(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-21
(54)【発明の名称】電気作業車の充電管理
(51)【国際特許分類】
H02J 7/10 20060101AFI20241114BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241114BHJP
B60L 53/66 20190101ALI20241114BHJP
B60L 53/68 20190101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H02J7/10 A
H02J7/00 P
B60L53/66
B60L53/68
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2024532772
(86)(22)【出願日】2022-11-22
(85)【翻訳文提出日】2024-07-31
(86)【国際出願番号】 US2022080305
(87)【国際公開番号】W WO2023102334
(87)【国際公開日】2023-06-08
(31)【優先権主張番号】2117516.1
(32)【優先日】2021-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391020193
【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】トーマス エル．トゥイガー
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン エー．ガーリングス
【テーマコード（参考）】
5G503
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA08
5G503EA05
5G503GD02
5G503GD03
5G503GD04
5H125AA12
5H125AC12
5H125AC23
5H125BC21
5H125BE02
5H125CC06
5H125DD03
5H125EE23
5H125EE27
5H125EE29
(57)【要約】
電気作業車の充電管理の方法は、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信することと、電気作業車から充電モジュールに車両プロパティを通信することとを含む。充電情報は、オペレータに提供され、充電情報は、充電器プロパティおよび車両プロパティに基づく。充電器プロパティは、充電モジュールの位置および充電モジュールの可用性を含む。車両プロパティは、電気作業車のバッテリの現在の充電状態、および、電気作業車のバッテリの容量を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気作業車のための充電管理の方法であって、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信すること、
前記電気作業車から前記充電モジュールに車両プロパティを通信すること、および、
充電情報をオペレータに提供することであって、前記充電情は、前記充電器プロパティおよび前記車両プロパティに基づく、前記提供することを備え、
前記充電器プロパティは、
前記充電モジュールの位置、および、
前記充電モジュールの可用性を含み、
前記車両プロパティは、
前記電気作業車のバッテリの現在の充電状態、および、
前記電気作業車の前記バッテリの容量を含む、方法。
【請求項2】
前記充電器プロパティは、前記充電器の健全性の状態、
前記充電器の充電容量、
充電速度、および、
充電器接続タイプのうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記充電モジュールの前記可用性は、前記充電器が使用中であるかの表示、および、
前記充電器の予約状態の少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記充電器が使用中の場合、前記充電モジュールの前記可用性は、予測される充電終了時間を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記予測される充電終了時間は、前記充電モジュールから前記電気作業車に通信されるか、または、
充電中の前記バッテリの現在の充電状態、充電中の前記バッテリの目標充電状態、および、前記充電器の充電速度に基づいて、前記電気作業車によって計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記充電器は、ＤＣ充電器を含み、前記充電器プロパティは、ＤＣ電圧をさらに含む、請求項１から５の何れかに記載の方法。
【請求項7】
前記車両プロパティは、充電が必要とされる前の予測時間、
充電の利用可能な期間、および、
充電の目標充電状態の少なくとも１つをさらに含む、請求項１から６の何れかに記載の方法。
【請求項8】
前記車両プロパティは、バッテリ電圧、
前記バッテリの最大充電速度、
前記バッテリの健全性の状態、および、
前記バッテリの温度の少なくとも１つを含む、請求項１から７の何れかに記載の方法。
【請求項9】
充電器プロパティおよび車両プロパティを通信することは、別個のコントローラを介する、請求項１から８の何れかに記載の方法。
【請求項10】
前記充電モジュールおよび前記電気作業車のそれぞれは、テレマティクスモジュールを備える、請求項１から９の何れかに記載の方法。
【請求項11】
前記充電器プロパティは、前記電気作業車の速度が閾値速度未満に制限される、前記充電モジュールの周囲の半径をさらに含む、請求項１から１０の何れかに記載の方法。
【請求項12】
前記充電情報は、コントローラによって行われた充電決定の結果を含む、請求項１から１１の何れかに記載の方法。
【請求項13】
前記充電モジュールの予約を行うことをさらに含む、請求項１から１２の何れかに記載の方法。
【請求項14】
電気作業車のための充電管理装置であって、前記充電管理装置は、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信し、
前記電気作業車から前記充電モジュールに車両プロパティを通信し、かつ、
充電情報をオペレータに提供することであって、前記充電情報は、前記充電器プロパティおよび前記車両プロパティに基づく、前記提供するように構成され、
前記充電器プロパティは、
前記充電モジュールの位置、および、
前記充電モジュールの可用性を含み、
前記車両プロパティは、
前記電気作業車のバッテリの現在の充電状態、および、
前記電気作業車の前記バッテリの容量を含む、充電管理装置。
【請求項15】
前記充電器プロパティは、前記充電器の健全性の状態、
前記充電器の充電容量、
充電速度、および、
充電器接続タイプの１つまたは複数をさらに含む、請求項１４に記載の充電管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電気作業車の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
大規模な作業現場は、典型的に、１つよりも多くの電気作業車用充電ポイントを有する。充電ポイントは、同じ場所に存在してもよいし、または、異なる場所に存在してもよい。
【0003】
電気作業車のオペレータは、特に充電ポイントの位置が作業現場間において変化する場合、または、充電ポイントが移動式である場合、充電ポイントの位置を知らないことがある。オペレータは、充電ポイントを探すために時間および充電走行を無駄にし得る。
【0004】
電気作業車のオペレータは、充電ポイントのあらゆるプロパティについての知識をもたずに充電のために充電ポイントへ移動し得るため、充電できないリスクがある。例えば、充電ポイントが、別の車両によって使用されている、電力または充電が少ない、故障している、充電ポイントのタイプが間違っている、または、その他の使用できないことがあり得る。電気作業車が充電ポイントで充電できない場合、電気作業車は待機するか、または、別の充電ポイントに移動する必要があり得る。
【発明の概要】
【0005】
電気作業車の充電管理の方法が提供され、この方法は、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信することを含む。方法は、電気作業車から充電モジュールに車両プロパティを通信することをさらに含む。方法は、充電情報をオペレータに提供することをさらに含み、充電情報は、充電器プロパティおよび車両プロパティに基づく。充電器プロパティは、充電モジュールの位置および充電モジュールの可用性を含む。車両プロパティは、電気作業車のバッテリの現在の充電状態と、電気作業車のバッテリの容量とを含む。
【0006】
電気作業車用の充電管理装置が提供される。充電管理装置は、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信するように構成される。充電管理装置は、電気作業車から充電モジュールに車両プロパティを通信するようにさらに構成される。充電管理装置は、充電情報をオペレータに提供するようにさらに構成され、充電情報は、充電器プロパティおよび車両プロパティに基づく。充電器プロパティは、充電モジュールの位置および充電モジュールの可用性を含む。車両プロパティは、電気作業車のバッテリの現在の充電状態と、電気作業車のバッテリの容量とを含む。
【0007】
有利には、電気作業車は、利用可能であり、かつ、動作状態であることが既知の充電モジュールに移動することが可能である。充電決定は、充電情報に基づいて行われ得、充電情報は、占有されている、十分な電力または充電を有していない、または、問題を抱えている充電モジュールへ電気作業車が移動することを回避し得るように、充電モジュールの位置、可用性、および、健全性に関する情報を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
ここで、添付の図面を参照して、本開示の特定の実施例を単に一例として説明する。
【発明を実施するための形態】
【0009】
電気作業車は、一般的に、例えば建設現場または鉱山現場といった作業現場においてオフロードで動作する。作業現場においては複数の電気作業車を充電する必要がある。電気作業車を効率的に充電するためには、電気作業車と充電モジュールとが通信する必要がある。例えば、充電モジュールの状態を電気作業車に通信することは、電気作業車が時間を無駄にしたり、他の電気作業車両によって使用されている、電力または充電が少ない、または、その他の使用できない充電モジュールへ移動したりすることを防止する。充電モジュールの位置を通信することは、作業現場間において、または、同じ作業現場であっても時間の経過と共に、異なり得るが、電気作業車が充電モジュールへ効率的に移動可能であることを意味する。同様に、電気作業車のプロパティを充電モジュールに通信することは、例えば、電気作業車が必要とする充電量を少なくとも提供可能な充電モジュールへ電気作業車が移動することを保証することによって、電気作業車の効率的な充電を可能にする。
【0010】
電気作業車を再充電することには時間がかかることがあり、充電モジュールにおいて順番待ちの車列が形成され得る。充電モジュールと電気作業車両との間の通信は、電気作業車に、利用可能な、または、直ぐに利用可能になるであろう充電モジュールへ移動することを可能にする。
【0011】
図１を参照すると、電気作業車の充電管理方法は、充電モジュール１１０から電気作業車１２０に充電器プロパティ１１１を通信し、かつ、電気作業車１２０から充電モジュール１１０に車両プロパティ１２１を通信することを含む。充電情報１３０は、オペレータに提供される。充電情報１３０は、充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１に基づく。充電器プロパティ１１１は、充電モジュール１１０の位置および充電モジュール１１０の可用性を含む。車両プロパティは、電気作業車のバッテリの現在の充電状態と、電気作業車のバッテリの容量とを含む。
【0012】
充電器プロパティ１１１を電気作業車１２０に通信すること、および、車両プロパティ１２１を充電モジュール１１０に通信することは、同時に、または、何れかの順序で逐次的に発生し得る。充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１は、連続的に、または、規則的な間隔で、通信され得る。充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１は、代替的に、オンデマンドで、例えば、オペレータによる要求に応答して通信されてもよい。充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１は、充電モジュール１１０と電気作業車１２０との間において直接通信され得る。図２を参照すると、充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１は、中央コントローラ２００を介して、充電モジュール１１０と電気作業車１２０との間において通信され得る。中央コントローラは、充電情報１３０を提供し得る。
【0013】
充電モジュール１１０および電気作業車１２０は、それぞれ、テレマティクスモジュールを含み得る。テレマティクスモジュールは、充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１を送受信するように構成され得る。
【0014】
電気作業車１２０は、車両プロパティ１２１を１つよりも多い充電モジュール１１０に伝達し、充電器プロパティ１１１を１つよりも多い充電モジュール１１０から受信し得る。充電モジュール１１０は、充電器プロパティ１１１を１つよりも多い電気作業車１２０に伝達し、１つよりも多い電気作業車１２０から車両プロパティ１２１を受信し得る。
【0015】
充電モジュールは、主電源を備えていてもよいし、または、主電源に接続されていなくてもよい。充電モジュールは、パワーパックを含み得る。充電器は、発電機を含み得る。
【0016】
充電器プロパティ１１１は、充電器の健全性の状態をさらに含み得る。例えば、充電器が動作しているかどうか、充電器に損傷があるかどうか、または、充電器の機能が制限されているかどうかである。充電器プロパティ１１１は、充電器の充電容量をさらに含み得る。例えば、充電器が主電源に接続されていない場合、利用可能な充電量は制限され得る。充電容量は、パワーパックの充電状態を含み得る。一実施形態において、充電容量は、充電器がバッテリを完全に充電するのに十分な充電を有することの表示、または、充電器が完全に電力を排出した後のバッテリの予測される充電状態の表示の何れかを含み得る。充電器プロパティ１１１は、充電器の充電速度、および、充電器接続タイプ（ＤＣ、ＡＣ、３相など）をさらに含み得る。
【0017】
充電器プロパティ１１１は、充電モジュール１１０の可用性を含む。充電モジュール１１０の可用性は、充電器が使用中であるかどうかの表示と、充電器の予約ステータスとを含み得る。例えば、充電器は、現在使用中であってもよいし、現在空きであってもよいし、別の車両が特定の時間に使用するために予約されていてもよいし、または、予約されていなくてもよい。充電器が使用中である場合、充電モジュール１１０の可用性は、充電器が利用可能になる予測された充電終了時間をさらに含み得る。同様に、充電器が予約されている場合、充電モジュール１１０の可用性は、予約前に充電器が空いている期間および／または予約の予測終了時間をさらに含み得る。
【0018】
予測される充電終了時間は、充電器から電気作業車１２０に通信され得る。予測される充電終了時間は、充電されているバッテリの現在の充電状態、充電されているバッテリの目標充電状態、および、充電器の充電速度に基づいて、電気作業車１２０または中央コントローラによって計算され得る。充電器が主電源に接続されていない場合、充電器プロパティ１１１は、予測された充電終了時間における充電器の予測された充電状態をさらに含み得る。
【0019】
一実施形態において、充電器は、ＤＣ充電器を含み得、充電器プロパティは、充電器のＤＣ電圧をさらに含み得る。
【0020】
車両プロパティ１２１は、充電が必要になる前の予測時間をさらに含み得る。予測時間は、現在の充電状態、放電速度、および、充電器からの距離のうちの少なくとも１つに基づき得る。放電速度は、現在の放電速度に基づき得る。放電速度は、バッテリの以前の放電からのデータ、例えば、異なる充電状態での放電速度、または、オペレータによる放電速度、または、車両によって様々なタスクを実行するための放電速度を含むデータに基づき得る。充電器からの距離は、充電器へ移動するために必要な充電状態、したがって、充電器へ移動する必要がある前に車両が到達可能な最小充電状態を計算するために使用され得る。
【0021】
車両プロパティ１２１は、充電のための利用可能な期間をさらに含み得る。利用可能な期間は、電気作業車１２０の作業復帰時間に基づき得る。例えば、電気作業車１２０は、オペレータのシフトの終わりに充電され得、復帰時間は、電気作業車１２０についての次のシフトの開始を含み得る（同じまたは異なるオペレータについて）。それ以外の場合、利用可能な期間は、オペレータの昼休み、週末、作業現場の閉鎖期間、または、他の期間を含み得る。
【0022】
車両プロパティ１２１は、バッテリを充電するための目標充電状態をさらに含み得る。例えば、目標充電状態は、バッテリを１００％の充電状態に完全に充電することであり得る。目標充電状態は、良好なバッテリの健全性を維持するために適切であると決定された充電状態を含み得る。目標充電状態は、次のタスクまたは次のシフトを完了するために必要な充電状態であり得る。
【0023】
車両プロパティ１２１は、バッテリ電圧、バッテリの最大充電速度、バッテリの健全性の状態、および、バッテリの温度のうちの少なくとも１つをさらに含み得る。
【0024】
充電モジュール１１０は、地理フェンス（geofence）を含み得る。地理フェンスは、例えば、充電モジュール１１０からの半径に基づいて、充電モジュール１１０の周囲の境界を画定し得る。地理フェンス内において、電気作業車１２０の速度は、閾値速度未満に制限され得、および／または、電気作業車１２０は、それが実行可能なタスクに制限され得る。一度に地理フェンス内に入ることが許可される電気作業車の数といった、他の制限があり得る。充電器プロパティは、地理フェンスおよび地理フェンス内において発生する電気作業車１２０についてのあらゆる制限をさらに含み得る。
【0025】
一実施形態において、オペレータに提供される充電情報１３０は、オペレータが情報に基づいた充電決定を行うことを可能にする情報を含み得る。例えば、充電情報１３０は、充電が必要とされる前の予測時間および利用可能な充電モジュールへの距離を含み得る。別の実施形態において、オペレータに提供される充電情報１３０は、コントローラ（中央コントローラまたは電気作業車のコントローラの何れか）によって行われた充電決定の結果を含み得る。例えば、コントローラは、電気作業車１２０がどの充電モジュール１１０へ移動すべきか、および、電気作業車１２０がいつ充電モジュールへ移動すべきか、または、充電モジュールに到着すべきかを決定し得る。
【0026】
方法は、充電モジュール１１０の予約を行うことをさらに含み得る。予約は、充電情報１３０に基づいてオペレータによって行われ得る。予約は、コントローラによって行われた充電決定に基づいてコントローラによってオペレータに提案され得、オペレータは、予約を確認または拒否し得る。予約は、オペレータからの入力なしに、コントローラによって行われた充電決定に基づいてコントローラによって行われてもよい。
【0027】
充電管理の方法は、充電器プロパティ１１１を複数の充電モジュール１１０から電気作業車１２０に通信することを含み得る。充電情報１３０は、（オペレータまたはコントローラによって行われる）充電決定が、電気作業車を充電するかどうか、または、いつ充電するか、および、どの充電モジュールを使用するかの決定を含むように、複数の充電モジュール１１０の充電器プロパティ１１１に基づき得る。
【0028】
充電情報１３０は、電気自動車キャブ内のディスプレイを介して、スマートフォンを介して、または、他の手段によって、オペレータに提供され得る。
【0029】
一実施形態によれば、電気作業車用の充電管理装置が存在する。充電管理装置は、充電モジュール１１０から電気作業車に充電器プロパティ１１１を通信し、かつ、電気作業車１２０から充電モジュール１１０に車両プロパティ１２１を通信するように構成される。充電管理装置は、充電情報１３０をオペレータに提供するようにさらに構成され、充電情報１３０は、充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１に基づく。充電器プロパティ１１１は、充電モジュール１１０の位置および充電モジュール１１０の可用性を含む。車両プロパティ１２１は、電気作業車１２０のバッテリの現在の充電状態および電気作業車１１０のバッテリの容量を含む。
【0030】
充電管理装置は、上述した方法の何れかを実行するように構成され得る。充電管理装置は、コントローラ（中央コントローラまたは電気作業車１２０上のコントローラの何れか）を含み得る。充電管理装置は、充電モジュール１１０上のテレマティクスデバイス、および、電気作業車１２０上のテレマティクスデバイスを含み得る。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2024-08-01
【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】
電気作業車のための充電管理の方法であって、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信すること、
前記電気作業車から前記充電モジュールに車両プロパティを通信すること、および、
充電情報をオペレータに提供することであって、前記充電情は、前記充電器プロパティおよび前記車両プロパティに基づく、前記提供することを備え、
前記充電器プロパティは、
前記充電モジュールの位置、および、
前記充電モジュールの可用性を含み、
前記車両プロパティは、
前記電気作業車のバッテリの現在の充電状態、
前記電気作業車の前記バッテリの容量、
前記電気作業車の作業復帰時間に基づく充電の利用可能期間、および、
充電が必要になる前の予測時間であって、前記予測時間は、前記電気作業車のバッテリの以前の放電からのデータに基づく前記予測時間を含み、前記データは、
異なる充電状態における放電速度、
オペレータによる放電速度、および、
前記電気作業車によって様々なタスクを行う場合の放電速度のうちの１つまたは複数を含む、方法。
【請求項2】
前記充電器プロパティは、前記充電モジュールの健全性の状態、
前記充電モジュールの充電容量、
充電速度、および、
充電モジュール接続タイプのうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記充電モジュールの前記可用性は、前記充電モジュールが使用中であるかの表示、および、
前記充電モジュールの予約状態の少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記充電モジュールが使用中の場合、前記充電モジュールの前記可用性は、予測される充電終了時間を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記予測される充電終了時間は、前記充電モジュールから前記電気作業車に通信されるか、または、
充電中の前記バッテリの現在の充電状態、充電中の前記バッテリの目標充電状態、および、前記充電モジュールの充電速度に基づいて、前記電気作業車によって計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記充電モジュールは、ＤＣ充電器を含み、前記充電器プロパティは、ＤＣ電圧をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項7】
前記車両プロパティは、充電が必要とされる前の予測時間、
充電の利用可能な期間、および、
充電の目標充電状態の少なくとも１つをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項8】
前記車両プロパティは、バッテリ電圧、
前記バッテリの最大充電速度、
前記バッテリの健全性の状態、および、
前記バッテリの温度の少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項9】
充電器プロパティおよび車両プロパティを通信することは、別個のコントローラを介する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項10】
前記充電モジュールおよび前記電気作業車のそれぞれは、テレマティクスモジュールを備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項11】
前記充電器プロパティは、前記電気作業車の速度が閾値速度未満に制限される、前記充電モジュールの周囲の半径をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項12】
前記充電情報は、コントローラによって行われた充電決定の結果を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項13】
前記充電モジュールの予約を行うことをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項14】
電気作業車のための充電管理装置であって、前記充電管理装置は、充電モジュールから電気作業車に充電器プロパティを通信し、
前記電気作業車から前記充電モジュールに車両プロパティを通信し、かつ、
充電情報をオペレータに提供することであって、前記充電情報は、前記充電器プロパティおよび前記車両プロパティに基づく、前記提供するように構成され、
前記充電器プロパティは、
前記充電モジュールの位置、および、
前記充電モジュールの可用性を含み、
前記車両プロパティは、
前記電気作業車のバッテリの現在の充電状態、
前記電気作業車の前記バッテリの容量、
前記電気作業車の作業復帰時間に基づく充電の利用可能期間、および、
充電が必要になる前の予測時間であって、前記予測時間は、前記電気作業車のバッテリの以前の放電からのデータに基づく前記予測時間を含み、前記データは、
異なる充電状態における放電速度、
オペレータによる放電速度、および、
前記電気作業車によって様々なタスクを行う場合の放電速度のうちの１つまたは複数を含む、充電管理装置。
【請求項15】
前記充電器プロパティは、前記充電モジュールの健全性の状態、
前記充電モジュールの充電容量、
充電速度、および、
充電モジュール接続タイプの１つまたは複数をさらに含む、請求項１４に記載の充電管理装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0029】
一実施形態によれば、電気作業車用の充電管理装置が存在する。充電管理装置は、充電モジュール１１０から電気作業車に充電器プロパティ１１１を通信し、かつ、電気作業車１２０から充電モジュール１１０に車両プロパティ１２１を通信するように構成される。充電管理装置は、充電情報１３０をオペレータに提供するようにさらに構成され、充電情報１３０は、充電器プロパティ１１１および車両プロパティ１２１に基づく。充電器プロパティ１１１は、充電モジュール１１０の位置および充電モジュール１１０の可用性を含む。車両プロパティ１２１は、電気作業車１２０のバッテリの現在の充電状態および電気作業車１２０のバッテリの容量を含む。
【国際調査報告】