JP5696654B2 - 充電システム - Google Patents

Description

本発明は、電気走行車に対して充電サービスを提供する充電システムに関する。

特許文献１は、残電気量の不足によって路上で走行不能状態に陥ることがないように電気走行車を救済するシステムである。この従来のシステムは、車両ＩＤとバッテリ残電気量と車両位置とを含む情報を記憶するとともに、送受信装置を備える電気走行車の車載端末と、この車載端末からの情報を受信するとともに、電気走行車に充電サービスを提供する運行管理センターと、充電サービスに伴って当該電気走行車への充電を行う給電車と、を備える。

運行管理センターは、第１段階として、情報が送られてきた電気走行車に対してバッテリ残電気量が少なくなってきたことを警告するとともに、最寄りの充電スタンドをナビゲーション上に表示して、充電スタンドへ案内する。さらに運行管理センターは、第２段階として、電気走行車が走行可能な範囲に充電スタンドがない場合には、電気走行車に対して緊急警告を出し、専用の給電車による給電時刻及び給電場所を案内する。そして、運行管理センターは、給電車に対して、給電対象車、給電場所、給電時刻に関する情報を送信し、給電のための出動を指令する。指令を受けた給電車は、給電対象車のもとに到着し、給電を行う。

特開２０００−１０２１０２号公報

しかしながら、上記の従来技術では、給電対象車に対して、最寄りの充電スタンドを案内したり、給電専用車を向かわせたりして充電救済のサービスが行われるが、例えば、電気走行車が僻地等で充電を必要とする場合には、最寄りの充電スタンドがなく、救済可能な給電専用車も近くに配備されていないことがある。また、電気走行車が一般化して普及期になった場合には、充電スタンドや給電専用車があらゆる地域を網羅して配備されているとは限らず、良好な充電救済サービスを受けられる地域とそうでない地域が存在することは避けられない。つまり、従来技術は、インフラ整備への依存度合いが高いシステムである。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、充電を必要とする車両に対して、迅速、的確な充電救済サービスを実現する充電システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１は、電池（１０，２０）に充電するとともに、電池に蓄えられた電力を外部に対して放電する充放電器（１１，２１）、及び外部と無線通信する送受信装置（１２，１２Ａ，２２，２２Ａ）を有する複数の車両（１，２）と、複数の車両の送受信装置からの充電及び放電に関する情報を受信し、複数の車両のうち、充電を要求してきた充電要求車（２）と他の車両に対して給電可能である情報を送信してきた給電可能車（１）とを抽出する充電救済センター（３）と、を具備する充電システムに係る発明であって、
充電救済センターは、現在の位置情報を含む充電要求車の充電要求に関する情報と現在の位置情報を含む給電可能車の給電実施に関する情報とを照合して、給電可能車の中から適合条件をみたす給電実施車（１Ａ）を選定し、当該給電実施車に関する情報を充電要求車に送信するとともに、給電実施車に対して、充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行し、
給電可能車の運転者（５）が当該車両の電源をオフしたときに、当該車両は、電源オフ時の給電実施に関する情報を運転者の携帯端末（５０）に送信し、
他の車両に対して給電可能である情報は、当該携帯端末から充電救済センターに送信されることを特徴とする。

この発明によれば、余剰電力を有し、かつ充放電機能を有する車両はすべて給電実施車になることができる。このため、路上等で電力量が不足してトラブル状態にある充電要求車に対してより多くの充電救済機会を提供することができる。また、高価な給電専用車の配備や充電スタンドの配備が困難な地域に対しても、車両ユーザーの相互扶助の精神に基づく安定的な充電救済サービスを提供することができる。さらに、給電専用車の出動機会が多く、給電待機状態が頻発するような状況に対しても有効な充電システムを提供できる。したがって、充電要求車に対して、迅速、的確な充電救済サービスを実現する充電システムが得られる。

この発明によれば、車両の運転者が車両から離れて不在になった場合に、給電可能車であることを充電救済センターに対して迅速に情報提供することを、運転者が所有する携帯端末を用いて実施することが可能となる。これにより、充電システムの迅速、的確な利用が図れ、充電救済サービスを有効に利用できるシチュエーションを増やすことができる。実効度の高いシステムを提供できる。

請求項２によると、電池（１０，２０）に充電するとともに、電池に蓄えられた電力を外部に対して放電する充放電器（１１，２１）、及び外部と無線通信する送受信装置（１２，１２Ａ，２２，２２Ａ）を有する複数の車両（１，２）と、複数の車両の送受信装置からの充電及び放電に関する情報を受信し、複数の車両のうち、充電を要求してきた充電要求車（２）と他の車両に対して給電可能である情報を送信してきた給電可能車（１）とを抽出する充電救済センター（３）と、を具備する充電システムに係る発明であって、
充電救済センターは、現在の位置情報を含む充電要求車の充電要求に関する情報と現在の位置情報を含む給電可能車の給電実施に関する情報とを照合して、給電可能車の中から適合条件をみたす給電実施車（１Ａ）を選定し、当該給電実施車に関する情報を充電要求車に送信するとともに、給電実施車に対して、充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行し、
給電可能車の運転者（５）が当該車両の電源をオフしたときに、当該車両は、電源オフ時の給電実施に関する情報と充電救済センターから送信された情報とを運転者の携帯端末（５０）に送信し、
充電要求車への給電が可能か否かの確認に対する充電救済センターへの回答は、当該携帯端末から充電救済センターに送信されることを特徴とする。

この発明によれば、車両の運転者が車両から離れて不在になった場合に、給電可能車であることを充電救済センターに対して迅速に情報提供すること、さらに充電救済センターからの回答要求に対して迅速な回答を実施することを、運転者が所有する携帯端末を用いて実施することが可能となる。これにより、充電システムの迅速、的確な利用が図れ、充電救済サービスを有効に利用できるシチュエーションを増やすことができる。実効度の高いシステムを提供できる。

請求項３によると、充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率の中で最も高い車両を、給電実施車として選定することを特徴とする。

この発明によれば、充電要求車からの情報と給電可能車からの情報とのマッチング判定を照合率という概念を導入して実施することにより、実効性の高い給電実施車の選定を行うことができる。

請求項４によると、充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率を順位付けし、当該順位付けの高い車両から順番に充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行することを特徴とする。この発明によれば、充電要求車にとって、信頼性、納得性の高い給電候補者の選定を提供できる。

請求項５によると、充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率のうち所定の値に満たない照合率に該当する給電可能車の情報について、充電要求車に送信することを特徴とする。

この発明によれば、充電要求車に対して、所定の照合率を満たさない給電可能車であっても、充電要求車に対して情報提供することで、多くの選択肢を提供することができるため、充電要求車にとって、安心感、納得性の高いサービスを提供できる。

請求項６によると、照合率を求める演算式には、給電可能車が現在地から、充電要求車へ給電した後、目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離を、現在地から直接目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離で除算することによって算出される迂回率を用いることを特徴とする。この発明によれば、照合率という概念に迂回率を導入することにより、実効性の高い給電実施車の選定を行うことができる。

請求項７によると、照合率を求める演算式には、給電可能車が充電要求車に対して給電できる余剰電力量を、充電要求車が必要とする電力量で除算することによって算出される電力量余裕度を用いることを特徴とする。

この発明によれば、照合率という概念に電力量余裕度を導入することにより、実効性の高い給電実施車の選定を行うことができる。

請求項８によると、車両の送受信装置（１２Ａ，２２Ａ）は、通信基地局またはアクセスポイントを経由せずとも、通信機同士で通信可能なダイレクト通信機能を有し、
送受信装置（１２Ａ，２２Ａ）は、充電救済センターとの通信が不調または不能の場合には、ダイレクト通信機能を使用して他の車両と通信し、充電要求に関する情報と給電実施に関する情報とを共有することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、充電要求車がアクセスポイント、通信基地局等が検出されないエリアで電力量不足に陥ってしまった場合や充電救済センターのサーバーが何らかの原因でダウンした場合に、ダイレクト通信機能を有する送受信装置を使用することで他車と直接通信することができる。したがって、充電要求車は、サーバーにアクセスできない状況でも、給電可能車の送受信装置と直接通信することができる。これにより、充電要求車は、他車から充電救済サービスを受けることができるので、充電救済サービスを有効に活用できるシチュエーションが増える充電システムを提供できる。

請求項９によると、充電救済センター（３）は、充電要求車への給電を完了した給電実施車（１Ａ）に対して、報酬としてのポイントを付与することを特徴とする。この発明によれば、給電可能車に対して、相互扶助活動に参画しようとするインセンティブが働き、充電救済サービスを活発にすることに貢献できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明を適用した第１実施形態に係る充電システムの構成図であり、充電要求発生時の各部の関係を示している。 第１実施形態において、充電救済時の給電実施車と充電要求車の関係を示す図である。 第１実施形態の充電システムにおける充電救済サービスの制御の処理手順を示すフローチャートである。 充電救済サービスの制御におけるステップ５０の処理手順を示したフローチャートである。 本発明を適用した第２実施形態に係る充電システムの構成図であり、充電要求発生時の各部の関係を示している。 本発明を適用した第３実施形態に係る充電システムの構成図であり、サーバーとの通信が不調の場合に行われる各部の関係を示している。 本発明を適用した第４実施形態の充電システムにおける充電救済サービスの制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

本発明に係る充電システムは、例えば、電気自動車（ＥＶ）、モータ及びエンジンの駆動によって走行するプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等を含む複数の車両の間で、充電及び給電を円滑に行えるように支援するサービスを提供できる。当該充電システムは、特に、ＥＶ等の電気走行車の普及期において、充電を必要とする電気走行車（以下、充電要求車ともいう。）に対して、給電専用車からでなくても、他の電気走行車が有する余剰蓄電量を迅速、的確に供給できるシステムである。したがって、当該充電システムのサービスに参画する複数の車両は、充電設備に関わるインフラ整備が十分でない地域で充電を要求する場合においても、良好な充電救済サービスを受けることができる。

また、当該充電システムのサービスに参画する複数の車両は、充電を必要とする充電要求車となる場合と、充電要求車に対して給電を行う給電可能車となる場合とがあり、充電救済センターと通信することによって、いつでも、いずれの立場にもなることができる。つまり、当該複数の車両は、充電側及び給電側の両方の立場になりうることで、ギブアンドテイク（相互扶助）の関係にある。

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る充電システムの構成図であり、充電救済センターとして機能するサーバー３と通信可能なエリアに存在する複数の車両のうち、ある車両から充電要求がなされるとともに、別の車両から給電可能情報が送信されたときの各部の関係を示している。図２は、充電救済時の給電実施車１Ａと充電要求車２の関係を示す図である。第１実施形態では電気自動車間で充電、給電を行う例を説明する。

電気自動車は、電力を用いて車両駆動用電動機を駆動することにより走行する車両である。この電気自動車は、強電用の電池、車両駆動用電動機であるモータ、インバータ、充放電器、及びＶ２Ｇアダプタ通信機を主体に構成されている。当該充電システムのサービスに参画する複数の車両は、給電可能車１と充電要求車２に大別され、図１に示すように、給電可能車１は充電要求車２に対して給電を行う側の車両であり、充電要求車２は、充電を必要とする側の車両である。

電池１０，２０は、複数の単電池が直列に接続された組電池で構成されている。個々の単電池としては、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等を用いることができる。

モータ１４，２４は、例えば、ロータとステータとを主体に構成されており、中性点を中心に星形結線された複数の相巻線がステータにそれぞれ巻回された永久磁石同期電動機である。モータ１４，２４は、供給された交流電力によりロータが回転することで動力を発生し、この動力を伝達することで車両の駆動輪を駆動する。

なお、ハイブリッド自動車の場合、モータは、電動機及び発電機の両機能を有する三相交流のモータジェネレータである。モータジェネレータの回転軸の一方の端部は、内燃機関の出力軸に直結されており、他方の端部は、変速装置を介して駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータは、電力変換および電力調整された電力が供給されると、回転数及び駆動トルクが制御されて、駆動輪に必要とされる駆動力を与える電動機として機能する。またモータジェネレータは、減速時において駆動輪からの駆動力によって回転駆動されると、交流の回生電力を発生する発電機として機能する。

インバータ１５，２５は、電池１０，２０からの直流電力を交流電力に変換し、この変換した交流電力をモータ１４，２４へ供給する。インバータ１５，２５の入力側は、強電系の電源ラインを介して電池１０，２０と接続され、その出力側は、モータ１４、２４の各相巻線に接続されている。インバータ１５，２５は、複数の半導体スイッチ、例えば、ＩＧＢＴ等のトランジスタといったスイッチング素子で構成されるインバータ回路を備え、個々の半導体スイッチのスイッチング動作が制御されることで電力変換を行う。インバータ１５，２５の入力側、具体的には、電池１０，２０とインバータ回路との間には、電池１０，２０からの電力を平滑化するためのコンデンサが並列に接続されている。

また、電気自動車は、強電用の電池１０，２０に加え、電池１０，２０よりも低電圧、例えば、１２Ｖのサブバッテリを備えている。このサブバッテリは、電気自動車に搭載された各種の電装品等に対する電源として機能する。サブバッテリは、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して電池１０，２０から給電されることにより、電力を充電することができる。また、電気自動車には、各種の負荷機器が搭載され、負荷機器は主にサブバッテリに蓄えられた電力を使用して駆動される。負荷機器は、空調装置、ナビゲーション装置、照明装置、電動パワーステアリングユニット、その他の補機類等である。

充放電器１１，２１は、電池１０，２０への充電及び外部への放電を制御する。充放電器１１，２１は、充電及び放電時に、電源ライン上に設けられた各種のリレーの開閉状態を制御する。充電要求車２の充放電器２１は、給電実施車１Ａの充放電器１１によって出力された直流電力の電圧量を調整して電池２０に充電するＤＣ−ＤＣ変換機能を備える。

充放電器１１，２１は、電流センサと電圧センサからの検出データに基づいて演算された電池１０，２０の残存電気量を取得する。残存電気量は、電気自動車のイグニッションスイッチがオンされている間、継続して演算される。充放電器１１，２１自身または、充放電器１１，２１と通信する電池ＥＣＵによって演算される。また電気自動車には、車両を統合的に制御する機能を担う車両統合ＥＣＵが搭載され、車両統合ＥＣＵは車両の走行に関する各種の処理を行う。車両統合ＥＣＵ６は、例えば、ＣＡＮ等の車内ＬＡＮを介して充放電器１１，２１等と接続されており、充放電器１１，２１及びＶ２Ｇアダプタ通信機１２，２２と通信することができる。

Ｖ２Ｇアダプタ通信機１２，２２（以下、通信機１２，２２ともいう。）は、車とグリッド（電力網）の間の電力のやり取りと、車と車との間の充電、給電、及び通信と、外部のネットワーク等との通信と、を可能にする装置である。充放電器１１，２１は、Ｖ２Ｇアダプタ通信機１２が外部の充電スタンドや、他の車から受信した各種情報に基づいて、充電及び放電を制御する。

通信機１２及び通信機２２は、データ通信モジュールを用いたデータ通信や携帯通信によって、外部のネットワークに接続される外部のサーバー３と無線通信することができる送受信装置である。他車からの充電を要求している充電要求車２の通信機２２は、基地局アンテナ、アクセスポイント等を介して、レスキュー依頼情報を外部のサーバー３に送信する。レスキュー依頼情報は、例えば、充電要求車２の運転者がナビゲーション装置の表示画面等を操作して、直接入力または選択することにより、自動または手動で決定され、当該決定された情報は、通信機２２のデータ通信機能によって、サーバー３に向けて迅速に送信される。充電要求車２が送信するレスキュー依頼情報は、車両の現在地、必要電力量、待機許容時間等である。

他車に対して給電できる給電可能車１の通信機２２は、基地局アンテナ、アクセスポイント等を介して、給電支援情報を外部のサーバー３に送信する。給電支援情報は、例えば、給電可能車１の運転者がナビゲーション装置の表示画面等を操作して、直接入力または選択することにより、自動または手動で決定され、当該決定された情報は、通信機１２のデータ通信機能によって、サーバー３に向けて迅速に送信される。給電支援情報は、車両の現在地、これから向かう目的予定地、給電可能な電力余剰量等である。

つまり、サーバー３は、送受信装置を有する多数の車両から充電及び給電に関する各種情報を受信し、給電可能車１に関する情報を受信し、充電要求車２に対して、レスキュー依頼情報にマッチングする給電可能車１の情報等を送信して、電力不足状態の解消につなげる充電救済サービスを提供する。サーバー３は、充電要求車２の通信機２２からから送られる充電に関する情報及び給電可能車１の通信機１２から送られる給電に関する情報を記録する記録装置と、各種の演算プログラムを有し充電救済サービスの制御を行う演算装置と、を備える。

図２は、充電救済時の給電実施車１Ａと充電要求車２の関係を示す図である。電気自動車は、電池１０，２０を充電するために、外部の急速充電器と接続可能な充電用コネクタ１３，２３を備えている。急速充電器は、電気自動車の充電用のインフラとして整備される設備の一つであり、例えば充電スタンドと呼ばれている。充電用コネクタ１３，２３に接触式のコネクタを介して急速充電器を接続することにより、電池１０，２０を短時間で充電することができる。急速充電器は、例えば、２００Ｖの３相交流を入力として、最大出力５０ｋＷの直流電力を出力し、数十分で電池１０，２０の約８０％まで充電可能な性能を有する。

充電用コネクタ１３，２３は、送電系コネクタと、通信系コネクタとで構成されている。送電系コネクタは、充電ライン、強電系の電源ラインにおいて電池１０，２０とインバータ１５，２５との間の分岐点から導出するラインの端部が接続されており、急速充電器の送電系コネクタが接続されることにより、急速充電器から電池１０，２０へと至る強電系の経路の一部を構成する。通信系コネクタは、弱電系の電源ラインおよび通信ラインを介して充放電器１１，２１と接続されており、急速充電器の通信系コネクタが接続されることにより、充放電器１１，２１と急速充電器との間で通信を行うための経路を構成する。

充電用コネクタ１３，２３は、急速充電器に対する充電用コネクタとして機能する他に、車両間で充電を行う際の充電用ケーブル４の接続用コネクタとしても機能する。このため、充放電器１１，２１は、電池１０，２０に対する充電時の動作モードとして、上記の急速充電器からの充電を行う通常モードと、車両間で充電を行う車両間充電モードとに切り替え可能に構成されている。充放電器１１，２１は、急速充電器との充電を認識した場合には、通常モードで動作する。この通常モードでは、充放電器１１，２１は、急速充電器からの指示に応じてリレーの開閉動作を実施する。充放電器１１，２１は、識別信号等を用いて車両間の充電を認識した場合には、車両間充電モードで動作する。この車両間充電モードでは、充放電器１１，２１は、急速充電器からの指示に応じてリレーの開閉動作を実施する。

充電用ケーブル４は、強電系の電源ケーブル、通信ケーブル、及び弱電系の電源ケーブルを備えるケーブルである。充電用ケーブル４の両端には、電気自動車の充電用コネクタ１３，２３と接続可能なコネクタ４ａがそれぞれ配設されている。なお、充電用ケーブル４は、電気自動車に予め搭載されている電装品の一つである。

次に、充電システムにおいて実施される充電救済サービスの制御について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、充電救済サービスの制御の処理手順を示すフローチャートである。図４は、充電救済サービスの制御におけるステップ５０の処理手順を示したフローチャートである。図３及び図４に示す充電救済サービスの制御は、サーバー３が主体となって実施する。

まず、ステップ１０で、充電要求車２からサーバー３に送信されてきた充電要求に関する情報（以下、レスキュー依頼情報ともいう。）を随時収集して記憶装置のデータベースに登録する。このレスキュー依頼情報は、充電要求車２の現在位置情報、必要とする充電量情報、充電開始までに待つことができる待機許容時刻情報、充電救済完了後に給電実施車１Ａに対して付与するインセンティブ情報である。インセンティブ情報は、例えば、何らかのサービスを受けたり買い物できたりする報酬ポイントをどれだけ与えるかの情報である。必要とする充電量は、例えば、最寄りの充電スタンドまで走行するために必要な電力量である。当該インセンティブは、例えば、充電救済サービスの利益を受ける充電要求車２、充電救済サービスを管理、運営する救済センターの一例であるサーバー３によって、付与される。

同様にステップ２０で、給電可能車１からサーバー３に送信されてきた給電実施に関する情報を随時収集して記憶装置のデータベースに登録する。この給電救済情報は、給電可能車１の現在位置情報、これから向かう目的予定地情報、給電できる余剰電力量情報、給電実施に費やしてもよい時間情報、迂回率の許容値情報、許容自由度情報、希望するインセンティブである。

余剰電力量は、例えば、現在の蓄電量から、給電実施後に目的予定地に到着するまでに使用する電力量を差し引いた値である。迂回率は、給電可能車１が現在地から、充電要求車２へ給電した後、目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離を、現在地から直接目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離で除算することによって算出する。許容自由度情報は、例えば、算出された照合率がいくら以上の場合に救済要請を受諾するかという情報である。

そして、ステップ３０で、レスキュー依頼情報に対してマッチングする給電救済情報があるか否かを判定する。

マッチングを判定するための照合項目は、例えば
（１）給電実施した場合の迂回率が許容値よりも小さいこと、
（２）給電可能車１の到着予定時刻が充電要求車２の待機許容時刻よりも早いこと、
（３）給電可能車１の余剰電力量が充電要求車２の必要充電量よりも大きいこと、
（４）給電可能車１側の希望するインセンティブを満たすこと、
である。

ステップ３０で、ＮＯと判定すると、ステップ１００に進み、充電要求車２に対して代替え救済サービス情報を送信する。代替え救済サービスは、例えば、給電専用車情報の提供、ＪＡＦ等の路上救済サービス業者の案内等である。他の一般車両からの充電救済サービスを受けられない状況でも、他に救済可能なサービスがある場合はこれを通知することで、充電要求車２の支援になりうるからである。なお、給電専用車情報は、給電専用車が充電要求車２の現在地に到着するのに要する時間、救済可能な給電専用車の台数等である。

サーバー３は、ステップ１００の後に、ステップ１１０で充電要求車２からの充電救済サービスの停止指令があるか否かを判定する。停止指令がない場合は、ステップ１０に戻り、停止指令がある場合は、本制御を終了する。

一方、ステップ３０でＹＥＳと判定すると、マッチングするデータが複数件あるか否かを判定する（ステップ４０）。マッチングするデータが１件の場合は、ステップ４０でＮＯと判定し、この１件を給電候補車として抽出し、ステップ６０に進む。ステップ４０で複数件あると判定すると、ステップ５０で、当該複数件の中から照最も高い照合率を示すデータを抽出する。なお、ステップ５０の具体的処理は、後述する。ステップ５０は、照合率の優先順位付けを行う優先順位判定のアルゴリズムでもある。

次にサーバー３は、ステップ６０で、抽出された給電候補車に対して、最終的に承諾するかどうかの確認を送信し、給電候補車の最終承諾がＯＫか否かを判定する。給電可能車１として充電救済センター（サーバー３）に登録した者が、実際に給電を実施できる状態にあるのか、確認するためである。登録後、諸事情の変化により、給電実施できない状況になることもありうるからである。ステップ６０で最終承諾がＯＫであると判定すると、充電要求車に関する種々の情報（固有管理番号、車両ナンバー、携帯電話番号等を含む）を送信するとともに、ステップ７０で充電要求車２に対して給電実施車１Ａに関する救済予定情報を送信して通知し、本制御を終了する。そして、給電実施車１Ａは、充電要求車２の現在位置、固有管理番号、車両ナンバー、携帯電話番号等を手掛かりに充電要求車２の所に向かう。充電要求車２は、給電実施車１Ａの到着を待ち、到着後、給電サービスを受ける。

ステップ６０で最終承諾がとれないと判定すると、サーバー３は、ステップ６２で、給電候補者に対して、最終承認確認の取り下げの通知を送信するとともに給電候補者リストから削除する処理を実行する。次に、ステップ３０で判定したマッチングするデータがまだ残っているか否かを判定する（ステップ６４）。残存するマッチングデータがある場合はステップ４０に戻り、ない場合はステップ１００に進み、以降の処理を実行する。

次に、ステップ５０（優先順位判定のアルゴリズム）の具体的処理手順を説明する。図４に示すように、サーバー３は、まずステップ５０１で第１段階として、充電要求車２の現在位置と同一のエリア内にいる給電可能車１に絞り込む処理を実行する。次にステップ５０２では、第２段階として、迂回率を用いた給電可能車１の絞り込み処理を実行する。このステップでは、給電可能車１の許容する迂回率の許容値が、給電を実施した場合に予測される実迂回率よりも大きくなる給電可能車１に絞り込む処理を実行する。

次にステップ５０３では、第３段階として、充電要求車２の待機許容時刻よりも充電要求車２の所に早く到着する給電可能車１に絞り込む処理を実行する。次にステップ５０４では、第４段階として、余剰電力量が充電要求車２の必要とする電力量よりも大きい給電可能車１に絞り込む処理を実行する。最後にステップ５０５では、第５段階として、絞り込まれたデータの中から、照合率を算出して、その数値の高い順に順位付けを行い、さらに、照合率の不一致データの削除を実行する。照合率の不一致に該当するデータは、例えば、算出された照合率が、予め定めた判定値未満、または上記の許容自由度情報に基づく判定値未満であるデータである。

（式１） 照合率＝迂回率の余裕度×時間の余裕度×電力量の余裕度
（式２） 迂回率の余裕度＝迂回率の逆数
（式３） 時間の余裕度＝（充電要求車の待機許容時刻−現在時刻）÷（給電可能車
の到着予定時刻−現在時刻）
（式４） 電力量の余裕度＝（給電可能車の余剰電力量）÷（必要電力量）
照合率は、上記の式１〜式４に定める演算式によって算出することができる。

次に、車両間の充電方法について説明する。まず、到着した給電実施車１Ａと充電要求車２を並べ、例えば、イグニッションスイッチをオフした状態で待機させる。このとき、各車両において、電源ライン上の各リレーはオフ状態にそれぞれ制御されている。次に、給電実施車１Ａの運転者等は、給電実施車１Ａの充電用コネクタ１３に対して充電用ケーブル４の一方のコネクタ４ａを嵌合するとともに、充電要求車２の充電用コネクタ２３に対して充電用ケーブル４の他方のコネクタ４ａを嵌合し、充電可能な状態に設定する。そして、当該運転者等が充電開始スイッチをオン操作することにより、車両間の充電が開始される。充電中は、通信機１２，２２によって送受信された必要電量等の充電に関する諸情報が、通信ケーブルを介して給電実施車１Ａ側に通信され、強電系の電源ケーブルを介して給電実施車１Ａから充電要求車２へ充電が行われ、当該必要電力量に達すると充電が終了する。

本実施形態の充電システムがもたらす作用効果について説明する。充電システムのサーバー３は、複数の車両１，２の通信機１２，２２からの充電及び放電に関する情報を受信し、複数の車両１，２のうち、充電を要求してきた充電要求車２と他の車両に対して給電可能である情報を送信してきた給電可能車１とを抽出する。サーバー３は、充電要求車２の充電要求に関する情報と給電可能車１の給電実施に関する情報とを照合して、給電可能車１の中から適合条件をみたす給電実施車１Ａを選定し、給電実施車１Ａに関する情報を充電要求車２に送信するとともに、給電実施車１Ａに対して、充電要求車２への給電が可能か否かの確認を実行する。

本実施形態の充電システムによれば、余剰電力を有し、かつ充放電機能を有する世の中の電気自動車はすべて給電実施車１Ａになることができる。このため、路上等で電力量が不足してトラブル状態にある充電要求車２に対して、より多くの充電救済機会を提供することができる。また、高価な給電専用車の配備や充電スタンドの配備が困難な地域に対しても、電気自動車ユーザーの相互扶助の精神に基づく安定的な充電救済サービスの提供を実現できる。さらに、給電専用車の出動機会が多く、給電待機状態が頻発するような状況に対しても有用なサービスとなりうる。したがって、本実施形態の充電システムによれば、電気自動車の普及を促進し、実効性のあるサービスを実現できる。

また、サーバー３は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車１について算出し、当該算出した照合率の中で最も高い車両を、給電実施車１Ａとして選定する。これによれば、充電要求車２からの情報と給電可能車１からの情報とのマッチング判定を照合率という概念を導入して実施することにより、実効性の高い給電実施車１Ａの選定を実現する。

また、サーバー３は、予め定めた演算式を用いて求める照合率を各給電可能車１について算出し、当該算出した照合率を順位付けし、当該順位付けの高い車両から順番に充電要求車２への給電が可能か否かの確認を実行する。これによれば、充電要求車２のユーザーにとって、信頼性、納得性の高い給電候補者の選定を提供できる。

また、サーバー３は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車１について算出し、当該算出した照合率のうち所定の値に満たない照合率に該当する給電可能車１の情報について、充電要求車２に送信する。これによれば、充電要求車２に対して、所定の照合率を満たさない給電可能車１であっても、充電要求車２に対して情報提供することで、多くの選択肢を提供することができるため、充電要求車２のユーザーにとって、安心感、納得性の高いサービスを提供できる。

また、照合率を求める演算式には、給電可能車１が現在地から、充電要求車２へ給電した後、目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離を、現在地から直接目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離で除算することによって算出される迂回率を用いる。これによれば、照合率という概念に迂回率を導入することにより、実効性の高い給電実施車１Ａの選定を行うことができる。

また、照合率を求める演算式には、給電可能車１が充電要求車２に対して給電できる余剰電力量を、充電要求車２が必要とする電力量で除算することによって算出される電力量余裕度を用いる。これによれば、照合率という概念に電力量余裕度を導入することにより、実効性の高い給電実施車１Ａの選定を実現できる。

また、サーバー３または充電要求車２は、充電要求車２への給電を完了した給電実施車１Ａに対して、報酬としてのポイントを付与する。これにより、給電可能車１に対して、相互扶助活動に参画しようとするインセンティブが働くため、給電可能車数が増加することが期待されて充電救済サービスが活発になり、充電システムの実効性を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、電気自動車の運転者５等が車両の電源をオフして離車している場合における「充電救済サービスの制御」に係る処理について、図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態に係る充電システムの構成図であり、充電要求発生時の各部の関係を示している。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、説明しない構成、及び制御は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下に第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図５に示すように、第２実施形態の充電システムにおいては、電気自動車の運転者５等が車両の電源をオフ（例えば、イグニッションスイッチをオフ）して、離車したときに、離車時の給電実施に関する情報（運行予定情報、余剰電力量等の給電救済情報）等を運転者５の携帯端末５０に送信する。つまり、電気自動車は、運転者５の所有する携帯端末５０に同期し、両者は当該情報を共有する。当該電気自動車は、通信機１２と情報通信するカーナビゲーション装置１６によって、車両に関する情報、給電支援情報、サーバー３からの「給電候補車への最終承諾確認（ステップ６０）」に対する回答等を送信する。具体的には、携帯端末５０は、車両運行予定情報を管理するアプリケーションソフトを使用して、電気自動車の所有する車両に関する最新情報を同期管理することができる。

給電候補車の所有者等の運転者５等が車両の電源をオフしているときは、運転者５による通信機１２を介したサーバー３への情報送信が不可能であり、また、「給電候補車への最終承諾確認（ステップ６０）」に対する、通信機１２を介した迅速な回答が不可能である。そこで、電気自動車の運転者５等は、車両降車時の車両に関する最新情報を、車両との同期により携帯端末５０で保持するようにでき、離車した後に、携帯端末５０から、サーバー３との間で給電救済に関する情報の通信を行うことができるようになる。

次に、第２実施形態の充電システムにおける充電救済サービスの制御について説明する。この充電救済サービスの制御は、大筋、図３に示すフローチャートと同様であるが、一部、具体的処理が異なるステップがある。以下、第１実施形態と処理の異なるステップについて説明する。

サーバー３は、図３のステップ２０に対応する処理において、記憶装置のデータベースに登録する給電救済情報として、上記第１実施形態に記載の情報に加え、離車している運転者５等が車両に戻り、給電実施に向かうために移動開始する移動開始予定時刻を登録する。つまり、当該運転者５等は、サーバー３に対して移動開始予定時刻を給電救済情報の一つとして送信する。

また、サーバー３は、図３のステップ３０に対応する判定処理において、上記第１実施形態に記載の「マッチングを判定するための照合項目（２）が下記の（２Ａ）のように変更される。
（２Ａ）給電可能車１の移動開始予定時刻から推測される到着予定時刻が、充電要求車２の待機許容時刻よりも早いこと、である。

以上の第２実施形態によれば、電気自動車の運転者５等が車両の電源をオフして車両から離れて不在になった場合に、給電可能車１であることをサーバー３に迅速に情報提供することや、サーバー３からの回答要求に対して迅速な回答をすることを、運転者５等が所有する携帯端末５０を用いて実施することができる。これにより、充電システムの円滑な利用が図れ、充電救済サービスを有効に活用できるシチュエーションを増やすことができる。

例えば、給電候補車がサーバー３からの最終救済確認実施後に、諸事情により救済不可または救済遅延となる場合には、運転者５は携帯端末５０によって、サーバー３に対して迅速に状況をアップすることができる。そして、サーバー３は、充電救済サービスを実行するために、再度のマッチング処理等により必要な処理を迅速に実行することができる。また、充電要求車２は、給電実施車１Ａから何の連絡もなく、到着予定時刻になっても到着しない場合には、サーバー３に対して、状況確認の要求を送信し、サーバー３は、給電候補車側から携帯端末５０によって送信された救済不可または救済遅延の状況を充電要求車２に対して、迅速に回答することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、充電要求車２がアクセスポイントの検出不可能なエリアで電力不足になり、サーバー３にアクセスできない場合における「充電救済サービスの制御」に係る処理について、図６を参照して説明する。図６は第３実施形態に係る充電システムの構成図であり、サーバー３との通信が不調の場合に行われる各部の関係を示している。第３実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、説明しない構成、及び制御は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下に第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図６に示すように、第３実施形態の充電システムにおいて、電気自動車のＶ２Ｇアダプタ通信機１２Ａ，２２Ａは、通信基地局またはアクセスポイントを経由せずとも、通信機同士で通信可能なダイレクト通信機能を有する。そして、Ｖ２Ｇアダプタ通信機１２Ａ，２２Ａは、サーバー３との通信が不調または不能の場合には、ダイレクト通信機能を使用して他の車両の通信機と通信し、レスキュー依頼情報と給電救済情報とを共有する。

山間部、僻地等では、アクセスポイントの整備や通信状態が十分でなく、電気自動車とアクセスポイント経由したサーバー３との通信が不調である場合がある。そこで、電気自動車のＶ２Ｇアダプタ通信機１２Ａ，２２Ａは、通信端末同士のダイレクト通信機能（例えば、３Ｇ／Ｄ２Ｄ通信、Ｗｉ−Ｆｉ／Ｄｉｒｅｃｔ等）を使用して、サーバー３を経由しないで、電波の届く範囲にある車両同士で直接通信を行う。さらに、Ｖ２Ｇアダプタ通信機１２Ａ，２２Ａは、上記の第１実施形態で記載した、ステップ３０の「マッチング判定」、ステップ５０及び図４の「優先順位判定のアルゴリズム」を実施するためのソフトを有する。したがって、Ｖ２Ｇアダプタ通信機１２Ａ，２２Ａは、それ自身でサーバー３と同様のマッチング、給電候補車の決定機能を果たすことができるようになっている。

第３実施形態では、電力不足に陥った車両が一定間隔で発信するディスカバリ信号（ビーコン信号）を給電車両側が検知し応答することで相互通信が始まり、充電要求車の「レスキュー依頼信号」に、給電可能車が「充電支援応答信号」を返すことで、充電救済センターのサーバー３が介在している場合と同等のマッチングサービスを提供できる。

以上の第３実施形態によれば、充電要求車２がアクセスポイントの検出できないエリアで電力量不足に陥った場合に、ダイレクト通信機能を有する通信機２２Ａによって給電可能車１の通信機１２Ａと直接通信することができる。これにより、充電要求車２がサーバー３にアクセス不能なエリアにある場合であっても、他車から充電救済サービスを受けることができるので、充電救済サービスを有効に活用できるシチュエーションが増えることになり、充電システムの実効性が向上する。

また、第３実施形態の充電システムによれば、サーバー３やこれに関わるインフラがダウンしている状況でも、充電要求車２の救済活動を実施できるため、例えば、地震、台風、豪雪等の災害等によるアクシデントに強いシステムを提供することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態〜３実施形態の充電システムにおいて適用でき、通常の充電スタンドとの充電通信と、緊急時の車両対車両のＶ２Ｖ通信に切り替え制御するアルゴリズムについて、図７にしたがって説明する。この充電救済サービスの制御は、充電要求車２が主体となって実施する。まず、充電要求車２は、ステップ１で、ＳＤＰ（SECC Discover Protocol）通信の発行処理を実行する。つまり、充電要求車２は、Ｖ２Ｇアダプタ通信機２２Ａによって、一定間隔でＳＤＰ通信を発信し、ＳＥＣＣ（充電スタンドの通信機）を発見する通信を行う。

次に充電要求車２は、ステップ２では、充電スタンドの通信機からの応答信号があるか否かを判定する。ステップ２で応答信号を確認したと判定すると、ステップ２Ａに進み、充電要求車２が充電スタンドの通信機と通信する通常のＶ２Ｇ通信モード（充電スタンドとの通常の充電通信モード）に移行する。そして、充電要求車２が充電スタンドから給電サービスを受けるために、通常のＶ２Ｇ通信モードが行われる。

充電要求車２は、ステップ２で応答信号を確認できないと判定すると、ステップ３で通信バス上を数秒間〜数十秒間ウォッチする処理を実行する。そして、ステップ４で、自局以外のＳＤＰ通信が検出されたか否かを判定する。

ステップ４で自局以外からのＳＤＰ通信が検出されたと判定すると、充電要求車２が他の車両と通信する緊急時のＶ２Ｖ通信モードが開始された可能性が高くなり、正常な通信応答が継続した場合には、次にステップ４Ａに進み、当該緊急のＶ２Ｖ通信モードに移行する。そして、充電要求車２が他の給電可能車１から給電救済サービスを受けるために、緊急時のＶ２Ｖ通信モードが行われる。

このように第４実施形態に係る充電救済サービスの制御では、Ｖ２Ｇアダプタ通信機２２Ａが、通常時に充電スタンドの通信機と通信を行うが、緊急時には、車対車の通信モードに切り替わるアルゴリズムを構成している。換言すれば、充電要求車２は、ＳＥＣＣ検出するディスカバリ信号を発信して正常な応答信号が得られない場合には、他車からの応答信号にウォッチする。充電要求車２は、他車の応答信号が得られれば、レスキュー依頼情報を送信し、給電可能車１からの給電救済情報を受信する。これにより、車対車の通信を実施することができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

上記実施形態では、ステップ５０５において、先のステップ５０１〜ステップ５０４によって絞り込まれたデータの中から、さらに照合率の算出による順位付けを実施しているが、本発明はこのような形態に限定するものではない。例えば、先のステップ５０１〜ステップ５０４による絞り込みから漏れたデータであっても、照合率の算出による順位付けを実施して、給電候補車として検討するようにしてもよい。

また、上記実施形態記載のステップ５０５において、照合率不一致か否かを判定する判定値に届かず、給電候補車がゼロになった場合は、マッチングしないデータの中から、給電候補車リストを作成して充電要求車２に送信するサービスを提供してもよい。これにより、充電要求車２は、救済サービルを受けられる可能性はどの程度あるのかを判断することができる。例えば、充電要求車２は、修正したレスキュー依頼情報を再度サーバー３に送信して救済を受ける可能性を拡大したり、路上救済サービス業者を早期段階で呼ぶ必要があるか否かの判断をしたりすることできる。したがって、充電システムは、充電要求車２にとって、有効な参考情報を提供することができる。

１…給電可能車（複数の車両）
１Ａ…給電実施車
２…充電要求車（複数の車両）
３…サーバー（充電救済センター）
５…運転者（車両の運転者）
１０，２０…電池
１１，１２…充放電器
１２，１２Ａ，２２，２２Ａ…Ｖ２Ｇアダプタ通信機、通信機（送受信装置）
５０…携帯端末

Claims (9)

1. 電池（１０，２０）に充電するとともに、前記電池に蓄えられた電力を外部に対して放電する充放電器（１１，２１）、及び外部と無線通信する送受信装置（１２，１２Ａ，２２，２２Ａ）を有する複数の車両（１，２）と、
   前記複数の車両の前記送受信装置からの充電及び放電に関する情報を受信し、前記複数の車両のうち、充電を要求してきた充電要求車（２）と他の車両に対して給電可能である情報を送信してきた給電可能車（１）とを抽出する充電救済センター（３）と、を具備する充電システムであって、
   前記充電救済センターは、現在の位置情報を含む前記充電要求車の充電要求に関する情報と現在の位置情報を含む前記給電可能車の給電実施に関する情報とを照合して、前記給電可能車の中から適合条件をみたす給電実施車（１Ａ）を選定し、当該給電実施車に関する情報を前記充電要求車に送信するとともに、前記給電実施車に対して、前記充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行し、
   前記給電可能車の運転者（５）が当該車両の電源をオフしたときに、当該車両は、前記電源オフ時の給電実施に関する情報を前記運転者の携帯端末（５０）に送信し、
   前記他の車両に対して給電可能である情報は、当該携帯端末から前記充電救済センターに送信されることを特徴とする充電システム。
2. 電池（１０，２０）に充電するとともに、前記電池に蓄えられた電力を外部に対して放電する充放電器（１１，２１）、及び外部と無線通信する送受信装置（１２，１２Ａ，２２，２２Ａ）を有する複数の車両（１，２）と、
   前記複数の車両の前記送受信装置からの充電及び放電に関する情報を受信し、前記複数の車両のうち、充電を要求してきた充電要求車（２）と他の車両に対して給電可能である情報を送信してきた給電可能車（１）とを抽出する充電救済センター（３）と、を具備する充電システムであって、
   前記充電救済センターは、現在の位置情報を含む前記充電要求車の充電要求に関する情報と現在の位置情報を含む前記給電可能車の給電実施に関する情報とを照合して、前記給電可能車の中から適合条件をみたす給電実施車（１Ａ）を選定し、当該給電実施車に関する情報を前記充電要求車に送信するとともに、前記給電実施車に対して、前記充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行し、
   前記給電可能車の運転者（５）が当該車両の電源をオフしたときに、当該車両は、前記電源オフ時の給電実施に関する情報と前記充電救済センターから送信された情報とを前記運転者の携帯端末（５０）に送信し、
   前記充電要求車への給電が可能か否かの確認に対する前記充電救済センターへの回答は、当該携帯端末から前記充電救済センターに送信されることを特徴とする充電システム。
3. 前記充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率の中で最も高い車両を、前記給電実施車として選定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電システム。
4. 前記充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率を順位付けし、当該順位付けの高い車両から順番に前記充電要求車への給電が可能か否かの確認を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電システム。
5. 前記充電救済センター（３）は、予め定めた演算式を用いて求められる照合率を各給電可能車について算出し、当該算出した照合率のうち所定の値に満たない照合率に該当する前記給電可能車の情報について、前記充電要求車に送信することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電システム。
6. 前記照合率を求める演算式には、前記給電可能車が現在地から、前記充電要求車へ給電した後、目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離を、現在地から直接目的予定地まで走行する場合に走行する走行距離で除算することによって算出される迂回率を用いることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の充電システム。
7. 前記照合率を求める演算式には、前記給電可能車が前記充電要求車に対して給電できる余剰電力量を、前記充電要求車が必要とする電力量で除算することによって算出される電力量余裕度を用いることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の充電システム。
8. 前記車両の送受信装置（１２Ａ，２２Ａ）は、通信基地局またはアクセスポイントを経由せずとも、通信機同士で通信可能なダイレクト通信機能を有し、
   前記送受信装置（１２Ａ，２２Ａ）は、前記充電救済センターとの通信が不調または不能の場合には、前記ダイレクト通信機能を使用して他の車両と通信し、前記充電要求に関する情報と前記給電実施に関する情報とを共有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の充電システム。
9. 前記充電救済センター（３）は、前記充電要求車への給電を完了した前記給電実施車（１Ａ）に対して、報酬としてのポイントを付与することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の充電システム。

Images