JP5744811B2 - 電気自動車の充電装置、それを含む電気自動車の充電システム、及び電気自動車の充電方法 - Google Patents

電気自動車の充電装置、それを含む電気自動車の充電システム、及び電気自動車の充電方法 Download PDF

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Description

本発明は自動車（又は電気自動車）の充電装置に関するものであり、より詳しくは、周期的に電力量を課金サーバに送信して単位時間別の課金を具現する電気自動車の充電装置に関するものである。
数百年間主なエネルギ源であった石油エネルギが枯渇されつつあり、石油エネルギの消費による大気汚染、大気変化によって代替エネルギ源に対する研究が活発になっている。既にいくつかの分野では石油エネルギ源ではない風力、水力、太陽エネルギなどの代替エネルギ源が商用化されており、自動車分野でもそれに対する市場先占のために代替エネルギ源を燃料として使用する自動車に対する研究が盛んに進行している。完璧な代替エネルギ源ではないが、このような傾向によって電気をエネルギ源として消費する電気自動車が開発され、商用化を目前にしている。
電気自動車の商用化に伴って、電気自動車の充電装置又は充電設備に対する需要も増加すると考えられる。電気自動車の充電装置又は充電設備に対する新たな問題があるが、それは従来の揮発油で走行する自動車とは異なって、その燃料の注入、つまり充電に要する時間が相対的に長いということである。例えば、自動車に揮発油を入れるために給油所に行って給油する場合、数十秒乃至数分間の給油が完了すると運転者は現金又はカードで料金を払うことができる。しかし、電気自動車の場合、バッテリの充電時間が数十分乃至数時間程度であるため、充電時間の間に運転者が車両と共に充電装置又は充電設備に待機している可能性は少なく、充電に対していかなる課金方式を適用すべきかが問題となっている。
従って、従来の電気自動車の充電装置又は充電設備に対する新たな課金方式を適用した充電装置又は充電システムが必要である。
本発明は、従来技術による問題点を解消するための新たな課金方式を適用した電気自動車の充電装置又はそれを含む充電システムを提案する。
本発明の一実施例による電気自動車を充電するための充電装置が開示される。前記充電装置は、前記電気自動車に対する認証情報を受信する充電認証部、前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を計算した結果である電力量情報を生成する電力量計測部、及び前記認証情報を認証サーバに送信し、前記電力量情報を課金サーバに送信する通信部を含む。
前記電力量情報は、前記電気自動車の充電のために消耗された電力量、前記電気自動車の充電が行われた時間情報を含んでもよい。前記時間情報は、前記電気自動車の充電のための電力使用が開始された時刻情報、前記電力使用が終了された時刻情報のうち少なくとも一つを含んでもよい。前記通信部は、単位時間ごとに周期的に前記電力量情報を前記課金サーバに送信し得る。
また、前記通信部が第１電力量情報を前記課金サーバに送信すると、前記電力量計測部が新たな第２電力量情報を生成することができ、前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含んでもよい。
また、前記通信部が第１電力量情報を前記課金サーバに送信すると、前記電力量計測部が新たな第２電力量情報を生成することができ、前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車から上位レベルの電力網に提供された電力量を含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車から前記上位レベルの電力網に提供された電力量を含んでもよい。
前記認証情報は、前記電気自動車のＩＤ、前記充電装置の使用者のＩＤのうち少なくとも一つを含んでもよい。
本発明の一実施例による電気自動車を充電する方法は、前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を計算して電力量情報を生成するステップ、及び前記電力量情報を課金サーバに送信するステップを含む。
また、前記電気自動車に対する認証情報を受信するステップ、及び前記認証情報を認証サーバに送信するステップを更に含んでもよい。
本発明の一実施例によって電気自動車を充電する充電システムは、前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を計算した結果である電力量情報を生成する充電装置、及び前記充電装置から送信された前記電力量情報に対応して充電金額を決定する課金サーバを含む。
前記充電装置は、単位時間ごとに生成した前記電力量情報を前記課金サーバに送信し得る。
前記充電装置は、第１電力量情報を前記課金サーバに送信すると新たな第２電力量情報を生成することができ、前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含んでもよい。
また、前記充電システムは、前記充電装置から送信された認証情報を受信し、認証を行った後、前記充電装置に認証結果を送信する認証サーバを更に含んでもよい。
本発明の一実施例による電気自動車の充電装置は、課金表を使用せずに単位時間別充放電電力量のみを計算又は計測し、電気自動車の充電を連続的に進行させ得る。
また、本発明の一実施例による電気自動車の充電装置を使用する場合、全体の充電インフラにおいて各部分の役割が容易に区分され得る。そして、充電インフラを運営する際、充電装置が課金表を有する必要がなく、充電の際、充電した電力量のみを上位に送信する単純な電気自動車の充電装置の役割のみを果たせばよいため、それによる充電課金に対する充電装置別検証作業を必要としない。
本発明の一実施例による電気自動車の充電装置を示すブロック図である。 本発明の一実施例による電気自動車の充電方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の更に他の実施例による電気自動車の充電方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例による電気自動車の充電システムにおける充電動作工程を示すフローチャートである。
以下で説明される本発明の実施例は単に例示的なものであり、本発明の範囲を制限するか縮めるためのものではない。また、該当技術分野に属する通常の知識を持つ者であれば、このような実施例が本発明の思想又は範囲を逸脱せずに変更、変形、修正され得るということを認識できるはずである。また、本明細書で使用された表現「含む」は排他的な意味ではなく、他の技術的構成を包括し得る意味で使用されている。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の一実施例による電気自動車の充電装置を示すブロック図である。
本発明の一実施例による充電装置１００は、使用者又は電気自動車の認証のために使用者又は電気自動車に対する認証情報を受信する充電認証部１１０、電気自動車の充電のために消耗された電力量情報を生成する電力量計測部１３０、及び使用者又は電気自動車に対する認証情報を認証サーバに送信し、充電に対する課金のために電力量情報を上位レベルの課金サーバに送信する通信部１２０を含んでもよい。
充電認証部１１０は電気自動車を充電するために電気自動車又は使用者（運転者）の身元を識別するためのものであり、電気自動車を充電する際、最初に行われる認証作業のためのものである。例えば、電気自動車又は使用者の身元を識別するための認証情報は、電気自動車のＩＤ又は使用者のＩＤであってもよい。
充電認証部１１０は電気自動車又は使用者が認可された電気自動車又は認可された使用者であるのかを確認することができ、それを介して該当電気自動車又は該当使用者が充電装置又は充電設備を使用し得るように認証することができる。そのような認証作業は、電気自動車又は使用者の充電認可有無の確認のための用途だけでなく、後に充電装置使用料金に対する課金のための用途として利用されてもよい。
充電認証部１１０は電気自動車又は使用者に与えられたＲＦＩＤカードなどから送信された電気自動車又は使用者の認証に関する情報を受信し、それを認証サーバなどに送信して認証手続を行うことができる。
電力量計測部１３０は、電気自動車又は使用者の認証が完了した後、電気自動車のバッテリの充電を行う場合、消耗された電力量を計測又は計算するためのものである。消耗された電力量の計測方式は本発明において特に限られず、例えば、従来技術による積算電力量計と類似した方式を利用してもよい。
また、電力量計測部１３０は、後述する課金方式に関して一定時間の間の消費電力量を計算又は計測して電力量情報を生成し得る。電力量情報は、消費電力量、電力使用期間（開始／終了時間）などを含んでもよい。
一定時間の間における消費電力量を計算又は計測することは、消費電力量を周期的に計算し、それを分離してそれぞれ別途の電力量情報を生成することを意味する。例えば、時間Ｔ＝Ｔ１における消費電力量（即ち、Ｔ０〜Ｔ１の間の消費電力量、以下では第１電力量とする）に対する電力量情報を生成し、時間Ｔ＝Ｔ２における消費電力量（即ち、Ｔ１〜Ｔ２の間の消費電力量、以下では第２電力量とする）に対する電力量情報を生成し得る。
このように生成された電力量情報を後述する通信部を介して上位レベルに存在するサーバである課金サーバ２００に送信し得る。
言い換えると、従来技術のように一つの充電作業に消費された電力量を続けて累積してそれを課金するのではなく、一つの充電作業に消費された電力量を複数個（ｎ個）に分割して課金し得る。このような課金方式は、電気自動車の充電装置が別途に課金のために課金表（又は課金データ表）を上位レベルの課金サーバからダウンロードして課金額を決定する必要がなく、複数に分割された消費電力量情報を逐次的に上位レベルの課金サーバに送信し、複数に分割された消費電力量情報それぞれに対する課金額を課金サーバで策定し得るようにする。策定された課金額は、認証された使用者又は電気自動車の名義者に一定周期ごとに一回ずつ（例えば、１ヵ月に一回、後払い方式で）請求され得る。
このような課金方式は、課金サーバで単位時間の間の課金額を計算するため、電気自動車の充電装置と電気自動車間の連結が一時的に解除されるか充電作業が再開されても課金額の計算を容易に行うことができる。また、課金額の決定を上位レベルの課金サーバで行うため、電気自動車の充電装置１００自体が課金額を計算する必要がない。また、電気自動車の充電装置の製造、生産、普及又は配給などのために事前に行われる課金額決定に対する充電装置の検証手続を必要としない。
このような課金方式を利用すると、各電気自動車の使用者は充電装置又は充電設備で電気自動車の充電作業を行い、また充電作業の途中にいつでも充電を中断し、料金決済なしに目的地に移動することができる。
通信部１２０は、上述した充電認証部１１０が使用者又は電気自動車の認証に関する情報を認証サーバに送信し得る。また、認証が完了した後の電気自動車の充電に対する課金のために電力量情報を上位レベルの課金サーバに送信し得る。
上述したように、充電に対する電力量情報が一定時間ごとに、単位時間ごとに又は周期的に生成され得るため、それを送信する通信部１２０も電力量情報を一定時間ごとに、単位時間ごとに又は周期的に送信し得る。
以下では図２及び図３を参照し、本発明の実施例による電気自動車の充電方法を説明する。図２及び図３では、説明の便宜上、使用者又は電気自動車の認証に対する動作は省略して説明する。従って、図２及び図３は電気自動車の充電装置１００と課金サーバ２００のみを図示する。
図２は、本発明の一実施例による電気自動車の充電方法を説明するためのフローチャートである。
図２は、本発明の一実施例による電気自動車の充電装置の充電動作を示している。電気自動車の充電装置１００は認証が完了した後（図示せず）、充電を開始し得る（Ｓ１０）。その後、充電が完了し（Ｓ２０）、電気自動車の充電装置１００は充電に消費された電力使用量を計算し得る（Ｓ３０）。
電力料金は揮発油や軽油などの油の料金とは異なって、時間、使用量などによる差等料金制が存在する。従って、揮発油又は軽油の給油とは異なって、電気自動車の充電に対する電力使用料金の計算は充電が完了した後に可能である。
電気自動車の充電装置１００が電気自動車の充電のための電力使用量を計算した後、計算された電力使用量情報を課金サーバ２００に送信し得る。電力使用量情報を受信した課金サーバ２００は、使用者又は電気自動車の認証情報と電力使用量情報による課金データ表（課金表）を電気自動車の充電装置１００に送信し得る。
課金データ表を受信した電気自動車の充電装置１００は、受信された課金データ表に基づいて課金額を決定し得る（Ｓ４０）。また、その課金額に関する情報を課金サーバ２００に送信し、使用者又は電気自動車のＩＤと共に管理し得る。
図２に示した充電動作をまとめると、電気自動車の充電装置１００が電力使用量を計測又は計算し、また直接課金サーバから課金データ表をダウンロードして課金額を決定し得る。
図３は、本発明の更に他の実施例による電気自動車の充電方法を説明するためのフローチャートである。
図３は、本発明の更に他の実施例による電気自動車の充電装置の充電動作を示している。認証が完了した後（図示せず）、電気自動車の充電装置１００は充電を開始し得る（Ｓ１１）。充電を開始した後、電気自動車の充電装置１００はＴ＝Ｔ１に電気自動車の充電のために消費された電力使用量である第１電力量を計算又は計測し、第１電力量などを含む第１電力量情報を生成し得る（Ｓ２１）。電気自動車の充電装置１００は、Ｔ＝Ｔ１で生成された第１電力量情報を課金サーバ２００に送信し得る。第１電力量情報を受信した課金サーバ２００は、課金データ表（課金表）などを参照してＴ＝Ｔ１における（Ｔ０〜Ｔ１の間）電力使用量を計算、決定し得る（Ｓ３１）。
また、電気自動車の充電装置１００はＴ＝Ｔ２に電気自動車の充電のために消費された電力使用量である第２電力量を計算又は計測し、第２電力量などを含む第２電力量情報を生成し得る（Ｓ２３）。このように、電気自動の車充電装置１００は単位時間（例えば、Ｔ２−Ｔ１）ごとに電力使用量などを含むそれぞれの電力量情報を生成し、課金サーバ２００に送信し得る。また、課金サーバ２００は単位時間ごとにそれぞれの課金額を計算、決定し得る。
次に、電気自動車の充電作業が完了するか他のいずれかの理由から充電コネクタが電気自動車から分離されると、充電作業は完了し得る（Ｓ４１）。
このように、電気自動車の充電装置１００が一つの電気自動車の充電を行いながら電力量情報を単位時間ごとに又は周期的に課金サーバ２００に送信し、それによって課金サーバ２００が充電に消費された電力量に対する課金額を単位時間ごとに又は周期的に精算することで、電気自動車の充電装置１００は課金額を決定するための工程を行う必要がなく、それによって電気自動車の充電装置１００の製造、精算、納品などのための検証作業が簡単になり得る。また、従来技術では充電作業が全て完了した後から課金額を精算する方式に比べ、充電作業の途中に発生し得る各種エラーや事故から課金作業が安定的に行われ得る。そして、電気自動車の充電装置１００が課金サーバ２００から課金データ表をダウンロードする必要もなく、充電作業の工程が簡単になり得る。
図４は、本発明の一実施例による電気自動車の充電システムの動作を示すフローチャートである。
電気自動車の充電装置１００は、使用者（又は運転者）から認証情報を入力され得る（Ｓ１００）。この作業は、使用者が電気自動車の充電装置に具備された充電認証部１１０にＲＦＩＤカードなどを含む身元確認用ＩＤカードを当てるか、電気自動車に付着されたスマートカード又はＲＦＩＤカードなどのような手段を充電認証部１１０が別途のアンテナ（図示せず）を介して認識して行われ得る。電気自動車の充電装置１００は入力された認証情報を課金サーバ２００を介して認証サーバ３００に送信することができるが、それに限らない。
認証サーバ３００は認証情報を処理して認証作業を行い得る（Ｓ２００）。認証作業は使用者又は電気自動車のＩＤが認可された使用者又は電気自動車であるのかを確認し、また課金のための情報としても利用され得る。例えば、認証された使用者又は電気自動車に充電に消費された電力量に対する料金を請求し得る。
認証が完了すると、認証サーバ３００は課金サーバ２００を介して電気自動車の充電装置１００に認証確認メッセージを送信することができるが、それに限らない。それによって、電気自動車の充電装置１００は充電を開始し得る（Ｓ１１０）。
充電が進行することによって、電気自動車の充電装置１００は単位時間ごとに、又は周期的に充電に消費された電力使用量を計測又は計算して電力量情報を生成し（Ｓ２１０）、それを課金サーバ２００に送信し得る。電力使用量情報を受信した課金サーバ２００は単位時間ごとに、又は周期的に充電に消費された電力使用量による使用金額に対する課金を行い得る（Ｓ３１０）。
このように、単位時間ごとに（又は周期的に）電力使用量の計測及びそれに対する課金が行われ得る。一方、単位時間ごとに（又は周期的に）電力使用量を計測して課金することは、計測又は計算時間の間の使用量のみを対象とすることであり、累積又は累算しない。従って、１度の電気自動車の充電に対してｎ回の単位時間が所要された場合、ｎ回の計算又は計測、そして課金が行われ得る。言い換えると、従来は１度の電気自動車の充電に対しては１回の計算又は計測、そして課金が行われていたが、本発明の一実施例では単位時間ごとに計算又は計測、そして課金が行われ得る。
充電が完了すると、電気自動の車充電装置１００は充電が完了したことを確認することができ（Ｓ４１０）、それを課金サーバ２００又は認証サーバ３００に送信し得る。
一方、図１乃至図３では電気自動車の充電作業に対してのみ説明したが、上述した充電のみならず電気自動車から上位レベルの電力網への電力移動も可能である。言い換えると、電気自動車から上位レベルの電力網に電力が提供され得る。
これは、スマートグリッド（ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ）を構成することに当たって、電力負荷を管理するために充電中の電気自動車からスマートグリッド（電力網）へと電力量を提供し得るということを意味する。そのような場合にも本発明の一実施例による電気自動車の充電装置又は充電システムを適用すると、電気自動車からスマートグリッドに提供された電力量を課金サーバ２００で差し引くと容易に課金を決定することができるはずである。
以上、本発明の実施例を説明したが、該当技術分野に属する通常の知識を持つ者であれば、このような実施例は本発明を限定するものでなく単に例示的なものであるということを認識できるはずであり、本発明の範囲又は思想を逸脱することなく変形、修正などが可能であるということを認識できるはずである。
１１０ 充電認証部
１２０ 通信部
１３０ 電力量計測部
２００ 課金サーバ
３００ 認証サーバ

Claims (14)

  1. 電気自動車を充電するための充電装置において、
    使用者又は電気自動車に対する認証情報を受信する充電認証部と、
    単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量及び充電が行われた時間情報を含む電力量情報を生成する電力量計測部と、
    前記使用者又は電気自動車に対する認証情報を認証サーバに送信し、前記充電に対する課金をするために、前記電力量情報を前記単位時間毎に前記電力量情報に対応する充電金額を決めるための上位レベルの課金サーバに送信し、前記課金サーバから課金額についての情報を受信する通信部と、を含み、
    前記課金額は、前記電気自動車が上位レベルの電力網に提供した電力量が差し引かれた金額であり、
    前記単位時間は、前記電気自動車を充電する時間より短いことを特徴とする充電装置。
  2. 前記通信部が第１電力量情報を前記課金サーバに送信すると、前記電力量計測部が新たな第２電力量情報を生成し、
    前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量を含む、
    請求項１に記載の充電装置。
  3. 前記通信部が第１電力量情報を前記課金サーバに送信すると、前記電力量計測部が新たな第２電力量情報を生成し、
    前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車から上位レベルの電力網に提供された電力量を含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車から前記上位レベルの電力網に提供された電力量を含む、
    請求項１に記載の充電装置。
  4. 前記電気自動車の充電が行われた時間情報は、前記電気自動車の充電のための電力使用が開始された時刻情報、前記電力使用が終了された時刻情報のうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の充電装置。
  5. 前記認証情報は、前記電気自動車のＩＤ、前記充電装置の使用者のＩＤのうち少なくとも一つを含む、
    請求項１に記載の充電装置。
  6. 電気自動車を充電する方法において、
    単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量及び充電が行われた時間情報を含む電力量情報を生成するステップと、
    前記充電に対する課金をするために、前記電力量情報を前記単位時間毎に前記電力量情報に対応する充電金額を決めるための上位レベルの課金サーバに送信するステップと、を含み、
    前記課金額は、前記電気自動車が上位レベルの電力網に提供した電力量が差し引かれた金額であり、
    前記単位時間は、前記電気自動車を充電する時間より短いことを特徴とする充電方法。
  7. 前記電力量情報を生成するステップは、第１電力量情報が前記課金サーバに送信されると第２電力量情報を生成するステップに該当し、
    前記第１電力量情報は、第１単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量、前記第１単位時間の間に前記電気自動車から上位レベルの電力網に提供された電力量のうち少なくとも一つを含み、前記第２電力量情報は、第２単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量、前記第２単位時間の間に前記電気自動車から前記上位レベルの電力網に提供された電力量のうち少なくとも一つを含む、
    請求項６に記載の充電方法。
  8. 前記電気自動車に対する認証情報を受信するステップと、
    前記認証情報を認証サーバに送信するステップと、を更に含む、
    請求項６に記載の充電方法。
  9. 前記認証情報は、前記電気自動車のＩＤ、前記電気自動車を充電する使用者のＩＤのうち少なくとも一つを含む、
    請求項８に記載の充電方法。
  10. 前記電力量情報は、前記電気自動車の充電のために消耗された電力量、前記電気自動車の充電が行われた時間情報を含む、
    請求項７のいずれか一項に記載の充電方法。
  11. 前記電気自動車の充電が行われた時間情報は、前記電気自動車の充電のための電力使用が開始された時刻情報、前記電力使用が終了された時刻情報のうち少なくとも一つを含む、
    請求項１０に記載の充電方法。
  12. 電気自動車を充電するシステムにおいて、
    単位時間の間に前記電気自動車の充電のために消耗された電力量及び充電が行われた時間情報を含む電力量情報を生成し、前記電力量情報を前記単位時間毎に上位レベルの課金サーバに送信する充電装置と、
    前記充電装置から前記単位時間毎に送信された前記電力量情報に対応して充電金額を決定する課金サーバと、を含み、
    前記課金サーバで決定される充電金額は、前記電気自動車が上位レベルの電力網に提供した電力量が差し引かれた金額であり、
    前記単位時間は、前記電気自動車を充電する時間より短いことを特徴とする充電システム。
  13. 前記充電装置から送信された認証情報を受信し、認証を行った後、前記充電装置に認証結果を送信する認証サーバを更に含む、
    請求項１２に記載の充電システム。
  14. 前記認証情報は、前記電気自動車のＩＤ、前記充電装置の使用者のＩＤのうち少なくとも一つを含む、
    請求項１３に記載の充電システム。
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