JP2017500836A

JP2017500836A - 充電方法及び充電システム

Info

Publication number: JP2017500836A
Application number: JP2016532583A
Authority: JP
Inventors: トラン，ク−タン; ヌエン，ヴァン−リン
Original assignee: コミサリアアエナジーアトミックエオックスエナジーズオルタネティヴ
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2017-01-05
Also published as: FR3013514B1; WO2015075341A1; WO2015075341A4; EP3071441B1; FR3013514A1; US20160272079A1; EP3071441A1

Abstract

本発明は電気自動車又はハイブリッド車である車輌（ＶＥ1）を、電力網（１４）に接続された充電ステーション（Ｂ1）により充電する充電方法に関する。該充電方法は、充電対象である各車輌について、前記複数の車輌を充電するために必要な総電力（ＰS*）を示すデータを前記車輌内部又は前記車輌の前記充電ステーション内部に組み込まれる制御モジュール（Ｍ1）へ供給し、前記複数の車輌を充電するために前記電力網（１４）により供給された前記総電力（ＰS）を測定し、測定された前記総電力を示すデータを充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ供給し、充電対象である各車輌の前記制御モジュールにより、前記必要な総電力及び測定された前記総電力間の差分に基づき前記車輌を充電するための充電電力の設定を決定する。

Description

本願は、再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車を充電する充電方法及び充電システムに関する。

再充電が可能な電気自動車及びハイブリッド車の利用数が継続的に増加している。一例として、フランス電気連合（ＵＦＥ：Union Francaise de l' Electricite ）は、２０３０年までに約６００万台の電気自動車又はハイブリッド車がフランス国内で流通すると予測している。

このような車輌は、電力網により日常的に再充電されるバッテリを備えている。再充電が可能な電気自動車及びハイブリッド車の充電は、特別な施策がなされなければ、フランス国内における電力消費曲線に深刻な影響を与えるだろう。現に、１００万台の再充電が可能な自動車又はハイブリッド車を同時に充電した場合、緩やかであっても３０００〜６０００ＭＷが消費される。

消費ピークを回避し、更に現状の電力網に対して行なわれている緩和、例えば電力線の補強を制限するために、再充電が可能な電気自動車及びハイブリッド車の充電に対する電力需要を制御することが望ましい。更に、再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電に使用される電力の内の大部分を可及的に、例えば太陽光発電プラント、風力発電ステーション、水力発電プラント等の再生可能エネルギー源から供給するようにすることが望まれる。

車輌へ供給される電力を制御する再充電可能な電気自動車又はハイブリッド車への充電方法が存在する。しかしながらこのような方法では一般的に、充電される電気自動車又はハイブリッド車に関する複数のパラメータ、例えば車輌のタイプ、各車輌のバッテリ容量、各車輌のバッテリの充電プロファイル等を管理モジュールへ送信することを必要とする。管理モジュールへそれらの多数のデータを集約して送信することは容易ではない。更に、このような方法では、充電対象の車輌の台数を制御すること、及び／又は、充電開始時点又は終了時点を制御することが必要となるが、充電台数は実際には多様に変化し、また、充電の時間を制御することは実際には不可能である。更に、再生エネルギーによって供給される電気エネルギーから充電する場合、その充電方法は電力源から供給されるエネルギー量の予測を既知としている必要がある。しかしながら、そのような予測は不可能であるか、又は、電力プラントからの実際の生成量とは異なる可能性がある。

一実施形態の目的は、上述した再充電が可能な電気自動車及びハイブリッド車の充電方法及び充電システムにおける欠点の全て又は一部を克服することである。

一実施形態の他の目的は、充電方法の実施時に必要とされる充電対象の車輌に関するデータの数を制限することである。

一実施形態の他の目的は、リアルタイムに前記充電方法が実施できるようにすることである。

一実施形態の他の目的は、再生エネルギーの利用を車輌の充電に好適となるようにすることである。

そこで、一実施形態における電気自動車又はハイブリッド車の充電方法は、電力網に接続された充電ステーションを用い、
充電対象である各車輌について、前記複数の車輌を充電するために必要な総電力を示すデータを前記車輌内部又は前記車輌の前記充電ステーション内部に組み込まれる制御モジュールへ供給し、
前記複数の車輌を充電するために前記電力網により供給された前記総電力を測定し、測定された前記総電力を示すデータを充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ供給し、
充電対象である各車輌の前記制御モジュールにより、前記必要な総電力及び測定された前記総電力間の差分に基づく前記車輌の充電電力の設定を決定する。

一実施形態による場合は更に、前記車輌の前記充電電力の設定を、前記車輌への充電時間中における前記車輌の充電状態に基づいて決定する。

一実施形態による場合、前記必要な総電力を示すデータを、電力網管理モジュールから、及び／又は、太陽光発電プラント、風力発電ステーション、水力発電プラント、又は潮流発電ステーションを含むグループから選択された少なくとも１つの電力プラントから提供する。

一実施形態による場合、前記充電方法は更に、充電対象の各車輌の前記制御モジュールにより、前記車輌の充電状態及び充電時間に基づくファジィ論理による第１係数を決定し、該第１係数に基づき、前記車輌の前記充電電力の設定を決定する。

一実施形態による場合、前記充電方法は更に、前記第１係数及び測定された前記総電力から得られる第２係数を、前記車輌の最大充電電力に乗算する。

一実施形態による場合、前記充電方法は更に、
前記必要な総電力及び測定された前記総電力間の前記差分を決定し、及び
前記第１係数及び前記差分の積に基づいて前記第２係数を決定する。

一実施形態による場合、前記第２係数は、前記第１係数及び前記差分の積の積分に等しい。

一実施形態による場合、ファジィ論理による前記第１係数の決定では、前記車輌の前記充電状態に関する第１ファジィ集合の第１メンバシップ関数の第１値と、前記充電時間に関する第２ファジィ集合の第２メンバシップ関数の第２値とを決定する。

一実施形態による場合、ファジィ論理による前記第１係数の決定では、第１推定テーブル及び前記必要な総電力が減少しているときの第１係数の第３メンバシップ関数、並びに、前記第１推定テーブルとは異なる第２推定テーブル及び前記必要な総電力が増加しているときの前記第３メンバシップ関数とは異なる第１係数の第４メンバシップ関数を用いる。

一実施形態はまた、電気自動車又はハイブリッド車である車輌を充電するための充電システムを提供し、該充電システムは、電力網に接続され、充電対象である複数の車輌の内の１つに夫々接続されている充電ステーションを備え、更に、充電対象である各車輌について、該車輌内部又は前記車輌の前記充電ステーション内部に組み込まれる制御モジュールと、充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ、前記複数の車輌を充電するために必要な総電力を示すデータを送信する手段と、前記複数の車輌を充電するために前記電力網により供給された前記総電力を測定することができるセンサと、測定された前記総電力を示すデータを充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ送信する手段とを備え、充電対象である各車輌の前記制御モジュールは、前記車輌の充電状態、前記車輌の充電時間、並びに、前記必要な総電力及び測定された前記総電力間の差分に基づく前記車輌の充電電力の設定を決定する。

上述又はそれ以外の特徴及び長所は、以下の添付された図面についての具体的な実施形態の非限定的な説明にて詳細に記載される。

一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車を充電する充電システムの一部を概略的に示す説明図である。図１の一部をより詳細に示す図である。一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電方法を示すブロック図である。一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電方法により実施された充電状態の変化についてのファジィ集合のメンバシップ関数の変化を示すグラフである。一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電方法により実施された充電時間の変化についてのファジィ集合のメンバシップ関数の変化を示すグラフである。一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電方法により実施された２つの異なる動作モードにおける充電電力の多様な係数に対するファジィ集合のメンバシップ関数の変化を示すグラフである。一実施形態における再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車の充電方法により実施された２つの異なる動作モードにおける充電電力の多様な係数に対するファジィ集合のメンバシップ関数の変化を示すグラフである。使用できる総電力について２つの条件における充電状態による係数ｋの変化の一例を示す三次元グラフである。使用できる総電力について２つの条件における充電時間による係数ｋの変化の一例を示す三次元グラフである。使用できる総電力の変化の一例に対する係数ｋの決定の原理を示す説明図である。使用できる総電力の変化の他例に対する係数ｋの決定の原理を示す説明図である。充電対象の車輌の充電状態の変化を示すグラフである。各車輌へ供給された電力の変化を示すグラフである。各車輌へ供給される電力の制御が行なわれない場合において各車輌へ供給された総電力の変化を示すグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ａに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｂに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｃに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ａに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｂに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｃに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ａに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｂに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｃに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ａに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｂに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｃに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ａに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｂに対応するグラフである。一実施形態の異なる実施モードにおける図１１Ｃに対応するグラフである。

図１は、Ｎ台の再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車である車輌ＶＥ_iの全てを充電するための一実施形態における充電システム１０を示す図である。ここでｉは、１〜Ｎの整数である。一例として、Ｎは例えば１０から１００の間の充電対象の車輌数である。

充電システム１０は、主電力網１２に接続されている。充電システム１０は、接続モジュール１６によって主電力網１２に接続されたローカル電力網１４を含む。ローカル電力網１４は、Ｎ台の充電ステーションＢ_iへ電力を送信することが可能である。ここでｉは１〜Ｎの間の値である。接続モジュール１６は、例えば２００ｋＷから２０００ｋＷの間で変化する電力を供給することが可能な変換器を備えてもよい。接続モジュール１６は更に、主電力網１２からローカル電力網１４へ供給された総電力Ｐ_Sを測定することが可能なセンサを備える。

再充電が可能な電気自動車又はハイブリッド車である車輌ＶＥ_iは夫々、充電ステーションＢ_iの１つに接続されており、電力送信用のリンクＬＰ_iによって充電される。一例としてリンクＬＰ_iは送電ケーブルである。変形例として、車輌ＶＥ_iへの送電は遠隔により、例えば電磁誘導の原理により行なわれてもよい。本実施形態においては、各車輌ＶＥ_iは、車輌ＶＥ_iへの充電動作を制御することが可能な制御モジュールＭ_iを備えている。各制御モジュールＭ_iは、専用プロセッサ及び／又は電子回路を備えてもよい。

充電システム１０は、ローカル管理モジュール１７を備える。ローカル管理モジュール１７は、接続モジュール１６により提供された総電力Ｐ_Sを示すデータを受信することが可能である。ローカル管理モジュール１７は、測定された総電力Ｐ_Sを示すデータを各車輌ＶＥ_iの制御モジュールＭ_iへデータ送信用のリンクＬＤ_i経由で送信することが可能である。いずれのｉも１〜Ｎの間の数値である。データ送信用のリンクＬＤ_iは有線リンクであっても、無線リンクであってもよい。リンクＬＤ_iはＲＳ−２３２リンク、又はＲＳ−４８５リンクであってもよく、例えばＭｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコルにより経由して送信されたデータを伝送する。測定された総電力Ｐ_Sを示すデータのローカル管理モジュール１７による制御モジュールＭ_iへの送信は、一定の期間毎に実行されてもよい。

電力網管理モジュール１８は、車輌ＶＥ_iの充電の用途に必要な総電力に対応する参照電力と呼ばれる電力Ｐ_S ^*を示すデータをローカル管理モジュール１７へ送信することができる。ローカル管理モジュール１７は、対応する通信リンクＬＤ_iを経由して各車輌ＶＥ_iの制御モジュールＭ_iへ参照電力Ｐ_S ^*を示すデータを送信することができる。参照電力Ｐ_S ^*が変化したときのみに、新しい値が送信されてもよい。一例によれば、参照電力Ｐ_S ^*は複数段階に変化してもよく、参照電力Ｐ_S ^*の新しい値は、ローカル管理モジュール１７により制御モジュールＭ_iへ新しい段階の開始時のみに送信される。他の例によれば、参照電力Ｐ_S ^*は連続的に変化する。

図２は、車輌ＶＥ_iの一部の構成要素をより詳細に示す図である。各車輌ＶＥ_iは、該車輌ＶＥ_iの図示しない電力機器へ電力を供給するバッテリ２０を備える。バッテリ２０は、該バッテリ２０へ充電が行なわれている間は、送電用のリンクＬＰ_iにより充電ステーションＢ_iと接続されるＡＣ／ＤＣ変換器２２に接続されている。各車輌ＶＥ_iは、特に、バッテリ２０への充電動作中にＡＣ／ＤＣ変換器２２からバッテリ２０へ供給される電力の制御を行なうことが可能なバッテリ制御システム２４を備える。制御モジュールＭ_iは、バッテリ制御システム２４がＡＣ／ＤＣ変換器２２を制御した結果に基づき、バッテリ制御システム２４へ充電電力の設定を送信することが可能である。変形例として、制御モジュールＭ_iは、各充電ステーションＢ_i内に設けられてもよい。この場合、制御モジュールＭ_iは、バッテリ制御システム２４との間で、例えば有線又は無線によってデータを交換することが可能である。

車輌ＶＥ_iが充電ステーションＢ_iに接続されたときには、制御モジュールＭ_iは充電終了予測時点ｔ_stopiを得る。一例による場合、車輌ＶＥ_iのユーザは、車輌ＶＥ_iのインタフェースモジュール、例えばキーボード、タッチスクリーン、又はマイクロフォン等によってこの情報を入力する。車輌ＶＥ_iの充電開始時点ｔ_startiは自動的に制御モジュールＭ_iにて特定される。

制御モジュールＭ_iは充電開始時点にて、車輌ＶＥ_iのバッテリが充電され得る最大電力Ｐ_{MAX_EVi}に一度内部で回復する。

車輌ＶＥ_iの充電中、車輌ＶＥ_iの充電状態ＳＯＣ_iを示すデータは常時的に車輌ＶＥ_iの制御モジュールＭ_iへ送信される。変形例として、車輌ＶＥ_iの充電状態ＳＯＣ_iを示すデータは、充電開始時点のみに制御モジュールＭ_iへ送信され、その後制御モジュールは、車輌ＥＶ_iの充電状態ＳＯＣ_iの変化を充電中の車輌ＶＥ_iへ供給される電力に基づき判断してもよい。充電状態ＳＯＣ_i及び最大電力Ｐ_{MAX_EVi}に関するこのようなデータがユーザの介入なしで制御モジュールＭ_iへ送信される。

一実施形態によれば、制御モジュールＭ_iは、車輌ＶＥ_iを充電するために供給される電力を制限しない基本モードにより動作してもよい。この場合、各車輌へ供給される電力は例えば最大電力Ｐ_{MAX_EVi}と等しい。

一実施形態によれば、制御モジュールＭ_iは、車輌ＶＥ_iを充電するために供給される電力の設定Ｐ_EViをリアルタイムに、例えば、バッテリ制御システム２４により、決定する制限モードにより動作してもよい。

図３は、一実施形態における制限モードで動作する制御モジュールＭ_iによって実施される充電方法を示すブロック図である。制御モジュールＭ_iは、修正用の係数ｋ_iを決定するモジュール３０を備える。モジュール３０は、車輌の充電状態ＳＯＣ_i及び車輌ＶＥ_iが充電に必要となる充電時間Ｔ_iを受信する。充電状態ＳＯＣ_iは、係数ｋ_iの新しい値が決定されたときの車輌ＶＥ_iの充電状態に対応する。充電時間Ｔ_iは、充電終了予測時点ｔ_stopiと、充電開始時点ｔ_startiとの間の差分に対応する。制御モジュールＭ_iは、参照電力Ｐ_S ^*及び総電力Ｐ_Sを受信し、参照電力Ｐ_S ^*及び総電力Ｐ_Sの差分ΔＰ_Sを決定する減算器３２を備える。

重み係数Ｃｏｅｆｆ_iは、係数ｋ_i及び差分ΔＰ_Sに基づいて決定される。一例として条件は積分型であり、差分ΔＰ_Sは係数ｋ_iが乗算されて積分される。変形例として条件は比例積分微分を修正したものであってもよい。

充電電力の設定値Ｐ_EViは、最大電力_{MAX_EVi}と係数Ｃｏｅｆｆ_iとの積である。

制御方法は、プロセッサの指示に基づく手順の実行により実現されてもよい。変形例として、専用電子回路により実現されてもよい。

一実施形態による場合、各制御モジュールＭ_iに対し、係数ｋ_iはファジィ論理により決定される。このため、制御モジュールＭ_iにて使用される変数は、充電状態ＳＯＣ、充電時間Ｔ及び修正用の係数ｋである。

「充電状態」を示す変数ＳＯＣは、車輌ＶＥ_iのバッテリの複数の充電状態レベルに各対応する複数のファジィ集合に関連し、例えば本実施形態においては５つの充電状態レベルに対応するファジィ集合に関連する。

図４は、変数ＳＯＣについて約０％，約２５％，約５０%，約７５％，約１００％を夫々表わす充電状態の５つのファジィ集合ｓｏｃＰ，ｓｏｃＭＰ，ｓｏｃＭ，ｓｏｃＭＧ，ｓｏｃＧを特徴づけるメンバシップ関数の例を示している。

「充電時間」を示す変数Ｔは、複数の充電時間の範囲に各対応する複数のファジィ集合に関連し、例えば、本実施の形態においては５つの充電時間の範囲に対応するファジィ集合に関連する。

図５は、変数Ｔについて約０時間，約３時間，約６時間，約９時間，約１２時間の充電時間を夫々表わす５つのファジィ集合ｔＰ，ｔＭＰ，ｔＭ，ｔＭＧ，ｔＧを特徴づけるメンバシップ関数の例を示している。

「修正用の係数」を示す変数ｋは、修正用の係数の複数の数値範囲に各対応する複数のファジィ集合に関連し、例えば、本実施の形態においては、５つの数値範囲に対応するファジィ集合に関連する。

一実施形態によれば、係数ｋ_iは、参照電力Ｐ_S ^*が減少する場合と増加する場合とで異なるようにして決定される。

図６Ａ及び６Ｂは夫々、参照電力Ｐ_S ^*が減少する場合と、増加する場合とに対し、修正用の係数が実際には「低」「少し低」「中」「少し高」「高」を夫々表わす変数ｋの５つのファジィ集合Ｐ，ＭＰ，Ｍ，ＭＧ，Ｇを特徴づけるメンバシップ関数の例を示す。

なお「充電状態」、「充電時間」及び「修正用の係数」夫々の変数のファジィ集合のメンバシップ関数は、各制御モジュールＭ_iのメモリ内に記憶されていてよい。

図４，５，６Ａ，６Ｂにて、メンバシップ関数は破線にて示されている。なおメンバシップ関数は他の型に対応してもよく、例えばベル型であってもよい。

参照電力Ｐ_S ^*が減少する場合における決定マトリクス又は推定テーブルの一例は、以下の表１のように与えられる。

参照電力Ｐ_S ^*が減少する場合、図６Ａに示される変数ｋに対するメンバシップ関数が使用される。

例えば、推定テーブル（表１）の左上隅の第１ボックスに対応するファジィルールを参照すると、以下の通りである。充電状態が「低」（ｓｏｃＰ）である場合であって充電時間が短い（ｔＰ）とき、係数ｋは低（Ｐ）と決定される。つまり変数ｋはファジィ集合Ｐに属し、その度合いは前件部の妥当性の程度に依存する。換言すれば、変数ＳＯＣのファジィ集合ｓｏｃＰへのメンバシップの度合い、及び、変数Ｔのファジィ集合ｔＰへのメンバシップの度合いに依存する。

表１は、非対称である。表１に示すように、充電状態が低いとき、係数ｋ_iは優先度としては低い。というのも、車輌が対応する充電ステーションから切断されるときには充電状態が１００％となっていることが目的である。

参照電力Ｐ_S ^*が増加する場合における推定テーブルの一例は、以下の表２のように与えられる。

参照電力Ｐ_S ^*が増加する場合、図６Ｂに示される変数ｋに対するメンバシップ関数が使用される。

例えば、推定テーブル（表２）の左上隅の第１ボックスに対応するファジィルールを参照すると、以下の通りである。充電状態が「低」（ｓｏｃＰ）である場合であって、充電時間が短い（ｔＰ）とき、係数ｋは高（Ｇ）と決定される。つまり、変数ｋはファジィ集合Ｇに属し、その度合いは前件部の妥当性の程度に依存する。換言すれば、変数ＳＯＣへのファジィ集合ｓｏｃＰへのメンバシップの度合い、及び変数Ｔのファジィ集合ｔＰへのメンバシップの度合いに依存する。

表２は、非対称である。表２に示すように、充電状態が低いとき、係数ｋ_iは優先度としては高い。というのも、車輌が充電ステーションから切断されるときには充電状態が１００％となっていることが目的である。

ファジィ論理では、前件部を等位に接続する接続詞「ＡＮＤ」は、ファジィ演算子として変換し、後件部を前件部へ接続するリンカーである「ＴＨＥＮ」はファジィ推論として変換する。

一例として、ザデーファジィ演算子が用いられてもよい。２つのファジィ集合を接続する演算子「ＡＮＤ」は、２つのファジィ集合のメンバシップ関数の最小値を返す。

一般に、ファジィ関係はどのように範囲を定めるかを定義するものであり、ファジィルールの前件部における変数ＳＯＣ及びＴの特定の値により、ファジィルールの後件部のファジィ集合、即ち部分集合のメンバシップ関数における一部の範囲をどのように定めるかを定義する。

一例として、使用されるファジィ推論は、マンダニ（Mandani ）又はラーセン（Larsen）推論であってもよい。

変数ＳＯＣ及びＴの特定値ＳＯＣ_i及びＴ_iにより、推定テーブルの各ファジィルールは、空集合である可能性もあるが、変数ｋについての部分集合の取得を結論付ける。部分集合は、例えば演算子ＭＡＸを用いることにより集計される。集計された部分集合から係数ｋ_iの最終的な値を決定することは脱ファジィ化と呼ばれる。一例として、脱ファジィ化処理には、最大平均法又は重心法を用いる。

図７及び図８は、充電実施中の充電状態ＳＯＣ_i及び充電時間Ｔ_iによる係数ｋ_iの変化の一例を三次元表現で示す。図７及び図８は夫々、ザデーのファジィ演算子「ＡＮＤ」、マンダニファジィ推論、及び重心法による脱ファジィ化処理を用いた推定テーブル（１）及び推定テーブル（２）に基づく。

図示するように以下では、２つの車輌ＶＥ₁及びＶＥ₂を想定する。車輌ＶＥ₁の充電状態ＳＯＣ₁は、車輌ＶＥ₂の充電状態ＳＯＣ₂よりも高く、車輌ＶＥ₁の充電時間Ｔ₁は、車輌ＶＥ₂の充電時間Ｔ₂よりも長い。

図９は、使用できる総電力のＰ⁰ _SからＰ¹ _Sへの減少が、充電ステーションＢ_i（ｉ＝１〜Ｎ）にてシステム管理モジュール１８により示されているときに使用できる総電力Ｐ_Sによる車輌ＶＥ₁へ供給される電力Ｐ_EV1の変化のグラフＤ₁及び車輌ＶＥ₂へ供給される電力Ｐ_EV2の変化のグラフＤ₂を夫々示している。グラフＤ₁及びＤ₂はいずれも直線で示されており、係数ｋ₁は直線Ｄ₁の勾配に相当し、係数ｋ₂は直線Ｄ₂の勾配に相当する。

図９は、使用できる総電力が減少しているときの変化を示しており、車輌へ供給される電力の減少は、充電状態が高い程、また、充電時間が長いほど尚更重要である。

図１０は、使用できる総電力のＰ⁰ _SからＰ¹ _Sへの増加が、システム管理モジュール１８により制御モジュールＭ_i（ｉ＝１〜Ｎ）へ示されているときの直線Ｄ₁及びＤ₂に夫々対応する変形例のグラフＤ'₁及びＤ'₂を示す。

図１０は、使用できる総電力が増加中の変化を示しており、車輌へ供給される電力の増加は、充電状態が低い程、また、充電時間が短い程、尚更重要である。

本実施形態における充電方法の利点は、基本的に車輌の各制御モジュールにより、ローカルに実行されることであり、少数のデータの遠隔送信のみを必要とすることである。

本実施形態における充電方法の他の利点は、例えば、充電対象の車輌の型などの取得することが困難である情報を必要としないことである。

また、本実施形態における充電方法の他の利点は、充電対象の車輌数又は充電対象の充電ステーションへの到着時間を充電に先立って知ることを必要としないことである。

更に、本実施形態における充電方法の他の利点は、リアルタイムに実行されることである。

本実施形態における充電方法の他の利点は、各車輌ＶＥ_iの制御モジュールＭ_iにより供給される充電電力の設定Ｐ_EViが継続的に決定され、これにより、車輌全てに供給される総電力Ｐ_Sは参照電力Ｐ_S ^*に追随することである。

本実施形態における充電方法の他の利点は、参照電力Ｐ_S ^*は予め決定されておらずともよいことである。したがって、参照電力Ｐ_S ^*は、電力プラント、例えば太陽光発電プラント、風力ステーション、水力発電プラント又は潮流発電プラントにより供給される電力に追随する。

発明者らにより、シミュレーションが行なわれた。全てのシミュレーションについて、２０台の車輌がいずれも、容量２４ｋＷｈ、最大充電電力３ｋＷのバッテリを備えることが想定された。

第１のシミュレーションでは、車輌の最初の充電状態ＳＯＣ_iniは、４０％〜６０％の間において均等分配によるランダムな選択により得られた。充電の開始時点ｔ_startは、全ての車輌について午前７時であり、充電の終了時点ｔ_stopは、午後４時半から午後７時であることがランダム選択により得られた。これらの数値は以下の表３に集計した。

第１のシミュレーションでは、充電電力の設定についての決定は行なわれず、各車輌は最大充電電力にて充電された。

図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは夫々、第１のシミュレーションにおける各車輌の充電状態ＳＯＣの変化のグラフと、各車輌へ供給される電力Ｐ_EVの変化のグラフと、各車輌へ供給される総電力Ｐ_S1の変化のグラフとを示す。

図に示すように、各車輌は充電期間全体において最大の３ｋＷの充電電力で充電される。したがって総電力Ｐ_S1は、全車輌が充電中である間は６０ｋＷの高さにあり、各車輌の充電状態が１００％に達することによって０ｋＷに低下している。

第２のシミュレーションは、総参照電力を午前７時から２５ｋＷとすること以外は第１のシミュレーションと同一の条件にて行なわれた。

図１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは第２のシミュレーションにおける図１１Ａ，１１Ｂ，図１１Ｃ夫々のグラフと対応するグラフである。供給される総電力Ｐ_S2は、全車輌の充電状態が１００％となって終了するまで２５ｋＷで維持されている。

第３のシミュレーションは、充電開始時点ｔ_startが午前７時から１２時の間でランダムに選択され、総参照電力Ｐ_S3 ^*が午前０時から午前９時まで引き続いて２５ｋＷであり、午前９時から午前１１時までは１５ｋＷであり、午前１１時から午後２時までは２０ｋＷであり、午後２時から深夜０時までは４０ｋＷであること以外は、第２のシミュレーションと同一の条件にて行なわれた。したがって、総参照電力Ｐ_S3 ^*の新しい値は、午前０時、午前９時、午前１１時、及び午後２時に各充電ステーションへ送信される。

図１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは第３のシミュレーションにおける図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ夫々のグラフに対応するグラフである。図１３Ｃは、総電力Ｐ_S3に加え、総参照電力Ｐ_S3 ^*の変化を太線によって示すグラフである。供給される総電力Ｐ_S3は、全車輌の充電状態が１００％となって終了するまで総参照電力Ｐ_S3 ^*の変化に追随している。

第４のシミュレーションは、車輌が更に、電力を主電力網へ供給することができる場合について行なわれた。第４のシミュレーションは、総参照電力Ｐ_S4 ^*が深夜０時から午前９時まで引き続いて２５ｋＷであり、午前９時から午前１１までは１５ｋＷであり、午前１１時から午後２時までは２０ｋＷであり、午後２時から深夜０時までは４０ｋＷであること以外は、第３のシミュレーションと同一の条件にて行なわれた。したがって総参照電力_S4 ^*の新しい値は、深夜０時、午前９時、午前１１時及び午後２時に各充電ステーションへ送信される。

図１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは第４のシミュレーションにおける図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ夫々のグラフに対応するグラフである。図１４Ｃは、総電力Ｐ_S4に加え、総参照電力Ｐ_S4 ^*の変化を太線により示すグラフである。供給される総電力Ｐ_S4は、全車輌の充電状態が１００％となって終了するまで総参照電力Ｐ_S4 ^*の変化に追随している。

第５のシミュレーションは、制御なしで実行された。第５のシミュレーションでは、車輌の最初の充電状態ＳＯＣ_iniは、２０％〜８０％の間において均等分配によるランダムな選択により得られた。充電の開始時点ｔ_startは、午前７時から深夜０時の間においてランダム選択により得られ、充電の終了時点ｔ_stopは、午後７時から午後９時までの間においてランダム選択により得られた。これらの数値は以下の表４に集計した。

第５のシミュレーションでは、充電電力の設定についての決定は行なわれず、各車輌は最大充電電力にて充電された。

図１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは第５のシミュレーションにおける図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ夫々のグラフに対応するグラフである。図１５Ｃにおいては、Ｐ_S5で示すグラフは、総電力の変化のグラフを示し、Ｐ_PVで示すグラフは、太陽光発電プラントにより供給される電力を示す。

第５のシミュレーションでは、太陽光発電により賄える割合は５５．６２％であり、即ち、充電対象の車輌に供給される総電力Ｐ_S5の５５．６２％は太陽光発電プラントにより供給される。

第６のシミュレーションは、使用できる総参照電力Ｐ_S ^*の設定が、図１５Ｃに示した電力Ｐ_PVに対応すること以外は第５のシミュレーションと同一の条件により行なわれた。

図１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは第６のシミュレーションにおける図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ夫々のグラフに対応するグラフである。

第６のシミュレーションでは、太陽光発電により賄える割合は９７．８８％であり、即ち、充電対象の車輌に供給される総電力Ｐ_S6の９７．８８％は太陽光発電プラントにより供給される。

具体的な実施形態について説明した。多様な代替及び調整が当業者によって容易になされ得る。

本特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれる仏国特許出願１３／６１３５０号明細書の優先権を主張している。

Claims

電力網（１４）に接続された充電ステーション（Ｂ_i）により、電気自動車又はハイブリッド車である複数の車輌（ＶＥ_i）を充電する充電方法において、
充電対象である各車輌について、前記複数の車輌を充電するために必要な総電力（Ｐ_S ^*）を示すデータを前記車輌内部又は前記車輌の前記充電ステーション内部に組み込まれた制御モジュール（Ｍ_i）へ供給し、
前記複数の車輌を充電するために前記電力網（１４）により供給された前記総電力（Ｐ_S）を測定し、測定された前記総電力を示すデータを充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ供給し、
充電対象である各車輌の前記制御モジュール（Ｍ_i）により、前記車輌の充電状態（ＳＯＣ_i）及び前記車輌の充電時間（Ｔ_i）に基づくファジィ論理による第１係数（ｋ_i）を決定し、該第１係数に基づき、前記必要な総電力（Ｐ_S ^*）及び測定された前記総電力（Ｐ_S）間の差分（ΔＰ_S）に基づく前記車輌の充電電力の設定（Ｐ_EVi）を決定する
ことを特徴とする充電方法。
更に、前記車輌の前記充電電力の設定（Ｐ_EVi）を、前記車輌の充電状態（ＳＯＣ_i）及び前記車輌の充電時間（Ｔ_i）に基づいて決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電方法。
前記必要な総電力（Ｐ_S ^*）を示すデータを、電力網管理モジュール（１８）から、及び／又は、太陽光発電プラント、風力発電ステーション、水力発電プラント又は潮流発電ステーションを含むグループから選択された少なくとも１つの電力プラントから提供する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電方法。
更に、前記第１係数（ｋ_i）及び測定された前記総電力（Ｐ_S）から得られる第２係数（Ｃｏｅｆｆ_i）を、前記車輌の充電電力の設定（Ｐ_EVi）における最大充電電力（Ｐ_{MAX_EVi}）に乗算する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電方法。
更に、
前記必要な総電力（Ｐ_S ^*）及び測定された前記総電力（Ｐ_S）間の前記差分（ΔＰ_S）を決定し、
前記第１係数（ｋ_i）及び前記差分の積に基づいて前記第２係数（Ｃｏｅｆｆ_i）を決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の充電方法。
前記第２係数（Ｃｏｅｆｆ_i）は、前記第１係数（ｋ_i）及び前記差分（ΔＰ_S）の積の積分値に等しい
ことを特徴とする請求項５に記載の充電方法。
ファジィ論理による前記第１係数（ｋ_i）の決定では、前記車輌の前記充電状態に関する第１ファジィ集合の第１メンバシップ関数の第１値と、前記充電時間（Ｔ_i）に関する第２ファジィ集合の第２メンバシップ関数の第２値とを決定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の充電方法。
ファジィ論理による前記第１係数（ｋ_i）の決定では、第１推定テーブル及び前記必要な総電力（Ｐ_S ^*）が減少しているときの第１係数の第３メンバシップ関数、並びに、前記第１推定テーブルとは異なる第２推定テーブル及び前記必要な総電力が増加しているときの前記第３メンバシップ関数とは異なる第１係数の第４メンバシップ関数を用いる
ことを特徴とする請求項７に記載の充電方法。
電力網（１４）に接続された複数の充電ステーション（Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ_N）を備え、電気自動車又はハイブリッド車である複数の車輌（ＶＥ₁，ＶＥ₂，ＶＥ_N）を、前記複数の充電ステーション夫々に充電対象である複数の車輌の内の１つを接続して充電する充電システム（１０）であって、
充電対象である各車輌について、該車輌内部又は前記車輌の前記充電ステーション内部に組み込まれる制御モジュール（Ｍ_i）と、
充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ、前記複数の車輌を充電するために必要な総電力（Ｐ_S ^*）を示すデータを送信する手段（ＬＤ₁，ＬＤ₂，ＬＤ_N）と、
前記複数の車輌を充電するために前記電力網（１４）により供給された前記総電力（Ｐ_S）を測定することができるセンサ（１６）と、
測定された前記総電力を示すデータを充電対象である各車輌の前記制御モジュールへ送信する手段（ＬＤ₁，ＬＤ₂，ＬＤ_N）と
を更に備え、
充電対象である各車輌の前記制御モジュール（Ｍ_i）は、前記車輌の充電状態（ＳＯＣ_i）及び前記車輌の充電時間（Ｔ_i）に基づくファジィ論理による第１係数（ｋ_i）を決定し、該第１係数と、前記車輌の充電状態（ＳＯＣ_i）と、前記車輌の充電時間（Ｔ_i）と、前記必要な総電力（Ｐ_S ^*）及び測定された前記総電力（Ｐ_S）間の差分（ΔＰ_S）とに基づく前記車輌の充電電力の設定（Ｐ_EVi）を決定する
ことを特徴とする充電システム。