への影響との関係性を示す図である。バッテリ出力特性及びバッテリ容量特性を示す図である。図５に示すバッテリを組み合わせた場合のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーション結果の別の例を示す図である。シミュレーション装置の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明のシミュレーション装置の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るシミュレーションシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、シミュレーションシステム１は、シミュレーション装置１００と、情報処理装置２００と、を備える。

シミュレーション装置１００は、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をシミュレーションする。シミュレーション装置１００は、ネットワークＮＷを介して情報処理装置２００と通信可能に接続される。シミュレーション装置１００は、情報処理装置２００にアクセスし、情報処理装置２００の市場電池データベース２１０や、車両データベース２２０から情報を取得する。

情報処理装置２００は、ネットワークＮＷを介してシミュレーション装置１００と通信可能に接続される。情報処理装置２００は、市場に流通しているバッテリの性能情報、特性情報等を記憶する市場電池データベース２１０と、車両の性能情報、特性情報等を記憶する車両データベース２２０と、を有する。

なお、市場電池データベース２１０は、バッテリ容量、バッテリ重量、バッテリ電圧／電流特性、バッテリ内部インピーダンス特性、管理温度範囲、動作保証温度範囲、電池種類、電池材料、バッテリサイズ、容量維持率、出力維持率、販売価格、残寿命（推定値）、メーカー、型式、製造年月日等の各種情報を記憶してもよい。

図２は、シミュレーション装置１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、シミュレーション装置１００は、制御部１１と、記憶部１２と、通信部１３と、表示部１４と、操作部１５と、を備える。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のハードウェア（回路部；ｃｉｒｃｕｉｔｒｙを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の非一過性の記憶媒体を備える記憶装置、又はＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等により実現される。

通信部１３は、ネットワークＮＷを介してサーバ２０等の外部機器と通信するための通信インタフェースである。
表示部１４は、画像を表示する装置である。表示部１４は、例えば、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等である。

操作部１５は、表示部１４を操作するためのボタン等で構成される。また、表示部１４及び操作部１５は、これらの機能が一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、操作部１５は、表示部１４に表示されるＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）スイッチであってもよい。また、操作部１５は、機械式のボタンであってもよい。

次に、制御部１１の処理について説明する。図２に示すように、制御部１１は、バッテリ性能取得部１１１と、車両情報取得部１１２と、シミュレーション部１１３と、結果表示部１１４と、を備える。

バッテリ性能取得部１１１は、車両に搭載可能なバッテリの性能情報を取得する。具体的には、バッテリ性能取得部１１１は、市場電池データベース２１０から、複数の異なる性能を有するバッテリの性能情報を取得する。また、バッテリの性能情報は、バッテリ出力特性、バッテリ容量特性及びバッテリ重量を含む。

なお、市場電池データベース２１０は、情報処理装置２００ではなく、記憶部１２に記憶されてもよい。この場合、バッテリ性能取得部１１１は、バッテリの性能情報を、記憶部１２に記憶された市場電池データベースから取得してもよい。

車両情報取得部１１２は、車両の車両情報を取得する。具体的には、車両情報取得部１１２は、車両データベース２２０から、車両の重量情報を含む車両情報を取得する。

なお、車両データベース２２０は、情報処理装置２００ではなく、記憶部１２に記憶されてもよい。この場合、車両情報取得部１１２は、車両情報を、記憶部１２に記憶された車両データベースから取得してもよい。

シミュレーション部１１３は、バッテリの性能情報及び車両情報に基づいて、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をシミュレーションする。ここで、車両の車両性能は、制動性、加速性及び走行レンジを含む。また、バッテリ特性は、出力特性及び容量特性を含む。

後述するように制動性は、車両の重量、バッテリの重量及びバッテリの出力特性の影響を受ける。また、加速性は、車両の重量、バッテリの重量及びバッテリの出力特性の影響を受ける。また、走行レンジは、車両の重量及びバッテリの容量特性の影響を受ける。
なお、シミュレーション部１１３は、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性と共に、車両の平均燃費、バッテリの劣化状況、バッテリの残寿命等についてもシミュレーションを行ってもよい。

結果表示部１１４は、シミュレーション部１１３によって行われたシミュレーションの結果を表示部１４に表示する。これにより、情報処理装置２００は、シミュレーションされた車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をユーザに対して通知することができる。

図３は、車両とバッテリとの流通例を示す図である。図３に示すように、バッテリＢを有する車両Ａを購入したユーザＰは、車両Ａを売却して、バッテリを有さない車両Ｃに乗り換えた際に、一旦売却されたバッテリＢと新たなバッテリＤとを組み合わせたものを購入して、使用することができる。

また、中古車となった車両Ａを購入したユーザＱは、バッテリを有さない車両Ａに、売却されたバッテリＢと新たなバッテリＤとを組み合わせたものを購入して、使用することができる。本実施形態に係るシミュレーション装置１００は、このように車両とバッテリとを別々に購入するユーザに対して、異なる種類のバッテリを組み合わせた際の車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性のシミュレーションを提供することができる。

図４は、車両の重量と車両性能への影響との関係性を示す図である。図４に示すように、バッテリの性能情報は、バッテリ出力特性、バッテリ容量特性及びバッテリ重量を含む。車両本体の情報は、車両の重量を含む。また、車両性能は、制動性、加速性及び走行レンジを含む。

バッテリは、出力特性及び容量特性の２つの特性を有している。バッテリ出力特性は、車両の制動性及び加速性に影響を与える。バッテリ容量特性は、車両の走行レンジに影響を与える。

また、バッテリの重量は、車両の制動性、加速性及び走行レンジに影響を与える。車両重量は、車両の制動性、加速性及び走行レンジに影響を与える。このように異なる性能を有するバッテリを組み合わせた場合、車両性能に影響を与えることがわかる。

図５は、バッテリ出力特性及びバッテリ容量特性を示す図である。上述したようにバッテリ出力特性は、車両の制動性及び加速性に影響を与える。そして、図４のバッテリ出力特性に示すように、充電時及び放電時共に、出力電力が大きい高出力型のバッテリと、充電時及び放電時共に、高出力型のバッテリよりも出力電力が小さい低出力型のバッテリとが存在する。

また、上述したようにバッテリ容量特性は、車両の走行レンジに影響を与える。そして、図４のバッテリ容量特性に示すように、バッテリ容量が低い低容量型バッテリと、バッテリ容量が高い高容量型バッテリとが存在する。

図６は、図５に示すバッテリを組み合わせた場合のシミュレーション結果を示す図である。低容量型かつ高出力型であるバッテリ（重量Ｘ）を２つ並列に組み合わせた場合、及び高容量型かつ低出力型であるバッテリ（重量Ｙ）を２つ並列に組み合わせた場合には、それぞれ、バッテリ重量は、２倍（２×Ｘ，２×Ｙ）になり、バッテリの特性は、変化しない。

一方、低容量型かつ高出力型であるバッテリ（重量Ｘ）と、高容量型かつ低出力型であるバッテリ（重量Ｙ）とを並列に組み合わせた場合、バッテリの特性は、放電容量が低容量型と高容量型との中間の値となり、セル電圧特性も高出力型と低出力型のとの中間の値となった。また、バッテリの重量は、Ｘ＋Ｙとなり、車両全体の重量が変化するため、車両の車両性能も変化する。このようにシミュレーション部１１３は、バッテリのバッテリ特性をシミュレーションすることができる。

図７は、シミュレーション結果の別の例を示す図である。図７に示すように、シミュレーション部による制動性、加速性及び走行レンジのシミュレーション結果は、概略的な段階評価によって示され、バッテリ特性のシミュレーション結果は、バッテリの特性を示す類型や、タイプによって示される。これにより、ユーザは、シミュレーションされた車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性を知ることができる。

図８は、シミュレーション装置の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１において、バッテリ性能取得部１１１は、車両に搭載可能なバッテリの性能情報を取得する。
ステップＳ２において、車両情報取得部１１２は、車両の車両情報を取得する。

ステップＳ３において、シミュレーション部１１３は、バッテリの性能情報及び車両情報に基づいて、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をシミュレーションする。
ステップＳ４において、結果表示部１１４は、シミュレーション部１１３によって行われたシミュレーションの結果を表示部１４に表示する。

本実施形態によれば、例えば、以下の効果が奏される。
シミュレーション装置１００は、車両に搭載可能なバッテリの性能情報を取得するバッテリ性能取得部１１１と、車両の車両情報を取得する車両情報取得部１１２と、バッテリの性能情報及び車両情報に基づいて、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をシミュレーションするシミュレーション部１１３と、を備える。これにより、シミュレーション装置１００は、搭載されるバッテリに応じた車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性をシミュレーションすることができるため、ユーザは、搭載されるバッテリによってどのような性能及び特性を有する車両となるのかを知ることができる。

また、バッテリ性能取得部１１１は、複数の異なる性能を有するバッテリの性能情報を取得する。これにより、シミュレーション装置１００は、市場に流通している様々なバッテリの性能情報に基づいてシミュレーションを行うことができる。

また、車両情報は、車両の重量情報を含む。また、バッテリの性能情報は、バッテリ出力特性、バッテリ容量特性及びバッテリ重量を含む。また、車両の車両性能は、制動性、加速性及び走行レンジを含む、これにより、シミュレーション装置１００は、車両の車両性能及びバッテリのバッテリ特性に影響を与える情報を考慮して、シミュレーションを実行することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

１シミュレーションシステム
１１制御部
１２記憶部
１３通信部
１４表示部
１５操作部
１１１バッテリ性能取得部
１１２車両情報取得部
１１３シミュレーション部
１００シミュレーション装置
２００情報処理装置

Claims

車両に搭載可能なバッテリの性能情報を取得するバッテリ性能取得部と、
前記車両の車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記バッテリの前記性能情報及び前記車両情報に基づいて、前記車両の車両性能及び前記バッテリのバッテリ特性をシミュレーションするシミュレーション部と、
を備え、
前記バッテリ性能取得部は、異なる種類及び異なる性能を有する複数の前記バッテリの前記性能情報を取得し、
前記シミュレーション部は、異なる種類及び異なる性能を有する複数の前記バッテリを組み合わせた際の前記車両の車両性能をシミュレーションし、
前記バッテリの前記性能情報は、バッテリ出力特性及びバッテリ容量特性を含み、
前記バッテリ出力特性は、充電時及び放電時共に、出力電力が大きい高出力型と、充電時及び放電時共に、高出力型のバッテリよりも出力電力が小さい低出力型と、を含み、
前記バッテリ容量特性は、バッテリ容量が低い低容量型と、バッテリ容量が高い高容量型と、を含み、
前記シミュレーション部によるシミュレーション結果は、低容量型かつ高出力型であるバッテリを２つ並列に組み合わせた場合、高容量型かつ低出力型であるバッテリを２つ並列に組み合わせた場合、及び低容量型かつ高出力型であるバッテリと、高容量型かつ低出力型であるバッテリとを並列に組み合わせた場合における前記バッテリ特性を示す、
シミュレーション装置。
前記車両情報は、前記車両の重量情報を含む、請求項１に記載のシミュレーション装置。
前記バッテリの前記性能情報は、バッテリ重量を含む、請求項１又は２に記載のシミュレーション装置。
前記車両の前記車両性能は、制動性、加速性及び走行レンジを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。