(57)【要約】【課題】充電式自動車に使用される電池の充電時間の解消と電池の有効利用を図り、充電式自動車の普及をめざすものである。【解決手段】充電式自動車の所有者で構成する電池共有管理団体を創り、電池ステーションを設置し、会員共有電池を準備する。会員は、電池ステーションにて放電した電池を満充電された会員共有電池と交換し、充電の待ち時間を解消し、会員共有電池の適正な保管数量が維持され、充電式自動車普及に役立つものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（１）〜（４）により構成される電池共有管理団体が行う会員共有電池の管理法。
（１）充電式自動車の所有者を会員とする電池共有管理団体を創り、本団体が、電池ステーションを設置するとともに、会員共有電池を準備する。
（２）充電式自動車の所有者が本団体の会員になるとき、その個人情報を本団体のホストコンピュータに記録し、その個人情報が記載された会員カードが会員に渡される。（３）会員が本団体の運営する電池ステーションにて電池を交換するときに、会員カードを提示し、その会員情報と、交換された電池を充電する際に、使用した電池の電池情報とが電池ステーションに記録される。
（４）電池ステーションに記録された会員情報と電池情報は、本団体のホストコンピュータに連絡され、会員共有電池と会員の電池使用量を管理し、使用料金が会員に請求される。
【請求項２】
電池共有管理団体が、会員情報と、電池情報をもとに、ホストコンピュータが、本団体が所有する電池数量を算出し、さらに、電池ステーション毎の１日当たりの電池交換回数、交換する曜日、時間別の集計をし、その集計を基に、各電池ステーションに準備する電池を算出し、保管する請求項１の会員共有電池の管理方法。
【請求項３】
電池にはＩＣチップを埋め込み、電池の充電器には、読み取り装置及び情報伝達装置を取り付け、交換された電池を充電するとき、電池のICチップから電池情報がホストコンピュータに連絡され、記録される請求項１の会員共有電池の管理方法
【請求項４】
会員カードをICカードとし、電池ステーションにて会員カードの読み取り情報伝達機能を設け、提示さされた会員カードの情報をホストコンピュータに連絡するとともに、ホストコンピュータに記録された個人情報をその会員カードに記録する請求項１の会員共有電池の管理方法。
【請求項５】
各電池共有管理団体の会員が、他の電池共有管理団体の電池ステーションにても電池の交換ができる請求項１の会員共有電池の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式自動車の走行に必要な充電式電池の共同利用とその管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策の一環として、電気自動車が注目されている。電気自動車とは、電動機を動力発生源として推進する自動車をいうが、走行中に外部からエネルギーの供給を受けず、電力を供給する装置が、車内に搭載されている電気自動車と搭載されていないものに分けられる。前者には、内燃機関とモーターを並列的に用いるハイブリッドカーも含まれるが、ここでは、走行中は、外部からエネルギーの供給を受けることなく、搭載された充電式電池（以下略して電池とする。）のみにより電動機を動かし、その電池を車外の設備を用いて充電するものを充電式自動車というものとする。また充電式自動車には二輪車も含まれるものとする。（以下同じ。）
【０００３】
充電式自動車は、内燃機関自動車よりエネルギーの利用効率が高く、二酸化炭素の排出量もはるかに少ないとされる。しかし、ガソリンと標準的なリチウム電池では、単位質量当たりのエネルギー密度には、約１００倍もの差があり、内燃機関自動車の熱効率を約２０％、充電式自動車の熱効率を約８０％と推定しても、ガソリンと同量の電池を充電式自動車が搭載した場合には、ガソリン車の約１／２５の距離しか走行できず、実用化するには、電池を多く搭載する必要がある。充電式自動車でガソリン車と同じ走行距離にしようとすると、電池を大型にする必要があり、数百Ｋｇの重量増しとなってしまう。そこで、電池重量を制限することが余儀なくされ、必然的に走行距離は短くなり、充電を頻繁に行う必要が生ずる。
【０００４】
このように、充電式自動車を普及させるためには、街路や高速道路での急速充電できる設備が必要である。また、電池への充電時間は、急速充電器を使用しても数十分かかり、ガソリン給油時間は約５分であり、その分、ガソリン給油設備の数倍もの急速充電設備の設置が必要となってくる。急速充電であっても、充電時間は数十分かかり、この間じっと待っていることは難しく、充電式自動車メーカーでは、買い物時間中に充電するため、大型ショッピングセンタと協力して、その駐車場に充電設備を設ける計画や、急充電式自動車メーカーの中には、電池を充電するのではなく、電池を交換する方式も考えられている。
【０００５】
充電式自動車の使用者が、電池を充電するのではなく、電気容量が少なくなった電池を交換し、充電された電池に積み替えて、電気容量が少なくなった電池は、まとめて充電し、交換のための準備しておくシステムを作る方が、充電器の設備投資や待ち時間を考慮すると便利である。そこで、充電式自動車の利用者を対象として、共同して電池を使用する電池共有管理システムを提供するものである。
【０００６】
充電式自動車の電池の充電あるいは交換に関する先行技術は、多くあり、中でも関連する先行技術としては、バッテリの互換・循環利用システムの契約（特許文献１、２）、バッテリの電力保有量等と交換・充電管理方法（特許文献３）、二次電池充放電循環型保守管理システム（特許文献４）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８０８３４
【特許文献２】特開２００９−７０３９８
【特許文献３】特開２００７−１１６７９９
【特許文献４】特開２００２−４４８０５
【０００８】
上記特許文献１，２では、電池の互換・循環利用の考え方は記載されているが、その方法はやや具体性に欠けている。特許文献３では、充電式自動車等に使用する電池を共有するとする思想はなく、特許文献４では、二次電池に使用する電解液の補充に関するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は、充電式自動車の所有者が使用する電池を共有化し、充電し管理する団体を創り、この団体が充電された電池を供給する等充電待ち時間を排除し、電池の有効利用を図り、充電式自動車の普及をめざすものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、（１）から（４）により構成される電池共有管理団体が行う会員共有電池の管理法である。
（１）充電式自動車の所有者を会員とする電池共有管理団体を創り、本団体が、電池ステーションを設置するとともに、会員共有電池を準備する。
（２）充電式自動車の所有者が本団体の会員になるとき、その個人情報を本団体のホストコンピュータに記録し、その個人情報が記載された会員カードが会員に渡される。（３）会員が本団体の運営する電池ステーションにて電池を交換するときに、会員カードを提示し、その会員情報と、交換された電池を充電する際に、使用した電池の電池情報とが電池ステーションに記録される。
（４）電池ステーションに記録された会員情報と電池情報は、本団体のホストコンピュータに連絡され、会員共有電池と会員の電池使用量を管理し、使用料金が会員に請求される。
【００１１】
電池共有管理団体（以下本団体とする。）は、権利能力を有していれば足り、法人格であるか否かは問わない。本団体は、充電式自動車メーカーや電力会社が発起人となることも考えられる。充電式自動車には、四輪車だけでなく二輪車も含まれる。電池共有管理団体は、当初数か所の電池ステーションを設け、交換用の電池である会員共有電池を一定量準備して、電池ステーションに保管する。電池は、前述のように特に断りがない限り充電式電池をいうものとする。電池は、四輪車と二輪車では異なる場合もあるが、形状や充放電機構はできるだけ同じものが好ましい。電池ステーションのすべてに電池の充電器を設置する必要はなく、交換された電池を充電器のある電池ステーションに集め、充電等して充電器のない電池ステーションに戻し保管することもできる。
【００１２】
充電式自動車の所有者は、本団体の会員になるときに、名前、住所、車種等を記載し、それが本団体のホストコンピュータ（以下ホストコンピュータの略す。）に記録され、暗証番号等が付された会員カードが渡される。この会員カードは、ICカードであることが望ましい。
【００１３】
この会員カードにより、本団体が運営する電池ステーションにおいて、会員は、会員カードを提示し、電池交換のサービスが受けることができる。電池交換時には、会員の電池の交換回数、電池ステーションの場所、日時や曜日等の会員情報が電池ステーションに記録される。会員情報とは、会員の氏名・住所等だけでなく、電池を交換した回数、場所、日時等も含まれる。さらに、電池充電のときに、電池の使用時間、放電容量、残存容量、充電容量、充電回数及びその所要時間や電池の状態等が測定され記録される。これらの測定は、電池の使用量と劣化状態を知るためであり、上記測定項目は、例示に過ぎず、すべての測定を行う必要はなく、電池の使用量と劣化状態を知ることができれば足りる。この電池の使用量と劣化状態を知るための電池の変化や測定値を電池情報とする。電池の状態とは、電池内のイオン濃度の変化等化学的・物理的変化や数値をいい、電池の使用量と劣化状態を知るための情報となるものである。電池には、寿命があり、使用できなくなった電池は更新して会員の走行中に支障をきたさないためである。この会員情報と電池情報は、ホストコンピュータに連絡され、会員の使用量、電池の管理の記録とされる。それらの記録から会員共有電池数量や劣化状態を管理し、所定期間での会員の電池使用量を算出する。また会員の充電式自動車購入時に付いていた電池が、本団体が使用する電池と同じ仕様ならば、その電池は会員共有電池とする。この場合、本団体がこの電池を購入することも一方異なる仕様の電池であれば、電池交換や充電ができないため、会員共有電池と入れ替える。そして、会員の所有する充電式自動車の電池は、すべて会員共有電池とする。なお、連絡とは、無線、インターネットを含む有線等を使用して情報を伝達することをいう。（以下同じ。）
【００１４】
ホストコンピュータにより算出された会員の電池使用料金は、所定期間毎に本団体から会員に請求される。
【００１５】
続いて、請求項２の発明は、電池共有管理団体が、会員情報と、電池情報をもとに、ホストコンピュータが、本団体が所有する電池数量を算出し、さらに、電池ステーション毎の１日当たりの電池交換回数、交換する曜日、時間別の集計をし、その集計を基に、各電池ステーションに準備する電池を算出し、保管する請求項１の会員共有電池の管理方法である。
【００１６】
電池共有管理団体が準備する電池量は、必ずしも会員の人数分準備する必要はない。会員は、その所有する充電式自動車には、必ず電池が収納されており、それぞれの会員が毎日充電式自動車を使用するとは限らないためである。そこで、各電池ステーションから来る会員情報と電池情報をホストコンピュータに取り込み、ホストコンピュータに内蔵された集計方法により本団体が準備する電池量が算出される。内蔵された集計方法とは、品切れの確立や在庫量と損益の関係から組み立てられている適正在庫量を算出するプログラムが該当し、電池の適正保管数量は、会員が増えていけば、それに比例して正確度は向上する学習機能を有し、電池の適正保管数量は、より正確な数値に更新されていく。
【００１７】
電池は、自然放電するため、満充電してもその後長時間使用せず保管すれば、充電容量は減少していく。そこで電池の交換のときに満充電にしておくことが望ましい。しかし、会員がいつ電池を交換しに来るかを予測することは難しい。そこで、ホストコンピュータに内蔵された集計方法により、電池ステーションでの１日当たりの電池交換回数、交換する曜日、時間別の集計をとり、その集計を基に電池を充電する時期と数量が決まり、各電池ステーションに満充電された電池が保管され、会員の電池交換の需要に応えるようにする。ホストコンピュータにより算出された電池の各電池ステーションでの準備数量は、電池ステーションに連絡され、充満電した電池が曜日や時間ごとに適正数量準備される。この集計方法も、電池交換の場所、曜日、時間帯等のデータより、交換の散布図を作成し、その散布図から、関係式を求める機能等を有するプログラムがホストコンピュータに内蔵され、各電池ステーションで、電池を充電する時期と数量が算出される。かかる算定も学習機能を有し、会員数が多くなり、電池の交換回数が増すとともに正確度が上昇するようになる。
【００１８】
続いて、請求項３の発明は、電池にはＩＣチップを埋め込み、電池の充電器には、読み取り装置及び情報伝達装置を取り付け、交換された電池を充電するとき、電池のICチップから電池情報がホストコンピュータに連絡され、記録される請求項１の会員共有電池の管理方法である。
【００１９】
電池に埋め込まれたＩＣチップには、温度、イオン濃度、電圧・電流を感知するセンサー等が具備した回路が形成され、放電容量や電池の状態等の電池情報がICチップに記憶される。また電池の充電器には、読み取り装置及び情報伝達装置を取り付け、電池の充電時に、ＩＣチップの情報を読み取りホストコンピュータに直接その情報を連絡できるようにしておく。充電時の充電量や充電時間もホストコンピュータに連絡される。この方法により、正確・迅速に電池情報がホストコンピュータに記録され、電池の使用量や劣化状態が管理される。
【００２０】
続いて、請求項４の発明は、会員カードをICカードとし、電池ステーションにて会員カードの読み取り情報伝達機能を設け、提示さされた会員カードの情報をホストコンピュータに連絡するとともに、ホストコンピュータに記録された個人情報をその会員カードに記録する請求項１の会員共有電池の管理方法である。
【００２１】
会員カードをICカードとすることにより、ホストコンピュータに直接会員情報が連絡され記録される。またホストコンピュータから会員カードにホストコンピュータ内に記録された会員の電池交換回数や使用料が連絡され、相互の連絡が迅速に行うことができ、会員は支払う使用料等をその場で知ることができる。
【００２２】
つづいて、請求項５の発明は、各電池共有管理団体の会員が、他の電池共有管理団体の電池ステーションにても電池の交換ができる請求項１の会員共有電池の管理方法である。
【００２３】
全国的な電池共有管理団体を創るのは、困難であり、各地域に資本等が異なる電池共有管理団体が存在することになると予想される。充電式自動車は、ガソリン車に比べ満充電にしたときでもその走行距離は短く、約２００Km以下といわれている。この走行距離では旅行等遠距離の移動をすることはできない。電池共有管理団体が異なる会員であっても、他の電池共有管理団体の電池ステーションにて電池を交換できれば、遠距離移動する会員にとっては便利である。そこで電池共有管理団体のホストコンピュータを互いに連絡させ、会員情報、電池情報の交換を行い、電池共有管理団体の電池ステーションにおいて他の団体の会員が電池の交換サービスを受けるようにする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明では、電池共有管理団体が会員共有電池を準備し、本会員は、放電した電池を充電することなく、満充電した電池に交換することができるため、充電するまで待つ必要はなく、会員共有電池であるため、電池の有効利用が可能であり、充電式自動車の普及に効果がある。
請求項２の発明では、会員情報と電池情報をもとに、電池の適正保管数量が算出され、さらに電池への充電時期と電池ステーションへの電池の配置を適正にすることができ、会員の電池使用料の低減を図ることができる。
請求項３の発明では、電池に埋め込まれたICチップに電池情報が記録されるため、充電時に電池情報を測定する必要はなく、充電器の読み取り装置及び情報伝達装置により、その電池情報が迅速にホストコンピュータに伝達できる。
請求項４の発明では、会員カードをICカードにすることにより、ホストコンピュータだけでなく会員も会員情報の内容を知ることが可能となる。
請求項５の発明では、他の電池共有管理団体の会員であっても電池ステーションにて電池の交換をすることができ、遠距離移動する会員には便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】会員入会から電池使用料金の請求までの流れ。
【図２】会員別統計分析の算出
【図３】ＩＣチップが埋め込まれた電池での電池情報の流れ
【図４】電池の劣化状態の指標
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の大まかな流れを図１に示す。
【実施例１】
【００２７】
会員希望者は、電池共有管理団体への入会の手続きを行い、会員の住所・氏名、充電式自動車の車種等がホストコンピュータに記録され会員カードが渡される。この会員カードにより電池ステーションにて電池の交換ができるようになる。電池が使用され放電すると、最寄りの電池ステーションにて満充電した電池に交換する。このときに、会員の氏名、電池の交換回数、電池ステーションの場所、交換した日時、曜日等が会員情報として電池ステーションに記録され、データ送受信部を通して、ホストコンピュータに記録される。使用により放電した電池は、充電設備にある電池ステーションにて充電され、充電量、充電時間、電池の状態等の電池情報が記録され、同様にホストコンピュータに記録される。ホストコンピュータでは、会員情報と電池情報を集計プログラムに取り込み、電池の適正保管数量を算出し、その数の電池を準備する。
さらに、電池ステーションでの電池の配置充電予定を算出し、各電池ステーションへ連絡し、満充電された電池を曜日、時間別に準備する。
【００２８】
電池ステーションでの電池の配置充電予定表は、図２の会員別統計分析を算出し、集計プログラムにより算出する。電池の使用期間（交換するまでの期間）、場所、曜日、時間帯等を集計し、交換回数の散布図を作成し、満充電した電池と交換できる仕組みを作り上げる。
【実施例２】
【００２９】
図３はＩＣチップが埋め込まれた電池１での電池情報の流れである。電池には、温度、電圧、電流、イオン濃度の各センサーがＩＣチップにつながれた回路が組まれている。ＩＣチップには、電池使用中の温度等の各数値が記録される。電池を充電するとき、充電器２に内の読み取り装置によりＩＣチップの数値が読み取られる。さらに充電時の充電容量、充電時間も記録される。ＩＣチップの情報と充電時の情報が電池情報となって充電器内の情報伝達伝装置を介してデータ送受信部３を通りホストコンピュータ４に記録される。この電池情報により電池の使用量や劣化状態を算出し、電池の適正保管数や使用料金が決められる。
【実施例３】
【００３０】
図４は、電池の劣化状態の指標例である。電池のＩＣチップ及び充電時の充電容量や時間等の電池情報がホストコンピュータに記録される。この記録から図４のような指標を集計プログラムより算出し、一定基準を満たさなくなった電池を廃棄処分にする。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
充電式自動車の製造販売が迫ってきている。この電池の充電は家庭の電源を使用できるがその充電時間は１０時間以上である。また急速充電器を使用した場合には数十分で充電できるといわれているが、各家庭に急速充電器を設置することは困難であり、充電式自動車の普及を妨げる要因となっている。そこで、電池を共有化し、放電した電池は、満充電した電池に交換する方法を採用すれば、充電の待ち時間の解消となり、電池の適正保管数量が維持でき充電式自動車の利用範囲が広がるものと考えられる。従って電池共有管理団体と会員共有電池の考え方は、今後の指針となると思われる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電池
２  充電器
３  データ送受信部
４  ホストコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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