JP7149297B2 - 充電装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、充電装置の作動方法に関する。

電気自動車は、通常、駆動装置に電気エネルギーを供給する牽引バッテリのような電気エネルギー蓄積装置を有する。この電気エネルギー蓄積装置が完全に、又は部分的に放電された場合には、電気自動車は、エネルギー蓄積装置を再充電することができる充電ステーションに向かわなければならない。これまでのところ、この目的のために、電気自動車は、そのような充電ステーションでケーブル接続によって充電ステーションに接続することが通例である。この接続は、通常、不都合なことにユーザが手で行わなければならない。充電ステーションと電気自動車は、互いに対応する接続システムを備えている必要もある

さらに、電気自動車用の無線充電システムも知られている。電気自動車の誘導充電の場合、１つ以上のコイル（送り側コイル）が床下又は床上に設置される。さらに、電気自動車内にも１つ以上のコイル（受け側コイル）が配置される。電気自動車が送り側コイルの上方に駐車した場合に電気自動車は交番磁界を送出する。交番磁界は、車両内の受け側コイルによって拾い、電気エネルギーに変換する。これに続いて、この電気エネルギーによって、車両の牽引バッテリを非接触エネルギー伝送によって充電することができる。

さらに、電気自動車のエネルギー蓄積装置をエネルギー回収に使用することもできる。このためには、必要に応じて、ケーブル接続又は誘導送電を使用することができる。

ドイツ特許出願公開第１０２０１１０１００４９号明細書は、エネルギーを誘導的に伝送する、車両バッテリを充電するためのそのようなシステムを開示している。従来技術の欠点は、有線及び無線の両方の充電方法が、それぞれの車両の牽引バッテリを充電するためにのみ使用されることである。幾つかの方法は、バッテリに供給された充電量の課金を運転者に行う決済方法などの追加の機能を含む。さらに、従来技術では、車両は、ケーブル接続によって、又は運転者が選択的に乗り付ける必要のある局所的に設置された充電ステーションから誘導的に充電することしかできない、ということが欠点である。これに対して、牽引バッテリが空になったことにより車両が立ち往生している場合には、もはや充電ステーションに乗り付けてバッテリを充電することはできない。この車両は手間をかけて牽引されなければならないことになる。

エレクトロモビリティーの増大する普及に伴い、バッテリが空になった車両が毎年数百万台、立ち往生することが想定される。この評価は、ＡＤＡＣによる研究に基づいており、ドイツ国内のみでも年間約２５万台もの車両が燃料なしで立ち往生していると言われている。したがって、電気自動車においても同様の数が見られると想定することができる。

したがって、バッテリが空になった車両の牽引を省略できる方法が必要とされている。

請求項１の特徴を有する本発明による方法は、牽引バッテリが空になった車両の牽引が不要であるという利点を有する。

本発明によれば、車両、好ましくは電気自動車又はハイブリッド自動車のエネルギー蓄積装置を充電するための充電装置を作動する方法を提供し、充電装置はインターネット対応サーバに接続している。バッテリが空の又は部分的に充電されている少なくとも１つの受取側車両は、１つの方法ステップで、充電装置に充電の必要性を知らせる。さらに、バッテリが少なくとも部分的に充電されている少なくとも１つの提供側車両は、１つの方法ステップで充電装置に充電準備ができていることを知らせる。この方法は、受取側車両のバッテリが空の場合に（バッテリが空の立ち往生している車両、又はバッテリが部分的に充電されているが、もはや最寄りの、もしくは希望する充電ステーションに到達できないと予想される車両）の場合に、少なくとも部分的に充電されたバッテリを有し、したがって、バッテリ電荷の一部を受取側車両に伝送することができる任意の提供側車両を迅速に見つけることを可能にする。したがって、それぞれの電気自動車又はハイブリッド自動車は、いわば「故障サービス」として機能することができる。このことは、個人的に使用される車両の数が、日常の交通において利用可能な故障サービス車両の数を大幅に超えるという点で、さらに有利である。したがって、立ち往生した受取側車両は、例えば、待ち時間が時には少なくとも４５分であるプロの故障サービスを待たなければならない場合よりもはるかに迅速な援助を得る。

従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した方法の有利な改良が可能である。

有利には、受取側車両及び／又は提供側車両は、インターネットを介して充電装置のインターネット対応サーバと通信する。今日、電気自動車及びハイブリッド自動車はインターネット接続を有し、したがって、インターネット自体とだけでなく、互いに通信することができる。したがって、充電要件及び充電準備の両方についてインターネット接続によってインターネット対応サーバと通信することができる。個々の車両を互いにネットワーク化することによって「コネクティッドサービス」を設け、本発明による充電装置は、相互接続を可能にする。

サーバを介した提供側車両と受取側車両との接続の代わりに、車両間の接続は、車両間通信、車両間インフラストラクチャ通信、付加的なサーバ（例えば故障サービスフリート車両と情報を交換する故障サービスプロバイダの付加的なサーバ）を介して、又はブロックチェーンテクノロジを使用するなど、分散ネットワークを介して直接的に行うこともできる。

有利には、インターネット対応サーバは、クラウドサービス、クラウドもしくはクラウドコンピューティングを利用できる。したがって、ＩＴインフラストラクチャは、有利には、それぞれの受取側車両又は提供側車両にインストールする必要なく、充電装置のインターネット対応サーバを介して利用可能になる。したがって、クラウドにより、とりわけ、従来のシステムに対してコスト上の利点が得られる。クラウドサービスを利用する場合には、使用容量を短期的に実際の需要に応じて可変に適応させることができる。このことは、本発明の方法の場合のように、ロジスティクスのような外部要件を即座に満たさなければならないビジネス分野において特に当てはまる。立ち往生する車両の数が変化するなど、数量が絶えず変動する場合には、迅速な応答と、対応に必要な能力を常に提供している必要がある。クラウドの柔軟性及びスケーラビリティにより、ロジスティクス資源を提供することは、現在の静的システムの場合よりもはるかに安価であり、達成が容易である。

さらに、受取側車両及び提供側車両の両方が、充電装置にそれら位置を伝えることが有利である。受取側車両及び提供側車両はＧＰＳを利用することができ、したがって、自分の位置を突き止めることができる。この位置は、インターネット対応サーバを使用して充電装置に伝える。したがって、充電装置は、受取側車両及び提供側車両の位置を知り、受取側車両まで運転するために最も近くにいる提供側車両を選択することができる。

有利には、受取側車両及び提供側車両は充電装置に充電能力を伝える。充電能力の伝達には、それぞれの車両のプラグ種別などの情報を含む。このことは、受取側車両に適した提供側車両を選択する場合に役立つ。互いに互換性があり、「ペアリングされた」、すなわち相互充電のために選択された車両のみが、適当なプラグ種別を提供することができる。さらに、受取側車両及び提供側車両は、充電装置に製造者又は車種を伝える。電気自動車は、製造者や車種によって特性が異なっていた。例えば、車両が放出できる高電圧（ＡＣ／ＤＣ）は、車両に応じて変化し、このことは、受取側車両と提供側車両との互換性を制限する。

相互充電プロセスに関して適当な車両の選択を可能にするために、調整に関するさらなる情報を充電装置のために必要とする。したがって、受取側車両及び提供側車両は、充電装置に最大可能充電電流を伝える。これにより、充電装置は互換性のある車両を選択するだけでなく、充電時間を推定し、車両の運転者に伝えることができる。

さらに、受取側車両が目的地又は最寄りの適当な充電ステーションに到着することができるために必要とされる付加的なエネルギー量を、受取側車両において推定する。これらの情報は、充電装置を介して提供側車両に伝えられ、受取側車両の付加的な情報（ＧＰＳ位置、目的地、充電レベル、予想エネルギー消費量）を用いて、提供側車両にまだ存在するエネルギー量が、受取側車両を十分に充電し、さらに実際のナビゲーション目的地に到達するのに十分であるかどうかを推定する。

受取側車両の運転者の待ち時間をできるだけ短く抑えるために、もしくは提供側車両の走行時間を同様に最小限に抑えるために、充電装置は、有利には受取側車両及び提供側車両から伝達された情報から、受取側車両と提供側車両との距離を決定する。

提供側車両及び受取側車両が、必要な情報（ＧＰＳを介した現在位置、必要な充電量、車両の充電能力、プラグ種別、最大充電電流、製造業者、車種、電流形式（ＤＣ又はＡＣ電圧）など）を充電装置に伝えた場合、充電装置は伝えられたこれらの情報から、受取側車両と提供側車両との互換性を決定する。

適合する受取側車両及び提供側車両を適当に選択した後、充電装置は、適当な受取側車両と提供側車両との間の接触を確立する。したがって、それら車両は、クラウド又はクラウドサービスによってネットワーク化されるが、しかしながら、車両間通信又は分散ネットワーク（例えばブロックチェーン）を介してネットワーク化することもできる。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、例示的な実施形態の以下の説明から当業者には明らかになるであろう。しかしながら、これらの実施形態は本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明による方法を示す概略図である。 提供側車両及び受取側車両を示す概略図である。

図面に示す描写は、分かりやすくするために、必ずしも縮尺どおりに描いていない。同様の参照番号は、一般に、同様又は同様に作用する構成要素を示す。

図１は、車両１３、好ましくは電気自動車又はハイブリッド自動車のエネルギー蓄積装置１２を充電するための充電装置１０を作動するための本発明による方法の概略図を示す。充電装置１０は、インターネット対応サーバ１４に接続されている。方法ステップＡにおいて、空の（又は部分的に充電された）バッテリ１７を有する受取側車両１５は、その充電要求を充電装置１０に伝える。方法ステップＢにおいて、少なくとも部分的に充電されたバッテリ１８を有する提供側車両１６は、その充電準備ができていることを充電装置１０に伝える。

図２は、ドナー及び受取側車両の概略図を示す。図１と同じ要素には同じ符号を付し、詳細には説明しない。車両１３、１５、例えば、バッテリ１２、１７が空のハイブリッド又は電気自動車が立ち往生している場合、本発明は、この「受取側車両」が、受取側車両に対応する車両１３又は提供側車両１６を見つけることができるようにすることを意図している。それら車両は、少なくとも部分的にまだ充電されているバッテリ１８の充電の一部をその受取側車両に伝送し、したがって分け与えることができる。受取側車両１５が残っている場合には、この受取側車両は充電装置１０と通信する。この充電装置１０は、インターネット対応サーバ１４を有し、クラウド（クラウドサービス、クラウドコンピューティング、コネクティッドサービス：Ｃｌｏｕｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を利用することができる。充電装置１０で行われるサービスは、原則として、以下の構成要素からなる：空の（又は部分的に充電された）バッテリを有する受取側車両は、充電装置／クラウドを介して充電の必要性を伝える。受取側車両は、このためにインターネット対応になっていてもよいし、又は、代替的に運転者のスマートフォンを使用することもできる。同時に、提供側車両となり得る車両も、充電能力があることもしくは充電準備ができていることを充電装置１０と通信する。この充電装置／クラウドでは、充電装置１０に提供された車両の情報から、相互に互換性のある車両を特定し、引き合わせる。このために、充電装置は受取側車両までの提供側車両のナビゲーションを支援する

受取側車両１５が、バッテリが空の（又は部分的に充電された）充電装置１０に接触する場合、受取側車両１５は、車両の「接続モジュール」を使用することができる。この接続モジュールは、選択的に充電装置１０とのインターネット接続を確立する。あるいは、受取側車両１５は、接続モジュールを介して提供側車両１６に直接に接触することもできる。充電装置１０との接触が確立された場合には、受取側車両は充電装置に情報を伝える。このような情報には、とりわけ、車両の現在位置（例えばＧＰＳ座標）、所要充電量、充電能力（プラグ種別、最高充電電流）、製造者、車種などが含まれる。同様に、提供側車両になり得る車両も同様に充電装置１０に接続され、同様に必要な情報、例えば車両の現在位置（例えばＧＰＳ座標）、充電状態、充電能力（アダプタ又はプラグ種別、最大可能充電電流）、製造者、車種、電流形式（直流又は交流）などの情報を伝える。

車両相互の距離、提供側車両１６の十分な充電状態、又は車両相互の互換性、例えば電圧又はアダプタ／プラグなどの満たされる必要のある制約に基づいて、クラウド又は車両１５内のアルゴリズムは、提供側車両１６と受取側車両１５との可能なペアリングを計算する。これらの適当な車両を、クラウド又は車両間通信を介して接続／接触させる。

その対応する適当な提供側車両１６では、受取側車両の充電要求状態が、例えばヘッドディスプレイ又はナビゲーションシステムの地図に表示される。例えば迂回路、所要充電時間、車種（「ブランド化されたコミュニティ」の場合、例えば、同じ車両製造業者の運転者が互いに助け合う）などの追加情報を表示することもできる。

提供側車両１６になり得る車両の運転者は、ここで、受取側車両１５を助けたいかどうかを選択することができる。受取側車両１５を援助したいことが示された場合には、受取側車両１５を目的地としてナビゲーションシステムの現在のルートを変更し、受取側車両の運転者に援助が向かっていることを通知する。

このサービスは、無料で行うこともできるし、又は例えば支払いシステムを取り入れて、有料でも行うこともできる。提供側車両としては、電気自動車／ＰＨＥＶの他の運転車、ならびに特化された車両、例えば、故障サービスのために設けられた故障サービスプロバイダの故障用車両が考えられる。必要に応じて、故障サービスプロバイダの付加的なサーバを介して受取側車両から故障サービス車両への通信を行うこともできる。

Claims (8)

1. 空の、又は少なくとも部分的に充電されたバッテリ（１７）を有し、前記バッテリ（１７）の再充電が必要な受取側車両（１５）のバッテリ（１７）を充電するための充電装置（１０）の作動方法であって、
   少なくとも１つの受取側車両（１５）が、前記充電装置（１０）に前記受取側車両（１５）の充電の必要性を知らせること、
   少なくとも部分的に充電されているバッテリ（１８）を有し、前記バッテリ（１８）の電荷の一部を前記受取側車両（１５）に伝送することができる少なくとも１つの提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを知らせること、
   前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを前記提供側車両（１６）が前記充電装置（１０）に知らせた場合には、前記提供側車両（１６）が、前記提供側車両（１６）のナビゲーションシステムの現在のルートを前記受取側車両（１５）の位置を目的地として変更すること、
   を特徴とする充電装置（１０）の作動方法において、
   前記受取側車両（１５）が前記提供側車両（１６）から受け取ることのできる最大可能充電電流を、前記提供側車両（１６）が前記受取側車両（１５）に供給できる最大可能充電電流を、前記充電装置（１０）に伝える、充電装置（１０）の作動方法。
2. 空の、又は少なくとも部分的に充電されたバッテリ（１７）を有し、前記バッテリ（１７）の再充電が必要な受取側車両（１５）のバッテリ（１７）を充電するための充電装置（１０）の作動方法であって、
   少なくとも１つの受取側車両（１５）が、前記充電装置（１０）に前記受取側車両（１５）の充電の必要性を知らせること、
   少なくとも部分的に充電されているバッテリ（１８）を有し、前記バッテリ（１８）の電荷の一部を前記受取側車両（１５）に伝送することができる少なくとも１つの提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを知らせること、
   前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを前記提供側車両（１６）が前記充電装置（１０）に知らせた場合には、前記提供側車両（１６）が、前記提供側車両（１６）のナビゲーションシステムの現在のルートを前記受取側車両（１５）の位置を目的地として変更すること、
   を特徴とする充電装置（１０）の作動方法において、
   前記充電装置（１０）が、前記受取側車両（１５）及び前記提供側車両（１６）から伝えられた現在位置から、前記受取側車両（１５）と前記提供側車両（１６）との距離を決定する、充電装置（１０）の作動方法。
3. 空の、又は少なくとも部分的に充電されたバッテリ（１７）を有し、前記バッテリ（１７）の再充電が必要な受取側車両（１５）のバッテリ（１７）を充電するための充電装置（１０）の作動方法であって、
   少なくとも１つの受取側車両（１５）が、前記充電装置（１０）に前記受取側車両（１５）の充電の必要性を知らせること、
   少なくとも部分的に充電されているバッテリ（１８）を有し、前記バッテリ（１８）の電荷の一部を前記受取側車両（１５）に伝送することができる少なくとも１つの提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを知らせること、
   前記提供側車両（１６）の運転者が前記受取側車両（１５）への充電を行う意思があることを前記提供側車両（１６）が前記充電装置（１０）に知らせた場合には、前記提供側車両（１６）が、前記提供側車両（１６）のナビゲーションシステムの現在のルートを前記受取側車両（１５）の位置を目的地として変更すること、
   を特徴とする充電装置（１０）の作動方法において、
   前記充電装置（１０）が、前記受取側車両（１５）及び前記提供側車両（１６）から伝えられた情報から、前記受取側車両（１５）と前記提供側車両（１６）との充電に関する互換性を決定する、充電装置（１０）の作動方法。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の充電装置（１０）の作動方法において、前記受取側車両（１５）及び／又は前記提供側車両（１６）は電気自動車又はハイブリッド自動車であることを特徴とする、充電装置（１０）の作動方法。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の充電装置（１０）の作動方法において、
   前記受取側車両（１５）及び／又は前記提供側車両（１６）が、インターネットを介して前記充電装置（１０）と通信する、充電装置（１０）の作動方法。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の充電装置（１０）の作動方法において、
   前記受取側車両（１５）及び前記提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に位置を伝える、充電装置（１０）の作動方法。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の充電装置（１０）の作動方法において、
   前記受取側車両（１５）及び前記提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に製造者もしくは車種を伝える、充電装置（１０）の作動方法。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の充電装置（１０）の作動方法において、
   前記受取側車両（１５）が前記充電装置（１０）に必要なエネルギー量を伝え、前記提供側車両（１６）が、前記充電装置（１０）に、与えることができる最大エネルギー量を伝える、充電装置（１０）の作動方法。

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