JP6629203B2

JP6629203B2 - 電気またはハイブリッド車両の再充電管理のためのシステム

Info

Publication number: JP6629203B2
Application number: JP2016536245A
Authority: JP
Inventors: アイモ・ボート、マルコ; ベルナルディーニ、アレッサンドロ; ベルトロット、クリスチャン
Original assignee: イベコエスピーエー
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: CN105980195A; EP3077245A1; BR112016012597B1; ES2786300T3; BR112016012597A8; WO2015083080A1; AU2014358752A1; CN105980195B; EP3077245B1; ITMI20132006A1; JP2017501669A; BR112016012597A2; AU2014358752B2

Description

本発明は、電気またはハイブリッド車両の再充電を管理するためのシステムの分野に関係する。

技術規格ＩＥＣ６２１９６−１、６２１９６−２、および、６１８５１は、車両と再充電ステーションとの間の相互運用性を保証するために、電気またはハイブリッド車両の再充電仕様の規格化の分野における基準となる規格である。

ＩＥＣ６１８５１−１規格は、電気車両の外部電力系統（external power grid）との相互接続の４つのモードを規定する。

モード３は、パブリック再充電ステーションのための欧州における基準モードである。それは、以下を規定する。
−ステーション自身にコントロールユニットを与えられた専用の再充電ステーション（コラム）を用いた低速または急速再充電
−車両またはソケットのいずれにも恒久的に取付けられないケーブル
−上記コントロールユニットを介して再充電ステーションに恒久的に実装される制御と保護機能
−ケーブルを介して、車両と再充電ステーションの制御ユニットとの間で確立される相互通信
モード３の再充電が可能であるために、コネクタは、少なくとも、三相（３Ｆ）、ニュートラル（Ｎ）、アース（ＰＥ）、近接ピン、パイロットピンとも呼ばれるコントロールピンの７つのピンを持たなければならない。

近接ピンは、予め定められた値の抵抗（Ｒｃ）を介してアース導線に接続される。

簡便化のため、そのような抵抗は、近接抵抗（proximity resistance）と示される
電子ユニット（Vehicle Management Unitの語句から、ＶＭＵ）が車両に搭載され、電子ユニットは、電流を送るためにケーブル自身の容量についてのケーブル性能を認識し、そのような抵抗の値を測定することができる。ＩＥＣ６１８５１−１規格は、１３ＡがＲＣ＝１．５ｋΩに対応し、２０Ａ −＞がＲＣ＝６８０Ωに対応し、３２Ａ −＞がＲｃ＝２２０Ωに対応し、７０ＡがＲｃ＝１００Ωに対応することを規定する。

他方、コントロールピンは、車両に搭載され、再充電ステーションに搭載されたコントロールユニットとの通信を可能とする、専用の再充電制御ユニット（Recharge Control Unitの語句の頭字語であるＲＣＵ）の通信を可能とする。電子制御ユニットＲＣＵとＶＭＵは、車両ネットワークＣＡＮを介してお互いに通信する。他にもある中で、ユニットＶＭＵは、再充電が車両によって完了されず、または、中止されないまでケーブルが切り離されないように、ケーブルの認識と、ソケットとそれぞれのプラグとの連結とを管理する。ユニットＲＣＵは、コントロールピンを介して、再充電ステーションのアースシステムへの正しい接続を確かめ、再充電ステーションにより供給され得る最大電流を再充電ステーションと取り決め、次に、車両バッテリチャージャを制御する。モード３で機能するために設計された車両は、必然的に、再充電モード３を実装する再充電ステーションと通信しなければならない。

これは、同じ車両が、プライベートセクタにおいても再充電されるために、好適な再充電ステーションと通信する必要があることを意味する。

しかし、車の集団、特に、数十または数百の車両の集団の場合に、更なる管理コストを必要とする。

従って、本発明の目的は、上記規格に準拠するが、同時に、特別な再充電ステーションの設置無しで、特定のプライベートセクタにおいても、車両バッテリの再充電を可能にすることができる、電気またはハイブリッド車両の再充電を管理するためのシステムを提案することである。

本発明のベースにあるアイデアは、ユニットＲＣＵの機能の実行に関係なく、ユニットＶＣＵが車両バッテリを再充電できることである。

これは、前記近接ピンを介して、上述の近接抵抗の値を読むことを基にして可能にされる。

言い換えれば、抵抗ＲｃがＩＥＣ規格によって既に予め定められた値に比較して新たな所定の値を有する場合、ユニットＲＣＵが非動作にされる場合でさえ、または、ユニットＲＣＵが、対応する電子ユニットとの通信の試みに続いて、ネガティブな結果、または、再充電ステーションによって供給される電力のゼロ（null）値を報告した場合でさえ、ユニットＶＭＵは車両バッテリチャージャの起動に進むことができる。

従って、本発明の恩恵で、電力系統への接続ケーブルが近接抵抗Ｒｃの新たな更に予め定められた値を有しているとするなら、適切な再充電ステーションがない場合でさえ、車両を再充電することが可能である。

更に、本解決策は、車両を短時間で使用することを不可能にする、それが無ければ電力不足になるであろう、または、ある時間期間の後に完全に動作不能になるであろう、幾つかのタイプの車両バッテリを活性化温度に保つために必要とされる電気を供給することの問題を解決する。

ユニットＶＭＵとＲＣＵとの間の機能の分割が例示のみであることに価値はなく、従って、単一のコントロールユニットまたは複数のコントロールユニットがＩＥＣ規格への準拠において上記された機能を実行すると仮定して、プロセスの結果を無視するか、または、幾つかのプロセスの実行を禁止することのコンセプトは、上述したように、ＲＣＵによって実行される動作の結果を無視することに等価であり、または、その非動作化に等価である。従って、これ以降、特定のデバイスに言及するのではなく、言及は、１つまたはそれより多くの車両プロセッシングユニットにおいて実装可能である、論理ブロックＶＭＵとＲＣＵに対してなされる。

従って、そのような新たに予め定められた抵抗値は、ＩＥＣ規格によって標準化されたものとは異なるＶＭＵの機能を可能にするだけでなく、同時に、電気を送るために、ケーブル自身の容量についてのケーブル性能を示し続ける。

例えば、３ｋΩの値は、３２Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、三相タイプのプライベートプライベート電力系統への接続を示し得る。例を続けると、６ｋΩの値は、１６Ａの最大供給可能電流をもった単相タイプのプライベート電力系統への接続を示し得、９ｋΩの値は、１０Ａの最大供給可能電流をもった単相の民生電力系統への接続を示し得る。

ここで示された抵抗値は例としてのみである。

本発明の目的は、請求項１に従った、電気またはハイブリッド車両の再充電を管理するためのシステムである。

本発明の他の目的は、電気またはハイブリッド車両の再充電を管理するためのシステムの機能の方法である。

本発明の他の目的は、上記ＩＥＣ６１８５１−１規格によって規定された上記値とは異なる近接抵抗を有する再充電ケーブルである。

本発明の更なる目的は、上記再充電管理システムを備えた車両である。

請求項は、本発明の好ましい実施形態を記載し、本記載のなくてはならない部分を形成する。

本発明の更なる目的や利点は、それの例示の実施形態（および、それの変形例）の以下の詳細な記載、および、単なる例示であり非限定的である添付の図面から明瞭になる。

図１は、既知の技術に従った、電気またはハイブリッド車両の公共再充電ステーションへの相互接続図を示す。図２は、本発明に従った、車両の論理機能とタイプ２または３のプラグ（即ち、ＩＥＣ６１８５１−２規格に準拠）との間の相互接続を概略的に示す。図３は、本発明に従った、修正された上記論理機能に関するブロック図を示す。

詳細な説明

図において、同じ参照番号や文字は、同じエレメントまたはコンポーネントを特定する。

先行技術の図１は、バッテリの再充電の対象にされるべく、再充電ステーションＲＳに機械的および電気的に接続するプラグＰＳを与えられた第１の端部と電気またはハイブリッド車両ＨＥＶに機械的および電気的に接続するプラグＰＶを与えられた第２の端部とを有するケーブルＣａに接続される、再充電ステーションＲＳを示す。

図２は、上述のように、機能モード３に従った公共再充電ステーション上に設けられた各自のプロセッシングユニットＲＳＵと通信するタスクを有する論理ブロックＲＣＵを示す。

他方、論理ブロックＶＭＡは、近接抵抗Ｒｅの読み込みを介してケーブルの性能特性を確認することと、再充電動作の間、車両のサイドプラグ／ソケットの結合を確認することのタスクを有する。更に、ＲＣＵによって取り決められた供給電流値に基づいて、それは、車両上のバッテリチャージャＡＣ／ＤＣを制御する。バッテリチャージャは、利用可能な電力系統が単相である場合に、ピン３Ｆの１つからとニュートラルからの電力信号を取得し、利用可能な電力系統が三相の場合には、ピン３Ｆの全てからとニュートラルからの電力信号を取得する。

ＲＣＵ、ＶＭＵ、および、ＡＣ／ＤＣ間の通信は、車両ネットワークＣＡＮを介してなされる。

本発明に従って、論理ブロックＶＭＡが、ＩＥＣ６１８５１−１規格によって規定されたものとは異なる近接抵抗値Ｒｃを検出した場合、論理ブロックＲＣＵの機能は禁止され、または、その機能が依然として可動であれば、関連した処理の結果は無視される。

図３は、本発明に従った電気またはハイブリッド車両の再充電を管理するためのシステムの機能の方法を示す。

ステップ１において、車両へのケーブル接続が起こり、ステップ２において、近接抵抗値Ｒｃが測定され、ステップ１０において、当該値がＩＥＣ６１８５１−１規格によって予め定められた値のリストに属さない場合、その時（ＮＯ）、次がステップ５、即ち、ケーブル特性のみの関数としてバッテリの再充電電流の、バッテリチャージャにとっての、最大値の設定になる。

他方、近接抵抗値ＲｃがＩＥＣ６１８５１−１規格によって予め定められた値のリストに属している場合、その時、ステップ３において、論理ブロックＲＣＵが可動にされ、ステップ４において、論理ブロックＲＣＵが、ステーションによって与えることが可能な最大電流を取り決めるために、再充電ステーション上のプロセッシングユニットに問いかけ、ステップ５において、ＲＣＵは、ＶＭＵに取り決められた最大電流を送り、ＶＭＵは、そのように取り決められた値に、および、ケーブルの性能特性に従って、バッテリチャージャの機能を設定する。

バッテリチャージャのために設定される電流値は、ケーブル容量と再充電ステーションによって与えられることができる電力との間の小さい方であることが明らかである。従って、本発明に従った電気ケーブルは、第１の端部において従来の５極タイプの、即ち、３Ｆ＋Ｎ＋ＰＥをもった、単相または三相プラグを有し、他方、第２の端部においてＩＥＣ６１８５１−２規格によって規定された、タイプ２および／またはタイプ３の、７ピンを有したプラグを与えられ、その中では、パイロットピンが絶縁され、近接ピンが、ＩＥＣ６１８５１−１規格によって予め定められたものとは異なる、所与の値の近接抵抗Ｒｃによってアース導体ＰＥに接続される。

本発明は、このプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、方法の１つまたはそれより多くのステップを実装するためのコーディング手段を備えるコンピュータプログラムによって有利に実装され得る。従って、保護の範囲は、前記コンピュータプログラムに及び、更に、記録されたメッセージを備えるコンピュータ読出し可能な手段に及び、前記コンピュータ読出し可能な手段は、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるときに、方法の１つまたはそれより多くのステップを実装するためのプログラムコーディング手段を備える。記載された、限定でない例の実施形態の変形例が、この技術に技量を有する人にとって均等な実施形態の全てを備えて、本発明の保護の範囲から逸脱しないで可能である。

上記記載から、この技術に技量を有する人は、何らかの更なる構成の詳細を持ち込むことなく、本発明の目的を実装することができる。異なる好ましい実施形態に示された要素や特徴は、本願の保護の範囲から逸脱することなく組み合され得る。先行技術の記載において書かれたことは、詳細な説明の中で特に除かれていない限り、本発明の必要な部分を形成して、本発明の特徴と組み合わせて考慮されなければならない。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
電気またはハイブリッド車両（ＨＥＶ）の再充電を管理するシステムであって、
−再充電ケーブル（Ｃａ）の性能特性を示す、前記再充電ケーブル（Ｃａ）の近接抵抗（Ｒｃ）の値を測定するための第１の手段（ＶＣＵ）と、
−再充電ステーション（ＲＳ）と再充電電流の値を取り決めるための第２の手段（ＲＣＵ）と、
−前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性に、および、取り決められた前記再充電電流に基づいて、前記第１の手段（ＶＣＵ）によって制御されるバッテリチャージャ（ＡＣ／ＤＣ）と、
を備え、
前記第１の手段（ＶＣＵ）は、前記近接抵抗の値が値の第１の組に属する少なくとも１つの所与の値をとる場合、前記第２の手段の機能を禁止するか、または、前記第２の手段の処理を無視するよう適合される、
システム。
［Ｃ２］
前記近接抵抗の値が、ＩＥＣ６１８５１規格自身によって規定された値の第２の所与の組に属する値と一致する場合、前記ＩＥＣ６１８５１規格によって規定されたモード３に従って動作するよう適合され、ここにおいて、前記第１と第２の組の交差は空／無である、［Ｃ１］に記載のシステム。
［Ｃ３］
近接抵抗の前記所与の値は、前記再充電ケーブルの前記性能特性に、および、各自の電力系統の特性に関連付けられる、［Ｃ１］または［Ｃ２］のいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ４］
前記少なくとも１つの所与の近接抵抗の値は、
−３２Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、三相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１６Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１０Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、１０Ａ単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、
に関連付けられる、［Ｃ３］に記載のシステム。
［Ｃ５］
−再充電ケーブル（Ｃａ）の性能特性を示す前記再充電ケーブル（Ｃａ）の近接抵抗（Ｒｃ）の値を測定するための第１の手段（ＶＣＵ）と、
−再充電ステーションと再充電電流の値を取り決めるための第２の手段（ＲＣＵ）と、
−前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性に、および、前記再充電電流の値に基づいて、前記第１の手段（ＶＣＵ）によって制御されるバッテリチャージャ（ＡＣ／ＤＣ）と、
を備える電気またはハイブリッド車両（ＨＥＶ）の再充電を管理するためのシステムの機能の方法であって、
前記方法は、
前記近接抵抗の値が値の第１の組に属する少なくとも１つの所与の値をとる場合、前記第２の手段の機能を禁止するか、または、前記第２の手段の処理を無視するステップを備える、方法。
［Ｃ６］
前記システムは、前記近接抵抗の値が、ＩＥＣ６１８５１規格自身によって規定された値の第２の所与の組に属する値と一致する場合、前記ＩＥＣ６１８５１規格によって規定されたモード３に準拠し、ここにおいて、前記第１と第２の組の交差は空／無である、［Ｃ５］に記載の方法。
［Ｃ７］
近接抵抗の前記所与の値は、前記再充電ケーブルの前記性能特性に、および、各自の電力系統の特性に関連付けられる、［Ｃ５］または［Ｃ６］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ８］
前記少なくとも１つの所与の近接抵抗の値は、
−３２Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、三相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１６Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１０Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、１０Ａ単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、
に関連付けられる、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ９］
（ステップ２）前記近接抵抗の値の測定をすることと、
（ステップ１０）当該値が６１８５１−１規格の予め定められた値のリストに属さない（ＮＯ）の場合、(ステップ５）前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性のみの関数として再充電電流の最大値を設定することと、
そうでなく、前記近接抵抗（Ｒｃ）の値が前記６１８５１-１規格の前記予め定められた値に属する場合、
（ステップ３および４）前記再充電ステーションによって供給可能な最大電流の取り決めと、
（ステップ５）取り決められた前記最大電流の、および、前記再充電ケーブルの性能特性の関数として再充電電流を設定することと、
のステップを備える、［Ｃ５］乃至［Ｃ８］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１０］
［Ｃ１］乃至［Ｃ４］のいずれか一項の記載に従った再充電を管理するためのシステムを備えた、ハイブリッドまたは電気車両（ＨＥＶ）。
［Ｃ１１］
コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されたとき、［Ｃ５］乃至［Ｃ９］のいずれか一項のステップ全てを実行するよう適合されたプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム。
［Ｃ１２］
記録されたプログラムを備えるコンピュータ読出し可能な手段であって、
前記コンピュータ読出し可能な手段は、前記プログラムがコンピュータ上で実行されたとき、［Ｃ５］乃至［Ｃ９］のいずれか一項に従ったステップを実行するよう適合されたプログラムコード手段を備える、コンピュータ読出し可能な手段。

Claims

電気またはハイブリッドの車両（ＨＥＶ）の再充電を管理するシステムであって、
−再充電ケーブル（Ｃａ）の性能特性を示す、前記再充電ケーブル（Ｃａ）の近接抵抗（Ｒｃ）の値を測定するための第１の手段（ＶＭＵ）と、
−再充電ステーション（ＲＳ）により供給され得る最大電流の値を、前記再充電ステーション（ＲＳ）とのやり取りを介して得るための第２の手段（ＲＣＵ）と、
−前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性に、および、得られた前記最大電流の値に基づいて、前記第１の手段（ＶＭＵ）によって制御されるバッテリチャージャ（ＡＣ／ＤＣ）と、
を備え、
前記第１の手段（ＶＭＵ）は、
前記再充電ケーブル（Ｃａ）の測定された前記近接抵抗の値が、ＩＥＣ６１８５１−１規格の予め定められた値のリストに属さない値の第１の組に属する少なくとも１つの所与の値をとる場合、前記第２の手段の機能を禁止するか、または、前記第２の手段の処理を無視し、前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性のみの関数として再充電電流の最大値を設定し、
前記再充電ケーブル（Ｃａ）の測定された前記近接抵抗（Ｒｃ）の値が前記ＩＥＣ６１８５１−１規格の前記予め定められた値のリストに属する場合、前記再充電ステーションにより供給され得る最大電流の、および、前記再充電ケーブル（Ｃａ）の性能特性の関数として再充電電流を設定する
よう適合される、
システム。
前記近接抵抗の値が、ＩＥＣ６１８５１規格自身によって規定された値の第２の所与の組に属する値と一致する場合、前記ＩＥＣ６１８５１規格によって規定されたモード３に従って動作するよう適合され、ここにおいて、前記第１の組は、前記第２の所与の組とは異なる、請求項１に記載のシステム。
近接抵抗の前記第１の組に属する少なくとも１つの前記所与の値は、前記再充電ケーブルの前記性能特性に、および、各自の電力系統の特性に関連付けられる、請求項１または２のいずれか一項に記載のシステム。
近接抵抗の前記第１の組に属する少なくとも１つの前記所与の値は、
−３２Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、三相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１６Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１０Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、１０Ａ単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、
に関連付けられる、請求項３に記載のシステム。
−再充電ケーブル（Ｃａ）の性能特性を示す前記再充電ケーブル（Ｃａ）の近接抵抗（Ｒｃ）の値を測定するための第１の手段（ＶＭＵ）と、
−再充電ステーションにより供給され得る最大電流の値を、前記再充電ステーション（ＲＳ）とのやり取りを介して得るための第２の手段（ＲＣＵ）と、
−前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性に、および、前記最大電流の値に基づいて、前記第１の手段（ＶＭＵ）によって制御されるバッテリチャージャ（ＡＣ／ＤＣ）と、
を備える電気またはハイブリッドの車両（ＨＥＶ）の再充電を管理するためのシステムを機能させる方法であって、
前記方法は、前記第1の手段（ＶＭＵ）に、
前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記近接抵抗（Ｒｃ）の値を測定させ、
前記再充電ケーブル（Ｃａ）の測定された前記近接抵抗（Ｒｃ）の値が、ＩＥＣ６１８５１−１規格の予め定められた値のリストに属さない値の第１の組に属する少なくとも１つの所与の値をとる場合、前記第２の手段の機能を禁止させるか、または、前記第２の手段の処理を無視させ、前記再充電ケーブル（Ｃａ）の前記性能特性のみの関数として再充電電流の最大値を設定させ、
前記再充電ケーブル（Ｃａ）の測定された前記近接抵抗（Ｒｃ）の値が前記ＩＥＣ６１８５１−１規格の前記予め定められた値のリストに属する場合、前記再充電ステーションにより供給され得る最大電流の、および、前記再充電ケーブルの前記性能特性の関数として再充電電流を設定させる、
方法。
前記システムは、前記近接抵抗の値が、ＩＥＣ６１８５１規格自身によって規定された値の第２の所与の組に属する値と一致する場合、前記ＩＥＣ６１８５１規格によって規定されたモード３に準拠し、ここにおいて、前記第１の組は、前記第２の所与の組とは異なる、請求項５に記載の方法。
近接抵抗の前記第１の組に属する少なくとも１つの前記所与の値は、前記再充電ケーブルの前記性能特性に、および、各自の電力系統の特性に関連付けられる、請求項５または６のいずれか一項に記載の方法。
近接抵抗の前記第１の組に属する少なくとも１つの前記所与の値は、
−３２Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、三相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１６Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、および／または、
−１０Ａの最大供給可能電流をもった、再充電ステーション無しの、１０Ａ単相タイプのプライベート電力系統への前記車両（ＨＥＶ）の接続、
に関連付けられる、請求項７に記載の方法。
請求項１乃至４項のいずれか一項に記載のシステムを備えた、ハイブリッドまたは電気車両（ＨＥＶ）。
コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されたとき、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するよう適合されたプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム。
記録されたプログラムを備えるコンピュータ読出し可能な手段であって、
前記コンピュータ読出し可能な手段は、前記プログラムがコンピュータ上で実行されたとき、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するよう適合されたプログラムコード手段を備える、コンピュータ読出し可能な手段。