CN117621904A - 服务器和车辆管理方法 - Google Patents

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CN117621904A CN202310705237.9A CN202310705237A CN117621904A CN 117621904 A CN117621904 A CN 117621904A CN 202310705237 A CN202310705237 A CN 202310705237A CN 117621904 A CN117621904 A CN 117621904A
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弓田修
大西阳一
安藤徹
铃木郁真
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Abstract

运行管理服务器管理搭载有能够储存再生电力的电池的车辆。该运行管理服务器包括：处理器，其生成要发送到车辆的消息；以及存储器，其存储多个车辆的行驶历史。处理器基于车辆的行驶计划和多个车辆的行驶历史，估计在车辆的计划行驶路线上电池的蓄电量的转变。处理器在当估计出在计划行驶路线上蓄电量将超过预定量时，生成该消息以用于在蓄电量达到预定量之前建议执行从电池向车辆的外部的外部供电。

Description

服务器和车辆管理方法
技术领域
本公开涉及服务器和车辆管理方法，并且更具体地涉及用于搭载有能够储存再生电力的电池的车辆的管理技术。
背景技术
日本未审查专利申请公开第2018-170823号(JP2018-170823A)中公开的一种电力销售信息通知装置包括销售信息获取单元、通知输出单元和车辆侧控制单元。电力销售信息获取单元从位于从当前位置到车辆目的地的行驶路线周围的充电***获取请求电力销售的电力销售信息。通知输出单元将与电力销售信息相关的通知输出到显示介质。当判定能够向充电***销售电力时，车辆侧控制单元控制通知输出单元，使通知输出单元向显示介质输出与充电***中的电力销售信息相关的通知。
发明内容
对储存在搭载在车辆上的电池中的电力的有效利用的需求随着近年环境意识的提高和电力供应和需求的紧张而增加。特别地，本发明的发明人着眼于一种情形(稍后描述)，在该情形中，在搭载有能够储存再生电力的电池的车辆中电力可能被浪费。
为了解决上述问题而做出了本公开，并且本公开的一个目的是有效地利用在搭载有能够储存再生电力的电池的车辆中的电力。
(1)根据本公开的方面的服务器管理搭载有能够储存再生电力的电池的车辆。该服务器包括：处理器，其生成要发送到车辆的消息；以及存储器，其存储多个车辆的行驶历史。处理器基于车辆的行驶计划和多个车辆的行驶历史，估计电池在该车辆的计划行驶路线上蓄电量的转变。处理器在当估计出在计划行驶路线上蓄电量将超过预定量时，生成该消息，以用于在蓄电量达到预定量之前建议执行从电池向车辆的外部的外部供电。
在上述配置(1)中，当车辆的电池的蓄电量预期将超过预定量时，服务器预先生成建议外部供电的消息并将该消息发送到车辆。当车辆的用户接受该建议时，电池的蓄电量将减少，从而产生用于储存再生电力的余量。因此，根据上述配置(1)，可以防止电池的蓄电量超过预定量，并有效地利用再生电力。
(2)处理器生成消息，以将一个或多个供电设施包括在内，对于该一个或多个供电设施，与未执行外部供电时相比当执行了外部供电时该车辆到目的地位置处的到达时间的延迟处于预定时间内。
根据上述配置(2)，伴随外部供电而产生的绕行不会变得过度绕行，因此车辆的行驶计划(用户的日程)不会受到很大的干扰。因此，能够有效地利用再生电力，而不损害用户的便利。
(3)处理器生成消息，以使得在地图上显示从车辆的当前位置到该一个或多个供电设施的路线。
根据上述配置(3)，用户能够容易地到达该一个或多个供电设施。
(4)处理器基于与车辆的下坡行驶相关的行驶计划和与多个车辆的下坡行驶相关的行驶历史，估计在计划行驶路线上蓄电量的转变。
根据上述配置(4)，可以估计荷电状态(State Of Charge，SOC)的转变。
(5)该一个或多个供电设施包括特定供电设施，该特定供电设施配置为将从车辆供应的电力供应到由预注册的运营商管理的车辆。处理器生成消息，以使得相较于特定供电设施之外的供电设施，优先建议特定供电设施。
根据上述配置(5)，优先向预注册的运营商(运输运营商、配送运营商等)供应电力，并且能够更可靠地保证用于车辆行驶的电力。
(6)该一个或多个供电设施包括第一供电设施和第二供电设施，第一供电设施需要将来自电池的直流电力转换为交流电力，第二供电设施允许来自电池的直流电力的直接供应。处理器生成消息，以使得相较于第一供电设施，优先建议第二供电设施。
根据上述配置(6)，由于不需要DC-AC转换，因此能够减少由于外部供电而导致的电力损失。
(7)根据本公开的另一方面的车辆管理方法，由计算机管理搭载有能够储存再生电力的电池的车辆。车辆管理方法包括第一步骤和第二步骤。第一步骤是基于车辆的行驶计划和多个车辆的行驶历史，估计在该车辆的计划行驶路线上电池的蓄电量的转变的步骤。第二步骤是当估计出在计划行驶路线上蓄电量将超过预定量时，在蓄电量达到预定量之前向车辆建议执行从电池向车辆的外部的外部供电的步骤。
根据上述方法(7)，如同上述配置(1)中一样，能够有效地利用电力。
根据本公开，能够在搭载有能够储存再生电力的电池的车辆中有效地利用电力。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是说明根据本公开的实施例的电力管理***的总体配置的示例的图；
图2是示出车辆的运行管理***的配置的示例的图；
图3是示出车辆的行驶路线的示例的图；
图4是示出比较例中的车辆的行驶计划的示例的图；
图5是说明根据本实施例的车辆的行驶计划的示例的图；以及
图6是示出由运行管理服务器和车辆执行的处理过程的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在附图中，相同或相应的部分由相同的附图标记表示，并且将不再重复对其的描述。
实施例
电力管理***的总体配置
图1是说明根据本公开的实施例的电力管理***的总体配置的示例的图。电力管理***包括CEMS 500和由电力公司(一般电力公司、特定规模电力公司等)运行的电力***900。CEMS是指社区能量管理***(Community Energy Management System)或城市能量管理***(City Energy Management System)。
CEMS 500包括CEMS服务器501。CEMS服务器501是管理CEMS 500内的电力调节资源的计算机。CEMS 500包括作为电力调节资源的工厂能量管理***(Factory EnergyManagement System，FEMS)502、建筑物能量管理***(Building Energy ManagementSystem，BEMS)503、家庭能量管理***(Home Energy Management System，HEMS)504和电动车辆供电设备(Electric Vehicle Supply Equipment，EVSE)505。尽管未示出，CEMS 500还可以包括其它电力调节资源，诸如发电机、可变可再生电源、电力储存***等。在CEMS 500中，利用这些不同的电力调节资源构建微电网MG。
FEMS 502是管理工厂中使用的电力的供应和需求的***，并且包括利用从微电网MG供应的电力来运行的工厂建筑(照明器具、空调设备等)和工业设备(生产线等)。BEMS503是管理在诸如办公室和商业设施的建筑物中使用的电力的供应和需求的***，并且包括安装在建筑物中的照明器具、空调设备等。HEMS 504是管理在家中使用的电力的供应和需求的***，并且包括利用从微电网MG供应的电力来运行的家用电器(照明设备、空调、其它电器等)。
EVSE 505通常是商业充电站或公共充电站。EVSE 505可以是家庭安装的充电器。EVSE 505电连接到微电网MG并且配置为能够与微电网MG充电和放电。
CEMS 500还包括运行管理服务器1和多个车辆2。运行管理服务器1管理多个车辆2的行驶(运行)。运行管理服务器1配置为能够与CEMS服务器501进行双向通信。运行管理服务器1对应于根据本公开的“服务器”。将参照图2详细描述使用运行管理服务器1的车辆2的运行管理***的配置。
多个车辆2中的每个车辆2都是搭载有能够储存再生电力的电池的车辆，并且具体地是插电式混合动力车辆(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)、纯电动车辆(Battery Electric Vehicle，BEV)、燃料电池电动车辆(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)等。车辆2配置为能够从微电网MG向车辆2供应电力(外部充电)。此外，车辆2配置为能够从车辆2向微电网MG供应电力(外部供电)。也就是说，车辆2配置为能够进行外部充电和外部供电。
尽管未示出，但是车辆2搭载有包括能够指定车辆2的当前位置的全球定位***(Global Positioning System，GPS)接收机的导航装置。车辆2还搭载有能够将车辆2的各种数据/信息发送到外部的数据通信模块(Data Communication Module，DCM)。注意，车辆2的行驶路线可以由用户终端3设定(参见图2)。
电力***900包括运营商服务器901和电网902。运营商服务器901是属于电力传输和分配运营商(通常是电力公司)并管理电网902的电力供应和需求的计算机。运营商服务器901还配置为能够与CEMS服务器501进行双向通信。电网902是由电厂和电力传输和分配设施构建的电力网络。
运行管理***的配置
图2是示出车辆2的运行管理***的配置的示例的图。运行管理服务器1包括处理器11、内存12、存储器13和通信装置14。运行管理服务器1的部件通过总线(数据线)彼此连接。
处理器11例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)或微处理单元(Micro Processing Unit，MPU)，并且配置为执行在程序中描述的预定算术处理。然而，在本说明书中，“处理器”不限于以存储的程序方法执行处理的狭窄定义的处理器，而是可以包括诸如专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)的硬连线电路。如此，术语“处理器”可以与处理电路互换使用，该处理电路的处理由计算机可读代码和/或硬连线电路预定义。
内存12包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。ROM存储由处理器11执行的程序和在程序中使用的各种信息(映射、关系表达式、参数等)。RAM临时存储由处理器11中程序的执行产生的数据和经由通信装置14输入的数据。RAM还充当用作工作区的临时数据内存。
存储器13是可重写非易失性存储器，诸如硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、固态驱动器(Solid State Drive，SSD)等。存储器13包括行驶计划数据库131和行驶历史数据库132。
行驶计划数据库131存储关于多个车辆2中每个车辆2的行驶计划(运行计划)的数据。更具体地，行驶计划数据库131存储每个车辆2的电池的当前荷电状态(在本示例中由SOC指示)。此外，行驶计划数据库131存储从每个车辆2的当前位置到目的地位置的计划行驶路线。
行驶历史数据库132存储与多个车辆2中每个车辆2的行驶历史(运行结果)相关的数据。更具体地，行驶历史数据库132存储关于针对每种车辆类型(类型/车型)以及针对各种行驶条件(行驶路线、车速、日期、星期几、天气、温度等)中的每种行驶条件，在每个车辆2正在行驶时测量到的电力消耗和再生电力的数据。行驶历史数据库132还可以包括可能影响电力消耗和再生电力的其它行驶条件，诸如指示驾驶员的驾驶倾向(急加速/急减速的频率等)的指标、空调***开启/关闭、轮胎压力、交通拥堵等。
通信装置14包括与诸如因特网的网络的通信接口。通信装置14配置为能够与运行管理服务器1的外部装置进行双向通信，该运行管理服务器1的外部装置具体地为CEMS服务器501(参见图1)、多个车辆2、多个用户终端3和多个EVSE 505(参见图1)。用户终端3是能够由车辆2的用户操作的终端，诸如智能电话、平板电脑或个人计算机(Personal Computer，PC)。
运行管理服务器1配置为经由通信装置14执行以下处理。运行管理服务器1从CEMS服务器501接收电力供应和需求调节请求。运行管理服务器1从每个车辆2收集基于GPS接收机(未示出)的位置信息并收集电池的SOC。此外，运行管理服务器1收集上述行驶条件。运行管理服务器1还将各种消息发送到车辆2以显示在车辆2的多信息显示器(Multi-Information Display，MID)(未示出)上。运行管理服务器1可以向用户终端3发送消息。运行管理服务器1还可以获取EVSE 505的可用性并预约EVSE 505。
行驶计划和行驶历史
图3是示出车辆2的行驶路线的示例的图。在本示例中，假设车辆2从当前位置行驶到目的地位置。在当前位置和目的地位置之间车辆2的行驶路线R1上存在休息点A和B。在当前位置和目的地位置之间的另一行驶路线R2上存在休息点C。休息点A至C例如是服务区或路边站点，但也可以是商业设施(购物中心、餐馆等)。在每个休息点A至C处安装有EVSE505。这里，为了便于理解根据本实施例的运行管理服务器1的特征，首先，将描述比较例中的车辆2(特定车辆)的行驶计划。
图4是示出比较例中的车辆2的行驶计划的示例的图。在图4和图5中，水平轴表示沿着从车辆2的当前位置到目的地位置的行驶路线(在本示例中是R1)的距离。纵轴表示搭载在车辆2上的电池的SOC。
在本示例中，假设在车辆2的当前位置处电池的SOC已经较高。车辆2在从D1到D3的路线上下坡行驶。这使得电池的SOC增加。在从D4到D8的路线上，车辆2进一步下坡行驶。结果，电池的SOC进一步增加并达到最大值MAX(通常MAX＝100％)。在这种情况下，在电池的SOC达到MAX的从D5到D7的区间中，本来如果电池的SOC低就能够被回收的再生电力不能被回收。因此，车辆2的电力消耗和/或燃料消耗被降低了，并且CEMS 500的微电网MG中的电力也被浪费了。
因此，在本实施例中，采用了这样的配置，在该配置中，当电池的SOC预期将超过适当范围的上限值UL时，建议执行从电池经由EVSE 505向CEMS 500的微电网MG的外部供电。
图5是说明根据本实施例的车辆2的行驶计划的示例的图。在本实施例中，在位于从D1到D3的下坡行驶的中途位置处的D2(在本示例中为休息点A)处执行车辆2的外部供电。运行管理服务器1基于车辆2的行驶历史来判定当目标车辆2沿着计划行驶路线从当前位置行驶到目的地位置时电池的SOC是否将超过上限值UL。上限值UL(对应于根据本公开的“预定量”)是低于最大值MAX的值，并且例如UL＝90％。当电池的SOC预期将超过上限值UL时，运行管理服务器1生成建议外部供电的消息并将该消息发送到车辆2和/或用户终端3。该消息在电池的SOC超过上限值UL之前发送。
当车辆2的用户根据来自运行管理服务器1的建议执行外部供电时，电池的SOC显著下降(下降量由ΔSOC指示)。因此，可以防止电池的SOC在后续的从D4到D7的路线中达到最大值MAX。结果，可以抑制车辆2的电力消耗和/或燃料消耗的降低，并抑制CEMS 500中的浪费电力的产生。
注意，通常，处于高SOC状态的电池易于劣化。因此，当电池的SOC维持在最大值MAX时，电池的劣化可能会加剧。通过设定上限值UL并抑制SOC达到最大值MAX，可以抑制电池的劣化。
希望要外部供应的电力量，即SOC降低量ΔSOC，被设定为使得当车辆2正在计划行驶路线上行驶时SOC不会达到适当范围的下限值LL(例如LL＝20％)。
处理流程
图6是示出由运行管理服务器1和车辆2执行的处理过程的流程图。当满足预定条件时(例如，以预定时间间隔)，执行该流程图中所示的处理。在图中，由运行管理服务器1执行的一系列处理在左侧示出，由车辆2执行的一系列处理在右侧示出。由运行管理服务器1执行的每个处理通过由处理器11进行的软件处理来实现，但是也可以通过设置在运行管理服务器1中的硬件(电路)来实现。这同样适用于车辆2。在下文中，步骤缩写为“S”。
运行管理服务器1周期性地收集每个车辆2的位置信息和SOC信息。此外，如上所述，运行管理服务器1持续地收集包括目标车辆2的大量车辆2的行驶历史。
在S21中，车辆2判定是否已经接收到车辆2的行驶计划。例如，用户通过使用车辆2的MID操作导航装置(均未示出)来输入车辆2的目的地位置。然后，基于道路拥堵信息等，生成行驶计划，该行驶计划包括从车辆2的当前位置到目的地位置的计划行驶路线以及在该路线上的每个点处的估计通过时刻。当接收到车辆2的行驶计划(S21中为“是”)时，车辆2将所生成的行驶计划发送到运行管理服务器1(S22)。
在S11中，运行管理服务器1从CEMS服务器501获取关于当前或是在不久的将来是否存在高电力需求的信息，诸如CEMS 500(微电网MG)内预期需求不足的信息。当电力供应相对于电力需求过量(S11中为“否”)时，可以跳过后续处理。
当电力需求高(S11中为“是”)时，运行管理服务器1将从车辆2接收到的行驶计划存储在行驶计划数据库131中。此外，运行管理服务器1基于接收到的行驶计划和存储在行驶历史数据库132中的行驶历史，计算在车辆2的计划行驶路线上SOC的转变(参见图4)(S12)。更具体地，运行管理服务器1可以基于在类似行驶条件下从与车辆2相同的车辆类型(类型/车型)的许多车辆收集到的行驶历史，估计在车辆2的计划行驶路线上车辆2中的SOC变化。然后，运行管理服务器1可以基于车辆2的当前SOC和估计的SOC变化，计算在车辆2的计划行驶路线上SOC的转变。
在S13中，运行管理服务器1判定在S12中计算出的SOC转变是否将超过上限值UL(参见图5)。当SOC预期将超过上限值UL(S13中为“是”)时，运行管理服务器1将处理进行到S14，以提取外部供电是可能的点的候选。外部供电是可能的点期望是休息点，诸如服务区、路边站点和商业设施，如参考图3所述的。这是因为外部供电的等待时间可以用于进餐、购物、休闲等。
在S14中，运行管理服务器1判定在车辆2的计划行驶路线上或附近是否存在在车辆2的电池的SOC达到最大值MAX之前能够抵达的休息点。在参照图3描述的示例中，存在休息点A至C。然而，如图4中所示，在休息点B处，车辆2的电池的SOC达到最大值MAX。因此，从外部供电是可能的候选点中排除休息点B。当存在在电池的SOC达到最大值MAX之前能够抵达的休息点(S14中为“是”)时，运行管理服务器1使处理进行到S15。
在S15中，运行管理服务器1判定在车辆2的计划行驶路线上或附近是否存在由于外部供电导致的延迟处于基准时间内的休息点。换句话说，运行管理服务器1判定与外部供电相关联的绕行是否将导致过度绕行。当在参考图3描述的示例中选择休息点C时，车辆2必须从计划行驶路线进行大的绕行，并且相关联的延迟(与外部供电相关联的时间延迟)比基准时间长。基准时间例如是15分钟，但是可以设定为任何时间，诸如30分钟或1小时。如果到达目的地位置由于外部供电而显著延迟，则对用户的日程的影响很大，这对于用户来说是不方便的。因此，从外部供电是可能的候选点中排除休息点C。结果，在本示例中，提取了休息点A，在休息点A中SOC没有达到最大值MAX，并且延迟处于基准时间内。
当存在延迟处于基准时间内的休息点(S15中为“是”)时，运行管理服务器1使处理进行到S16，并生成建议外部供电是可能的休息点的消息。运行管理服务器1然后将生成的消息发送到车辆2。
这里，希望运行管理服务器1生成消息，以使得在地图上显示从车辆2的当前位置到外部供电是可能的休息点的路线。这允许用户容易地抵达休息点。
EVSE 505包括需要将来自车载电池的直流(Direct Current，DC)电力转换为交流(Alternating Current，AC)电力的设施(第一供电设施)，以及能够从车内电池直接供应DC电力的设施(第二供电设施)。希望运行管理服务器1相较于第一供电设施而优先建议第二供电设施。结果，能够减少由于电力转换而导致的电力损失。
希望运行管理服务器1相较于在使用中的或被预约的EVSE 505而优先建议不在使用中的或未被预约的EVSE 505。结果，能够缩短外部供电的等待时间。
运行管理服务器1可以优选地建议连接到电力设施(诸如电力储存***)的EVSE505，使得从车辆2向外供应的电力被传输到由特定运营商管理的电力设施(电力储存***等)。作为具体示例，运输公司、家庭递送公司等需要大量的电力(电力量)用于车辆行驶。例如，通过与运行管理服务器1的管理员签订合同，预先注册这些运营商。结果，运营商能够优先接收电力供应并更可靠地确保用于车辆行驶的电力。
当SOC预期将不超过上限值UL(S13中为“否”)时，当不存在在SOC达到最大值MAX之前能够抵达的休息点(S14中为“否”)时，或者当不存在延迟处于基准时间内的休息点(S15中为“否”)时，跳过S16的处理。注意，S14和S15的处理不是必需的。
车辆2根据从运行管理服务器1接收到的消息行驶到休息点(S23)。当建议了多个休息点时，车辆2的用户可以根据他/她的希望来适当地选择休息点。当车辆2抵达休息点时，从车辆2经由EVSE 505向CEMS 500的微电网供应外部电力(S24)。此后，车辆2从休息点向目的地位置行驶(S25)。
如上所述，在本实施例中，当车辆2的电池的SOC预期将超过上限值UL时，运行管理服务器1预先生成建议外部供电的消息，并将该消息发送到车辆2。当车辆2的用户接受该建议时，电池的SOC将下降，从而产生用于储存再生电力的余量。因此，根据本实施例，能够防止电池的SOC超过上限值UL，并且能够有效地利用再生电力。
此外，运行管理服务器1建议由于外部供电导致的延迟处于基准时间内的休息点，并且从建议中排除延迟超出基准时间的休息点。结果，伴随外部供电而产生的绕行不会变得过度绕行，因此车辆2的行驶计划(用户的日程)不会受到很大的干扰。这是因为本实施例基于强调用户的便利而不是电力浪费控制的思想。
本文所公开的实施例在所有方面都应该被认为是示例性的，而不是限制性的。本公开的范围由权利要求的范围而不是上述实施例的描述来示出，并且旨在包括在与权利要求的范围等同的含义和范围内的所有修改。

Claims (7)

1.服务器，其管理搭载有能够储存再生电力的电池的车辆，所述服务器包括：
处理器，其生成要发送到所述车辆的消息；以及
存储器，其存储多个车辆的行驶历史，其中，所述处理器：
基于所述车辆的行驶计划和所述多个车辆的行驶历史，估计在所述车辆的计划行驶路线上所述电池的蓄电量的转变，以及
当估计出在所述计划行驶路线上所述蓄电量将超过预定量时，生成所述消息，以用于在所述蓄电量达到所述预定量之前建议执行从所述电池向所述车辆的外部的外部供电。
2.根据权利要求1所述的服务器，其中，所述处理器生成所述消息，以将与未执行所述外部供电时相比与所述外部供电相关联的延迟处于基准时间内的一个或多个供电设施包括在内。
3.根据权利要求2所述的服务器，其中，所述处理器生成所述消息，以使得在地图上显示从所述车辆的当前位置到所述一个或多个供电设施的路线。
4.根据权利要求3所述的服务器，其中，所述处理器基于与所述车辆的下坡行驶相关的行驶计划和与所述多个车辆的下坡行驶相关的行驶历史，估计在所述计划行驶路线上所述蓄电量的转变。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的服务器，其中：
所述一个或多个供电设施包括特定供电设施，所述特定供电设施配置为将从所述车辆供应的电力供应到由预注册的运营商管理的车辆，并且
所述处理器生成所述消息，以使得相较于所述特定供电设施之外的供电设施，优先建议所述特定供电设施。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的服务器，其中：
所述一个或多个供电设施包括第一供电设施和第二供电设施，所述第一供电设施需要将来自所述电池的直流电力转换为交流电力，所述第二供电设施允许来自所述电池的直流电力的直接供应，并且
所述处理器生成所述消息，以使得相较于所述第一供电设施，优先建议所述第二供电设施。
7.车辆管理方法，其用于由计算机管理搭载有能够储存再生电力的电池的车辆，所述车辆管理方法包括：
基于所述车辆的行驶计划和多个车辆的行驶历史，估计在所述车辆的计划行驶路线上所述电池的蓄电量的转变；以及
当估计出在所述计划行驶路线上所述蓄电量将超过预定量时，在所述蓄电量达到所述预定量之前向所述车辆建议执行从所述电池向所述车辆的外部的外部供电。
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