JP2013055861A - 車両充電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】設備費用の増加を抑制しつつ、利用者に対して公平な課金を行うこと。
【解決手段】車両充電システムKは、電流制御部18により充電を行う際の充電電流指令値を設定する。車両10の充電制御部12は、設定された充電電流指令値にしたがって蓄電池11の充電を行う。そして、車両充電システムKの料金演算部22は、電流制御部18により設定された充電電流指令値と充電時間をもとに、充電料金を演算する。これにより、実際の充電量を計測しなくても充電料金を算出することができるとともに、充電量に見合った充電料金を利用者に課金することができる。
【選択図】図1
【解決手段】車両充電システムKは、電流制御部18により充電を行う際の充電電流指令値を設定する。車両10の充電制御部12は、設定された充電電流指令値にしたがって蓄電池11の充電を行う。そして、車両充電システムKの料金演算部22は、電流制御部18により設定された充電電流指令値と充電時間をもとに、充電料金を演算する。これにより、実際の充電量を計測しなくても充電料金を算出することができるとともに、充電量に見合った充電料金を利用者に課金することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両に搭載される蓄電池を充電するための車両充電システムに関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両に搭載された蓄電池を充電するための車両充電システムとして、例えば特許文献1の充電装置が知られている。特許文献1の充電装置は、充電する電力量及び充電時間に基づいて充電料金を算出し、利用者に課金するものである。
上記充電装置のように充電された電力量をもとに利用者に課金する場合は、実際に充電された電力量を計測するための電力量計などが必要となり、システムのコストアップに繋がる。一方、充電時間のみで利用者に課金する場合は、車両側の充電仕様(能力)や設備側の負荷状況などにより、同じ充電時間であっても充電量が異なる場合が生じ、利用者に対して公平な課金が行われるとは言い難い。
以下、充電時間をもとに課金する場合の具体例を図4にしたがって説明する。
図4(a)に示す最大充電電力量Paの車両Aと、図4(b)に示す最大充電電力量Pbの車両Bが同じ充電時間Txの間、充電した場合、車両A,Bに搭載された蓄電池への充電量は、最大充電電力量が大きい車両Aの方が車両Bに比して大きくなる。しかしながら、このような場合に充電時間をもとに充電料金を算出すると、車両Aと車両Bの充電時間が同じ時間であるため、各利用者に対して同一料金が課金されることになる。また、図4(c)に示すように、最大充電電力量Pbの車両Bの充電中に設備側の制御によって充電電流指令値が変動した場合、充電時間Txの間における充電量は、充電時間Txの間、最大充電電力量Pbで充電が行われていた場合に比して小さくなる。しかしながら、このような場合であっても、充電時間をもとに充電料金を算出すると、利用者に対して同一料金が課金されることになる。以上のように図4に示す具体例に基づく説明から、充電時間のみに基づく課金は公平であるとは言い難い。
図4(a)に示す最大充電電力量Paの車両Aと、図4(b)に示す最大充電電力量Pbの車両Bが同じ充電時間Txの間、充電した場合、車両A,Bに搭載された蓄電池への充電量は、最大充電電力量が大きい車両Aの方が車両Bに比して大きくなる。しかしながら、このような場合に充電時間をもとに充電料金を算出すると、車両Aと車両Bの充電時間が同じ時間であるため、各利用者に対して同一料金が課金されることになる。また、図4(c)に示すように、最大充電電力量Pbの車両Bの充電中に設備側の制御によって充電電流指令値が変動した場合、充電時間Txの間における充電量は、充電時間Txの間、最大充電電力量Pbで充電が行われていた場合に比して小さくなる。しかしながら、このような場合であっても、充電時間をもとに充電料金を算出すると、利用者に対して同一料金が課金されることになる。以上のように図4に示す具体例に基づく説明から、充電時間のみに基づく課金は公平であるとは言い難い。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、設備費用の増加を抑制しつつ、利用者に対して公平な課金を行う車両充電システムを提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両に搭載される蓄電池の充電を行う車両充電システムであって、前記蓄電池に充電する電力を供給する供給部と、前記蓄電池に充電を行う際の充電電流指令値を指示する指示部と、前記充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を演算する料金演算部と、を備えたことを要旨とする。
これによれば、車両充電システムは、充電電流指令値と充電時間をもとに料金演算部が演算した充電料金を利用者に課金する。充電対象となる車両では、充電電流指令値にしたがって蓄電池の充電を行う。このため、蓄電池は、充電電流指令値にしたがって充電が行われることになるので、蓄電池の充電量は充電電流指令値と充電時間から算出することが可能である。つまり、蓄電池への実際の充電量を直接計測することなく、充電電流指令値と充電時間から充電量を算出することができる。したがって、充電料金を充電量に応じて課金しようとする場合であっても、充電量を実際に計測するための機器(電力量計など)をシステムに備える必要がなく、設備費用の増加を抑制できる。また、充電料金を充電量に応じて課金するから、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両充電システムにおいて、システム全体の使用電流量を計測する電流計測部を備え、前記指示部は、前記電流計測部の計測結果からシステム全体で使用可能な範囲内で前記充電電流指令値を決定し、指示することを要旨とする。
これによれば、充電電流指令値は、システム全体で使用可能な範囲内で決定されることになる。したがって、車両充電システムとして、システム全体の負荷状況に応じて効率良く充電を行うための充電電流指令値を決定することができる。そして、充電の効率化を図ることで、利用者の待ち時間などの短縮に貢献できる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両充電システムにおいて、充電対象の車両が、指示した充電電流指令値で充電可能か否かを判別する車両判別部を備え、前記指示部は、前記車両判別部の判別結果をもとに前記充電電流指令値を決定し、指示することを要旨とする。
これによれば、充電電流指令値は、車両の充電仕様をもとに決定されることになる。したがって、車両充電システムとして、車両の充電仕様に応じて効率良く充電を行うための充電電流指令値を決定することができる。すなわち、システム全体で使用可能な電流を無駄なく負荷設備に割り当てることができ、利用者の待ち時間などの短縮に貢献できる。
本発明によれば、設備費用の増加を抑制しつつ、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1に示すように、EVやPHVなどの車両10には、当該車両10の原動機となる図示しない電動機(モータ)への供給電力を蓄える蓄電池11が搭載されている。また、車両10には、蓄電池11への充電を制御する充電制御部12も搭載されている。充電制御部12は、コントローラ及びAC/DCコンバータによって構成される。そして、車両10に搭載された蓄電池11は、車両充電システムKから供給される電力によって充電可能とされている。また、車両10には、蓄電池11の充電を行う際に、車両充電システムKから送信される情報の受信部、及び充電制御部12から車両充電システムKに送信される情報の送信部となる通信部13も搭載されている。
図1に示すように、EVやPHVなどの車両10には、当該車両10の原動機となる図示しない電動機(モータ)への供給電力を蓄える蓄電池11が搭載されている。また、車両10には、蓄電池11への充電を制御する充電制御部12も搭載されている。充電制御部12は、コントローラ及びAC/DCコンバータによって構成される。そして、車両10に搭載された蓄電池11は、車両充電システムKから供給される電力によって充電可能とされている。また、車両10には、蓄電池11の充電を行う際に、車両充電システムKから送信される情報の受信部、及び充電制御部12から車両充電システムKに送信される情報の送信部となる通信部13も搭載されている。
以下、車両充電システムKの具体的な構成を図1にしたがって説明する。
車両充電システムKは、電力系統から送電される電力を受電する受電設備14と、受電設備14に接続されるとともに、車両10の充電時に充電ケーブルを介して車両10に接続される充電スタンド15から構成されている。充電スタンド15は、車両10の蓄電池11に充電する電力を供給する供給部となる。また、受電設備14には、その受電設備14から電力が供給される負荷設備が接続されている。負荷設備とは、充電スタンド15や、車両充電システムKの設置箇所に配設されている照明器具など、受電設備14によって電力が供給される対象物である。なお、図1には、説明の便宜上、受電設備14に接続される1台の充電スタンド15を図示し、その他の負荷設備については図示を省略している。
車両充電システムKは、電力系統から送電される電力を受電する受電設備14と、受電設備14に接続されるとともに、車両10の充電時に充電ケーブルを介して車両10に接続される充電スタンド15から構成されている。充電スタンド15は、車両10の蓄電池11に充電する電力を供給する供給部となる。また、受電設備14には、その受電設備14から電力が供給される負荷設備が接続されている。負荷設備とは、充電スタンド15や、車両充電システムKの設置箇所に配設されている照明器具など、受電設備14によって電力が供給される対象物である。なお、図1には、説明の便宜上、受電設備14に接続される1台の充電スタンド15を図示し、その他の負荷設備については図示を省略している。
受電設備14には、システム全体の使用電流量を計測する電流計測部16と、電力系統から受電した電力を充電スタンド15に供給する電力供給部17と、が設けられている。また、受電設備14には、車両10の蓄電池11に充電を行う際の充電電流指令値を指示する指示部としての電流制御部18と、充電対象の車両10が、指示した充電電流指令値で充電可能か否かを判別する車両判別部19が設けられている。また、受電設備14には、車両充電システムKから送信される情報の送信部、及び充電スタンド15から送信される情報の受信部となる通信部20が設けられている。
本実施形態の電流制御部18は、電流計測部16の計測結果と車両判別部19の判別結果をもとに、充電時の充電電流指令値を指示(制御)する。具体的に言えば、電流制御部18は、システム全体で使用可能な範囲内、すなわち車両充電システムKの設置者と電力系統を持つ電力会社との間の需給契約上の電流量を超えない範囲内で、充電電流指令値を決定する。また、電流制御部18は、充電電流指令値を決定する際、受電設備14に接続される他の負荷設備の使用電流量と、充電対象となる車両10の充電仕様(能力)を考慮して、充電電流指令値を決定する。つまり、電流制御部18は、他の負荷設備の使用電流量を把握して充電電流指令値を決定することで、車両10の充電時に需給契約上の電流量を超えないように制御する。また、電流制御部18は、車両10の充電仕様を考慮して充電電流指令値を決定することで、充電対象となる車両10に搭載されたAC/DCコンバータの変換能力を超えてしまう必要以上の電流量を割り当てないように制御する。必要以上の電流量を割り当てることは、受電設備14に他の充電ステンドが接続されている場合において、他の充電スタンドで充電を行う際に割り当てる電流量が減少してしまう虞が生じる。そして、電流制御部18は、決定した充電電流指令値を通信部20により、充電スタンド15の通信部21を介して車両10の充電制御部12に指示する。
また、車両充電システムKには、充電を行った利用者に課金するための充電料金を演算する料金演算部22が設けられている。料金演算部22には、車両充電システムKの設置者により、充電の時間単価が設定される。そして、本実施形態の料金演算部22は、電流制御部18が指示する充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を演算する。以下、本実施形態の充電料金の算出方法を、図2(a),(b)に図示した具体例にしたがって説明する。なお、図(a),(b)に図示する符号「P」は、単位時間あたりの充電量を示す。また、本実施形態において料金演算部22は、充電開始から充電終了までの充電時間を計測する。充電開始及び充電終了は、充電スタンド15から送信された情報に基づき判断する。
図2(a)は、充電開始から充電終了までの充電時間Tx(=T)において、一定の充電電流指令値Iで充電される場合を図示する。この例において、充電時間Txの間に充電される充電量Wは、充電時間Tと充電電流指令値Iの乗算値となる。そして、この例において、充電料金は、充電量Wと時間単価の乗算値によって算出される。
図2(b)は、充電開始から充電終了までの充電時間Txにおいて、充電電流指令値が所定時間毎に変動した状態で充電される場合を図示する。この例において、充電時間Txの間に充電される充電量Wは、所定時間毎の充電量a〜eの加算値となる。そして、所定時間毎の充電量a〜eは、充電時間と充電電流指令値の乗算値となる。具体的に言えば、充電量aは充電時間T1と充電電流指令値I1の乗算値となり、充電量bは充電時間T2と充電電流指令値I2の乗算値となり、充電量cは充電時間T3と充電電流指令値I3の乗算値となる。また、充電量dは充電時間T4と充電電流指令値I4の乗算値となり、充電量eは充電時間T5と充電電流指令値I5の乗算値となる。そして、この例において、充電料金は、充電量W(=a+b+c+d+e)と時間単価の乗算値によって算出される。
本実施形態における充電料金の算出方法は、受電設備14で設定する充電電流指令値にしたがって車両10の充電制御部12が充電制御を実行する点に着目している。すなわち、この前提によれば、実際の充電量を計測しなくても、受電設備14で設定する充電電流指令値と充電時間から、実際の充電量に見合った充電料金を算出することが可能となる。
以下、本実施形態の車両充電システムKの作用を、図3に示す動作フローにしたがって説明する。
車両充電システムKは、設置者から充電の時間単価が入力されると、その時間単価を料金演算部22に設定する(ステップS10)。次に、車両充電システムKは、充電対象となる車両10があるか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11において車両充電システムKは、充電スタンド15に車両10が接続されているか否かを、充電スタンド15から送信される情報(信号)に基づき判定する。そして、車両充電システムKは、充電対象となる車両10がない場合、待機状態となってステップS11を繰り返す。
車両充電システムKは、設置者から充電の時間単価が入力されると、その時間単価を料金演算部22に設定する(ステップS10)。次に、車両充電システムKは、充電対象となる車両10があるか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11において車両充電システムKは、充電スタンド15に車両10が接続されているか否かを、充電スタンド15から送信される情報(信号)に基づき判定する。そして、車両充電システムKは、充電対象となる車両10がない場合、待機状態となってステップS11を繰り返す。
一方、車両充電システムKは、充電対象となる車両10がある場合、電流計測部16により、システム全体の使用電流量からシステム全体の負荷を判別する(ステップS12)。また、車両充電システムKは、車両判別部19により、車両10が、指示した充電電流指令値で充電可能か否かを判別する(ステップS13)。そして、車両充電システムKは、ステップS12,S13の判別結果を電流制御部18に送信する(ステップS14)。次に、車両充電システムKは、電流制御部18により、ステップS12の判別結果とステップS13の判別結果をもとに充電電流指令値を決定し、設定する(ステップS15)。次に、車両充電システムKは、電流制御部18で設定した充電電流指令値を、車両10の充電制御部12と料金演算部22にそれぞれ送信する(ステップS16)。ステップS16で送信された充電電流指令値を受信した車両10の充電制御部12は、充電電流指令値をもとに蓄電池11の充電を行う。
その後、車両10の充電が完了すると、車両充電システムKは、料金演算部22により、充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を演算する(ステップS17)。ステップS17で演算した充電料金は、利用者に対して課金される。
なお、車両充電システムKは、電流計測部16により、常時、システム全体の負荷を判別するとともに、電流制御部18により、電流計測部16の計測結果をもとに負荷に応じた充電電流指令値を設定する。すなわち、電流制御部18は、負荷に応じて充電電流指令値を変更するか否かを判定し、変更する場合には充電電流指令値を都度設定する。この充電電流指令値は、変更される度に充電制御部12及び料金演算部22に送信される。
また、料金演算部22は、充電電流指令値が変更される度に充電電流指令値と充電時間をもとに充電量を演算し、その演算した充電量を車両10の充電が完了する迄の間、累積記憶する。そして、料金演算部22は、充電が完了すると、その時点での記憶内容から利用者に課金する充電料金を演算する。
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を算出し、利用者に課金する。充電対象となる車両10では、充電電流指令値にしたがって蓄電池11の充電を行う。このため、蓄電池11は、充電電流指令値にしたがって充電が行われることになり、その充電量は充電電流指令値と充電時間から算出することが可能である。つまり、蓄電池11への実際の充電量を直接計測することなく、充電電流指令値と充電時間から充電量を算出することができる。したがって、充電料金を充電量に応じて課金しようとする場合であっても、充電量を実際に計測するための機器(電力量計など)を車両充電システムKに備える必要がなく、設備費用の増加を抑制できる。また、充電料金を充電量に応じて課金するから、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
(1)充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を算出し、利用者に課金する。充電対象となる車両10では、充電電流指令値にしたがって蓄電池11の充電を行う。このため、蓄電池11は、充電電流指令値にしたがって充電が行われることになり、その充電量は充電電流指令値と充電時間から算出することが可能である。つまり、蓄電池11への実際の充電量を直接計測することなく、充電電流指令値と充電時間から充電量を算出することができる。したがって、充電料金を充電量に応じて課金しようとする場合であっても、充電量を実際に計測するための機器(電力量計など)を車両充電システムKに備える必要がなく、設備費用の増加を抑制できる。また、充電料金を充電量に応じて課金するから、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
(2)充電電流指令値を、システム全体で使用可能な範囲内で決定することにより、車両充電システムKとして、システム全体の負荷状況に応じて効率良く充電を行うための充電電流指令値を決定することができる。そして、充電の効率化を図ることで、利用者の待ち時間などの短縮に貢献できる。
(3)充電電流指令値を、車両10の充電仕様をもとに決定することにより、車両充電システムKとして、車両10の充電仕様に応じて効率良く充電を行うための充電電流指令値を決定することができる。すなわち、システム全体で使用可能な電流を無駄なく負荷設備に割り当てることができ、利用者の待ち時間などの短縮に貢献できる。
(4)充電電流指令値を充電料金の算出パラメータとすることにより、車両充電システムKの負荷状況などに応じて充電電流指令値を変動させた場合であっても、実際の充電量に見合った充電料金を算出することができる。すなわち、充電電流指令値の増減によって充電時間に長短が生じた場合でも、実際の充電量に見合った充電料金を算出することができる。したがって、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
(5)充電電流指令値を充電料金の算出パラメータとすることにより、同じ充電時間の間、充電を行った場合であっても、実際の充電量に見合った充電料金を算出することができる。すなわち、充電電流指令値の大小により、充電量が多い場合には充電料金を高く課金する一方で、充電量が少ない場合には充電料金を安く課金する。したがって、利用者に対して公平な課金を行うことができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 料金演算部22を、受電設備14側、又は充電スタンド15側に設けても良い。
○ 電流制御部18と車両判別部19を、充電スタンド15側に設けても良い。
○ 料金演算部22を、受電設備14側、又は充電スタンド15側に設けても良い。
○ 電流制御部18と車両判別部19を、充電スタンド15側に設けても良い。
○ 充電時間の計測を電流制御部18が行い、その計測結果を料金演算部22に送信しても良い。
○ 電流制御部18において、電流計測部16の計測結果のみをもとに充電電流指令値を設定しても良い。すなわち、車両判別部19を設けない車両充電システムKを構築しても良い。
○ 電流制御部18において、電流計測部16の計測結果のみをもとに充電電流指令値を設定しても良い。すなわち、車両判別部19を設けない車両充電システムKを構築しても良い。
次に、上記実施形態、及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)料金演算部は、充電電流指令値と充電時間を乗算して算出される充電量に対して、システム設置者が設定する充電の時間単価を乗算することによって充電料金を算出することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の車両充電システム。
(イ)料金演算部は、充電電流指令値と充電時間を乗算して算出される充電量に対して、システム設置者が設定する充電の時間単価を乗算することによって充電料金を算出することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の車両充電システム。
(ロ)車両に搭載される蓄電池の充電を行う利用者に課金する充電料金を演算する充電料金演算方法であって、前記蓄電池に充電を行う際に前記充電を制御する充電制御部に指示される充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を演算することを特徴とする充電料金演算方法。
10…車両、14…受電設備、15…充電スタンド、16…電流計測部、17…電力供給部、18…電流制御部、19…車両判別部、22…料金演算部、I,I1〜I5…充電電流指令値、T,Tx,T1〜T5…充電時間、K…車両充電システム。
Claims (3)
- 車両に搭載される蓄電池の充電を行う車両充電システムであって、
前記蓄電池に充電する電力を供給する供給部と、
前記蓄電池に充電を行う際の充電電流指令値を指示する指示部と、
前記充電電流指令値と充電時間をもとに充電料金を演算する料金演算部と、を備えたことを特徴とする車両充電システム。 - システム全体の使用電流量を計測する電流計測部を備え、
前記指示部は、前記電流計測部の計測結果からシステム全体で使用可能な範囲内で前記充電電流指令値を決定し、指示することを特徴とする請求項1に記載の車両充電システム。 - 充電対象の車両が、指示した充電電流指令値で充電可能か否かを判別する車両判別部を備え、
前記指示部は、前記車両判別部の判別結果をもとに前記充電電流指令値を決定し、指示することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両充電システム。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141202 |