JP2020048363A - 電気自動車の充電支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】目的地への走行途中に必要な充電スタンドにおけるバッテリの充電を、雨天での充電を可能な限り回避しながら適切に行うことができる電気自動車の充電支援装置を提供する。【解決手段】本発明による電気自動車(車両)EVの充電支援装置は、車両EVのバッテリ3を充電する充電スタンドCSの選択について、ユーザーを支援する。この充電支援装置では、車両EVが目的地に到達するまでの途中で利用可能な充電スタンドCSを検索し(図2のステップ4)、検索された充電スタンドCSに車両EVが到着すると予想される予想到着時刻T_hatを算出し(ステップ5)、充電スタンドCSの予想到着時刻T_hatにおける降水確率RPを取得する(ステップ6)。そして、取得された降水確率RPに基づき、雨天での充電を回避するように充電スタンドCSを選択し、ユーザーに推奨する(ステップ7〜12)。【選択図】図2
Description
本発明は、電気自動車のバッテリを充電する充電スタンドの選択について支援する電気自動車の充電支援装置に関する。
通常、電気自動車では、走行中にバッテリの充電率(SOC)が低下し、下限値に達したときには、バッテリの充電を促す情報が発せられる。その情報に従い、車両のユーザーは、付近の適当な充電スタンドにおいてバッテリを充電する。
また、例えば特許文献1に記載された充電システムでは、急速充電が可能な充電スタンドにおける降雨情報を取得し、降雨有りの情報が取得されたときには、急速充電の実行を禁止するか、又は急速充電による充電速度を抑制するように構成されている。それにより、降雨時に充電ケーブルなどが濡れることによる漏電を防止又は抑制することで、安全性を向上させるようにしている。
電気自動車用の充電スタンドは、ガソリンスタンドと異なり、屋根のない状態で屋外に設置されているものが多い。このため、車両からの充電を促す情報に応じて充電を行う場合、そのタイミングと天候によっては、充電スタンドでの充電を雨の中で行わなければならない。しかし、ユーザーにとって、雨中の充電作業は、(a)雨に濡れる、(b)濡れた充電ケーブルなどで衣服が汚れる、(c)傘を差しながらの片手操作になり体力的に厳しい、あるいは(d)雨による漏電などのおそれがある、などの様々な困難を伴うため、可能な限り回避することが好ましい。この点に関し、特許文献1の充電システムは、降雨時に急速充電を禁止又は抑制することで(d)の不具合が回避されるだけであり、雨中の充電自体を有効に回避するものではない。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、目的地への走行途中に必要な充電スタンドにおけるバッテリの充電を、雨天での充電を可能な限り回避しながら適切に行うことができる電気自動車の充電支援装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、請求項1に係る発明は、電気自動車EVのバッテリ3を充電する充電スタンドCSの選択について、ユーザーを支援する電気自動車の充電支援装置であって、電気自動車EVが目的地に到達するまでの途中で利用可能な充電スタンドCSを検索する充電スタンド検索手段(実施形態における(以下、本項において同じ)充電スタンドDB23、ECU10、図2のステップ4)と、検索された充電スタンドCSに電気自動車EVが到着すると予想される時刻を、予想到着時刻T_hatとして算出する予想到着時刻算出手段(ECU10、ステップ5)と、充電スタンドCSの予想到着時刻T_hatにおける降水確率RPを取得する降水確率取得手段(降水情報DB24、ECU10、ステップ6)と、取得された降水確率RPに基づき、雨天での充電を回避するように充電スタンドCSを選択し、ユーザーに推奨する充電スタンド推奨手段(ECU10、ステップ7〜12)と、を備えることを特徴とする。
この電気自動車の充電支援装置は、バッテリを充電する充電スタンドの選択について、ユーザーを支援するものである。この充電支援装置によれば、目的地までの途中で利用可能な充電スタンドが検索されるとともに、この充電スタンドに電気自動車が向かって走行した場合の予想到着時刻があらかじめ算出される。そして、この充電スタンドの予想到着時刻における降水確率が取得され、この降水確率に基づき、雨天での充電を回避するように充電スタンドを選択し、ユーザーに推奨する。これにより、目的地への走行途中に必要な充電スタンドにおけるバッテリの充電を、雨天での充電を可能な限り回避しながら適切に行うことができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の電気自動車の充電支援装置において、降水確率取得手段は、電気自動車EVが充電スタンドCSに到着するまでの間、降水確率RPを再度、取得するとともに更新し、充電スタンド推奨手段は、更新された降水確率RPに基づき、充電スタンドCSを選択することを特徴とする。
この構成によれば、電気自動車が充電スタンドに到着するまでの間に取得・更新された最新の降水確率に基づき、その変更に柔軟に対応しながら、降水確率がより低い充電スタンドを適切に選択することができる。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の電気自動車の充電支援装置において、充電スタンド検索手段は、利用可能な充電スタンドCSが複数、存在する場合、複数の充電スタンドをすべて検索し(ステップ4)、予想到着時刻算出手段は、電気自動車EVが複数の充電スタンドCSにそれぞれ到着する予想到着時刻T_hat(i)を算出し(ステップ5)、降水確率取得手段は、複数の充電スタンドCSの予想到着時刻T_hat(i)における降水確率RP(i)をそれぞれ取得し(ステップ6)、充電スタンド推奨手段は、複数の充電スタンドCSから、複数の降水確率RP(i)のうちの最小の降水確率が取得された充電スタンドCSを選択すること(ステップ9、10)を特徴とする。
この構成によれば、目的地までの途中で利用可能な充電スタンドが複数、存在する場合、それらの充電スタンドがすべて検索される。また、電気自動車が各充電スタンドに到着する予想到着時刻を算出し、複数の充電スタンドの各予想到着時刻における降水確率をそれぞれ取得する。そして、これらの複数の降水確率のうちの最小の降水確率が取得された充電スタンドを選択する。これにより、利用可能な複数の充電スタンドから、降水確率が最も低い充電スタンドを適切に選択し、推奨することができる。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の電気自動車の充電支援装置において、複数の充電スタンドCSの予想到着時刻T_hat(i)における降水量RF(i)をそれぞれ取得する降水量取得手段(降水情報DB24、ECU10、ステップ6)をさらに備え、充電スタンド推奨手段は、複数の降水確率RP(i)が互いに等しいときには、複数の充電スタンドCSから、複数の降水量RF(i)のうちの最小の降水量が取得された充電スタンドCSを選択すること(ステップ9、11)を特徴とする。
この構成によれば、利用可能な複数の充電スタンドについて、各予想到着時刻における降水確率に加えて降水量が取得される。そして、複数の充電スタンドの間で降水確率が互いに等しいときには、複数の降水量のうちの最小の降水量が取得された充電スタンドを選択する。これにより、降水確率に差がない場合、予想される降水量がより小さい充電スタンドを適切に選択することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示すように、本発明が適用される電気自動車(以下「車両」という)EVは、動力源としてのモータ2、モータ2に電力を供給する駆動用のバッテリ3、及びバッテリ3を充電する充電器4を備えている。バッテリ3は、高圧のリチウムイオン電池などで構成されている。
同図に示すように、屋外でのバッテリ3の充電は、車両EVを充電ステーションの充電スタンドCSに停車させ、充電器4に接続された車両側コネクタ5を充電スタンドCSの充電側コネクタ6に接続した状態で行われ、それにより、電力は、充電スタンドCS側から充電器4を介してバッテリ3に蓄電される。この場合の充電器4の動作は、ECU(電子制御ユニット)10によって制御される。
ECU10には、電流電圧計21から、バッテリ3を流れる電流・電圧を表す検出信号が入力される。ECU10は、この検出信号に基づき、バッテリ3の充電率SOCを算出するとともに、充電率SOCが目標充電率になるように、充電器4の動作を制御する。
また、ECU10には、ナビゲーション装置22が接続されている。ECU10は、ナビゲーション装置22から、GPS機能による車両EVの現在の位置情報や、地図情報、渋滞情報などを取得する。また、ECU10による演算結果は、ナビゲーション装置22の画面に適宜、表示される。
また、ECU10には、充電スタンドDB(データベース)23及び降水情報DB(データベース)24が、インターネットなどの通信ネットワーク30を介して接続されている。充電スタンドDB23には、充電スタンドCSの位置、名称や営業時間などに関する最新の情報が蓄積されている。降水情報DB24には、所定の広域内の多数の観測点に関する位置情報及び降水情報が蓄積されている。この降水情報は、各観測点における、現在の降水確率及び降水量と、現在から所定時間後までに予想される降水確率及び降水量を含み、随時、更新される。
ECU10は、I/Oインターフェース、CPU、RAM及びROM(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU10は、上述したナビゲーション装置22、充電スタンドDB23及び降水情報DB24からの各種の情報などに応じて、車両EVのバッテリ3を充電する充電スタンドCSを選択し、ユーザーに推奨する充電スタンド選択処理を実行する。本実施形態では、ECU10が、充電スタンド検索手段、予想到着時刻算出手段、降水確率取得手段、充電スタンド推奨手段、及び降水量取得手段に相当する。
図2は、この充電スタンド選択処理を示すフローチャートである。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、ユーザーによるナビゲーション装置22の操作状態から、車両EVの目的地が設定されているか否かを判別する。この答えがNOで、目的地が設定されていないときには、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ1の答えがYESのときには、車両EVが目的地に到達する途中で、バッテリ3を充電スタンドCSで充電する途中充電が必要であるか否かを判定する(ステップ2)。この判定は、例えば図3の処理によって行われる。
本処理ではまず、その時点でのバッテリ3の充電率SOCを算出する(ステップ21)。次に、車両EVが現在地から目的地まで走行するのに要求される要求電気量EREQを算出する(ステップ22)。この要求電気量EREQは、例えば、現在地から目的地までの走行距離に応じた走行用の電気量と、エアコンなどの補機用の電気量との和として算出される。
次に、バッテリ3の充電率SOCが、要求電気量EREQと充電率の下限値SLMTとの和(=EREQ+SLMT)以上であるか否かを判別する(ステップ23)。この答えがYESのときには、充電率SOCが下限値SLMTを下回ることなく、車両EVが目的地に到達すると推定されるため、途中充電を行う必要がないと判定し、そのことを表すために、途中充電フラグF_CHを「0」にセットし(ステップ24)、本処理を終了する。
一方、上記ステップ23の答えがNOのときには、車両EVが目的地に到達するまでに、充電率SOCが下限値SLMTを下回ると推定されるため、途中充電を行う必要があると判定し、そのことを表すために、途中充電フラグF_CHを「1」にセットし(ステップ25)、本処理を終了する。
図2の処理に戻り、上記ステップ2に続くステップ3では、途中充電フラグF_CHが「1」であるか否かを判別する。この答えがNOのときには、途中充電を行う必要がないと判定されているため、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ3の答えがYESのときには、ステップ4以降において、途中充電を行う充電スタンド(途中充電スタンド)を選択する。
まず、ステップ4では、今回の途中充電に利用可能な充電スタンドCSを検索する。この充電スタンドCSの検索は、車両EVの現在地及び目的地と、充電スタンドDB23から読み出された充電スタンドCSに関する情報とに基づき、次の条件を満たす充電スタンドCSをすべて抽出することによって行われる。
(a)バッテリ3の充電率SOCが下限値SLMTに達する前に、車両EVが充電スタンドCSに到着可能であること
(b)車両EVが充電スタンドCSの営業時間内に到着可能であること
(c)途中充電の後に、車両EVが目的地に到達可能であること
以上の結果、複数(N個)の充電スタンドCSが抽出された場合には、それぞれの充電スタンドCSにインデックス番号i(=1〜N)が付与される。
(a)バッテリ3の充電率SOCが下限値SLMTに達する前に、車両EVが充電スタンドCSに到着可能であること
(b)車両EVが充電スタンドCSの営業時間内に到着可能であること
(c)途中充電の後に、車両EVが目的地に到達可能であること
以上の結果、複数(N個)の充電スタンドCSが抽出された場合には、それぞれの充電スタンドCSにインデックス番号i(=1〜N)が付与される。
次に、検索された各充電スタンドCS(i)に車両EVが到着すると予想される予想到着時刻T_hat(i)を算出する(ステップ5)。この場合、予想到着時刻T_hat(i)の算出は、現在地からその充電スタンドCSまでの走行距離に基づくとともに、ナビゲーション装置22を介して入手される渋滞情報も加味して行われる。
次に、各充電スタンドCS(i)の位置情報と上記の予想到着時刻T_hat(i)に応じ、降水情報DB24を検索することによって、各充電スタンドCS(i)の予想到着時刻T_hat(i)における降水確率RP(i)及び降水量RF(i)を取得する(ステップ6)。
次に、取得された降水確率RP(1)〜RP(N)がいずれも0であるか否かを判別する(ステップ7)。この答えがYESで、いずれの充電スタンドCSも雨天のおそれがないときには、ステップ8に進み、例えば、車両EVが現在地から充電スタンドCS経由で目的地に到達するまでの走行距離が最小である充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択する。
一方、上記ステップ7の答えがNOのときには、降水確率RP(1)〜RP(N)がすべて等しいか否かを判別する(ステップ9)。この答えがNOのときには、降水確率RP(1)〜RP(N)のうちの最小のRP値が取得された充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択する(ステップ10)。
また、上記ステップ9の答えがYESで、降水確率RP(1)〜RP(N)がいずれも0でなく且つ互いに等しいときには、前記ステップ6で取得された降水量RF(1)〜RF(N)のうちの最小のRF値が取得された充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択する(ステップ11)。
前記ステップ8、10又は11に続くステップ12では、上述した途中充電スタンドの選択結果を、ナビゲーション装置22の画面に表示し、本処理を終了する。
図4は、途中充電スタンドがステップ10によって選択された場合の表示例を示す。この例では、画面の上部の〈途中充電スタンドの選択〉というタイトルの下、中央部に「出発地」「目的地」が表示され、途中充電スタンドの推奨候補として、ステップ10で選択された、降水確率RPが最小である充電スタンドCSの設置場所と降水確率(=10%)が表示される。また、途中充電スタンドの他候補として、降水確率RPが2番目に低い他の充電スタンドCSの設置場所及び降水確率(=90%)が表示される。また、画面の下部には、希望する途中充電スタンドの選択をユーザーに促すメッセージが表示される。
ユーザーは、表示されたこれらの情報に応じて、希望する途中充電スタンドを最終的に決定し、該当する充電スタンドCSの横の「選択」にタッチする。この選択操作が行われると、その充電スタンドCSへのナビゲーション装置22による案内が開始される。
図5は、(a)従来、及び(b)実施形態における途中充電のイメージを示したものである。両者ともに、車両EVが、充電率SOC=100%の状態で出発地Sを出発し、1回の途中充電を経て目的地Dまで走行する例である。
(a)の従来の場合には、本発明と異なり、途中充電の計画は特に行われず、車両EVが出発地Sから目的地Dに向かって走行する。この走行中に充電率SOCが10%まで低下すると、その旨の警告(例えば警告灯)がユーザーに発せられ、それに応じて付近の充電スタンドCS1において途中充電が行われる。このため、同図に示すように、充電スタンドCS1のそのときの天候によっては、雨天での充電を実施せざるを得なくなる。なお、この例では、充電率SOCは、途中充電の直後に80%まで回復し、その後に車両EVが目的地Dに到達した時点で40%に減少している。
これに対し、(b)の実施形態の場合には、図2の処理により、目的地Dが設定された時点で、途中充電に利用可能な複数の充電スタンドCSを検索するとともに、これらの充電スタンドCSから、降水確率RPが0又は最小の充電スタンドCSが選択され、ユーザーに推奨される。その結果、この例では、選択された充電スタンドCS2において晴天下で充電が行われ、雨天での充電が回避されている。なお、充電率SOCは、充電スタンドCS2に到着した時点で30%、途中充電の直後で80%、目的地Dに到達した時点で20%になっており、車両EVが目的地Dに支障なく到達している。
以上のように、本実施形態によれば、車両EVが目的地に到達するまでに利用可能な充電スタンドCSを検索し(図2のステップ4)、車両EVが検索された複数の充電スタンドCSにそれぞれ到着する予想到着時刻T_hat(i)を算出する(ステップ5)とともに、複数の充電スタンドCSの各予想到着時刻T_hat(i)における降水確率RP(i)を取得する(ステップ6)。そして、これらのうちの最小の降水確率RPが取得された充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択し、ユーザーに推奨する(ステップ10、12)。これにより、目的地への走行途中に必要な充電スタンドCSにおけるバッテリ3の充電を、雨天での充電を可能な限り回避しながら適切に行うことができる。
また、検索された複数の充電スタンドCSの降水確率RPが、いずれも0でなく且つ互いに等しいときには、最小の降水量RFが取得された充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択する(ステップ11)。これにより、降水確率RPに差がない場合、予想される降水量RFがより小さい充電スタンドCSを適切に選択することができる。
さらに、検索された複数の充電スタンドCSの降水確率RPがいずれも0で、雨天のおそれがないときには、例えば、車両EVが現在地から充電スタンドCS経由で目的地に到達するまでの走行距離が最小である充電スタンドCSを、途中充電スタンドとして選択する(ステップ8)。これにより、目的地までの走行距離を最小限に抑制することができる。
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態(図2の処理)では、車両EVの目的地が設定された時点で、ステップ4以降の実行によって、充電スタンドCSの選択が完了される。本発明は、これに限らず、車両EVがその充電スタンドCSに到着するまでの間、降水確率RPを再度、取得・更新し、更新された降水確率RPに基づき、充電スタンドCSを選択し直すようにしてもよい。それにより、降水確率の変更に柔軟に対応しながら、降水確率がより低い充電スタンドCSを適切に選択することができる。
また、実施形態では、図2のステップ1の「目的地の設定」として、車両EVのユーザーがナビゲーション装置22により目的地を明示的に設定した場合を想定しているが、これに限らない。例えば、車両EVの使用履歴、現在地及び現在時間などから、目的地がある程度の確度で推定可能な場合には、推定した目的地を設定された目的地として取り扱い、ステップ2以降の処理によって充電スタンドCSを選択してもよい。
さらに、実施形態では、降水確率RP(1)〜RP(N)が異なる場合、それらの最小のRT値が取得された充電スタンドCSを選択している(ステップ9、10)が、最小のRT値を示す充電スタンドCSが複数、存在する場合には、それらの充電スタンドCSをすべて選択するとともに、ナビゲーション装置22の画面に並記し、ユーザーの選択に委ねるようにしてもよい。
同様に、降水確率RP(1)〜RP(N)が0でなく互いに等しい場合において、最小の降水量RFを示す充電スタンドCSが複数、存在するときには、それらの充電スタンドCSをすべて選択するとともに、ナビゲーション装置22の画面に並記し、ユーザーの選択に委ねるようにしてもよい。
また、実施形態では、降水確率RP(1)〜RP(N)がいずれも0であるときに、充電スタンドCS経由の目的地までの車両EVの走行距離が最小である充電スタンドCSを選択している(ステップ7、8)が、これに代えて、走行距離以外の基準、例えば走行時間を採用してもよく、あるいは、充電スタンドCSをすべて画面に表示し、ユーザーの選択に委ねるようにしてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
3 バッテリ
10 ECU(充電スタンド検索手段、予想到着時刻算出手段、
降水確率取得手段、充電スタンド推奨手段、降水量取得手段)
23 充電スタンドDB(データベース)(充電スタンド検索手段)
24 降水情報DB(データベース)(降水確率取得手段、降水量取得手段)
EV 車両(電気自動車)
CS 充電スタンド
T_hat 予想到着時刻
RP 降水確率
RF 降水量
10 ECU(充電スタンド検索手段、予想到着時刻算出手段、
降水確率取得手段、充電スタンド推奨手段、降水量取得手段)
23 充電スタンドDB(データベース)(充電スタンド検索手段)
24 降水情報DB(データベース)(降水確率取得手段、降水量取得手段)
EV 車両(電気自動車)
CS 充電スタンド
T_hat 予想到着時刻
RP 降水確率
RF 降水量
Claims (4)
- 電気自動車のバッテリを充電する充電スタンドの選択について、ユーザーを支援する電気自動車の充電支援装置であって、
前記電気自動車が目的地に到達する途中で利用可能な充電スタンドを検索する充電スタンド検索手段と、
当該検索された充電スタンドに前記電気自動車が到着すると予想される時刻を、予想到着時刻として算出する予想到着時刻算出手段と、
前記充電スタンドの前記予想到着時刻における降水確率を取得する降水確率取得手段と、
当該取得された降水確率に基づき、雨天での充電を回避するように前記充電スタンドを選択し、ユーザーに推奨する充電スタンド推奨手段と、
を備えることを特徴とする電気自動車の充電支援装置。 - 前記降水確率取得手段は、前記電気自動車が前記充電スタンドに到着するまでの間、前記降水確率を再度、取得するとともに更新し、
前記充電スタンド推奨手段は、前記更新された降水確率に基づき、前記充電スタンドを選択することを特徴とする、請求項1に記載の電気自動車の充電支援装置。 - 前記充電スタンド検索手段は、前記利用可能な充電スタンドが複数、存在する場合、当該複数の充電スタンドをすべて検索し、
前記予想到着時刻算出手段は、前記電気自動車が前記複数の充電スタンドにそれぞれ到着する予想到着時刻を算出し、
前記降水確率取得手段は、前記複数の充電スタンドの前記予想到着時刻における降水確率をそれぞれ取得し、
前記充電スタンド推奨手段は、前記複数の充電スタンドから、前記複数の降水確率のうちの最小の降水確率が取得された前記充電スタンドを選択することを特徴とする、請求項1又は2に記載の電気自動車の充電支援装置。 - 前記複数の充電スタンドの前記予想到着時刻における降水量をそれぞれ取得する降水量取得手段をさらに備え、
前記充電スタンド推奨手段は、前記複数の降水確率が互いに等しいときには、前記複数の充電スタンドから、前記複数の降水量のうちの最小の降水量が取得された前記充電スタンドを選択することを特徴とする、請求項3に記載の電気自動車の充電支援装置。
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