(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022144835
(43)【公開日】2022-10-03
(54)【発明の名称】物流施設
(51)【国際特許分類】
B65G 61/00 20060101AFI20220926BHJP
B60L 53/80 20190101ALI20220926BHJP
B60L 53/30 20190101ALI20220926BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220926BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20220926BHJP
【ＦＩ】
B65G61/00 530
B60L53/80
B60L53/30
H02J7/00 P
H02J7/00 301D
H02J50/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021046017
(22)【出願日】2021-03-19
(71)【出願人】
【識別番号】000144027
【氏名又は名称】株式会社ミツバ
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】塚本 準
【テーマコード（参考）】
5G503
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503AA02
5G503BA02
5G503BB02
5G503BB03
5G503CB11
5G503FA06
5G503GB08
5H125AA01
5H125AC13
5H125FF06
(57)【要約】
【課題】電動車両による荷物の配送をより効率的に行うことができるようにする。
【解決手段】交換式のバッテリが搭載された電動車両の前記バッテリを交換するための設備であるバッテリ交換設備と、前記電動車両に荷物を積載するための設備である荷物積載設備と、を備える、物流施設。
【選択図】図１
【解決手段】交換式のバッテリが搭載された電動車両の前記バッテリを交換するための設備であるバッテリ交換設備と、前記電動車両に荷物を積載するための設備である荷物積載設備と、を備える、物流施設。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交換式のバッテリが搭載された電動車両の前記バッテリを交換するための設備であるバッテリ交換設備と、
前記電動車両に荷物を積載するための設備である荷物積載設備と、
を備える、物流施設。
前記電動車両に荷物を積載するための設備である荷物積載設備と、
を備える、物流施設。
【請求項2】
前記バッテリ交換設備は、前記バッテリを搬送するコンベア、
を備える、請求項１に記載の物流施設。
を備える、請求項１に記載の物流施設。
【請求項3】
前記荷物積載設備は、前記荷物を搬送するコンベア、
を備える、請求項１又は請求項２に記載の物流施設。
を備える、請求項１又は請求項２に記載の物流施設。
【請求項4】
前記バッテリ交換設備は、
前記バッテリを１００Ｖ又は２００Ｖで充電する充電設備、
を備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物流施設。
前記バッテリを１００Ｖ又は２００Ｖで充電する充電設備、
を備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物流施設。
【請求項5】
前記充電設備は、急速充電装置である、
請求項４に記載の物流施設。
請求項４に記載の物流施設。
【請求項6】
前記充電設備は、非接触充電装置である、
請求項４又は請求項５に記載の物流施設。
請求項４又は請求項５に記載の物流施設。
【請求項7】
前記バッテリ交換設備は、前記バッテリを温める加温部、
を備える、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の物流施設。
を備える、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の物流施設。
【請求項8】
前記加温部は、充電前あるいは充電中の前記バッテリの温度が所定の温度となるように、充電前あるいは充電中の前記バッテリを温める、
請求項７に記載の物流施設。
請求項７に記載の物流施設。
【請求項9】
前記加温部は、充電後の前記バッテリが前記電動車両に搭載されるまでに、充電後の前記バッテリの温度が所定の温度となるように、充電後の前記バッテリを温める、
請求項７又は請求項８に記載の物流施設。
請求項７又は請求項８に記載の物流施設。
【請求項10】
前記電動車両が乗り入れるための乗り入れ空間、
を備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の物流施設。
を備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の物流施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物流施設に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電気自動車の開発や市販化が進んでいるが、バッテリのコスト、サイズ、重量や充電インフラ不足や充電時間が長い等の課題もあり普及には至っていなかった。
開発されている電気自動車の多くは、既存のエンジン車両のエンジンをモータに置き換え、航続距離を延長するため、大容量のバッテリを積載する（例えば、特許文献１参照）。
開発されている電気自動車の多くは、既存のエンジン車両のエンジンをモータに置き換え、航続距離を延長するため、大容量のバッテリを積載する（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
当該バッテリは、車両に完全固定されているため、バッテリの充電はバッテリが車両に積載された状態で行われている。配送事業で用いる電気自動車は、荷室容積が制限されるため、１日に数回倉庫や配送センタに戻り、新たな荷物を積み込むことでフレキシブルな荷物の配送を可能としている。この場合、バッテリの充電は、電気自動車が配送センタや倉庫へ戻った際に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４－２６６９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、電気自動車に積載されたバッテリの容量が大きい場合、バッテリの充電には時間がかかる。そのため、残量が少なくなった電気自動車に積載されたバッテリの充電には長い充電時間が必要となる。さらに、バッテリは電気自動車に固定して設けられている場合、バッテリの充電中は電気自動車を荷物の配送に利用することができない。これより、電気自動車による荷物の配送において、バッテリの充電のために電気自動車を長時間利用できず、荷物の配送の効率が低下してしまうことがあった。
【0006】
上述の課題を鑑み、本発明は、電動車両による荷物の配送をより効率的に行うことができる物流施設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】
【0007】
本発明の一態様に係る物流施設は、交換式のバッテリが搭載された電動車両の前記バッテリを交換するための設備であるバッテリ交換設備と、前記電動車両に荷物を積載するための設備である荷物積載設備と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、電動車両による荷物の配送をより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る物流施設の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0011】
【0012】
図１に示すように、物流施設１０は、バッテリ交換設備１００、荷物積載設備２００、及び乗り入れ空間３００を有する。物流施設１０は、例えば、倉庫や配送センタである。
【0013】
図１に示す電動車両１は、例えば、荷物を配送する配送車両である。配送車両は、例えば、軽貨物車両である。
なお、電動車両１は、４つのモータで４つの車輪をそれぞれ独立して駆動する構成、２つのモータで前輪もしくは後輪を駆動する構成のいずれであってもよい。
なお、電動車両１は、４つのモータで４つの車輪をそれぞれ独立して駆動する構成、２つのモータで前輪もしくは後輪を駆動する構成のいずれであってもよい。
【0014】
図１に示すように、電動車両１には、交換式のバッテリ２が搭載される。バッテリ２は、図１に示す自宅Ｈ０や物流施設１０で充電可能である。
バッテリ２には、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛電池等のうちいずれかの二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。バッテリ２は、例えば、電圧が６０Ｖ（ボルト）未満の交換可能な（交換式）低電圧バッテリである。
バッテリ２には、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛電池等のうちいずれかの二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。バッテリ２は、例えば、電圧が６０Ｖ（ボルト）未満の交換可能な（交換式）低電圧バッテリである。
【0015】
なお、電動車両１に搭載されるバッテリ２の数は、特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。複数のバッテリが搭載される場合、電動車両１は、例えば、前後、左右の４つの車輪に対して、それぞれ、モータ制御部を含む駆動ユニットを個別に備え、各モータ制御部にはそれぞれ個別にバッテリ２が接続される構成であってもよい。当該構成の場合、電動車両１の前後、左右の４つの車輪それぞれに対し、駆動するための電力を供給するバッテリ２が個別に設けられる。
これにより、バッテリ電圧や容量のためにセルの直列化又は並列化をしてセルバランスを考慮する必要がない。また、既存の高電圧の電動車両からのリサイクルバッテリを利用しやすい。即ち、電動車両１を駆動するためのバッテリの取り扱い及びメンテナンスが容易になる。
これにより、バッテリ電圧や容量のためにセルの直列化又は並列化をしてセルバランスを考慮する必要がない。また、既存の高電圧の電動車両からのリサイクルバッテリを利用しやすい。即ち、電動車両１を駆動するためのバッテリの取り扱い及びメンテナンスが容易になる。
【0016】
以下、本実施形態では、電動車両１には、４つの車輪それぞれに対応する４つのバッテリ２が搭載されている例について説明する。本例では、各バッテリ２は電圧４５Ｖの交換式の低電圧バッテリである。よって、電動車両１全体のシステム電圧は４５Ｖ×４である。また、バッテリ２の容量は、１配送４０ｋｍ（キロメートル）～５０ｋｍ走行できる容量である。以下、４つのバッテリ２を１組のバッテリと称する。なお、電動車両１に１又は複数のバッテリ２を非常用電源ＥＰとして積み込み、持ち運んで利用することも可能である。
【0017】
バッテリ交換設備１００は、交換式のバッテリが搭載された電動車両１のバッテリを交換するための設備である。
図１に示すように、バッテリ交換設備１００は、バッテリ回収装置１１０、バッテリ供給装置１２０、及び充電装置１３０を備える。
図１に示すように、バッテリ交換設備１００は、バッテリ回収装置１１０、バッテリ供給装置１２０、及び充電装置１３０を備える。
【0018】
バッテリ回収装置１１０は、バッテリ２を回収する装置である。バッテリ回収装置１１０は、例えば、バッテリ２を搬送するコンベアを有する。作業者が電動車両１から降ろされた使用済みのバッテリ２をコンベアに載せると、バッテリ２は回収場所や充電場所の方へ搬送される。これにより、作業者は、バッテリ２の持ち運びを容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
なお、作業者は、バッテリ２を搬送板１１１に載せてもよいし、コンベアに直接載せてもよい。
なお、作業者は、バッテリ２を搬送板１１１に載せてもよいし、コンベアに直接載せてもよい。
【0019】
なお、図１に示す例では、バッテリ交換設備１００が１つのバッテリ回収装置１１０を備える例を示したが、かかる例に限定されない。バッテリ回収装置１１０の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
【0020】
バッテリ供給装置１２０は、バッテリ２を供給する装置である。バッテリ供給装置１２０は、例えば、バッテリ２を搬送するコンベアを有する。作業者が充電済みのバッテリ２をコンベアに載せると、バッテリ２はコンベアによって電動車両１の方へ搬送される。
これにより、作業者は、バッテリの持ち運びを容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
これにより、作業者は、バッテリの持ち運びを容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
【0021】
なお、図１に示す例では、バッテリ交換設備１００が１つのバッテリ供給装置１２０を備える例を示したが、かかる例に限定されない。バッテリ供給装置１２０の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
【0022】
充電装置１３０は、バッテリ２を充電する装置（充電設備の一例）である。充電装置１３０は、例えば、バッテリ２を１００Ｖ又は２００Ｖで充電する。
これにより、例えば物流施設１０に既存の充電設備を用いてバッテリ２を充電することが可能である。そのため、既存の充電インフラによらずバッテリ２を充電することができるため、設備投資を抑制することができる。
これにより、例えば物流施設１０に既存の充電設備を用いてバッテリ２を充電することが可能である。そのため、既存の充電インフラによらずバッテリ２を充電することができるため、設備投資を抑制することができる。
【0023】
充電装置１３０は、例えば、急速充電装置である。
これにより、充電装置１３０は、バッテリ２の充電時間を短縮することができる。
これにより、充電装置１３０は、バッテリ２の充電時間を短縮することができる。
【0024】
充電装置１３０は、例えば、非接触充電装置である。
これにより、充電装置１３０は、バッテリ２を充電する際に作業者がバッテリ２を充電装置１３０に接続する手間を省くことができる。
これにより、充電装置１３０は、バッテリ２を充電する際に作業者がバッテリ２を充電装置１３０に接続する手間を省くことができる。
【0025】
なお、充電装置１３０は、急速充電装置と非接触充電装置のいずれか一方の機能のみを有する装置であってもよいし、急速充電装置と非接触充電装置の両方の機能を有する１つの装置であってもよい。
【0026】
バッテリ交換設備１００は、バッテリ２を温める加温部をさらに備えてもよい。加温部によってバッテリ２の温度を適切な使用温度とすることで、充電容量や放電容量の減少を防ぐことができる。これにより、電動車両１の走行距離を延ばすことができる。
【0027】
加温部は、充電前あるいは充電中のバッテリ２の温度が所定の温度（例えば２０℃程度）となるように、充電前あるいは充電中のバッテリ２を温める。
これにより、バッテリ２は、充電時に適切な使用温度で充電されることで、充電容量の減少を防ぐことができる。
これにより、バッテリ２は、充電時に適切な使用温度で充電されることで、充電容量の減少を防ぐことができる。
【0028】
加温部は、充電後のバッテリ２が電動車両１に搭載されるまでに、充電後のバッテリ２の温度が所定の温度（例えば２０℃程度）となるように、充電後のバッテリ２を温める。
これにより、バッテリ２は、荷物の配送開始時に適切な使用温度で使用されることで、放電容量の減少を防ぐことができる。
これにより、バッテリ２は、荷物の配送開始時に適切な使用温度で使用されることで、放電容量の減少を防ぐことができる。
【0029】
加温部としての機能は、例えば、バッテリ回収装置１１０、搬送板１１１、バッテリ供給装置１２０、充電装置１３０とは独立してバッテリ交換設備１００に設けられる装置が有する機能である。また、加温部としての機能は、バッテリ回収装置１１０、搬送板１１１、バッテリ供給装置１２０、充電装置１３０のいずれかの装置が有する機能であってもよい。
【0030】
荷物積載設備２００は、電動車両１に荷物を積載するための設備である。図１に示すように、荷物積載設備２００は、荷物供給装置２１０及び荷物供給装置２２０を備える。
【0031】
荷物供給装置２１０及び荷物供給装置２２０は、荷物ＢＧを供給する装置である。荷物供給装置２１０及び荷物供給装置２２０は、例えば、荷物ＢＧを搬送するコンベアを有する。作業者が配送対象である荷物ＢＧをコンベアに載せると、バッテリ２は電動車両１の方へ搬送される。
これにより、作業者は、荷物ＢＧの持ち運びを容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
これにより、作業者は、荷物ＢＧの持ち運びを容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
【0032】
なお、図１に示す例では、荷物積載設備２００が荷物供給装置２１０と荷物供給装置２２０の２つの荷物供給装置を備える例を示したが、かかる例に限定されない。荷物供給装置の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【0033】
乗り入れ空間３００は、電動車両１が物流施設１０の中へ乗り入れるための空間である。乗り入れ空間３００は、電動車両１が物流施設１０に入るための入口と、電動車両１が物流施設１０から出るための出口とをつなぐ空間である。物流施設１０が乗り入れ空間３００を備えることにより、作業者は、バッテリ２の積み下ろしにかかる時間や、荷物ＢＧの積載に係る時間を短縮することができる。
【0034】
具体的に、電動車両１の使用者（運転者）は、当該入口から物流施設１０の中へ電動車両１を乗り入れ、バッテリ交換設備１００付近にて電動車両１を停車することができる。これにより、作業者は、バッテリ交換設備１００付近でバッテリ２の交換を行うことができるため、バッテリ２の積み下ろしにかかる時間を短縮することができる。
また、電動車両１の使用者は、バッテリ２の交換後、電動車両１を運転して荷物積載設備２００付近にて電動車両１を停車することができる。これにより、作業者は、荷物積載設備２００付近で荷物の積載を行うことができるため、荷物の積載にかかる時間を短縮することができる。
また、電動車両１の使用者は、バッテリ２の交換後、電動車両１を運転して荷物積載設備２００付近にて電動車両１を停車することができる。これにより、作業者は、荷物積載設備２００付近で荷物の積載を行うことができるため、荷物の積載にかかる時間を短縮することができる。
【0035】
ここで、電動車両１を用いた荷物の配送の流れの一例について説明する。
例えば、図１に示すように、電動車両１の使用者は、バッテリ２の交換と配送する荷物ＢＧの回収を行うため、自宅Ｈ０から物流施設１０に向けて出発する。なお、自宅Ｈ０にてバッテリ２を充電済みの場合、物流施設１０にてバッテリの交換を行わなくてもよい。
例えば、図１に示すように、電動車両１の使用者は、バッテリ２の交換と配送する荷物ＢＧの回収を行うため、自宅Ｈ０から物流施設１０に向けて出発する。なお、自宅Ｈ０にてバッテリ２を充電済みの場合、物流施設１０にてバッテリの交換を行わなくてもよい。
【0036】
物流施設１０に到着したら、使用者は、電動車両１を乗り入れ空間３００へ乗り入れる。使用者は、電動車両１をバッテリ交換設備１００付近に停車させる。停車後、作業者がバッテリ２の交換を行う。なお、バッテリ２の交換は、使用者自身が行ってもよい。
【0037】
作業者は、電動車両１に搭載されている使用済の１組のバッテリＵＢを充電済の１組のバッテリＣＢと交換する。
まず、作業者は、電動車両１から降ろした使用済のバッテリＵＢを搬送板１１１に載せる。搬送板１１１に載せられたバッテリＵＢは、バッテリ回収装置１１０によって方向Ａ１へ搬送され、充電装置１３０にて充電される。
バッテリ供給装置１２０には、充電済の１組のバッテリＣＢが予め用意されている。用意されているバッテリＣＢの数は、１つであってもよいし複数であってもよい。充電済の１組のバッテリＣＢは、バッテリ供給装置１２０によって方向Ａ２へ搬送される。作業者は、バッテリ供給装置１２０によって搬送されてきたバッテリＣＢを電動車両１に積載する。
使用者は、作業者によってバッテリＵＢがバッテリＣＢに交換されたら、電動車両１を荷物積載設備２００へ移動させる。
まず、作業者は、電動車両１から降ろした使用済のバッテリＵＢを搬送板１１１に載せる。搬送板１１１に載せられたバッテリＵＢは、バッテリ回収装置１１０によって方向Ａ１へ搬送され、充電装置１３０にて充電される。
バッテリ供給装置１２０には、充電済の１組のバッテリＣＢが予め用意されている。用意されているバッテリＣＢの数は、１つであってもよいし複数であってもよい。充電済の１組のバッテリＣＢは、バッテリ供給装置１２０によって方向Ａ２へ搬送される。作業者は、バッテリ供給装置１２０によって搬送されてきたバッテリＣＢを電動車両１に積載する。
使用者は、作業者によってバッテリＵＢがバッテリＣＢに交換されたら、電動車両１を荷物積載設備２００へ移動させる。
【0038】
使用者は、電動車両１を荷物積載設備２００付近に停車させる。停車後、作業者が荷物ＢＧを電動車両１に積み込む。なお、荷物ＢＧの積み込みは、使用者自身が行ってもよい。
【0039】
荷物積載設備２００では、荷物供給装置２１０あるいは荷物供給装置２２０によって荷物ＢＧが方向Ａ３へ搬送される。作業者は、荷物供給装置２１０あるいは荷物供給装置２２０によって搬送されてきた荷物ＢＧを電動車両１に積載する。
【0040】
荷物ＢＧの積載後、使用者は、物流施設１０の出口から電動車両１を出して、配送先Ｈ１や配送先Ｈ２へ荷物ＢＧを配送する。
【0041】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る物流施設１０は、バッテリ交換設備１００と荷物積載設備２００とを備える。
バッテリ交換設備１００は、交換式のバッテリ２が搭載された電動車両１のバッテリ２を交換するための設備である。
荷物積載設備２００は、電動車両１に荷物を積載するための設備である。
バッテリ交換設備１００は、交換式のバッテリ２が搭載された電動車両１のバッテリ２を交換するための設備である。
荷物積載設備２００は、電動車両１に荷物を積載するための設備である。
【0042】
かかる構成により、本発明の実施形態に係る物流設備１０では、電動車両１に配送する荷物を積載する際に、使用済の１組のバッテリＵＢを既に充電されている充電済の１組のバッテリＣＢと交換することができる。これにより、充電のために電動車両１を使用することができない時間を削減することができ、荷物の配送の効率が低下することを防止することができる。
【0043】
よって、本発明の実施形態に係る物流施設１０は、電動車両１による荷物の配送をより効率的に行うことを可能とする。
これにより、電動車両における効率的運用に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することが可能となる。
これにより、電動車両における効率的運用に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することが可能となる。
【0044】
また、本発明の実施形態では、自宅Ｈ０や物流施設１０にて既存インフラを利用してバッテリ２を充電することができる。
これにより、電動車両における効率的運用に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することが可能となる。
これにより、電動車両における効率的運用に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することが可能となる。
【0045】
また、本発明の実施形態に係る電動車両１では、必要な容量のバッテリ２を搭載することにより、バッテリサイズ、重量、及びコストを低減することができる。
これにより、電動車両における資源使用量のミニマム化に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」に貢献することが可能となる。
これにより、電動車両における資源使用量のミニマム化に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」に貢献することが可能となる。
【0046】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0047】
１…電動車両、２…バッテリ、１０…物流施設、１００…バッテリ交換設備、１１０…バッテリ回収装置、１１１…搬送板、１２０…バッテリ供給装置、１３０…充電装置、２００…荷物積載設備、２１０，２２０…荷物供給装置、３００…乗り入れ空間
【図1】