JP2021132438A

JP2021132438A - 充電電力決定方法

Info

Publication number: JP2021132438A
Application number: JP2020025613A
Authority: JP
Inventors: 友香新川; Yuka Shinkawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-09-09

Abstract

【課題】適切な電力で充電を行うこと。【解決手段】情報処理装置が、充電装置から供給される電力により充電される移動体の現在位置、前記移動体の周囲の外気温、現在日時、及び前記移動体を充電する充電装置の充電ケーブルの温度の少なくとも一つに基づいて、前記充電装置から前記移動体に供給させる電力を決定する処理を実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、充電電力決定方法に関する。

従来、充電ケーブルを経由して外部の充電装置（スタンド）から供給された電力によって、移動体に搭載された蓄電池（バッテリ）を充電する技術が知られている。また、充電開始から充電完了までの間、充電ケーブルの温度が閾値（しきい値温度ＴＨ）を超えた場合、バッテリの充電電力を制限する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１５−２３３３６６号公報

しかしながら、従来技術では、例えば、充電が完了するまでの時間が長くなる場合があるという問題がある。本開示は、適切な電力で充電を行うことを目的とする。

情報処理装置が、充電装置から供給される電力により充電される移動体の現在位置、前記移動体の周囲の外気温、現在日時、及び前記移動体を充電する充電装置の充電ケーブルの温度の少なくとも一つに基づいて、前記充電装置から前記移動体に供給させる電力を決定する処理を実行する。

適切な電力で充電を行うことができる。

実施形態に係る充電システムの構成例を示す図である。実施形態に係るサーバのハードウェア構成も一例を示す図である。実施形態に係るサーバの機能構成の一例を示す図である。実施形態に係る充電システムの処理の一例を示すシーケンス図である。実施形態に係る充電履歴に記憶される情報の一例について説明する図である。実施形態に係る充電ケーブルの温度の推移の一例について説明する図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

＜システム構成＞
図１は、実施形態に係る充電システム１の構成例を示す図である。図１において、充電システム１は、移動体１０Ａ、移動体１０Ｂ、移動体１０Ｃ、・・・（以下で、区別する必要がない場合は、単に、「移動体１０」と称する。）、充電装置２０Ａ、充電装置２０Ｂ、充電装置２０Ｃ、・・・（以下で、区別する必要がない場合は、単に、「充電装置２０」と称する。）及びサーバ３０を有する。移動体１０、充電装置２０、及びサーバ３０の数は、図１の例に限定されない。

移動体１０とサーバ３０は、例えば、５Ｇ（5th Generation、第５世代移動通信システム）、４Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、３Ｇ等の携帯電話網、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、及びインターネット等のネットワークを介して通信を行う。

（移動体１０）
移動体１０は、例えば、車両、船舶、航空機、脚等で移動するロボット等の移動体であり、駆動用の蓄電池を有する移動体である。なお、車両には、例えば、自動車、自動二輪車、電動自転車、鉄道を走行する鉄道車両、建設用の建設車両、荷役運搬用の産業車両、及びトラクター等の農業機械等が含まれてもよい。

また、車両は、例えば、電気自動車（ＥＶ、Electric Vehicle：）、外部電源から充電できるハイブリッド自動車であるプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ、Plug-in Hybrid Vehicle）及びプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ、Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等でもよい。

移動体１０は、内部装置１１、充電制御装置１２、インレット１３、温度センサ１３１、ケーブル１４、及びケーブル１５を有する。充電制御装置１２は、充電装置２０等を制御し、内部装置１１の蓄電池１１１を充電させるコンピュータである。インレット１３は、充電装置２０のコネクタ２４と接続され、蓄電池１１１を充電するための電力を充電装置２０から受電する受電口である。ケーブル１４は、インレット１３等を介して、充電制御装置１２と充電装置２０の電源制御装置２２とを接続するケーブルである。ケーブル１５は、インレット１３等を介して、蓄電池１１１と充電装置２０の電源２１とを接続するケーブルである。温度センサ１３１は、インレット１３の温度を測定するセンサである。

（充電装置２０）
充電装置２０は、移動体１０の外部に設けられ、移動体１０の蓄電池１１１を充電する装置である。充電装置２０は、例えば、系統電源からの交流電力を、移動体１０の蓄電池１１１を充電するための直流電力に変換して出力する。

充電装置２０は、電源２１、電源制御装置２２、充電ケーブル２３、温度センサ２３１、及びコネクタ２４を有する。電源２１は、移動体１０の蓄電池１１１を充電する電源である。電源制御装置２２は、移動体１０の充電制御装置１２からの指示に従い、例えば、電源２１の出力電流、及び出力電圧等を制御してもよい。

充電ケーブル２３は、コネクタ２４を介して、充電装置２０と移動体１０とを接続する。なお、充電ケーブル２３には、電源２１から電力を蓄電池１１１に供給するケーブル、及び充電制御装置１２と電源制御装置２２との通信を接続するケーブルとが含まれる。温度センサ２３１は、充電ケーブル２３の温度を測定するセンサである。コネクタ２４は、例えば、CHAdeMO（登録商標）規格のコネクタでもよい。

（サーバ３０）
図２は、実施形態に係るサーバ３０のハードウェア構成も一例を示す図である。図２のサーバ３０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置３００、補助記憶装置３０２、メモリ装置３０３、ＣＰＵ３０４、インタフェース装置３０５等を有する。

サーバ３０での処理を実現する情報処理プログラムは、例えば、記録媒体３０１によって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体３０１がドライブ装置３００にセットされると、情報処理プログラムが記録媒体３０１からドライブ装置３００を介して補助記憶装置３０２にインストールされる。但し、情報処理プログラムのインストールは必ずしも記録媒体３０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置３０２は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

メモリ装置３０３は、例えば、ＲＡＭ（Random access memory）であり、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置３０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ３０４は、メモリ装置３０３に格納されたプログラムに従ってサーバ３０に係る機能を実現する。インタフェース装置３０５は、例えば、他の装置との通信を接続するためのインタフェースである無線通信モジュールと、ユーザインターフェースを実現するためのタッチパネル等を含む。

なお、記録媒体３０１の一例としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、又はＵＳＢメモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置３０２の一例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体３０１及び補助記憶装置３０２のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。

＜機能構成＞
次に、図３を参照し、実施形態に係るサーバ３０の機能構成について説明する。図３は、実施形態に係るサーバ３０の機能構成の一例を示す図である。

サーバ３０は、記憶部３１、送受信部３２、及び制御部３３を有する。記憶部３１、送受信部３２、及び制御部３３は、サーバ３０にインストールされた１以上のプログラムと、サーバ３０のＣＰＵ３０４との協働により実現されてもよい。

記憶部３１は、充電履歴３１１等の情報を記録する。送受信部３２は、移動体１０との通信を行う。制御部３３は、充電履歴３１１、及び移動体１０から取得した情報に基づいて、充電装置２０から移動体１０に充電する際の電力を決定する。

＜処理＞
次に、図４を参照して、実施形態に係る充電システム１の処理について説明する。図４は、実施形態に係る充電システム１の処理の一例を示すシーケンス図である。

なお、以下の処理は、充電制御装置１２が電源制御装置２２を制御し、電源２１により蓄電池１１１を充電する際に実行される。なお、以下の処理は、順番を適宜変更してもよいし、一部を省略してもよい。以下では、充電装置２０Ａにより移動体１０Ａを充電する場合を例として説明する。

ステップＳ１において、移動体１０Ａは、充電装置２０Ａのコネクタ２４がインレット１３に接続されたことを検知する。

続いて、移動体１０Ａは、充電に関する各種の情報を取得する（ステップＳ２）。ここで、移動体１０Ａは、充電装置２０Ａを識別する情報（充電装置ＩＤ）、充電装置２０Ａの充電ケーブル２３の現在の温度、移動体１０Ａの周囲の外気温、及び移動体１０Ａの蓄電池１１１を満充電するまでの容量等を取得してもよい。

充電装置ＩＤは、例えば、充電装置２０Ａのコネクタ２４がインレット１３に接続されている移動体１０Ａの現在の位置情報でもよい。この場合、移動体１０Ａは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムを用いて現在の位置情報を取得してもよい。また、移動体１０Ａは、例えば、固定局から受信した、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）方式による衛星測位システムの位置情報を補正するための情報等に基づいて現在の位置情報を補正することにより、位置情報の精度を向上させてもよい。

また、充電装置２０Ａを識別する情報は、例えば、充電装置２０Ａに予め設定されていてもよい。この場合、移動体１０Ａは、例えば、充電装置２０Ａに予め設定されている充電装置ＩＤを、充電装置２０Ａの電源制御装置２２から取得してもよい。

充電装置２０Ａの充電ケーブル２３の現在の温度は、例えば、充電装置２０Ａの温度センサ２３１により測定された充電ケーブル２３の温度である。移動体１０Ａは、充電装置２０Ａの充電ケーブル２３の現在の温度を、充電装置２０Ａの電源制御装置２２から取得してもよい。

移動体１０Ａの周囲の外気温は、例えば、移動体１０Ａの外気温センサにより計測されてもよい。この場合、移動体１０Ａの外気温センサは、例えば、移動体１０Ａのフロントバンパー付近等に設けられていてもよい。

移動体１０Ａの蓄電池１１１を満充電するまでの容量は、例えば、移動体１０Ａの蓄電池１１１の容量（放電容量）と、移動体１０Ａの蓄電池１１１の残量（バッテリー残量）とに基づいて算出されてもよい。なお、移動体１０Ａの蓄電池１１１の容量は、移動体１０Ａの充電制御装置１２に、工場出荷時等に予め設定されていてもよい。

続いて、移動体１０Ａは、取得した各種の情報をサーバ３０に送信する（ステップＳ３）。

続いて、サーバ３０は、移動体１０Ａから受信した情報と、充電履歴３１１に記録されている、充電装置２０Ａが移動体１０（移動体１０Ａ、移動体１０Ｂ、移動体１０Ｃ、・・・の少なくとも一つ）を充電した際の充電履歴とに基づいて、充電装置２０Ａを用いて移動体１０Ａを充電する際の電力（充電電力）を決定する（ステップＳ４）。

図５は、実施形態に係る充電履歴３１１に記憶される情報の一例について説明する図である。図５の例では、充電履歴３１１には、充電装置２０の充電装置ＩＤに対応付けて、当該充電装置２０により移動体１０を充電した際の履歴が記録されている。なお、サーバ３０は、複数の移動体１０からそれぞれ受信した、充電する際の各位置情報をクラスタリングして分類し、分類した各位置から所定の範囲内の領域を、充電装置ＩＤとしてもよい。

充電装置２０により移動体１０を充電した際の履歴には、充電開始日時に対応付けて、充電電力の推移、充電ケーブルの温度の推移、及び外気温の推移が記録されている。充電開始日時は、充電装置２０による移動体１０の充電が開始された日時である。充電電力の推移は、充電装置２０による移動体１０の充電が開始されてからの各時点における、充電装置２０から移動体１０に供給されていた充電電力の値の情報である。充電ケーブルの温度の推移は、充電装置２０による移動体１０の充電が開始されてからの各時点における、充電装置２０の充電ケーブル２３の温度の情報である。外気温の推移は、充電装置２０による移動体１０の充電が開始されてからの各時点における、移動体１０の周囲の外気温の情報である。

サーバ３０は、例えば、充電履歴３１１に記録されている履歴のうち、移動体１０Ａから受信した充電装置ＩＤに対応付けられた履歴を抽出してもよい。そして、サーバ３０は、抽出した履歴のうち、外気温の条件が合致する履歴を抽出してもよい。ここで、サーバ３０は、例えば、移動体１０Ａから受信した移動体１０Ａの周囲の外気温と、充電開始時の外気温との差が閾値（例えば、１℃）以下の履歴を抽出してもよい。また、サーバ３０は、例えば、移動体１０Ａから受信した現在日時と、充電開始時の日時との時刻の差が閾値（例えば、１時間）以下の履歴を抽出してもよい。

（充電ケーブルの温度上昇の傾きに基づく決定）
サーバ３０は、充電ケーブルの温度上昇の傾きに基づいて、充電電力を決定してもよい。この場合、サーバ３０は、抽出した履歴に基づいて、移動体１０Ａから受信した充電装置２０Ａの充電ケーブル２３の現在の温度からの所定時間（例えば、１分間）における上昇値が閾値以下となる充電電力を判定する。これにより、例えば、充電を開始した後すぐに、ユーザが充電ケーブル２３に接触できないような温度となることを低減できる。

図６の充電ケーブル２３の温度の推移６０１のように、充電電力６６１で充電を開始した場合、充電ケーブル２３の温度は時点６２１で閾値６１１に到達する。その際に、充電ケーブル２３の温度の上昇を低減するために充電電力６７１に低下させた場合、充電ケーブル２３の温度は時点６３１で閾値６１２に到達する。その際に、充電ケーブル２３の温度の上昇を低減するために充電を停止させると、充電が完了するまでに比較的時間がかかる。

図６の充電ケーブル２３の温度の推移６０２のように、充電電力６６１よりも低い充電電力６６２で充電を開始した場合、充電ケーブル２３の温度は時点６２１よりも遅い時点６２２で閾値６１１に到達する。その際に、充電ケーブル２３の温度の上昇を低減するために充電電力６７２に低下させた場合、充電ケーブル２３の温度は時点６３１よりも遅い時点６３２で閾値６１２に到達する。そのため、移動体１０Ａが、当該温度となるよりも前に充電電力を低下させる機能を有する場合でも、比較的長い時間、給電を継続できるため、充電をより早く完了させることができる。

（満充電までに充電ケーブル２３の温度が閾値を超えない充電電力を決定）
サーバ３０は、満充電までに充電ケーブルの温度が閾値を超えない充電電力を決定してもよい。この場合、サーバ３０は、移動体１０Ａから受信した移動体１０Ａの蓄電池１１１を満充電するまでの容量に基づいて、各充電電力に対する満充電されるまでの充電時間をそれぞれ算出してもよい。

そして、サーバ３０は、抽出した履歴のうち、各充電電力に対する満充電されるまでの充電時間において、充電ケーブル２３の温度が閾値を超えない履歴を抽出してもよい。そして、サーバ３０は、抽出した履歴のうち、最も満充電されるまでの充電時間が短い履歴における充電電力の推移を、移動体１０Ａに通知する充電電力として決定してもよい。これにより、例えば、充電を開始した後すぐに、ユーザが充電ケーブル２３に接触できないような温度となることを低減できる。

（機械学習による決定）
サーバ３０は、機械学習に基づいて、充電電力を決定してもよい。この場合、サーバ３０は、例えば、充電履歴３１１を学習用データとする機械学習し、学習結果と、移動体１０Ａから受信した情報とに基づいて、当該充電電力を満充電までに充電ケーブルの温度が閾値を超えない充電電力を決定（推論）してもよい。

続いて、サーバ３０は、決定した充電電力の値を移動体１０に送信する（ステップＳ５）。続いて、移動体１０Ａは、当該充電電力の値を充電装置２０Ａに送信する（ステップＳ６）。続いて、充電装置２０Ａは、当該充電電力に応じた電力を移動体１０Ａに供給する（ステップＳ７）。

続いて、移動体１０Ａは、充電装置２０Ａにより移動体１０Ａを充電した際の履歴をサーバ３０に送信する（ステップＳ８）。続いて、サーバ３０は、受信した情報を、充電履歴３１１に記録する（ステップＳ９）。

＜変形例＞
サーバ３０の処理のうち少なくとも一部を、移動体１０Ａにて行う構成としてもよい。この場合、例えば、移動体１０Ａは、コネクタ２４が接続されている充電装置２０Ａにより移動体１０を充電した際の履歴をサーバ３０から取得し、取得した履歴に基づいて、図４のステップＳ４の処理と同様の処理を行ってもよい。

また、移動体１０Ａは、充電履歴３１１に記録されている充電装置２０Ａに対する履歴に基づいて生成された学習済モデルをサーバ３０から受信してもよい。そして、移動体１０Ａは、当該学習済みモデルと、図４のステップＳ２の処理で取得した充電に関する各種の情報とに基づいて、充電電力を決定してもよい。

また、サーバ３０の処理のうち少なくとも一部は、例えば１以上のコンピュータにより提供されるクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。

＜実施形態の効果＞
充電ケーブル２３の耐熱温度や、充電ケーブル２３に素手で接触したユーザが火傷する等の恐れがある温度に応じた閾値を充電ケーブル２３の温度が超えてから充電電力を制限する場合、充電が完了するまでの時間が長くなる場合がある。例えば、急速充電のため４００Ａを超えるような大電流が移動体１０に供給される場合、充電ケーブル２３の温度が急激に上昇し、すぐに充電電力を制限する必要が生じるため、急速な充電ができないことが考えられる。

また、充電ケーブル２３内に水が循環する水管が設けられる水冷方式の充電ケーブル２３の場合は、通常の空冷方式の充電ケーブル２３の場合よりも温度が上昇しにくい。そのため、適切な充電電力は充電ケーブル２３毎に異なると考えられる。

上述した実施形態によれば、充電装置２０Ａから供給される電力により充電される移動体１０Ａの現在位置、移動体１０Ａの周囲の外気温、現在日時、及び移動体１０Ａを充電する充電装置２０Ａの充電ケーブル２３の温度の少なくとも一つに基づいて、充電装置２０Ａから移動体１０Ａに供給させる電力を決定する処理を実行する。これにより、適切な電力で充電を行うことができる。なお、サーバ３０及び移動体１０の充電制御装置１２は、それぞれ、「情報処理装置」の一例である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１充電システム
１０移動体
１１内部装置
１１１蓄電池
１２充電制御装置
１３インレット
１３１温度センサ
１４ケーブル
１５ケーブル
２０充電装置
２１電源
２２電源制御装置
２３充電ケーブル
２３１温度センサ
２４コネクタ
３０サーバ
３１記憶部
３１１充電履歴
３２送受信部
３３制御部

Claims

情報処理装置が、
充電装置から供給される電力により充電される移動体の現在位置、前記移動体の周囲の外気温、現在日時、及び前記移動体を充電する充電装置の充電ケーブルの温度の少なくとも一つに基づいて、前記充電装置から前記移動体に供給させる電力を決定する処理を実行する、充電電力決定方法。