(57)【要約】【課題】バッテリを効率よく利用可能な電力供給技術を提供する。【解決手段】バッテリ５１１で駆動される作業機械２１０と、バッテリ５１１を作業機械２１０まで運搬する運搬車両５３０と、運搬中に発電しながらバッテリ５１１に給電する給電装置５２０とを備えるシステムにおける作業機械２１０への電力供給方法において、運搬中にバッテリ５１１に給電すべき給電量である必要給電量を算出し、バッテリ５１１に接続する給電装置５２０である接続給電装置を決定し、接続給電装置からバッテリ５１１に給電しながら、バッテリ５１１を作業場まで運搬する。必要給電量は、出発直前のバッテリ５１１の充電率に基づいて、到着した際にバッテリ５１１が予め定めた充電量以上となるよう算出され、接続給電装置は、給電能力が、必要給電量を超えるよう決定される。【選択図】図２
2018145750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリで駆動される作業機械と、前記バッテリを充電施設から前記作業機械が作業する作業場まで予め定めた運搬路を運搬する運搬車両と、運搬中に発電しながら前記バッテリに給電する給電装置とを備えるシステムにおける作業機械への電力供給方法において、
運搬中に当該バッテリに給電すべき給電量である必要給電量を算出する給電量算出ステップと、
前記バッテリに接続する給電装置である接続給電装置を決定する接続給電装置決定ステップと、
前記接続給電装置から前記バッテリに給電しながら、当該バッテリを前記運搬車両で前記充電施設から前記作業場まで運搬する運搬給電ステップと、を備え、
前記給電量算出ステップでは、前記充電施設を出発直前の前記バッテリの充電率に基づいて、前記作業場に到着した際、当該バッテリが予め定めた充電量以上となるよう前記必要給電量を算出し、
前記接続給電装置決定ステップでは、給電能力が、前記必要給電量を超えるよう前記接続給電装置を決定すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項２】
請求項１記載の作業機械への電力供給方法において、
前記システムは、異なる給電能力を備えた複数の前記給電装置を備え、
前記接続給電装置決定ステップでは、前記必要給電量以上の供給能力を有する前記給電装置がある場合、当該給電装置を前記接続給電装置として決定すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項３】
請求項１記載の作業機械への電力供給方法において、
前記システムは、同一給電能力の複数の前記給電装置を備え、
前記接続給電装置決定ステップでは、合計給電能力が前記必要給電量を超える個数の前記給電装置がある場合、当該個数の前記給電装置を、前記接続給電装置と決定すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項４】
請求項１記載の作業機械への電力供給方法において、
前記システムは、前記バッテリが前記運搬路を運搬される際に自然放電する電力量を供給可能な自然放電用給電装置をさらに備え、
前記給電量算出ステップでは、必要給電量として、前記自然放電による電力量を除いた電力量を算出し、
前記運搬給電ステップでは、前記自然放電用給電装置から前記バッテリにさらに給電すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項５】
請求項３記載の作業機械への電力供給方法において、
前記運搬給電ステップにおいて、予め定めた時間間隔で、前記必要給電量と当該必要給電量を満たす前記給電装置の個数の最小値とを算出し、算出された個数を超える前記接続給電装置を切り離す指示を出力すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項６】
請求項５記載の作業機械への電力供給方法において、
前記運搬路上に切離された前記給電装置がある場合、当該給電装置を回収する運搬車両として回収車を決定する回収車決定ステップと、
前記回収車に前記給電装置を回収するよう指示する回収指示ステップと、をさらに備え、
前記回収車決定ステップでは、前記運搬路上の切離された前記給電装置より前記作業場側にあり、かつ、当該給電装置に最も近い前記運搬車両を、前記回収車と決定すること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項７】
請求項５記載の作業機械への電力供給方法において、
前記給電装置は、自走機能と、目的地決定部と、を備え、
切離された際、前記目的地決定部が、移動コストが最も小さい目的地を決定する目的地決定ステップをさらに備えること
を特徴とする作業機械への電力供給方法。
【請求項８】
充電施設からバッテリで駆動する作業機械が作業する作業場まで、当該バッテリを運搬する運搬車両と、
運搬中に発電するとともに前記バッテリに給電する給電装置と、
運搬中に前記バッテリに給電すべき給電量を算出する給電量算出部と、
前記バッテリに接続する給電装置である接続給電装置を決定する給電装置決定部と、を備え、
前記給電量算出部は、前記充電施設を出発直前の前記バッテリの充電率に基づいて、前記作業場に到着した際、当該バッテリが予め定めた充電量以上となるよう前記給電量を算出し、
前記給電装置決定部は、給電能力が前記算出した給電量を超えるよう前記給電装置を決定すること
を特徴とする作業機械への電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリ駆動される電動モータを搭載した作業機械への電力供給方法および電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気駆動式の作業機械の電動モータに、当該作業機械に搭載したバッテリ（二次電池）から電力を供給する方法がある。通常の作業現場には、発電設備や電気供給スタンド等のような電力供給源が存在していない場合が多く、このような状況でバッテリへの電力供給を行う電力供給システムとして、特開２０１６−０８４６３３号公報（特許文献１）がある。
【０００３】
特許文献１には、バッテリが搭載された複数の被牽引車と、被牽引車のバッテリの電力で駆動される電動機を有する少なくとも１台の建設機械と、被牽引車のバッテリを充電するための充電設備と、当該充電設備で充電された充電済み被牽引車を建設機械の近辺まで牽引し、当該充電済み被牽引車に代えて建設機械に牽引されていた被牽引車を充電設備まで牽引する少なくとも１台の運搬車両と、建設機械の所定期間における作業量計画に基づいて当該所定期間に交換される被牽引車の交換回数と各交換時刻を予測し、当該各交換時刻に間に合うように、運搬車両が建設機械の近辺に充電済み被牽引車を牽引して到着する時刻を算出する管理局端末システムと、を備える電力供給システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０８４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術では、バッテリの劣化および充電率と作業場での作業量計画から、作業場に到着するバッテリ搭載の被牽引車および運搬車両（バッテリ搭載車）の配車計画を作成する。作業計画によっては、バッテリが満充電でない状態で、バッテリ搭載車が充電設備から作業場へ向けて出立する場合がある。また、バッテリが満充電の状態で、充電設備から出発した場合であっても、作業場に到着するまでの間に自然放電され、満充電ではなくなっている場合もある。
【０００６】
従って、特許文献１に開示の技術において、作業場に到着した際にバッテリが満充電でない場合、使用できる電力量は、満充電の電力量に比べて低い。よって、実際に作業場で必要な電力量を確保するために、バッテリの容量を大きくしたり、用意するバッテリの個数を増やしたりする必要がある。これが、バッテリ調達の初期投資や維持費の増大を招いている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、バッテリ駆動される電動モータを搭載した作業機械への電力供給方法および電力供給システムにおいて、バッテリを効率よく供給可能な電力供給技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、バッテリで駆動される作業機械と、前記バッテリを充電施設から前記作業機械が作業する作業場まで予め定めた運搬路を運搬する運搬車両と、運搬中に発電しながら前記バッテリに給電する給電装置とを備えるシステムにおける作業機械への電力供給方法において、運搬中に当該バッテリに給電すべき給電量である必要給電量を算出する給電量算出ステップと、前記バッテリに接続する給電装置である接続給電装置を決定する接続給電装置決定ステップと、前記接続給電装置から前記バッテリに給電しながら、当該バッテリを前記運搬車両で前記充電施設から前記作業場まで運搬する運搬給電ステップと、を備え、前記給電量算出ステップでは、前記充電施設出発直前の前記バッテリの充電率に基づいて、前記作業場に到着した際、当該バッテリが予め定めた充電量以上となるよう前記必要給電量を算出し、前記接続給電装置決定ステップでは、給電能力が、前記必要給電量を超えるよう前記接続給電装置を決定することを特徴とする作業機械への電力供給方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バッテリ駆動される電動モータを搭載した作業機械への電力供給方法および電力供給システムにおいて、バッテリを効率よく供給できる。なお、上記した以外の課題、構成、効果は以下の実施形態において明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係る作業機械への電力供給システムの全体概略図である。
【図２】第一の実施形態に係る給電システムの全体概略図である。
【図３】（ａ）は、従来の供給時のバッテリ状態を、（ｂ）は、第一の実施形態の供給時のバッテリ状態を、それぞれ説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は、第一の実施形態の作業機械とバッテリとを、（ｂ）は、第一の実施形態の運搬車両とバッテリと給電装置とを、（ｃ）は、第一の実施形態の充電設備とバッテリとを、それぞれ説明するための説明図である。
【図５】（ａ）は、第一の実施形態の管理施設端末の機能ブロック図であり、（ｂ）は、同ハードウェア構成図である。
【図６】第一の実施形態の電力供給処理のフローチャートである。
【図７】第一の実施形態の接続給電装置決定処理のフローチャートである。
【図８】（ａ）は、第二の実施形態の接続給電装置を、（ｂ）は、第三の実施形態の接続給電装置を、それぞれ説明するための説明図である。
【図９】第二の実施形態の接続給電装置決定処理のフローチャートである。
【図１０】第三の実施形態の接続給電装置決定処理のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は、第四の実施形態の接続給電装置を、（ｂ）は、第五の実施形態の給電装置を、それぞれ説明するための説明図である。
【図１２】第四の実施形態の、充電施設から作業場までの接続給電装置切り離し処理のフローチャートである。
【図１３】第五の実施形態の目的地決定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明に係る作業機械の電力供給システムの第一の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、特に断らない限り、同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
なお、以下の説明では、同一の構成要素が複数存在する場合、符号の末尾にアルファベットの大文字を付して区別する。当該アルファベットの大文字を省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することもある。例えば、同一の作業機械２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃが存在するとき、これらをまとめて作業機械２１０と表記することがある。
【００１３】
図２は、本実施形態の作業機械への電力供給システム１００の全体システムを説明するための図である。
【００１４】
本図に示すように、本実施形態の作業機械への電力供給システム１００は、給電システム１１０と、管理施設３００内の管理システム３０１とを備える。
【００１５】
管理施設３００には、管理施設サーバとして機能する管理施設端末３１０と、無線通信装置が配置される通信施設３０２と、表示装置および操作装置として機能する操作・表示端末３０３とが配置される。これらの各装置により、管理システム３０１が構築される。各装置の詳細は、後述する。管理システム３０１は、給電システム１１０を管理・制御する。
【００１６】
給電システム１１０は、作業場２００で作業する作業機械に対し、管理システム３０１の管理に従って、電力を供給する。電力の供給は、充電施設４００に配置される充電設備４１０で充電したバッテリを作業場２００に運搬することにより行う。
【００１７】
以下、本実施形態の電力供給システム１００の各部の詳細を、説明する。
【００１８】
まず、給電システム１１０を説明する。図２は、本実施形態に係る作業機械への給電システム１１０を説明するための図である。
【００１９】
本図に示すように、本実施形態の給電システム１１０は、作業場２００で稼働する作業機械２１０と、充電施設４００に配置される充電設備４１０と、を備える。また、作業場２００と充電施設４００との間に設けられた運搬路５００上を行き来する、被牽引車５１０と、バッテリ５１１と、給電装置５２０と、運搬車両５３０と、を備える。
【００２０】
図２の例では、作業場２００では、２台の作業機械２１０Ａ、２１０Ｂが稼働し、充電施設４００には２機の充電設備４１０Ａ、４１０Ｂが設置されている。また、合計７台の被牽引車５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ、５１０Ｄ、５１０Ｅ、５１０Ｆ、５１０Ｇと、合計４台の運搬車両５３０Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃ、５３０Ｄと、合計４台の給電装置５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃ、５２０Ｄと、が配備されている。図示したこれらの数は一例に過ぎず、それぞれ１つ以上存在すればその数に特に限定はない。
【００２１】
また、図示の例では、運搬路５００Ａは充電施設４００から作業場２００に向かう運搬車両５３０が走行するための道路（往路）であり、運搬路５００Ｂは作業場２００から充電施設４００に向かう運搬車両５３０が走行するための道路（復路）である。なお、図中、往路５００Ａと復路５００Ｂとは異なるように記載されているが、同じ運搬路であってもよい。運搬路５００の数についても図示は一例に過ぎず、それぞれ複数用意しても良い。
【００２２】
本実施形態では、充電施設４００の充電設備４１０で充電したバッテリ５１１を、被牽引車５１０に搭載し、運搬車両５３０で牽引し、作業場２００で作業を行う作業機械２１０まで運搬する。作業機械２１０がタイムリーにバッテリ５１１の搬送を受け、常に、作業遂行に必要なバッテリ５１１が接続されているよう供給計画が立案される。
【００２３】
ただし、供給計画は、作業機械２１０に接続可能な位置まで運搬された時点で、バッテリ５１１が満充電であるものとして立案される。しかしながら、図３（ａ）に示すように、バッテリ５１１は、目的位置に搬送された時点で、満充電とはならない。これは、用意されるバッテリ５１１の個数等の関係から、必ずしも、充電施設４００を出発時点で、バッテリ５１１が満充電されていない可能性があること、運搬中に自然放電されること、などの理由による。
【００２４】
本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、発電および給電が可能な給電装置５２０をさらに接続し、運搬中にもバッテリ５１１を充電可能としたものである。このとき、給電装置５２０は、例えば、バッテリ５１１が作業機械２１０の近傍に到着した時点で満充電となるように給電可能なものが選択される。
【００２５】
以下、本実施形態の給電システム１１０を構成する各部の詳細を、図４（ａ）、図４（ｂ）、および、図４（ｃ）を用いて説明する。
【００２６】
［作業機械］
作業機械２１０は、図４（ａ）に示すように、ブーム２１９、アーム２１７およびバケット２１５を有する多関節型の作業装置と、上部旋回体２２１および下部走行体２２２を有する車体と、無線通信装置２１１と、各部を駆動する油圧ポンプ２２４と、油圧ポンプ２２４の駆動源である電動機２２３と、接続部材２４１と、電源ケーブル２４２と、を備える。
【００２７】
ブーム２１９は、上部旋回体２２１に回動可能に支持され、ブームシリンダ２１３により駆動される。アーム２１７は、ブーム２１９に回動可能に支持され、アームシリンダ２１８により駆動される。バケット２１５は、アーム２１７に回動可能に支持され、バケットシリンダ２１６により駆動される。上部旋回体２２１は、油圧アクチュエータである旋回モータにより旋回駆動される。下部走行体２２２は、左右の走行モータにより駆動される。ブームシリンダ２１３、アームシリンダ２１８、バケットシリンダ２１６、旋回モータ、および走行モータは、油圧ポンプ２２４によってタンクから汲み上げられる圧油によって駆動される。
【００２８】
なお、接続部材２４１および電源ケーブル２４２は、作業機械２１０の電動機２２３に電力を供給するバッテリ５１１との接続に用いられる。接続部材２４１および電源ケーブル２４２は、バッテリ５１１と着脱可能となっている。
【００２９】
［バッテリ］
バッテリ５１１は、繰り返し使用可能な充電式の電池（二次電池）であり、作業機械２１０の電動機２２３に電力を供給する。充電設備４１０において充電され、運搬車両５３０により、作業機械２１０まで運搬される。
【００３０】
バッテリ５１１は、バッテリ５１１の状態を演算するために必要な情報を検出する手段（バッテリ状態検出部）５１２を備える。演算する状態は、例えば、バッテリ５１１の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）、劣化度（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈ）等である。また、バッテリ状態検出部５１２は、例えば、電流センサ、電圧センサおよび温度センサ等の各種のセンサである。
【００３１】
バッテリ５１１は、二次電池であれば特に限定はなく、鉛蓄電池やリチウムイオン電池など種々のものが適用可能であるが、廉価なバッテリで構成すればイニシャルコストを低減できる。本実施形態のバッテリ５１１は、充電設備４１０だけでなく、給電装置５２０からも充電可能とする。
【００３２】
なお、バッテリ５１１も通信機能を備え、バッテリ状態検出部５１２が検出したバッテリ状態を、管理施設端末３１０に、運搬中も送信可能なように構成してもよい。
【００３３】
［被牽引車］
被牽引車５１０は、バッテリ５１１を搭載し、運搬車両５３０に牽引されて、充電施設４００と作業場２００との間を往復する。なお、本実施形態では、各被牽引車５１０に搭載されるバッテリ５１１の容量は、各作業機械２１０の１日の作業量を電力量に変換した値よりも小さく設定されており、１台の作業機械２１０を１日稼働するためには複数回のバッテリ５１１の交換が必要な構成とする。
【００３４】
このように各被牽引車５１０のバッテリ５１１の容量を比較的小さい値に抑制すると、被牽引車５１０の製造コストを抑制できるとともに、作業場２００での作業機械２１０の機動性や被牽引車５１０の交換作業の作業性を向上できる。
【００３５】
［運搬車両］
運搬車両５３０は、図４（ｂ）に示すように、１台の被牽引車５１０と給電装置５２０とを牽引して作業場２００と充電施設４００との間を往復する。本実施形態では、例えば、往路は、バッテリ５１１と給電装置５２０とを牽引して作業場２００へ向かう。そして、復路は、往路に運搬したバッテリ５１１と交換したバッテリ５１１と、往路に運んだ給電装置５２０とを牽引して充電施設４００へ戻る。
【００３６】
運搬車両５３０の動力源は、エンジンと電動機のいずれか、または、両者のハイブリッドで構成しても良いが、動力源を電動機とすれば、作業場２００および充電施設４００で利用されるエネルギーを電気エネルギーで一本化できる。
【００３７】
なお、運搬車両５３０は、図示のように荷台を有するトラック状の車両に限らず、被牽引車５１０および給電装置５２０を牽引可能なものであれば他の車両（例えば、ダンプ、トラクター等）でも構わない。また、運搬車両５３０と被牽引車５１０との連結方法、被牽引車５１０と給電装置５２０との連結方法は、先述の作業機械２１０との連結と同様のものが利用可能であり、特に限定はない。
【００３８】
また、運搬車両５３０は、無線通信装置５３１を備え、管理施設端末３１０と情報の送受信を行う。これにより、管理施設端末３１０では、運搬車両５３０の位置を把握できる。
【００３９】
［充電設備］
充電設備４１０は、バッテリ５１１を充電する。充電設備４１０は、無線通信装置４１１と、バッテリ５１１の状態監視等をはじめとした各種処理を行う充電監視制御部４１２と、バッテリ５１１を充電する充電器４１３と、充電器４１３とバッテリ５１１とを接続する接続ケーブル４２１とを備える。
【００４０】
充電監視制御部４１２は、コンピュータであり、ハードウェア構成として、各種の制御プログラムを実行するための演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）、当該制御プログラムをはじめ各種データを記憶するための記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ）等を備える。このようなハードウェア構成を利用して、充電監視制御部４１２は、接続ケーブル４２１および充電器４１３を介して取得したバッテリ５１１の電圧および電流に基づいて充電量を計算する。そして、当該充電量に基づいてバッテリ５１１の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）および劣化度（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈ）を計算する。ここで計算されたＳＯＨやＳＯＣは、例えば、無線通信装置４１１を介して管理施設端末３１０に出力される。
【００４１】
［給電装置］
給電装置５２０は、自家発電と給電とが可能な装置である。図４（ｂ）に示すように、バッテリ５１１に接続され、バッテリ５１１とともに運搬車両５３０に牽引される。また、発電した電力は、バッテリ５１１に供給される。本図に示すように、給電装置５２０は、発電部５２２（５２２Ａおよび５２２Ｂ）と電力供給部５２３とを備える。
【００４２】
発電部５２２は、運搬路５００上を走行中に発電可能とする。発電部５２２は、例えば、太陽光、太陽熱、風力などの自然エネルギーを利用した発電装置、燃料を消費して発電する発電装置、タイヤの回転を利用した発電装置等とする。
【００４３】
［管理施設端末］
次に、本実施形態の管理施設３００内の管理システム３０１を構成する各部の詳細を図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて説明する。本実施形態の管理システム３０１は、予め定めた作業計画に従って、作業機械２１０にバッテリ５１１が供給されるよう制御する。
【００４４】
管理施設端末３１０は、図５（ａ）に示すように、作業計画管理部３１１と、車両管理部３１２と、バッテリ管理部３１３と、給電装置管理部３１４と、給電量算出部３１５と、接続給電装置決定部３１６と、運行管理部３１７と、を備える。
【００４５】
作業計画管理部３１１は、各作業機械２１０の作業計画を管理する。本実施形態では、また、各作業機械２１０が、当該作業計画を実行するために必要な電力量である作業電力量を算出する。なお、本実施形態では、作業計画管理部３１１は、バッテリ５１１が、作業機械２１０に接続可能な位置（以下、接続位置と呼ぶ。）に到着した時点では、略満充電されているものとして、計画を作成する。
【００４６】
運行管理部３１７は、作業計画管理部３１１が算出した作業電力量に基づき、バッテリ５１１の配送計画、すなわち、バッテリ５１１を運搬する運搬車両５３０の配車計画等を作成する。このとき、運搬車両５３０と、当該運搬車両５３０がバッテリ５１１を運搬する運搬先の作業機械２１０を特定する。
【００４７】
また、運行管理部３１７は、運搬車両５３０の運行を制御する。例えば、運搬車両５３０の、運搬路５００上および作業場２００での運行のナビゲーションを行う。運行の制御は、後述する車両管理部３１２が管理する各車両の位置情報に基づいて行う。これを実現するため、運行管理部３１７は、例えば、充電施設４００、運搬路５００および作業場２００それぞれの位置情報および地形情報、２点間の移動コストを算出するために必要なマッピング上の重み情報等を管理する。
【００４８】
さらに、本実施形態の運行管理部３１７は、被牽引車５１０の接続、給電装置５２０の被牽引車５１０への接続、作業機械２１０へのバッテリ５１１の接続、給電済みのバッテリ５１１の作業場２００からの回収等も制御する。制御は、例えば、各種の指示信号を運搬車両５３０、作業機械２１０の無線通信装置５３１、２１１に送信することにより行う。
【００４９】
車両管理部３１２は、作業機械２１０、運搬車両５３０および被牽引車５１０を管理し、管理情報を運行管理部３１７に送信する。本実施形態では、例えば、作業機械２１０および運搬車両５３０が備える無線通信装置２１１、５３１とデータを送受信することにより、作業機械２１０、運搬車両５３０および運搬車両５３０に牽引される被牽引車５１０の位置および移動方向を管理する。なお、各車両が、自身の位置を測定可能な測位部を備える場合、各車両から、位置情報を取得して管理するよう構成してもよい。移動方向として、充電施設４００から作業場２００に向かっているか、あるいは、作業場２００から充電施設４００へ向かっているかのいずれかを管理する。
【００５０】
また、被牽引車５１０については、例えば、運搬車両５３０、作業機械２１０および充電設備４１０から、接続、接続解除等の信号を受信することにより、充電施設４００、作業場２００、運搬路５００のいずれに配されているか等、大まかな位置を取得する。
【００５１】
また、無線通信装置を備える車両については、管理施設端末３１０との無線通信を可能とする情報、例えば、当該車両の無線通信装置のＩＰアドレス等も管理する。
【００５２】
バッテリ管理部３１３は、バッテリ５１１を管理する。本実施形態では、バッテリ５１１毎に、その種類、劣化度、単位時間当たりの自然放電量等の特性を管理し、最新の充電率を把握する。そして、最新の充電率情報を、給電装置管理部３１４および給電量算出部３１５に送信する。例えば、最新の充電率は、例えば、充電設備４１０および作業機械２１０から受信する。なお、本実施形態では、用意される複数のバッテリ５１１それぞれの満充電容量は、全て同じとする。
【００５３】
給電装置管理部３１４は、給電装置５２０を管理する。本実施形態では、複数の給電装置５２０が用意される。給電装置管理部３１４は、各給電装置５２０の、発電量（給電能力）、すなわち、バッテリ５１１へ供給可能な電力（供給電力）Ｗｇｅ［単位：ｗ］を管理する。そして、供給可能な電力情報を接続給電装置決定部３１６に送信する。
【００５４】
給電量算出部３１５は、バッテリ５１１が、接続位置に到着した時点で、予め定めた充電量以上となるために必要な給電量（必要給電量）Ｗｈｂａｔ［単位：ｗｈ］を算出する。予め定めた充電量は、例えば、バッテリ５１１の満充電量とする。必要給電量Ｗｈｂａｔは、バッテリ管理部３１３に管理される各バッテリ５１１の充電率、劣化度に基づいて算出される。そして、必要給電量情報を接続給電装置決定部３１６に送信する。
【００５５】
必要給電量Ｗｈｂａｔは、運搬中に自然放電することにより不足する電力量（自然放電量）Ｗｈｎｄと、その他の事情による必要給電量Ｗｈｏｔと、がある。その他の事情による必要給電量Ｗｈｏｔは、例えば、バッテリ５１１の充電率、劣化度等から算出される不足充電量である。自然放電量Ｗｈｎｄは、例えば、運搬時間Ｈ（ｈ）を算出し、単位時間当たりの自然放電量Ｗｎｄｕに乗算することにより得る。
【００５６】
運搬時間Ｈは、運搬車両５３０が決定すると、運搬車両５３０の平均速度と、充電施設４００から作業場２００までの運搬路５００の距離とから算出する。運搬車両５３０の平均速度は、運搬車両５３０の特性データとして、予め登録され、車両管理部３１２において管理される。
【００５７】
接続給電装置決定部３１６は、充電施設４００から作業場２００へバッテリ５１１を運搬中に接続する給電装置５２０を接続給電装置として決定する。本実施形態では、運搬路５００を運搬中に、給電量算出部３１５が算出した必要給電量Ｗｈｂａｔ［ｗｈ］以上の電力を供給可能な供給電力Ｗｇｅ［ｗ］を有する給電装置５２０を接続給電装置と決定する。例えば、給電装置管理部３１４が管理する給電装置５２０の中から、運搬時間Ｈ×供給電力Ｗｇｅが必要給電量Ｗｈｂａｔ以上となる給電装置５２０が選択される。そして、その中から任意の給電装置５２０が、接続給電装置と決定される。
【００５８】
本実施形態の管理施設端末３１０は、図５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３２１と、ＲＡＭ等のメモリ３２２と、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶装置３２３と、通信施設３０２とのインタフェース（Ｉ／Ｏ）３２７と、操作・表示端末３０３とのインタフェース（Ｉ／Ｏ）３２８とを備える。
【００５９】
図５（ａ）に示す各機能は、予め記憶装置３２３に格納されたプログラムを、ＣＰＵ３２１がメモリ３２２にロードして実行することにより実現される。管理施設端末３１０が実現する各機能のうち、全部または一部の機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。
【００６０】
処理に必要な各種のデータ、処理の途中および処理の結果作成される各種のデータは、例えば、記憶装置３２３に格納される。
【００６１】
また、操作・表示端末３０３は、表示装置３２４と操作装置３２５とを備える。表示装置３２４は、ディスプレイ、モニタ等であり、表示画面上に画像等を表示して、操作者に情報を提示する。操作装置３２５は、マウス、キーボード等であり、操作者からの指示を受け付ける。
【００６２】
通信施設３０２には、無線通信装置３２６が設けられる。この無線通信装置３２６と、各作業機械２１０、各運搬車両５３０および各充電設備４１０がそれぞれ備える無線通信装置２１１、５３１、４１１とを介して、管理施設端末３１０と、給電システム１１０内の、各作業機械２１０、各運搬車両５３０および各充電設備４１０とは、各種情報のやり取りを行う。
【００６３】
やり取りする情報は、例えば、本実施形態では、無線通信装置３２６は、例えば、運搬車両５３０の現在位置、バッテリ５１１の状態（充電率、種類、劣化率等）、動作完了の通知、運搬車両５３０への動作指示、バッテリ５１１・運搬車両５３０への接続切断指示等である。
【００６４】
［電力供給処理の流れ］
次に、本実施形態の作業機械への電力供給システム１００による電力供給処理の流れを説明する。図６は、本実施形態の電力供給処理の処理フローである。ここでは、１台の運搬車両５３０が充電施設４００から作業場２００を経て充電施設４００に戻るまでの流れを説明する。
【００６５】
運行管理部３１７が、充電施設４００から作業場２００、および、作業場２００から充電施設４００へ移動させるバッテリ５１１（以下、運搬バッテリ）、当該運搬バッテリ５１１を搭載する被牽引車５１０および運搬車両５３０を決定する（ステップＳ１１０１）。
【００６６】
給電量算出部３１５は、決定したバッテリ５１１の情報をバッテリ管理部３１３から取得し、必要給電量Ｗｈｂａｔを算出する（ステップＳ１１０２；給電量算出ステップ）。ここでは、必要給電量Ｗｈｂａｔは、充電施設４００を出発する直前の、バッテリ５１１の充電率に基づいて、作業場２００の接続位置に到着した際、そのバッテリ５１１が、予め定めた充電量以上（例えば、満充電）となるよう、算出される。
【００６７】
接続給電装置決定部３１６が、ステップＳ１１０１で決定した運搬バッテリ５１１に応じて、接続する給電装置（接続給電装置）５２０を決定する接続給電装置決定処理を行う（ステップＳ１１０３；接続給電装置決定ステップ）。ここでは、接続給電装置５２０は、給電能力が、必要給電量Ｗｈｂａｔを超えるよう、決定される。なお、接続給電装置決定処理の詳細は後述する。
【００６８】
充電施設４００において、決定した運搬車両５３０に、決定した運搬バッテリ５１１を搭載した被牽引車５１０および決定した接続給電装置５２０が接続され、牽引準備がなされる。接続は、自動的に行われてもよいし、充電施設４００の作業員が行うよう構成してもよい。なお、このとき、後述の通り、接続給電装置決定処理において、接続給電装置５２０無し、と決定された場合は、給電装置５２０は接続しない。
【００６９】
牽引準備が完了すると（ステップＳ１１０４）、運搬車両５３０から準備完了の通知を管理施設端末３１０に向けて送信する。これを受け、運行管理部３１７は、出発の指示を運搬車両５３０に送信する。運搬車両５３０は、出発の指示を受け、充電施設４００を作業場２００に向けて出発する（ステップＳ１１０５）。
【００７０】
移動中、運搬車両５３０は、運搬バッテリ５１１を運搬し、接続給電装置５２０は、発電を行いながら、運搬バッテリ５１１へ給電を行う（ステップＳ１１０６；運搬給電ステップ）。給電は、例えば、運搬バッテリ５１１が満充電になるまで行う。また、この間、車両管理部３１２は、運行管理部３１７と連携し、所定の時間間隔で、運搬車両５３０に接続された被牽引車５１０の位置を把握し、位置情報を更新する。
【００７１】
運搬車両５３０から接続位置に到着したとの通知を受領すると（ステップＳ１１０７）、運行管理部３１７は、運搬バッテリ５１１を、作業機械２１０に接続されているバッテリ５１１と交換する指示を作業機械２１０に送信する（ステップＳ１１０８）。バッテリ５１１の交換を終えると、運搬車両５３０は、交換を終えたことを管理施設端末３１０に通知する。例えば、交換を終えたことを意味する交換完了信号を送信する。
【００７２】
運行管理部３１７は、交換完了信号を受信すると、例えば、運搬車両５３０に、作業場２００から充電施設４００へ戻るよう指示を行う。そして、運搬車両５３０は、指示に従って、充電施設４００へ戻り（ステップＳ１１０９）、処理を終了する。
【００７３】
［接続給電装置決定処理］
次に、上記ステップＳ１１０３の、接続給電装置決定部３１６による接続給電装置決定処理の詳細を説明する。図７は、本実施形態の接続給電装置決定処理の処理フローである。
【００７４】
本実施形態では、異なる給電能力を備えた複数の給電装置５２０を備える。これらの給電装置５２０の中から、接続給電装置５２０を決定する。
【００７５】
接続給電装置決定部３１６は、まず、接続可能な給電装置５２０が充電施設４００内にあるか否かを判別する（ステップＳ１２０１）。なければ、接続給電装置無し、と決定し（ステップＳ１２０２）、処理を終了する。判別は、給電装置管理部３１４から情報を受け取り、行う。
【００７６】
一方、接続可能な給電装置５２０がある場合は、その中に、運搬中の供給電力量（Ｗｇｅ・Ｈ）が必要給電量Ｗｈｂａｔ以上という条件を満たす給電装置５２０があるか否かを判別する（ステップＳ１２０３）。
【００７７】
満たす給電装置５２０がある場合は、その中の任意の給電装置５２０を接続給電装置５２０と決定し（ステップＳ１２０４）、処理を終了する。なお、この時、その中の供給電力Ｗｇｅが最少のものを接続給電装置５２０と決定してもよい。
【００７８】
一方、ステップＳ１２０３で満たす給電装置５２０がない場合は、接続可能な給電装置５２０の中で、最大の供給電力Ｗｇｅを有する給電装置５２０を、接続給電装置５２０と決定し（ステップＳ１２０５）、処理を終了する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態では、充電施設４００から作業場２００まで、交換用のバッテリ５１１を運搬中に、当該バッテリ５１１に給電する。給電は、運搬中に発電可能な給電装置５２０により行われる。また、給電装置５２０は、可能な限り、作業場２００に到着時までにバッテリ５１１を満充電可能な給電能力を有するものが選択される。従って、バッテリ５１１が満充電の状態で作業場２００に到着する可能性が高まる。
【００８０】
このため、本実施形態によれば、作業機械２１０は、バッテリ５１１が本来充電できる電力量を最大限利用することができる。従って、バッテリ５１１を効率よく利用可能となり、作業機械への電力供給システム１００内で必要とするバッテリ５１１の容量、個数を低減できる。また、運搬車両５３０の移動回数も低減でき、移動エネルギーも低減できる。これは、初期導入コストや維持コストの低減にもつながる。
【００８１】
なお、上記実施形態では、往路のみ給電装置５２０からバッテリ５１１に給電するよう構成しているが、これに限定されない。例えば、復路においても、回収したバッテリ５１１に給電装置５２０から給電するよう構成してもよい。これにより、充電施設４００に到着後、バッテリ５１１への充電量を低減することができる。従って、充電コストの低減に加え、充電時間も低減できる。
【００８２】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、異なる給電能力を備えた複数の給電装置５２０を備える。本実施形態では、複数の給電装置５２０を備えるが、それらは、全て同一の給電能力を備えるものとする。
【００８３】
そして、本実施形態では、図８（ａ）に示すように、運搬中にバッテリ５１１に給電するため、複数の給電装置５２０を接続する。図８（ａ）では、３つの給電装置５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃを接続する場合を例示する。
【００８４】
本実施形態の作業機械への電力供給システム１００は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて、本実施形態を説明する。
【００８５】
上述のように、本実施形態では、運搬バッテリ５１１は、運搬中、複数の給電装置５２０から電力の供給を受ける。このため、複数の給電装置５２０から給電可能な構成を備える。
【００８６】
また、本実施形態では、上述のように、各給電装置５２０の供給能力は同一である。従って、本実施形態の接続給電装置決定部３１６の処理が異なる。本実施形態では、まず、運搬中に必要給電量Ｗｈｂａｔ［ｗｈ］を満たすために必要な、給電装置５２０の個数Ｎ（Ｎは１以上の整数）を決定する。
【００８７】
算出される個数Ｎは、例えば、１つの給電装置５２０の運搬中の給電量（Ｗｇｅ・Ｈ）に乗算した際、必要給電量Ｗｈｂａｔを超える、最少の整数とする。
【００８８】
そして、任意のＮ個の給電装置５２０を接続給電装置５２０と決定する。充電施設４００に接続可能な給電装置５２０がＮ個ない場合は、充電施設４００にある接続可能な給電装置５２０の最大数Ｍ個を接続給電装置５２０と決定する。すなわち、充電施設４００にある全ての接続可能な給電装置５２０を接続給電装置５２０と決定する。
【００８９】
［接続給電装置決定処理］
以下、本実施形態の接続給電装置決定部３１６による接続給電装置決定処理の流れを説明する。図９は、本実施形態の接続給電装置決定処理の処理フローである。本では、まず、合計給電能力が必要給電量を超えるよう接続する給電装置５２０の個数を決定し、当該個数の給電装置５２０を、接続給電装置５２０と決定する。
【００９０】
接続給電装置決定部３１６は、まず、接続可能な給電装置５２０が充電施設４００内にあるか否かを判別する（ステップＳ２２０１）。なければ、接続給電装置無し、と決定し（ステップＳ２２０２）、処理を終了する。
【００９１】
一方、接続可能な給電装置５２０がある場合は、供給電力量（Ｗｇｅ・Ｈ）の合計を必要給電量Ｗｈｂａｔ以上とするために必要な給電装置５２０の数Ｎ（Ｎは、１以上の整数；必要給電装置数と呼ぶ）を算出する（ステップＳ２２０３）。
【００９２】
次に、接続給電装置決定部３１６は、充電施設４００内に、接続可能な給電装置５２０が必要給電装置数Ｎ以上あるか否かを判別する（ステップＳ２２０４）。例えば、充電施設４００内にある接続可能な給電装置５２０の数をＭ（Ｍは１以上の整数）とすると、Ｎ≦Ｍであるか否かを判別する。判別は、給電装置管理部３１４から情報を受け取り、行う。
【００９３】
ここで、Ｎ≦Ｍである場合、充電施設４００内の任意のＮ個の給電装置５２０を選択し、接続給電装置５２０を決定し（ステップＳ２２０５）、処理を終了する。
【００９４】
一方、Ｎ＞Ｍである場合は、充電施設４００内のＭ個の給電装置５２０（全ての給電装置５２０）を、接続給電装置５２０と決定し（ステップＳ２２０６）、処理を終了する。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態では、第一の実施形態同様、発電能力のある給電装置５２０を接続して運搬中にバッテリ５１１に給電し、略満充電の状態でバッテリ５１１を作業場２００に届ける。従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、作業機械への電力供給システム１００において、バッテリ５１１を効率よく利用できる。
【００９６】
さらに、本実施形態では、給電装置５２０は、同一給電能力のものを複数備え、接続する個数を決定することにより、可能な限り、作業場２００到着時までにバッテリ５１１を満充電にする。従って、給電装置５２０の管理の手間も低減できる。
【００９７】
本実施形態においても、第一の実施形態同様、復路において、回収したバッテリ５１１に給電するよう構成してもよい。
【００９８】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、第一の実施形態同様、複数の異なる給電能力を有する給電装置５２０を用意する。さらに、本実施形態では、運搬中のバッテリ５１１の自然放電分を補う自然放電用給電装置として第二の給電装置５２１を備える。そして、図８（ｂ）に示すように、運搬バッテリ５１１には、第二の給電装置５２１と接続給電装置５２０とを接続する。
【００９９】
本実施形態の作業機械への電力供給システム１００は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて、本実施形態を説明する。
【０１００】
上述のように、本実施形態の運搬バッテリ５１１は、運搬中、給電装置５２０と第二の給電装置５２１とから電力の供給を受ける。このため、複数の給電装置５２０から給電可能な構成を備える。
【０１０１】
また、本実施形態の給電装置管理部３１４は、給電装置５２０と、第二の給電装置５２１とを、別個に管理する。
【０１０２】
本実施形態では、運搬バッテリ５１１の自然放電分の給電用として第二の給電装置５２１が用意される。従って、本実施形態の給電量算出部３１５は、必要給電量Ｗｈｂａｔ［ｗｈ］の算出に当たり、自然放電量Ｗｈｎｄと、その他の事情による必要給電量Ｗｈｏｔ（全必要給電量から自然放電量を除いた電力量）とをそれぞれ独立に算出する。その他の事情による必要給電量Ｗｈｏｔは、例えば、出発時点で未充電分によるものである。なお、Ｗｈｂａｔ＝Ｗｈｎｄ＋Ｗｈｏｔである。
【０１０３】
また、本実施形態の給電量算出部３１５は、接続給電装置決定部３１６の決定処理を簡単にするため、運搬バッテリ５１１が満充電されている場合、すなわち、充電率ＳＯＣが１００％である場合、それを示す情報を、接続給電装置決定部３１６に通知する。
【０１０４】
本実施形態の接続給電装置決定部３１６は、まず、運搬バッテリ５１１が満充電されているか否かを判別し、満充電されている場合は、自動的に第二の給電装置５２１のみを接続することを決定する。一方、満充電されていない場合は、必要給電量をＷｈｏｔとし、第一の実施形態と同一の手法で、複数の給電装置５２０の中から、接続給電装置５２０を決定する。そして、本実施形態では、運搬中、第二の給電装置５２１からも運搬バッテリ５１１に給電する。
【０１０５】
なお、運搬バッテリ５１１が満充電されている場合であっても、充電施設４００内に接続可能な第二の給電装置５２１がない場合は、必要給電量をＷｈｎｄとし、第一の実施形態と同様の手法で、接続給電装置５２０を決定する。
【０１０６】
［接続給電装置決定処理］
次に、本実施形態の接続給電装置決定部３１６による接続給電装置決定処理の流れを説明する。図１０は、本実施形態の接続給電装置決定処理の処理フローである。
【０１０７】
本実施形態では、異なる給電能力を備えた複数の給電装置５２０と同一の給電能力を備えた複数の第二の給電装置５２１とを備える。これらの給電装置５２０の中から、接続給電装置５２０と接続する第二の給電装置５２１とを決定する。
【０１０８】
まず、接続給電装置決定部３１６は、接続可能な給電装置５２０および第二の給電装置５２１の少なくとも一方が充電施設４００内にあるか否かを判別する（ステップＳ３２０１）。判別は、給電装置管理部３１４の情報に基づき、行う。
【０１０９】
接続可能な給電装置５２０および第二の給電装置５２１がいずれもない場合は、接続給電装置５２０および接続する第二の給電装置５２１いずれも無し、と決定し（ステップＳ３２０２）、処理を終了する。
【０１１０】
次に、接続給電装置決定部３１６は、接続可能な第二の給電装置５２１が充電施設４００内にあるか否かを判別する（ステップＳ３２０３）。判別は、給電装置管理部３１４の情報に基づき、行う。
【０１１１】
無し、と判別された場合は、まず、接続する第二の給電装置５２１は無し、と決定する（ステップＳ３２０４）。そして、第一の実施形態と同様の処理を行い、接続給電装置５２０を決定し（ステップＳ３２０５）、処理を終了する。
【０１１２】
すなわち、接続可能な給電装置５２０の中で、運搬時間Ｈ中の供給電力Ｗｇｅの合計（Ｗｇｅ×Ｈ）が必要給電量Ｗｈｂａｔ以上となるものがあるか否かを判別する。そして、ある場合は、その中の任意の給電装置５２０を接続給電装置５２０と決定し、ない場合は、接続可能な給電装置５２０の中で、最大の供給電力Ｗｇｅを有する給電装置５２０を、接続給電装置５２０と決定する。
【０１１３】
ステップ３２０３において、接続可能な第二の給電装置５２１がある場合は、その中から任意の第二の給電装置５２１を選択し、接続する第二の給電装置５２１と決定する（ステップＳ３２０６）。
【０１１４】
次に、運搬バッテリ５１１が満充電であるか否かを判別し（ステップＳ３２０７）、満充電であれば、接続給電装置５２０の決定は不要であるため、処理を終了する。
【０１１５】
一方、満充電でなければ、必要給電量をＷｈｏｔとして、第一の実施形態同様の手法で、接続給電装置５２０を決定する。
【０１１６】
すなわち、まず、接続給電装置決定部３１６は、充電施設４００内に、接続可能な給電装置５２０があるか否かを判別する（ステップＳ３２０８）。なければ、接続給電装置５２０無し、と決定し、処理を終了する。
【０１１７】
一方、接続可能な給電装置５２０がある場合は、その中で、運搬時間Ｈ中の供給電力Ｗｇｅの合計（Ｗｇｅ×Ｈ）が必要給電量Ｗｈｏｔ以上という条件を満たす給電装置５２０があるか否かを判別する（ステップＳ３２０９）。
【０１１８】
満たす給電装置５２０がある場合は、その中の任意の給電装置５２０を接続給電装置５２０と決定し（ステップＳ３２１０）、処理を終了する。なお、その中の供給電力Ｗｇｅが最少のものを接続給電装置５２０と決定してもよい。
【０１１９】
一方、ステップＳ３２０９において、満たす給電装置５２０がない場合は、接続可能な給電装置５２０の中で、最大の供給電力Ｗｇｅを有する給電装置５２０を、接続給電装置５２０と決定し（ステップＳ３２１１）、処理を終了する。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態では、第一の実施形態同様、発電能力のある給電装置５２０を接続して運搬中にバッテリ５１１に給電し、略満充電の状態でバッテリ５１１を作業場２００に届ける。従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、作業機械への電力供給システム１００において、バッテリ５１１を効率よく利用できる。
【０１２１】
さらに、本実施形態では、自然放電に対応する給電装置を第二の給電装置５２１として用意する。このため、例えば、充電施設４００において、バッテリ５１１が満充電されている場合、自然放電用の第二の給電装置５２１を接続すればよく、処理が簡易である。
【０１２２】
なお、本実施形態においても、第二の実施形態同様、同一容量の複数の給電装置５２０を用意し、必要数の給電装置５２０を接続給電装置５２０とするよう構成してもよい。
【０１２３】
また、本実施形態においても、上記各実施形態同様、復路においても回収したバッテリ５１１に給電するよう構成してもよい。
【０１２４】
＜第四の実施形態＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態では、基本的に第二の実施形態と同様に、同一の給電能力を備える複数の給電装置５２０を備える。そして、運搬バッテリ５１１に運搬中に給電するため、必要数の給電装置５２０を接続する。ただし、本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、運搬路５００の途中で、不要な給電装置５２０を切り離す。そして、切り離された給電装置５２０は、いずれかの運搬車両５３０が復路において回収し、充電施設４００に牽引する。
【０１２５】
本実施形態の電力供給システム１００は、基本的に第二の実施形態と同様の構成を有する。以下、第二の実施形態と異なる構成に主眼をおいて、本実施形態を説明する。
【０１２６】
本実施形態の給電量算出部３１５は、充電施設４００を出発後、運搬車両５３０が接続位置に到着するまで（すなわち、運搬中）、所定の時間間隔で、必要給電量の算出を繰り返す。そして、給電量算出部３１５は、必要給電量を算出する毎に、接続給電装置決定部３１６に出力する。
【０１２７】
このとき、本実施形態の給電量算出部３１５は、出発時刻からの経過時間ｔにおける必要給電量Ｗｈｂａｔ（ｔ）［ｗｈ］を、例えば、以下の式（１）で算出する。
Ｗｈｂａｔ（ｔ）＝Ｗｈｂａｔ０−（Ｗｇｅ−Ｗｎｄｕ）×ｔ  ・・・（１）
ここで、Ｗｈｂａｔ０［ｗｈ］は、必要給電量の初期値、すなわち、出発前に算出した値である。また、Ｗｇｅ［ｗ］は、１つの給電装置５２０の、単位時間当たりの給電量である。また、Ｗｎｄｕ［ｗ］は、単位時間当たりの、自然放電量である。
【０１２８】
接続給電装置決定部３１６は、必要給電量を受け、最新の必要給電量Ｗｈｂａｔ（ｔ）で必要な給電装置５２０の数Ｎ（ｔ）の最小値を必要給電装置数として算出する。そして、前回算出された必要給電装置数Ｎ（ｔ−Δｔ）より小さくなったか否かを判別する。小さくなった場合、小さくなった個数分、切り離すことを、運行管理部３１７に通知する。
【０１２９】
運行管理部３１７は、通知を受け、切り離し指示と、切離す個数とを、車両管理部３１２および運搬車両５３０に通知する。運搬車両５３０では、それを受け、通知を受けた給電装置５２０を切り離す。切り離した後、運搬車両５３０から、管理施設端末３１０に向け、切り離し完了を意味する信号を送信する。
【０１３０】
また、本実施形態では、上述のように、運搬車両５３０が切り離された給電装置５２０を復路において回収する。運行管理部３１７は、切り離し完了の通知を受け取ると、その時点の運搬車両５３０の位置として車両管理部３１２に管理されている位置を、給電装置管理部３１４に通知する。給電装置管理部３１４では、該当給電装置５２０の位置情報を更新する。
【０１３１】
運行管理部３１７は、さらに、切り離された給電装置５２０を回収する運搬車両５３０を決定し、決定した運搬車両５３０に回収の指示を出す。
【０１３２】
運行管理部３１７は、例えば、作業場２００から充電施設４００に向かう運搬車両５３０の中で、切り離された給電装置５２０より作業場２００側にいる運搬車両５３０であって、切り離された給電装置５２０に最も近い運搬車両５３０を、回収する運搬車両５３０として決定する。そして、決定した運搬車両５３０に、回収の指示を送信する。回収の指示には、切り離された給電装置５２０の位置を特定する情報を含む。
【０１３３】
通知を受けた運搬車両５３０では、当該位置に到達すると、切離された給電装置５２０を回収し、充電施設４００へ向かう。
【０１３４】
［処理の流れ］
図１２に、本実施形態の、充電施設４００を出発してから作業場２００の接続位置に到着するまでの間の、接続給電装置切り離し処理の流れを示す。
【０１３５】
到着するまで（ステップＳ４１０１）、すなわち、運行管理部３１７が運搬車両５３０から到着の通知を受領するまで、以下の処理を繰り返す。
【０１３６】
出発から所定時間Δｔ経過毎（ステップＳ４１０２）に、まず、給電量算出部３１５は、その時点ｔでの必要給電量Ｗｈｂａｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ４１０３）。
【０１３７】
そして、接続給電装置決定部３１６は、切り離しが可能か判別し、可能であればその個数を決定する。例えば、まず、必要給電量Ｗｈｂａｔ（ｔ）だけ給電するために必要な給電装置５２０の個数の最少値（必要給電装置数）Ｎ（ｔ）を算出する（ステップＳ４１０４）。算出された必要給電装置数Ｎ（ｔ）が現在接続されている給電装置数を超える場合、超えた数の給電装置を切り離し個数とする。例えば、Ｎ（ｔ）を、直前に算出した必要給電装置数Ｎ（ｔ−Δｔ）と比較し、切り離す給電装置数Ｌ（Ｌは１以上の整数）を算出する（ステップＳ４１０５）。ここで、Ｌ＝Ｎ（ｔ−Δｔ）−Ｎ（ｔ）である。そして、切り離し数Ｌが０より大きい場合（ステップＳ４１０５）、切り離しが可能と判別し、その数Ｌを切り離し個数とする。
【０１３８】
切り離しが不可能な場合は、ステップＳ４１０１へ戻り、処理を繰り返す。
【０１３９】
一方、切り離しが可能である場合、運行管理部３１７は、運搬車両５３０に切り離し指示を送信する（ステップＳ４１０７）。指示を受け、運搬車両５３０側では、給電装置５２０を切り離す。そして、運搬車両５３０から、切り離し完了の信号を管理施設端末３１０に送信する。
【０１４０】
また、運行管理部３１７は、切り離し完了の通知を受けると、上記手法で、切り離された給電装置５２０を回収する運搬車両５３０を決定する（ステップＳ４１０８；回収車決定ステップ）。そして、決定した運搬車両５３０に回収を指示する（ステップＳ４１０９；回収指示ステップ）。そして、ステップＳ４１０１へ戻る。
【０１４１】
以上説明したように、本実施形態では、第二の実施形態同様、同一給電能力の給電装置５２０を複数備え、最適な個数を決定する。従って、第二の実施形態同様、作業機械への電力供給システム１００において、バッテリ５１１を効率よく利用でき、かつ、給電装置管理の手間を低減できる。
【０１４２】
さらに、本実施形態では、運搬中に不要となった給電装置５２０を切り離し、その時点で最適な運搬車両５３０が回収する。従って、第二の実施形態の効果に加え、給電装置５２０の移動距離を抑えることができる。また、運搬車両５３０が運搬する重量を抑えることができるため、運搬車両５３０の移動コスト（石油燃料や電力）を低減できる。
【０１４３】
なお、上記実施形態では、回収する運搬車両５３０を、その時点の最寄りの運搬車両５３０の中から決定しているが、これに限定されない。例えば、切り離した運搬車両５３０が、復路に当該給電装置５２０を回収するよう構成してもよい。この場合、回収する運搬車両５３０を決定する処理が不要となり、処理全体が簡略化される。
【０１４４】
また、上記実施形態では、切り離された時点の運搬車両５３０の位置を、給電装置５２０の位置としているが、この手法に限定されない。例えば、給電装置５２０が、自身の位置を検出し、管理施設端末３１０に通知する機能を備えてもよい。この場合、自身の位置検出のため、例えば、ＧＰＳシステム等を備える。また、管理施設端末３１０とのデータの送受信のため、無線通信装置を備える。
【０１４５】
本実施形態においても、第一の実施形態同様、復路において、回収したバッテリ５１１に給電するよう構成してもよい。
【０１４６】
＜第五の実施形態＞
次に、本発明の第五の実施形態を説明する。本実施形態では、給電装置５２０が自走機能を備え、運搬路５００上で切り離された後、自身の機能により、充電施設４００または、最寄りの運搬車両５３０へ向かう。
【０１４７】
本実施形態の電力供給システム１００は、基本的に第四の実施形態と同様の構成を有する。以下、第四の実施形態と異なる構成に主眼をおいて、本実施形態を説明する。
【０１４８】
上述のように、本実施形態では、給電装置５２０が自走機能を備える。これを実現するため、本実施形態の給電装置５２０は、図１１（ｂ）に示すように、発電部５２２と電力供給部５２３に加え、無線通信部５２４と、目的地決定部５２５と、移動部５２６と、を備える。
【０１４９】
無線通信部５２４は、管理施設端末３１０および運搬車両５３０とデータの送受信を行う。なお、運搬車両５３０とのデータの送受信は、有線通信であってもよい。運搬車両５３０からは、切り離しが行われた際の位置データ（切り離し位置情報）を受け取る。切り離し位置情報は、管理施設端末３１０から受信するよう構成してもよい。
【０１５０】
目的地決定部５２５は、切り離し位置情報に基づき、自走する目的地を決定する。本実施形態では、充電施設４００と運搬車両５３０との中から、移動コストが最も小さい対象を、目的地と決定する。運搬車両５３０は、例えば、作業場２００から充電施設４００へ移動している運搬車両５３０であって、自身（給電装置５２０）より充電施設４００側に位置する運搬車両５３０の中から選択する。
【０１５１】
移動コストは、自身（給電装置５２０）の現在位置、相手の位置情報、地形情報、マッピング上の重み情報等を用いて算出する。算出には、公知の技術を用いる。相手の位置情報、地形情報、重み情報等は、管理施設端末３１０から取得する。
【０１５２】
移動部５２６は、目的地決定部５２５が決定した目的地に向けて給電装置５２０を移動させる。例えば、車輪を駆動させる駆動装置に制御信号を出力する。
【０１５３】
なお、目的地決定部５２５および移動部５２６は、例えば、ＣＰＵとメモリと記憶装置とを備える情報処理装置において、記憶装置に格納されるプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより実現される。
【０１５４】
なお、目的地は、運行管理部３１７が決定し、無線通信部５２４を介して切り離された給電装置５２０に通知するよう構成してもよい。この場合、給電装置５２０は、目的地決定部５２５を備えなくてもよい。また、移動部５２６は、無線通信部５２４を介して、目的地情報を受け取る。
【０１５５】
所定のタイミングで、切離す給電装置５２０の有無を判別する構成は、第四の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、切り離し後、運行管理部３１７は、回収する運搬車両５３０を決定しない。
【０１５６】
［処理の流れ］
図１３に、本実施形態の、切り離された後の、給電装置５２０における目的地決定部５２５による目的地決定処理の流れを示す。
【０１５７】
目的地決定部５２５は、まず、自身と移動コスト算出対象との位置情報を取得する（ステップＳ５１０１）。移動コスト算出対象は、充電施設４００と、作業場２００から充電施設４００へ向かっている運搬車両５３０のうち、自身（給電装置５２０）より充電施設４００側にいる運搬車両５３０である。
【０１５８】
目的地決定部５２５は、各対象との間の、移動コストを計算する（ステップＳ５１０２）。そして、移動コストの最も小さい対象を、目的地と決定し（ステップＳ５１０３；目的地決定ステップ）、処理を終了する。
【０１５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、第四の実施形態同様、運搬中に不要となった給電装置５２０を切り離す。従って、第四の実施形態同様の効果を得ることができる。
【０１６０】
さらに、本実施形態では、給電装置５２０が自走機能を備える。従って、回収する運搬車両５３０を決定する処理が不要となり、処理が簡略化される。
【符号の説明】
【０１６１】
１００：電力供給システム、１１０：給電システム、
２００：作業場、２１０：作業機械、２１１：無線通信装置、２１３：ブームシリンダ、２１５：バケット、２１６：バケットシリンダ、２１７：アーム、２１８：アームシリンダ、２１９：ブーム、２２１：上部旋回体、２２２：下部走行体、２２３：電動機、２２４：油圧ポンプ、２４１：接続部材、２４２：電源ケーブル、
３００：管理施設、３０１：管理システム、３０２：通信施設、３０３：表示端末、３１０：管理施設端末、３１１：作業計画管理部、３１２：車両管理部、３１３：バッテリ管理部、３１４：給電装置管理部、３１５：給電量算出部、３１６：接続給電装置決定部、３１７：運行管理部、３２１：ＣＰＵ、３２２：メモリ、３２３：記憶装置、３２４：表示装置、３２５：操作装置、３２６：無線通信装置、３２７：Ｉ／Ｏ、３２８：Ｉ／Ｏ、
４００：充電施設、４１０：充電設備、４１１：無線通信装置、４１２：充電監視制御部、４１３：充電器、４２１：接続ケーブル、
５００：運搬路、５１０：被牽引車、５１１：バッテリ、５１２：バッテリ状態検出部、５２０：給電装置、５２１：第二の給電装置、５２２：発電部、５２３：電力供給部、５２４：無線通信部、５２５：目的地決定部、５２６：移動部、５３０：運搬車両、５３１：無線通信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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