(57)【要約】【要約】【課題】電気自動車普及の最大の課題である大容量二次電池にかかわる諸問題（特に価格、重量、充電インフラ／充電時間、寿命、にかかわる問題）の解決・軽減を図る。【解決手段】電気自動車には、一日の平均走行距離走行に必要十分な電力蓄積容量を有する大容量二次電池（バッテリーＡ）を搭載し、前記バッテリーＡへの充電は、電気自動車所有者の自宅等長時間駐車可能な場所における駐車期間中の普通充電でおこなう。また、航続距離拡張は、当該ＥＶに前記バッテリーＡの他に予備の大容量二次電池（バッテリーＢ）を搭載するスペースを設け、前記搭載されている残電力不足となる恐れの生じたバッテリーＡに代えて、バッテリーステーションにおいて事前に普通充電により充電された予備の大容量二次電池（バッテリーＢ）をレンタルして搭載し、バッテリーＡ代えて利用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一日の平均走行距離を走行するに必要十分な電力蓄積容量を有する大容量二次電池（バッテリーＡ）を搭載し、前記バッテリーＡへの充電は、電気自動車所有者の自宅等長時間駐車可能な場所における駐車期間中の普通充電でおこなう一方、当該電気自動車には（バッテリーＡの他に）予備の大容量二次電池（バッテリーＢ）を搭載・利用するための搭載スペースを設け、バッテリーＡに残電力不足の恐れが生じた場合は、バッテリーステーションにおける事前の普通充電で充電されたバッテリーＢをレンタルして当該電気自動車に搭載し、バッテリーＡにかえて利用する、ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
バッテリーＡ、バッテリーＢへの充電は、太陽光あるいは風力等の再生可能エネルギーによる発電電力で行うことを特徴とする請求項１記載の電気自動車。
【請求項３】
減速走行は、回生協調制動に代えての惰性走行と制動走行の時系列的併用による自動運転（減速）走行で行うことを特徴とする請求項１記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電気自動車普及の最大の課題である大容量二次電池にかかわる諸問題（特に、価格、重量、充電インフラ／充電時間、寿命）を解決・軽減し、電気自動車の広範な普及促進を図ろうとするものである。
【背景技術】
【０００２】
現状電気自動車には、蓄エネルギー装置である大容量二次電池に関し、以下の如き大きな問題がある。
１）高価格であること、
２）重量大（走行抵抗大）であること、
３）エネルギー密度・出力密度不足のため、航続距離が短く、航続距離拡張のための充電インフラの整備が必要でありかつ充電に要する時間が長くなること、
４）サイクル寿命が短いこと、
これら問題中、航続距離、充電インフラ／時間の問題に対しては、走行中、蓄電量が不足してきた場合、充電を行う代わりに、大容量二次電池を交換することで解決する方法が提案され一部実行されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４  ）。
しかし、主として上記  １）高価であること  および  ２）重量大であること  の問題については、現状は大容量二次電池そのものの技術的改良を待っている状態であり、これら問題の短期間での解決は不可能であろうと予測されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００８８９０
【特許文献２】特開２０１１−１６８１２７
【特許文献３】特開２００９−０７０３９８
【特許文献４】特開２０１８−００７５５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は、電気自動車（以後ＥＶと記す）の、主として大容量二次電池（以後バッテリーと記す）にかかわる、上記問題を、バッテリーの小容量化および小容量化に対応してのバッテリーの積載・利用方法等の方策によって解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
小型自家用ガソリン車の一日平均走行距離は約  ６０ｋｍと言われている。従って、本願発明における小型自家用ＥＶに搭載するバッテリー容量は、車両がＥＶとして機能・性能を発揮できる最小限の容量として一日平均走行距離を安全かつ快適に走行するに必要十分な電力量を蓄積可能な容量（航続距離１００ｋｍ程度、バッテリー容量１０ｋｗｈ程度）とする。
併せて、上記小容量化したバッテリー（以後バッテリーＡ  と記す）への充電は、ＥＶ所有者の自宅等長時間駐車可能な場所における主として夜間等ＥＶ不使用時の普通充電でおこなうことを原則とする。
上記対策によって、上記ＥＶの諸問題中、高価格であること、および重量大であること、および充電インフラ・充電時間に対する問題は解決・軽減される。
【０００６】
次に航続距離の問題であるが、上記の通り、本願発明においてはバッテリー容量を、例えば一日の平均走行距離走行を可能にするに必要十分な容量としていることから、通常の、主として市街地走行においては、航続距離の問題はないが、上記平均走行距離を超える走行が必要になった場合も想定する必要がある。この場合の対策としてＥＶ本体に上記正規な小容量バッテリー（バッテリーＡ）以外に予備のバッテリー（以後バッテリーＢ  と記す）を装着・使用するためのスペース・機能を持たせ、必要に応じてバッテリーステーションでの充電済の予備バッテリー（バッテリーＢ）を前記予備バッテリー装着スペースに装着し、残電力不足となる恐れのあるバッテリーＡに代えて（但しバッテリーＡはＥＶに装着したまま）使用することによって解決が可能である。
ここでバッテリーＢの特性は原則としてバッテリーＡと同等とし、その容量はバッテリーＡの１〜２倍程度とする。
この予備バッテリー（バッテリーＢ）は通常はＥＶには装着・使用されていないため車両重量（従って走行抵抗）は増加せず、また装着も（必要に応じて）レンタルで行うことによって費用も、この予備バッテリーを正規バッテリーとして装着する場合に比べて、安価となる。
【０００７】
ただし、上記のように予備バッテリーをレンタルしてＥＶに搭載する場合、このバッテリーの性能特に充電容量のばらつきが問題となる。
この問題は、バッテリーの使用履歴、特に急速充放電頻度によって大きく変化することから、バッテリーステーションにおけるバッテリーＢへの充電は、前記バッテリーＡへの充電と同様、急速充電ではなく普通充電によって行うこととする。
また充電電力源も、通常の石炭・石油によるものではなく太陽光・風力等の再生可能エネルギーによる発電電力とすることによって、再生可能エネルギー電力の平滑化・安定化にも寄与することができる。
【０００８】
次にサイクル寿命の問題である。バッテリーのサイクル寿命は急速充電頻度に大きく影響される。
しかし、上記の通り、本願発明において使用されるバッテリーへの充電は、バッテリーＡ、バッテリーＢ共急速充電ではなく普通充電で行うこととしていることから、この問題も軽減されることとなる。残るは減速時の回生（協調）制動による急速充電である。この問題は、減速時に回生（協調）制動を行わないことによって解決される。
【０００９】
しかし回生（協調）制動を行わないということは、走行中の車両の有する運動エネルギーの（減速走行時の）利用効率が低下する、即ちＥＶとしての省エネルギー特性が劣化する、ことになるが、この問題は回生（協調）制動に代えて惰性走行と制動走行の時系列的併用による（惰性走行主体の）減速走行でカバーすることができる。
このように回生（協調）制動を行わないことは急速充放電の頻度が低減することによってバッテリー寿命が延びることと併せて、回生（協調）制動によるエネルギー利用効率への配慮あるいは急速充放電時の複雑なバッテリーマネージメントも不要となることとなり、バッテリーの出力密度への要求度を低減させることができると同時にバッテリーマネージメント機能の簡略化が可能となる。
【００１０】
但し、走行中の減速・停止を回生（協調）制動に代えて、惰性走行主体で行うには、目標減速・停止点から数百メートル上流にも及ぶ惰性走行開始位置の特定が必要となる。
これは、基本的には車両に搭載されている既存のカーナビゲーション装置の改良によって可能であるが、このカーナビゲーション装置の支援によって運転者が惰性走行開始あるいは終了（即ち制動走行開始）を手動操作で行うことは運転者の負荷が重くなり、望ましいことではない。
しかし、アクセル・ブレーキ操作の自動化が可能な自動運転車であればこの問題は無視することができる。
言い換えればＥＶを自動運転化することによって惰性走行の運動エネルギー利用効率を（回生協調制動走行を行う場合よりも）向上させることも可能となり、省エネルギー・航続距離拡張にも有効となる。
【発明の効果】
【００１１】
この結果、本願発明による必要最小限の小容量バッテリー（バッテリーＡ）を搭載したＥＶにおいては、一日の平均走行距離以内の（主として市街地）走行に際してはエネルギー不足の心配なく走行が可能となる。
また、小容量バッテリー（バッテリーＡ）で走行可能な距離以上の長距離走行が予定されている場合も、あらかじめ、あるいは走行途中において、車両に設けられている予備バッテリー装着スペースに充電済の予備バッテリー（バッテリーＢ）を装着することにより、予備バッテリー（バッテリーＢ）の容量以内の走行距離においては、航続距離の心配なく走行が可能となることと併せて、航続距離拡張のための充電インフラおよび時間に対する懸念も解消される。      
さらにレンタルによる予備バッテリー（バッテリーＢ）装着での最大の懸念事項であるバッテリー特性のばらつきの問題も、そのバッテリーの使用履歴において最も寿命低下をもたらす恐れのある充電時あるいは回生（協調）制動時の急速充放電は行われないことから、この問題も軽減される。
【００１２】
即ち本願発明によるＥＶにおいては、小容量バッテリー（バッテリーＡ）の採用によって、車両の価格を低減するとともに車両重量（従って車両の走行抵抗）も低減させることができることに加えて、航続距離拡大も、車両に設けられている予備バッテリー装着スペースに、レンタルによる予備バッテリー（バッテリーＢ）の積載およびバッテリーＡからの切り替え使用を可能とすることによって、最小限の費用で可能となる。
さらに、従来の電気自動車に採用されている回生（協調）制動を自動運転化した惰性走行主体の減速走行に代えることによって、運動エネルギーの利用効率向上とあわせて、バッテリー寿命の向上、及び回生制動のためのバッテリーマネージメントが不要となり、これらも小型化、低価格化さらには長寿命化に貢献できることになる。
即ち、本願発明によって、電気自動車のバッテリーにかかわるほぼすべての問題の軽減・解決が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願発明実施に際してのＥＶは、
・ＥＶとしての機能・性能を発揮できる最小限の容量を有するバッテリー（バッテリーＡ）を搭載するＥＶであること、
・ＥＶにおける減速は、原則として回生（協調）制動ではなく惰性走行主体で行うものとする、
・惰性走行主体の減速走行はアクセル・ブレーキの自動制御可能な自動運転車によって行うこと、
・最小限の容量を有するバッテリー（バッテリーＡ）への充電は、電気自動車所有者の自宅等長時間駐車可能な場所における夜間の普通充電でおこなうことを原則とする、
【００１４】
また予備バッテリー（バッテリーＢ）に関しては、
・ＥＶにバッテリーＡ搭載スペースに加えて、バッテリーＢ搭載スペースを設ける。
・バッテリーＢへの充電はバッテリーステーションにおける普通充電で事前に行う。
・充電電力は、原則として再生可能エネルギーによる発電電力とする。
・予備バッテリー（バッテリーＢ）は、原則としてレンタルして搭載し、残電力不足となるバッテリーＡに代えて使用する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本願発明は、ＥＶ普及の最大の問題である大容量二次電池の価格、重量、寿命および充電時間・充電インフラに関する問題を、
・ＥＶに常時搭載する大容量二次電池容量を最小限化すること、
・ＥＶにバッテリーＡ以外の予備バッテリー（バッテリーＢ）搭載スペースを設け、バッテリーＢの搭載・使用でバッテリーＡでの航続距離不足に備えること
・、バッテリーＡ、およびバッテリーＢへの充電は原則として普通充電で行うこと、
・走行中は回生（協調）制動ではなく惰性走行主体の減速走行で行うことによって、急速充電頻度を抑えること、
によって軽減・解決し、ＥＶ普及・地球温暖化防止に大きく貢献することができる。
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月14日(2019.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一日の平均走行距離を走行するに必要十分な電力蓄積容量を有する大容量二次電池（バッテリーＡ）を搭載し、前記バッテリーＡへの充電は、電気自動車所有者の自宅等長時間駐車可能な場所における駐車期間中の普通充電でおこなう一方、当該電気自動車には（バッテリーＡの他に）予備の大容量二次電池（バッテリーＢ）を搭載・利用するための搭載スペースを設け、バッテリーＡに残電力不足の恐れが生じた場合は、バッテリーステーションにおいて事前に充電されたバッテリーＢをレンタルして当該電気自動車に搭載し、バッテリーＡに代えて利用する、ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
減速走行は、回生（協調）制動に代えての惰性走行と制動走行の時系列的併用による自動運転（減速）走行で行うことを特徴とする請求項１記載の電気自動車。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
現状電気自動車には、蓄エネルギー装置である大容量二次電池に関し、以下の如き大きな問題がある。
１）高価格であること、
２）重量大（従って車両の走行抵抗大となる）であること、
３）エネルギー密度・出力密度不足のため、航続距離が短く、航続距離拡張のための充電インフラの整備が必要でありかつ充電に要する時間が長くなること、
４）サイクル寿命が短いこと、
これら問題中、航続距離、充電インフラ／時間の問題に対しては、走行中、蓄電量が不足してきた場合、充電を行う代わりに、大容量二次電池を交換することで解決する方法が提案され一部実行されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４  ）。
しかし、主として上記  １）高価であること  および  ２）重量大であること  の問題については、現状は大容量二次電池そのものの技術的改良を待っている状態であり、これら問題の短期間での解決は不可能であろうと予測されている。                                                
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
次に航続距離の問題であるが、上記の通り、本願発明においてはバッテリー容量を、例えば一日の平均走行距離走行を可能にするに必要十分な容量としていることから、通常の、主として市街地走行においては、航続距離の問題はないが、上記平均走行距離を超える走行が必要になった場合も想定する必要がある。この場合の対策としてＥＶ本体に上記正規な小容量バッテリー（バッテリーＡ）以外に予備のバッテリー（以後バッテリーＢ  と記す）を装着・使用するためのスペース・機能を持たせ、必要に応じてバッテリーステーションでの充電済のバッテリーＢを前記予備バッテリー装着スペースに装着し、残電力不足となる恐れのあるバッテリーＡに代えて（但しバッテリーＡはＥＶに装着したままとする）使用することによって解決が可能である。
ここでバッテリーＢの特性は原則としてバッテリーＡと同等とし、その容量はバッテリーＡの１〜２倍程度とする。
この予備バッテリー（バッテリーＢ）は通常はＥＶには装着・使用されていないため車両重量（従って車両の走行抵抗）は増加せず、また装着費用も（必要に応じて）レンタルで行うことによって、予備バッテリーを正規バッテリーとして装着する場合に比べて、安価となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ただし、上記のように予備バッテリーをレンタルしてＥＶに搭載する場合、このバッテリーの性能特に充電容量のばらつきが問題となる。
この問題は、バッテリーの使用履歴、特に急速充放電頻度によって大きく変化することから、バッテリーステーションにおけるバッテリーＢへの充電は、前記バッテリーＡへの充電と同様、急速充電ではなく普通充電によって行うこととする。
また充電電力源も、通常の石炭・石油による発電電力ではなく太陽光・風力等の再生可能エネルギーによる発電電力とすることによって、地球温暖化対策として、また再生可能エネルギー電力の平滑化・安定化にも寄与することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この結果、本願発明による必要最小限の小容量バッテリー（バッテリーＡ）を搭載したＥＶにおいては、一日の平均走行距離以内の（主として市街地）走行に際してはエネルギー不足の心配なく走行が可能となる。
また、小容量バッテリー（バッテリーＡ）で走行可能な距離以上の長距離走行が予定されている場合も、あらかじめ、あるいは走行途中において、車両に設けられている予備バッテリー装着スペースに充電済の予備バッテリー（バッテリーＢ）をレンタルして搭載・装着することにより、予備バッテリー（バッテリーＢ）の容量以内の走行距離においては、航続距離の心配なく走行が可能となることと併せて、航続距離拡張のための充電インフラおよび時間に対する問題も軽減・解消される。      
さらにレンタルによる予備バッテリー（バッテリーＢ）装着での最大の懸念事項であるバッテリー特性のばらつきの問題も、そのバッテリーの使用履歴において最も特性劣化をもたらす恐れのある充電時あるいは回生（協調）制動時の急速充放電は行われないことから、この問題も軽減される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本願発明は、ＥＶ普及の最大の問題である大容量二次電池の価格、重量、寿命および充電時間・充電インフラに関する問題を、
・ＥＶに常時搭載する大容量二次電池容量を最小限化すること、
・ＥＶにバッテリーＡ以外の予備バッテリー（バッテリーＢ）搭載スペースを設け、バッテリーＢの搭載・使用でバッテリーＡでの航続距離不足に備えること
・バッテリーＡ、およびバッテリーＢへの充電は原則として普通充電で行うこと、また
走行中の減速は回生（協調）制動ではなく惰性走行主体で行うこと、によって、急速充電頻度を抑えること、
によって軽減・解決し、ＥＶ普及・地球温暖化防止に大きく貢献することができる。