JP2018205812A - 電気料金演算装置、電気自動車、電気料金演算方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、第1の実施形態に係る駆動システムについて、図1〜図12を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態に係る電気料金課金システムの全体構成を示す図である。
即ち、事業者は、ユーザとの売買契約の段階で、電気自動車そのものの料金(車両代)に加えて、当該電気自動車の走行に要する電力量の料金(電気代)を上乗せして請求する。ユーザは、電気自動車の購入の際に、当該電気自動車での走行に要する電気代を固定料金として前払いする。この場合、当該固定の電気代(以下、「前払い固定電気代」とも記載する。)を支払ったユーザは、原則として、その後、電気自動車の蓄電池に充電する電力量については、追加で料金(電気代)を請求されることはない。
他方、事業者は、各ユーザが電気自動車の蓄電池に充電した電力量の総和を特定し、当該電力量の総和に応じた電気代を電力会社等に支払う。
他方、V2H(Vehicle to Home)、V2G(Vehicle to Grid)等に代表されるように、電気自動車の蓄電池に充電された電力量を、電気自動車の走行以外の用途に利用する技術が知られている。ここで、上記契約に係るユーザが、電気自動車の蓄電池に充電された電力量を、電気自動車の走行とは異なる用途(V2Hを通じた家庭内用途など)に利用しようとするケースが想定される。この場合、ユーザは、電気自動車の蓄電池に充電した電力量について追加の費用が発生しないにもかかわらず、当該充電した電力量を、家庭内用途などで無尽蔵に利用することができる。そうすると、事業者は、走行用途のみを想定して事前に支払われた「前払い固定電気代」の額を大幅に上回る電気代を電力会社等に支払う必要が生じ、事業者側の負担が増大し得る。このため、電気自動車の蓄電池から消費(放電)された電力量のうち、電気自動車の走行以外の目的で消費された電力量分については、ユーザへの追加課金を行うことが求められている。
また、電気自動車3の蓄電池は、主に、充電スタンド4を介して充電される。
図2は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置のハードウェア構成を示す図である。
図2に示すように、第1の実施形態に係る電気料金演算装置2は、CPU20と、メモリ21と、操作部22と、表示部23と、記録媒体24と、外部接続インタフェース25とを備えている。
メモリ21は、例えば、CPU20のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリ(RAM)である。
操作部22は、例えば、マウス、タッチパネル及びキーボード等で構成され、操作者の指示を受けてCPU20に各種操作等を入力する。
表示部23は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等により実現され、CPU20による処理結果を表示する。
記録媒体24は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等の大容量記録デバイスにより実現され、OS(Operation System)、アプリケーションプログラム、及び、各種データ等を記憶する。
外部接続インタフェース25は、外部とのインタフェースである。特に、本実施形態においては、外部接続インタフェース25は、公共の広域ネットワーク回線等に接続される。これにより、電気料金演算装置2は、各電気自動車3から各種情報を受信する。
図3は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置のソフトウェア構成を示す図である。
第1の実施形態に係るCPU20は、所定のプログラムに基づいて動作することで、図3に示す情報取得部200、負担額演算部201、走行使用電力量特定部202、ユーザ課金電力量特定部203及び課金情報送信部204としての機能を発揮する。
負担額演算部201は、事業者が電力会社等に支払うべき負担額を算出する。具体的には、負担額演算部201は、ユーザが電気自動車3の蓄電池に充電した電力量に応じた電気代を算出する。
走行使用電力量特定部202は、まず、所定期間(例えば、ある1ヶ月の期間)において、電気自動車3の蓄電池から放電された電力量の累積値(以下、「累積放電電力量」とも記載する。)のうち、電気自動車3の走行に使用した電力量の累積値(以下、「走行使用電力量」とも記載する。)を特定する。
ユーザ課金電力量特定部203は、累積放電電力量から走行使用電力量を差し引いた電力量(以下、「非走行使用電力量」とも記載する。)を、電気自動車3のユーザへの課金対象として特定する。
課金情報送信部204は、ユーザ課金電力量特定部203によって特定された非走行使用電力量、及び、当該非走行使用電力量に応じた課金額を、対象とするユーザが所持するユーザ端末装置6等に送信する。
図4は、第1の実施形態に係る電気自動車のハードウェア構成を示す図である。
図4に示すように、第1の実施形態に係る電気自動車3は、電気自動車制御ユニット30と、記録媒体31と、蓄電池32と、起動スイッチ33と、車内表示部34とを備えている。
電気自動車制御ユニット30は、ECU(Engine Control Unit)、BMS(Battery Management System)等によって構成される、電気自動車3の制御を司るプロセッサである。
記録媒体31は、電気自動車3に搭載されたHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等の大容量記録デバイスであって、各種データ等を記憶する。
蓄電池32は、リチウムイオン電池等の二次電池であって、電気自動車3を走行させるモータの電力供給源となる。
起動スイッチ33は、電気自動車3の主電源のON/OFF操作を行うためのスイッチであって、通常の自動車のイグニッションキーに相当する。
車内表示部34は、電気自動車3の車内に取り付けられたディスプレイであって、特に、搭乗するユーザに対し電気代に係る情報を表示して通知する。
図5は、第1の実施形態に係る電気自動車のソフトウェア構成を示す図である。
第1の実施形態に係る電気自動車制御ユニット30は、所定のプログラムに基づいて動作することで、図5に示す主電源情報記録部300、充電履歴記録部301、充電率記録部302、記録情報送信部303及び通知部304としての機能を発揮する。
充電履歴記録部301は、電気自動車3が充電スタンド4(図1)に接続されて、蓄電池32の充電が行われた場合に、当該充電に係る情報(以下、「充電履歴テーブルT2」とも記載する。)を充電スタンド4等から取得して記録媒体31に記録する。
充電率記録部302は、蓄電池32の充電率(SoC:State of Charge)を監視して、その変動履歴を時系列で示す情報(以下、「充電率履歴情報T3」とも記載する。)を記録媒体31に記録する。
記録情報送信部303は、定期的に、記録媒体31に記録、蓄積された各種情報を電気料金演算装置2に向けて送信する。
図6は、第1の実施形態に係る主電源ON期間テーブルのデータ構造を示す図である。
主電源情報記録部300は、起動スイッチ33がユーザによって押下され、電気自動車3の主電源がONとなったタイミング、及び、起動スイッチ33が再度押下されて電気自動車3の主電源がOFFとなったタイミングとを検知して記録する。これにより、図6に示すように、主電源ON期間テーブルT1には、電気自動車3の主電源がONとされた日付、時刻、及び、電気自動車3の主電源がOFFとされた日付、時刻の履歴が記録される。
図7は、第1の実施形態に係る充電履歴テーブルのデータ構造を示す図である。
電気自動車3が充電スタンド4に接続されると、充電スタンド4は、電気自動車3との認証処理を経て、蓄電池32(図4)の充電処理を開始する。この際、充電スタンド4は、固有の識別情報を電気自動車3に向けて送信する。充電履歴記録部301は、充電スタンド4から受信した識別情報に基づいて、どの充電スタンドで充電されたかを判別することができる。これにより、図7に示すように、充電履歴テーブルT2には、充電が行われた充電スタンドの識別情報(充電スタンド識別情報)と、充電開始日時、充電終了日時、充電電力量が関連付けて記録される。
図8は、第1の実施形態に係る充電率履歴情報のデータ構造を示す図である。
充電率記録部302は、蓄電池32の充電率(SoC)を定期的に検知して、充電及び放電による変動の履歴を示す充電率履歴情報T3を記録媒体31に記録する。これにより、図8に示すように、充電率履歴情報T3には、充電及び放電による蓄電池32の充電率の変動が時系列で記録される。
図9は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置の第1の処理フローを示す図である。
また、図10は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置の機能を説明する第1の図である。
図9に示す処理フローは、事業者負担額の算出に係る処理フローであって、事業者が電力会社等に支払うべき電気代を特定するための処理フローである。第1の処理フローは、所定期間(例えば1ヶ月)の経過ごとに定期的に実行される。
次に、電気料金演算装置2の負担額演算部201(図3)は、ステップS01で受信した充電履歴テーブルT2に示される充電電力量に基づいて、所定期間内において蓄電池32に充電された充電電力量を集計し、累積充電電力量を算出する(ステップS02)。また、この場合、負担額演算部201は、充電履歴テーブルT2に示される充電スタンド識別情報に基づいて、充電スタンド別の充電電力量を特定してもよい。これにより、図10に示すように、所定期間(例えば1ヶ月)内にユーザが蓄電池32に充電した電力量の累積値である累積充電電力量、及び、充電スタンド別の充電電力量が特定される。
次に、負担額演算部201は、ステップS02で算出した累積充電電力量と、電力会社との契約内容とに基づいて、事業者が電力会社に支払うべき電気代(事業者負担額)を算出する(ステップS03)。負担額演算部201は、例えば、電力会社との契約で設定された電力量単価に、ステップS02で算出された累積充電電力量を乗算することで事業者負担額を算出する。なお、複数の充電スタンド4の各々への電力供給元(電力会社)がそれぞれ異なる場合は、充電スタンド別に特定した充電電力量に基づいて、各電力会社に支払うべき負担額を個別に算出してもよい。
図11は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置の第2の処理フローを示す図である。
また、図12は、第1の実施形態に係る電気料金演算装置の機能を説明する第2の図である。
図11に示す第2の処理フローは、ユーザ負担額の算出に係る処理フローであって、ユーザが事業者(又は、電力会社等)に支払うべき電気代を特定するための処理フローである。第2の処理フローは、所定期間(例えば1ヶ月)の経過ごとに定期的に実行される。
次に、電気料金演算装置2の走行使用電力量特定部202は、充電率履歴情報T3(図8)を参照して、所定期間内に蓄電池32から放電された電力量の累積値である累積放電電力量を算出する(ステップS12)。具体的には、走行使用電力量特定部202は、充電率履歴情報T3で示される充電率の変動のうち、充電率が継続的に低下している領域(時間帯)を抽出し、当該領域における電力量の減少分を積算することで累積放電電力量を算出する。
さらに、走行使用電力量特定部202は、主電源ON期間テーブルT1及び充電率履歴情報T3の両方を参照して、所定期間内に蓄電池32から放電された電力量のうち、電気自動車3の走行に使用した電力量である走行使用電力量を算出する(ステップS13)。具体的には、走行使用電力量特定部202は、充電率履歴情報T3に示される、蓄電池32から放電がなされている期間のうち、電気自動車3の主電源がONとなっている期間において放電された電力量を集計することで、走行使用電力量を算出する。
また、課金情報送信部204は、ステップS14で算出された非走行使用電力量、及び、ステップS15で算出されたユーザへの課金額を、電気自動車3の電気自動車制御ユニット30に送信してもよい。この場合、電気自動車制御ユニット30の通知部304(図5)は、例えば、電気自動車3の車内表示部34(図4)を通じて、非走行使用電力量、及び、当該非走行使用電力量に基づくユーザへの課金額を表示する。
以上の通り、第1の実施形態に係る電気料金演算装置2は、電気自動車3の蓄電池32から放電された電力量のうち、走行に使用した電力量(走行使用電力量)を特定する走行使用電力量特定部202を備える。また、電気料金演算装置2は、蓄電池32から放電された電力量(累積放電電力量)から走行に使用した電力量(走行使用電力量)を差し引いた電力量(非走行使用電力量)を、電気自動車3のユーザへの課金対象として特定するユーザ課金電力量特定部203を備える。
このような構成とすることで、電気自動車3の購入時に、走行に使用する電力量の電気代の前払いを受ける契約を行う場合において、事業者は、走行以外の目的で使用された電力量について、ユーザから追加の支払いを求めることができる。
このような構成とすることで、電気自動車3の主電源がONとなっている最中に消費(放電)された電力量は電気自動車3の走行に使用した電力量である、という想定の下で、走行使用電力量を算出することができる。
これにより、ユーザは、電気自動車3の搭乗中においても、例えば車内表示部34を通じて、非走行使用電力量、及び、当該非走行使用電力量について別途支払うべき課金額を知ることができる。
また、主電源ON期間テーブルT1、充電履歴テーブルT2及び充電率履歴情報T3は、電気自動車3の記録媒体31に記録、蓄積されるものとして説明したが、この態様には限定されない。他の実施形態に係る主電源ON期間テーブルT1、充電履歴テーブルT2及び充電率履歴情報T3は、広域通信ネットワーク上に設置された記録媒体(専用のネットワークサーバ等)に記録される態様であってもよい。
次に、第1の実施形態の変形例について、図13〜図15を参照しながら説明する。
図13は、第1の実施形態の変形例に係る電気自動車のソフトウェア構成を示す図である。
第1の実施形態の変形例に係る電気自動車3の電気自動車制御ユニット30は、更に、走行履歴記録部305としての機能を発揮する。
走行履歴記録部305は、電気自動車3の位置情報を一定間隔で定常的にサンプリングし、走行履歴テーブルT4として記録する。ここで、走行履歴記録部305は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)によって得られた緯度・経度情報を位置情報として記録する。
図14は、第1の実施形態の変形例に係る走行履歴テーブルのデータ構造を示す図である。
図14に示すように、走行履歴テーブルT4は、電気自動車3の位置情報のサンプリングがなされた時刻(日時)と、サンプリングにより取得された位置情報(車両位置)とが関連付けられてなる。
図15は、第1の実施形態の変形例に係る電気料金演算装置の第2の処理フローの一部を示す図である。
第1の実施形態の変形例に係る電気料金演算装置2は、第1の実施形態と比して、以下の点で処理の内容が異なる。
図15に示す処理フローは、走行使用電力量特定部202が、走行使用電力量を算出する処理(図11のステップS13参照)において、更に実行される処理フローである。
次に、走行使用電力量特定部202は、走行履歴テーブルT4に記録された走行履歴のうち、電気自動車3の主電源がONとなっているにもかかわらず所定時間(例えば1時間)以上連続して車両位置が変化していない(移動していない)期間を特定する(ステップS22)。このような期間(電気自動車3の主電源がONとなっているにもかかわらず所定時間以上連続して移動していない期間)は、主電源がONとなっていても、蓄電池32に充電された電力量が走行以外の用途で用いられている蓋然性が高い。
そこで、走行使用電力量特定部202は、ステップS22で特定した、「電気自動車3が移動していない期間」に放電された電力量を走行使用電力量に含まないようにする(ステップS23)。具体的には、走行使用電力量特定部202は、電気自動車3の主電源がONとなっている期間において放電された電力量の集計値から、「電気自動車3が移動していない」と判断された期間に放電された電力量を差し引いた値を走行使用電力量とする。
以上の通り、第1の実施形態の変形例に係る電気料金演算装置2(走行使用電力量特定部202)は、更に、電気自動車3の走行履歴に基づいて走行使用電力量を特定する。
ここで、電気自動車3の主電源ON期間中に放電された電力量であっても、厳密には、当該電力量が必ずしも走行に使用されているとは限らない。例えば、電気自動車3のモータを他の発電機器等に接続して二次利用している可能性や、電気自動車3の車載エアコンによる冷却空気を社外の他領域に送出して利用する可能性も考えられる。
そこで、上記のような構成とすることで、蓄電池32から放電されている期間において、実際に電気自動車3が移動しているかどうかのバックチェックを行うことで、より精度よく走行使用電力量を算出することができる。
次に、第2の実施形態に係る駆動システムについて、図16を参照しながら詳細に説明する。
図16は、第2の実施形態に係る電気自動車のソフトウェア構成を示す図である。
第2の実施形態に係る電気自動車3の電気自動車制御ユニット30は、走行距離記録部300aを備えている。
第2の実施形態に係る走行距離記録部300aは、走行履歴記録部305としての機能を発揮する。走行履歴記録部305は、所定期間(例えば1ヶ月)内における電気自動車3の総走行距離を、走行距離情報T1aとして記録する。
第2の実施形態に係る電気料金演算装置2の走行使用電力量特定部202の処理について説明する。
第2の実施形態に係る走行使用電力量特定部202は、電気自動車3から受信した走行距離情報T1a(図16)に基づいて、所定期間内における電気自動車3の総走行距離を取得する。そして、走行使用電力量特定部202は、取得した総走行距離に、予め規定された所定の係数(以下、「消費電力量変換係数α」とも記載する。)を乗算することで走行使用電力量を算出する。
即ち、電気自動車3の走行距離と、蓄電池32の充電電力の消費量とは、電気自動車3固有の特性(消費電力量変換係数α)を通じて、一定の相関関係を有する。したがって、所定期間(1ヶ月)の総走行距離に、予め求めた消費電力量変換係数αを乗算することで、当該所定期間において、「走行のために使用した電力量」を見積ることができる。
このようにすることで、簡素な演算で、精度良く走行使用電力量を見積ることができる。
他の実施形態に係る電気料金演算装置2は、例えば、V2H、V2G等に接続した履歴情報(V2H等接続履歴情報)を取得するとともに、当該V2H等接続履歴情報に基づいて、V2H、V2Gを経由して放電した電力量を積算することで、直接的に非走行使用電力量を算出してもよい。
また、CPU20、電気自動車制御ユニット30それぞれの機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。
また、CPU20の機能の一部又は全部が電気自動車制御ユニット30によって実現される態様であってもよい。
2 電気料金演算装置
20 CPU
200 情報取得部
201 負担額演算部
202 走行使用電力量特定部
203 ユーザ課金電力量特定部
204 課金情報送信部
21 メモリ
22 操作部
23 表示部
24 記録媒体
25 外部接続インタフェース
3 電気自動車
30 電気自動車制御ユニット
300 主電源情報記録部
301 充電履歴記録部
302 充電率記録部
303 記録情報送信部
304 通知部
305 走行履歴記録部
300a 走行距離記録部
31 記録媒体
32 蓄電池
33 起動スイッチ
34 車内表示部
4 充電スタンド
5 住宅
50 V2H機器
6 ユーザ端末装置
Claims (8)
- 電気自動車に搭載された蓄電池の充電に係る電気料金を演算する演算装置であって、
前記蓄電池から放電された電力量のうち、走行に使用した電力量を特定する走行使用電力量特定部と、
前記蓄電池から放電された電力量から前記走行に使用した電力量を差し引いた電力量を、前記電気自動車のユーザへの課金対象として特定するユーザ課金電力量特定部と、
を備える電気料金演算装置。 - 前記走行使用電力量特定部は、
前記電気自動車の主電源がオンとなっている期間内に放電された電力量を、前記走行に使用した電力量として特定する
請求項1に記載の電気料金演算装置。 - 前記走行使用電力量特定部は、
前記電気自動車の走行距離に基づいて前記走行に使用した電力量を特定する
請求項1に記載の電気料金演算装置。 - 前記走行使用電力量特定部は、更に、
前記電気自動車の走行履歴に基づいて前記走行に使用した電力量を特定する
請求項2又は請求項3に記載の電気料金演算装置。 - 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電気料金演算装置から受信した情報に基づいて、前記課金対象として特定された電力量、及び、前記課金対象として特定された電力量に応じた課金額のうち少なくとも何れか一方をユーザに通知する通知部
を備える電気自動車。 - 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電気料金演算装置
を備える電気自動車。 - 電気自動車に搭載された蓄電池の充電に係る電気料金を演算する演算方法であって、
前記蓄電池から放電された電力量のうち、走行に使用した電力量を特定するステップと、
前記蓄電池から放電された電力量から前記走行に使用した電力量を差し引いた電力量を、前記電気自動車のユーザへの課金対象として特定するステップと、
を有する電気料金演算方法。 - 電気自動車に搭載された蓄電池の充電に係る電気料金を演算するためのコンピュータに、
前記蓄電池から放電された電力量のうち、走行に使用した電力量を特定するステップと、
前記蓄電池から放電された電力量から前記走行に使用した電力量を差し引いた電力量を、前記電気自動車のユーザへの課金対象として特定するステップと、
を実行させるプログラム。
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