JP2018064342A - 電動車両の充電システム - Google Patents

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Tomoya Katanoda
智也 片野田
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Abstract

【課題】電動車両に電力を供給する給電設備を有効に利用する。
【解決手段】充電システムは、電動車両と、電動車両に電力を供給する給電設備を備える充電スタンドとを含む。電動車両には、EV(電気自動車)と、PHV(プラグインハイブリッド車)とが含まれる。充電スタンドは、PHVに対する充電スタンドの利用条件を、EVに対する充電スタンドの利用条件よりも厳しくする。より具体的には、充電スタンドは、PHVに供給する充電電力の単価を、EVに供給する充電電力の単価よりも増額する。
【選択図】図3

Description

本開示は、車外の電力を用いた車載の蓄電装置の充電(以下「外部充電」ともいう)が可能な電動車両の充電システムに関する。
特開2013−42579号公報(特許文献1)には、電動車両の外部充電を行なう公共の充電スタンドが開示されている。この充電スタンドは、充電スタンド内の給電設備に電動車両が接続されると、その車両に対して、通常予約(順次予約)と、優先予約とのいずれかの予約を受け付ける。充電スタンドは、電動車両が優先予約を希望する場合、既に通常予約を済ませて待機している他車に対して優先予約の割込の許否を問合せ、割込を許可した他車よりも先に優先予約を希望する電動車両を充電するように充電スケジュールを決定する。
特開2013−42579号公報
今後、外部充電可能な電動車両が普及すると、数に限りのある公共の充電スタンドで全ての電動車両の充電ニーズを賄えるか疑問である。また、仮に充電スタンドの数が十分に整備されたとしても、全ての電動車両が同時に外部充電を行なえるような大電力網を構築することは現実的には難しいことが想定される。したがって、限りある給電設備を有効に利用することは今後の大きな課題となる。
外部充電の対象となる電動車両には、モータに加えて内燃機関を備えるハイブリッド車と、内燃機関を備えない電気自動車とが存在する。ハイブリッド車は、外部充電ができなくても、内燃機関の燃料を給油することで内燃機関を用いた走行あるいは発電が可能である。これに対し、電気自動車は、内燃機関を備えないため、外部充電ができずモータに供給する電力を蓄える蓄電装置が枯渇すると、走行できなくなる。給電設備の有効利用を図るためには、このようなハイブリッド車と電気自動車との特徴の違いを積極的に活用することが望ましい。
しかしながら、特許文献1に開示された充電スタンドは、充電の優先順位を決定する際に、給電設備を利用する電動車両がハイブリッド車であるのか電気自動車であるのかを考慮していない。したがって、ハイブリッド車と電気自動車との違いを考慮して給電設備を有効に利用することはできない。
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハイブリッド車と電気自動車との違いを考慮して、限りある給電設備を有効に利用することである。
本開示による電動車両の充電システムは、車外の給電設備から供給される電力で車載の蓄電装置を充電可能な電動車両と通信可能に構成された通信装置と、電動車両から通信装置が受信した情報を用いて、電動車両が給電設備を利用するための利用条件を設定する制御装置とを備える。制御装置は、給電設備を利用する電動車両が内燃機関を備えるハイブリッド車である場合にはハイブリッド車用の第1利用条件を設定し、給電設備を利用する電動車両が内燃機関を備えない電気自動車である場合には第1利用条件とは異なる電気自動車用の第2利用条件を設定する。
上記構成によれば、ハイブリッド車用の第1利用条件が、電気自動車用の第2利用条件とは異なる条件に設定される。たとえば、制御装置が第1利用条件を第2利用条件よりも厳しくすることによって、燃料給油で走行可能であるとのハイブリッド車の特徴を積極的に利用して、ハイブリッド車よりも電気自動車の方が給電設備を利用し易くすることができる。また、たとえば電気自動車よりもハイブリッド車への外部充電を優先すべき事態が生じた場合には、制御装置が第1利用条件を第2利用条件よりも緩和することによって、電気自動車よりもハイブリッド車の方が給電設備を利用し易くすることも可能である。その結果、ハイブリッド車と電気自動車との違いを考慮して、限りある給電設備を有効に利用することができる。
ある実施の形態においては、第1利用条件は、第2利用条件よりも、給電設備から供給される充電電力の単価が高い。
ハイブリッド車は、給電設備を利用できなくても、燃料給油で走行可能であるためユーザの利便性が大きく損なわれることはない。これに対し、電気自動車は、給電設備を利用できないと、蓄電装置が枯渇して走行不能となり得るためユーザの利便性が大きく損なわれることになる。この点に鑑み、上記構成においては、ハイブリッド車に対する第1利用条件が、電気自動車に対する第2利用条件よりも、充電電力の単価が高くされる。これにより、ハイブリッド車のユーザが給電設備の利用を見合せる機会が増えると、電気自動車のユーザが給電設備を利用し易くなる。その結果、燃料給油で走行可能であるとのハイブリッド車の特徴を積極的に利用して、電動車両のユーザの利便性を損なうことなく、限りある給電設備を有効に利用することができる。
ある実施の形態においては、内燃機関の燃料残量がしきい値以上であるハイブリッド車に対する第1利用条件は、内燃機関の燃料残量がしきい値未満であるハイブリッド車に対する第1利用条件よりも、充電電力の単価が高い。
ハイブリッド車が内燃機関を作動させて走行する場合であっても、内燃機関の燃料残量が少ないと、内燃機関を長期間作動させることができず、早期に走行不能となってしまうことが懸念される。この点に鑑み、上記構成によれば、内燃機関の燃料残量がしきい値以上であるハイブリッド車に対する第1利用条件が、内燃機関の燃料残量がしきい値未満であるハイブリッド車に対する第1利用条件よりも、充電電力の単価が高くされる。これにより、燃料残量が多いハイブリッド車のユーザよりも、燃料残量が少ないハイブリッド車のユーザの方が給電設備を利用し易くすることができる。
ある実施の形態においては、第1利用条件は、第2利用条件よりも、給電設備の利用可能エリアが制限される。
上記構成によれば、ハイブリッド車に対して給電設備の利用可能エリアを特定のエリア(たとえばユーザの利用する場所から離れたエリアなど)に制限する。これにより、ハイブリッド車のユーザが給電設備の利用を見合せる機会が増えると、電気自動車のユーザが給電設備を利用し易くなる。その結果、燃料給油で走行可能であるとのハイブリッド車の特徴を積極的に利用して、電動車両のユーザの利便性を損なうことなく、限りある給電設備を有効に利用することができる。
ある実施の形態においては、給電設備は、第1給電設備および第1給電設備よりも給電電力が大きい第2給電設備を含む。第1利用条件は、第2給電設備の利用を禁止するという条件を含む。
たとえば出発予定時刻までに時間的な余裕がない場合において、ハイブリッド車は内燃機関を備えるため出発予定時刻までの短時間で蓄電装置の残量を確保する必要性は低いが、電気自動車は内燃機関を備えないため出発予定時刻までの短時間で蓄電装置の残量を確保する必要性が高い。すなわち、電気自動車は、ハイブリッド車に比べて、急速充電の必要性が高いと言える。この点に鑑み、上記構成においては、ハイブリッド車に対して、第1給電設備(たとえば交流給電設備)よりも給電電力が大きい第2給電設備(たとえば直流給電設備)の利用が禁止される。これにより、第1給電設備よりも急速に充電可能な第2給電設備を、急速充電の必要性が高い電気自動車に利用させ易くすることができる。
ある実施の形態においては、第1利用条件は、第2利用条件よりも、給電設備の利用可能な時間帯が制限される。
上記構成によれば、ハイブリッド車による給電設備の利用が制限される時間帯を、電気自動車に優先的に利用させることができる。その結果、燃料給油で走行可能であるとのハイブリッド車の特徴を積極的に利用して、電動車両のユーザの利便性を損なうことなく、限りある給電設備を有効に利用することができる。
車両給電システムの全体構成の一例を模式的に示す図である。 EV(電気自動車)、PHV(プラグインハイブリッド車)、データセンターおよび充電スタンドの構成の一例を示す図である。 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート(その1)である。 充電料金(利用条件)の一例を示す図(その1)である。 充電料金(利用条件)の一例を示す図(その2)である。 充電スタンドの給電設備の配置の一例を示す図である。 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート(その2)である。 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート(その3)である。 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート(その4)である。 制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート(その5)である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態による充電システム1の全体構成の一例を模式的に示す図である。充電システム1は、複数の車両10と、データセンター30と、複数の充電スタンド40とを含む。
車両10の各々は、外部充電可能に構成された電動車両である。複数の車両10の中には、モータジェネレータを備えエンジンを備えない電気自動車(以下「EV」(Electric Vehicle)ともいう)11と、モータジェネレータおよびエンジンを備えるプラグインハイブリッド車(以下「PHV」(Plug-in Hybrid Vehicle)」ともいう)12とが含まれる。
充電スタンド40の各々は、車両10の外部充電を行なうための少なくとも1つの給電設備を備える、不特定多数のユーザが利用可能な公共の施設である。充電スタンド40の各々は、通信可能範囲内にある車両10との間で直接的に無線通信可能に構成される。
データセンター30は、複数の車両10および複数の充電スタンド40と無線通信可能に構成される。データセンター30は、車両10と充電スタンド40との間の通信を中継することができる。また、データセンター30は、車両10からの要求に応じて、充電スタンド40(充電場所)の予約等を管理することもできる。
図2は、EV11、PHV12、データセンター30および充電スタンド40の構成の一例を示す図である。データセンター30は、通信装置31と、制御装置32とを備える。充電スタンド40は、給電設備41と、コネクタ42と、通信装置43と、制御装置44とを備える。
EV11は、インレット13と、充電器14と、駆動用電池15と、駆動装置16と、通信装置17と、HMI(Human Machine Interface)装置18と、制御装置19とを含む。インレット13は、充電スタンド40のコネクタ42と接続可能に構成される。
充電器14は、制御装置19からの制御信号によって動作し、充電スタンド40から供給される電力で駆動用電池15を充電する外部充電を行なう。駆動用電池15は、再充電可能な蓄電装置であり、たとえばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。
駆動装置16は、駆動用電池15から供給される電力を用いて車両駆動力を発生する。駆動装置16は、駆動輪に機械的に接続されたモータジェネレータと、モータジェネレータの通電量を制御するパワーコントロールユニット(インバータなど)とを含む。駆動装置16の出力(モータジェネレータの通電量)は、制御装置19からの制御信号によって制御される。駆動装置16に含まれるモータジェネレータの数は1つであっても2つ以上であってもよい。
通信装置17は、データセンター30の通信装置31との間で無線通信可能に構成される。また、通信装置17は、通信可能範囲内にある充電スタンド40の通信装置43との間で無線通信可能に構成される。通信装置17は、制御装置19と通信線で接続されており、制御装置19から伝達された情報をデータセンター30あるいは充電スタンド40に送信したり、データセンター30あるいは充電スタンド40から受信した情報を制御装置19に伝達したりする。
HMI装置18は、運転支援のためのさまざまな情報をユーザに提供したり、ユーザの操作を受け付けたりする装置である。HMI装置18は、室内に設けられたディスプレイ、スピーカなどを含む。なお、HMI装置18は、たとえば、ナビゲーション装置(図示せず)のディスプレイやスピーカが流用されてもよい。
制御装置19は、図示しないCPUおよびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいてEV11の各機器(充電器14、駆動装置16、通信装置17、HMI装置18など)を制御する。
PHV12は、EV11の構成(上述の充電器14、駆動用電池15、駆動装置16、通信装置17、HMI装置18、制御装置19)に加えて、さらにエンジン20、燃料タンク21、給油口22を備える。給油口22は、給油スタンドの給油設備50と接続可能に構成される。燃料タンク21は、給油口22から供給される燃料(ガソリンあるいは軽油など)を蓄える。エンジン20は、燃料タンク21から供給される燃料を用いて動力を発生する。エンジン20の出力は、制御装置19からの制御信号によって制御される。エンジン20の用途は、発電用であってもよいし、駆動用であってもよいし、発電用および駆動用の双方であってもよい。
PHV12は、基本的には、駆動用電池15の蓄電量が所定値未満となるまでは、エンジン20を停止し駆動装置16を用いる電気自動車走行(EV走行)を行ない、駆動用電池15の蓄電量が所定値未満となった以降はエンジン20を作動しエンジン20および駆動装置16の双方を用いるハイブリッド車走行(HV走行)を行なうように構成される。
なお、PHV12はエンジン20を用いたHV走行が可能であるのに対し、EV11はエンジン20を備えず駆動用電池15の電力のみで走行可能である。そのため、一般的に、PHV12に搭載される駆動用電池15の満充電容量は、EV11に搭載される駆動用電池15の満充電容量よりも小さい値に設定される。
データセンター30は、上述のように、通信装置31と、制御装置32とを備える。通信装置31は、車両10の通信装置17および充電スタンド40の通信装置43と無線通信可能に構成される。通信装置31は、制御装置32と通信線で接続されており、制御装置32から伝達された情報を車両10あるいは充電スタンド40に送信したり、車両10あるいは充電スタンド40から受信した情報を制御装置32に伝達したりする。
制御装置32は、図示しないCPUを内蔵し、通信装置31からの情報に基づいて、車両10と充電スタンド40との間の通信を中継する。
充電スタンド40は、上述のように、給電設備41と、コネクタ42と、通信装置43と、制御装置44とを備える。
給電設備41は、制御装置44からの制御信号によって動作し、コネクタ42に接続された車両10に外部充電用の電力を出力する。なお、給電設備41のタイプには、直流電力を出力するDC給電設備と、交流電力を出力するAC給電設備とがある。
通信装置43は、データセンター30の通信装置31との間で無線通信可能に構成される。また、通信装置43は、通信可能範囲内にある車両10の通信装置17との間で無線通信可能に構成される。通信装置43は、制御装置44と通信線で接続されており、制御装置44から伝達された情報を車両10あるいはデータセンター30に送信したり、車両10あるいはデータセンター30から受信した情報を制御装置44に伝達したりする。
制御装置44は、図示しないCPUを内蔵し、通信装置43からの情報に基づいて、車両10に対する所定の認証処理を行なって外部充電を実行したり、充電スタンド40の予約の管理(受付、変更、削除など)を行なったりする。なお、充電スタンド40の「予約」とは、充電スタンド40内の給電設備41の使用(外部充電の実行)を日時を指定して予約することを意味する。
<給電設備の利用条件の設定>
以上のような構成を有する充電システム1において、充電スタンド40の給電設備41を利用する車両10には、上述のように、エンジン20を備えるPHV12と、エンジン20を備えないEV11とが存在する。なお、給電設備41の「利用」には、給電設備41を実際に使用する(外部充電を行なう)こと、および給電設備41の使用を予約することの少なくとも一方が含まれる。
PHV12は、駆動装置16(モータジェネレータ)を駆動するための電力を蓄える駆動用電池15が枯渇しても、エンジン20を用いたHV走行が可能である。これに対し、EV11は、エンジン20を備えないため、駆動用電池15が枯渇すると走行できなくなる。したがって、EV11は、PHV12に比べて、外部充電の緊急性が高いことが想定される。
さらに、PHV12がエンジン20を作動してHV走行を行なう場合であっても、エンジン20の燃料残量が少ないと、HV走行を長期間継続することができず、早期に走行不能となってしまうことが懸念される。したがって、エンジン20の燃料残量が少ないPHV12は、エンジン20の燃料残量が多いPHV12よりも、外部充電の緊急性が高いことが想定される。
上記の点に鑑み、本実施の形態による充電スタンド40の制御装置44は、給電設備41の利用を要求する車両10(以下「利用要求車両」ともいう)がPHV12であるのかEV11であるのかに応じて、利用要求車両が給電設備41を利用するための条件(以下「利用条件」ともいう)を変更する。具体的には、充電スタンド40の制御装置44は、PHV12に対する利用条件(PHV用の第1利用条件)を、EV11に対する利用条件(EV用の第2利用条件)よりも厳しくする。これにより、PHV12のユーザが給電設備41の利用を見合せる機会が増えることが期待できる。そのため、EV11が給電設備41を利用し易い状況を作り出すことができる。その結果、燃料を給油することで走行可能であるというPHV12の特徴を積極的に活用して、車両10のユーザの利便性を損なうことなく、限りある給電設備41を有効に利用することができる。
さらに、本実施の形態による充電スタンド40の制御装置44は、利用要求車両がPHV12である場合において、エンジン20の燃料残量が多いPHV12に対する利用条件を、エンジン20の燃料残量が少ないPHV12に対する利用条件よりも厳しくする。これにより、燃料残量が多く外部充電の緊急性の低いPHV12よりも、燃料残量の少なく外部充電の緊急性がより高いPHV12の方が給電設備41を利用し易い状況を作り出すことができる。
以下では、説明の便宜上、上記の利用条件を「充電ハードル」ともいい、利用条件を設定する処理を「充電ハードル設定処理」ともいう。充電ハードルを高くするとは、利用条件を厳しくすることを意味する。充電ハードルを高くする具体的な手法としては、種々考えられる。本実施の形態では、充電料金を増額することによって充電ハードルを高くする例について説明する。
図3は、本実施の形態による充電スタンド40の制御装置44が行なう充電ハードル設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、制御装置44は、車両10からの給電設備41の利用要求があるか否かを判定する。たとえば、制御装置44は、車両10のユーザが給電設備41の利用を要求する操作を給電設備41に対して行なった場合、あるいは車両10から給電設備41の利用を要求する信号を受信した場合に、車両10からの給電設備41の利用要求があると判定する。給電設備41の利用要求がない場合(S10にてNO)、制御装置44は、以降の処理をスキップして処理を終了する。
給電設備41の利用要求がある場合(S10にてYES)、制御装置44は、充電ハードル設定処理(S20〜S25の処理)を実行する。
具体的には、制御装置44は、利用要求車両との通信を行なって利用要求車両のタイプ(PHV12であるのか、それともEV11であるのか)を示す情報を利用要求車両から受信し、受信した情報に基づいて利用要求車両がPHV12であるか否かを判定する(S20)。
利用要求車両がEV11である場合(S20にてNO)、制御装置44は、充電料金(単位時間あたりの充電電力の単価)を所定値C1に設定し、設定された充電料金C1での利用を了承するか否かを利用要求車両のユーザに問合せる(S21)。なお、充電料金の単位は、たとえば「円/(kw・分)」である。
利用要求車両がPHV12である場合(S20にてYES)、制御装置44は、利用要求車両のエンジン20の燃料残量を示す情報を利用要求車両から取得し(S22)、取得した燃料残量がしきい値F0以上であるか否かを判定する(S23)。
燃料残量がしきい値F0未満である場合(S23にてNO)、制御装置44は、充電料金を所定値C1よりも高い所定値C2に設定し、設定された充電料金C2での利用を了承するか否かを要求車両のユーザに問合せる(S24)。
燃料残量がしきい値F0以上である場合(S23にてYES)、制御装置44は、充電料金を所定値C2よりもさらに高い所定値C3に設定し、設定された充電料金C3での利用を了承するか否かを要求車両のユーザに問合せる(S25)。
図4は、本実施の形態による充電ハードル設定処理(S20〜S25の処理)によって設定される充電料金の一例を示す図である。図4において、横軸はPHV12の燃料残量を示し、縦軸は充電料金を示す。実線はEV11に対する充電料金を示し、破線はPHV12に対する充電料金を示す。なお、EV11はエンジン20を有さないため、EV11に対する充電料金(実線)は、横軸に示す燃料残量とは無関係に設定される。
図4に示されるように、本実施の形態においては、充電ハードル設定処理によって、PHV12に対する充電料金C2、C3(破線)が、EV11に対する充電料金C1(実線)よりも増額される。これにより、PHV12に対する充電ハードル(利用条件)が、EV11に対する充電ハードル(利用条件)よりも高く(厳しく)される。
さらに、燃料残量がしきい値F0以上であるPHV12に対する充電料金C3が、燃料残量がしきい値F0未満であるPHV12に対する充電料金C2よりも増額される。これにより、燃料残量がしきい値F0以上であるPHV12に対する充電ハードル(利用条件)が、燃料残量がしきい値F0未満であるPHV12に対する充電ハードル(利用条件)よりも高く(厳しく)される。
図3に戻って、制御装置44は、充電ハードル設定処理によって設定された充電料金での利用を、利用要求車両のユーザが了承したか否かを判定する(S30)。設定された充電料金での利用をユーザが了承した場合(S30にてYES)、制御装置44は、利用要求車両に対して給電設備41の利用を許可する(S31)。具体的には、制御装置44は、ユーザからの利用要求に応じて、外部充電を実行したり、充電スタンド40の予約を受け付けたりする。なお、充電スタンド40の「予約」とは、上述したように、充電スタンド40内の給電設備41および日時を指定して、指定された給電設備41を指定された日時に使用することを予約することを意味する。
設定された充電料金での利用をユーザが了承しない場合(S30にてNO)、制御装置44は、利用要求車両に対して給電設備41の利用を許可しない(S32)。具体的には、制御装置44は、給電設備41の利用を許可しない旨をユーザに報知するとともに、ユーザが要求する外部充電の実行や充電スタンド40の予約を行なわない。
以上のように、本実施の形態による充電スタンド40の制御装置44は、PHV12に対する利用条件を、EV11に対する利用条件よりも厳しくする。これにより、PHV12のユーザが給電設備41の利用を見合せる機会が増えることが期待できる。そのため、EV11が給電設備41を利用し易い状況を作り出すことができる。その結果、燃料を給油することで走行可能であるというPHV12の特徴を積極的に活用して、車両10のユーザの利便性を損なうことなく、限りある給電設備41を有効に利用することができる。
さらに、本実施の形態による充電スタンド40の制御装置44は、燃料残量がしきい値F0以上であるPHV12に対する利用条件を、燃料残量がしきい値F0未満であるPHV12に対する利用条件よりも厳しくする。これにより、燃料残量が多く外部充電の緊急性の低いPHV12よりも、燃料残量が少なく外部充電の緊急性の高いPHV12の方が給電設備を利用し易くすることができる。
<変形例1>
上述の実施の形態1による充電ハードル設定処理では、利用要求車両のタイプ(PHV12であるのか、それともEV11であるのか)およびPHV12の燃料残量をパラメータとして、利用条件(充電料金)を設定した。
しかしながら、利用条件の設定に用いられるパラメータは、上記のパラメータに限定されない。たとえば、利用要求車両のタイプ、駆動用電池15の蓄電状態を示すSOC(State Of Charge)、および給電設備41のタイプ(DC給電設備であるのか、それともAC給電設備であるのか)をパラメータとして、利用条件を設定するようにしてもよい。
図5は、本変形例1による充電ハードル設定処理によって設定される充電料金の一例を示す図である。図5において、横軸は駆動用電池15のSOCを示し、縦軸は充電料金を示す。実線は、EV11に対するDC給電設備の利用条件(充電料金)を示す。破線は、PHV12に対するAC給電設備の利用条件(充電料金)を示す。一点鎖線は、PHV12に対するDC給電設備の利用条件(充電料金)を示す。二点鎖線は、EV11に対するAC給電設備の利用条件(充電料金)を示す。
図5に示されるように、本変形例1においては、上述の実施の形態1と同様、PHV12に対する充電料金C2〜C5(破線、一点鎖線)が、EV11に対する充電料金C1,0(実線、二点鎖線)よりも増額される。
さらに、同じPHV12であっても、DC給電設備を利用する場合の充電料金C4,C5(一点鎖線)が、AC給電設備を利用する場合の充電料金C2,C3(破線)よりも増額される。一般的に、DC給電設備を用いて外部充電を行なう場合、AC給電設備を用いる場合よりも、急速に充電可能であることが多い。この点に鑑み、本変形例1では、同じPHV12であっても、DC給電設備を利用する場合の利用条件が、AC給電設備を利用する場合の利用条件よりも厳しくされる。これにより、PHV12がDC給電設備を利用する機会を減少させることができる。その結果、急速充電可能なDC給電設備を、外部充電の緊急性が高いEV11に利用させ易くすることができる。
さらに、PHV12がAC給電設備を利用する場合(破線)において、SOCがしきい値S0以上である場合の充電料金C3が、SOCがしきい値S0未満である場合の充電料金C2よりも増額される。同様に、PHV12がDC給電設備を利用する場合(一点鎖線)において、SOCがしきい値S0以上である場合の充電料金C5が、SOCがしきい値S0未満である場合の充電料金C4よりも増額される。これにより、SOCが小さいPHV12が給電設備41を利用し易くなる。
なお、本変形例1においては、SOCがしきい値S0未満であるEV11がAC給電設備を利用する場合の充電料金が「0」に設定されている。これにより、SOCが小さいEV11のユーザは現金やクレジットカード等を持ち合わせていなくてもAC充電設備を使用して外部充電を行なうことができる。そのため、駆動用電池15の枯渇によるEV11の路上停止が軽減される。
<変形例2>
上述の実施の形態1においては、図3のフローチャートに示す全処理を充電スタンド40の制御装置44が実行する例を説明した。しかしながら、図3のフローチャートに示す全部または一部の処理を、データセンター30の制御装置32が充電スタンド40および車両10と通信しながら実行するようにしてもよい。
<変形例3>
上述の実施の形態1による充電ハードル設定処理では、利用要求車両のタイプおよびPHV12の燃料残量の双方をパラメータとして、利用条件を設定した。しかしながら、PHV12の燃料残量をパラメータとせず利用要求車両のタイプのみをパラメータとして、利用条件を設定するようにしてもよい。
<変形例4>
上述の実施の形態1においては、外部充電の方式として、充電スタンド40と車両10とを接続した状態で充電スタンド40から車両10への電力供給を行なう「接触充電方式」を採用する例を説明した。しかしながら、外部充電の方式として、充電スタンド40から車両10への電力供給を非接触で行なう「非接触充電方式」を採用するようにしてもよい。
[実施の形態2]
上述の実施の形態1においては、充電料金を増額することによって充電ハードルを高く(利用条件を厳しく)した。
これに対し、本実施の形態2においては、利用可能な給電設備41が設置されているエリア(以下、単に「利用可能エリア」ともいう)を制限することによって、充電ハードルを高くする。
図6は、本実施の形態2による充電スタンド40Aの給電設備41の配置の一例を示す図である。なお、充電スタンド40A以外の車両10およびデータセンター30の構成は、上述の実施の形態1と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
図6に示すように、充電スタンド40Aは、店舗60の駐車場として、店舗60に隣接して設けられる。充電スタンド40の通信装置43および制御装置44は、充電スタンド40Aの出入口45付近に配置される。充電スタンド40A内には、複数の駐車スペースPSが設けられる。駐車スペースPSは、店舗60に近い第1エリアR1と、第1エリアR1よりも店舗60から離れた第2エリアR2と、第2エリアR2よりも店舗60からさらに離れた第3エリアR3とに分けて配置される。
給電設備41は、各駐車スペースPSに1台ずつ配置される。したがって、車両10は、いずれかの駐車スペースPSに駐車することで外部充電を行なうことができる。
以上のような配置を有する充電スタンド40Aにおいて、制御装置44は、第1エリアR1よりも店舗60から離れたエリア(第2エリアR2あるいは第3エリアR3)に利用可能エリアを制限することによって、充電ハードルを高くする。
図7は、本実施の形態2による充電スタンド40Aの制御装置44が行なう充電ハードル設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図7に示すフローチャートは、上述の図3に示したステップS21,S24,S25を、それぞれステップS26,S27,S28に変更したものである。その他のステップ(上述の図3に示したステップと同じ番号を付しているステップ)については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
利用要求車両がEV11である場合(S20にてNO)、制御装置44は、利用可能エリアを全エリアR1〜R3に設定する(S26)。
利用要求車両がPHV12であり(S20にてYES)かつ燃料残量がしきい値F0未満である場合(S23にてNO)、制御装置44は、利用可能エリアを第2エリアおよび第3エリアに設定する(S27)。すなわち、制御装置44は、全エリアR1〜R3のうち、店舗60に最も近い第1エリアR1を、利用可能エリアから除外する。
利用要求車両がPHV12であり(S20にてYES)かつ燃料残量がしきい値F0以上である場合(S23にてYES)、制御装置44は、利用可能エリアを第3エリアに設定する(S28)。すなわち、制御装置44は、全エリアR1〜R3のうち、店舗60に最も近い第1エリアR1、および第1エリアR1の次に店舗60に近い第2エリアR2を、利用可能エリアから除外する。
なお、制御装置44は、S26〜S28の各処理において、利用可能エリアを設定すると、設定された利用可能エリアでの利用を了承するか否かを利用要求車両のユーザに問合せる。たとえば、制御装置44は、出入口45付近に設定されるディスプレイ(図示せず)あるいは利用要求車両のHMI装置18に、利用可能エリアを表示するとともに、表示された利用可能エリアを了承するか否かを問合せるメッセージを表示する。そして、制御装置44は、ユーザが利用可能エリアを了承するか否かに応じて、給電設備41の利用を許可するか否かを決定する(S30〜S32)。
以上のように、本実施の形態2では、利用可能エリアを制限することによって、充電ハードルを高くする(利用条件を厳しくする)ことができる。
なお、図7のフローチャートに示す処理を実行する主体は、必ずしも充電スタンド40Aの制御装置44に限定されない。たとえば、図7のフローチャートに示す全部または一部の処理を、データセンター30の制御装置32が実行するようにしてもよい。
[実施の形態3]
上述の実施の形態1においては、充電料金を増額することによって、充電ハードルを高く(利用条件を厳しく)した。
これに対し、本実施の形態3においては、DC給電設備の利用を制限(禁止)することによって、充電ハードルを高くする。充電システム1のハード構成は、上述の実施の形態1と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
上述したように、給電設備41のタイプには、AC給電設備と、AC給電設備よりも急速充電可能なDC給電設備とがある。以下では、DC給電設備のみを備える充電スタンド40(以下「DC充電スタンド」ともいう)の制御装置44が、燃料残量の多いPHV12に対してDC給電設備の利用を制限する例について説明する。
図8は、本実施の形態3によるDC充電スタンドの制御装置44が行なう充電ハードル設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図8に示したステップのうち、上述の図3に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
利用要求車両がEV11である場合(S20にてNO)、あるいは利用要求車両がPHV12であり(S20にてYES)かつ燃料残量がしきい値F0未満である場合(S23にてNO)、制御装置44は、DC給電設備の利用を許可する(S40)。
一方、利用要求車両がPHV12であり(S20にてYES)かつ燃料残量がしきい値F0以上である場合(S23にてYES)、制御装置44は、DC給電設備の利用を禁止する(S42)。具体的には、制御装置44は、DC給電設備の利用を禁止する旨をユーザに報知するとともに、ユーザが要求する外部充電の実行や充電スタンド40の予約を行なわない。
すなわち、燃料残量が多いPHV12はエンジン20を用いた走行あるいは発電が十分に可能であるため、エンジン20を備えないEV11あるいは燃料残量が少ないPHV12よりも、急速充電の必要性は低いと言える。この点に鑑み、本実施の形態3による制御装置44は、燃料残量が多く急速充電の必要性の低いPHV12に対してDC給電設備の利用を制限(禁止)することによって、充電ハードルを高くする(利用条件を厳しくする)。これにより、急速充電の必要性が高いEV11あるいは燃料残量が少ないPHV12に、急速充電可能なDC給電設備を優先的に利用させることができる。
制御装置44は、DC給電設備の利用を禁止する処理(S42)を実行した後、周辺の利用可能なAC充電スタンド(AC給電設備を備える充電スタンド40)の位置情報をデータセンター30から入手してディスプレイ(図示せず)等に表示するとともに、AC充電スタンドを利用するように利用要求車両のユーザに提案する(S43)。これにより、DC給電設備の利用を禁止されたユーザが、利用可能な他の充電スタンド40を探索する手間が軽減される。
なお、図8のフローチャートに示す処理を実行する主体は、必ずしもDC充電スタンドの制御装置44に限定されない。たとえば、図8のフローチャートに示す全部または一部の処理を、データセンター30の制御装置32が実行するようにしてもよい。
また、図8のフローチャートに示す処理を、AC給電設備およびDC給電設備の双方を備える充電スタンド40の制御装置44が実行するようにしてもよい。この場合、燃料残量がしきい値F0以上であるPHV12のユーザに対して、AC給電設備およびDC給電設備のどちらの利用を要求するのかを問合せ、AC給電設備の利用を要求する場合にはAC給電設備の利用を許可し、DC給電設備の利用を要求する場合にはDC給電設備の利用を禁止するようにすればよい。
また、図8のフローチャートでは燃料残量が多いPHV12に対してDC給電設備の利用を制限(禁止)する例を示したが、燃料残量に多少に関わらずPHV12に対してDC給電設備の利用を制限(禁止)するようにしてもよい。
[実施の形態4]
上述の実施の形態1においては、充電料金を増額することによって、充電ハードルを高く(利用条件を厳しく)した。
これに対し、本実施の形態4においては、データセンター30がPHV12の利用を禁止する時間帯(以下「PHV利用禁止時間帯」という)を設定することによって、PHV12の充電ハードルを高くする。充電システム1のハード構成は、上述の実施の形態1と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
以下では、データセンター30が設定する充電ハードル(PHV利用禁止時間帯)について説明する。
図9は、本実施の形態4によるデータセンター30の制御装置32が行なう充電ハードル設定処理(PHV利用禁止時間帯の設定処理)の手順の一例を示すフローチャートである。
制御装置32は、自らの管轄エリア内にある充電スタンド40の各々から、利用状況データを取得する(S50)。利用状況データには、各充電スタンド40の稼働状況(稼働可能時間および実稼働時間など)および使用状況(使用可能台数、使用中のEV11の台数、使用中のPHV12の台数など)が含まれる。
制御装置32は、S50で取得した利用状況データを用いて、管轄エリア内にある充電スタンド40全体の稼働率(たとえば充電スタンド40全体の実稼働可能時間の合計に対する実稼働時間の合計の割合)を算出する(S51)。また、制御装置32は、S50で取得した利用状況データを用いて、充電スタンド40全体のPHV/EV使用比率(使用中のEV11の台数に対する使用中のPHV12の台数の割合)を算出する(S52)。
制御装置32は、S51で算出した稼働率がしきい値以上であるか否かを判定する(S53)。また。制御装置32は、S52で算出したPHV/EV使用比率がしきい値以上であるか否かを判定する(S54)。
稼働率がしきい値未満であり(S53にてNO)かつPHV/EV使用比率がしきい値未満である場合(S54にてNO)、制御装置32は、S55の処理をスキップして処理を終了する。
稼働率がしきい値以上である場合(S53にてYES)またはPHV/EV使用比率がしきい値以上である場合(S54にてYES)、制御装置32は、予め定められた時間帯をPHV利用禁止可時間帯に設定し、管轄エリア内の各充電スタンド40に送信する(S55)。これにより、管轄エリア内の各充電スタンド40においてPHV利用禁止時間帯が設定される。
図10は、本実施の形態4による充電スタンド40の制御装置44が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図10に示したステップのうち、上述の図3に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
利用要求車両がEV11である場合(S20にてNO)、制御装置44は、給電設備41の利用を許可する(S60)。
一方、利用要求車両がPHV12である場合(S20にてYES)、制御装置44は、要求される利用日時がデータセンター30から受信したPHV利用禁止可時間帯であるか否かを判定する(S61)。なお、要求される利用日時とは、充電スタンド40の使用(外部充電の実行)が要求されている場合には現在の時刻であり、充電スタンド40の予約が要求されている場合には予約が要求されている使用日時である。
要求される利用日時がPHV利用禁止可時間帯である場合(S61にてYES)、制御装置44は、給電設備41の利用を禁止する(S62)。具体的には、制御装置44は、要求される利用日時が給電設備41の利用が禁止されている時間帯である旨をユーザに報知するとともに、ユーザが要求する外部充電の実行や充電スタンド40の予約を行なわない。
なお、現在の時刻がPHV利用禁止可時間帯でない場合(S61にてNO)、制御装置44は、燃料残量がしきい値F0以上であるか否かを判定する(S22)。そして、制御装置44は、燃料残量がしきい値F0未満である場合(S23にてNO)は給電設備41の利用を許可し(S60)、燃料残量がしきい値F0以上である場合(S23にてYES)は給電設備41の利用を禁止する(S62)。
以上のように、本実施の形態4においては、PHV利用禁止時間帯を設定することによって、充電ハードルを高く(利用条件を厳しく)する。そのため、PHV利用禁止時間帯を、外部充電の緊急性の高いEV11に優先的に利用させることができる。
[その他の実施の形態]
(1) 充電ハードルを高くする手法については、上述の実施の形態1〜4に記載した手法に代えてあるいは加えて、以下の手法を採用するようにしてもよい。
たとえば、EV11およびPHV12の双方が同じ使用日時の予約を要求している場合に、EV11の予約を優先する(EV11の予約を受け付けてPHV12の予約を受け付けないようにする)ことによって、PHV12に対する充電ハードルをEV11に対する充電ハードルよりも高くすることができる。
また、たとえば、EV11に対しては予約のキャンセル待ちを許可し、PHV12に対しては予約のキャンセル待ちを不許可とすることによって、PHV12に対する充電ハードルをEV11に対する充電ハードルよりも高くすることができる。
(2) 充電スタンド40が設置されるエリアの電力需給が逼迫しているか否かに応じて、充電ハードルを変更するようにしてもよい。
たとえば、データセンター30が電力会社等と通信を行ない、データセンター30の管轄エリア内に電力需給逼迫警報が発令されているか否かを判定する。電力需給逼迫警報が発令されていない場合、データセンター30は、管轄エリア内においてPHV12に対する充電ハードルとEV11に対する充電ハードルとを同じにする。一方、電力需給逼迫警報が発令されている場合、データセンター30は、PHV12に対して管轄エリア内の充電スタンド40の利用を禁止し、EV11に対して管轄エリア内の充電スタンド40の利用を許容しつつ給電電力を半減するようにしてもよい。これにより、PHV12に対する充電ハードルをEV11に対する充電ハードルよりも高くしつつ、EV11への電力供給量を抑えることができる。
(3) 上述の実施の形態1〜4においては、PHV12に対する充電ハードル(第1利用条件)をEV11に対する充電ハードル(第2利用条件)よりも高くした(厳しくした)。しかしながら、逆に、必要に応じて、PHV12に対する充電ハードル(第1利用条件)をEV11に対する充電ハードル(第2利用条件)よりも低くする(緩和する)ようにしてもよい。
たとえば、上述の電力需給逼迫警報が発令されている場合には、PHV12に対する充電ハードルをEV11に対する充電ハードルよりも低くするようにしてもよい。一般的に、PHV12に搭載される駆動用電池15の満充電容量は、EV11に搭載される駆動用電池15の満充電容量よりも小さい。したがって、1台のEV11の駆動用電池15を満充電状態にする場合には、1台のPHV12の駆動用電池15を満充電状態にする場合に比べて、より多くの電力が使用されることが想定される。この点に鑑み、電力需給が逼迫している状況においては、PHV12の充電ハードルをEV11の充電ハードルよりも低くするようにしてもよい。これにより、より多くの電力が使用されるEV11による充電スタンド40の利用が抑制され、電力需給が逼迫している状況において車両への電力供給量を抑えることができる。
また、たとえば、給油を所定期間(たとえば1年程度)以上行なっておらずかつ燃料残量がしきい値F0未満であるPHV12の充電ハードルを、EV11の充電ハードルよりも低くするようにしてもよい。PHV12は、駆動用電池15の蓄電量が所定値未満となるまでは、基本的にはEV走行が行われ、HV走行は行われない。そのため、PHV12において駆動用電池15の蓄電量が所定値未満となる前に外部充電が行なわれると、エンジン20の燃料が消費されないことになる。このような状態が所定期間(たとえば1年程度)以上継続すると、経年劣化した燃料が燃料タンク21に残ってしまうことが懸念される。この点に鑑み、たとえば、燃料給油を所定期間以上行なっておらずかつ燃料残量がしきい値F0未満であるPHV12の充電料金を、EV11の充電料金よりも低くするようにしてもよい。このようにすると、燃料給油を所定期間以上行なっていないPHV12のユーザは、燃料残量がしきい値F0未満に低下した後(燃料を使い切った後)に外部充電を行なうことによって、EV11よりも安い充電料金で外部充電が可能となる。これにより、燃料給油を所定期間以上行なっていないPHV12のユーザに、燃料の消費に対するインセンティブを与えることができる。そのため、経年劣化した燃料がPHV12の燃料タンク21に残ってしまうことを抑制することができる。
上述した実施の形態およびその変形例については、技術的に矛盾が生じない範囲で、適宜組合せることも可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 充電システム、10 車両、11 EV、12 PHV、13 インレット、14 充電器、15 駆動用電池、16 駆動装置、17,31,43 通信装置、18 HMI装置、19,32,44 制御装置、20 エンジン、21 燃料タンク、22 給油口、30 データセンター、40,40A 充電スタンド、41 給電設備、42 コネクタ、45 出入口、50 給油スタンド、60 店舗、PS 駐車スペース。

Claims (6)

  1. 車外の給電設備から供給される電力で車載の蓄電装置を充電可能な電動車両と通信可能に構成された通信装置と、
    前記電動車両から前記通信装置が受信した情報を用いて、前記電動車両が前記給電設備を利用するための利用条件を設定する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記給電設備を利用する電動車両が内燃機関を備えるハイブリッド車である場合には前記ハイブリッド車用の第1利用条件を設定し、前記給電設備を利用する電動車両が前記内燃機関を備えない電気自動車である場合には前記第1利用条件とは異なる前記電気自動車用の第2利用条件を設定する、電動車両の充電システム。
  2. 前記第1利用条件は、前記第2利用条件よりも、前記給電設備から供給される充電電力の単価が高い、請求項1に記載の電動車両の充電システム。
  3. 前記内燃機関の燃料残量がしきい値以上である前記ハイブリッド車に対する前記第1利用条件は、前記内燃機関の燃料残量が前記しきい値未満である前記ハイブリッド車に対する前記第1利用条件よりも、前記充電電力の単価が高い、請求項2に記載の電動車両の充電システム。
  4. 前記第1利用条件は、前記第2利用条件よりも、前記給電設備の利用可能エリアが制限される、請求項1に記載の電動車両の充電システム。
  5. 前記給電設備は、第1給電設備および前記第1給電設備よりも給電電力が大きい第2給電設備を含み、
    前記第1利用条件は、前記第2給電設備の利用を禁止するという条件を含む、請求項1に記載の電動車両の充電システム。
  6. 前記第1利用条件は、前記第2利用条件よりも、前記給電設備の利用可能な時間帯が制限される、請求項1に記載の電動車両の充電システム。
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