JP7434397B2 - 充電管理システム - Google Patents

Description

本発明は、電動車両に搭載される充電管理システムに関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池を搭載する車両における充給電に関する研究開発が行われている。

ところで、二次電池を搭載する車両における充給電において、例えば特許文献１には、バッテリのＳＯＣが所定量まで低下したことを通知し充電を促すことが記載されている。また、特許文献２、３には、未来のＳＯＣを予測し充電計画を行うことが記載されている。

特開２０１１－１６９６６３号公報 特開２０２１－１９７８６２号公報 特開２０２０－９４８３８号公報

しかしながら、特許文献１～３に記載の技術では、ユーザが通知を受けて充電しようと思っても、スケジュールが合わなかったり、充電設備が使用中であったり、天気が悪くて充電に適していないかったりする場合がある。

本発明は、通知された充電予定日に充電ができない事態が発生するのを低減できる充電管理システムを提供する。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

本発明は、
電動車両に搭載されるバッテリの充電管理システムであって、
充電の可否に関する情報である充電関連情報を取得する充電関連情報取得部と、
前記バッテリの電力消費履歴を取得する、電力消費履歴取得部と、
前記電力消費履歴に基づいて、未来のバッテリのＳＯＣを予測するＳＯＣ予測部と、
前記バッテリのＳＯＣ予測値が閾値以下まで低下することが予測される場合に、充電予定日を設定する充電予定日設定部と、
前記充電予定日を通知する充電予定日通知部と、を備え、
前記充電予定日設定部は、前記充電関連情報に基づいて、前記充電予定日を設定する。

本発明によれば、通知された充電予定日に充電ができない事態が発生するのを低減できる。

バッテリ１１が搭載される車両１と、充電管理システム２１を構成する管理サーバ２と、ユーザの携帯端末３と、の関係を示す図である。 充電管理システム２１のブロック図である。 電力消費履歴の登録処理のフロー図である。 充電予約の実行処理のフロー図である。

以下、本発明の一実施形態について、図１～図４を参照して説明する。

図１は、バッテリ１１が搭載される車両１と、充電管理システム２１を構成する管理サーバ２と、ユーザの携帯端末３と、の関係を示す図である。なお、本実施形態では、管理サーバ２に充電管理システム２１が搭載されているが、充電管理システム２１は、車両１や携帯端末３に搭載されていてもよく、車両１、管理サーバ２及び携帯端末３に分散して搭載されていてもよい。

また、本実施形態において、車両は、バッテリからの電力供給によって移動可能なものであればよい。従って、本実施形態は、二輪、三輪、四輪等の各種の車両に適用可能である。車両には、バッテリからの電力供給によって走行する電動車両や、バッテリからの電力供給を受けて駆動するモータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両が含まれる。

図１に示すように、車両１は、バッテリ１１、充電実行部１２、車載ディスプレイ１３、通信制御ユニット１４及び充電ポート１５を備える。外部電源４は、例えば、車両１のユーザの自宅の近くにある充電ステーションに設置された充電設備である。車両１が充電ステーションに到着した後、ユーザは、外部電源４から延びるケーブル４１の先端に設けられた充電コネクタ（充電ガン）を充電ポート１５に差し込むことで、外部電源４からバッテリ１１へ充電する。なお、本実施形態では、プラグイン方式で外部電源４からバッテリ１１に充電する場合について説明するが、非接触給電方式で外部電源４からバッテリ１１に充電してもよい。

充電実行部１２は、充電コネクタが充電ポート１５に接続されている場合、管理サーバ２からの制御に従って、外部電源４からバッテリ１１への充電を実行する。また、充電実行部１２は、各種のセンサを用いて、バッテリ１１を含む車両１に関わる各種の情報（例えば、バッテリ１１の残容量であるＳＯＣ（State of Charge）、バッテリ１１の温度（以下、バッテリ温度と呼称する。）、車両１の外気温を取得可能である。

車載ディスプレイ１３は、車両１に備わるナビゲーション装置等である。従って、車載ディスプレイ１３は、各種の情報を画像として表示するとともに、該情報を音として出力可能である。また、車載ディスプレイ１３は、ユーザの操作入力を受け付けるタッチパネル等の操作部を備えている。

通信制御ユニット１４は、管理サーバ２及び携帯端末３との間で、無線通信による情報の送受信が可能である。通信制御ユニット１４は、例えば、管理サーバ２からバッテリ１１の充電制御に関わる指示内容を受信して充電実行部１２に出力し、その一方で、充電実行部１２が取得したバッテリ１１に関わる各種の情報を管理サーバ２に送信する。

管理サーバ２は、充電管理システム２１及び通信部２２を備える。充電管理システム２１は、ＣＰＵ等の制御プロセッサや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ストレージ等の記憶装置を含むハードウェアと、ＲＯＭやストレージに記憶される充電管理プログラム等のソフトウェアと、を備える。そして、充電管理システム２１は、図２に示すように、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能構成として、充電関連情報取得部２１１、電力消費履歴取得部２１２、ＳＯＣ予測部２１３、充電予定日設定部２１４、充電予定日通知部２１５、及び充電予約部２１６を備える。これらの機能構成については、後述する。

通信部２２は、車両１の通信制御ユニット１４及び携帯端末３との間で、無線通信による情報の送受信が可能である。通信部２２は、例えば、通信制御ユニット１４から車両１に関わる各種の情報（例えば、バッテリ１１のＳＯＣ及びバッテリ温度、車両１の外気温）を受信する。

携帯端末３は、例えば、スマートフォンなどのスマートデバイスであり、通信部３１、表示部３２及び操作部３３を備える。通信部３１は、管理サーバ２の通信部２２及び車両１の通信制御ユニット１４との間で、無線通信による情報の送受信が可能である。表示部３２は、各種の情報を画像として表示する。操作部３３は、ユーザの操作入力を受け付けるタッチパネル等である。

つぎに、充電管理システム２１の機能構成について説明する。

電力消費履歴取得部２１２は、バッテリ１１の電力消費履歴を取得する。例えば、車両１の充電実行部１２から自宅出発時のＳＯＣと帰宅時のＳＯＣとを取得するとともに、その差分から１日に利用したＳＯＣ消費量（％／日）（以下、適宜、ΔＳＯＣ）を算出し、ΔＳＯＣを日付データに関連付けて記憶部に登録する。

ＳＯＣ予測部２１３は、電力消費履歴に基づいて、翌日以降の一日に消費するＳＯＣ消費量（以下、適宜、推定ΔＳＯＣという）を推定する。例えば、電力消費履歴に基づく統計推定により、翌日以降の推定ΔＳＯＣを算出する。推定ΔＳＯＣは、例えば、過去一週間などの所定期間におけるΔＳＯＣの平均値である。

充電関連情報取得部２１１は、充電の可否に関する情報である充電関連情報を取得する。具体的に説明すると、充電関連情報は、ユーザのスケジュール、予め登録された充電ステーションの充電設備の情報、充電地点の気象情報、の少なくとも１つを含む。

ユーザのスケジュールが充電関連情報に含まれるのは、ユーザが旅行等で充電ステーションから遠方にいる場合等、充電ができない状況が起こり得るからである。充電関連情報がユーザのスケジュールである場合、充電関連情報取得部２１１は、管理サーバ２に予め登録されたスケジュール情報と連携し、ユーザのスケジュール情報を取得する。例えば、充電関連情報取得部２１１は、携帯端末３に登録された旅行の出発／到着予定日時、外出の予定などを取得する。

なお、ユーザのスケジュール情報が携帯端末３や他のサーバに記憶されている場合、充電関連情報取得部２１１は、無線通信を介して携帯端末３又は他のサーバと通信し、ユーザのスケジュール情報を取得してもよい。また、ユーザのスケジュール情報が車両１に備え付けられるナビゲーション装置に記憶されている場合、充電関連情報取得部２１１は、ナビゲーション装置からユーザのスケジュール情報を取得してもよい。

充電ステーションの充電設備の情報が充電関連情報に含まれるのは、充電ステーションの充電設備の予約が既に行われている場合、充電設備の保守が予定されている場合等、充電ができない状況が起こり得るからである。充電関連情報が充電ステーションの充電設備の情報である場合、充電関連情報取得部２１１は、充電ステーションの充電設備情報と連携し、充電ステーションの充電設備情報を取得する。

充電地点の気象情報が充電関連情報に含まれるのは、台風や雷雨予報の場合など、充電ができない状況が起こり得るからである。また、通常、ユーザは荒天時や猛暑時に充電をしたがらない傾向があるため、できるだけ充電に適した天気の時に充電を行うようにユーザを誘導することが好ましいからである。充電関連情報が気象情報である場合、充電関連情報取得部２１１は、気象情報サーバと連携し、充電時点の気象情報を取得する。

充電予定日設定部２１４は、ＳＯＣ予測部２１３が算出した推定ΔＳＯＣに基づいて、充電予定日を仮決めし、さらに前述の充電関連情報に基づいて充電予定日を設定する。より具体的に説明すると、充電予定日設定部２１４は、現在のＳＯＣから算出した推定ΔＳＯＣを一日分ずつ減算してＳＯＣ予測値が閾値ＳＯＣ以下になる日（見込日）を推定し、この見込日を仮の充電予定日に設定する。そして、充電関連情報に基づいて、仮の充電予定日に充電が可能かどうかを判断し、可能であればその日を充電予定日に設定する。一方、仮の充電予定日に充電が不可能な場合、例えば、その前日に充電可能であれば仮の充電予定日の前日を充電予定日に設定する。なお、充電予定日設定部２１４は、充電予定日における充電時間帯も含めて設定することが好ましい。

閾値ＳＯＣは、充電推奨通知を行う閾値であってもよく、ＳＯＣの下限値（例えば、０％）であってもよく、バッテリ１１の劣化を防止するために設定される設定値であってもよい。また、閾値ＳＯＣは、ユーザが任意に設定可能であってもよく、充電管理システム２１によって電力消費履歴に基づいて設定されてもよい。図４では、充電管理システム２１によって電力消費履歴に基づいて閾値ＳＯＣを設定する場合を例示している。

また、充電予定日設定部２１４は、バッテリのＳＯＣ予測値が閾値ＳＯＣ以下になる見込日より前の複数の候補日を選定し、複数の候補日の中から、充電関連情報に基づいて最適な充電予定日を設定してもよい。

充電予定日通知部２１５は、車載ディスプレイ１３や携帯端末３に、充電予定日設定部２１４により設定された充電予定日を通知する。

充電予約部２１６は、充電予定日をユーザに通知する前に、充電予定日設定部２１４により設定された充電予定日で、充電ステーションの充電設備を予約する。

つぎに、充電管理システム２１の具体的な処理手順について、図３及び図４を参照して説明する。図３は電力消費履歴の登録処理のフロー図であり、図４は充電予約の実行処理のフロー図である。

図３に示す電力消費履歴の登録処理において、充電管理システム２１は、車両１のイグニッションスイッチがＯＮであるか否かの判断と（Ｓ１１）、車両１の位置が自宅であるか否かの判断を行い（Ｓ１２）、いずれかの判断結果がＮＯの場合は、処理を終了する。充電管理システム２１は、ステップＳ１１及びステップＳ１２の判断結果がいずれもＹＥＳの場合は、出発時のＳＯＣを取得する（Ｓ１３）。また、帰宅時には帰宅時のＳＯＣを取得する（Ｓ１４）。充電管理システム２１は、１日に消費したΔＳＯＣ（％／日）を算出するとともに（Ｓ１５）、算出したΔＳＯＣを日付データに関連付けて記憶部に登録する（Ｓ１６）。

図４に示す充電予約の実行処理において、充電管理システム２１は、ユーザからの充電予約要求の有無を判定し（Ｓ２１）、充電予約要求がない場合（Ｓ２１のＮＯ）、処理を終了し、充電予約要求がある場合（Ｓ２１のＹＥＳ）、予め登録された充電ステーションを取得する（Ｓ２２）。続いて、電力消費履歴を取得し（Ｓ２３）、翌日以降の一日に消費するＳＯＣ消費量である推定ΔＳＯＣ（％／日）を算出するとともに（Ｓ２４）、ＳＯＣ閾値を設定する（Ｓ２５）。そして、充電管理システム２１は、現在のＳＯＣから推定ΔＳＯＣを一日分ずつ減算してＳＯＣ予測値が閾値ＳＯＣ以下になる日（見込日）を推定し、この見込日を仮の充電予定日に仮設定する（Ｓ２６）。充電予定日は、充電予約要求があった日を基準にしてｎ日後に相当する（ｎ＞１）。

充電管理システム２１は、ステップＳ２２で取得した予め登録された充電ステーションの充電関連情報として予約状況を取得する（Ｓ２７）。なお、前述した通り、充電関連情報としては、充電ステーションの予約状況以外に、ユーザのスケジュール、気象情報を取得してもよい。また、充電ステーションの予約状況の代わりに、ユーザのスケジュール、気象情報等を取得してもよい。

充電管理システム２１は、充電関連情報に基づいて、充電予定日（ｎ日後）及び充電予定日以前の充電の可否を判断する（Ｓ２８）。即ち、充電管理システム２１は、ｉ＝ｎとして（Ｓ２９）、ｉ日後（ｉ＝ｎ）に充電実施できる見込みが低いか否かを判定する（Ｓ３０）。その結果、充電できる見込みが高い場合（Ｓ３０のＮＯ）、充電設備を予約し（Ｓ３１）、充電予定日（ｎ日後）をユーザに通知する（Ｓ３２）。

一方、ステップＳ３０において、ｉ日後（ｉ＝ｎ）に充電実施できる見込みが低い場合（Ｓ３０のＹＥＳ）、充電予定日をｎ日後から（ｎ－１）後に変更する（Ｓ３３）。続いて、ｉ＝ｎ－１が１より小さいか否かを判定し（Ｓ３４）、ｉ＝ｎ－１が１より大きい場合（Ｓ３４のＮＯ）、今度はｉ日後（ｉ＝ｎ－１）に充電実施できる見込みが低いか否かを判定する（Ｓ３０）。

以降、充電実施できる見込みが高くなる日が設定されるか、若しくは、ｉ＜１になるまでステップＳ３０、Ｓ３３、Ｓ３４の処理を繰り返す。充電実施できる見込みが高い日が見つかれば（Ｓ３０のＮＯ）、充電管理システム２１は、充電設備を予約し（Ｓ３１）、充電予定日（ｉ日後）をユーザに通知する（Ｓ３２）。一方、充電実施できる見込みが高い日が見つからず、ｉ＜１になった場合（Ｓ３４のＹＥＳ）、充電管理システム２１は、充電予定日を設定できなかったことをユーザに通知し、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の充電予約の実行処理によれば、充電の可否に関する情報である充電関連情報に基づいて充電予定日を設定するので、通知された充電予定日に充電ができない事態が発生するのを低減できる。また、ユーザのスケジュール、充電設備の予約状況、気象情報などにあわせて充電予定日を設定することができるので、より細かく充電の可否を判断することができる。さらに、充電通知に先立って充電設備の予約が行われるので、ユーザが自ら充電設備の予約をする手間を省くことができる。

例えば、図４の充電予約の実行処理において、充電管理システム２１は、充電予定日をユーザに通知した後、ユーザの承諾を得た場合に充電設備の予約を行うようにしてもよい。

また、ユーザは、充電用のスケジュールを予め設定してもよい。例えば、一週間のうち週末にのみ充電日が設定されるように設定してもよく、平日の午前中にのみ充電日時が設定されるように設定してもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 電動車両（車両１）に搭載されるバッテリ（バッテリ１１）の充電管理システム（充電管理システム２１）であって、
充電の可否に関する情報である充電関連情報を取得する充電関連情報取得部（充電関連情報取得部２１１）と、
前記バッテリの電力消費履歴を取得する、電力消費履歴取得部（電力消費履歴取得部２１２）と、
前記電力消費履歴に基づいて、未来のバッテリのＳＯＣを予測するＳＯＣ予測部（ＳＯＣ予測部２１３）と、
前記バッテリのＳＯＣ予測値が閾値以下まで低下することが予測される場合に、充電予定日を設定する充電予定日設定部（充電予定日設定部２１４）と、
前記充電予定日を通知する充電予定日通知部（充電予定日通知部２１５）と、を備え、
前記充電予定日設定部は、前記充電関連情報に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

（１）によれば、充電の可否に関する情報である充電関連情報に基づいて充電予定日を設定するので、通知された充電予定日に充電ができない事態が発生するのを低減できる。

（２） （１）に記載の充電管理システムであって、
前記充電関連情報は、ユーザのスケジュールに関する情報を含み、
前記充電予定日設定部は、前記ユーザのスケジュールに基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

（２）によれば、ユーザのスケジュールにあわせて充電予定日を設定することができる。

（３） （１）又は（２）に記載の充電管理システムであって、
前記充電関連情報は、充電設備の予約状況に関する情報を含み、
前記充電予定日設定部は、前記充電設備の予約状況に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

（３）によれば、充電設備の予約状況にあわせて充電予定日を設定することができる。

（４） （３）に記載の充電管理システムであって、
前記充電設備の予約を行う充電予約部（充電予約部２１６）を備え、
前記充電予約部は、前記充電予定日をユーザに通知する前に前記充電設備の予約を行う、充電管理システム。

（４）によれば、充電通知に先立って充電設備の予約が行われるので、ユーザが自ら充電設備の予約をする手間を省くことができる。

（５） （１）～（４）のいずれかに記載の充電管理システムであって、
前記充電関連情報は、充電地点の気象情報を含み、
前記充電予定日設定部は、前記気象情報に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

（５）によれば、気象情報にあわせて充電予定日を設定することができる。

（６） （１）～（５）のいずれかに記載の充電管理システムであって、
前記充電予定日設定部は、前記バッテリのＳＯＣ予測値が閾値以下まで低下する見込日より前の複数の候補日を選定し、前記複数の候補日の中から前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

（６）によれば、ユーザの生活や好みにあわせた充電予定日を設定することができる。

１ 車両（電動車両）
１１ バッテリ
２１ 充電管理システム
２１１ 充電関連情報取得部
２１２ 電力消費履歴取得部
２１３ ＳＯＣ予測部
２１４ 充電予定日設定部
２１５ 充電予定日通知部
２１６ 充電予約部

Claims (6)

1. 電動車両に搭載されるバッテリの充電管理システムであって、
   充電の可否に関する情報である充電関連情報を取得する充電関連情報取得部と、
   前記バッテリの電力消費履歴を取得する、電力消費履歴取得部と、
   前記電力消費履歴に基づいて、未来のバッテリのＳＯＣを予測するＳＯＣ予測部と、
   前記バッテリのＳＯＣ予測値が閾値以下まで低下することが予測される場合に、充電予定日を設定する充電予定日設定部と、
   前記充電予定日を通知する充電予定日通知部と、を備え、
   前記充電予定日設定部は、前記充電関連情報に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。
2. 請求項１に記載の充電管理システムであって、
   前記充電関連情報は、ユーザのスケジュールに関する情報を含み、
   前記充電予定日設定部は、前記ユーザのスケジュールに基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。
3. 請求項１又は２に記載の充電管理システムであって、
   前記充電関連情報は、充電設備の予約状況に関する情報を含み、
   前記充電予定日設定部は、前記充電設備の予約状況に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。
4. 請求項３に記載の充電管理システムであって、
   前記充電設備の予約を行う充電予約部を備え、
   前記充電予約部は、前記充電予定日をユーザに通知する前に前記充電設備の予約を行う、充電管理システム。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の充電管理システムであって、
   前記充電関連情報は、充電地点の気象情報を含み、
   前記充電予定日設定部は、前記気象情報に基づいて、前記充電予定日を設定する、充電管理システム。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の充電管理システムであって、
   前記充電予定日設定部は、前記バッテリのＳＯＣ予測値が閾値以下まで低下する見込日より前の複数の候補日を選定し、前記複数の候補日の中から前記充電予定日を設定する、充電管理システム。

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