JP7444871B2 - 充電端末によってアキュムレータバッテリーを充電するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、電気車両のアキュムレータバッテリーを充電することに関する。

本発明は、より詳細には、自動車両に取り付けられたアキュムレータバッテリーを充電ステーションによって充電するための方法に関する。

本発明はまた、この充電方法を実装するように設計された自動車両に関する。

本発明は、より詳細には、電気自動車に適用される。

電気自動車は、通常、車両を推進するために与えられた電気モーターに電流を供給することを可能にする大容量アキュムレータバッテリーを含む。

この種類のアキュムレータバッテリーは一定の間隔で充電されなければならない。このための１つのソリューションは、車を公共充電ステーションに電気的に接続することにある。

ＩＳＯ１５１１８規格は、したがって、充電ステーションと充電ステーションに接続されることが可能な任意の自動車との間の標準通信プロトコルを定義するために開発された。

電気グリッドにおいてエネルギー管理を最適化するために、車両は、したがって、この規格によって与えられる可能性を、３つの主要な制約に準拠する様式で使用しなければならない。第１の制約は、ユーザが出発したい時間にユーザのバッテリーが十分に充電されていることを保証することにある。第２の制約は、充電ステーションにおいて利用可能な電力を不必要に独占しないようにユーザのニーズを過大評価しないことにある。第３の制約は、充電ステーションへの自動車の接続後に、自動車にかなり短い時間フレームを課することにあり、その時間フレームの終了において、自動車は、充電ステーションが自動車のアキュムレータバッテリーを充電しなければならないときと、電力とを充電ステーションに通信しなければならない。

使用されるプロトコルは、充電ステーションが、自動車両の接続時に、充電ステーションにおいて利用可能な電力と、電気のための価格レベル（一般にオフピーク時間／ピーク時間情報アイテム）との時間経過に伴う変化に関する情報を送信することを規定している。

充電ステーションがその間にバッテリーを充電しなければならないタイムスロットを選択するための知られている方法は、したがって、最も近いオフピークタイムスロットを選択することにある。

この方法は、残念ながら、ユーザの車両が所望の時間に出発する準備ができていることを保証することを可能にしない。

この欠点を克服するための１つのソリューションは、ユーザがいつ出発したいかをユーザに尋ね、充電コストができる限り低く、出発時間に車両が十分に充電されているようなタイムスロットを選択することであり得る。

このソリューションでは、しかしながら、車両が、選択されたタイムスロットに基づくバッテリーの充電状態の進行と、これらのタイムスロットの各々中に利用可能な電力の進行とを予測することが可能であることが必要である。

この目的で、バッテリーの充電状態の進行を計算するための方法が文献ＣＮ１０３０２０４４５から知られているが、この方法は、ＩＳＯ１５１１８規格によって割り当てられた時間中に、確保するべきタイムスロットと、予約するべき電力とを決定することが可能であるために、高い計算能力をもつコンピュータを使用する必要がある。このソリューションは、したがって、実装するのに極めてコストがかかる。

従来技術の上述の欠点を克服するために、本発明は、時間に応じた充電電力の変化を計算するためのより簡単な方法を提案する。

より詳細には、充電方法が本発明によって提案され、前記方法は、
ａ）充電ステーションにおいて利用可能な電力と電気のコストとの時間経過に伴う変化に関するデータを受信するステップと、
ｂ）利用可能な電力が０でなく、電気のコストが最低であるタイムスロットを選択するステップと、
ｃ）アキュムレータバッテリーがタイムスロットの時間に示す温度と、タイムスロットの開始におけるアキュムレータバッテリーの充電状態とを推定するステップと、
ｄ）ステップｃ）において推定された温度と充電状態とに基づいて、充電ステーションがタイムスロット中にアキュムレータバッテリーに送ることが可能な電力を決定するステップと、
ｅ）ステップｄ）において決定された電力に基づいて、タイムスロットの終了におけるアキュムレータバッテリーの新しい充電状態を導出するステップと、
ｆ）新しい充電状態をターゲット充電状態と比較し、次いで、新しい充電状態がターゲット充電状態よりも高いかまたはターゲット充電状態に等しい場合、
ｇ）タイムスロット中に充電ステーションによって前記電力でアキュムレータバッテリーを充電するステップ
とを含む。

したがって、本発明は、実装が簡単であり、計算能力をほとんど必要とせず、車両のスケジュールされた出発時間と、充電ステーションから利用可能な電力とを所与として、充電ができる限り安価であることを保証するために、充電ステーションで予約されるべきタイムスロットを、必要とされる正確さで評価することを可能にする方法を提案する。

本発明による充電方法の他の有利な、非限定的な特徴は以下のとおりである。
－ 新しい充電状態がターゲット充電状態よりも低い場合、追加のタイムスロットに関してステップｂ）～ステップｅ）が繰り返され、ステップｆ）において、ターゲット充電状態が、２つのタイムスロットの後にアキュムレータバッテリーが示す充電状態と比較される。
－ ステップａ）において、自動車両が充電ステーションから外されることがスケジュールされている出発時間が取得され、ステップｂ）において、選択されたタイムスロットは出発時間より前である。
－ ステップｂ）～ステップｅ）の繰り返しの間、充電ステーションがタイムスロットの各々中にアキュムレータバッテリーに送ることが可能な電力が決定され、次いで、そこから、出発時間までのアキュムレータバッテリーの充電状態の変化が導出される。
－ ステップｂ）において、いくつかのタイムスロットにおいて電気のコストが最低である場合、これらのタイムスロットの中から選択されるタイムスロットは最も早いタイムスロットである。
－ ステップａ）の前に、アキュムレータバッテリーの瞬時充電状態を決定するためと、瞬時充電状態を充電状態しきい値と比較するためと、瞬時充電状態が充電状態しきい値よりも低い場合、利用可能な電力が０でない最初のタイムスロットにおいてアキュムレータバッテリーを充電するためとの準備が行われる。
－ ステップｃ）において、アキュムレータバッテリーの温度が、所定の数学モデルまたは所定のマップに基づいて推定される。
－ ステップｄ）において、電力を決定するために、選択されたタイムスロット中に充電ステーションにおいて利用可能な電力と、自動車両によって許容できる最大電力であって、ステップｃ）において推定された温度と充電状態とに基づいて決定される最大許容電力との中から最も低い電力を選択するための準備が行われる。
－ ステップｅ）において、タイムスロットの終了においてアキュムレータバッテリー中に蓄えられているエネルギーを計算するためと、次いで、そこから新しい充電状態を導出するためとの準備が行われる。

本発明はまた、少なくとも１つの電気駆動モーターと、各電気モーターに電流を供給するように設計されたアキュムレータバッテリーと、上記で説明したような充電方法を実装するようにプログラムされたコンピュータとを含む自動車両に関する。

非限定的な例として与えられた、添付の図面に関する以下の説明は、本発明の内容と、本発明がどのように実装され得るかとについての十分な理解を与えるであろう。

本発明による、充電ステーションと自動車両との概略図である。 充電ステーションにおいて利用可能な電力の時間経過に伴う変化の例を示すグラフである。 図２Ａに示されたグラフに対応し、充電ステーションを用いてタイムスロットがどのように選択されるかを示すグラフである。 充電ステーションにおいて利用可能な電気のコストの時間経過に伴う変化の例を示すグラフである。 図３Ａに示されたグラフに対応し、充電ステーションを用いてタイムスロットがどのように選択されるかを示すグラフである。 充電ステーションを用いた４つのタイムスロットの連続予約を示すグラフである。 図１に示された車両のアキュムレータバッテリーがアキュムレータバッテリーの充電状態に応じて受け取ることが可能である最大電力の変化を示すグラフであり、また、充電ステーションが供給することが可能である最大電力と、自動車両の充電器が受け取ることが可能である最大電力とを示すグラフである。 それぞれ、充電ステーションから利用可能な電気のコストと、自動車両のアキュムレータバッテリーの充電状態と、充電ステーションから消費される電力との時間経過に伴う変化を示すグラフである。 本発明による充電方法を示すフローチャートである。

図１は電気自動車両を示す。

本ケースにおいて、電気自動車両は自動車であるが、電気自動車両は別のタイプの自動車両（オートバイ、トラック、ボートなど）であり得る。

この自動車は、ここでは、自動車が内燃機関を含まないという意味で、電気式であるとして説明される。変形態として、自動車はプラグインハイブリッド車両であり得る。

電気自動車１０は、従来、シャシーとホイールとを含む。より詳細には、本ケースにおいて、電気自動車は、
－ 電気自動車１０を始動させることを可能にする、少なくとも１つの電気モーター１１と、
－ 電気モーターに電流を供給するように各電気モーター１１に接続された（以下トラクションバッテリー１２と呼ぶ）アキュムレータバッテリーと、
－ （空調、マルチメディアコンソールなど）電流を消費する補助デバイス１３と、
－ 充電器１４と、
－ コンピュータ１５と
を含む。

充電器１４は、充電ステーション２０の電源プラグが接続され得る電力ソケットを含む。

充電器１４は、トラクションバッテリーを充電するためにトラクションバッテリー１２に接続される。充電器１４はまた、本ケースにおいて、電気自動車１０が充電ステーション２０に接続されたときに補助デバイス１３に電流を供給することが可能であるように、補助デバイス１３に接続される。

コンピュータ１５は、今度は、プロセッサ（ＣＰＵ）と、メモリと、様々な入力および出力インターフェースとを含む。

コンピュータは、コンピュータの入力および出力インターフェースによって、センサーまたは他のデバイスからの入力信号を受信するように設計される。コンピュータは、特に、トラクションバッテリー１２の瞬時充電状態ＳＯＣ_０を受信するように設計される。

コンピュータはまた、充電ステーション２０において利用可能な電力Ｐ_２０と電気のコストＣ_２０との時間経過に伴う変化に関するデータを受信するために、充電器１４を介して充電ステーション２０と通信するように設計される。

コンピュータはまた、充電電力を選択することによって、車両を充電するためのタイムスロットを予約するために、この同じ充電ステーション２０と通信するように設計される。

コンピュータのメモリによって、コンピュータ１５は、以下で説明する方法中に使用されるデータを記憶する。

特に、コンピュータは、プロセッサによって実行されると、図７に示され、以下で説明する充電方法をコンピュータ１５が実装することを可能にする命令を備えるコンピュータプログラムからなる計算アプリケーションを記憶する。

この図７に示されているように、この充電方法は、ループにおいて繰り返され得る１１個の主要なステップを含む。

この方法は、特に、ユーザが必要とするときに、ユーザの電気車両１０のトラクションバッテリー１２が十分に充電されることを保証し、この充電動作のコストが最小化されることを可能にするタイムスロットにおいて、充電ステーション２０によってトラクションバッテリー１２が充電されることを可能にするように設計される。

この方法は、電気自動車１０が充電ステーション２０に接続されたときに、自動的に開始される。

この方法の第１のステップＥＡ０は、トラクションバッテリー１２が過大に放電されないことを検査することにあり、過大な放電は、このバッテリーが早期に消耗することを生じ得る。

この目的で、この第１のステップＥＡ０中に、コンピュータ１５はトラクションバッテリー１２の瞬時充電状態ＳОＣ_０を記録する。本ケースにおいて、この瞬時充電状態ＳОＣ_０は、この充電状態の計算を担当するサードパーティプロセッサによってコンピュータ１５に送信される。変形態として、瞬時充電状態ＳОＣ_０は、トラクションバッテリー１２の端子間の電圧に基づいてコンピュータ１５によって計算され得る。

コンピュータ１５は、次いで、この瞬時充電状態ＳОＣ_０を、固定され、コンピュータの読取り専用メモリ中に記録された所定の充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎと比較する。この充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎは、好ましくは１０％と３０％の間である。本ケースにおいて、充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎは２０％に等しい。

瞬時充電状態ＳОＣ_０が充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎよりも高いか、または充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎに等しい場合、そのことは、トラクションバッテリー１２が早期に消耗する危険がないことを意味し、本方法は、以下で説明するステップＥＡ１に進む。

他の場合、コンピュータ１５は、瞬時充電状態ＳОＣ_０が充電状態しきい値ＳОＣ_ｍｉｎに達するまで、第１の利用可能なタイムスロットにおいてトラクションバッテリー１２を充電するように充電ステーション２０に要求を送る。このしきい値に達すると、本方法はステップＥＡ１に進む。

第２のステップＥＡ１中に、コンピュータ１５は、電気車両１０の出発時間、すなわち、電気車両１０が充電ステーション２０から外されるべき時間を収集する。

本ケースにおいて、コンピュータ１５は、この出発時間だけでなく、トラクションバッテリー１２がその時間までに達していなければならないターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎも収集する。

この目的で、コンピュータ１５は、たとえば、専用ヒューマンマシンインターフェースを介して、ユーザらがいつ出発したいかと、所望の目的地ポイントはどこかとをユーザに尋ね得る。

所望の目的地ポイントを考慮に入れて、コンピュータ１５は、ユーザがこの目的地ポイントに到達することを可能にするためにトラクションバッテリー１２が達していなければならないターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎを決定することが可能である。

変形態として、コンピュータ１５は、たとえば、ユーザが毎平日仕事に行くために常にユーザらの電気自動車１０を使用することを検出することによって、車両が出発する時間と目的地ポイントとを自動的に決定し得る。

ステップＥＡ１中に、コンピュータ１５は、充電ステーション２０から、充電ステーション２０において利用可能な電力Ｐ_２０と電気のコストＣ_２０との時間経過に伴う変化に関するデータをさらに受信する。

たとえば、コンピュータ１５は、充電ステーション２０において利用可能な電力Ｐ_２０の時間経過に伴う変化を示すテーブルを受信する。そのようなテーブルは図３Ａに図式的に示されている。

コンピュータ１５はまた、充電ステーション２０から利用可能な電気の価格レベルの時間経過に伴う変化を示すテーブルを受信する。そのようなテーブルは図２Ａで図式的に示されている。本ケースにおいて、価格レベルは４つの異なる値の間で変化することが観測され得る。価格レベルの数は電気供給業者ごとに異なり得ることは言うまでもない。

本ケースにおいて、コンピュータ１５によって受信されたテーブルは、２４時間にわたるこれらの変化を示す。変形態として、テーブルは、異なる周期にわたる（たとえば、車両の出発時間までの）これらの変化を示し得る。

コンピュータ１５によって受信されると、これらのテーブルは、ここで１５分ステップにおいて離散化される。この目的で、各１５分ステップ内の電気のコストＣ_２０の最も高い値が、この１５分ステップ中の電気のコストＣ_２０の唯一の値として使用される。各１５分ステップ内で利用可能な電力Ｐ_２０の最も低い値が、その上、この１５分ステップ中に利用可能な電力Ｐ_２０の唯一の値として使用される。

次いで、出発時間が２４時間超先である場合、本方法は、以下で説明するステップＥＢ１に進む。

他の場合、テーブルは、この出発時間後のタイムスロットが、電気自動車１０を充電するために選択されることが可能になることを回避するように再定義される。

この目的で、出発時間後の各タイムスロットの電気のコストＣ_２０は極めて高い値、たとえば１０^１０ユーロに固定される（図２Ｂ参照）。さらに、または変形態として、出発時間後の各タイムスロットについての充電ステーション２０から利用可能な電力Ｐ_２０は０値に固定される（図３Ｂ参照）。

変形態として、車両が、スケジュールされた出発時間の１時間前に充電されることを保証するように考慮に入れて、テーブルは、たとえば、１時間の安全マージンを用いて再定義されていることがあり得る。

テーブルが再定義されると、本方法はステップＥＢ１に進む。

この第３のステップＥＢ１は、トラクションバッテリー１２を充電することが賢明である最も近いタイムスロットδｔ_ｉを選択することにある。

この目的で、コンピュータ１５は、利用可能な電力Ｐ_２０が０でなく、電気のコストＣ_２０が最低である、最も近いタイムスロットδｔ_ｉを選択する。

第４のステップＥＢ２中に、コンピュータ１５は、次いで、この同じタイムスロットδｔ_ｉがその後再選択されることを回避するようにテーブルを更新する。

この目的で、このタイムスロットδｔ_ｉ中の電気のコストＣ_２０は、極めて高い値、たとえば１０^１０ユーロに固定される（図２Ｃ参照）。さらに、または変形態として、このタイムスロットδｔ_ｉ中に充電ステーション２０から利用可能な電力Ｐ_２０は０値に固定される（図３Ｃ参照）。

以下のステップは、その場合、選択されたタイムスロットδｔ_ｉ中にのみトラクションバッテリー１２を充電することによって、ユーザが所望の目的地ポイントに到達することが可能であるかどうかを検査するために、トラクションバッテリー１２がこのタイムスロットδｔ_ｉの終了において示すべきである充電状態ＳОＣ_ｉ＋１を推定することにある。

この目的で、第５のステップＥＣ１中に、コンピュータ１５は、トラクションバッテリー１２が、選択されたタイムスロットδｔ_ｉの時間（考えられる時間は、タイムスロットの開始であるか、そうでなければ、タイムスロットの中間など、このスロット中の任意の他の時間であり得る）に示す温度Ｔ_ｉを推定する。

この温度Ｔ_ｉは、所定の数学モデル、またはテストベンチ上で生成される所定のマップに基づいて推定され得る。

本ケースにおいて、コンピュータ１５は、以下の数学モデルを使用して温度Ｔ_ｉを計算する。

ここで、
－ ＭＣｐ、Ｒ、ＲｔｈｅｘｔおよびＲｔｈ（Ｑｍ）は、トラクションバッテリー１２の化学的性質に依存する熱定数であり、
－ テキストは周囲温度であり、
－ Ｔａｉｒは、前記システムがアクティブ化される場合にトラクションバッテリー１２を加熱／冷却するためのシステムの温度であり、
－ Ｉはトラクションバッテリー１２の電流強度である。

コンピュータ１５は、次いで、トラクションバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｉの開始において示す充電状態ＳОＣ_ｉを推定する。

本ケースにおいて、この充電状態ＳОＣ_ｉは瞬時充電状態ＳОＣ_０に等しいと考えられる。変形態として、トラクションバッテリー１２が、電流を消費する補助デバイス１３に電力を供給するために使用されるように意図されている場合、充電状態ＳОＣ_ｉは異なり得る。

第６のステップＥＤ１中に、コンピュータ１５は、タイムスロットδｔ_ｉ中にトラクションバッテリー１２によって許容できる電力Ｐ_{ｍａｘ１２}を計算する。

この許容電力Ｐ_{ｍａｘ１２}は、前に推定された温度Ｔ_ｉと充電状態ＳОＣ_ｉとに基づいて決定される。

図５で曲線Ｃ１によって示されているように、この電力は、事実上、トラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣに応じて変動し、充電状態ＳОＣが高くなればなるほど低くなる。

許容電力Ｐ_{ｍａｘ１２}はまた、トラクションバッテリー１２の温度に応じて変動し、この電力は、温度Ｔが高くなればなるほど低くなる。

許容電力Ｐ_{ｍａｘ１２}を決定するために、コンピュータ１５は、許容電力Ｐ_{ｍａｘ１２}が、前に推定された温度Ｔ_ｉと充電状態ＳОＣ_ｉとに基づいて決定されることを可能にする値のテーブルをコンピュータ１５のメモリ中に記憶する。

第７のステップＥＤ２中に、コンピュータ１５は、そのメモリから、図５において直線Ｃ２によって表される所定の定数である、充電器１２によって許容できる最大電力Ｐ_{ｍａｘ１４}を読み取る。

コンピュータ１５はまた、図５において直線Ｃ３によって表される、選択されたタイムスロットδｔ_ｉ中に充電ステーション２０において利用可能な電力Ｐ_２０を読み取る。

コンピュータ１５は、次いで、３つの電力、Ｐ_{ｍａｘ１２}、Ｐ_{ｍａｘ１４}、Ｐ_２０の中から、最も低く、したがって、トラクションバッテリー１２が充電されることが可能である電力を制限するファクタを構成する１つの電力を選択する。

図５に示されているように、この制限ファクタは、トラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣに応じて（およびバッテリーの温度に応じて）異なる。

選択された電力Ｐ_ｉは、次いで、トラクションバッテリー１２を充電するために（および、場合によっては、補助デバイス１３に電力を供給するためにも）充電ステーション２０から必要とされる電力としてタイムスロットδｔ_ｉに関連する。

コンピュータ１５は、次いで、アキュムレータバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｉの終了において示す新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１を決定する。

この充電状態ＳОＣ_ｉ＋１の値は、タイムスロットδｔ_ｉ中に充電ステーション２０によって供給される電力Ｐ_ｉから導出される。充電状態ＳОＣ_ｉ＋１の値はまた、補助デバイス１３によって消費される電力（その電力は、簡潔のために以下では０であると考えられる）から導出される。

より正確には、本ケースにおいて、第８のステップＥＥ１中に、コンピュータ１５は、選択されたタイムスロットδｔ_ｉの前にトラクションバッテリー１２中に蓄えられた電気エネルギーＥ_ｉを決定することによって始動する。

電気エネルギーＥ_ｉの値は、本ケースにおいて、以下の数式によって瞬時充電状態ＳОＣ_０から導出される。
Ｅ_ｉ＝ＳОＣ_０．Ｅ_ｍａｘ．ＳＯＨ／１００
ここで、
－ Ｅ_ｍａｘは、コンピュータ１５のメモリ中に記録され、トラクションバッテリー１２が記憶することができる最大電気エネルギーに対応する、所定の定数であり、
－ ＳＯＨは、サードパーティコンピュータによってコンピュータ１５に送信される、トラクションバッテリー１２の健康状態である。

次いで、コンピュータ１５は、選択されたタイムスロットδｔ_ｉの終了においてトラクションバッテリー１２中に蓄えられることになる電気エネルギーＥ_ｉ＋１を以下の数式によって決定する。
Ｅ_ｉ＋１＝Ｅ_ｉ＋Ｐ_ｉ．Δｔ
Δｔは、本ケースにおいて、１５分に等しい。

第９のステップＥＥ２中に、コンピュータ１５は、そこから、トラクションバッテリー１２が、選択されたタイムスロットδｔ_ｉの終了において示す新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１を以下の数式によって導出する。
ＳОＣ_ｉ＋１＝１００．Ｅ_ｉ＋１／（Ｅ_ｍａｘ．ＳＯＨ）

第１０のステップＥＦ１中に、コンピュータ１５はこの新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１をターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎと比較する。

新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１がターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎよりも高いか、またはターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎに等しい場合、本方法は第１１のステップＥＧ１に進み、その中で、コンピュータ１５は、選択されたタイムスロットδｔ_ｉ中に電力Ｐ_ｉを予約する要求を充電ステーションに送る。

他の場合、すなわち、このタイムスロットδｔ_ｉのみが、ターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎが達せられることを可能にしない場合、本方法は、単一のタイムスロットだけでなく、２つのタイムスロットを選択することによってトラクションバッテリー１２を十分に充電することが可能であるかどうか検査するように、第３のステップＥＢ１から繰り返される。

図４Ａ～図４Ｄに示されているように、本方法は必要なだけ何回も繰り返され得、ターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎに達するために必要とされるだけの追加のタイムスロットが選択される。

本方法が繰り返される様式は、このようにして手短に説明することができる。

本方法が最初に第３のステップＥＢ１を繰り返すとき、コンピュータ１５は、利用可能な電力Ｐ_２０が０でなく、電気のコストＣ_２０が最低である、最も近いタイムスロットδｔ_ｊを選択する。テーブルが更新されたので、タイムスロットδｔ_ｉはここでは再選択されない。

次いで、第４のステップＥＢ２中に、コンピュータ１５は、この新しいタイムスロットδｔ_ｊがその後再選択されることを回避するようにテーブルを更新する。

以下のステップは、次いで、トラクションバッテリー１２が２つの選択されたタイムスロットδｔ_ｉ、δｔ_ｊの終了において示すべきである充電状態を推定することにある。

この目的で、コンピュータは、最初に、２つの選択されたタイムスロットδｔ_ｉ、δｔ_ｊのうち、現在の瞬間に最も近いタイムスロットを考える。

たとえば、これが（ｊ＜ｉと述べることが可能であるように）タイムスロットδｔ_ｊであると考えることにする。

次いで、第５のステップＥＣ１中に、コンピュータ１５は、トラクションバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｊの時間において示す温度Ｔ_ｊを、上述の数学モデルを使用して推定する。

コンピュータ１５はまた、トラクションバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｊの開始において示す充電状態ＳОＣ_ｉを推定する。この充電状態ＳОＣ_ｊは、本ケースにおいて、瞬時充電状態ＳОＣ_０に等しいと考えられる。

第６のステップＥＤ１中に、コンピュータ１５は、前に説明したのと同様の方法で、このタイムスロットδｔ_ｊ中にトラクションバッテリー１２によって許容できる電力Ｐ_{ｍａｘ１２}を計算する。

第７のステップＥＤ２中に、コンピュータ１５は、そこから、このタイムスロットδｔ_ｊ中にトラクションバッテリー１２を充電することが可能な電力Ｐ_ｊを導出する。

第８のステップＥＥ１中および第９のステップＥＥ２中に、コンピュータ１５は、アキュムレータバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｊの終了において示す新しい充電状態ＳОＣ_ｊ＋１を決定する。

次いで、コンピュータは、今回は他のタイムスロットδｔ_ｉに関してステップＥＣ１～ＥＥ２を繰り返す。

この目的で、第５のステップＥＣ１中に、コンピュータ１５は、トラクションバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｉの時間において示す温度Ｔ_ｉを、上述の数学モデルを使用して推定する。

次いで、コンピュータ１５は、トラクションバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｉの開始において示す充電状態ＳОＣ_ｉを推定する。この充電状態ＳОＣ_ｉは、本ケースにおいて、充電状態ＳОＣ_ｊ＋１に等しいと考えられる。

第６のステップＥＤ１中に、コンピュータ１５は、前に説明したのと同様の方法で、このタイムスロットδｔ_ｉ中にトラクションバッテリー１２によって許容できる電力Ｐ_{ｍａｘ１２}を計算する。

第７のステップＥＤ２中に、コンピュータ１５は、そこから、このタイムスロットδｔ_ｉ中にトラクションバッテリー１２を充電することが可能な電力Ｐ_ｉを導出する。

第８のステップＥＥ１中および第９のステップＥＥ２中に、コンピュータ１５は、アキュムレータバッテリー１２がタイムスロットδｔ_ｉの終了において示す新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１を決定する。

最後に、第１０のステップＥＦ１中に、コンピュータ１５は、この新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１をターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎと比較する。

新しい充電状態ＳОＣ_ｉ＋１がターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎよりも高いか、またはターゲット充電状態ＳОＣ_Ｎに等しい場合、コンピュータ１５は、２つの選択されたタイムスロットδｔ_ｉ、δｔ_ｊの時間において選択された電力Ｐ_ｉ、Ｐ_ｊを予約する要求を充電ステーションに送る。

さもなければ、本方法は、この場合も第３のステップＥＢ１から繰り返され、今回は、（２つのタイムスロットδｔ_ｉ、δｔ_ｊを含む）３つのタイムスロットが選択される。

図６Ａは、充電ステーション２０から利用可能な電気のコストＣ_２０の時間経過に伴う変化の例を示す。

図６Ｂは、出発時間までのトラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣの予測される変化を（付随して）示す。

図６Ｃは、充電ステーション２０で各タイムスロットにおいて予約された電力Ｐの時間経過に伴う変動を（付随して）示す。

図６Ｂにおいて、本方法の最初に、その値を超えるともはやトラクションバッテリー１２が早期に消耗する危険がなくなる充電状態しきい値に達するまで、トラクションバッテリー１２を充電するための準備が行われることが観測され得る。

次いで、電気のコストが低いタイムスロット中にバッテリーを充電するための準備が行われる。最後に、出発時間において、トラクションバッテリー１２の充電状態が、本ケースにおいて６０％であるターゲット充電状態に達しているための準備が行われることが観測され得る。

説明した方法によって、コンピュータ１５は、したがって、予約されたタイムスロットと、各タイムスロットにおいて必要とされる電力とを含んでいる要求を充電ステーション２０に迅速に送ることが可能である。

この方法は、本方法を実装するために必要とされる計算能力を低減するために、トラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣの変化の簡略化された推定に基づく。

推定は、したがって、わずかに誤り得る。

充電問題を回避するために、充電が開始すると、好ましくは、トラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣの変化を監視する動作を実装するための準備が行われる。

この目的で、コンピュータは、毎時、トラクションバッテリー１２の充電状態ＳОＣの瞬時値を記録し、次いで、この値を予想された値と比較する。

これらの２つの値の間の差が所定のしきい値より低いままである限り、補正は行われない。

しかしながら、この差がしきい値を超える場合、コンピュータは、特に、電気のコストと、ステーションから利用可能な電力とのための新しいテーブルを見つけ出す要求を充電ステーションに送ることによって、上記で説明した方法を再初期化する。

本方法の実装中に、しかしながら、本ケースにおいて、トラクションバッテリー１２によって許容できる電力Ｐ_{ｍａｘ１２}の計算に補正係数が適用される。

この補正係数の値は、好ましくは、充電状態の瞬時値が充電状態の予想された値からそれた速度に応じて調整される。

本方法が完了すると、コンピュータ１５は、新しいタイムスロットを予約するための新しい要求を充電ステーション２０に送る。これは「再ネゴシエーション」として知られている。

Claims (9)

1. 充電ステーション（２０）に電気的に接続される自動車両（１０）が取り付けられるアキュムレータバッテリー（１２）を充電するための方法であって、前記方法は、
   ａ）前記充電ステーション（２０）において利用可能な電力（Ｐ_２０）と電気のコスト（Ｃ_２０）との時間経過に伴う変化に関するデータを受信するステップと、
   ｂ）前記利用可能な電力（Ｐ_２０）が０でなく、電気の前記コストが最低であるタイムスロット（δｔ_ｉ）を選択するステップと
   を含み、
   前記方法は、
   ｃ）前記アキュムレータバッテリー（１２）が前記タイムスロット（δｔ_ｉ）の時間に示す温度（Ｔ_ｉ）と、前記アキュムレータバッテリー（１２）が前記タイムスロット（δｔ_ｉ）の開始において示す充電状態（ＳОＣ_ｉ）とを推定するステップと、
   ｄ）ステップｃ）において推定された前記温度（Ｔ_ｉ）と前記充電状態（ＳОＣ_ｉ）とに基づいて、前記充電ステーション（２０）が前記タイムスロット（δｔ_ｉ）中に前記アキュムレータバッテリー（１２）に送ることが可能な電力（Ｐ_ｉ）を決定するステップであって、前記電力（Ｐ _ｉ ）は、前記温度（Ｔ _ｉ ）が高くなればなるほど低くなる、決定するステップと、
   ｅ）ステップｄ）において決定された前記電力（Ｐ_ｉ）に基づいて、前記タイムスロット（δｔ_ｉ）の終了における前記アキュムレータバッテリー（１２）の新しい充電状態（ＳОＣ_ｉ＋１）を導出するステップと、
   ｆ）前記新しい充電状態（ＳОＣ_ｉ＋１）をターゲット充電状態（ＳОＣ_Ｎ）と比較するステップと、次いで、前記新しい充電状態（ＳОＣ_ｉ＋１）が前記ターゲット充電状態（ＳОＣ_Ｎ）よりも高いかまたは前記ターゲット充電状態（ＳОＣ_Ｎ）に等しい場合、
   ｇ）前記タイムスロット（δｔ_ｉ）中に前記充電ステーション（２０）によって前記電力（Ｐ_ｉ）で前記アキュムレータバッテリー（１２）を充電するステップと
   をさらに含むことを特徴とし、
   前記新しい充電状態（ＳОＣ _ｉ＋１ ）が前記ターゲット充電状態（ＳОＣ _Ｎ ）よりも低い場合、
   － 追加のタイムスロット（δｔ _ｊ ）に関してステップｂ）～ステップｅ）が繰り返され、
   － ステップｆ）において、前記ターゲット充電状態（ＳОＣ _Ｎ ）が、２つのタイムスロット（δｔ _ｉ 、δｔ _ｊ ）の後に前記アキュムレータバッテリー（１２）が示す前記充電状態（ＳОＣ）と比較される、方法。
2. ステップａ）において、前記自動車両（１０）が前記充電ステーション（２０）から外されることがスケジュールされている出発時間が取得され、ステップｂ）において、選択された前記タイムスロットが前記出発時間より前である、請求項１に記載の充電方法。
3. ステップｂ）～ステップｅ）の前記繰り返しの間、前記充電ステーション（２０）が前記タイムスロット（δｔ_ｉ、δｔ_ｊ）の各々中に前記アキュムレータバッテリー（１２）に送ることが可能な電力（Ｐ）が決定され、次いで、そこから、前記出発時間までの前記アキュムレータバッテリー（１２）の前記充電状態（ＳОＣ）の変化が導出される、請求項２に記載の充電方法。
4. ステップｂ）において、いくつかのタイムスロットにおいて電気の前記コストが最低である場合、これらのタイムスロットの中から選択される前記タイムスロット（δｔ_ｉ）が最も早いタイムスロットである、請求項１から３のいずれか一項に記載の充電方法。
5. ステップａ）の前に、
   － 前記アキュムレータバッテリー（１２）の瞬時充電状態（ＳОＣ_０）を決定するためのステップと、
   － 前記瞬時充電状態（ＳОＣ_０）を充電状態しきい値（ＳОＣ_ｍｉｎ）と比較するためのステップと、前記瞬時充電状態（ＳОＣ_０）が前記充電状態しきい値（ＳОＣ_ｍｉｎ）よりも低い場合、
   － 前記利用可能な電力（Ｐ_２０）が０でない最初のタイムスロットにおいて前記アキュムレータバッテリー（１２）を充電するためのステップと
   を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電方法。
6. ステップｃ）において、前記アキュムレータバッテリー（１２）の前記温度（Ｔ_ｉ）が、所定の数学モデルまたは所定のマップに基づいて推定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の充電方法。
7. ステップｄ）において、前記電力（Ｐ_ｉ）を決定するために、
   － 選択された前記タイムスロット（δｔ_ｉ）中に前記充電ステーション（２０）において利用可能な電力（Ｐ_２０）と、
   － 前記自動車両（１０）によって許容できる最大電力であって、ステップｃ）において推定された温度（Ｔ_ｉ）と前記充電状態（ＳОＣ_ｉ）とに基づいて決定される最大許容電力と
   の中から最も低い電力が選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載の充電方法。
8. ステップｅ）において、前記タイムスロット（δｔ_ｉ）の終了において前記アキュムレータバッテリー（１２）中に蓄えられることになるエネルギー（Ｅ_ｉ＋１）が計算され、次いで、そこから前記新しい充電状態（ＳОＣ_ｉ＋１）が導出される、請求項１から７のいずれか一項に記載の充電方法。
9. 少なくとも１つの電気駆動モーター（１１）と、各電気モーター（１１）に電流を供給するように設計されたアキュムレータバッテリー（１２）とを含む自動車両（１０）であって、請求項１から８のいずれか一項に記載の充電方法を実装するようにプログラムされたコンピュータ（１５）を含むことを特徴とする自動車両（１０）。

Images