JP2016059189A - 充電制御システムおよび充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全体の消費電力量を抑制しつつ複数の電気式移動体へ効率よく充電することができ、ユーザの利便性を向上できるようにすること。
【解決手段】充電制御システムは、電気式移動体としての電気自動車７に充電する複数の充電器２と、各充電器２による充電を管理する充電管理装置１とを備える。充電管理装置は、電気自動車が各充電器のうちいずれか一つからの充電を希望していると判定した場合に、充電器から電気自動車への充電が、最大利用可能電力量に基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定し、所定の充電許可条件を満たすと判定した電気自動車には充電を許可し、所定の充電許可条件を満たさないと判定した電気自動車は充電の予約を受け付けた予約状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電制御システムおよび充電制御方法に関する。

近年では、再生可能エネルギとの親和性が高く、地球環境への影響の少ない電気自動車が注目されている。電気自動車が普及するためには充電器などの充電インフラストラクチャの整備が重要となる。そこで、店舗の駐車場に複数の充電器を設置し、店舗を利用するユーザへ充電サービスを提供する技術が提案されている（特許文献１）。

充電サービスを利用する利用者の端末に向けて、充電完了時間が近づいていることを報知する技術も知られている（特許文献２）。

充電終了と電動車両が充電スペースから退去したことを監視し、充電終了のタイミングと駐車スペースからの退去に関する動作の検出タイミングとに基づいて、電動車両の駐車時間を算出する技術も提案されている（特許文献３）。

特開２０１１−７８２８５号公報 特開２０１１−２５４６４４号公報 国際公開第２０１２／１２１２９０号パンフレット

従来技術では、店舗の駐車場に充電器を設置してユーザの利便性を高めているが、電気自動車への充電には時間を要するため、効率よく充電しないと駐車場の回転率が低下するばかりか、ユーザの使い勝手が低下する。

また、電気自動車の充電に要する消費電力量は比較的大きいため、充電を希望するユーザが多い場合、多量の電力が必要となる。同時に多数の電気自動車へ充電すると、契約している電力量よりも大きな電力量を消費してしまい、電気料金が高くなったり、受電設備に負担がかかったりする。

そこで、充電サービスに使用することのできる消費電力量には一定の制限を設定する必要がある。しかし、ユーザから見れば、先に充電している電気自動車への充電が完了して自分の順番が回ってくるまで待機する必要があり、使い勝手が悪い。また、待機していたユーザは、自分の順番が来てから充電操作を行うため、充電開始までに時間がかかり、その結果として駐車場の回転率が低下する。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的は、全体の消費電力量を抑制しつつ複数の電気式移動体へ効率よく充電することができ、ユーザの利便性を向上できるようにした充電制御システムおよび充電制御方法を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明に従う充電制御システムは、電気式移動体に充電する複数の充電器と、各充電器による充電を管理する充電管理装置とを備え、充電管理装置は、電気式移動体が各充電器のうちいずれか一つからの充電を希望していると判定した場合に、充電器から電気式移動体への充電が、最大利用可能電力量に基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定し、所定の充電許可条件を満たすと判定した電気式移動体には充電を許可し、所定の充電許可条件を満たさないと判定した電気式移動体は充電の予約を受け付けた予約状態とする。

充電管理装置は、予約状態の電気式移動体が所定の充電許可条件を満たすと判定した場合は、充電を許可することができる。

本発明によれば、最大利用可能電力量に基づいて設定される所定の充電許可条件を満たす場合に充電を許可するため、充電に要する消費電力量を抑制することができる。また、所定の充電許可条件を満たさない電気式移動体は予約状態にするため、ユーザはその場で充電の順番を待つ必要がなく利便性が向上する。また、予約状態の電気式移動体が所定の充電許可条件を満たす場合は充電を許可するため、効率的に充電することができる。

充電制御システムの全体構成を示す説明図。 充電計画処理のフローチャート。 充電処理のフローチャート。 充電処理の一例を示すタイムチャート。 第２実施例に係り、電気自動車のバッテリの充電特性図。 充電処理のフローチャート。 充電処理の他の一例を示すタイムチャート。 第３実施例に係り、充電制御システムの全体構成を示す説明図。 車体識別情報を監視する処理のフローチャート。 ユーザに充電終了を知らせる処理のフローチャート。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態の充電制御システムは、電気自動車７に充電する複数の充電器２と、各充電器２による充電を管理する充電管理装置１とを備える。充電管理装置１は、電気自動車７が充電を希望していると判定した場合に、充電器２から電気自動車７への充電が最大利用可能電力量Ｗｍａｘに基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定し（図２のステップＳ１４）、所定の充電許可条件を満たすと判定した電気自動車７には充電を許可し、所定の充電許可条件を満たさないと判定した電気自動車７は充電の予約を受け付けた予約状態とする。

本実施形態による充電制御システムは、後述のように例えば、駐車場などに複数の急速充電器２と駐車スペース５を設ける。管理者Ｍｇｒは、管理端末３から充電管理装置１に対して、システム全体で利用可能な消費電力量である最大利用可能電力量Ｗｍａｘを入力する。システム全体とは、充電制御システムの管理下にある全ての充電器２という意味である。

充電管理装置１は、ユーザＵが電気自動車７を充電器２に接続して充電操作を行うと、その充電器２から電気自動車７への充電が最大利用可能電力量Ｗｍａｘに基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定する。所定の充電許可条件の例については、後述する。

充電管理装置１は、所定の充電許可条件を満たす場合にその電気自動車７への充電を許可し、所定の充電許可条件を満たさない場合に、その電気自動車７を予約状態におく。充電管理装置１は、予約状態におかれた電気自動車７のユーザの持つユーザ端末８に対して、予約に関する情報を送信する。充電管理装置１は、例えば、電子メールなどを用いてユーザ端末８に情報を送信する。

充電管理装置１は、予約状態におかれている電気自動車７が所定の充電許可条件を満たすと判定した場合、予約状態を解除して充電を許可する。充電開始時に、充電管理装置１は、充電を待っていたユーザＵのユーザ端末８に対して、充電開始などを知らせる。

他の実施例では、権限を有する電気自動車７のみが充電器２を利用することができるように、権限の有無を検査する。

さらに別の実施例では、充電の終了した電気自動車７のユーザが当該電気自動車７の近傍にいない場合、充電管理装置１は、そのユーザの持つユーザ端末に対して、充電が終了した旨を通知する。

図１〜図４を用いて第１実施例を説明する。図１は、充電制御システムの全体を示す説明図である。充電制御システムは、例えば、少なくとも一つの充電管理装置１と、複数の充電器２（１）〜２（ｎ）と、少なくとも一つの管理端末３とを備える。これら各装置１、２（１）〜２（ｎ）、３は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワーク４を介して双方向通信可能に接続されている。先に充電器２（１）〜２（ｎ）、管理端末３および電気自動車７（１）〜７（ｎ）などについて説明し、次に充電管理装置１について説明する。

各充電器２（１）〜２（ｎ）は、駐車スペース５（１）〜５（ｎ）に設置される。駐車スペース５（１）〜５（ｎ）は、例えば、商業施設、病院、遊園地、公園、工場、集合住宅、官公庁、役所、学校などの各種施設に付随して設けられてもよいし、単独の駐車場として設けられてもよい。以下の説明では、駐車スペース５（１）〜５（ｎ）を駐車場と呼ぶことがある。

充電器２（１）〜２（ｎ）へは、電源６からの電力が供給される。電源６は、例えば、火力発電、水力発電、原子力発電のような大規模な集中発電所であってもよいし、再生可能エネルギを用いる発電所であってもよい。再生可能エネルギを用いる発電所としては、例えば、太陽光発電所、風力発電所、潮力発電所、地熱発電所、太陽熱発電所などの分散型発電装置が知られている。駐車場の近傍に分散型発電装置としての電源６を配置し、その電源６からの電力を用いて電気自動車７を充電する構成としてもよい。

電気自動車７（１）〜７（ｎ）は、「電気式移動体」の例である。電気自動車７（１）〜７（ｎ）には、例えば乗用車、トラック、バスなどを含む。電気式移動体としては、電気自動車７（１）〜７（ｎ）に限らず、例えば、電気式自動二輪車、電気式自転車、電気式建設機械、電気式農業機械、電気式ロボット、電気式船舶などもある。

電気自動車７（１）〜７（ｎ）は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素蓄電池などのバッテリ７１（１）〜７１（ｎ）を搭載しており、バッテリ７１（１）〜７１（ｎ）に蓄えた電力を用いて電動モータなどを駆動する。

特に区別しない場合、同種の構成要素の符号に添えるかっこ付き数字を省略する。例えば、充電器２（１）〜２（ｎ）は充電器２と、駐車スペース５（１）〜５（ｎ）は駐車スペース５と、電気自動車７（１）〜７（ｎ）は電気自動車７と、呼ぶ。

ユーザＵは、電気自動車７の運転者または同乗者である。ユーザＵは、「所定の端末」としてのユーザ端末８を所持する。以下、ユーザＵを単にユーザと呼ぶ場合がある。ユーザ端末８は、例えば、いわゆるスマートフォンを含む携帯電話、いわゆるウェアラブル端末を含む携帯情報端末、ノート型またはタブレット型などのパーソナルコンピュータなどである。

ユーザ端末８は、ユーザに所有されてもよいし、または、充電制御システムからユーザに貸し付けられるものでもよい。例えば、ユーザは、充電サービスを受ける際にシステム運営者側で用意する端末８を一時的に借用し、充電を終えたときに返却してもよい。

充電器２は、電源６からの電力を利用して電気自動車７へ充電するための装置であり、急速充電機能を備えることができる。充電器２は、例えば、充電制御部２１と、通信部２２と、操作パネル２３と、充電コネクタ２４を有する。

充電制御部２１は、電気自動車７の絶縁診断などの所定の検査を行った後で、充電管理装置１から指示される充電指示値に従って電気自動車７のバッテリ７１を充電する。充電制御部２１は、バッテリ７１の残量（ＳＯＣ：State Of Charge）に応じて充電電流を調整する。以下の説明では、バッテリ７１へ充電することを、電気自動車７へ充電する、と表現する場合がある。

通信部２２は、通信ネットワーク４を介して充電管理装置１と通信する回路である。充電状態や充電実績値などの情報は、通信部２２から通信ネットワーク４を経由して、充電管理装置１へ送信される。充電指示値などは、後述の通信部１２から通信ネットワーク４を介して、充電器２へ送信される。

操作パネル２３は、いわゆるタッチパネルとして構成することができ、例えば充電器２の前面に設けられる。操作パネル２３は、充電状態などの情報を表示してユーザに提供したり、ユーザから入力される情報を受け付けて充電制御部２１へ送信したりする。ユーザは、操作パネル２３を介して所定の充電操作を行うことができる。ユーザが操作パネル２３へ入力した操作は、通信ネットワーク４を介して充電管理装置１の充電操作部１３へ送られる。

操作パネル２３は、ユーザとの間で情報を交換できる機能を備えていればよく、タッチパネルに限定されない。例えば、ディスプレイのほかに、音声合成装置や音声認識装置、プリンタなどを用いてもよい。操作パネル２３内または操作パネル２３の近傍には、充電開始ボタンなどのボタンを設けることができる。

充電コネクタ２４は、電気自動車７に接続するためのものである。なお、コネクタ方式に代えて、無接触充電方式を採用してもよい。例えば、駐車スペース５に電磁コイルなどを埋設し、そのコイルによる電磁誘導などでバッテリ７１を充電する構成でもよい。

管理端末３は、システム管理者Ｍｇｒが充電管理装置１に指示を与えたり、充電制御システムの状態を把握したりするために使用するコンピュータ端末である。管理端末３は、通信ネットワーク４を介して充電管理装置１に接続されている。システム管理者Ｍｇｒは、管理端末３を介して充電管理装置１に対し、最大利用可能電力量Ｗｍａｘを設定するようになっている。なお、以下の説明では、システム管理者Ｍｇｒをシステム管理者または管理者と呼ぶ場合がある。

充電管理装置１の構成を説明する。充電管理装置１は、各充電器２の動作を管理するもので、例えば、充電計画部１１と、通信部１２と、充電操作部１３と、ユーザ通知部１４を備える。充電管理装置１は、例えばマイクロプロセッサ、メモリ、補助記憶装置、入出力回路、通信インターフェース回路などを有するコンピュータシステムを用いて構成することができる。

充電計画部１１は、各充電器２の動作および充電指示値を含む充電計画を作成する機能である。通信部１２は、通信ネットワーク４を介して、各充電器２、管理端末３およびユーザ端末８と通信するための機能である。充電操作部１３は、ユーザが操作パネル２３へ入力した充電操作を受け付けて、その充電操作の内容を充電計画部１１へ伝えるための機能である。

ユーザ通知部１４は、所定の通知タイミングで、ユーザ端末８へ所定の電子メールを送信する機能である。所定の通知タイミングとしては、例えば、充電開始時、充電予約時、充電終了時、充電終了予告時がある。所定の電子メールは、「予約受付情報」、「充電開始情報」の一例である。上述した充電終了を知らせる充電終了情報、まもなく充電が終了することを知らせる充電終了予告情報も、ユーザ通知部１４からユーザ端末８へ電子メールとして送信される。電子メールは、通知方法の一例であり、これに限定されない。例えば、ショートメッセージ（ＳＭＳ）、合成音声による電話、ファクシミリなどの手段を用いてもよい。

図２のフローチャートを用いて、充電管理装置１による充電計画処理を説明する。まず最初に充電計画部１１は、システム管理者が管理端末３に入力した最大利用可能電力量Ｗｍａｘを、取得する（Ｓ１０）。最大利用可能電力量Ｗｍａｘとは、充電制御システムが充電のために消費可能な最大電力量であり、その単位はkWhである。

電気自動車一台あたりの充電に要する電力量は比較的大きいため、複数の充電器２から電気自動車７へ充電するサービスの場合、消費電力量が大きくなる。消費電力量が増大すると、電気料金が増加する。また、一度に複数の電気自動車７を充電すると、受電設備に負担がかかる。さらに、電源６が、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギを用いて発電する装置の場合、電源６の発電量は天候に左右される。または、電源６が複数の充電制御システムへ電力を供給している場合、一カ所の充電制御システムで使用可能な電力量には限りがある。

このような理由から、管理者は所定の契機で、最大利用可能電力量Ｗｍａｘを充電計画部１１に設定する。最大利用可能電力量Ｗｍａｘは、電力料金の変化などを考慮して、定期的にまたは不定期に充電計画部１１へ設定することができる。最大利用可能電力量Ｗｍａｘは、管理者が手動で設定してもよいし、スケジュールや電気料金などに従って自動的に設定してもよい。

充電管理装置１の充電操作部１３は、各充電器２のうちいずれかの充電器２が充電操作されたかを常時監視している（Ｓ１１）。充電操作とは、例えば、充電コネクタ２４が電気自動車７へ接続され、操作パネル２３に所定の情報が入力された場合である。

所定の情報とは、例えば、ユーザまたは電気自動車７を識別する識別情報、充電を希望する電力量、充電開始を要求するボタン操作を示す情報などである。ユーザ端末８がユーザ個人の所有物である場合、充電管理装置１からユーザ端末８に情報を送信するために必要な情報（例えば電子メールアドレス）なども所定の情報に含めることができる。電子メールアドレスは、操作パネル２３へ手入力してもよいし、近距離無線通信や赤外線通信などを用いて自動的に充電管理装置１へ入力できる構成としてもよい。

充電計画部１１は、各充電器２のうち現在充電中の充電器２から出力している充電電力量の合計Ｗａ（kW）を取得する（Ｓ１２）。ステップＳ１３では、充電計画部１１は、最大利用可能電力量Ｗｍａｘ（kWh）を瞬時値（kW）に変換し、その値から現在の充電電力の合計Ｗａ（kW）を差し引くことで、利用可能な電力Ｗｍを算出する（Ｗｍ（kW）＝Ｗｍａｘ（kW）−Ｗａ（kW））。利用可能な電力Ｗｍは、電気自動車７への充電に使用できる余裕電力と表現することもできる。

充電計画部１１は、現在利用可能な電力Ｗｍ（kW）に基づいて、充電対象の充電器２から充電可能であるか判定する。本実施例では、充電計画部１１は、より早く充電を終了させるべく、充電器２の最大出力電力で充電を開始するよう、充電器２の充電制御部２１へ指示するものとする（充電指示値＝最大出力電力）。そこで、充電計画部１１は、利用可能な電力Ｗｍ（kW）が充電器２の最大出力電力（kW）を超えている場合（Ｗｍ≧最大出力電力）、充電可能であると判定する。

充電計画部１１は、利用可能な電力Ｗｍ（kW）が充電器２の最大出力電力（kW）を超えており、充電可能であると判定すると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、充電対象の充電器２に対して充電開始を指示する（Ｓ１５）。この充電開始指示は、充電電力の値（充電指示値）を含む。上述のように充電指示値は、充電器２の最大出力電力の値に等しい。できるだけ大きい電力で充電した方が充電終了までの所要時間を短くでき、駐車場の回転率を改善できるためである。

充電計画部１１は、充電器２の近傍にユーザが居るか否かを判定する（Ｓ１７）。例えば操作パネル２３が操作されている場合、ユーザがそこに居ると判定できる。後述の実施例のように、充電器２の付近をカメラで撮影することで、ユーザの有無を検知することもできる。または、ユーザ端末８が近距離無線通信機能を備えており、充電器２と近距離無線通信可能な場合、その通信の有無でユーザの有無を推定することもできる。

充電計画部１１は、充電器２の傍にユーザが居ることを検知すると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、充電開始に関する情報を充電器２の充電制御部２１へ送信し、操作パネル２３に表示させる（Ｓ１８）。操作パネル２３は、例えば、充電開始時刻、充電終了の予定時刻、充電指示値などを表示する。

これに対し、ユーザが充電器２から離れてしまっており、ユーザを検知できない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、充電計画部１１は、ユーザ通知部１４からユーザ端末８に対して電子メールを送信する（Ｓ１９）。ユーザは操作パネル２３を確認できないためである。

その電子メールには、充電開始時刻、充電終了の予定時刻などが記載される。電気自動車７への充電を識別する充電識別情報などを電子メールに含めてもよい。充電識別情報は、例えば、充電器２を識別する充電器識別情報に連番を加えることで生成できる。

このように本実施例では、充電操作後に直ちに駐車場から立ち去ったユーザにも、充電が開始されたことや充電終了予定時刻などを電子メールで知らせることができる。このため、充電の終了した電気自動車７が放置されるのを抑制することができ、ユーザの利便性も向上する。

なお、ユーザが充電器２の操作パネル２３を介して充電開始に関する情報を確認できる場合であっても、そのユーザのユーザ端末８に前記電子メールを送信してもよい。ユーザは、駐車場から離れた場所でその電子メールを見ることができ、充電終了予定時刻などを確認できるためである。この場合、ステップＳ１８は、例えば「情報をパネルに表示し、かつユーザにメールで通知する」となる。

図３は、充電処理のフローチャートである。充電計画部１１は、各充電器２から充電状態を取得する（Ｓ３０）。取得する充電状態には、例えば、充電中であるか否かの状態、充電電流値、バッテリ７１のＳＯＣなどが含まれる。

充電計画部１１は、各充電器２の充電状態に基づいて、充電の終了した電気自動車７があるか判定する（Ｓ３１）。充電計画部１１が充電の終了した電気自動車７を検知すると（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ユーザ通知部１４は、充電の終了した電気自動車７のユーザのユーザ端末８に対して、充電が終了した旨を示す電子メールを送信する（Ｓ３２）。これにより、そのユーザは充電が終了したことを知って駐車場に戻り、電気自動車７を発進させることができる。充電の終了した電気自動車７が無い場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ステップＳ３２〜Ｓ３８をスキップして、ステップＳ３３へ移る。

充電計画部１１は、充電を予約している電気自動車７があるか、すなわち予約状態におかれている電気自動車７があるか判定する（Ｓ３３）。図３中では、予約状態にある電気自動車のことを「予約済みＥＶ」と表現している。予約状態の電気自動車７が接続されている充電器２を、ここの説明では「処理対象の充電器」と呼ぶ。

充電計画部１１は、予約状態の電気自動車７を発見すると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、各充電器２の出力値である現在の充電電力の合計Ｗａを取得し（Ｓ３４）、現在利用可能な電力Ｗｍを算出する（Ｓ３５）。現在利用可能な電力Ｗｍは、現在の充電電力の合計Ｗａ（kW）を最大利用可能電力量Ｗｍａｘの瞬時値から差し引くことで求める（Ｗｍ（kW）＝Ｗｍａｘ（kW）−Ｗａ（kW））。

充電計画部１１は、上述のように、現在利用可能な電力Ｗｍ（kW）が処理対象の充電器２の最大出力電力（kW）を超えている場合に（Ｗｍ≧最大出力電力）、充電可能であると判定する。充電計画部１１は、処理対象の充電器２から予約状態の電気自動車７へ充電可能であると判定した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、予約状態から充電開始状態に移行させる（Ｓ３７）。

予約状態の電気自動車７が充電開始状態へ移行すると、ユーザ通知部１４は、充電を待っていたユーザのユーザ端末８に対して、充電開始を通知する（Ｓ３８）。充電開始の通知は、電子メールにより行うことができる。その電子メールには、充電開始時刻、充電終了予定時刻などを含めることができる。

そして、充電計画部１１は、充電すべき電気自動車７が接続されている各充電器２から当該電気自動車７へ充電させる（Ｓ３９）。ステップＳ３６で充電不能と判定した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、ステップＳ３７，Ｓ３８をスキップしてステップＳ３９へ移る。

図４は、充電タイムチャートの一例である。ここでは、３つの充電器２を用いて電気自動車７へ充電する場合の例を説明する。縦にはイベントや電力値などの項目を示し、横には時間を示す。ここでは、充電器２および電気自動車７を区別するために、かっこ付きの数字を符号に添えて説明する。また、充電タイムチャートの説明では、３台の充電器２を例に説明するが、充電器の設置数は２でもよいし、４以上でもよい。

最初の時刻「６：００」では、１番目の充電器２（１）に電気自動車７（１）が接続されて充電操作が行われ、充電が開始されている。充電器２（１）に対する充電指示値Ｗｓ１は６０kWであるが、実際に充電している電力Ｗｒ１は５０kWである。時刻「６：００」では充電器２（１）のみが作動しているため、現在の充電電力の合計Ｗａも５０kWである。従って、時刻「６：００」において利用可能な電力Ｗｍは７０kWである（Ｗｍ＝Ｗｍａｘ−Ｗａ＝１２０−５０）。なお、全ての充電器２（１）〜２（３）の最大出力電力は、同一値（例えば６０kW）に設定されているとする。

時刻「６：２０」において、他の電気自動車７（２）が駐車場に到着し、そのユーザが電気自動車７（２）を２番目の充電器２（２）に接続して、操作パネル２３から充電操作したとする。上述のように時刻「６：００」の時点で利用可能な電力Ｗｍは７０kWであり、２番目の充電器２への充電指示値Ｗｓ２（最大出力電力）は６０kWであるから、充電可能である（Ｗｍ≧Ｗｓ２）。そこで、充電器２（２）から電気自動車７（２）へ充電が開始される。充電器２（２）から電気自動車７（２）へ実際に充電される電力Ｗｒ２は５０kWである。

時刻「６：３０」において、さらに別の電気自動車７（３）が駐車場に到着し、そのユーザが電気自動車７（３）を３番目の充電器２（３）に接続して充電操作したとする。この時点では、充電器２（１）の充電実績値Ｗｒ１は３０kW、充電器２（２）の充電実績値Ｗｒ２は４０kWである。従って、時刻「６：３０」での充電電力量Ｗａは７０kWである（Ｗａ＝Ｗｒ１＋Ｗｒ２＝３０＋４０）。従って、利用可能な電力Ｗｍは５０kWである（Ｗｍ＝Ｗｍａｘ−Ｗａ＝１２０−７０）。利用可能な電力Ｗｍは、充電器２（３）の最大出力電力である充電指示値Ｗｓ３未満であるため（Ｗｍ＜Ｗｓ３）、充電器２（３）から電気自動車７（３）へ充電を開始することはできない。

そこで、充電器２（３）に接続された電気自動車７（３）は予約状態にされて、充電開始を待つことになる。電気自動車７（３）のユーザには、充電が予約されたことなどが電子メールを通じて通知される。ユーザは、電気自動車７（３）の車内またはその傍で待つこともできるし、他の場所に移動して用事を済ませることもできる。

時刻「６：４０」において、充電器２（１）に接続されていた電気自動車７（１）のバッテリ残量（ＳＯＣ）が所定値に達し、充電が終了したとする。このため、充電電力Ｗａの値が低下し、利用可能な電力Ｗｍは充電指示値Ｗｓ３を超えるため、充電器２（３）から電気自動車７（３）への充電が開始される。電気自動車７（３）のユーザには、充電が開始された旨、充電開始時刻および充電終了予定時刻などが通知される。

なお、充電器２（３）への充電指示値Ｗｓ３は６０kWであるが、実績値Ｗｒ３は５０kWであるとする。また、充電器２（３）が充電を開始した場合における充電器２（２）の実績値Ｗｒ２は３０kWであるとする。

時刻「６：４０」では、３つの充電器２（１）〜２（３）に電気自動車７（１）〜７（３）がそれぞれ接続されており、駐車場は満車状態となっている。従って、仮に４台目の電気自動車が駐車場を訪れたとしても、このままでは駐車することもできないし、充電サービスを受けることもできない。

各ユーザには、充電開始時に、充電終了予定時刻を通知しているため、ユーザは、充電終了予定時刻の前に、または少し後に駐車場に戻って、電気自動車７を発進させることができる。しかし、何らかの事情で充電終了予定時刻を忘れてしまうこともあり得る。そこで、本実施例では、図３で述べたように、充電の終了した電気自動車７（１）のユーザに対して、充電が終了した旨を通知する（Ｓ３２）。

時刻「６：５０」において、充電の終了した電気自動車７（１）は駐車場を去っており、充電器２（１）は未使用状態（空き状態）となっている。充電器２（２）は、電気自動車７（２）へ実績値Ｗｒ２（＝２０kW）で充電している。充電器３（３）は、電気自動車７（３）へ実績値Ｗｒ３（＝４０kW）で充電している。従って、現在の充電電力Ｗａは６０kWであり（６０＝２０＋４０）、利用可能な電力Ｗｍは６０kWである（６０＝１２０−６０）。

このように構成される本実施例によれば以下の効果を奏する。本実施例によれば、複数の充電器２を同時に使用する場合でも、充電制御システム全体で利用可能な電力量Ｗｍａｘを超過することがない。従って、電気料金が高くなったり、受電設備に過度な負担がかかったりするのを防止しつつ、充電サービスを提供することができる。

また、電源６が再生可能エネルギを利用する電源である場合、その出力は天候に左右されるため、システム全体で利用可能な電力量Ｗｍａｘは日々変動する可能性がある。しかし、本実施例では、複数の充電器２を同時に使用する場合でも、充電制御システム全体で利用可能な電力量Ｗｍａｘを超過することがないため、再生可能エネルギを用いた電源６を有効に利用できる。

本実施例によれば、所定の充電許可条件として、現在利用可能な電力Ｗｍが充電器２の最大出力電圧以上である場合に充電を許可するため、充電器２の充電指示値を最大出力電圧に設定して、充電させることができる。従って、本実施例では、充電器２の持つ性能を十分に活かすことができ、短時間で充電することができる。これに対し、利用可能な電力Ｗｍが最大出力電圧よりも小さい場合に、充電指示値を下げて充電する場合、充電時間が長くなり、充電効率が低下し、駐車場の回転率も低下する。

本実施例によれば、所定の充電許可条件を満たさない電気自動車７を自動的に予約状態にするため、ユーザは充電可能になるまでその場で順番を待ち続ける必要がなく、使い勝手が向上する。つまり、電気自動車７の傍を離れたとしても、後から入ってくる他の電気自動車に充電の順番を割り込まれるおそれがなく、利便性が高まる。

本実施例によれば、予約状態にされた電気自動車７のユーザの持つユーザ端末８に対して、予約受付情報を送信する。従って、ユーザは予約が受け付けられたことを確認できるため、安心感を得ることができる。さらに予約受付情報に充電終了予定時刻を含めれば、ユーザは充電終了までの時間に用事を済ませたりすることができる。

本実施例によれば、予約状態の電気自動車７に充電する場合、ユーザの持つユーザ端末８に、充電開始を通知するための充電開始情報を送信する。従って、ユーザは、充電開始を知って安心することができる。さらに充電開始情報に充電終了予定時刻を含めれば、ユーザはその間に用事などを済ませることができ、使い勝手が高まる。

本実施例によれば、充電の終了したユーザには、充電が終了した旨を通知するため、ユーザを早期に駐車場に戻して、駐車スペース５を空けさせることができる。従って、駐車場の回転率や充電効率を高めることができる。

図５〜図７を用いて第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は第１実施例の変形例に相当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例では、先に充電を開始した電気自動車７への充電終了を待たずに、利用可能な電力Ｗｍが充電器２の最大出力電圧を超えた場合には、待機している電気自動車７への充電を開始する。

図５は、バッテリ７１の充電特性を示す。図５の縦軸は、充電器２から電気自動車７のバッテリ７１への充電電力（kW）を示す。図５の横軸は、バッテリ７１の残量（ＳＯＣ）を示す。

充電開始時のＳＯＣは、低い値Ｃ１である。充電器２は、充電電力Ｗｒ１０で充電を開始する。充電することで、ＳＯＣはＣ１からＣ２まで上昇する。ＳＯＣがＣ２に上昇すると、バッテリ７１の電圧が増加するため、充電器２からバッテリ７１へ流入する電流が減少する。バッテリ７１の電圧が増加するにつれて、充電器２からバッテリ７１への充電電力は次第に低下していく。時刻Ｔｅにおいて、ＳＯＣが高い値Ｃ４に到達したときに、充電電力は０となり、充電が終了する。例えば、急速充電器の場合、Ｃ１は３０％程度、Ｃ４は８０％程度に設定することができる。

このようにバッテリ７１のＳＯＣが上昇するにつれて、充電器２が実際に消費する電力Ｗｒも低下する。図５に示す例では、ＳＯＣがＣ３になったときの充電電力Ｗｒ１１は、最初の充電電力Ｗｒ１０よりも小さい（Ｗｒ１１＜Ｗｒ１０）。

ここで、実際の充電に要する電力がＷｒ１１になったときを時刻をＴｍとする。時刻ＴｍでのＳＯＣはＣ３である。時刻Ｔｍで利用可能な電力Ｗｍが、予約状態の電気自動車７が接続されている充電器２の最大出力電圧以上である場合、その時点Ｔｍで、予約状態の電気自動車７への充電を開始できる。第１実施例では、充電終了時刻Ｔｅまで待って、予約状態の電気自動車７への充電を開始したが、本実施例では、充電可能になった時点Ｔｍで充電を開始する。

バッテリ７１の充電特性は、バッテリ毎に相違する。また同一仕様のバッテリであっても、経年劣化や使用履歴などで相違する。しかし、本実施例では、実際の充電電力Ｗｒに基づいて、待機中の電気自動車７（予約状態の電気自動車）への充電を開始することができるため、バッテリ７１の充電特性を把握しておく必要はない。

図６は、本実施例による充電処理を示すフローチャートである。本処理は、図３で述べた充電処理と共通のステップＳ３０、Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ３９を備える。ステップＳ３１Ａ、Ｓ３２Ａは、第１実施例の処理と異なる。

充電計画部１１は、各充電器２の充電状態に基づいて、充電の終了した電気自動車７があるか判定する（Ｓ３１Ａ）。充電計画部１１が充電の終了した電気自動車７を検知すると（Ｓ３１Ａ：ＹＥＳ）、ユーザ通知部１４は、充電の終了した電気自動車７のユーザのユーザ端末８に対して、充電終了を示す電子メールを送信する（Ｓ３２Ａ）。

これに対し、充電の終了した電気自動車７が無い場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ステップＳ３２ＡをスキップしてステップＳ３３へ移る。ステップＳ３３〜Ｓ３９は、第１実施例で述べた通り、予約状態の電気自動車７へ充電可能か否かを判断し、可能と判断したら充電を開始する処理である。

このように本実施例では、先に充電している電気自動車７への充電完了を待つこと無く、充電可能な条件が成立した時点で、予約状態の電気自動車７への充電を開始する。

図７は、本実施例による充電タイムチャートを示す。時刻「６：００」から「６：３０」までは、図４で述べた充電タイムチャートと同じなので説明を省略する。

本実施例では、時刻「６：４０」において、充電器２（１）から電気自動車７（１）へ充電されており、充電が終了していないものとする。しかし、時刻「６：４０」において、充電器２（１）が実際に充電に使用する電力Ｗｒ１は２０kWであり、利用可能な電力Ｗｍは、７０kWである（Ｗｍ＝Ｗｍａｘ−Ｗａ＝１２０−（２０＋３０））。図７では、時刻「６：４０」において充電器２（３）から充電を開始している状態を示しているが、充電器２（３）が充電を開始する直前の、利用可能な電力Ｗｍは上記のように７０kWである。

利用可能な電力Ｗｍは充電器２（３）の最大出力電圧以上であるため、充電器２（３）からの充電を開始させることができる。そこで、本実施例では、時刻「６：４０」に示すように、充電器２（３）から電気自動車７（３）への充電を開始する。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、所定の充電許可条件が満たされたか否かを常時監視し、満たされた場合は、先行して充電している電気自動車７への充電終了を待たずに、予約状態の電気自動車７への充電を開始する。従って、本実施例では、充電待ち時間を短縮することができ、充電効率を高め、駐車場の回転率を改善できる。

また、本実施例では、バッテリ７１の特性を把握する必要がなく、充電器２の出力に基づいてシステム全体で利用可能な電力を各充電器２へ適切に分配することができる。従って、比較的簡易な制御構造でありながら、充電効率を高めることができ、ユーザの使い勝手が向上する。

図８および図９を用いて第３実施例を説明する。本実施例では、充電サービスを利用する権限を有するか否かを監視し、有しないユーザの電気自動車７を発見したときには警報を出力する。本実施例は、第１、第２実施例のいずれにも適用できる。

図８は、本実施例による充電制御システムの全体構成を示す。充電管理装置１Ａは、第１実施例で述べた構成１１〜１４に加えて、照合部１５を備える。照合部１５は、駐車スペース５に入った電気自動車７の車両識別情報（車体番号）が事前に登録されている車両識別情報と一致するか否か判定する機能である。不一致の場合、充電器２に設けられる警報器２７が作動する。また、利用権限のない電気自動車７が駐車スペース５に侵入したことは、管理端末３を介して管理者Ｍｇｒにも通知される。

本実施例の充電器２Ａは、第１実施例の充電器２に比べて、カメラ２５、画像処理部２６および警報器２７を備えている。カメラ２５は、駐車スペース５を撮影し、画像データを画像処理部２６へ送る。画像処理部２６は、画像データの中からナンバープレートを抽出し、ナンバープレートから「車両の識別情報」としての車体番号を認識する。車体番号は、通信部２２から通信ネットワーク４および通信部１２を介して、充電管理装置１Ａの照合部１５へ送信される。

照合部１５は、駐車スペース５を利用可能な電気自動車７の車体番号を記録したデータベースにアクセス可能である。車体番号データベースは、充電管理装置１Ａの内部に設けてもよいし、外部にあってもよい。車体番号データベースを充電管理装置１Ａ内に設ける場合、例えば、管理者Ｍｇｒが管理端末３から充電管理装置１Ａへ、利用権限のある車体番号を入力してもよい。

照合部１５は、照合の結果、充電器２Ａから受領した車体番号が前記データベースに登録されていない場合、警報器２７を作動させる。警報器２７は、例えば、ブザーのように構成することができる。

図９は、車体番号を監視する処理を示すフローチャートである。充電器２Ａは、カメラ２５で駐車スペース５を所定周期ごとに撮影し、画像データを画像処理部２６へ送る（Ｓ５０）。画像処理部２６は、その画像データを解析し（Ｓ５１）、車体番号を検出できたか判定する（Ｓ５２）。車体番号を検出できない場合（Ｓ５２：ＮＯ）、ステップＳ５０へ戻る。車体番号を検出した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、充電器２Ａは、その車体番号を充電管理装置１Ａへ送信する（Ｓ５３）。

充電管理装置１Ａは、車体番号を受信する（Ｓ５４）。照合部１５は、受信した車体番号がデータベースに登録済みの車体番号であるか照合する（Ｓ５５）。照合部１５は、充電器２Ａで撮影された車体番号がデータベースに登録済みの場合、認証に成功したと判定し（Ｓ５６：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

充電管理装置１Ａは、充電器２Ａで撮影された車体番号がデータベースに登録されていない場合、認証に失敗したと判定し（Ｓ５６：ＮＯ）、充電器２Ａおよび管理端末３へ通知する（Ｓ５７）。その通知には、例えば、認証に失敗した旨が含まれる。管理端末３への通知には、さらに充電器２Ａの識別情報と、駐車スペース５の番号と、撮影した車体番号などを含めることができる。

充電器２Ａは、充電管理装置１Ａからの通知を受領すると（Ｓ５８）、認証に成功したか確認する（Ｓ５９）。充電器２Ａの充電制御部２１は、認証に失敗したことを確認すると（Ｓ５９：ＮＯ）、警報器２７を作動させて警報を出力する（Ｓ６０）。認証に成功したと判定した場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、ステップＳ６１へ移って警報を停止する。

充電器２Ａは、警報を停止させるか判定する（Ｓ６１）。例えば、管理者Ｍｇｒが管理端末３を介して充電器２Ａへ停止指示を与えた場合、充電器２Ａは警報器２７を停止させる（Ｓ６１）。また、カメラ２５で撮影した画像データを画像処理部２６で解析した結果、車体番号が登録されていない自動車が駐車スペース５から立ち去ったことを確認できた場合、充電器２Ａは、警報を停止させる。このほか、所定時間が経過した場合に、警報を停止させてもよい。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、駐車スペース５に入った自動車が利用権限を有するか否か監視し、利用権限を有しない場合は警報を出力するため、利用権限の無い自動車により駐車スペース５が無断使用されるのを防止できる。これにより、利用権限のある電気自動車７のみが駐車スペース５に駐車することができ、駐車場および充電サービスの利用効率を向上できる。

なお、図９では、車体番号を検出できなかった場合（Ｓ５２：ＮＯ）、処理を終了すると述べたが、これに代えて、所定サイズ以上の物体が所定時間以上駐車スペース５に存在する場合は、違法駐車の発生と判断してもよい。この場合、予め用意したダミーの車体番号を充電管理装置１Ａへ送信することで、認証失敗の通知を得ることができる。

また、画像処理部２６を充電管理装置１Ａに設ける構成でもよい。充電器２Ａのカメラ２５で撮影した画像データを充電管理装置１Ａへ送信し、充電管理装置１Ａ内で画像処理および車体番号の照合を行う構成としてもよい。

図１０を用いて第４実施例を説明する。本実施例では、充電の終了した電気自動車、または所定時間内に充電の終了すると判定される電気自動車がある場合であって、そのユーザが電気自動車の近傍にいないときは、充電の終了を通知する。本実施例は、第１〜第３実施例のいずれにも適用することができる。

図１０は、充電終了時の通知処理を示すフローチャートである。本実施例の充電器２Ａは、第２実施例の充電器２Ａと同様にカメラ２と画像処理部２６を備えているが、警報器２７は備える必要はない。本実施例を第３実施例と結合させる場合、充電器２は警報器２７を備える。

本実施例では充電器２Ａの構成は図示を省略するが、図８に示す充電器２Ａから警報器２７を取り除いた構成と同じである。本実施例の充電管理装置１では、充電計画部１１が充電終了時の退去通知をユーザ通知部１４から発行させる。本実施例の充電管理装置１の構成は、図示を省略するが、図１に示す充電管理装置１と同様である。本実施例では、充電計画部１１の機能が前記各実施例と異なる。

充電器２Ａは、カメラ２５で駐車スペース５に駐車している電気自動車７を所定周期ごとに撮影し（Ｓ７０）、その画像データを画像処理部２６で解析する（Ｓ７１）。充電器２Ａは、画像解析の結果、駐車している電気自動車７に対応するユーザを検出できた場合（Ｓ７２：ＹＥＳ）、ステップＳ７０へ戻る。ユーザを検出できなかった場合（Ｓ７２：ＮＯ）、充電器２Ａは、その判定結果を充電管理装置１へ送信する（Ｓ７３）。

ここで、ステップＳ７２におけるユーザの有無は、例えば、充電器２Ａに接続された電気自動車７のフロントウインドウ領域を撮影し、そのフロントウインドウ領域内に人として認識できる物体が存在するか否かで判定できる。また、ユーザとおぼしき人を検知できた場合であっても、所定角度以上俯いていたり、天井を仰いでいた場合は、就寝していると予測し、ユーザがいないものとして判定することもできる。または、赤外線カメラを用い、人体の体温以上であって所定値以上の面積を有する物体の有無でユーザの有無を検知することもできる。

充電管理装置１は、充電器２Ａから、ユーザの有無に関する判定結果を受領する（Ｓ７４）。充電計画部１１は、その判定結果に関わる充電器２Ａで充電中の電気自動車７の充電終了時期を予測する（Ｓ７５）。

充電計画部１１は、充電器２Ａに接続された、ユーザ不在の電気自動車７への充電が所定時間内に終了するか判定する（Ｓ７６）。充電計画部１１は、所定時間内に充電が終了すると判定すると（Ｓ７６：ＹＥＳ）、電気自動車７から離れているユーザのユーザ端末８に向けて、所定の充電終了情報を含む電子メールを送信する（Ｓ７７）。所定の充電終了情報は、例えば、充電終了予定時刻、駐車スペース５からの退去のお願いなどを含むことができる。充電計画部１１は、充電終了の近いことをユーザに通知するとともに（Ｓ７７）、管理端末３を通じて管理者Ｍｇｒへ通知する。

ユーザは、ステップＳ７７で発行される電子メールを受け取ると、電気自動車７への充電がまもなく終了することを知り、駐車スペース５へ戻る。管理者は、ステップＳ７８で発行される電子メールを受け取ると、駐車スペース５に設置した別の監視カメラ（図示せず）の画像を確認したり、駐車場を巡回したりすることができる。

なお、ステップＳ７７で既に通知しているにもかかわらず、充電の終了した電気自動車７を放置しているユーザに対しては、他の所定時間が経過するたびに、電子メールで通知する構成としてもよい。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、充電終了間際の電気自動車７の近傍にユーザが見当たらない場合、そのユーザに電子メールで通知して駐車スペース５からの退去を促す。このため、本実施例では、充電を終えた電気自動車７が無駄に駐車スペース５を使用し続けるのを抑制し、駐車場の回転率および充電サービスの利用効率を向上することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、予約の順番で充電を行う場合に限らず、ユーザや電気自動車に優先度を設定し、優先度に応じて予約順序を入れ替える構成としてもよい。

１：充電管理装置、２，２Ａ：充電器、３：管理端末、４：通信ネットワーク、５：駐車スペース、６：電源、７：電気自動車、８：ユーザ端末

Claims (13)

1. 電気式移動体に充電する複数の充電器と、
   前記各充電器による充電を管理する充電管理装置とを備え、
   前記充電管理装置は、
   前記電気式移動体が前記各充電器のうちいずれか一つからの充電を希望していると判定した場合に、前記充電器から電気式移動体への充電が、最大利用可能電力量に基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定し、
   前記所定の充電許可条件を満たすと判定した電気式移動体には充電を許可し、
   前記所定の充電許可条件を満たさないと判定した電気式移動体は充電の予約を受け付けた予約状態とする、
   充電制御システム。
   
2. 前記充電管理装置は、前記予約状態の電気式移動体が前記所定の充電許可条件を満たすと判定した場合は、充電を許可する、
   請求項１に記載の充電制御システム。
   
3. 前記充電管理装置は、前記予約状態の電気式移動体に対応付けられる所定の端末に向けて、充電の予約を受け付けた旨を含む予約受付情報を送信する、
   請求項２に記載の充電制御システム。
   
4. 前記充電管理装置は、前記電気式移動体のユーザが前記充電器の所定範囲内に存在しないと判定した場合に、前記予約受付情報を前記所定の端末に向けて送信する、
   請求項３に記載の充電制御システム。
   
5. 前記所定の予約受付情報は、さらに充電開始予定時刻と充電終了予定時刻を含む、
   請求項４に記載の充電制御システム。
   
6. 前記充電管理装置は、前記予約状態の電気式移動体に充電を開始すると決定した場合は、充電を開始する旨を含む充電開始情報を前記所定の端末に向けて送信する、
   請求項５に記載の充電制御システム。
   
7. 前記所定の充電許可条件は、前記各充電器から既に充電している充電実績値の合計と、これから充電しようとする充電器についての充電実績値の予測値または充電指示値との合計が、前記最大利用可能電力量を上回らないことである、
   請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システム。
   
8. 前記所定の充電許可条件を満たすか否かの判定を定期的に実行し、先行して充電しているいずれかの電気式移動体への充電が終了する前に、他の電気式移動体への新たな充電を開始する、
   請求項７に記載の充電制御システム。
   
9. 前記充電管理装置は、前記各充電器の所定範囲に存在する車両の識別情報を取得し、取得した前記識別情報が予め登録されている識別情報に一致するか判定し、一致しないと判定した場合は警報を出力する、
   請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システム。
   
10. 前記充電管理装置は、充電が終了したかまたは所定時間以内に終了すると判断した所定の電気自動車を検出した場合、前記所定の電気自動車の所定範囲に前記所定の電気自動車に対応するユーザが存在するか判定し、ユーザが存在しないと判定した場合は、充電終了を示す所定の充電終了情報を送信する、
    請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システム。
    
11. 前記充電管理装置は、前記電気式移動体が前記各充電器のうちいずれか一つに接続されて充電操作が行われた場合に、充電を希望していると判定する、
    請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システム。
    
12. 前記各充電器は、再生可能エネルギにより発電する発電装置からの電力を用いて、前記電気式移動体へ充電する、
    請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システム。
    
13. 充電制御システムを制御するための充電制御方法であって、
    前記充電制御システムは、電気式移動体に充電する複数の充電器と、前記各充電器による充電を管理する充電管理装置とを備え、
    前記充電管理装置は、
    前記電気式移動体が前記各充電器のうちいずれか一つからの充電を希望していると判定した場合に、前記充電器から電気式移動体への充電が、最大利用可能電力量に基づいて設定される所定の充電許可条件を満たすか否か判定し、
    前記所定の充電許可条件を満たすと判定した電気式移動体には充電を許可し、
    前記所定の充電許可条件を満たさないと判定した電気式移動体は充電の予約を受け付けた予約状態とする、
    充電制御方法。
    

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