JP2011083165A - 電気自動車充電システム及び電気自動車充電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気自動車6が駐車スペース3に停車すると、電気自動車6の充電プラグが差込口31に接続される。制御装置5は、切替スイッチ4経由で電気自動車6と通信することにより、車ID、電池残量、運行情報等を取得する。次に、ニューラルネット等の手法を用いて、車IDから特定される、自ら記憶する客の来店記録等に基づいて客の滞在時間を予測する。一方、電気自動車6ごとに、充電器2の充電速度を設定し、記憶する。そこで、充電待ちの電気自動車6に関して、電池残量及び充電器2の充電速度により充電時間を計算し、その充電時間が滞在時間に収まるように充電スケジュールを作成する。収まらない場合には、運行情報から帰路に必要な充電量を計算し、その充電量により充電時間を再計算する。そして、充電スケジュールに従って、切替スイッチ4の電力端子41間の電力ケーブルの接続を切り替える。
【選択図】図1
Description
(1)客が帰るまでに充電を完了する必要があるが、従来技術では、客の滞在時間、充電待ち客数、充電時間を考慮に入れずに充電順序を決めているため、客が帰るまでに充電が完了しないケースが生じる。
(2)客が帰るまでに充電を完了すればよいが、従来技術では、客数や時間によらず常に急速充電を行う。このため、不要に大きい出力電流により、バッテリに負担を与えたり、契約電力を超過したり、電力系統に影響を与えたりする。
(3)客は家に帰り着くのに必要な電力だけを充電すればよいことが多いが、従来技術では、必要な充電量に関係なく常にフル充電を行う。このため、他の客の充電時間を十分に確保できないことが生じる。
この構成によれば、電気自動車の駐車時間帯に対して充電時間の余裕がある場合には、充電器の充電速度を下げる。これによれば、充電電流が小さくなるので、電気自動車の電池の負担を減らして、電池の寿命を延ばすことができる。一方、電気自動車の駐車時間帯に対して充電時間が足りない場合には、充電器の充電速度を上げる。これによれば、充電器の出力を大きくして、駐車時間帯に充電時間を収めることができる。以上によれば、駐車時間帯における充電時間の確保状況に応じて充電速度を変えることにより、効率的かつ柔軟な充電を行うことができる。
この構成によれば、1の充電器により複数の電気自動車を充電するために、充電器からの出力電流を大きくし、各電気自動車への充電電流を小さくする。これによれば、充電器を効率よく使用することができるとともに、各電気自動車の電池の負担を減らすことができる。
この構成によれば、充電器の充電速度を上げても電気自動車の充電時間が駐車時間帯に収まらない場合には、充電量を小さくして目的地までに必要な充電を行う。これによれば、時間に余裕がない場合には、最低限の充電で済ませることができる。
この構成によれば、目的地までに必要な充電を行うことができない旨を示す警報や、出発時刻を延長するように促すメッセージを出力するので、電気自動車の利用者は、最低限の充電ができていないことを知って必要な対応をとることができる。
図1は、電気自動車充電システム1の構成を示す図である。電気自動車充電システム1は、所定の施設に併設された、駐車スペース3を備える駐車場に設置され、充電器2、切替スイッチ4及び制御装置5を備える。
図3は、制御装置5の記憶部55に記憶される充電管理データ55Aの構成を示す図である。充電管理データ55Aは、各充電器2から給電を受ける電気自動車6に関するデータを管理するものであり、車ID55A1、受付時刻55A2、電池残量55A3、フル充電時間55A4、最低必要充電量55A5、最低必要時間55A6、充電可能時間55A7、充電速度55A8、充電開始時刻55A9、充電終了時刻55A10、滞在時間55A11、出発予定時刻55A12及び状態55A13を含む、充電器2ごとのレコードからなる。
図4A〜図4Dは、電気自動車充電システム1の処理を示すフローチャートである。本処理は、制御装置5が、充電器2や電気自動車6の状態を確認しながら、充電器2の充電速度を調整し、切替スイッチ4の電力ケーブルの接続を切り替えることにより、充電器2から電気自動車6への充電を効率的に行うものである。
図4Aは、施設の駐車スペース3に電気自動車6が着く度に制御装置5で行われる処理全体を示すフローチャートである。本処理は、施設における1日の業務が開始してから終了するまでの間に行われる(S401〜S413)。
帰り経路距離=現在地(駐車スペース3)から出発地点までの距離 ・・・式1
必要電力量=帰り経路距離×(消費電力量/走行距離) ・・・式2
最低必要充電量=必要電力量−電池残量 ・・・式3
最低必要充電時間=最低必要充電量/充電速度 ・・・式4
図4AのS407において現在空いている充電器2があれば(S407のYES)、制御装置5は図4Bに示す処理を行う。まず、当該充電器2の充電管理データ55Aのうち、最後尾に新規来客車のレコードを追加し、S408と同様に、当該レコードに車ID55A1〜最低必要時間55A6、滞在時間55A11〜状態55A13を設定する。すぐに充電を開始できるので、当該レコードの充電開始時刻55A9に現在時刻を設定する(S421)。次に、出発予定時刻55A12から充電開始時刻55A9を減算して時間値を算出し、その時間値を充電可能時間55A7に設定する(S422)。
図4C及び図4Dは、現在空いている充電器2がない場合に、新規来客車のレコードを登録した充電管理データ55Aのうち、充電待ちになっているレコードの充電予定に関するデータを計算し、設定する処理(図4AのS411)の詳細を示す。本処理は、j番目のレコードについて行われる。変数jは、充電待ちになっている電気自動車6の順番を示し、図4AのS410〜S412において1からm(充電待ち車の台数)まで変化するパラメータである。
図5〜図8Bは、図3の充電管理データ55Aと同じ形式の表を用いて、実際に効率的な充電の設定を行う例を示す図である。
(1)まず、電気自動車6が駐車スペース3に停車し、その充電プラグが差込口31に接続された場合、制御装置5は、受信した駐車データに基づいて車Bのレコードを追加する。
(2)車Bの客の過去における実績に基づいて滞在時間を予測し、当該レコードに設定する。
(3)駐車データに含まれる運行情報に基づいて、帰路に最低限必要な充電量及び時間を計算し、当該レコードに設定する。
(4)状態が待ちになっているレコードを、出発予定時刻をキーにして並べ替える。
(5)充電待ちの1番目になった車Bの充電開始時刻に、充電中の車Zの充電終了時刻である10:05を設定する。
(6)車Bの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:15を算出し、設定する。
(7)車Bの充電可能時間=フル充電時間なので、充電速度をmaxとする。
(8)車Bのフル充電時間である0:15を充電時間とし、充電開始時刻に充電時間0:15を加えて充電終了時刻を算出し、設定する。
(9)次の車Aについても同様にして計算する。
(1)制御装置5は、車Aを受け付けて、レコードを追加する。
(2)車Aの滞在時間を予測し、当該レコードに設定する。
(3)車Aの帰路に最低限必要な充電量及び時間を計算し、当該レコードに設定する。
(4)状態が待ちになっているレコードを、出発予定時刻をキーにして並べ替える。
(5)車Aの充電開始時刻に、充電中の車Zの充電終了時刻10:05を設定する。
(6)車Aの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:45を算出し、設定する。
(7)充電可能時間>フル充電時間なので、充電速度を最速の1/2に遅くする。
(8)フル充電時間を充電量(2/3)/充電速度(1/30×1/2)=40分として、充電終了時刻を計算し、設定する。
(1)制御装置5は、車Cを受け付けて、レコードを追加する。
(2)車Cの滞在時間を予測し、当該レコードに設定する。
(3)車Cの帰路に最低限必要な充電量及び時間を計算し、当該レコードに設定する。
(4)状態が待ちになっているレコードを、出発予定時刻をキーにして並べ替える。
(5)車Cの充電開始時刻に、1つ前の車Bの充電終了時刻11:05を設定する。
(6)車Cの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:15を算出し、設定する。
(7)車Cの充電可能時間<フル充電時間なので、車A及びBとの並列充電を検討する。
(8)並列充電の車A及びBの充電速度の合計が1より小さいので、車Cも並列充電が可能である。
(9)1から車A及びBの充電速度の合計を引いて車Cの充電速度を算出し、設定する。
(10)車Cの充電時間を、充電量(2/3)を充電速度(1/30×1/3)で割って算出する(60分)。
(11)充電可能時間>充電時間なので、車Cの低速並列充電が可能である。
(12)充電開始時刻に充電時間を足して充電終了時刻を算出し、設定する。
(1)制御装置5は、車A及びBを受け付けて、2つのレコードを追加する。
(2)車A及びBの滞在時間を予測し、各レコードに設定する。
(3)車A及びBの帰路に最低限必要な充電量及び時間を計算し、各レコードに設定する。
(4)状態が待ちになっているレコードを、出発予定時刻をキーにして並べ替える。
(5)車Aの充電開始時刻に、充電中の車Zの充電終了時刻10:00を設定する。
(6)車Aの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:15を算出し、設定する。
(7)車Aの充電可能時間<フル充電時間なので、最低必要充電を検討する。
(8)充電可能時間>最低必要時間なので、車Aを最低必要充電とする。
(9)車Aの充電速度を最速(max)にする。
(10)車Aの充電時間を充電可能時間として、充電開始時刻に充電時間を足して充電終了時刻を算出し、設定する。
(11)車Bの充電開始時刻に、1つ前の車Aの充電終了時刻10:15を設定する。
(12)車Bの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:05を算出し、設定する。
(13)車Bの充電可能時間<フル充電時間である。
(14)車Bの充電可能時間<最低必要時間なので、1つ前の車Aの充電状態をチェックする。
(15)車Aの充電状態は、最低必要充電ではないので、最低必要充電に変更する。
(16)車Aの充電時間を最低必要時間の10分として、充電開始時刻に充電時間を足して充電終了時刻を算出し、設定する。
(17)車Bの充電開始時刻に、1つ前の車Aの充電終了時刻10:10を再設定する。
(18)車Bの出発予定時刻から充電開始時刻を引いて充電可能時間0:10を算出し、設定する。
(19)車Bの充電可能時間<フル充電時間である。
(20)充電可能時間=最低必要時間なので、車Bを最低必要充電とする。
(21)車Bの充電速度を最速(max)にする。
(22)車Bの充電時間を最低必要時間として、充電開始時刻に充電時間を足して充電終了時刻を算出し、設定する。
2 充電器
3 駐車スペース
4 切替スイッチ
5 制御装置
54 処理部
55 記憶部
55A 充電管理データ
55A2 受付時刻(駐車開始時刻)
55A3 電池残量
55A4 フル充電時間(充電時間)
55A6 最低必要時間(充電時間)
55A8 充電速度
55A10 充電終了時刻
55A11 滞在時間(駐車時間帯)
55A12 出発予定時刻
6 電気自動車
Claims (10)
- 駐車中の複数の電気自動車を充電器により充電するシステムであって、
前記電気自動車の駐車開始時刻から出発予定時刻までの駐車時間帯及び前記電気自動車の電池残量を取得し、記憶する手段と、
前記電気自動車に予め設定される前記充電器の標準充電速度を記憶する手段と、
前記電気自動車の電池残量及び前記充電器の標準充電速度に基づいて、前記電気自動車の電池を充電するのに必要な充電時間を算出し、記憶する手段と、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まるように、前記充電器による充電待ちになっている前記電気自動車の順序を、前記出発予定時刻をキーにして並べ替える手段と、
を備えることを特徴とする電気自動車充電システム。 - 請求項1に記載の電気自動車充電システムであって、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まる場合に、前記電池の充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り下がるように前記充電器の充電速度を前記標準充電速度から下げる手段と、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まらない場合に、前記充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り上がるように前記充電器の充電速度を前記標準充電速度から上げる手段と、
をさらに備えることを特徴とする電気自動車充電システム。 - 請求項2に記載の電気自動車充電システムであって、
複数の前記電気自動車の前記充電終了時刻が前記出発予定時刻より早い場合に、各電気自動車に設定された前記充電速度を下げた結果、当該充電速度の合計が前記充電器の最大出力以下になったときに、1の前記充電器により当該複数の前記電気自動車を充電する
ことを特徴とする電気自動車充電システム。 - 請求項2に記載の電気自動車充電システムであって、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まらない場合に、前記充電速度を上げても前記充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り上がらないときに、前記電気自動車の消費電力量及び走行距離に基づいて当該電気自動車の目的地に行くのに必要な電力の充電を行う
ことを特徴とする電気自動車充電システム。 - 請求項4に記載の電気自動車充電システムであって、
前記駐車時間帯には前記電気自動車の目的地までに必要な充電を行うことができない場合に、その旨を示す警報、又は、出発する時刻を延長するように促すメッセージを出力する
ことを特徴とする電気自動車充電システム。 - 駐車中の複数の電気自動車を充電器により充電する方法であって、
コンピュータは、
前記電気自動車の駐車開始時刻から出発予定時刻までの駐車時間帯及び前記電気自動車の電池残量を取得し、記憶するステップと、
前記電気自動車に予め設定される前記充電器の標準充電速度を記憶するステップと、
前記電気自動車の電池残量及び前記充電器の標準充電速度に基づいて、前記電気自動車の電池を充電するのに必要な充電時間を算出し、記憶するステップと、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まるように、前記充電器による充電待ちになっている前記電気自動車の順序を、前記出発予定時刻をキーにして並べ替えるステップと、
を実行することを特徴とする電気自動車充電方法。 - 請求項6に記載の電気自動車充電方法であって、
前記コンピュータは、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まる場合に、前記電池の充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り下がるように前記充電器の充電速度を前記標準充電速度から下げるステップと、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まらない場合に、前記充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り上がるように前記充電器の充電速度を前記標準充電速度から上げるステップと、
をさらに実行することを特徴とする電気自動車充電方法。 - 請求項7に記載の電気自動車充電方法であって、
前記コンピュータは、
複数の前記電気自動車の前記充電終了時刻が前記出発予定時刻より早い場合に、各電気自動車に設定された前記充電速度を下げた結果、当該充電速度の合計が前記充電器の最大出力以下になったときに、1の前記充電器により当該複数の前記電気自動車を充電する
ことを特徴とする電気自動車充電方法。 - 請求項7に記載の電気自動車充電方法であって、
前記コンピュータは、
前記充電時間が前記駐車時間帯に収まらない場合に、前記充電速度を上げても前記充電終了時刻が前記出発予定時刻まで繰り上がらないときに、前記電気自動車の消費電力量及び走行距離に基づいて当該電気自動車の目的地に行くのに必要な電力の充電を行う
ことを特徴とする電気自動車充電方法。 - 請求項9に記載の電気自動車充電方法であって、
前記コンピュータは、
前記駐車時間帯には前記電気自動車の目的地までに必要な充電を行うことができない場合に、その旨を示す警報、又は、出発する時刻を延長するように促すメッセージを出力する
ことを特徴とする電気自動車充電方法。
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