JP2011120327A - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電回数を少なくして、複数の電気自動車に搭載されている各々の蓄電池の寿命を長持ちさせることができ、特に配送事業での利用に好適な充電制御装置および充電制御方法を得ること。
【解決手段】ＰＣ３００は、複数の車両１００の各々の走行計画および車両１００の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、走行計画の実施に必要な電池使用量を走行計画ごとに予測し、充電インターフェース２００ａから通知された複数のバッテリーの各々の電池残量および予測した各々の電池使用量に基づいて複数の車両１００から充電対象となる車両１００をその台数が最小となるように選定し、当該選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載されている蓄電池（バッテリー、蓄電装置）の充電を制御する充電制御装置および充電制御方法に関するものである。

電気自動車は、二酸化炭素排出量削減のための有効な手段として近年普及しつつある。特に配送事業等の法人や県や府等の自治体では電気自動車の導入が積極的に進められている。

しかし、現状では電気自動車の価格はガソリン車に比べて割高であり、特に蓄電池に要するコストはかなり大きい。また、蓄電池は充電を繰り返すと劣化して行き、特に過充電や過放電、高温下での充電により劣化が早まってしまう。

そのため、導入時に要するコストを削減すること以外に、導入後できる限り長い期間利用できるようにすることも望まれている。

そこで、蓄電池の寿命を延ばすのに有効と思われる従来技術として（特許文献１）が挙げられる。（特許文献１）には、現在地から目的地までの予想走行経路情報および蓄電装置の残存容量に基づいて予想走行経路の走行に必要な蓄電装置の充電電気量を算出する電気自動車用充電装置の制御装置に関する技術が開示されている。これにより、蓄電装置のサイクル寿命に悪影響を及ぼす充電を制御することができる。

特開平９−２６６６０２号公報

しかしながら、従来技術では、一般の電気自動車を想定しているので、予想走行経路と電気自動車は一対一の関係、つまり予想走行経路を走行する車両は特定の一台に限定される。一方、上記した配送事業では、事前に作成した配送計画（集配計画）に対してその時々に担当車両を割り当てるので、配送計画と電気自動車は一対多の関係、つまり配送計画を担当する車両は特定の一台に限定されない。

そのため、配送事業において（特許文献１）を適用したとしても、その適用段階は配送計画に担当車両を割り当てた後からになるので、蓄電装置（蓄電池）の寿命はこの割り当て方次第で大きく変わってしまう。そして、この割り当て方については、（特許文献１）には記載されておらず、また示唆もされていない。また、配送事業において（特許文献１）を適用した場合、算出した充電電気量による充電を全ての担当車両に行うこととなる。

したがって、配送事業において（特許文献１）を適用したとしても、充電回数を削減することはできず、必ずしも蓄電池の寿命を長持ちさせることはできない、という問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、充電回数を少なくして、複数の電気自動車に搭載されている各々の蓄電池の寿命を長持ちさせることができ、特に配送事業での利用に好適な充電制御装置および充電制御方法を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る充電制御装置および充電制御方法は、複数の電気自動車が有する各々の蓄電池を充電する充電装置における複数の蓄電池の充電を制御するものであり、以下の動作（Ａ）および（Ｂ）を実行するものである。

（Ａ）複数の電気自動車の各々の走行計画および電気自動車の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、走行計画の実施に必要な電池使用量を走行計画ごとに予測する。

（Ｂ）充電装置から通知された複数の蓄電池の各々の電池残量および予測した各々の電池使用量に基づいて複数の電気自動車から充電対象となる電気自動車をその台数が最小となるように選定し、当該選定した電気自動車が有する蓄電池を充電するよう充電装置に指示する。

本発明によれば、充電回数を少なくして、複数の電気自動車に搭載されている各々の蓄電池の寿命を長持ちさせることができ、特に配送事業での利用に好適な充電制御装置および充電制御方法が得られる。

本実施の形態に係る充電制御システムの構成例を示す図 ＰＬＣモデムのハードウェア構成の一例を示すブロック図 単独の車両を充電する場合における充電制御システムの動作の一例を示すフローチャート 複数の車両を充電する場合における充電制御システムの動作の一例を示すフローチャート 充電対象車両を選定する動作の一例を示すフローチャート 各車両の電池残量と各車両の走行計画を関連付けたテーブルの一例を示す図 １００％充電を防止するための充電制御方法の一例を示す模式図 １００％充電を防止するための充電制御方法の一例を示す模式図 １００％充電を防止するための充電制御方法の一例を示す模式図 長期保存対策のために実施される動作の一例を示すフローチャート 長期保存対策のための充電制御方法の一例を示す模式図 電力コスト削減のための充電制御方法の一例を示す模式図

第１の発明の充電制御装置は、複数の電気自動車が有する各々の蓄電池を充電する充電装置と通信可能に接続された、当該充電装置における複数の前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置であって、複数の前記電気自動車の各々の走行計画および前記電気自動車の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測する電池使用量予測手段と、前記充電装置から通知された複数の前記蓄電池の各々の電池残量および前記電池使用量予測手段で予測した各々の前記電池使用量に基づいて複数の前記電気自動車から充電対象となる前記電気自動車をその台数が最小となるように選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する充電制御手段とを備えたこと、を特徴としたものである。

この構成により、充電回数を少なくして、複数の電気自動車に搭載されている各々の蓄電池の寿命を長持ちさせることができるという作用を有する。

また、第２の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記外的要因は、走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを含むこと、を特徴としたものである。

この構成により、電気自動車の電池使用量に影響を与える走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを考慮して、さらに精度の高い電池使用量の予測を行うことができるという作用を有する。

また、第３の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記電池使用量予測手段は、前記走行計画、前記外的要因および当該外的要因に対する各々の前記電気自動車の前記電池使用量の実績に関する走行実績情報に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測すること、を特徴としたものである。

この構成により、過去の蓄電池の使用量を学習して、さらに精度の高い電池使用量の予測を行うことができるという作用を有する。

また、第４の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、複数の前記走行計画のうち最も少ない前記電池使用量に対応する前記走行計画を選択し、当該選択した前記走行計画を実施可能なだけの前記電池残量を有する前記電気自動車のうち最も少ない前記電池残量を有する前記電気自動車を当該選択した前記走行計画を実施する前記電気自動車として割り当て、残りの前記走行計画に対しても前記走行計画の選択および前記電気自動車の割り当てを繰り返し、いずれの前記走行計画にも割り当てられなかった前記電気自動車を前記充電対象となる前記電気自動車として選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、充電対象となる電気自動車を、その台数を確実に最小化して選定することができるという作用を有する。

また、第５の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を１００％未満の所定の前記電池残量まで充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、１００％充電（満充電）を防止して、蓄電池の寿命をさらに長持ちさせることができるという作用を有する。

また、第６の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量分を超える所定の前記電池残量まで充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、走行計画実施後の蓄電池の完全放電を防止して、蓄電池の寿命をさらに長持ちさせることができるという作用を有する。

また、第７の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、前記充電装置から通知された前記蓄電池付近の温度に関する温度情報に基づいて前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池付近の温度を監視し、その温度が前記所定値以下になったら当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する、または所定時間が経過したら前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、高温下での充電を防止して（適温の範囲内での充電を実現して）、蓄電池の寿命をさらに長持ちさせることができるという作用を有する。

また、第８の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量分の充電が当該走行計画の開始日時から所定時間遡った日時までに完了可能か否かを判断し、完了可能と判断した場合には前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を所定の前記電池残量まで充電または放電するよう前記充電装置に指示し、完了不能と判断した場合には前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、未使用状態での蓄電池の劣化を防止して、蓄電池の寿命をさらに長持ちさせることができるという作用を有する。

また、第９の発明の充電制御装置は、前記の発明の充電制御装置において、前記充電制御手段は、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量および時間帯別の電力価格に関する時間帯別電力価格情報に基づいて最も安い電気代で当該電池使用量分の充電が可能な時間帯を設定し、当該設定した前記時間帯になったら前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること、を特徴としたものである。

この構成により、充電に要する電力コストを削減することができるという作用を有する。

また、第１０の発明の充電制御方法は、複数の電気自動車が有する各々の蓄電池を充電する充電装置と通信可能に接続された、当該充電装置における複数の前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置で実行される充電制御方法あって、複数の前記電気自動車の各々の走行計画および前記電気自動車の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測する電池使用量予測ステップと、前記充電装置から通知された複数の前記蓄電池の各々の電池残量および前記電池使用量予測ステップで予測した各々の前記電池使用量に基づいて複数の前記電気自動車から充電対象となる前記電気自動車をその台数が最小となるように選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する充電制御ステップとを含むこと、を特徴としたものである。

この構成により、充電回数を少なくして、複数の電気自動車に搭載されている各々の蓄電池の寿命を長持ちさせることができるという作用を有する。

次に、上述した発明を包含する充電制御システム（以下、本システムと記す場合がある。）の実施の形態（以下、本実施の形態と記す場合がある。）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により、上述した発明が限定されるものではない。
［１．構成］
本システムの構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る充電制御システムの構成例を示す図である。本システムは、一台または複数台の車両（電気自動車）１００と、充電台２００と、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３００と、メモリ４００と、で構成されている。

車両１００に備えられているプラグが充電台２００に備えられているコンセントに接続されると、車両１００と充電台２００（具体的には充電台２００に備えられている充電インターフェース２００ａ）とは、それぞれに搭載されているＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：電力線通信）機能により通信可能に接続される。車両１００と充電台２００に搭載されているＰＬＣ機能については後述する。充電台２００とＰＣ３００、充電台２００とメモリ４００、およびＰＣ３００とメモリ４００はそれぞれ、有線または無線で通信可能に接続されている。

なお、図１においてＰＣ３００とメモリ４００は別々の筐体に収めて構成されているように記しているが、これはあくまでも本構成を説明するために記したのであって、実際にはＰＣ３００とメモリ４００は汎用のパーソナルコンピュータのように同一筐体に収めて構成される。

車両１００は、バッテリー（蓄電池、電池）、プラグおよびＰＬＣ機能を搭載した電気自動車であり、温度センサ１００ａを備えている。車両１００は、ＰＬＣ機能により、バッテリーに関する電池情報（電池残量に関する電池残量情報、電池種別／構成、劣化度（電池の使用期間・使用回数）を含む）、温度センサ１００ａで検出したバッテリー付近の温度に関する温度情報および車両１００の走行実績（走行履歴）に関する走行実績情報（具体的には、車両１００の電池使用量に影響を与える外的要因に対する車両１００の電池使用量の実績に関するもの）を、充電台２００に備えられている充電インターフェース２００ａに通知すると共に、充電インターフェース２００ａから電力供給を受ける。

充電台２００は、コンセントおよびＰＬＣ機能を搭載しており、ＰＣ３００から通知された充電制御情報に基づいて車両１００の給電を行う充電インターフェース２００ａを備えている。充電インターフェース２００ａは、コンセントに接続された車両１００のバッテリーへ電力を供給すると共に車両１００から通知された電池情報、温度情報および走行実績情報をＰＬＣ機能により受信したり、またＰＣ３００から通知された充電制御情報を受信したりする。充電インターフェース２００ａは、温度情報および電池残量情報をＰＣ３００に通知したり、電池残量情報および走行実績情報をメモリ４００に通知（格納）したりする。

ＰＣ３００は、基本的に汎用のパーソナルコンピュータであり、当該ＰＣ３００に備えられている制御部（具体的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））内に電池使用量予測部３００ａと充電制御部３００ｂとを備えている。

電池使用量予測部３００ａは、ＰＣ３００内等にある電池使用量予測プログラム等にしたがって動作するものである。電池使用量予測部３００ａは、ＰＣ３００と有線または無線で通信可能に接続された例えば走行計画管理システム（配送事業の場合は配送管理システム）等の外部システム（図示せず）から取得した走行計画と車両１００の電池使用量に影響を与える外的要因を元に、当該走行計画の実施に必要な電池使用量を予測し、当該予測した電池使用量に関する電池使用量予測情報をメモリ４００の電池使用量予測情報保持部４００ｂに通知（格納）したり充電制御部３００ｂに通知したりする。

ここで、電池使用量予測部３００ａは、走行計画と外的要因に加えて、メモリ４００の走行実績情報保持部４００ｃに格納されている走行実績情報を元に、当該走行計画の実施に必要な電池使用量を予測してもよい。また、電池使用量予測部３００ａは、外的要因として走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを含めて電池使用量を予測してもよい。

充電制御部３００ｂは、ＰＣ３００内等にある充電アルゴリズムプログラム等にしたがって動作するものである。充電制御部３００ｂは、電池残量情報と電池使用量予測情報を元に、走行計画の実施に対する充電の要否を判断し、当該判断の結果（充電の要否）を含む充電指示（給電指示）に関する充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知する。

また、充電制御部３００ｂは、充電インターフェース２００ａから通知された複数の車両１００の各々の電池残量情報と予測した複数の走行計画の各々の電池使用量予測情報を元に、複数の車両１００から充電対象となる車両１００をその台数が最小となるように選定し、当該選定した充電対象となる車両１００が有するバッテリーの充電指示に関する充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知する。

なお、充電制御部３００ｂは、複数の走行計画のうち最も少ない電池使用量に対応する走行計画を選択し、当該選択した走行計画を実施可能なだけの電池残量を有する車両１００のうち最も少ない電池残量を有する車両１００を当該選択した走行計画を実施する車両として割り当て、残りの走行計画に対しても走行計画の選択および電気自動車の割り当てを繰り返し、いずれの走行計画にも割り当てられなかった車両１００を充電対象車両として選定し、当該選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示（通知）してもよい。なお、車両１００が割り当てられなかった走行計画には、基本的に、当該選定した車両１００が割り当てられる。

また、充電制御部３００ｂは、選定した車両１００が有するバッテリーを１００％未満の所定の電池残量まで充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよい。

また、充電制御部３００ｂは、選定した車両１００が有するバッテリーを、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量分を超える所定の電池残量まで充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよい。

また、充電制御部３００ｂは、充電インターフェース２００ａから通知されたバッテリー付近の温度に関する温度情報に基づいて、選定した車両１００が有するバッテリー付近の温度を監視し、その温度が所定値以下になったら当該選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよく、または所定時間（例えば選定した車両１００が前回の走行計画を実施し終わってから所定時間）が経過したら、選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよい。

また、充電制御部３００ｂは、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量分の充電が当該走行計画の開始日時から所定時間遡った日時までに完了可能か否かを判断し、完了可能と判断した場合には、選定した車両１００が有するバッテリーを所定の電池残量まで充電または放電するよう充電インターフェース２００ａに指示し、完了不能と判断した場合には、選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよい。

また、充電制御部３００ｂは、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量および時間帯別の電力価格に関する時間帯別電力価格情報（具体的には電力会社から通信機能付電力メータに送信されたもの）に基づいて最も安い電気代で当該電池使用量分の充電が可能な時間帯を設定し、当該設定した時間帯になったら、選定した車両１００が有するバッテリーを充電するよう充電インターフェース２００ａに指示してもよい。

メモリ４００は、基本的に汎用のハードディスク等の補助記憶装置またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体記憶装置であり、電池残量情報保持部４００ａと電池使用量予測情報保持部４００ｂと走行実績情報保持部４００ｃとを備えている。電池残量情報保持部４００ａは、充電インターフェース２００ａから通知された電池残量情報を保持するための記憶手段である。電池使用量予測情報保持部４００ｂは、電池使用量予測部３００ａで予測した電池使用量予測情報を保持するための記憶手段である。走行実績情報保持部４００ｃは、充電インターフェース２００ａから通知された走行実績情報を保持するための記憶手段である。

最後に、車両１００と充電台２００に搭載されているＰＬＣ機能について、図２を参照しながら説明する。なお、図２に示されている各符号は、あくまでもＰＬＣ機能の説明のために設けたものである。図２は、ＰＬＣモデムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ＰＬＣモデム１１００は、図２に示すように、回路モジュール１２００およびスイッチング電源１３００を有している。スイッチング電源１３００は、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を回路モジュール１２００に供給するものであり、例えば、スイッチングトランス、ＤＣ−ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。

回路モジュール１２００には、メインＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２１０、ＡＦＥ・ＩＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２２０、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ（Ｐｈｙｓｉｃ ｌａｙｅｒ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２３０、メモリ１２４０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２５１、ドライバＩＣ１２５２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２６０、およびカプラ１２７０が設けられている。スイッチング電源１３００およびカプラ１２７０は、電源コネクタ１１０２に接続され、さらに電源ケーブル１３２０、電源プラグ１３３０、コンセント１３４０を介して電力線１３５０に接続される。なお、メインＩＣ１２１０は電力線通信を行う制御回路として機能する。

メインＩＣ１２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）ブロック１２１２、およびＰＬＣ・ＰＨＹ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）ブロック１２１３で構成されている。ＣＰＵ１２１１は、例えば３２ビットのＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサを実装している。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック１２１２は、送受信信号のＭＡＣ層（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）を管理し、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック１２１３は、送受信信号のＰＨＹ層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）を管理する。ＡＦＥ・ＩＣ１２２０は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ；Ｄ／Ａ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２２１、ＡＤ変換器（ＡＤＣ；Ａ／Ｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２２２、および可変増幅器（ＶＧＡ；Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２２３で構成されている。カプラ１２７０は、コイルトランス１２７１、およびカップリング用コンデンサ１２７２ａ、１２７２ｂで構成されている。なお、ＣＰＵ１２１１は、メモリ１２４０に記憶されたデータを利用して、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック１２１２、およびＰＬＣ・ＰＨＹブロック１２１３の動作を制御するとともに、ＰＬＣモデム１１００全体の制御も行う。

ＰＬＣモデム１１００による通信は、概略次のように行われる。モジュラージャック１１０３から入力されたデータは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ１２３０を介してメインＩＣ１２１０に送られる。そして、メインＩＣ１２１０でデジタル信号処理を施すことによってデジタル送信信号が生成される。生成されたデジタル送信信号は、ＡＦＥ・ＩＣ１２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）１２２１によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ１２５１、ドライバＩＣ１２５２、カプラ１２７０、電源コネクタ１１０２、電源ケーブル１３２０、電源プラグ１３３０、コンセント１３４０を介して電力線１３５０に出力される。

電力線１３５０から受信された信号は、カプラ１２７０を経由してバンドパスフィルタ１２６０に送られ、ＡＦＥ・ＩＣ１２２０の可変増幅器（ＶＧＡ）１２２３でゲイン調整がされた後、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１２２２でデジタル信号に変換される。そして、変換されたデジタル信号は、メインＩＣ１２１０に送られ、メインＩＣ１２１０でデジタル信号処理を施すことによって、デジタルデータに変換される。変換されたデジタルデータは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ１２３０を介してモジュラージャック１１０３から出力される。

ＰＬＣモデム１１００は、ＯＦＤＭ方式による複数のサブキャリアを用いたマルチキャリア通信を行うものであり、通信信号に関するデジタル信号処理はメインＩＣ１２１０によって実現される。ここで、送信データをＯＦＤＭ送信信号に変換する処理、ＯＦＤＭ受信信号を受信データに変換する処理、送信されたＯＦＤＭ信号の有無を検出するキャリア検出処理等のデジタル信号処理は、主としてＰＬＣ・ＰＨＹブロック１２１３で行われる。
［２．動作］
次に、上述した構成の充電制御システムで実行される動作について、図３から図１２を参照しながら説明する。
［２−１．単独の車両を充電する場合］
ここでは、単独の車両を充電する場合における充電制御システムの動作について図３を参照しながら説明する。図３は、単独の車両を充電する場合における充電制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。

まず、車両１００のプラグが充電インターフェース２００ａのコンセントに接続される（ステップＳＡ１）と、充電インターフェース２００ａは、ＰＬＣ機能により、車両１００から電池残量情報を取得する（ステップＳＡ２）。

次に、充電インターフェース２００ａは、ステップＳＡ２で取得した電池残量情報を、充電制御部３００ｂに通知（送信）する（ステップＳＡ３）。

一方、電池使用量予測部３００ａは、予め取得した走行計画（出発地と目的地間の片道または往復の走行距離、走行開始日時等）と外的要因（出発地と目的地間の走行ルート、地形、天候、気温、走行時間帯等）を元に、当該走行計画の実施に必要な電池使用量を予測する（ステップＳＡ４）。なお、走行計画は、電池残量情報の他、電池種別／構成、劣化度（電池の使用期間・使用回数）等を勘案して策定してもよい。

次に、電池使用量予測部３００ａは、ステップＳＡ４で予測した電池使用量に関する電池使用量予測情報を、充電制御部３００ｂに通知する（ステップＳＡ５）。

そして、充電制御部３００ｂは、充電インターフェース２００ａから通知された電池残量情報と電池使用量予測部３００ａから通知された電池使用量予測情報を元に、走行計画の実施に対する充電の要否を判断し、当該判断の結果（充電の要否）を充電制御情報として充電インターフェース２００ａに通知する（ステップＳＡ６）。

次に、充電インターフェース２００ａは、ＰＣ３００から通知された充電制御情報に基づいて車両１００に給電を実施する（ステップＳＡ７）。
［２−２．複数の車両を充電する場合］
ここでは、複数の車両を充電する場合における充電制御システムの動作について図４から図１２を参照しながら説明する。図４は、複数の車両を充電する場合における充電制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、複数の車両を充電する場合における以下の動作は、単独の車両を充電する場合における上述した動作にも適用可能である。また、上述した動作の説明のうち本動作の説明と共通するものについては、その説明を省略する場合がある。

まず、複数の車両１００の各プラグが充電インターフェース２００ａの各コンセントに接続される（ステップＳＢ１）と、充電インターフェース２００ａは、ＰＬＣ機能により、各車両１００から電池残量情報を取得する（ステップＳＢ２）。

次に、充電インターフェース２００ａは、ステップＳＢ２で取得した各車両１００の電池残量情報を電池残量情報保持部４００ａに通知して、電池残量情報保持部４００ａに各電池残量情報を保持させる（ステップＳＢ３）。

次に、電池残量情報保持部４００ａは、保持している各車両１００の電池残量情報を充電制御部３００ｂに通知する（ステップＳＢ４）。

一方、電池使用量予測部３００ａは、予め取得した各車両１００の走行計画と外的要因を元に、各走行計画の実施に必要となる電池使用量を予測する（ステップＳＢ５）。なお、走行計画は、電池残量情報の他、電池種別／構成、劣化度（電池の使用期間・使用回数）等を勘案して策定してもよい。また、電池使用量予測部３００ａは、各車両１００の走行計画と外的要因に加えて各車両１００の走行実績情報を元に、各走行計画の実施に必要となる電池使用量を予測してもよい。なお、走行実績情報とは、外的要因に対する各車両の電池使用量実績に関する情報である。

次に、電池使用量予測部３００ａは、ステップＳＢ５で予測した電池使用量に関する各電池使用量予測情報を電池使用量予測情報保持部４００ｂに通知して、電池使用量予測情報保持部４００ｂに各電池使用量予測情報を保持させる（ステップＳＢ６）。

次に、電池使用量予測情報保持部４００ｂは、保持している各走行計画に対応する電池使用量予測情報を充電制御部３００ｂに通知する（ステップＳＢ７）。

そして、充電制御部３００ｂは、充電インターフェース２００ａから通知された各車両１００の電池残量情報と電池使用量予測情報保持部４００ｂから通知された各走行計画に対応する電池使用量予測情報を元に、必要最低限の台数を充電することで全ての走行計画が実施できるように充電対象車両を選定し、当該選定した充電対象車両の充電指示を充電制御情報として充電インターフェース２００ａに通知する（ステップＳＢ８）。

ここで、ステップＳＢ８において充電対象車両を選定するアルゴリズムの一例について図５および６を参照しながら説明する。図５は、充電対象車両を選定する動作の一例を示すフローチャートである。図６は、各車両の電池残量と各車両の走行計画を関連付けたテーブルの一例を示す図である。

まず、充電制御部３００ｂは、予め設定された内部変数Ｎに１を代入する（ステップＳＣ１）。

次に、充電制御部３００ｂは、予測された電池使用量がＮ番目に小さい走行計画を選択する（ステップＳＣ２）。具体的には、図６に示すテーブルにおいて、まず初めは電池使用量が一番小さい“３ｋｍ”の走行計画が選択され、次回以降は“５ｋｍ”、“８ｋｍ”、“１８ｋｍ”の順に走行計画が選択される。

次に、充電制御部３００ｂは、いずれの走行計画にも未割り当ての車両１００のうちステップＳＣ２で選択した走行計画の電池使用量を上回る電池残量を有する車両１００（つまり、未割り当てで且つ当該選択した走行計画を実施可能な車両１００）が存在する場合（ステップＳＣ３：Ｙｅｓ）には、当該存在する車両１００のうち電池残量が最小の車両１００（つまり、選択した走行計画の実施に必要最低限の電池残量を有する車両１００）を、当該選択した走行計画に割り当てる（ステップＳＣ４）。

具体的には、図６を参照して説明すると、ステップＳＣ２においてまず初めは“３ｋｍ”の走行計画が選択されるので、当該“３ｋｍ”の走行計画に対して割り当て可能な車両は、電池残量が“４ｋｍ”の車両と“５ｋｍ”の車両と“１０ｋｍ”の車両となる。そして、この３台の車両うち電池残量が最小の“４ｋｍ”の車両が“３ｋｍ”の走行計画に割り当てられる。

図５に戻り、充電制御部３００ｂは、全ての車両１００に走行計画が割り当てられてない場合（ステップＳＣ５：Ｎｏ）には、内部変数Ｎに１を加算して当該内部変数Ｎを更新（インクリメント）し（ステップＳＣ６）、再びステップＳＣ２の動作を実行する。なお、充電制御部３００ｂは、全ての車両１００に走行計画が割り当てられた場合（ステップＳＣ５：Ｙｅｓ）には、全ての車両１００を非充電対象車両とする（ステップＳＣ７）。

具体的には、図６を参照して説明すると、ステップＳＣ２において次回は“５ｋｍ”の走行計画が選択されるので、当該“５ｋｍ”の走行計画に対して割り当て可能な車両は、電池残量が“５ｋｍ”の車両と“１０ｋｍ”の車両となる。そして、ステップＳＣ４において、この２台の車両のうち電池残量が最小の“５ｋｍ”の車両が“５ｋｍ”の走行計画に割り当てられる。

また、ステップＳＣ２においてさらに次回は“８ｋｍ”の走行計画が選択されるので、当該“８ｋｍ”の走行計画に対して割り当て可能な車両は、電池残量が“１０ｋｍ”の車両のみとなる。そして、ステップＳＣ４において、この車両が自動的に“８ｋｍ”の走行計画に割り当てられる。

そして、ステップＳＣ２において最後は“１８ｋｍ”の走行計画が選択されるが、当該“１８ｋｍ”の走行計画に対して割り当て可能な車両は存在しない。そのため、電池残量が“１ｋｍ”の車両はどの走行計画にも割り当てられずに残る。

図５に戻り、充電制御部３００ｂは、いずれの走行計画にも未割り当ての車両１００のうちステップＳＣ２で選択した走行計画の電池使用量を上回る電池残量の車両１００が存在しない場合（ステップＳＣ３：Ｎｏ）には、割り当て済みの車両１００を非充電対象車両とし、未割り当ての車両１００を充電対象車両として選択する（ステップＳＣ８）。具体的には、図６に示すテーブルの例でいえば、どの走行計画にも割り当てられなかった電池残量が“１ｋｍ”の車両が、充電対象車両として選択される。

なお、ステップＳＣ７において、充電制御部３００ｂは、未割り当てであり且つバッテリー付近の温度が所定値以下の車両１００を充電対象車両として選択し、それ以外の未割り当ての車両１００も非充電対象車両としてもよい。そして、バッテリー付近の温度が高温のために非充電対象車両となった未割り当ての車両１００に関しては、定期的にバッテリーの温度を監視し、その温度が所定値以下となった時点で図５に示す動作を再度実施してもよい。

これにて、充電対象車両を選定するアルゴリズムの説明を終了する。なお、図５に示す動作によっていずれの車両１００にも割り当てられなかった走行計画については、車両１００の充電後に再び当該動作を実施して車両の再割り当てを行ってもよい。

図４に戻り、充電インターフェース２００ａは、ＰＣ３００から通知された充電制御情報に基づいて、ステップＳＢ８において充電対象車両として選定された車両１００に給電を実施する（ステップＳＢ９）。

以上、複数の車両を充電する場合における動作を図４等を参照しながら説明してきたが、ステップＳＢ８において、充電制御部３００ｂは、選択した充電対象車両について、図７に示すように満充電（１００％充電）ではない所定の電池残量（１００％未満の電池残量）となるように充電インターフェース２００ａに対し充電制御を行ってもよい。ただし、図８に示すように、未割り当ての走行計画の実施に満充電が必要な場合には満充電となるように充電制御を行ってもよい。図７および図８は、１００％充電を防止するための充電制御方法の一例を示す模式図である。

また、ステップＳＢ８において、充電制御部３００ｂは、選択した充電対象車両について、図９に示すように走行開始直前で所定の電池残量となるように充電開始時間を遅延させる充電制御を充電インターフェース２００ａに対し行ってもよい。これにより、充電状態での放置時間を短縮して電池寿命を延ばすことができる。図９は、１００％充電を防止するための充電制御方法の一例を示す模式図である。

また、ステップＳＢ８において、充電制御部３００ｂは、バッテリーの長期保存対策のための図１０に示す給電管理動作を実施してもよい。換言すると、充電制御部３００ｂは、図１１に示すように、各車両１００のバッテリーの劣化を防ぐために、所定期間以上にわたって走行予定がない車両１００に関しては所定量の充電状態となるように充電インターフェース２００ａに対し充放電制御を行ってもよい。ここで、当該給電管理動作について図１０を参照しながら説明する。図１０は、長期保存対策のために実施される動作の一例を示すフローチャートである。図１１は、長期保存対策のための充電制御方法の一例を示す模式図である。

まず、充電制御部３００ｂは、充電対象車両を選定する上述したアルゴリズムにより各車両１００へ各走行計画を割り当てる（ステップＳＤ１）と、割り当てられた走行計画の実施に必要な充電が走行開始時間までに間に合うか否かを判断（つまりバッテリーを保管状態にするか否かを判断）し、間に合わないと判断した場合（ステップＳＤ２：Ｎｏ）には、充電インターフェース２００ａに充電制御情報を通知して給電（充電）を開始させる（ステップＳＤ５）。

一方、充電制御部３００ｂは、間に合うと判断した場合（ステップＳＤ２：Ｙｅｓ）には、電池が所定残量となるようにバッテリーの補正充放電を行う充電制御を充電インターフェース２００ａに対し行う（ステップＳＤ３）。なお、所定残量と現残量との差が所定値を超えた（放電量が多くなる）場合は、放電を行わなくてもよい。

そして、充電制御部３００ｂは、割り当てられた走行計画の実施に必要な充電が走行開始時間までに間に合うか否かを再度判断し、間に合わないと判断する（ステップＳＤ４：Ｎｏ）と、充電インターフェース２００ａに充電制御情報を通知して給電（充電）を開始させる（ステップＳＤ５）。これにより、走行開始ぎりぎりまでバッテリーを最適な保管状態に保つことができる。

また、ステップＳＢ８において、充電制御部３００ｂは、電力コストを削減するため、図１２に示すように時間帯別電力価格情報（時間帯別電力価格表）を取得し（ステップＳＥ１）、走行計画等を元に予測された所要充電量（所要充電時間）を元に安価な時間帯から順に充電時間を割り当て（ステップＳＥ２）、当該割り当てた充電時間に給電（充電）が実行されるように充電インターフェース２００ａに対して充電制御情報を通知し（ステップＳＥ３）てもよい。図１２は、電力コスト削減のための充電制御方法の一例を示す模式図である。

また、ステップＳＢ８において、充電制御部３００ｂは、選定した車両１００が有するバッテリーを、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量分を超える所定の電池残量まで充電するよう充電インターフェース２００ａに対して充電制御情報を通知してもよい。
［３．本実施の形態のまとめ、および他の実施の形態］
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、複数の車両１００の各々の走行計画および車両１００の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、走行計画の実施に必要な電池使用量を走行計画ごとに予測し、充電インターフェース２００ａから通知された複数のバッテリーの各々の電池残量および予測した各々の電池使用量に基づいて複数の車両１００から充電対象車両をその台数が最小となるように選定し、当該選定した充電対象車両の車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知する。これにより、充電回数を少なくして、複数の車両１００に搭載されている各々のバッテリーの寿命を長持ちさせることができる。

そして、本実施の形態によれば、特に、（１）複数の走行計画のうち最も少ない電池使用量に対応する走行計画を選択し、（２）当該選択した走行計画を実施可能なだけの電池残量を有する車両１００のうち最も少ない電池残量を有する車両１００を当該選択した走行計画を実施する車両１００として割り当て、（３）残りの走行計画に対しても走行計画の選択および車両１００の割り当てを繰り返し、（４）いずれの走行計画にも割り当てられなかった車両１００を充電対象車両として選定し、（５）当該選定した充電対象車両の車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知する。これにより、充電対象車両を、その台数を確実に最小化して選定することができる。

なお、本実施の形態によれば、外的要因として走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを含めてもよい。これにより、車両１００の電池使用量に影響を与える走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを考慮して、さらに精度の高い電池使用量の予測を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、走行計画、外的要因および当該外的要因に対する各々の車両１００の電池使用量の実績に関する走行実績情報に基づいて、走行計画の実施に必要な電池使用量を走行計画ごとに予測してもよい。これにより、過去のバッテリーの使用量を学習して、さらに精度の高い電池使用量の予測を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、選定した充電対象車両の車両１００が有するバッテリーの充電制御情報であって１００％未満の所定の電池残量までの充電量制限を含むものを、充電インターフェース２００ａに通知してもよい。これにより、１００％充電を防止して、バッテリーの寿命をさらに長持ちさせることができる。

また、本実施の形態によれば、選定した充電対象車両の車両１００が有するバッテリーの充電制御情報であって車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量分を超える所定の電池残量までの充電量制限を含むものを、充電インターフェース２００ａに通知してもよい。これにより、走行計画実施後のバッテリーの完全放電を防止して、バッテリーの寿命をさらに長持ちさせることができる。なお、走行計画実施後のバッテリーの完全放電を防止するために、走行計画完了後にバッテリーの電池残量が所定値（例えば３０％）以上となるように、走行計画に対する車両の割り当てを行ってもよい。

また、本実施の形態によれば、充電インターフェース２００ａから通知されたバッテリー付近の温度に関する温度情報に基づいて、選定した充電対象車両の車両１００が有するバッテリー付近の温度を監視し、その温度が所定値以下になったら当該選定した車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知してもよく、また所定時間が経過したら当該選定した車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知してもよい。これにより、高温下での充電を防止して（適温の範囲内での充電を実現して）、バッテリーの寿命をさらに長持ちさせることができる。

また、本実施の形態によれば、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量分の充電が当該走行計画の開始日時から所定時間遡った日時までに完了可能か否かを判断し、完了可能と判断した場合には、選定した車両１００が有するバッテリーの充電制御情報であって所定の電池残量（例えば３０％の電池残量）までの充放電量制限を含むものを、充電インターフェース２００ａに通知し、完了不能と判断した場合には、選定した車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知してもよい。これにより、未使用状態でのバッテリーの劣化を防止して、バッテリーの寿命をさらに長持ちさせることができる。

また、本実施の形態によれば、車両１００が割り当てられなかった走行計画に対応する電池使用量および時間帯別の電力価格に関する時間帯別電力価格情報に基づいて最も安い電気代で当該電池使用量分の充電が可能な時間帯を設定し、当該設定した時間帯になったら、選定した車両１００が有するバッテリーの充電制御情報を充電インターフェース２００ａに通知してもよい。これにより、バッテリーの充電に要する電力コストを削減することができる。

以上のように、本発明に係る充電制御装置および充電制御方法は、特に、配送車両として電気自動車を複数台所有する配送事業において好適に利用可能である。

１００ 車両
１００ａ 温度センサ
２００ 充電台
２００ａ 充電インターフェース
３００ ＰＣ
３００ａ 電池使用量予測部
３００ｂ 充電制御部
４００ メモリ
４００ａ 電池残量情報保持部
４００ｂ 電池使用量予測情報保持部
４００ｃ 走行実績情報保持部

Claims (10)

1. 複数の電気自動車が有する各々の蓄電池を充電する充電装置と通信可能に接続された、当該充電装置における複数の前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置であって、
   複数の前記電気自動車の各々の走行計画および前記電気自動車の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測する電池使用量予測手段と、
   前記充電装置から通知された複数の前記蓄電池の各々の電池残量および前記電池使用量予測手段で予測した各々の前記電池使用量に基づいて複数の前記電気自動車から充電対象となる前記電気自動車をその台数が最小となるように選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する充電制御手段と
   を備えたことを特徴とする充電制御装置。
2. 前記外的要因は、走行ルート、地形、天候、気温および走行時間帯のうち少なくとも１つを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記電池使用量予測手段は、前記走行計画、前記外的要因および当該外的要因に対する各々の前記電気自動車の前記電池使用量の実績に関する走行実績情報に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の充電制御装置。
4. 前記充電制御手段は、複数の前記走行計画のうち最も少ない前記電池使用量に対応する前記走行計画を選択し、当該選択した前記走行計画を実施可能なだけの前記電池残量を有する前記電気自動車のうち最も少ない前記電池残量を有する前記電気自動車を当該選択した前記走行計画を実施する前記電気自動車として割り当て、残りの前記走行計画に対しても前記走行計画の選択および前記電気自動車の割り当てを繰り返し、いずれの前記走行計画にも割り当てられなかった前記電気自動車を前記充電対象となる前記電気自動車として選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の充電制御装置。
5. 前記充電制御手段は、前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を１００％未満の所定の前記電池残量まで充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の充電制御装置。
6. 前記充電制御手段は、前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量分を超える所定の前記電池残量まで充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の充電制御装置。
7. 前記充電制御手段は、前記充電装置から通知された前記蓄電池付近の温度に関する温度情報に基づいて前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池付近の温度を監視し、その温度が前記所定値以下になったら当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する、または所定時間が経過したら前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の充電制御装置。
8. 前記充電制御手段は、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量分の充電が当該走行計画の開始日時から所定時間遡った日時までに完了可能か否かを判断し、完了可能と判断した場合には前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を所定の前記電池残量まで充電または放電するよう前記充電装置に指示し、完了不能と判断した場合には前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の充電制御装置。
9. 前記充電制御手段は、前記電気自動車が割り当てられなかった前記走行計画に対応する前記電池使用量および時間帯別の電力価格に関する時間帯別電力価格情報に基づいて最も安い電気代で当該電池使用量分の充電が可能な時間帯を設定し、当該設定した前記時間帯になったら前記選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示すること
   を特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の充電制御装置。
10. 複数の電気自動車が有する各々の蓄電池を充電する充電装置と通信可能に接続された、当該充電装置における複数の前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置で実行される充電制御方法あって、
    複数の前記電気自動車の各々の走行計画および前記電気自動車の電池使用量に影響を与える外的要因に基づいて、前記走行計画の実施に必要な前記電池使用量を前記走行計画ごとに予測する電池使用量予測ステップと、
    前記充電装置から通知された複数の前記蓄電池の各々の電池残量および前記電池使用量予測ステップで予測した各々の前記電池使用量に基づいて複数の前記電気自動車から充電対象となる前記電気自動車をその台数が最小となるように選定し、当該選定した前記電気自動車が有する前記蓄電池を充電するよう前記充電装置に指示する充電制御ステップと
    を含むことを特徴とする充電制御方法。

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