JP2022083304A

JP2022083304A - 充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラム

Info

Publication number: JP2022083304A
Application number: JP2020194668A
Authority: JP
Inventors: 大樹横山; Daiki Yokoyama; 大樹川内野; Daiki Kawachino; 翔太塚本; Shota Tsukamoto; 理恵良邊; Rie Yayabe; 正明佐藤; Masaaki Sato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2040-11-24
Also published as: CN114537194B; JP7347401B2; US20220161674A1; CN114537194A

Abstract

【課題】スマートシティ内に出入りする電動車両の台数が多い場合においても、充電要求に対応することができる充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムを提供すること。
【解決手段】充電制御システムは、予め設定された領域に供給する電力を蓄電するように構成される第一のプロセッサを有する充電装置と、前記領域内に設置され、前記充電装置から供給された電力を、前記領域内の電動車両に供給する第二のプロセッサを有する充電スタンドと、前記領域内における前記電動車両の台数を算出し、算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記充電装置の充電量を算出し、算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行うように構成される第三のプロセッサを有する充電制御装置と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムに関する。

スマートシティにおいて、予め充電装置に蓄えた電力をシティ内に配置された電動車両に供給する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３－０６９０８４号公報

スマートシティには、シティ内に出入りする電動車両（例えばＥＶ車両、プラグインハイブリッド車両等）の充電を行う充電スタンドが設置されている。そのため、シティ内に出入りする電動車両の台数が多い場合においても、その充電要求に対応することができる技術が求められていた。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、スマートシティ内に出入りする電動車両の台数が多い場合においても、充電要求に対応することができる充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムを提供することを目的とする。

本開示に係る充電制御システムは、予め設定された領域に供給する電力を蓄電するように構成される第一のプロセッサを有する充電装置と、前記領域内に設置され、前記充電装置から供給された電力を、前記領域内の電動車両に供給する第二のプロセッサを有する充電スタンドと、前記領域内における前記電動車両の台数を算出し、算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記充電装置の充電量を算出し、算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行うように構成される第三のプロセッサを有する充電制御装置と、を備える。

本開示に係る充電制御装置は、予め設定された領域内における電動車両の台数を算出し、算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記領域内に設置された充電スタンドを通じて前記電動車両に電力を供給する、充電装置の充電量を算出し、算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行うように構成されるプロセッサを備える。

本開示に係る充電制御プログラムは、プロセッサに、予め設定された領域内における電動車両の台数を算出し、算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記領域内に設置された充電スタンドを通じて前記電動車両に電力を供給する、充電装置の充電量を算出し、算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行う、ことを実行させる。

本開示によれば、スマートシティ内に出入りする電動車両の台数が多い場合においても、充電要求に対応することができる。

図１は、実施形態に係る充電制御システムの各構成要素の詳細を示すブロック図である。図２は、実施形態に係る充電制御システムが実行する充電制御方法の一例を示すフローチャートである。

本開示の実施形態に係る充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

（充電制御システム）
実施形態に係る充電制御装置を含む充電制御システムについて、図１を参照しながら説明する。充電制御システムは、予め設定された領域に電力を供給する充電装置の充電制御を行うためのものである。「予め設定された領域」とは、多数のユーザが居住または利用する領域のことであり、例えばスマートシティ、テーマパーク、レジャーランド等が挙げられる。本実施形態では、この領域がスマートシティである場合を想定して説明を行う。

充電制御システム１は、図１に示すように、充電制御装置１０と、複数の電動車両２０と、複数の充電装置３０と、入出場ゲート５０と、を有している。充電制御装置１０、電動車両２０、充電装置３０および入出場ゲート５０は、いずれも通信機能を備えており、ネットワークＮＷを通じて相互に通信可能に構成されている。このネットワークＮＷは、例えばインターネット回線網、携帯電話回線網等から構成される。

（充電制御装置）
充電制御装置１０は、スマートシティ内またはスマートシティ外に設けられている。この充電制御装置１０は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータによって実現される。

充電制御装置１０は、図１に示すように、制御部１１と、通信部１２と、記憶部１３と、を備えている。制御部１１は、具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等からなるプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるメモリ（主記憶部）と、を備えている。

制御部１１は、記憶部１３に格納されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等を制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。制御部１１は、記憶部１３に格納されたプログラムの実行を通じて、台数算出部１１１、充電量算出部１１２および充電制御部１１３として機能する。

台数算出部１１１は、予め設定された領域（以下、「スマートシティ」という）内における電動車両２０の台数を算出する。台数算出部１１１における電動車両２０の台数の具体的な算出方法は特に限定されず、種々の予測方法を用いることができる。

例えば、台数算出部１１１は、電動車両２０の将来の走行予定ルートに基づいて、スマートシティ内の電動車両２０の台数を算出することができる。この場合、台数算出部１１１は、ネットワークＮＷを経由して、電動車両２０から、当該電動車両２０の目的地または経由地に関する情報（以下、「走行予定情報」という）を取得する。そして、台数算出部１１１は、走行予定情報を参照し、スマートシティを目的地または経由地として設定している電動車両２０の台数を、スマートシティ内における電動車両２０の台数として算出する。

また、台数算出部１１１は、電動車両２０の位置情報に基づいて、スマートシティ内の電動車両２０の台数を算出してもよい。この場合、台数算出部１１１は、ネットワークＮＷを経由して、電動車両２０から、当該電動車両２０の現在位置に関する情報（以下、「車両位置情報」という）を取得する。そして、台数算出部１１１は、取得した車両位置情報に基づいて、スマートシティ内における電動車両２０の台数を算出する。なお、車両位置情報は、例えば電動車両２０に車載されたＧＰＳ受信機によって取得される。このように、電動車両２０の位置情報を用いることにより、スマートシティ内に出入りする電動車両２０の台数を簡便に算出することができる。

また、台数算出部１１１は、スマートシティに出入りする電動車両２０の台数を実測してもよい。この場合、台数算出部１１１は、入出場ゲート５０に設けられたカメラ５１から、入出場ゲート５０を通過する電動車両２０の画像を取得する。そして、台数算出部１１１は、当該画像を画像処理することにより、電動車両２０を判別し、その判別結果に基づいて、スマートシティ内における電動車両２０の台数を算出する。なお、入出場ゲート５０は、スマートシティの出入り口に設けられている。このように、入出場ゲート５０に設けられたカメラ５１の画像を用いることにより、スマートシティ内に出入りする電動車両２０の台数をより正確に算出することができる。

また、台数算出部１１１は、スマートシティに出入りする電動車両２０のうち、充電が必要な電動車両２０の台数のみを算出してもよい。この場合、台数算出部１１１は、（１）電動車両２０の将来の走行予定ルートを用いた方法、（２）電動車両２０の位置情報を用いた方法、（３）スマートシティに出入りする電動車両２０の台数を実測する方法、のいずれかを用いて、スマートシティにおける電動車両２０の台数を算出する。続いて、台数算出部１１１は、ネットワークＮＷを経由して、スマートシティ内における電動車両２０から、当該電動車両２０の残電力に関する情報（以下、「ＳＯＣ情報」）を取得する。そして、台数算出部１１１は、ＳＯＣ情報を参照し、残電力が予め設定した値以下である電動車両２０の台数を算出する。このように、充電が必要な電動車両２０の台数のみを算出することにより、充電装置３０に余分な電力が蓄電されることを抑制することができる。

充電量算出部１１２は、台数算出部１１１によって算出された電動車両２０の台数に基づいて、充電装置３０の充電量を算出する。充電量算出部１１２は、例えば予め設定された、電動車両２０一台当たりの充電量に対して、台数算出部１１１によって算出された電動車両２０の台数を掛けることにより、充電装置３０の充電量を算出する。

また、充電量算出部１１２は、電動車両２０の台数に加えて、各電動車両２０の残電力を考慮して、充電装置３０の充電量を算出してもよい。この場合、充電量算出部１１２は、ネットワークＮＷを経由して、スマートシティ内の電動車両２０からＳＯＣ情報を取得する。そして、充電量算出部１１２は、台数算出部１１１によって算出された電動車両２０の台数と、ＳＯＣ情報とに基づいて、充電装置３０の充電量を算出する。このように、電動車両２０の残電力を考慮して充電量を算出することにより、充電装置３０に余分な電力が蓄電されることを抑制することができる。

充電制御部１１３は、充電量算出部１１２によって算出された充電量に基づいて、充電装置３０の充電制御を行う。充電制御部１１３は、充電量算出部１１２によって算出された充電量に対応する電力を、充電装置３０に蓄電する充電制御を行う。充電制御部１１３による具体的な充電制御の方法は特に限定されず、例えば充電量算出部１１２において算出された充電量と、充電装置３０から予め取得した充電情報（例えば現在の充電容量等）とに基づいて最終的な充電量を決定し、当該充電量に応じて、現在または将来の充電量を増減させる指令を充電装置３０に送信することにより、充電制御を行うことができる。

通信部１２は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースボード、無線通信のための無線通信回路等から構成される。通信部１２は、公衆通信網であるインターネット等のネットワークＮＷに接続されている。そして、通信部１２は、当該ネットワークＮＷに接続することにより、電動車両２０、充電装置３０および入出場ゲート５０との間で通信を行う。

記憶部１３は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）およびリムーバブルメディア等の記録媒体から構成される。リムーバブルメディアとしては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体が挙げられる。記憶部１３には、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベース等が格納可能である。また、記憶部１３には、例えば台数算出部１１１によって算出された電動車両２０の台数、充電量算出部１１２によって算出された充電量、充電制御部１１３によって決定された充電装置３０の充電量等が、必要に応じて格納される。

（電動車両）
電動車両２０は、外部と通信可能な移動体である。電動車両２０は、外部電源により充電可能なＥＶ車両またはプラグインハイブリッド車両により構成される。電動車両２０は、必要に応じて、車両位置情報およびＳＯＣ情報を、充電制御装置１０に対して、逐次または所定の周期で送信する。

（充電装置）
充電装置３０は、スマートシティ内の設備に供給する電力を蓄電するためのものであり、スマートシティ内またはスマートシティ外に設けられている。この充電装置３０は、スマートシティに設置された充電スタンド４０と接続されており、当該充電スタンド４０に対して電力を供給可能に構成されている。

充電装置３０は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータによって実現される。また、充電装置３０は、電力を蓄えるための電池や、電力の充放電を制御するための制御機構等が内蔵されている。また、充電装置３０は、現在の充電装置３０に関する充電情報を、充電制御装置１０に対して、逐次または所定の周期で送信する。

充電スタンド４０は、スマートシティ内の電動車両２０に電力を供給するためのものであり、例えば接触式充電スタンド、非接触式充電スタンド等で構成されている。

（入出場ゲート）
入出場ゲート５０は、スマートシティの出入り口に設置されている。この入出場ゲート５０には、入出場ゲート５０を通過する電動車両２０を撮影するための複数のカメラ５１が設けられている。入出場ゲート５０は、カメラ５１によって撮影した画像を、充電制御装置１０に対して、逐次または所定の周期で送信する。

（充電制御方法）
実施形態に係る充電制御システム１が実行する充電制御方法の処理手順の一例について、図２を参照しながら説明する。なお、以下では、電動車両２０の将来の走行予定ルートに基づいて、スマートシティ内の電動車両２０の台数を算出する場合の例について説明する。

まず、充電装置３０は、充電制御装置１０に対して充電情報を送信する（ステップＳ１）。続いて、電動車両２０は、充電制御装置１０に対して走行予定情報を送信する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１，Ｓ２の順序は逆でもよい。

続いて、充電制御装置１０の台数算出部１１１は、走行予定情報を参照し、スマートシティを目的地または経由地として設定している電動車両２０の台数を、スマートシティ内における電動車両２０の台数として算出する（ステップＳ３）。続いて、充電量算出部１１２は、ステップＳ３で算出された電動車両２０の台数に基づいて、充電量を算出する（ステップＳ４）。続いて、充電制御部１１３は、ステップＳ４で算出された充電量に基づいて、充電装置３０の充電制御を実施する（ステップＳ５）。以上により、充電制御方法の処理は完了する。

以上説明したように、実施形態に係る充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムによれば、スマートシティ内に出入りする電動車両２０の台数が多い場合においても、その充電要求に対応することができる。

すなわち、実施形態に係る充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムでは、スマートシティ内に出入りする電動車両２０の台数を考慮して充電装置３０の充電制御を行うため、電動車両２０の台数が多い場合においても、スマートシティ内の他の設備や施設に供給するための電力が不足することがない。

また、実施形態に係る充電制御システム、充電制御装置および充電制御プログラムでは、単にスマートシティ内の電力需要を予測するのではなく、スマートシティ内に出入りする電動車両２０の台数を予測（算出）し、その結果を考慮するため、充電装置３０の充電制御をより適切に行うことができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１充電制御システム
１０充電制御装置
１１制御部
１１１台数算出部
１１２充電量算出部
１１３充電制御部
１２通信部
１３記憶部
２０電動車両
３０充電装置
４０充電スタンド
５０入出場ゲート
５１カメラ
ＮＷネットワーク

Claims

予め設定された領域に供給する電力を蓄電するように構成される第一のプロセッサを有する充電装置と、
前記領域内に設置され、前記充電装置から供給された電力を、前記領域内の電動車両に供給する第二のプロセッサを有する充電スタンドと、
前記領域内における前記電動車両の台数を算出し、算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記充電装置の充電量を算出し、算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行うように構成される第三のプロセッサを有する充電制御装置と、
を備える充電制御システム。
前記第三のプロセッサは、
前記電動車両から、前記電動車両の目的地または経由地に関する情報を取得し、
前記領域を、前記目的地または前記経由地として設定している前記電動車両の台数を、前記領域内における前記電動車両の台数として算出する、
請求項１に記載の充電制御システム。
前記第三のプロセッサは、
前記電動車両から、前記電動車両の現在位置に関する情報を取得し、
前記電動車両の現在位置に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
請求項１に記載の充電制御システム。
前記第三のプロセッサは、
前記領域の出入り口に設けられたカメラから前記電動車両の画像を取得し、
前記画像に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
請求項１に記載の充電制御システム。
前記第三のプロセッサは、
前記領域内における前記電動車両から、前記電動車両の残電力に関する情報を取得し、
算出した前記電動車両の台数と、前記電動車両の残電力に関する情報とに基づいて、前記充電装置の充電量を算出する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電制御システム。
予め設定された領域内における電動車両の台数を算出し、
算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記領域内に設置された充電スタンドを通じて前記電動車両に電力を供給する、充電装置の充電量を算出し、
算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行うように構成されるプロセッサを備える充電制御装置。
前記プロセッサは、
前記電動車両から、前記電動車両の目的地または経由地に関する情報を取得し、
前記領域を、前記目的地または前記経由地として設定している前記電動車両の台数を、前記領域内における前記電動車両の台数として算出する、
請求項６に記載の充電制御装置。
前記プロセッサは、
前記電動車両から、前記電動車両の現在位置に関する情報を取得し、
前記電動車両の現在位置に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
請求項６に記載の充電制御装置。
前記プロセッサは、
前記領域の出入り口に設けられたカメラから前記電動車両の画像を取得し、
前記画像に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
請求項６に記載の充電制御装置。
前記プロセッサは、
前記領域内における前記電動車両から、前記電動車両の残電力に関する情報を取得し、
算出した前記電動車両の台数と、前記電動車両の残電力に関する情報とに基づいて、前記充電装置の充電量を算出する、
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の充電制御装置。
プロセッサに、
予め設定された領域内における電動車両の台数を算出し、
算出した前記電動車両の台数に基づいて、前記領域内に設置された充電スタンドを通じて前記電動車両に電力を供給する、充電装置の充電量を算出し、
算出した前記充電量に基づいて、前記充電装置の充電制御を行う、
ことを実行させる充電制御プログラム。
前記プロセッサに、
前記電動車両から、前記電動車両の目的地または経由地に関する情報を取得し、
前記領域を、前記目的地または前記経由地として設定している前記電動車両の台数を、前記領域内における前記電動車両の台数として算出する、
ことを実行させる請求項１１に記載の充電制御プログラム。
前記プロセッサに、
前記電動車両から、前記電動車両の現在位置に関する情報を取得し、
前記電動車両の現在位置に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
ことを実行させる請求項１１に記載の充電制御プログラム。
前記プロセッサに、
前記領域の出入り口に設けられたカメラから前記電動車両の画像を取得し、
前記画像に基づいて、前記領域内における前記電動車両の台数を算出する、
ことを実行させる請求項１１に記載の充電制御プログラム。
前記プロセッサに、
前記領域内における前記電動車両から、前記電動車両の残電力に関する情報を取得し、
算出した前記電動車両の台数と、前記電動車両の残電力に関する情報とに基づいて、前記充電装置の充電量を算出する、
ことを実行させる請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の充電制御プログラム。