JP2012019658A - 電気自動車の充電ステーション管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】特定のネットワークサービス参加者以外にも使い勝手が良好な電気自動車の充電ステーション管理システムの提供する。
【解決手段】電気自動車に給電して電気自動車を充電する複数の充電スタンド２を備えた複数の充電ステーション３を有し、各充電ステーション３には、充電ステーション３内の指定した充電スタンド２の給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部と、充電ステーション３内の非使用、かつ、非予約の利用可能充電スタンド２を表示する表示装置５とが設けられ、かつ、近接する充電ステーション３間は、ネットワーク６を介して交信可能に接続されて充電スタンド２の利用可能情報が共有されるとともに、表示装置５に表示された充電スタンド２に対するネットワーク６越しの予約管理部への登録が可能に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車の充電ステーション管理システムに関するものである。

電気自動車の充電を行うための充電スタンドを管理する管理システムとしては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、管理システムは、複数の充電スタンドと、管理センターと、車両に搭載されるナビゲーション装置等のクライアント端末とをネットワークを介して接続して構成される。

各充電スタンドの空き情報は管理センターに集約された後、クライアント端末に送信され、クライアント端末から送信された予約情報に基づいて充電スタンドの予約をすることができる。

特開２００３-２６２５２５号公報

しかし、上述した従来例において、空き情報の取得、予約にはクライアント端末からのアクセスを必須とするために、上述したネットワークサービスへの未加入者にとっては、空き情報の取得に加え、予約も行うことができなくなってしまい、使い勝手が悪いという欠点がある。

さらに、予約システムを導入した充電スタンドにおける使用の可否は、例えば、駐車スペースに車両があるか否かだけでは判断できないために、予め空き情報を知らない場合、使用可能な充電スタンドの検索が非常に困難になる。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、特定のネットワークサービス参加者以外にも使い勝手が良好な電気自動車の充電ステーション管理システムの提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
電気自動車１に給電して電気自動車１を充電する複数の充電スタンド２を備えた複数の充電ステーション３を有し、
各充電ステーション３には、充電ステーション３内の指定した充電スタンド２の給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部４と、
充電ステーション３内の非使用、かつ、非予約の利用可能充電スタンド２を表示する表示装置５とが設けられ、
かつ、近接する充電ステーション３間は、ネットワーク６を介して交信可能に接続されて充電スタンド２の利用可能情報が共有されるとともに、
表示装置５に表示された充電スタンド２に対するネットワーク６越しの予約管理部４への登録が可能な電気自動車の充電ステーション管理システムを提供することにより達成される。

充電ステーション３は同一敷地等に設置される複数の充電スタンド２を含み、充電ステーション３単位に表示装置５が設けられて、各充電スタンド２の利用可能情報が表示される。

利用可能情報は、現在充電が行われていない非使用スタンドのうち、給電対象が所定時間、および所定の予約車両に限定されている状態の予約スタンドを除いた充電スタンド２を示す。利用可能情報には、充電完了までの残時間の少ない充電スタンド２を含めることが可能であり、この場合、残時間を共に表示するのが望ましい。

充電終了までの残時間の算出は、充電スタンド２と電気自動車１との交信により取得した電気自動車１の充電回路により演算された残時間そのもの、あるいは残時間の算出に有効な値を利用することも可能であるが、充電スタンド２からの供給電流を元に算出すると、電気自動車１との交信が不要になるために構成が簡単になる。

供給電流値による充電残時間の算出は、フル充電に近付くと過充電防止のために供給電流を減少させる充電回路の制御特性、あるいはバッテリの充放電特性を利用して行われる。演算式は充電回路を含めた車両全体への充電電流特性の傾向値から実験的に求めることができるが、ピーク時供給電流値からの減少率、あるいは供給電流が減少に転じてからの単位時間あたりの電流変化量等を判定基準とすることができる。

非使用スタンドの判定は、充電スタンド２から電気自動車１への供給電流値等による他、電気自動車１への配線接続器９の離脱情報、あるいは、充電用駐車スペース内の車両検出情報を使用でき、充電スタンド２に設けられる配線接続器９の電気自動車１との機械的接続状態をもとに判定すると、充電完了後も電気自動車１との接続が解除されていない充電スタンド２を非使用充電スタンド２から除外することができるために、比較的簡単な構成で利用可能情報の精度を高めることができる。

残時間の演算は、各充電スタンド２において行うことも可能であるが、供給電流値等を電力線通信等の通信手段を利用して充電ステーション３毎に設けられる充電ステーション管理装置１２に集約し、充電ステーション管理装置１２で一括演算すると、各充電スタンド２の構成を簡単にすることができる。

したがってこの発明において、充電ステーション３内の充電スタンド２の利用可能情報が一括表示されるために、充電ステーション３でのどの充電スタンド２が使用可能か否かが瞬時に判断することが可能になる。また、各充電ステーション３間はインターネット等のネットワーク６を介して相互に交信することによって、利用可能情報を共有して各表示装置５に表示し、さらに、表示された他の充電ステーション３に属する利用可能な充電スタンド２に対するネットワーク６越しの予約操作が可能であるために、充電のために訪れた充電ステーション３に空きがなくても、近接する充電ステーション３の空き状態を確認し、かつ、予約もできるために、利便性が向上する。加えて、利用可能情報は、充電ステーション３に設置された表示装置５に表示され、さらに、充電スタンド２の予約も充電ステーション３の資源を利用して行うことができるために、ネットワーク６環境を持たない利用者の利便性を損なうことがない。

予約時間は、予約受理から予約の効力が失効するまでの時間として適宜設定され、例えば、予約先の充電ステーション３まどの移動時間を基準に決定することができる。

また、管理システムは、
電気自動車１に給電して電気自動車１を充電する複数の充電スタンド２を備え、
予約指定された充電スタンド２の給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部４、
各充電スタンド２の非使用、かつ、非予約充電スタンド２を示す利用可能情報が保持される利用可能情報格納部７、
利用可能情報格納部７における充電スタンド２の利用可能情報を表示する表示装置５、
を有する充電ステーション３と、
ネットワーク６を介して前記各充電ステーション３に接続され、ネットワーク６を経由した充電ステーション３から取得した充電スタンド２の利用可能情報をネットワーク６を経由した利用可能情報要求に応答して要求元に送信するとともに、ネットワーク６を経由した予約要求に応じて充電ステーション３の予約管理部４に登録する中継サーバ８と、
を有して構成することができる。

中継サーバ８へのアクセスは、充電ステーション３からであっても、あるいは適宜のクライアント端末であってもよい。

以上のシステムには、
電気自動車１に給電して電気自動車１を充電する複数の充電スタンド２を備える充電ステーション３に設置され、
各充電スタンド２の利用可能情報を集積して格納する利用可能情報格納部７、
指定された充電スタンド２の給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部４、
ネットワーク６からの利用可能情報要求に応答して利用可能情報を出力するとともに、ネットワーク６からの予約要求に応答して予約管理部４に予約内容を登録するネットワーク管理部１１、
とを有する充電ステーション３の管理装置１２を利用することができる。

本発明によれば、充電スタンド内、あるいは近接する充電ステーションの利用可能な充電スタンドの検索、あるいは予約を充電ステーションの設備を利用して行うことができるために、特定のネットワークサービス参加者以外にも使い勝手が良好な電気自動車の充電ステーション管理システムを提供することができる。

本発明を示すブロック図である。 充電ステーションを示すブロック図である。 充電スタンドの動作を示すフローチャートである。 充電ステーションの動作を示すフローチャートである。 充電ステーションの動作を示すフローチャートである。 通常の充電操作を行う際の表示画面の遷移を示す図である。 自ステーションに空きがあり、他ステーションで予約した人が充電する際の表示画面の遷移を示す図である。 自ステーションに空きがなく、他ステーションに空きがあり、他ステーションを予約する際の表示画面の遷移を示す図である。 自ステーションに空きがなく、他ステーションで自ステーションを予約した人が充電する際の表示画面の遷移を示す図である。

図１に示すように、充電ステーション３の管理システムは、複数の充電ステーション３と中継サーバ８とをネットワーク６を介して接続して構成される。

充電ステーション３は、複数台の充電スタンド２と、充電ステーション管理装置１２と、表示装置５とから構成され、各充電ステーション３、および各充電スタンド２には、他と識別するための特定符号が設定される。

図２に示すように、各充電スタンド２は、電源制御部１０と、充電電流計測部１３ａと、ＡＣ／ＤＣ変換器等を含む電源調整部１４から給電されて動作する適数枚の実装基板上に実装された制御ユニット１３とを有する。電源制御部１０は、後述する制御部１３ｂからの制御により開閉されるリレー等のスイッチを含み、図外の認証装置等による認証成立、あるいは電源スイッチの投入等の充電スタート動作によって閉成されて電気自動車１への充電が開始される。

また、制御ユニット１３には後述する予約管理部４により反転操作される給電許可フラグが設定され、制御部１３ｂは給電許可フラグがセットされている場合にのみスイッチの閉成動作が許容される。

充電電流計測部１３ａは、電気自動車１への通電経路に流れる電流値を計測し、制御部１３ｂに出力する。

制御ユニット１３は、上記制御部１３ｂと、制御部１３ｂにより制御されて動作する電力線通信部１３ｃ、充電電流計測部１３ａの電流値を監視する電流監視部１３ｄ、およびコネクタ接続判定部（接続判定部１３ｅ）を有する。コネクタ接続判定部１３ｅはコネクタ（配線接続器９）への充電ケーブルの接続を検出するスイッチ等により形成され、充電ケーブルの接続を検出すると、”使用中”を、検出しない場合には”非使用”を使用有無情報として制御部１３ｂに出力する。

使用有無情報を受けた制御部１３ｂは、上記給電許可フラグの判定ビットを判定し、”非使用”で、かつ、給電許可フラグがセットされている場合に”利用可能”信号を電力線通信部１３ｃにセットする。

なお、図１、２においては充電スタンド２に設けられるコネクタを配線接続器９として使用し、充電スタンド２の利用者は、自らが所持する充電ケーブルをコネクタ９に接続して電気自動車１の充電を行う場合を示したが、充電スタンド２側に充電ケーブルが予め接続されている場合には、配線接続器９は充電ケーブルの電気自動車１への接続部に設けられる。

電力線通信部１３ｃは、充電ステーション管理装置１２の電力線通信部１２ａからのポーリング要求に応答して上記利用可能信号、および電流監視部１３ｄからの供給電流値情報を送信する。

充電ステーション管理装置１２は、電源調整部１２ｂからの給電を受けて動作する適数枚の実装基板に搭載される制御ユニット１５を有する。制御ユニット１５は制御部１５ａと、制御部１５ａにより制御されて動作する電力線通信部１２ｂ、残時間演算部１５ｂ、予約管理部４、利用可能情報格納部７、ネットワーク管理部１１、および表示制御部１５ｃを有し、表示制御部１５ｃにセットした情報が表示装置５に表示される。

電力線通信部１２ａは、所定時間ピッチで各充電スタンド２に順次ポーリング要求を出力し、充電スタンド２からの応答を制御部１５ａに出力する。

残時間演算部１５ｂは、充電スタンド２から取得した供給電流値情報からフル充電までの所要時間を算出する。所要時間の演算は、充電開始時で、かつ、供給電流値が十分に高い場合においては、フル充電までの一般的な時間を所要時間とし、供給電流値が所定の閾値を下回った場合、ポーリング応答間の単位時間当たりの供給電流値情報の変化量から予め定められた収束値までの到達時間を演算して行うことができる。

利用可能情報格納部７は、ポーリング動作時に収集した各充電スタンド２の利用可能情報を当該利用可能情報を出力している充電スタンド２に関連付けて格納する。また、この利用可能情報格納部７には、上記残時間演算部１５ｂにおいて演算された残時間の少ない充電スタンド２（使用中スタンド）も残時間情報を添えて抽出される。使用中スタンドの選択は、例えば、利用可能情報格納部７内での格納件数を予め設定しておき、充電スタンド２から取得した利用可能スタンドは使用中スタンドを含まないために、これらを優先的に割り当て、設定量に足りない分を残時間の少ない順に選択して行うことができる。

予約管理部４は、ネットワーク管理部１１を経由して、あるいは自局における操作により予約登録がされた場合、予約された充電スタンド２、および予約時間を格納する。また、この予約管理部４は、予約登録とともに予約時間のカウントダウンを開始するとともに、対象の充電スタンド２に対して給電許可フラグの解除信号を出力して充電スタンド２の給電許可フラグを解除し、所定の予約時間に達すると、再び充電スタンド２に給電許可フラグの反転命令信号を出力し、給電許可フラグをセットする。

ネットワーク管理部１１は、ネットワーク６を介して接続される中継サーバ８を中継して他の充電ステーション３のネットワーク管理部１１と交信する。交信は、ネットワーク管理部１１に他の充電ステーション３の特定情報とともに、交信データをセットすることにより行われ、中継サーバ８は、充電ステーション３の特定情報を変換したネットワーク６上のアドレス信号をもとに、目的の充電ステーション３にアクセスし、交信データを出力する。

交信データには、利用可能要求信号、利用可能信号、予約管理部４への登録要求信号、およびこれらの受信確認信号が含まれ、利用可能要求信号を受信した充電ステーション３は、利用可能情報を自局のネットワーク管理部１１にセットし、要求元に送信する。また、予約管理部４への登録要求信号を受信した場合、自局の予約管理部４への登録が行われる。

表示制御部１５ｃは、表示装置５への表示内容を制御するとともに、表示装置５上で予約処理等が行われる本実施の形態においては、表示装置５上での操作内容を中継して制御ユニットに出力する。

図３に各充電スタンド２の動作を示す。まず、ポーリング交信時に充電ステーション３の管理装置１２からの予約要求があった場合（ステップ１００）、すなわち、充電ステーション３から給電許可フラグの解除命令が出力されている場合、給電許可フラグを解除し（ステップ１００-１）、予約要求がなかった場合、すなわち、充電ステーション３から給電許可フラグの解除命令が出力されていない場合、ポーリング信号に給電許可フラグの反転命令、すなわち、予約解除要求が含まれるか否かを判定し（ステップ１０１）、反転命令がある場合には給電許可フラグをセットしてスイッチの閉成動作を可能にした後（ステップ１０２）、コネクタ接続判定部１３ｅの出力を確認して充電ケーブルが接続されているか否かを検出する（ステップ１０３）。

これに対し、ステップ１０１で予約解除要求がなかった場合、電流監視部１３ｄの出力により得られる供給電流情報を充電ステーション３に送信した後（ステップ１０１-１）、ステップ１０３を実行する。また、充電スタンド２が利用可能な場合、ステップ１０１-１において、送信データに利用可能信号が含まれる。

ステップ１０３の実行後、充電電流を測定し（ステップ１０４）、次いで、ケーブルの接続情報、すなわち、コネクタ接続判定部１３ｅの出力を充電ステーション３に送信した後（ステップ１０５）、認証等の充電開始条件が整っている場合（ステップ１０５）、充電を開始する（ステップ１０７）。

ステップ１０５は非使用判定を目的とするもので、充電ステーション３への送信は、充電開始の接続時のみ実行され、充電開始後、コネクタ接続判定部１３ｅの出力がなくなり、ケーブルの接続解除が検出されると（ステップ１０８）、利用可能信号を生成して充電ステーション３に出力し（ステップ１０９）、初期ステップに復帰する。

図４、５に充電ステーション３の管理装置１２における動作を示す。

充電ステーション管理装置１２においては、利用可能充電スタンドの総数が”空き数”カウンタにおいて計測されており、上記充電スタンド２からの利用可能信号を受信すると（ステップ２００）、空き数カウンタをインクリメントさせた後（ステップ２０１）、予約管理部４への登録の有無を検出する（ステップ２０２）。

ステップ２０２において予約管理部４への登録があると、予約タイマをスタートさせた後（ステップ２０２-１）、空き数カウンタをデクリメントさせ、さらに、予約数カウンタをインクリメントし（ステップ２０２-２）、次いで、予約タイマのタイムアップを監視する（ステップ２０３）。

ステップ２０３でタイムアップが検出されると、空き数カウンタをインクリメント、予約数カウンタをデクリメントした後（ステップ２０３-１）、初期ステップに復帰し、タイムアップが検出されなかった場合、空き数カウンタの残数を検出し（ステップ２０４）、残数がない場合、近接する充電ステーション３を検索する（ステップ２０４-１）。

ステップ２０４でまだ空きカウンタの残数がある場合、図６（ａ）に示す初期画面（表示画面「Ａ」）を表示制御部１５ｃにセットし、表示装置５に表示する（ステップ２０５）。表示画面「Ａ」においては、現在の充電ステーション名（「充電ステーションＡ」）、空き数カウンタにより示される現充電ステーション３での利用可能な充電スタンド数（「空き ８ケ所」）、および予約数カウンタにより示される予約済み充電スタンド数（「予約 ２ケ所」）と、「充電」、「予約充電」ボタンが表示される。

この後、画面上で充電ボタンがタップされると（ステップ２０６）、画面は図６（ｂ）に示す案内画面に変更されるとともに、空き数カウンタがデクリメントされ（ステップ２０６-１）、初期ステップに復帰する。案内画面には、現在の充電ステーション名（「充電ステーションＡ」）と、使用可能な充電スタンド２（「１０番が使用可能です。」）が表示された後、図６（ｃ）に示す初期画面に復帰する。

これに対し、ステップ２０５で予約充電ボタンがタップされたとき（ステップ２０７）、表示画面は図７（ａ）に示す初期画面から図７（ｂ）に示す予約番号入力画面（表示画面「Ｄ」）に変化する（ステップ２０８）。予約番号入力画面は、テンキー画像と予約入力ボタン画像とから構成されており、この画面で後述するステップ２０４-４で付与される予約番号を入力し、予約入力ボタンをタップすると、予約管理部４に格納されている予約番号と入力番号とが比較され、一致が確認されると（ステップ２０９）、予約数カウンタをデクリメントするとともに、対象充電スタンド２に給電許可フラグ反転命令を出力し（ステップ２１０）、初期ステップに復帰する。ステップ２１０に伴って、表示画面は図７（ｃ）に示す案内画面を表示した後、図７（ｄ）の初期画面に復帰する。

一方、ステップ２０４-１で近接する充電ステーション３に利用可能な充電スタンド２があった場合、表示画面は図８（ａ）に示す満車表示画面（表示画面「Ｂ」）に変化する（ステップ２０４-２）。満車表示画面は、現在の充電ステーション３が満車である旨の表示（「充電ステーション３Ａ 現在満車です」）、予約の慫慂メッセージ、予約ボタン、および予約充電ボタンから構成される。

満車表示画面において利用者が予約ボタンをタップすると（ステップ２０４-３）、予約管理部４は予約内容を生成する（ステップ２０４-４）。予約内容は、予約対象充電ステーション３、充電スタンド２、および予約番号で、これらは予約管理部４内に予約テーブルとして格納される。

ステップ２０４-４で生成された予約内容に基づいて、対象の充電スタンド２には、給電許可フラグ判定命令が出力され（ステップ２０４-５）、次いで、図８（ｂ）に示す予約完了画面（表示画面「Ｅ」）に切り替えられる。予約完了画面には、予約時間と地図表示ボタンが含まれ、地図表示ボタンをタップすると（ステップ２０４-７）、図８（ｃ）に示す地図画面（表示画面「Ｆ」）に切り替えられ（ステップ２０４-８）、初期ステップに復帰する。

これに対し、ステップ２０４-１において近接する充電ステーション３に利用可能な充電スタンド２がなかった場合、図９（ｃ）に示す満車表示画面（表示画面「Ｃ」）が表示され（ステップ２０４-９）、予約充電指示を待つ。

１ 電気自動車
２ 充電スタンド
３ 充電ステーション
４ 予約管理部
５ 表示装置
６ ネットワーク
７ 利用可能情報格納部
８ 中継サーバ
９ 配線接続器
１０ 電源制御部
１１ ネットワーク管理部
１２ 充電ステーション管理装置

Claims (6)

1. 電気自動車に給電して電気自動車を充電する複数の充電スタンドを備えた複数の充電ステーションを有し、
   各充電ステーションには、充電ステーション内の指定した充電スタンドの給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部と、
   充電ステーション内の非使用、かつ、非予約の利用可能充電スタンドを表示する表示装置とが設けられ、
   かつ、近接する充電ステーション間は、ネットワークを介して交信可能に接続されて充電スタンドの利用可能情報が共有されるとともに、
   表示装置に表示された充電スタンドに対するネットワーク越しの予約管理部への登録が可能な電気自動車の充電ステーション管理システム。
2. 電気自動車に給電して電気自動車を充電する複数の充電スタンドを備え、
   予約指定された充電スタンドの給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部、
   各充電スタンドの非使用、かつ、非予約充電スタンドを示す利用可能情報が保持される利用可能情報格納部、
   利用可能情報格納部における充電スタンドの利用可能情報を表示する表示装置、
   を有する充電ステーションと、
   ネットワークを介して前記各充電ステーションに接続され、ネットワークを経由した充電ステーションから取得した充電スタンドの利用可能情報をネットワークを経由した利用可能情報要求に応答して要求元に送信するとともに、ネットワークを経由した予約要求に応じて充電ステーションの予約管理部に登録する中継サーバと、
   を有する電気自動車の充電ステーション管理システム。
3. 前記利用可能情報には、前記各充電スタンドにおいて演算した充電完了までの残時間情報が加えられる請求項１または２記載の電気自動車の充電ステーション管理システム。
4. 前記充電スタンドの使用、非使用状態が、充電スタンドに設けられる配線接続器の電気自動車との機械的接続状態をもとに判定される請求項１、２または３記載の電気自動車の充電ステーション管理システム。
5. 充電スタンドは、通電経路を断接して電気自動車への給電を制御するとともに、給電許可フラグのセットを接続動作の条件とする電源制御部を有し、
   前記予約管理部は、前記給電許可フラグのセット、解除操作信号を出力して予約期間中の給電を制御する請求項１、２、３または４記載の電気自動車の充電ステーション管理システム。
6. 電気自動車に給電して電気自動車を充電する複数の充電スタンドを備える充電ステーションに設置され、
   各充電スタンドの利用可能情報を集積して格納する利用可能情報格納部、
   指定された充電スタンドの給電対象を所定時間、および所定の予約車両に限定する予約管理部、
   ネットワークからの利用可能情報要求に応答して利用可能情報を出力するとともに、ネットワークからの予約要求に応答して予約管理部に予約内容を登録するネットワーク管理部、
   とを有する充電ステーションの管理装置。

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