JP6662265B2 - サーバ - Google Patents

Description

本発明は、サーバに関し、特に、公共の充電スタンドから供給される電力を用いて車載の蓄電装置を充電可能な車両及び充電スタンドの双方と通信するように構成されたサーバに関する。

特開２０１４−７８２４９号公報（特許文献１）は、車載の蓄電装置を充電するための充電設備を開示する。この充電設備は、公共のコインパーキングに設置される。このコインパーキングのユーザは、精算時に充電料金と駐車料金との両方を支払う。駐車料金は、車両の駐車時間に応じて課金される。蓄電装置の充電を行なうためにコインパーキングを利用するユーザは、充電が完了するまで車両を駐車することになる。したがって、このパーキングにおいては、充電時間が長くなるほどユーザが支払う料金が高くなる。よって、このパーキングにおいては、充電料金として実質的には時間課金制が採用されているといえる。

特開２０１４−７８２４９号公報

蓄電装置の温度が所定レベルよりも高くなると、蓄電装置の劣化が進行する。したがって、たとえば、蓄電装置の温度が所定温度以上であるときは、蓄電装置を冷却してから充電を開始するという充電制御方法を採用することが考えられる。このような充電制御方法が採用されると、蓄電装置の劣化の進行を抑制することができる一方、充電が完了するまでに要する時間は長くなる。

公共の充電スタンドにおける課金体系としては、上記特許文献１における時間課金制の他に、たとえば蓄電装置の充電電力量に応じて課金される従量課金制も考えられる。従量課金制が採用されている充電スタンドにおいては、充電開始前に蓄電装置を冷却したとしても充電電力量がほとんど変わらないため、充電料金は高くならない。

しかしながら、時間課金制が採用されている充電スタンドにおいては、蓄電装置を冷却してから充電を開始する場合、充電が完了するまでに要する時間が長くなるため、充電料金は高くなる。すなわち、車両における蓄電装置の最適な充電制御方法は充電スタンドの課金体系に応じて異なる。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、充電スタンドの課金体系に適した充電制御方法を車両に提供可能なサーバを提供することである。

本発明に従うサーバは、公共の充電スタンドから供給される電力を用いて車載の蓄電装置を充電可能な車両及び充電スタンドの双方と通信するように構成されている。サーバは、通信装置と、制御装置とを備える。通信装置は、充電スタンドから課金体系に関する情報を受信するとともに、車両から蓄電装置に関する情報を受信するように構成されている。制御装置は、課金体系に関する情報及び蓄電装置に関する情報に従って車両における蓄電装置の充電制御方法を決定する。制御装置は、決定された充電制御方法を示す情報を車両に送信するように通信装置を制御する。

このサーバにおいては、公共の充電スタンドにおける課金体系、及び、車載の蓄電装置の状態を考慮することによって、車両における蓄電装置の最適な充電制御方法が決定され、決定された充電制御方法を示す情報が車両に送信される。したがって、このサーバによれば、充電スタンドの課金体系に適した充電制御方法を車両に提供することができる。

この発明によれば、充電スタンドの課金体系に適した充電制御方法を車両に提供可能なサーバを提供することができる。

充電システムの概略を説明するための図である。 充電スタンドの概略構成を示す図である。 車両の概略構成を示す図である。 サーバの概略構成を示す図である。 蓄電装置の温度が第１の所定温度以上である場合に、どのような充電制御方法が選択されるかの一例を説明するための図である。 蓄電装置の温度が第１の所定温度未満である場合に、どのような充電制御方法が選択されるかの一例を説明するための図である。 蓄電装置の最適な充電制御方法を決定するために、充電スタンド、車両、及び、サーバの各々で実行される処理手順を説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［充電システムの構成］
図１は、本実施の形態に従うサーバが適用される充電システムの概略を説明するための図である。図１を参照して、充電システム１は、充電スタンド１０と、車両２０と、サーバ３０とを備える。

充電スタンド１０は、系統電源（不図示）から供給された電力に基づいて生成される電力を車両２０等に供給する給電装置である。充電スタンド１０は、公共の場所（ガソリンスタンド、コンビニエンスストア等）に設置されている。車両２０のユーザは、充電スタンド１０において予め定められている課金体系に従って充電スタンド１０を利用することができる。すなわち、充電スタンド１０の利用は有料である。車両２０は、蓄電装置（不図示）を含む電動車両である。車両２０に搭載される蓄電装置は、たとえば、充電スタンド１０から供給される電力によって充電される。サーバ３０は、充電スタンド１０及び車両２０と通信するように構成されている。

図２は、充電スタンドの概略構成を示す図である。図２を参照して、充電スタンド１０には、充電ケーブル１２が接続されている。充電ケーブル１２は、車両２０に接続される。充電スタンド１０は、系統電源４０から供給される電力に基づいて生成された電力を、充電ケーブル１２を介して車両２０に供給する。充電スタンド１０は、通信装置１６と、制御装置１９とを含む。

通信装置１６は、サーバ３０と通信するように構成されている。通信装置１６は、たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信規格や、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠した通信モジュールで構成されている。

制御装置１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、及び、入出力インターフェイス等（いずれも不図示）を含む。制御装置１９は、各センサからの信号及びメモリに記憶された情報に基づいて充電スタンド１０の各種機能を実現する。

制御装置１９は、たとえば、車両２０への電力供給の完了後、予め定められた課金体系に従って充電料金を算出し、算出された充電料金の支払いを車両２０のユーザに促すための処理（モニタへの画像表示等）を実行する。課金体系には、たとえば、「時間課金制」と「従量課金制」とが存在する。時間課金制は充電に要した時間に応じて課金する課金体系であり、従量課金制は充電電力量に応じて課金する課金体系である。なお、時間課金制における「充電に要した時間」は、たとえば、充電ケーブル１２が車両２０に接続されると計測が開始される。したがって、「充電に要した時間」には、後述の充電前冷却に要する時間も含まれる。

充電スタンド１０の課金体系が時間課金制である場合には、制御装置１９は、車両２０への電力供給に要する時間（充電前冷却に要する時間も含む。）を計測し、計測された時間に従って充電料金を算出する。一方、充電スタンド１０の課金体系が従量課金制である場合には、制御装置１９は、車両２０への電力供給量をカウントし、電力供給量に従って充電料金を算出する。なお、充電スタンド１０の課金体系を示す情報は、たとえば、制御装置１９の内部メモリに記憶されている。

図３は、車両の概略構成を示す図である。図３を参照して、車両２０は、充電インレット２２と、充電器２４と、蓄電装置２５と、センサユニット２６と、駆動装置２７と、通信装置２１と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）２９とを含む。

充電インレット２２は、充電ケーブル１２が接続されるように構成されている。充電インレット２２に充電ケーブル１２が接続された状態で、充電スタンド１０から車両２０へ電力が供給される。

充電器２４は、充電スタンド１０から供給される電力を蓄電装置２５の電圧レベルに変換して蓄電装置２５へ出力する。充電器２４は、たとえば整流器を含む。

蓄電装置２５は、充電器２４からの入力電力を蓄える。蓄電装置２５に蓄えられた電力は、駆動装置２７に出力される。蓄電装置２５は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等を含んで構成されている。

センサユニット２６は、電圧センサ、電流センサ及び温度センサを含む。電圧センサ、電流センサ及び温度センサは、蓄電装置２５の電圧、電流及び温度をそれぞれ検知する。検知結果は、ＥＣＵ２９に出力される。

温調システム２８は、冷媒回路を含み、冷媒を用いて車室内の空調（冷房又は暖房）を行なうことが可能であるとともに、共通の冷媒を用いて蓄電装置２５を冷却することが可能に構成されている。温調システム２８は、たとえば、後述の充電前冷却に用いられる。

駆動装置２７は、駆動輪（不図示）を駆動して車両２０が走行するための駆動力を発生する。特に図示しないが、駆動装置２７は、蓄電装置２５から電力の供給を受けるコンバータやインバータ等を含む。

通信装置２１は、サーバ３０と通信するように構成されている。通信装置２１は、たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ等の通信規格や、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格に準拠した通信モジュールで構成されている。

ＥＣＵ２９は、ＣＰＵ、メモリ、及び、入出力インターフェイス等（いずれも不図示）を含む。ＥＣＵ２９は、各センサからの信号及びメモリに記憶された情報に基づいて車両２０の各種機能を実現する。ＥＣＵ２９は、たとえば、センサユニット２６から取得された蓄電装置２５の各種情報（電圧値、電流値等）を用いることによって、蓄電装置２５のＳＯＣ（State Of Charge）を算出することができる。

図４は、サーバの概略構成を示す図である。図４を参照して、サーバ３０は、通信装置３２と、制御装置３６とを含む。

通信装置３２は、車両２０及び充電スタンド１０と通信するように構成されている。通信装置３２は、たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ等の通信規格や、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格や、イーサネット（登録商標）等の有線ＬＡＮ規格に準拠した通信モジュールで構成されている。

制御装置３６は、ＣＰＵ、メモリ、及び、入出力インターフェイス等（いずれも不図示）を含む。制御装置３６は、通信装置３２を介して受信した情報、及び、メモリに記憶された情報に基づいてサーバ３０の各種機能を実現する。

制御装置３６は、たとえば、充電スタンド１０の課金体系を考慮することによって、車両２０に含まれる蓄電装置２５の充電制御方法を決定する。制御装置３６によって決定された充電制御方法を示す情報は、通信装置３２を介して車両２０に送信される。車両２０においては、受信された情報に従って蓄電装置２５の充電制御が実行される。どのような状況において、どのような充電制御方法が選択されるかについて、次に詳しく説明する。

［最適な充電制御方法の決定］
車両２０に含まれる蓄電装置２５の温度が所定レベルよりも高くなると、蓄電装置２５の劣化が進行する。したがって、たとえば、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度以上であるときは、蓄電装置２５を冷却してから充電を開始することによって、蓄電装置２５の劣化の進行を抑制することができる。第１の所定温度は、たとえば、蓄電装置２５の冷却を行なうことなく蓄電装置２５の充電を行なった場合に、蓄電装置２５の温度が上記の所定レベルを上回る可能性が高い温度である。なお、充電を開始する前に蓄電装置２５を冷却する処理を「充電前冷却」とも称する。充電前冷却は、たとえば温調システム２８を用いて行なわれる。

また、たとえば、充電中に蓄電装置２５の温度が第２の所定温度以上となった場合に、充電電力を抑制することによって、蓄電装置２５の温度上昇が抑制され、その結果、蓄電装置２５の劣化の進行を抑制することができる。第２の所定温度は、たとえば、充電電力を抑制することなく蓄電装置２５の充電を継続した場合に、蓄電装置２５の温度が上記の所定レベルを上回る可能性が高い温度である。なお、蓄電装置２５の温度が第２の所定温度以上となった場合に、充電電力を抑制する処理を「高温時充電抑制」とも称する。

充電スタンド１０の課金体系として従量課金制が採用されている場合には、充電前冷却及び高温時充電抑制のいずれが行なわれたとしても、充電完了時における蓄電装置２５の充電電力量はほとんど変わらないため、充電料金は高くならない。

しかしながら、充電スタンド１０の課金体系として時間課金制が採用されている場合には、充電前冷却及び高温時充電抑制のいずれが行なわれたとしても、充電完了に要する時間（充電前冷却及び高温時充電抑制に要する時間を含む。）が長くなるため、充電料金は高くなる。

このように、充電スタンド１０の課金体系に応じて、蓄電装置２５の最適な充電制御方法は異なる。すなわち、たとえば、充電スタンド１０の課金体系として従量課金制が採用されている場合には、蓄電装置２５の劣化抑制の観点から充電前冷却及び高温時充電抑制を行なう充電制御方法が用いられることが望ましい。一方、たとえば、充電スタンド１０の課金体系として時間課金制が採用されている場合には、充電料金の抑制を重視するユーザにとっては、充電前冷却及び高温時充電抑制を行なわない充電制御方法が用いられることが望ましい。

そこで、本実施の形態に従うサーバ３０において、制御装置３６は、充電スタンド１０から受信された課金体系に関する情報、及び、車両２０から受信された蓄電装置２５に関する情報（センサユニット２６の検知結果、ＳＯＣ等）に従って車両２０における蓄電装置２５の充電制御方法を決定する。そして、決定された充電制御方法を示す情報は、通信装置３２を介して車両２０に送信される。車両２０においては、受信された充電制御方法を示す情報に従って蓄電装置２５の充電が行なわれる。したがって、このサーバ３０によれば、車両２０において蓄電装置２５の最適な充電制御方法が用いられるようにすることができる。

図５は、蓄電装置の温度（充電開始前における温度）が第１の所定温度以上である場合に、どのような充電制御方法が選択されるかの一例を説明するための図である。図６は、蓄電装置の温度が第１の所定温度未満である場合に、どのような充電制御方法が選択されるかの一例を説明するための図である。図中「○」は、その処理が実行されることを示し、「×」は、その処理が実行されないことを示す。

図５を参照して、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度以上である場合に、充電スタンド１０の課金体系として時間課金制が採用されているときは、充電前冷却及び高温時充電抑制の両方が行なわれない充電制御方法が用いられる。一方、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度以上である場合に、充電スタンド１０の課金体系として従量課金制が採用されているときは、充電前冷却及び高温時充電抑制の両方が行なわれる充電制御方法が用いられる。

図６を参照して、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度未満である場合に、充電スタンド１０の課金体系として時間課金制が採用されているときは、充電前冷却及び高温時充電抑制の両方が行なわれない充電制御方法が用いられる。一方、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度未満である場合に、充電スタンド１０の課金体系として従量課金制が採用されているときは、充電前冷却が行なわれず、かつ、高温時充電抑制が行なわれる充電制御方法が用いられる。

図５，６に示される例では、充電スタンド１０の課金体系として従量課金制が採用されている場合には、蓄電装置２５の温度に応じて蓄電装置２５の温度を抑制するための処理が実行されるため、蓄電装置２５の劣化の進行を抑制することができる。一方、充電スタンド１０の課金体系として時間課金制が採用されている場合には、充電時間が長くなるような処理が実行されないため、充電料金を抑制することができる。

［最適な充電制御方法の決定処理手順］
図７は、蓄電装置の最適な充電制御方法を決定するために、充電スタンド、車両、及び、サーバの各々で実行される処理手順を説明するための図である。図７の左方のフローチャートに示される処理は、充電ケーブル１２が車両２０に接続された場合に、充電スタンド１０に含まれる制御装置１９によって実行される。図７の右方のフローチャートに示される処理は、充電ケーブル１２が車両２０に接続された場合に、車両２０に含まれるＥＣＵ２９によって実行される。図７の中央のフローチャートに示される処理は、充電スタンド１０及び車両２０から課金体系を示す情報及び蓄電装置２５に関する情報がそれぞれ受信された場合に、サーバ３０に含まれる制御装置３６によって実行される。

図７を参照して、充電ケーブル１２が車両２０に接続されると、充電スタンド１０において、制御装置１９は、予め定められている充電スタンド１０の課金体系を示す情報（課金情報）をサーバ３０に送信するように通信装置１６を制御する（ステップＳ１００）。また、車両２０において、ＥＣＵ２９は、蓄電装置２５に関する情報（蓄電装置情報（センサユニット２６の検知結果、ＳＯＣ等））をサーバ３０に送信するように通信装置２１を制御する（ステップＳ１１０）。

サーバ３０において、制御装置３６は、通信装置３２を介して課金体系に関する情報及び蓄電装置２５に関する情報を受信するまで待機する（ステップＳ１２０）。課金体系に関する情報及び蓄電装置２５に関する情報が受信されると、制御装置３６は、受信された情報に従い蓄電装置２５の充電制御方法を決定する（ステップＳ１３０）。たとえば、制御装置３６は、図５，６に示される基準に従い蓄電装置２５の充電制御方法を決定する。その後、制御装置３６は、決定された充電制御方法を示す情報（充電制御情報）を車両２０に送信するように通信装置３２を制御する（ステップＳ１４０）。

車両２０において、ＥＣＵ２９は、ステップＳ１１０において蓄電装置２５に関する情報がサーバ３０に送信された後、通信装置２１を介してサーバ３０から充電制御方法を示す情報が受信されるまで待機する（ステップＳ１５０）。充電制御方法を示す情報が受信されると、ＥＣＵ２９は、受信された情報に基づいて、蓄電装置２５の最適な充電制御方法を決定する（ステップＳ１６０）。具体的には、ＥＣＵ２９は、受信された充電制御情報が示す充電制御方法を最適な充電制御方法とする。その後、ＥＣＵ２９は、決定された充電制御方法に従って充電スタンド１０に給電要求を行なうとともに蓄電装置２５の充電処理を行なう（ステップＳ１７０）。

充電スタンド１０において、制御装置１９は、車両２０から給電要求を受けると、給電要求に従い車両２０への給電処理を行なう（ステップＳ１８０）。

以上のように、本実施の形態に従うサーバ３０において、制御装置３６は、充電スタンド１０から受信された課金体系に関する情報、及び、車両２０から受信された蓄電装置２５に関する情報に従って車両２０における蓄電装置２５の充電制御方法を決定する。そして、制御装置３６は、決定された充電制御方法を示す情報を車両２０に送信するように通信装置３２を制御する。したがって、このサーバ３０によれば、車両２０において蓄電装置２５の最適な充電制御方法が用いられるようにすることができる。

なお、本実施の形態においては、サーバ３０に含まれる制御装置３６が蓄電装置２５の最適な充電制御方法を決定したが、充電制御方法を決定する主体は制御装置３６に限定されない。たとえば、車両２０がサーバ３０を介して充電スタンド１０から課金体系に関する情報を取得し、車両２０に含まれるＥＣＵ２９が蓄電装置２５の最適な充電制御方法を決定してもよい。また、たとえば、車両２０が充電スタンド１０から直接課金体系に関する情報を取得し、ＥＣＵ２９が蓄電装置２５の最適な充電制御方法を決定してもよい。また、たとえば、各充電スタンド１０の課金体系に関する情報を予め車両２０が保持（記憶）しておき、ＥＣＵ２９が、保持されている課金体系に関する情報を参照することによって、蓄電装置２５の最適な充電制御方法を決定してもよい。

また、本実施の形態において、図５に示される例では、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度以上である場合に、時間課金制が採用されているときは充電前冷却を行なわないこととし、従量課金制が採用されているときは充電前冷却を行なうこととした。しかしながら、この場合の充電制御方法は、これに限定されない。たとえば、蓄電装置２５の温度が第１の所定温度以上である場合に、時間課金制が採用されているときは蓄電装置２５の冷却を急速に行ない、従量課金制が採用されているときは時間課金制が採用されているときよりも低速（エネルギー効率の良い速度）で蓄電装置２５を冷却するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 充電システム、１０ 充電スタンド、１２ 充電ケーブル、１６，２１，３２ 通信装置、１９，３６ 制御装置、２０ 車両、２２ 充電インレット、２４ 充電器、２５ 蓄電装置、２６ センサユニット、２７ 駆動装置、２８ 温調システム、２９ ＥＣＵ、３０ サーバ、４０ 系統電源。

Claims (7)

1. 公共の充電スタンドから供給される電力を用いて車載の蓄電装置を充電可能な車両及び前記充電スタンドの双方と通信するように構成されたサーバであって、
   前記充電スタンドから課金体系に関する情報を受信するとともに、前記車両から前記蓄電装置に関する情報を受信するように構成された通信装置と、
   前記課金体系に関する情報及び前記蓄電装置に関する情報に従って前記車両における前記蓄電装置の充電制御方法を決定する制御装置とを備え、
   前記課金体系に関する情報は、前記充電スタンドの課金体系が時間課金制か従量課金制かを示す情報を含み、
   前記蓄電装置に関する情報は、前記蓄電装置の温度情報を含み、
   前記充電制御方法は、充電時に前記蓄電装置の温度が所定レベルよりも上昇することを抑制するための処理の実行有無を含み、
   前記制御装置は、決定された前記充電制御方法を示す情報を前記車両に送信するように前記通信装置を制御する、サーバ。
2. 前記処理は、充電開始前に前記蓄電装置を冷却する第１処理、及び、充電中に充電電力を抑制する第２処理を含む、請求項１に記載のサーバ。
3. 前記制御装置は、前記充電スタンドの課金体系が前記時間課金制であり、かつ、前記蓄電装置の温度が所定温度より高い場合には、前記第１処理及び前記第２処理の両方を行なわないこととする前記充電制御方法を決定する、請求項２に記載のサーバ。
4. 前記制御装置は、前記充電スタンドの課金体系が前記従量課金制であり、かつ、前記蓄電装置の温度が所定温度より高い場合には、前記第１処理及び前記第２処理の両方を行なうこととする前記充電制御方法を決定する、請求項２または請求項３に記載のサーバ。
5. 前記制御装置は、前記充電スタンドの課金体系が前記時間課金制であり、かつ、前記蓄電装置の温度が所定温度より低い場合には、前記第１処理及び前記第２処理の両方を行なわないこととする前記充電制御方法を決定する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のサーバ。
6. 前記制御装置は、前記充電スタンドの課金体系が前記従量課金制であり、かつ、前記蓄電装置の温度が所定温度より低い場合には、前記第１処理を行なわず、かつ、前記第２処理を行なうこととする前記充電制御方法を決定する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のサーバ。
7. 前記蓄電装置の温度が所定温度より高い場合において、前記制御装置は、前記充電スタンドの課金体系が前記時間課金制であるときには、前記充電スタンドの課金体系が前記従量課金制であるときに比べて前記第１処理における冷却を急速に行なう、請求項２に記載のサーバ。

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