JP2012235679A - 電気車両に使用される充電システムおよびそれを監視する方法 - Google Patents

電気車両に使用される充電システムおよびそれを監視する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電気車両充電ステーションの動作を監視するシステムを提供する。
【解決手段】システムは、デバイスに結合されデバイスに電流を供給するように構成された電池充電器と、電池充電器に結合され電池充電器からデバイスに供給された電流を測定し、デバイスに供給された測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成するように構成された電流センサと、電流センサに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、電流センサから送られた測定電流プロファイルを受け取り、測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較して充電ステーションの動作を監視するように構成される。
【選択図】図2

Description

本明細書で開示される主題は、概して電気車両に関し、特に電気車両に使用される充電ステーションに関する。
従来の燃焼機関車両の使用に関連して燃料費が増大し、さらに大気汚染を含む環境問題が重視されているため、電気車両の使用が増加している。既知の電気車両は定期的に再充電しなければならず、そのような車両の所有者は、充電ステーションを使用して、電気車両の電池に貯蔵される電荷を補充することができる。
充電ステーションは、所有者の住居に配置されてもあるいは商業地に配置されてもよい。いくつかの充電ステーションでのエネルギー購入費用は、政府機関およびその他の実体によって少なくとも部分的に助成されており、したがって、消費者のコストは、助成されていない場合の同じ量のエネルギーの費用よりも安い場合がある。しかし、少なくともいくつかの既知の充電ステーションは、その特定の充電ステーションに接続されることを許可された車両とそのように許可されていない車両とを区別することができない。また、少なくともいくつかの既知の充電ステーションは、許可された車両が充電ステーションに接続されるときにそれらの車両の誤動作を検出することができない。エネルギーが安くなっており、かつ充電ステーションでは上記のような制限があり得るため、ユーザが、許可されていないデバイスを充電するのに使用できるエネルギーを盗もうとしてそのデバイスを充電ステーションに接続する誘惑に駆られることが考えられる。
一態様では、電気車両充電ステーションの動作を監視するシステムが提供される。このシステムは、デバイスに結合されデバイスに電流を供給するように構成された電池充電器と、電池充電器に結合され電池充電器からデバイスに供給された電流を測定し、デバイスに供給された測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成するように構成された電流センサと、電流センサに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、電流センサから送られた測定電流プロファイルを受け取り、測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較して充電ステーションの動作を監視するように構成される。
別の態様では、電気車両充電ステーションが設けられる。電気車両充電ステーションは、デバイスに結合されるように構成されたコネクタと、コネクタを介してデバイスに電流を供給するように構成された電池充電器と、電池充電器に結合され電池充電器からデバイスに供給された電流を測定し、デバイスに供給された測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成するように構成された電流センサと、電流センサに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、電流センサから送られた測定電流プロファイルを受け取り、測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較して充電ステーションの動作を監視するように構成される。
さらに別の態様では、電気車両充電ステーションの動作を監視する方法が提供される。この方法は、電池充電器を使用してデバイスに電流を供給することと、デバイスに供給された電流を測定することと、デバイスに供給された測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成することと、測定電流プロファイルをプロセッサに送ることと、プロセッサを使用して、測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較することと、測定電流プロファイルと少なくとも1つの既知の電流プロファイルとの比較に基づいて充電ステーションの動作を監視することとを含む。
車両を充電する際に使用される例示的なシステムのブロック図である。 電気車両に使用される充電ステーションの動作を監視する際に使用される例示的な方法の流れ図である。
本明細書で説明するシステムおよび方法は、許可されていないデバイスが電気車両充電ステーションに接続されるときにそのデバイスを識別するのを可能にする。また、本明細書で説明するシステムおよび方法は、電気車両充電ステーションに接続された誤動作を起こしているデバイスを識別するのを可能にする。本明細書で説明するシステムおよび方法は、許可されていない車両および/または誤動作を起こしている車両を検出すると、デバイスを追加的に充電することを妨げ、ネットワークに警報信号を送り、かつ/あるいは消費者に通知信号を送る。
本明細書で説明する方法およびシステムの技術的効果は、(a)電池充電器を使用してデバイスに電流を供給すること、(b)デバイスに供給された電流を測定すること、(c)デバイスに供給された測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成すること、(d)測定電流プロファイルをプロセッサに送ること、(e)プロセッサを使用して、測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較すること、(f)測定電流プロファイルと少なくとも1つの既知の電流プロファイルとの比較に基づいて充電ステーションの動作を監視することの少なくとも1つを含む。
本明細書で使用される電気車両は、推進に使用される1つまたは複数の電気自動車を含む任意の車両として定義される。電気車両を推進するのに使用されるエネルギーは、車載再充電可能電池および/または車載燃料電池などであるがそれらに限らない様々なエネルギー源から得ることができる。一実施形態では、電気車両はハイブリッド電気車両であり、たとえば制動によって発生したエネルギーを取り込んで貯蔵するハイブリッド電気車両である。さらに、ハイブリッド電気車両は、電池などの電気源に貯蔵されているエネルギーを使用して、アイドリング時に動作を継続して燃料を節約する。ハイブリッド電気車両には、電源アウトレットのような電源コンセントに接続することによって電池を再充電することができる車両がある。したがって、本明細書で使用される語「電気車両」は、ハイブリッド電気車両または電気エネルギーを受ける任意の他の車両を指すことがある。
図1は、電気車両を充電するのに使用できる例示的なシステム100のブロック図である。例示的な実施形態では、システム100は、コネクタ102と、電流センサ104と、電池充電器106と、プロセッサ108と、ネットワーク110とを含む。コネクタ102は、デバイス120に結合され充電を可能にする。電池充電器106はデバイス120に電流を供給する。例示的な実施形態では、ネットワーク110は、たとえば電気事業者のような充電ステーション130の運営者による制御および/または供給を受ける。あるいは、システム100が本明細書の説明通りに機能するのを可能にする実体によってネットワーク110を動作させることができる。
電流センサ104は、電池充電器106とコネクタ102との間に結合され、電池充電器106からデバイス120に供給された電流を監視する。センサ104を結合して電池充電器106から供給された電流を監視すると、システム100は、以下により詳しく説明するように、コネクタ102に結合されたデバイス120およびデバイス120の動作状態を識別することが可能になる。例示的な実施形態では、電流センサ104は分流器である。あるいは、電流センサ104は、ロゴスキーコイル、変流器、および/またはシステム100が本明細書の説明通りに機能するのを可能にする任意の他のデバイスであってよい。
プロセッサ108は、電流センサ104に結合され、プロセッサ108と電流センサ104との通信を可能にする。具体的には、電流センサ104は、本明細書の説明通りに、測定電流プロファイル122を生成し、プロセッサ108に送って処理する。この例示的な実施形態では、測定電流プロファイル122は、電池充電器106からデバイス120に供給された電流の割合を示す。あるいは、測定電流プロファイル122は、デバイス120に供給された電流の総量および/またはデバイス120を充電するのに必要な持続時間に関する情報などであるがそれらに限らない、システム100が本明細書の説明通りに機能するのを可能にする任意の情報を含んでよい。
例示的な実施形態では、プロセッサ108は、ネットワーク110、ユーザインタフェース124、およびデータベース126に結合される。ユーザインタフェース124は、たとえば、キーボード、ディスプレイデバイス、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチパネル、タッチパッド、タッチスクリーン、ジャイロスコープ、アクセレロメータ、位置検出器、および/またはオーディオユーザ入力インタフェースを含んでよい。例示的な実施形態では、プロセッサ108はまた、電池充電器106に結合され、したがって、プロセッサ108は、本明細書で詳しく説明するように電池充電器106の動作を終了させることができる。
コネクタ102、電流センサ104、電池充電器106、プロセッサ108、およびデータベース126はすべて、電気車両内の電池を充電するのに使用される充電ステーション130内に配置されてよい。あるいは、コネクタ102、電流センサ104、電池充電器106、プロセッサ108、および/またはデータベース126は互いに距離を置いて配置されてもよい。また、デバイス120は、充電ステーションに使用することを許可された車両、充電ステーションに使用することを許可されていない車両、および/または電化製品および/または他の任意の電気デバイスなど充電ステーションに使用することを許可されていない非車両デバイスを含んでよい。システム100は、デバイスが、以下により詳しく説明するように、許可された車両、許可されていない車両、および/または許可されていない非車両デバイスであるかどうかを判定する。
少なくとも1つの既知の電流プロファイル140がデータベース126に記憶されている。このような電流プロファイル140は、たとえば、既知のデバイスに供給された電流の割合、既知のデバイスに供給された電流の総量、および/または既知のデバイスを充電するのに必要な持続時間を示すものであってよい。データベース126は、プロセッサ108がデータベース126から既知の電流プロファイル140を取り込むことができるようにプロセッサ108に通信可能に結合されている。さらに、データベース126は、許可された既知のデバイス、誤動作を起こしている既知のデバイス、および/または許可されていない既知のデバイスの既知の電流プロファイル140を記憶することができる。
一実施形態では、既知の電流プロファイル140はネットワーク110からデータベース126にダウンロードされる。あるいは、既知の電流プロファイル140をユーザが操作するユーザインタフェース124を介してデータベース126に入力してもよい。さらに別の実施形態では、事前に測定された少なくとも1つの電流プロファイル122を将来既知の電流プロファイル140として使用できるようにデータベース126に記憶してもよい。
プロセッサ108は、例示的な実施形態では、測定電流プロファイル122をデータベース126内に記憶されている既知の電流プロファイル140と比較することによって測定電流プロファイル122を分析する。データベース126内に複数の既知の電流プロファイル140が記憶されている場合、車両型式、車両モデル、車両年式、および/または車両電池タイプなどであるがそれらに限らない情報によって既知の電流プロファイル140を構成してもよい。あるいは、システム100が本明細書の説明通りに機能するのを可能にする任意の分類によって既知の電流プロファイル140を構成してもよい。プロセッサ108は、測定電流プロファイル122を分析する場合、測定電流プロファイル122を少なくとも1つの既知の電流プロファイル140と比較する。例示的な実施形態では、プロセッサ108は、測定電流プロファイル122を、データベース126に記憶されたすべての既知の電流プロファイル140と比較する。あるいは、プロセッサ108は、測定電流プロファイル122をデータベースに記憶されている既知の電流プロファイル140の一部のみと比較し、かつ/あるいは記憶されている電流プロファイル140のどちらを測定電流プロファイル122と比較するのに使用すべきかを選択する。一実施形態では、充電ステーション130および/またはユーザが操作するユーザインタフェース124を使用する消費者が、既知の電流プロファイル140のどちらを測定電流プロファイル122と比較すべきかを示す情報を入力してよい。このような情報には、車両型式、車両モデル、車両年式、および/または車両電池タイプを含めてよいがそれらのみに限らない。
プロセッサ108は、測定電流プロファイル122を既知の電流プロファイル140と比較した際、測定電流プロファイル122が、充電ステーション130を使用することを許可された車両に関連する記憶されている既知の電流プロファイル140のどれにも一致しないと判定することがある。たとえば、消費者は、非車両デバイスのような許可されていないデバイスをコネクタ102に接続しようとすることがある。測定電流プロファイル122がデータベース126に記憶されている既知の電流プロファイル140と一致せず、一方、電池充電器106がデバイス120に電流を供給する場合、プロセッサは、デバイス120が許可されていないデバイスであると判定することができる。
プロセッサ108は、測定電流プロファイル122が、許可されているが誤動作を起こしているデバイスに関連する既知の電流プロファイル140と一致していると判定することによって、コネクタ102に結合された許可されたデバイスが誤動作を起こしていると判定してもよい。このような誤動作には、たとえば、デバイス120における短絡、デバイス120の電池の故障、および/またはデバイス120の1つまたは複数の電気的接続部の損傷を含めてよい。すなわち、プロセッサは、測定電流プロファイルを既知の電流プロファイル140と比較することによって検出可能なデバイス120の状態によって生じるあらゆる誤動作を識別することができる。
例示的な実施形態では、プロセッサ108は、測定電流プロファイル122がデータベース126に記憶されている既知の電流プロファイル140と比べて所定の公差内にあるかどうかを判定する。すなわち、測定電流プロファイル122は、プロセッサ108が、測定電流プロファイル122が既知の電流プロファイル140の1つと一致していると判定するうえで、既知の電流プロファイル140の1つに厳密に一致しなくてもよい。あるいは、プロセッサ108は、システム100が本明細書の説明通りに機能するのを可能にする任意の適切なパラメータを使用して、測定電流プロファイル122が既知の電流プロファイル140と一致しているかどうかを判定することができる。
プロセッサ108が、許可されていないデバイスおよび/または誤動作を起こしているデバイス120のコネクタ102との接続を検出すると、この例示的な実施形態では、プロセッサ108は、電池充電器106にただちにデバイス120の充電を停止させる。別の実施形態では、プロセッサ108は、許可されていないデバイスおよび/または誤動作を起こしているデバイス120が接続されていることを検出すると、警報信号を生成してネットワーク110に送り、許可されていないデバイスおよび/または誤動作を起こしているデバイス120があることをネットワーク110に通知する。さらに別の実施形態では、プロセッサ108は、許可されていないデバイスおよび/または誤動作を起こしているデバイス120が接続されていることを検出すると、通知信号を生成してコネクタ102に結合されたディスプレイデバイス150に送り、許可されていないデバイスおよび/または誤動作を起こしているデバイス120があることを消費者が操作する充電ステーション130に通知する。ディスプレイデバイス150は、たとえば、陰極管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、および/または「電子インク」ディスプレイを含んでよい。このような実施形態では、通知信号は、この特定の誤動作に関連する情報をディスプレイデバイス150上に表示するのを可能にし、それによって、消費者に誤動作が通知される。
図2は、たとえば充電ステーション130(図1に示されている)などの充電ステーションの動作を監視するのに使用できる例示的な方法1000のフローチャートである。この例示的な実施形態では、たとえば電池充電器106(図1に示されている)を使用してデバイス120(図1に示されている)などのデバイスに電流を供給する(1002)。たとえば、電流センサ104(図1に示されている)によって、デバイスに供給された電流を測定する(1004)。デバイスに供給された測定された電流に基づいて、たとえば測定電流プロファイル122(図1に示されている)などの測定電流プロファイルを生成する(1006)。たとえばプロセッサ108(図1に示されている)などのプロセッサに測定電流プロファイルを送る(1008)。プロセッサは、この測定電流プロファイルを、たとえば既知の電流プロファイル140(図1に示されている)のような少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較する(1010)。測定電流プロファイルと既知の電流プロファイルとの比較に基づいて、充電ステーションの動作を監視する(1012)。充電ステーションの動作の監視1012には、たとえば、デバイスが許可されているかまたは許可されていないか、かつ/あるいは誤動作が起こっていないかを判定することを含めてよい。
本明細書で説明するシステムおよび方法は、既知の充電ステーションシステムおよび方法と異なり、測定電流プロファイルを既知の電流プロファイルと比較することによって許可されていないデバイスの充電ステーションとの接続を識別するのを可能にする。また、本明細書で説明するシステムおよび方法では、既知の充電ステーションとは異なり、測定電流プロファイルを既知の電流プロファイルと比較することによって充電ステーションに接続された車両内の誤動作を識別するのが可能になる。充電ステーションに許可されていないデバイスが接続されているかあるいは接続された車両が誤動作を起こしていると判定した後、通知および/または警報を生成し、充電ステーションを使用したそれ以上の充電を抑制する。
本明細書で説明するシステムおよび方法は、電気車両充電ステーションに許可されていないデバイスが接続されたときにそれを判別するのを容易にする。また、本明細書で説明するシステムおよび方法は、電気車両充電ステーションに誤動作を起こしているデバイスが接続されたときにそれを判別するのを容易にする。本明細書で説明するシステムおよび方法は、許可されていない車両および/または誤動作を起こしている車両を検出したときに、デバイスをそれ以上充電するのを抑制するか、ネットワークに警報信号を送るか、あるいは消費者に通知信号を送る。
電気車両充電ステーション用のシステムおよび方法の例示的な実施形態について上記に詳しく説明した。本明細書で説明するシステムおよび方法は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されず、システムの各構成要素および/または方法の各ステップは、本明細書で説明する他の構成要素および/またはステップとは独立にかつ別個に利用することができる。たとえば、本明細書で説明する方法およびシステムは、本明細書で説明するように電気車両充電ステーションでの実施に限定されない他の用途を有してもよい。むしろ、本明細書で説明する方法およびシステムは、様々な他の産業に関連して実施し利用することができる。
本発明の様々な実施形態の特定の特徴は一部の図面にしか示されていないかもしれないが、これは図示の都合上そうなっているに過ぎない。本発明の原則によれば、ある図面の任意の特徴を他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照しかつ/あるいは請求してよい。
この説明では、最良の形態を含む本発明を開示し、また、任意の当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製造し使用することおよび組み込まれた任意の方法を実施することを含め、本発明を実施するのを可能にするのに例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者に想到される他の例を含んでよい。このような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの意味とわずかな違いを有する均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内とされるものである。
100 システム
102 コネクタ
104 電流センサ
106 電池充電器
108 プロセッサ
110 ネットワーク
120 デバイス
122 測定電流プロファイル
124 ユーザインタフェース
126 データベース
130 充電ステーション
140 電流プロファイル
150 ディスプレイデバイス

Claims (20)

  1. 電気車両充電ステーションの動作を監視するシステムであって、
    デバイスに結合され前記デバイスに電流を供給するように構成された電池充電器と、
    前記電池充電器に結合され前記電池充電器から前記デバイスに供給された電流を測定し、前記デバイスに供給された前記測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成するように構成された電流センサと、
    前記電流センサに結合され、
    前記電流センサから送られた前記測定電流プロファイルを受け取り、
    前記測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較して前記充電ステーションの動作を監視するように構成されたプロセッサとを備えるシステム。
  2. 前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルを記憶するように構成されたデータベースをさらに備え、前記プロセッサがさらに、前記データベースから前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルを選択的に取り込むように構成されるように前記データベースと通信する、請求項1記載のシステム。
  3. 前記プロセッサはさらに、前記測定電流プロファイルを前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較し、前記デバイスが前記充電ステーションに使用することを許可されているかどうかを判定するように構成される、請求項1記載のシステム。
  4. 前記プロセッサはさらに、前記デバイスが許可されていないと判定したときに警報信号を生成して送るように構成される、請求項3記載のシステム。
  5. 前記プロセッサはさらに、前記デバイスが許可されていないと判定したときに前記電池充電器が前記デバイスを充電するのを妨げるように構成される、請求項3記載のシステム。
  6. 前記プロセッサはさらに、前記測定電流プロファイルを前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較し、前記電池充電器に結合された前記デバイスが誤動作を起こしているかどうかを判定するように構成される、請求項1記載のシステム。
  7. 前記プロセッサはさらに、前記デバイスが誤動作を起こしていると判定したときに通知を生成して送るように構成される、請求項6記載のシステム。
  8. 前記プロセッサに結合され、ユーザが少なくとも1つの既知の電流プロファイルを前記データベースに入力するのを可能にするユーザインタフェースをさらに備える、請求項2記載のシステム。
  9. 前記プロセッサに結合されたネットワークをさらに備え、前記データベースが、前記ネットワークから少なくとも1つの既知の電流プロファイルをダウンロードするように構成される、請求項2記載のシステム。
  10. 前記電流センサは、前記電池充電器から前記デバイスに供給された電流の割合を測定し、前記測定電流プロファイルが前記電流の割合を含む、請求項1記載のシステム。
  11. 電気車両充電ステーションであって、
    デバイスに結合されるように構成されたコネクタと、
    前記コネクタを介して前記デバイスに電流を供給するように構成された電池充電器と、
    前記電池充電器に結合され前記電池充電器から前記デバイスに供給された電流を測定し、前記デバイスに供給された前記測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成するように構成された電流センサと、
    前記電流センサに結合され、
    前記電流センサから送られた前記測定電流プロファイルを受け取り、
    前記測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較して前記充電ステーションの動作を監視するように構成されたプロセッサとを備える電気車両充電ステーション。
  12. 前記プロセッサはさらに、前記測定電流プロファイルを前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較し、前記デバイスが許可されていない車両、非車両デバイス、および誤動作を起こしているデバイスのうちの少なくとも1つであるかどうかを判定するように構成される、請求項11記載の充電ステーション。
  13. 前記プロセッサはさらに、前記デバイスが許可されていない車両、非車両デバイス、および誤動作を起こしているデバイスのうちの少なくとも1つであると判定したときに前記電池充電器が前記デバイスに電流を供給するのを妨げるように構成される、請求項12記載の充電ステーション。
  14. ディスプレイデバイスをさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記デバイスが誤動作を起こしていると判定したときに通知を生成し前記ディスプレイデバイスに送るように構成される、請求項12記載の充電ステーション。
  15. 前記電流センサは、前記電池充電器から前記デバイスに供給された電流の割合を測定し、前記測定電流プロファイルが前記電流の割合を含む、請求項11記載の充電ステーション。
  16. 電気車両充電ステーションの動作を監視する方法であって、
    電池充電器を使用してデバイスに電流を供給することと、
    前記デバイスに供給される前記電流を測定することと、
    前記デバイスに供給された前記測定された電流に基づいて測定電流プロファイルを生成することと、
    前記測定電流プロファイルをプロセッサに送ることと、
    前記プロセッサを使用して、前記測定電流プロファイルを少なくとも1つの既知の電流プロファイルと比較することと、
    前記測定電流プロファイルと前記少なくとも1つの既知の電流プロファイルとの比較に基づいて前記充電ステーションの動作を監視することとを含む方法。
  17. 前記充電ステーションの監視動作は、前記プロセッサを使用して、前記デバイスが許可されていない状態と誤動作を起こしている状態の少なくとも一方であるかどうかを判定することを含む、請求項16記載の方法。
  18. 前記プロセッサが、前記デバイスが許可されていない状態と誤動作を起こしている状態の少なくとも一方であると判定したときに前記電池充電器が前記デバイスに電流を供給するのを抑制することをさらに含む、請求項17記載の方法。
  19. 前記プロセッサが、前記デバイスが許可されていないと判定したときに通知を生成することと、
    前記プロセッサに結合されたネットワークに前記通知を送ることとをさらに含む、請求項17記載の方法。
  20. 前記プロセッサが、前記デバイスが誤動作を起こしていると判定したときに通知を生成することと、
    前記通知をディスプレイデバイスに送ることとをさらに含む、請求項17記載の方法。
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