JP7484844B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車両の制御装置に関する。
特開2013-200247号公報(特許文献1)は、車両に搭載されるナビゲーション装置を開示する。車両は、車両の外部に設けられた給電設備を用いて車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能に構成される。ナビゲーション装置は、経路探索部と、コスト算出部と、比較部とを備える。経路探索部は、車両が現在地を出発した後に充電設備を利用して目的地に到着するまでの車両の複数の経路を探索する。コスト算出部は、探索された各経路について、経路のコストを算出する。比較部は、各経路のコストを比較し、比較の結果に基づいて、いずれの経路が優れているかを判定する。
特開2013-200247号公報
車両の出発地から目的地までの走行経路の近傍領域に設けられた給電設備を用いて車両の出発後に外部充電が実行されることがある一方で、車両の出発地(自宅など)に設けられた給電設備を用いて車両の出発前に外部充電が実行されることもある。このように車両の出発前および出発後において外部充電が実行される場合、車両の出発前に外部充電が実行される場合の電力料金と、車両の出発後に外部充電が実行される場合の電力料金とのトータルの電力料金を低減させることが好ましい。特許文献1においては、このようなトータルの電力料金を低減させることについては検討されていない。
本開示は上記課題を達成するためになされたものであり、その目的は、車両の出発前および出発後に外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を低減可能な、車両の制御装置を提供することである。
本開示の、車両の制御装置は、車両の外部に設けられた給電設備を用いて車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能な車両の制御装置である。制御装置は、取得装置と、処理装置とを備える。取得装置は、外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を取得する。処理装置は、外部充電が実行される場合の電力料金を、外部充電による蓄電装置への給電量、外部充電が実行される地域および時間帯、ならびに取得装置により取得される電力単価に従って算出する。車両の出発地から目的地までの走行経路および出発予定時刻が設定されている場合に、処理装置は、出発地に設けられた第1の給電設備を用いて車両の出発前に外部充電が実行される場合の電力料金を示す第1の電力料金を算出し、走行経路の近傍領域に設けられた第2の給電設備を用いて車両の出発後に外部充電が実行される場合の電力料金を示す第2の電力料金を算出し、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、第2の電力料金が第1の電力料金以上である場合よりも、第1の給電設備を用いた外部充電における給電量を減少させる。
上記の構成とすることにより、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合、第1の給電設備を用いた外部充電における蓄電装置への給電量の減少量に相当する電力量について、第1の給電設備に代えて第2の給電設備を用いて外部充電を実行することによって電力料金を低減させることができる。その結果、第1の給電設備および第2の給電設備を用いて外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を、第1の給電設備のみを用いて外部充電が実行される場合の電力料金よりも低減させることができる。
車両は、走行レーンに設置された第2の給電設備としての送電装置から、車両が走行レーンを走行している間に非接触で受電するように構成された受電装置を含み、受電装置により受電された電力を蓄電装置に蓄えるように外部充電を実行してもよい。処理装置は、車両が走行レーンを走行している間に外部充電を実行する場合の電力料金として第2の電力料金を算出してもよい。
上記の構成とすることにより、ユーザが車両を降車することなく車両の外部充電が実行される。よって、車両が目的地に到着するまでに要する時間を短縮しつつ、外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を低減することができる。
処理装置は、送電装置から受電装置を通じて蓄電装置に充電される充電電力量を、送電装置から受電装置への送電効率に従って推定し、推定された充電電力量が少ないほど、第1の給電設備を用いた外部充電における給電量の減少量がより少なくなるように減少量を決定してもよい。
送電効率が低くなるほど、充電電力量がより少なくなる。よって、送電効率が低い場合、車両が走行レーンを走行したとしても、出発地での外部充電における給電量の減少量が送電装置からの送電電力により補完されない可能性がある。その結果、出発地での蓄電装置への給電量が減少したことによって、車両が目的地に到着するまでに蓄電装置の蓄電量が尽きる事態が想定され得る。その一方で、上記の構成によれば、出発地での外部充電における給電量の減少量は、車両が走行レーンを走行している間の送電効率を適切に反映するように決定される。よって、送電効率が低い場合であっても、車両が目的地に到着するまでに蓄電装置の蓄電量が尽きる事態を回避することができる。
他の局面において、本開示の、車両の制御装置は、車両の外部に設けられた給電設備を用いて車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能な車両の制御装置である。制御装置は、取得装置と、処理装置とを備える。取得装置は、外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を取得する。車両の出発地から目的地までの走行経路および出発予定時刻が設定されている場合に、処理装置は、出発地に設けられた第1の給電設備を用いて車両の出発前に外部充電が実行される場合の電力単価を示す第1の電力単価を、取得装置を通じて取得し、走行経路の近傍領域に設けられた第2の給電設備を用いて車両の出発後に外部充電が実行される場合の電力単価を示す第2の電力単価を、取得装置を通じて取得し、第2の電力単価が第1の電力単価よりも安い場合に、第2の電力単価が第1の電力単価以上である場合よりも、第1の給電設備を用いた外部充電における蓄電装置への給電量を減少させる。
外部充電が実行される場合の電力料金は、給電設備から蓄電装置への給電量と、電力単価とに従って算出され、電力単価が安いほど安くなる。そのため、上記の構成とすることにより、第2の電力単価が第1の電力単価よりも安い場合、第1の給電設備を用いた外部充電における蓄電装置への給電量の減少量に相当する電力量について、第1の給電設備に代えて第2の給電設備を用いて外部充電を実行することによって電力料金を低減させることができる。その結果、第1の給電設備および第2の給電設備を用いて外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を、第1の給電設備のみを用いて外部充電が実行される場合の電力料金よりも低減させることができる。
処理装置は、充電スケジュールに従って設定された時間帯において、第1の給電設備を用いた外部充電であるタイマー充電が実行される場合に、タイマー充電が実行されない場合よりも、第1の電力単価が安くなるように充電スケジュールを設定してもよい。
第1の電力単価が安くなるほど、第1の電力料金が安くなる。よって、上記の構成とすることにより、第1の給電設備を用いてタイマー充電が実行される場合の第1の電力料金を低減させることができる。その結果、第1の電力料金および第2の電力料金のトータルの電力料金を低減することができる。
処理装置は、給電量を減少させるか否かを車両のユーザに問い合わせるための処理を実行してもよい。
第1の給電設備を用いた外部充電における給電量を減少させるか否かをユーザに問い合わせることが、ユーザの利便性の観点から好ましいことがある。よって、上記の構成とすることにより、ユーザの利便性を向上させることができる。
本開示によれば、車両の出発前および出発後に外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を低減させることができる。
本実施の形態に従う、車両の制御装置としてのサーバを備える充電処理システムの全体構成を概略的に示す図である。 車両、非接触式の給電設備、給電スタンドおよびユーザ端末の構成を示す図である。 車両のECUおよびその関連機器、並びにサーバの構成を詳細に示す図である。 給電設備情報DBおよび単価情報DBから抽出される主要な情報を示すデータテーブルの一例を表す図である。 本実施の形態における、車両の走行経路を示す図である。 出発地における給電スタンドのみを用いた外部充電での、蓄電装置への給電量を説明するための図である。 出発地における給電スタンドを用いた外部充電での、蓄電装置への給電量を減少させるための処理を説明するための図である。 本実施の形態における車両の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、HMI装置の表示装置に表示される画面の一例を示す図である。 変形例2における車両の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートを示す図である。 変形例2における車両の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートを示す図である。 比較例およびこの変形例3において外部充電が実行される時間帯の一例を示す図である。 変形例3における車両の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートである。 変形例3における車両の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートである。 変形例5における、車両の走行経路を示す図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を繰り返さない。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態に従う、車両の制御装置としてのサーバを備える充電処理システムの全体構成を概略的に示す図である。
充電処理システム10は、電力単価格納サーバ50と、車両100と、サーバ200と、給電設備250および260と、ユーザ端末400とを備える。電力単価格納サーバ50と、車両100と、サーバ200と、給電設備250および260と、ユーザ端末400とは、インターネット等の通信ネットワーク450に接続される。
電力単価格納サーバ50は、地域および時間帯に応じた電力単価を格納している。この電力単価は、逐次更新される。
車両100は、走行用の蓄電装置が搭載された電動車であって、たとえば電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)である。車両100は、車両100の外部に設けられる給電設備250および260を用いて車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能に構成されている。
給電設備250(第1の給電設備)は、車両100の出発地に設けられる。また、給電設備260(第2の給電設備)は、車両100の目的地までの走行経路の近傍領域に設けられる。走行経路の「近傍領域」とは、走行経路から所定距離の範囲内にある領域であり、走行経路そのものをも含む。
サーバ200は、通信ネットワーク450を通じて車両100と通信するように構成される。サーバ200は、電力単価格納サーバ50に格納される電力単価を、通信ネットワーク450を通じて取得する。そして、車両100の外部充電が実行される場合の電力料金を、上記の電力単価に従って算出する。
また、サーバ200は、給電設備250および給電設備260を用いた外部充電における車載の蓄電装置への給電計画(充電計画)を設定する。給電計画とは、給電設備250および給電設備260を用いた外部充電における蓄電装置への給電量の計画、および、外部充電の開始時刻および終了時刻(充電スケジュール)を含む計画などである。例えば、サーバ200は、給電設備250を用いた外部充電における充電しきい値(詳しくは後述)を変更し、通信ネットワーク450を通じて車両100に変更後の充電しきい値を送信する。これにより、給電設備250から蓄電装置への給電量が調整される。外部充電については、後ほど詳しく説明する。
ユーザ端末400は、車両100のユーザにより操作される携帯端末であって、例えば、スマートフォン、タブレット端末またはウェアラブル端末などである。ユーザは、ユーザ端末400を操作することによって、車両100の目的地および出発予定時刻などを入力することができる。
図2は、車両100、非接触式の給電設備307、給電スタンド300およびユーザ端末400の構成を示す図である。非接触式の給電設備307は、車両100の目的地までの走行経路の近傍領域に設けられる給電設備260(図1)の一例である。給電スタンド300は、車両100の出発地に設けられる給電設備250(図1)の一例である。
図2を参照して、車両100は、蓄電装置110と、SMR(System Main Relay)115と、PCU(Power Control Unit)120と、MG(Motor Generator)130と、駆動輪140とを備える。また、車両100は、充電リレーRY1,RY2と、インレット150と、受電装置155と、HMI(Human Machine Interface)装置145とを備える。また、車両100は、ECU(Electronic Control Unit)160と、通信装置170と、GPS(Global Positioning System)受信機172と、CAN(Controller Area Network)通信部174とをさらに備える。
蓄電装置110は、走行用の電力を蓄える電力貯蔵要素である。蓄電装置110は、たとえば、リチウムイオン電池或いはニッケル水素電池などの二次電池、および、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池のほか、固体の電解質を用いた所謂全固体電池をも含み得る。蓄電装置110の蓄電量は、例えば、SOC(State of Charge)により表される。蓄電装置110には、その電圧、電流および温度をそれぞれ検出する電圧センサ、電流センサおよび温度センサが設けられている(いずれも図示せず)。これらのセンサの検出値は、ECU160に出力される。
SMR115は、蓄電装置110に接続される電力線PL1およびNL1と、PCU120との間に設けられる。SMR115は、車両100の走行中にオン状態に制御される。
PCU120は、コンバータおよびインバータなどの電力変換装置を含んで構成される。PCU120は、蓄電装置110から受ける直流電力を交流電力に変換する。また、PCU120は、MG130(後述)により発電された交流電力を直流電力に変換する。
MG130は、代表的には交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。MG130は、PCU120により駆動されて回転駆動力を発生する。MG130により発生された駆動力は、駆動輪140に伝達される。これにより、車両100が走行する。また、MG130は、車両100の回生制動時には、駆動輪140の回転力によって発電することができる(回生発電)。回生発電によって生成された電力は、PCU120を通じて蓄電装置110に充電される。
充電リレーRY1は、電力線PL1およびNL1に接続される。充電リレーRY1は、給電スタンド300を用いた外部充電の実行時にオン状態に制御される。充電リレーRY1は、非接触式の給電設備307を用いた外部充電の実行時にオフ状態に制御される。給電スタンド300、および、非接触式の給電設備307の詳細については、後述する。
インレット150は、商用電源などの系統電源310から給電スタンド300を通じて外部充電時に供給される電力を受ける。この電力は、充電リレーRY1を通じて蓄電装置110に供給される。以下、給電スタンド300からインレット150に供給される電力を用いて実行される外部充電を「接触充電」とも称する。
通信装置170は、インターネットなどの通信ネットワーク450(図1)を通じて、車両100とサーバ200との間、および、車両100とユーザ端末400との間で双方向のデータ通信を実行可能に構成される。また、通信装置170は、車両100の外部の非接触式の給電設備307との間の近距離通信を実行可能に構成される。
受電装置155は、受電コイルと、電力変換装置とを含む(いずれも図示せず)。受電コイルは、系統電源310から非接触式の給電設備307の送電装置305を通じて非接触で交流電力を受ける。電力変換装置は、受電コイルにより非接触で受電された交流電力を、蓄電装置110の電圧レベルの直流電力に変換する。変換後の電力は、蓄電装置110に充電される。
非接触式の給電設備307は、送電装置305を含む。送電装置305は、受電装置155に非接触で送電するように構成される。送電装置305は、送電コイル(図示せず)を含む。送電コイルに交流電流が供給されると、送電コイルの周囲に電磁界が形成される。車両100の受電装置155内の受電コイルは、電磁界を通して非接触で受電する。このように、送電装置305から受電装置155に電力が供給される。送電装置305から受電装置155に供給された電力は、充電リレーRY2を通じて蓄電装置110に充電される。以下、送電装置305から受電装置155に供給される電力を用いて実行される外部充電を「非接触充電」とも称する。
充電リレーRY2は、蓄電装置110と受電装置155との間に設けられる。充電リレーRY2は、非接触充電の実行中、オン状態に制御される。一方で、充電リレーRY2は、非接触充電が実行されていない間(例えば、接触充電が実行されている間)、オフ状態に制御される。
HMI装置145は、車両100のユーザ195に様々な情報を提供したり、ユーザ195による入力操作を受け付けたりする端末装置である。HMI装置145は、表示装置147と、入力装置148と、メモリ149と、CPU(Central Processing Unit)146とを含む。HMI装置145は、さらに、音声認識機能のためのマイクおよびスピーカ(図示せず)を含んでいてもよい。表示装置147は、車両100のユーザ195に様々な情報を表示する。
入力装置148は、ユーザ195による操作の入力を受ける。例えば、入力装置148は、車両100の目的地および出発予定時刻の設定、ならびに、タイマー充電(後述)の実行指示および充電完了時刻の設定のためのユーザ操作を受ける。入力装置148は、ハードウェアキーボードであってもよいし、ソフトウェアキーボードであってもよい。
メモリ149は、HMI装置145に各種機能を実現させるためのプログラムおよびデータを格納する。CPU146は、メモリ149に格納されたプログラムおよびデータを実行する。これにより、HMI装置145は、例えば、カーナビゲーション装置として機能することができる。
一例として、ユーザ195が入力装置148を用いて車両100の目的地および出発予定時刻を設定すると、目的地および出発予定時刻を示す情報がHMI装置145からECU160に伝達される。その後、これらの情報は、通信装置170を通じてサーバ200に送信される。そして、車両100の現在地から目的地までの走行経路、および、目的地への車両100の到着予定時刻などがサーバ200により設定される。設定された走行経路などは、サーバ200から車両100に送信された後、表示装置147により表示される。なお、車両100の走行経路などは、サーバ200に代えて、ECU160により設定されてもよい。
GPS受信機172は、人工衛星からの電波に基づいて車両100の現在地(出発地)の位置を特定する。GPS受信機172により特定される位置情報は、カーナビゲーション装置としてのHMI装置145、およびECU160などにより用いられる。本実施の形態では、GPS受信機172により特定される位置情報は、ECU160に伝達された後、通信装置170を通じてサーバ200へ送信される。
CAN通信部174は、外部充電時に車両100と給電スタンド300との間でCAN通信を行なうように構成される。車両100と給電スタンド300との間の通信は、CAN通信に限定されるものではなく、電力線通信(PLC:Power Line Communication)、または無線通信などであってもよい。例えば、給電スタンド300のコネクタがインレット150に接続されると、これらが接続されたことを示す検知信号がCAN通信部174に入力される。
ECU160は、各センサ信号、並びにメモリに記憶されたプログラム、データおよびマップなどに従って、車両100の各機器を制御する。一例として、ECU160は、SMR115、PCU120、充電リレーRY1,RY2、HMI装置145、受電装置155、通信装置170およびCAN通信部174などを制御する。
ECU160は、蓄電装置110の電圧、電流および温度に従って、蓄電装置110のSOCを算出する。SOCの算出手法として、OCV(Open Circuit Voltage)とSOCとの関係を示すOCV-SOCカーブ(マップなど)を用いた手法などの公知の手法が用いられる。
ECU160は、給電設備により蓄電装置110を充電する外部充電を実行するように構成される。この外部充電は、接触充電または非接触充電のいずれであってもよい。
例えば、ECU160は、車両100の接触充電時には、充電リレーRY1をオンにする。そして、ECU160は、CAN通信部174を通じて、充電開始要求を給電スタンド300に送信する。これにより、接触充電が実行される。そして、蓄電装置110のSOCが充電しきい値(例えば、蓄電装置110が満充電状態であるときのSOC)に到達すると、ECU160は、CAN通信部174を通じて、充電停止要求を給電スタンド300に送信する。これにより、接触充電が終了する。
他方、ECU160は、車両100の非接触充電時には、充電リレーRY2をオンにする。そして、ECU160は、通信装置170を通じて、非接触式の給電設備307に充電開始要求を送信する。これにより、非接触充電が開始される。ECU160の詳細な構成については、後述する。
給電スタンド300は、給電装置302と、通信装置303とを含む。給電装置302は、外部充電時に、系統電源310からの交流電力を直流電力に変換し、給電スタンド300のコネクタ(図示せず)を通じて変換後の電力をインレット150へ供給する。給電装置302は、系統電源310からの交流電力をインレット150に出力するように構成されてもよい。この場合、充電リレーRY1とインレット150との間には、電力変換装置(充電装置)が設けられる。この電力変換装置は、給電装置302からの交流電力を蓄電装置110の電圧レベルの直流電力に変換する。
通信装置303は、CAN通信部174およびサーバ200と双方向で通信可能に構成される。通信装置303とCAN通信部174との間で伝達される情報は、例えば、外部充電における充電開始要求および充電停止要求である。
ユーザ端末400は、処理装置410と、HMI装置420と、通信装置430とを含む。HMI装置420は、HMI装置145と同様にカーナビゲーション装置として機能することができる。HMI装置420は、HMI装置145と同様に、表示装置と、入力装置とを含む(いずれも図示せず)。
通信装置430は、車両100およびサーバ200と無線で通信するためのインターフェースである。
処理装置410は、CPUおよびメモリを内蔵する(いずれも図示せず)。処理装置410は、メモリに記憶された情報、および、HMI装置420に入力された情報などに従ってユーザ端末400の各機器(HMI装置420および通信装置430)を制御することによって各種処理を実行する。例えば、ユーザ195がHMI装置420を用いて車両100の目的地および出発予定時刻を設定した場合、その設定結果を示す情報がHMI装置420から処理装置410に伝達される。処理装置410は、その目的地および出発予定時刻を示す情報を、通信装置430を通じてサーバ200に送信する。
図3は、車両100のECU160およびその関連機器、並びにサーバ200の構成を詳細に示す図である。図3を参照して、ECU160は、CPU161と、メモリ162と、入出力インターフェース163とを含んで構成される。メモリ162は、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを含む(いずれも図示せず)。ROMは、CPU161により実行されるプログラムなどを格納する。RAMは、CPU161により参照されるデータなどを一時的に格納する。
ECU160、通信装置170、GPS受信機172、HMI装置145およびCAN通信部174は、車載ネットワーク190に接続されている。そのため、ECU160は、車載ネットワーク190を通じて各機器とCAN通信可能である。
ECU160は、給電スタンド300のコネクタがインレット150に接続されると、CAN通信部174を通じて給電スタンド300と各種情報(例えば、充電開始要求および充電停止要求)をやり取りし、外部充電を実行する。また、ECU160は、GPS受信機172から、車両100の現在地の位置を示す位置情報を取得する。さらに、ECU160は、通信装置170を通じてサーバ200、ユーザ端末400および非接触式の給電設備307と各種情報をやり取りする。一例として、ECU160は、車両100の各種情報を含む車両情報を、通信装置170を通じてサーバ200に送信する。
車両情報は、車両100の現在地と、車両100の目的地と、車両100の出発予定時刻と、蓄電装置110の現在のSOCとを含む。車両100の目的地および出発予定時刻は、ユーザ195によりHMI装置145またはHMI装置420を用いて設定される。さらに、車両情報は、タイマー充電(後述)の実行指示の有無と、タイマー充電の完了時刻とを含んでいてもよい。
サーバ200は、据え置き型の装置であってもよいし、携帯型のいわゆるモバイルサーバであってもよい。サーバ200は、通信装置210と、記憶装置220と、処理装置230とを備える。
通信装置210は、車両100、電力単価格納サーバ50およびユーザ端末400と通信可能に構成される。通信装置210は、車両100から上記の車両情報を通信によって取得(受信)する。通信装置210は、処理装置230により設定された、外部充電における蓄電装置110への給電計画、および、車両100の走行経路などを車両100に送信する。通信装置210は、電力単価格納サーバ50に格納されている単価情報データベース(DB)228(後述)から、電力単価を示す情報を取得する。通信装置210は、本開示に従う「取得装置」の一例を形成する。
記憶装置220は、給電設備情報データベース(DB)221と、地図情報データベース(DB)222と、車両情報データベース(DB)226とを含む。
給電設備情報DB221は、給電設備の仕様(例えば、送電電力)、外部充電時の送電効率の予測値、給電設備としての送電装置305が設けられる充電レーン(後述)の長さ、および、給電設備が設置される位置を示す情報などを格納する。地図情報DB222は、道路地図データを含む地図情報を格納する。
車両情報DB226は、車両100のID、その車両が実行可能な外部充電の充電方式、蓄電装置110のSOC、車種、および、車種に応じて平均な電費として予め定められた車両100の電費などを格納する。これらのデータベースは、処理装置230により最新の状態に逐次更新される。
処理装置230は、CPU231と、メモリ232とを含む。CPU231は、メモリ232に格納されたプログラムおよびデータを実行する。メモリ232は、ROMと、RAMとを含む(いずれも図示せず)。ROMは、CPU231により実行されるプログラムなどを格納する。RAMは、CPU231により参照されるデータなどを一時的に格納する。
処理装置230は、車両100の目的地が設定されている場合に、車両100の現在地と、車両100の目的地と、地図情報DB222とに基づいて、車両100の現在地から目的地までの走行経路を設定する。
電力単価格納サーバ50は、単価情報DB228を含む。単価情報DB228は、地域および時間帯に応じて異なる電力単価(例えば、系統電源310の電力単価)を示す情報を格納する。単価情報DB228は、サーバ200の記憶装置220に格納されていてもよい。
図4は、給電設備情報DB221および単価情報DB228から抽出される主要な情報を示すデータテーブルの一例を表す図である。データテーブル240は、処理装置230により生成され(詳しくは後述)、記憶装置220に格納される。
図4を参照して、「ID」は、給電設備情報DB221から処理装置230により抽出され、給電設備の識別情報を示す。「ID」は、給電設備情報DB221に登録されている給電設備ごとに割り当てられる。給電設備情報DB221に登録されている給電設備は、接触式の充電設備と、非接触式の充電設備とのいずれをも含む。なお、図示されていないが、給電設備のIDには、その給電設備が設けられる位置を示す位置情報が関連付けて格納されている。
「地域」、「時間帯」および「電力単価」は、単価情報DB228から通信装置210を通じて処理装置230により抽出される。「電力単価」は、「地域」に応じて変化する。例えば、日中の時間帯において、地域A0での電力単価がC0Aである一方で、地域A1での電力単価がC1Aである。また、「電力単価」は、時間帯に応じて変化する。例えば、地域A2において、時間帯が日中の時間帯である場合、電力単価がC2Aである。一方で、時間帯が深夜時間帯である場合、電力単価がC2Bである。この例では、深夜時間帯における電力単価は、通常の時間帯における電力単価よりも安い(C2B<C2A)。また、一日を構成する24時間が、日中の時間帯と深夜時間帯との2つの時間帯に区分されたが、これは一例である。一日を構成する24時間が、どのような時間帯ごとに区分されるかは、適宜予め定められ、限定されない。
「送電効率」は、給電設備情報DB221から処理装置230により抽出される。「送電効率」は、給電スタンド300の給電装置302から車両100のインレット150への送電効率の予測値、または、非接触式の給電設備307の送電装置305から車両100の受電装置155への送電効率の予測値を示す。これらの予測値は、実験などにより適宜予め定められる。例えば、非接触充電において、送電効率は、受電装置155により受電される電力と、送電装置305の送電電力との比率である。そして、受電装置155を構成する受電コイルの種類(コイルの形状、巻回方向、磁気コアの形状)と、送電装置305を構成する送電コイルの種類との組み合わせに応じて、送電効率が異なる。そのため、非接触充電における送電効率の予測値は、受電装置155の種類と、送電装置305の種類との組み合わせごとに実験などにより適宜予め定められる。
処理装置230がデータテーブル240を生成する手法について説明する。処理装置230は、給電設備情報DB221において登録された給電設備のIDに関連付けられた位置情報と、単価情報DB228において登録された「地域」を示す情報とをマッチングすることによって、データテーブル240を生成する。具体的には、処理装置230は、給電設備のIDに関連付けられた位置情報により特定される位置が、単価情報DB228において登録された複数の地域のうちいずれの地域に対応するかを地図情報DB222に従って判定する。そして、処理装置230は、給電設備の位置情報により特定される位置が対応する地域における電力単価と、その給電設備のIDとを関連付けてデータテーブル240を生成する。
図5は、本実施の形態における、車両100の走行経路を示す図である。以下の説明において、図2~図4を適宜参照する。
車両100の走行経路TRは、サーバ200の処理装置230により設定される。走行経路TRは、経路R0と、経路R1と、経路R2とを含む。
経路R0は、出発地P0から地点P1までの車両100の経路である。経路R1は、地点P1から地点P2までの車両100の経路である。経路R2は、地点P2から目的地P3までの車両100の経路である。
この例では、給電スタンド300は、地域A0内の出発地P0に設けられている。給電スタンド300は、CF000(図4)のIDを有する給電設備に相当する。
充電レーン500は、車両100が非接触充電を実行するために走行する走行レーンである。充電レーン500は、地域A1内の経路R1に設けられている。充電レーン500に設けられている送電装置305は、CF001(図4)のIDを有する給電設備に相当する。この例では、送電装置305は、充電レーン500の下方に設けられているが、充電レーン500の側壁に設けられていてもよい。
車両100が充電レーン500を走行している間、受電装置155は、送電装置305から非接触で受電する。そして、車両100は、走行中に、受電装置155により受電された電力を蓄電装置110に蓄えるように外部充電を実行する。
車両100の出発地P0から目的地P3までの走行経路TRに設けられた充電レーン500の送電装置305を用いて車両100の出発後に外部充電が実行されることがある。その一方で、車両100の出発地P0に設けられた給電スタンド300を用いて車両100の出発前に外部充電が実行されることもある。このように、車両100の出発前および出発後において外部充電が実行される場合、車両100の出発前に外部充電が実行される場合の電力料金と、車両100の出発後に外部充電が実行される場合の電力料金とのトータルの電力料金を低減させることが好ましい。
そこで、本実施の形態に従うサーバ200は、上記のトータルの電力料金を低減させるために以下の構成を備える。
具体的には、通信装置210は、外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を、単価情報DB228から取得する。処理装置230は、外部充電が実行される場合の電力料金を、外部充電による蓄電装置110への給電量、車両100の出発前および出発後において外部充電が実行される地域および時間帯、ならびに通信装置210により取得される電力単価に従って算出する。処理装置230は、データテーブル240(図4)を用いてこの算出処理を実行する。この例では、車両100の出発地P0から目的地P3までの走行経路TRおよび出発予定時刻が設定されている場合に、処理装置230は、第1の電力料金および第2の電力料金を算出する。
第1の電力料金は、出発地P0に設けられた給電スタンド300を用いて車両100の出発前に外部充電が実行される場合の電力料金を示す。第1の電力料金は、給電スタンド300を用いて外部充電が実行される場合の電力単価(第1の電力単価)と、給電スタンド300を用いた外部充電における蓄電装置110への給電量(第1の給電量)とに従って算出される。具体的には、第1の電力料金は、第1の電力単価と、第1の給電量との乗算値に相当する。電力単価は、図4を参照して説明されたように、時間帯および地域に応じて変化する。そのため、第1の電力単価は、給電スタンド300が設けられている地域A0と、現在時刻から車両100の出発予定時刻までの間の時間帯(図4の例では、外部充電が実行される時間帯が日中または深夜の時間帯のいずれであるか)とに応じて通信装置210により取得される。
第2の電力料金は、車両100の走行経路TRに設けられた充電レーン500を用いて車両100の出発後(より詳細には、出発予定時刻よりも後)に外部充電が実行される場合の電力料金を示す。第2の電力料金は、充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合の電力単価(第2の電力単価)と、充電レーン500を用いた外部充電における蓄電装置110への給電量(第2の給電量)とに従って算出される。具体的には、第2の電力料金は、第2の電力単価と、第2の給電量との乗算値に相当する。
第2の電力単価は、充電レーン500が設けられている地域A1と、車両100が充電レーン500を走行していると予想される時刻の時間帯とに応じて通信装置210により取得される。この時間帯は、出発地P0から地点P1までの距離と、地点P1から地点P2までの距離(充電レーン500の長さ)と、車両100の予想走行速度と、車両100の出発予定時刻とに従って処理装置230により決定される。これらの距離は、地図情報DB222(図2)に格納されている。車両100の予想走行速度は、例えば、経路R0およびR1における車両100の法定上限速度ならびに法定下限速度の平均速度である。
第2の給電量は、車両100が充電レーン500を走行している間に送電装置305から受電装置155に送電される電力量として処理装置230により推定される。送電装置305から受電装置155に送電される電力量は、送電装置305が受電装置155に送電する時間の長さと、送電装置305の送電電力とに従って決定される。この時間の長さは、充電レーン500の長さを、充電レーン500が設けられる経路R2(図5)における車両100の予想走行速度により除算することによって推定される。充電レーン500の長さ、および、充電レーン500における送電装置305の送電電力は、給電設備情報DB221に格納されている。
処理装置230は、第1の給電量および第2の給電量が仮に等しいものとした場合の、第2の電力料金と第1の電力料金とを比較する。そして、処理装置230は、当該第2の電力料金が当該第1の電力料金よりも安い場合に、当該第2の電力料金が当該第1の電力料金以上である場合よりも、第1の給電量を減少させるための処理を実行する。具体的には、処理装置230は、出発地P0での外部充電における充電しきい値を引き下げ、引き下げられた充電しきい値を車両100に送信する。車両100のECU160は、通信装置170を通じて上記の充電しきい値を受信する。次いで、ECU160は、給電スタンド300に充電開始要求を送信する。これにより、充電しきい値が引き下げられた状態において外部充電が実行される。その結果、外部充電による給電スタンド300から蓄電装置110への給電量が減少する。
以下の説明では、電力料金が深夜料金ではない通常の時間帯に出発地P0(地域A0)において給電スタンド300を用いて外部充電が実行された後に、車両100が出発地P0を出発し、充電レーン500(地域A1)を深夜時間帯に走行する場合について代表的に説明する。
この場合、充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合の電力単価(第2の電力単価)は、給電スタンド300を用いて外部充電が実行される場合の電力単価(第1の電力単価)よりも安い。そのため、第1の給電量と第2の給電量とが仮に等しいものとした場合、上記第2の電力料金が上記第1の電力料金よりも安い。よって、充電レーン500における送電装置305から受電装置155を通じて蓄電装置110に供給される電力量について、給電スタンド300に代えて充電レーン500を用いて外部充電を実行することによって電力料金を低減させることができる。
その結果、給電スタンド300および充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を、給電スタンド300のみを用いて外部充電が実行される場合の電力料金よりも低減させることができる。
なお、本実施の形態における「トータルの電力料金」は、給電スタンド300および充電レーン500のうち充電レーン500のみを用いて外部充電が実行される場合の第2の電力料金そのものをも含むものとする。以下、本実施の形態においてトータルの電力料金を低減させることができることについて詳しく説明する。
図6は、出発地P0における給電スタンド300のみを用いた外部充電での、蓄電装置110への給電量を説明するための図である。図6は、処理装置230による後述の処理が実行されない場合の比較例として説明される。図6を参照して、縦軸は、蓄電装置110の蓄電量を示す。
蓄電量CA0は、給電スタンド300を用いた外部充電の開始前(例えば、現在時刻)における蓄電装置110のSOCに相当する蓄電量を表す。比較例では、蓄電量CA1は、給電スタンド300を用いた外部充電における目標SOCに相当する蓄電量である。蓄電量CA1は、例えば、蓄電装置110が満充電状態であるときの蓄電量である。
車両100の出発前の現在時刻から出発予定時刻までの間に、給電スタンド300を用いて外部充電が実行される。比較例では、この間、PSの電力量が蓄電装置110に供給される。その結果、蓄電装置110の蓄電量が蓄電量CA0から蓄電量CA1まで上昇する。
この例では、第1の電力料金は、第1の電力単価と、PSとの乗算値である。第1の電力単価は、出発地P0の地域A0において時間帯に応じて決定される単価である。また、比較例では、車両100が目的地P3に到着するまで、出発地P0以外の場所において外部充電は実行されないものとする。よって、第1の電力料金は、車両100が目的地P3に到着するまでに実行される外部充電に要するトータルの電力料金に相当する。このトータルの電力料金(第1の電力料金)を、便宜的に、第1のトータル電力料金とも称する。
図7は、出発地P0における給電スタンド300を用いた外部充電での、蓄電装置110への給電量を減少させるための処理を説明するための図である。図7を参照して、縦軸は、比較例の場合と同様に、蓄電装置110の蓄電量を示す。
蓄電量CA1Aは、本実施の形態での、給電スタンド300を用いた外部充電における目標SOCに相当する蓄電量である。蓄電量CA1Aは、比較例における目標SOCに相当する蓄電量CA1よりもΔPSだけ少ない。この例では、車両100の出発前の現在時刻から出発予定時刻までの間に外部充電が実行されると、蓄電装置110の蓄電量が蓄電量CA0から蓄電量CA1Aまで上昇する。
この間、PS1の電力量が蓄電装置110に供給される。PS1は、比較例において蓄電装置110に供給される電力量であるPSからΔPSだけ減少している。本実施の形態において、第1の電力料金は、第1の電力単価と、PS1との乗算値である。
車両100は、出発地P0を出発した後、充電レーン500(図5)を走行している間に外部充電を実行する。この間、送電装置305から受電装置155を通じて蓄電装置110に電力が供給される。前述したように、第2の電力単価は、第1の電力単価よりも安い。そのため、送電装置305から蓄電装置110に供給される電力の電力量について、給電スタンド300を用いて外部充電を実行することよりも、充電レーン500を用いて外部充電を実行する方が電力料金の低減という観点から好ましい。
そこで、処理装置230は、充電レーン500における送電装置305から蓄電装置110への給電量を推定し、その推定値だけ、出発地P0での外部充電における給電量を減少させる。そして、車両100は、出発地P0における外部充電を実行した後、充電レーン500を走行する。これにより、出発地P0における蓄電装置110への給電量が減少したとしても、車両の出発後に充電レーン500を用いて外部充電が実行される。その結果、蓄電装置110へのトータルの給電量を変えることなくトータルの電力料金を低減させることができる。トータルの給電量は、出発地P0での外部充電における蓄電装置110への給電量と、充電レーン500から蓄電装置110への給電量との合計である。
以下、出発地P0での外部充電における蓄電装置110への給電量の減少量(ΔPS)の決定方法について説明する。仮に、充電レーン500から蓄電装置110への給電量の推定値と無関係にΔPSが決定されることは、好ましくない。具体的には、車両100が充電レーン500を走行したとしてもΔPSの電力量が補完されなかったり、トータルの電力料金を十分に低減できなかったりする可能性がある。
そこで、本実施の形態では、処理装置230は、充電レーン500に設けられる送電装置305から蓄電装置110への給電量を推定し、その推定値に従ってΔPSを決定する。この例では、処理装置230は、送電装置305から蓄電装置110への給電量がΔPSに等しくなるようにΔPSを決定する。この場合、本実施の形態における第2の電力料金は、第2の電力単価と、ΔPSとの乗算値である。
そして、本実施の形態では、第1の電力料金および第2の電力料金の合計は、車両100が目的地P3に到着するまでに実行される外部充電に要するトータルの電力料金に相当する。このトータルの電力料金を、便宜的に、第2のトータル電力料金とも称する。
本実施の形態と比較例(図6)とを比較すると、第2のトータル電力料金は、第1のトータル電力料金よりも安い。以下、この点について説明する。
前述したように、本実施の形態では、第2の電力単価が第1の電力単価よりも安い。よって、第2の電力単価とΔPSとの乗算値は、第1の電力単価とΔPSとの乗算値よりも安い。そのため、車両100が充電レーン500を走行している間にΔPSの電力量が蓄電装置110に供給される場合の電力料金は、比較例での外部充電において給電スタンド300からΔPSの電力量が蓄電装置110に供給される場合の電力料金よりも安い。そのため、ΔPSの電力量について、本実施の形態では、外部充電に要する電力料金が、比較例の場合よりも低減される。その結果、本実施の形態の第2のトータル電力料金を、比較例の第1のトータル電力料金よりも低減させることができる。
また、本実施の形態と比較例とを比較すると、車両100が出発地P0を出発してから目的地P3に到着するまでの間に実行される外部充電において蓄電装置110に供給されるトータルの電力量は、同じである。すなわち、出発地P0での給電量がPSからPS1に減少している状況下であっても、車両100が目的地P3に到着するまでに充電レーン500においてΔPSの電力量が蓄電装置110に供給される。その結果、車両100が目的地P3に到着することができる限り、出発地P0での蓄電装置110への給電量がΔPSだけ減少しても蓄電装置110の蓄電量の観点から問題が無い。
図8は、本実施の形態における車両100の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両100のインレット150に給電スタンド300のコネクタが接続されたことを示す検知信号をECU160がCAN通信部174を通じて受信したときに開始される。以下の説明において、図2~図5を適宜参照する。
図8を参照して、車両100のECU160は、車両100の目的地P3および出発予定時刻が設定されたか否かを判定する(ステップS10)。具体的には、ECU160は、ユーザ195がこれらを設定したことを示す信号を、HMI装置145またはHMI装置420から受信したか否かを判定する。目的地P3および出発予定時刻が設定されていない場合(ステップS10においてNO)、ECU160は、これらが設定されるまで上記の判定処理を実行する。目的地P3および出発予定時刻が設定された場合(ステップS10においてYES)、ECU160は、目的地P3および出発予定時刻を示す情報を含む車両情報をサーバ200に送信する(ステップS15)。
サーバ200の処理装置230は、通信装置210を通じて車両情報を受信すると、車両100の走行経路TR(図5)を設定する(ステップS20)。
通信装置210は、外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を、処理装置230からの指令に従って取得する(ステップS21)。具体的には、通信装置210は、地域A0(図5)における出発地P0での給電スタンド300を用いて外部充電が実行される場合の第1の電力単価を、時間帯に応じて単価情報DB228(図3,4)から取得する。この時間帯は、現在時刻から車両100の出発予定時刻までの間の時間帯である。また、通信装置210は、地域A1における充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合の第2の電力単価を、時間帯に応じて単価情報DB228から取得する。この時間帯は、車両100が充電レーン500を走行していると予想される時刻の時間帯である。
処理装置230は、充電レーン500から蓄電装置110への給電量(第2の給電量)を推定する(ステップS22)。そして、処理装置230は、充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合の第2の電力料金を、通信装置210により取得された第2の電力単価と、第2の給電量とに従って算出する(ステップS25)。
処理装置230は、出発地P0における給電スタンド300を用いて外部充電が実行される場合の第1の電力料金を、第1の電力単価と、前述の第1の給電量とに従って算出する(ステップS30)。この第1の電力料金は、第1の給電量が第2の給電量に等しいという仮定の下で算出される。
処理装置230は、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安いか否かを判定する(ステップS35)。第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合(ステップS35においてYES)、第2の電力料金が第1の電力料金以上である場合よりも、給電スタンド300を用いた外部充電における給電量をΔPS(図7)だけ減少させるための処理を実行する(ステップS40)。具体的には、出発地P0での外部充電における充電しきい値を、ΔPSに相当する量だけ引き下げる。この場合、充電しきい値は、蓄電量CA1(図6,7)よりもΔPSだけ少ないCA1A(図7)に相当するSOCの値である。
他方、第2の電力料金が第1の電力料金以上である場合(ステップS35においてNO)、処理装置230は、出発地P0での外部充電における充電しきい値を、デフォルトの条件に従って設定する(ステップS45)。この場合、充電しきい値は、CA1(図6,7)に相当するSOCの値である。
ステップS40またはS45の処理の後、処理装置230は、充電しきい値を車両100に送信する(ステップS50)。
車両100のECU160は、充電しきい値を受信し(ステップS55)、そのしきい値に従って、出発地P0において給電スタンド300を用いて外部充電を実行する(ステップS60)。
そして、ECU160は、蓄電装置110のSOCが充電しきい値に到達したか否かを判定する(ステップS65)。SOCがしきい値に到着していない場合(ステップS65においてNO)、ECU160は、SOCがしきい値に到達するまで、出発地P0において外部充電を実行する。SOCがしきい値に到着した場合(ステップS65においてYES)、ECU160は、CAN通信部174を通じて給電スタンド300に充電停止要求を出力する(ステップS70)。これにより、出発地P0における外部充電が終了する。
出発地P0での外部充電における蓄電装置110への給電量は、ステップS40またはステップS45の処理のいずれが実行されたか否かに応じて異なる。例えば、ステップS45の処理が実行された場合、出発地P0において蓄電装置110にPS(図6,7)の電力量が供給される。他方、ステップS40が実行された場合、出発地P0において蓄電装置110にPS1(=PS-ΔPS)(図7)の電力量が供給される。そして、車両100は、出発地P0を出発した後、充電レーン500を走行しながら外部充電を実行する。これにより、出発地P0での給電量の減少量(ΔPSの電力量)が補完される。その結果、蓄電装置110へのトータルの電力量を維持しつつ、トータルの電力料金を低減することができる。
以上のように、本実施の形態に従うサーバ200は、通信装置210と、処理装置230とを備える。通信装置210は、外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を取得する。処理装置230は、外部充電が実行される場合の電力料金を、外部充電による蓄電装置110への給電量、外部充電が実行される地域および時間帯、ならびに通信装置210により取得される電力単価に従って算出する。車両100の出発地P0から目的地P3までの走行経路TRおよび出発予定時刻が設定されている場合に、処理装置230は、出発地P0に設けられた給電スタンド300を用いて車両100の出発前に外部充電が実行される場合の電力料金を示す第1の電力料金を算出し、走行経路TRに充電レーン500を用いて車両100の出発後に外部充電が実行される場合の電力料金を示す第2の電力料金を算出する。そして、処理装置230は、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、第2の電力料金が第1の電力料金以上である場合よりも、給電スタンド300を用いた外部充電における給電量を減少させる。
これにより、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合、ΔPSに相当する電力量について、給電スタンド300に代えて充電レーン500を用いて外部充電を実行することによって電力料金を低減させることができる。その結果、給電スタンド300および充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を、出発地P0における給電スタンド300のみを用いて外部充電が実行される場合の電力料金よりも低減させることができる。
さらに、処理装置230は、車両100が充電レーン500を走行している間に外部充電を実行する場合の電力料金として第2の電力料金を算出する。これにより、ユーザ195が車両100を降車することなく車両100の外部充電が実行される。よって、車両100が目的地に到着するまでに要する時間を短縮しつつ、外部充電が実行される場合のトータルの電力料金を低減することができる。
[変形例1]
前述の実施の形態では、処理装置230は、第1の給電量および第2の給電量が等しいものとした場合の、第1の電力料金と第2の電力料金とを比較する。そして、処理装置230は、第2の電力料金と第1の電力料金との比較の結果に従って、出発地P0における蓄電装置110への給電量をΔPSだけ減少させるか否かを決定する。
ここで、外部充電が実行される場合、電力料金は、電力単価に従って算出される。そのため、上記のように処理装置230が第1の電力料金と第2の電力料金とを比較することは、処理装置230が、通信装置210により取得される第1の電力単価と第2の電力単価とを比較することに相当する。
そこで、処理装置230は、第2の単価が第1の電力単価よりも安い場合に、第2の単価が第1の電力単価以上である場合よりも、出発地P0での給電スタンド300を用いた外部充電における蓄電装置110への給電量を減少させるための処理を実行してもよい。
これにより、出発地P0における蓄電装置110への給電量の減少量に相当する電力量(ΔPSの電力量)について、充電レーン500を用いて外部充電を実行することによって、給電スタンド300を用いて外部充電を実行する場合よりも電力料金を低減させることができる。その結果、給電スタンド300および充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合の電力料金(第2のトータル電力料金)を、給電スタンド300のみを用いて外部充電が実行される場合の電力料金(第1のトータル電力料金)よりも低減させることができる。すなわち、上述の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
[変形例2]
第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、給電スタンド300を用いた外部充電における給電量を減少させるか否かをユーザに問い合わせることが、ユーザ195の利便性の観点から好ましいことがある。
そこで、処理装置230は、出発地P0での給電スタンド300を用いた外部充電における給電量を減少させるか否かを車両100のユーザ195に問い合わせるための処理を実行してもよい。具体的には、処理装置230は、給電量を減少させるか否かをユーザ195に問い合わせるための画面をHMI装置145の表示装置147に表示するようにECU160に指令を出力してもよい。
図9は、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、HMI装置145の表示装置147に表示される画面の一例を示す図である。
図9を参照して、画面600は、メッセージ605と、ボタン610および615とを含む。メッセージ605は、出発地P0での外部充電における蓄電装置110への給電量が減少されるとトータルの電力料金を低減させることができることを表示している。
ボタン610および615は、入力装置148(図1)に相当する。ユーザ195がボタン610を操作する場合、その操作結果を示す信号が通信装置170を通じてサーバ200に送信される。サーバ200の処理装置230は、この信号を受信すると、出発地P0での蓄電装置110への給電量を、PS(図6)からΔPSだけ少ないPS1(図7)に減少させるための処理を実行する。具体的には、処理装置230は、ΔPSに相当するSOCの値だけ、出発地P0での外部充電における充電しきい値を引き下げる。
他方、ユーザ195がボタン615を操作する場合、その操作結果を示す信号が通信装置170を通じてサーバ200に送信される。サーバ200の処理装置230は、この信号を受信すると、デフォルトの条件に従って充電しきい値を設定する。
車両100が充電レーン500を走行しながら外部充電を実行することによってトータルの電力料金をより安くできる場合であっても、ユーザ195は、出発地P0における蓄電装置110への給電量を減少させない(例えば、蓄電装置110が満充電される)ことを希望することがある。そのため、出発地P0での蓄電装置110への給電量が減少することをユーザ195が希望するか否かは、ユーザ195に応じて異なることがある。
このように画面600が表示装置147に表示される場合、給電量を減少させるか否かをユーザ195に問い合わせることができる。よって、出発地P0における蓄電装置110への給電量が減少しないことを希望するユーザ195の欲求を満たすことができる。
処理装置230は、HMI装置145の表示装置147に代えて、ユーザ端末400のHMI装置420の表示装置に画面600を表示するようにユーザ端末400に指令を出力してもよい。この場合、ボタン610および615は、HMI装置420の入力装置に相当する。
あるいは、HMI装置145またはHMI装置420がマイクおよびスピーカを含む場合、処理装置230は、出発地P0における蓄電装置110への給電量を減少させるか否かを、音声認識機能を用いて問い合わせてもよい。具体的には、処理装置230は、HMI装置145またはHMI装置420のマイクから問い合わせの音声が出力されるように、通信装置210を通じて車両100またはユーザ端末400に指令を出力する。これにより、問い合わせの音声がマイクから出力される。ユーザは、問い合わせの音声に対して音声(発話)により回答する。車両100のECU160またはユーザ端末400の処理装置410は、この音声を認識し、通信装置170または通信装置430を通じて回答結果をサーバ200に送信する。
図10および図11は、この変形例2における車両100の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートを示す図である。このフローチャートは、車両100のインレット150に給電スタンド300のコネクタが接続されたことを示す検知信号をECU160がCAN通信部174を通じて受信したときに開始される。
このフローチャートは、図8のフローチャートと比較して、ステップS136~S139の処理が追加されている。本フローチャートにおけるS110~S135ならびにS140~S170の処理は、それぞれ、図8のステップS10~S35ならびにステップS40~S70の処理と同様である。
図11を参照して、第2の料金が第1の料金よりも安い場合(ステップS135においてYES)、処理装置230は、出発地P0での給電スタンド300を用いた外部充電における蓄電装置110への給電量を減少させるか否かをユーザ195に問い合わせるための処理を実行する(ステップS136)。具体的には、処理装置230は、HMI装置145の表示装置147に問い合わせのための画面600(図9)を表示するように、通信装置210を通じて車両100に指令を送信する。
車両100のECU160は、この指令に応答して、表示装置147に画面600を表示する(ステップS137)。そして、ユーザ195によりボタン610または615が操作されると、その操作結果(問い合わせ結果)を示す信号を、通信装置170を通じてサーバ200に送信する(ステップS138)。
サーバ200の処理装置230は、給電量を減少させるとの指示をユーザ195から受けたか否かを、問い合わせ結果を示す信号に従って判定する(ステップS139)。具体的には、処理装置230は、画面600におけるボタン610または615のいずれがユーザ195により操作されたかを、その信号に従って判定する。処理装置230は、給電量を減少させるとの指示をユーザ195から受けた場合(ステップS139においてYES)、ステップS140に処理を進める。そうでない場合(ステップS139においてNO)、処理装置230は、ステップS145に処理を進める。
以上のように、この変形例2では、処理装置230は、出発地P0での給電スタンド300を用いた外部充電における給電量を減少させるか否かを車両100のユーザ195に問い合わせるための処理を実行する。これにより、ユーザ195の利便性を向上させることができる。
[変形例3]
処理装置230は、出発地P0での給電スタンド300を用いてタイマー充電が実行される場合に、タイマー充電が実行されない場合よりも、第1の電力単価が安くなるようにタイマー充電における充電スケジュールを設定してもよい。タイマー充電は、充電スケジュールに従って設定された時間帯において実行され、かつ、車両100の出発予定時刻よりも前の充電完了時刻までに自動的に完了する外部充電である。処理装置230により設定された充電スケジュールは、ECU160に送信される。
第1の電力単価が安くなるほど、第1の電力料金が安くなる。よって、上記のように充電スケジュールが設定されると、出発地P0での給電スタンド300を用いてタイマー充電が実行される場合の第1の電力料金を低減させることができる。その結果、給電スタンド300および充電レーン500を用いて外部充電が実行される場合のトータルの電力料金(第1の電力料金および第2の電力料金の合計)を、タイマー充電が実行されない場合のトータルの電力料金よりも低減させることができる。以下、この点について詳しく説明する。
図12は、比較例およびこの変形例3において外部充電が実行される時間帯の一例を示す図である。この比較例は、処理装置230により充電スケジュールが設定されない場合の例として説明される。比較例およびこの変形例3の両方において、出発地P0での外部充電において蓄電装置110にPS1(=PS-ΔPS)の電力量が供給されるものとする。
図12を参照して、車両100の出発予定時刻は8時である。そして、この例では、蓄電装置110にPS1の電力量を供給するための外部充電に要する時間が6時間である。出発地P0での給電スタンド300のコネクタがインレット150に接続された現在時刻が20時である。通常の時間帯よりも電力単価が安い深夜時間帯は、23時から7時までの時間帯である。
タイマー充電が実行されない比較例において、現在時刻である20時から2時までの6時間にわたって外部充電が実行される。外部充電の実行時間の前半部分(20時から23時までの時間帯)は、通常の時間帯に含まれており、後半部分(23時から2時までの時間帯)は、深夜時間帯に含まれている。そのため、外部充電の実行時間の半分が、深夜時間帯よりも電力単価が高い通常の時間帯に含まれている。
他方、タイマー充電が実行されるこの変形例3において、現在時刻である20時に直ちに外部充電が開始されない。具体的には、深夜時間帯の23時から5時までの6時間にわたって外部充電が実行されるように充電スケジュールが設定される。その結果、外部充電の実行時間の全てが、通常の時間帯よりも電力単価が安い深夜時間帯に含まれている。よって、この変形例3によれば、出発地P0において外部充電が実行される場合の第1の電力料金を、比較例における第1の電力料金よりも低減させることができる。その結果、この変形例3におけるトータルの電力料金を、比較例におけるトータルの電力料金よりも低減させることができる。
タイマー充電の開始時刻は、出発予定時刻までに外部充電が完了し(蓄電装置110にPS1の電力が供給され)、かつ、外部充電中の電力単価が可能な限り低くなるように、処理装置230により設定される。なお、処理装置230は、タイマー充電の実行指示の有無と、タイマー充電が指示されている場合のタイマー充電の完了時刻とを、車両情報として通信装置210を通じて取得する。
図13および図14は、この変形例3における車両100の外部充電に伴って実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両100のインレット150に給電スタンド300のコネクタが接続されたことを示す検知信号をECU160がCAN通信部174を通じて受信したときに開始される。
このフローチャートは、図8のフローチャートと比較して、ステップS227~S229の処理が追加されている。本フローチャートにおけるS210~S225およびS230~270の処理は、それぞれ、図8のステップS10~S25およびステップS30~S70の処理と同様である。
図13を参照して、処理装置230は、タイマー充電の実行が指示されているか否かを、車両情報に従って判定する(ステップS227)。タイマー充電の実行が指示されていない場合(ステップS227においてNO)、処理装置230は、図8のステップS30と同様に、第1の電力単価と第1の給電量とに従って第1の電力料金を算出する(ステップS230)。他方、タイマー充電の実行が指示されている場合(ステップS227においてYES)、処理装置230は、タイマー充電が実行されない場合よりも、第1の電力単価が安くなるように充電スケジュールを設定する(ステップS228)。処理装置230は、例えば、出発地P0での外部充電の実行時間の全てが深夜時間帯に含まれるように、タイマー充電の充電開始時刻と充電終了時刻とを設定する。なお、タイマー充電の終了時刻は、充電が実際に終了する時刻であり、前述の充電完了時刻(その時刻までに充電が既に完了している時刻としてユーザ195により設定される時刻)とは異なる。
次いで、処理装置230は、設定された充電スケジュールに応じた第1の電力料金を算出する(ステップS229)。例えば、出発地P0での外部充電の実行時間の全てが深夜時間帯に含まれるように充電スケジュールが設定された場合、外部充電の実行時間と、深夜時間帯における電力単価との乗算値が第1の電力料金として算出される。
以上のように、この変形例3では、処理装置230は、出発地P0での給電スタンド300を用いてタイマー充電が実行される場合に、タイマー充電が実行されない場合よりも、第1の電力単価が安くなるようにタイマー充電における充電スケジュールを設定する。
これにより、出発地P0での給電スタンド300を用いてタイマー充電が実行される場合の第1の電力料金を低減させることができる。その結果、第1の電力料金および第2の電力料金のトータルの電力料金を低減することができる。
[変形例4]
この変形例4では、処理装置230は、送電装置305から受電装置155を通じて蓄電装置110に充電される充電電力量(非接触充電中の充電電力量)を、充電レーン500の送電装置305から車両100の受電装置155への送電効率に従って推定する。処理装置230は、上記のように推定された充電電力量が少ないほど、給電スタンド300を用いた外部充電における給電量の減少量(図7のΔPSの電力量)がより少なくなるようにその減少量を決定する。
具体的には、処理装置230は、車両100が充電レーン500を走行している間に送電装置305から受電装置155に送電される電力量と、送電効率の予測値との乗算値を算出することによって、上記の充電電力量を推定する。前述したように、送電装置305から受電装置155に送電される電力量は、送電装置305が受電装置155に送電する時間の長さと、送電装置305の送電電力とに従って決定される。上記の送電効率は、給電設備情報DB221およびデータテーブル240(図4)に格納されている。処理装置230は、受電装置と蓄電装置110との間の電路における電力損失と、上記の乗算値とに従って、非接触充電中の蓄電装置110への充電電力量を推定してもよい。
車両100が充電レーン500を走行している間の送電効率が低くなるほど、送電装置305から受電装置155を通じて蓄電装置110に充電される充電電力量がより少なくなる。そのため、送電効率が低い場合、車両100が充電レーン500を走行したとしても、出発地P0での外部充電における給電量の減少量(ΔPSの電力量)が、充電レーン500における送電装置305からの送電電力により補完されない可能性がある。その結果、出発地P0での蓄電装置110への給電量がΔPSだけ減少したことによって、車両100が目的地P3に到着するまでに蓄電装置110の蓄電量が尽きる事態が想定され得る。
そこで、上記のように推定された充電電力量が少ないほど、出発地P0での給電スタンド300を用いた外部充電における給電量の減少量(ΔPS)がより少なくなるように処理装置230がΔPSを決定することが好ましい。
これにより、ΔPSは、車両100が充電レーン500を走行している間の送電効率を適切に反映するように決定される。したがって、充電レーン500における送電効率が低い場合であっても、その送電効率に応じてΔPSが少なくなるため、充電しきい値の引き下げ量も小さくなる。その結果、車両100が目的地P3に到着するまでに蓄電装置110の蓄電量が尽きる事態を回避することができる。
[変形例5]
前述の実施の形態およびその変形例1~4では、車両100の出発地P0から目的地P3までの走行経路TRの近傍領域に設けられた第2の給電設備(図1の給電設備260)の一例として、充電レーン500が用いられた。
これに対して、第2の給電設備は、充電スポット(充電ステーション)における給電スタンドであってもよい。そして、第2の電力料金が第1の電力料金よりも安い場合に、処理装置230は、出発地P0での蓄電装置110への給電量を減少させる。出発地P0での蓄電装置110への給電量が減少した状況下で、車両100は、出発地P0を出発し、充電スポットに到着すると停車する。そして、車両100は、出発地P0での給電量の減少量に相当する電力量について、その充電スポットにおける給電スタンドを用いて外部充電を実行する。
これにより、充電レーン500が渋滞している場合であっても、その渋滞を回避しつつ、前述のトータルの電力料金を低減させることができる。
図15は、この変形例5における、車両100の走行経路を示す図である。走行経路TR1は、経路R11と、経路R12とを含んで構成される。
経路R11は、出発地P10から地点P11までの車両100の経路である。地点P11は、充電スポットに相当する。地点P11は、地域A3(図4)内にあるものとする。経路R12は、地点P11から地点P12までの車両100の経路である。
この例では、給電スタンド300(第1の給電設備)が出発地P0に設けられている。そして、給電スタンド300A(第2の給電設備)が地点P11に設けられている。なお、給電スタンド300および300Aの各々に代えて、非接触式の充電設備が用いられてもよい。
第2の電力料金は、給電スタンド300Aを用いて外部充電が実行される場合の電力単価に従って処理装置230により算出される。この電力単価は、給電スタンド300Aが設けられている地域A3と、車両100が走行経路TRに沿って給電スタンド300Aに到着する予定の時刻の時間帯とに応じて、通信装置210により給電設備情報DB221(図3,4)から取得される。この時間帯は、出発地P10から地点P11までの距離と、車両100の予想走行速度と、車両100の出発予定時刻とに従って処理装置230により推定される。車両100の予想走行速度は、例えば、経路R11における車両100の法定上限速度および法定下限速度の平均速度である。
そして、処理装置230は、第1の給電量および第2の給電量が等しいものとした場合の、第2の電力料金と第1の電力料金とを比較する。以下の処理は、前述の実施の形態において説明された処理と同様である。
[変形例6]
前述の実施の形態およびその変形例1~5では、サーバ200が、本開示における「車両の制御装置」の一例として用いられた。これに対して、車両100のECU160、または、ユーザ端末400が、「車両の制御装置」の一例として用いられてもよい。
ECU160が「車両の制御装置」として用いられる場合、CPU161が、本開示の「処理装置」の一例を形成し、入出力インターフェース163が、本開示の「取得装置」の一例を形成する。
また、ユーザ端末400が「車両の制御装置」として用いられる場合、処理装置410が本開示の「処理装置」の一例を形成し、通信装置430が本開示の「取得装置」の一例を形成する。
[変形例7]
前述の実施形態およびその変形例1~6では、車両100がBEVであるものとした。これに対して、車両は、BEVに限定されず、内燃機関をさらに備えるプラグインHEV(Hybrid Electric Vehicle)などの電動車であってもよい。この場合、車両は、内燃機関が停止された状態において蓄電装置110の電力のみを用いて走行できる(いわゆる、車両のEVモードが可能である)場合がある。この場合、車両のEVモード中、前述の実施形態およびその変形例1~6をそのまま適用することができる。
他方、内燃機関が駆動された状態において車両が走行する場合、処理装置230は、車両100の走行中のMG130による発電電力と、充電レーン500における送電装置305(第2の給電設備)から蓄電装置110への給電量とに基づいてΔPS(図7)を決定してもよい。
[その他の変形例]
前述の実施の形態およびその変形例1~7では、他の時間帯よりも電力単価が安い時間帯の一例として、深夜時間帯が用いられたが、これに限定されない。例えば、夏季での昼間の時間帯において、太陽電池により発電されて系統電力網に供給される電力が多くなると、深夜時間帯よりも電力単価が安くなる場合があり得る。この場合、昼間の時間帯を含む通常の時間帯が、深夜時間帯よりも電力単価が安い時間帯として用いられてもよい。
また、出発地P0に設けられる第1の給電設備の一例として、ユーザ195の自宅に設けられる給電設備が用いられたが、これに限定されない。例えば、外出先に給電設備が設けられており、かつ、ユーザ195がその外出先から自宅に帰る場合、外出先に設けられる給電設備が第1の給電設備に相当する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 車両、10 充電処理システム、50 電力単価格納サーバ、110 蓄電装置、145,420 HMI装置、147 表示装置、148 入力装置、155 受電装置、170,210,303,430 通信装置、195 ユーザ、200 サーバ、220 記憶装置、230,410 処理装置、300,300A 給電スタンド、305 送電装置、400 ユーザ端末、500 充電レーン、221 給電設備情報DB、222 地図情報DB、226 車両情報DB、228 単価情報DB。

Claims (3)

  1. 車両の外部に設けられた給電設備を用いて車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能な車両の制御装置であって、
    前記外部充電が実行される地域および時間帯に応じた電力単価を取得する取得装置と、
    前記外部充電が実行される場合の電力料金を、前記外部充電による前記蓄電装置への給電量、前記外部充電が実行される地域および時間帯、ならびに前記取得装置により取得される電力単価に従って算出する処理装置とを備え、
    前記車両の出発地から目的地までの走行経路および出発予定時刻が設定されている場合に、
    前記処理装置は、
    前記出発地に設けられた第1の給電設備を用いて前記車両の出発前に前記外部充電が実行される場合の電力料金を示す第1の電力料金を第1給電量に従って算出し、
    前記走行経路の近傍領域に設けられた第2の給電設備を用いて前記車両の出発後に前記外部充電が実行される場合の電力料金を示す第2の電力料金を第2給電量に従って算出し、
    前記第1給電量は、前記第1の給電設備を用いた前記外部充電における前記蓄電装置への前記給電量であり、
    前記第2給電量は、前記第2の給電設備を用いた前記外部充電における前記蓄電装置への前記給電量であり、
    前記第1の電力料金および前記第2の電力料金は、前記第1給電量および前記第2給電量が等しいものとして算出され、
    前記処理装置は、
    前記第2の電力料金が前記第1の電力料金よりも安い場合に、前記第2の電力料金が前記第1の電力料金以上である場合よりも、前記第1給電量を減少させ、
    前記車両は、
    走行レーンに設置された前記第2の給電設備としての送電装置から、前記車両が前記走行レーンを走行している間に非接触で受電するように構成された受電装置を含み、
    前記受電装置により受電された電力を前記蓄電装置に蓄えるように前記外部充電を実行し、
    前記処理装置は、前記車両が前記走行レーンを走行している間に前記外部充電を実行する場合の電力料金として前記第2の電力料金を算出する、車両の制御装置。
  2. 前記処理装置は、
    前記送電装置から前記受電装置を通じて前記蓄電装置に充電される充電電力量を、前記送電装置から前記受電装置への送電効率に従って推定し、
    前記推定された充電電力量が少ないほど前第1給電量の減少量がより少なくなるように前記減少量を決定する、請求項に記載の車両の制御装置。
  3. 前記処理装置は、前記第1給電量を減少させるか否かを前記車両のユーザに問い合わせるための処理を実行する、請求項1または請求項に記載の車両の制御装置。
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