(57)【要約】【課題】  車両を充電するシステムおよび方法、並びに車両における動力消費を管理するシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】  車両を充電するシステムは、複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルと、フォワードモデルに基づいて、複数の車両のうちの第１の車両に対し複数の車両のうちの第２の車両が含まれる動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援する充電取引マーケットとを含む。車両における動力消費を管理するシステムは、複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて、複数のパラメータを最適化して、車両により消費すべき動力を決定する最適化ユニットと、決定された動力に基づいて、車両に動力供給するための動作モードを設定する動作モード設定ユニットとを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を充電するシステムであって、
複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルと、
前記フォワードモデルに基づいて、前記複数の車両のうちの第１の車両に対し前記複数の車両のうちの第２の車両が含まれる動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援する充電取引マーケットと
を含む、システム。
【請求項２】
前記フォワードモデルを格納し、ネットワークを介して前記複数の車両と通信可能に結合されたサーバをさらに含み、前記フォワードモデルは、前記ネットワークを介して、前記複数の車両から、前記フォワードモデルの内部的な設定パラメータに関するデータを入力する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記設定パラメータに関するデータは、車両の現在の充電、該車両の位置、該車両の行き先、該車両の速度、該車両の電力消費率、該車両の希望到着時刻、該車両の希望最大待ち時間、天候条件および交通条件のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記サーバは、外部データベース内に格納されたデータにアクセスし、前記データは、予測される将来の天候条件、予測される将来の交通条件、および標準電力グリッド上で車両を充電するための予測される将来の位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記サーバは、前記複数の車両からのデータおよび前記外部データベースからのデータを用いて、前記フォワードモデル内で制約付き最適化のパラメータ決めをし、前記最適化は、前記第１の車両を充電するために前記第１の車両および前記第２の車両が集合する最適な位置を決定し、
前記最適化は、前記第１の車両および前記第２の車両の停止時間を最小化し、かつ、計画された経路からの乖離を最小化し、かつ、電力グリッドからの前記第１の車両の予測された将来の充電までに予測されるすべての車両の動作にわたり、充電を使い切る可能性を最小化する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の車両を前記第２の車両に通信可能に接続し、かつ、前記第１の車両および前記第２の車両を前記サーバに通信可能に接続するための通信装置
をさらに含み、前記通信装置は、前記第１の車両および前記第２の車両の間の前記合意の事項の交渉を支援する、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記合意に従って前記第２の車両から前記第１の車両へ電力を送信するための電力送信装置をさらに含み、前記マーケットは、前記電力送信装置と通信可能に接続され、前記電力送信装置を介して前記動的電力グリッドの電圧および容量を制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記電力送信装置は、並列バッテリ構成または直接バッテリ構成において、前記動的電力グリッドが前記第１の車両に充電を引き渡すかを決定する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記電力送信装置は、マルチタップ・バスを含み、前記マーケットは、前記バスに通信可能に接続され、前記第２の車両から前記第１の車両へ交渉された電圧および充電容量で引き渡すために、前記動的電力グリッドにおける充電バッテリ間の直列結合または並列結合を支援するよう前記バスを構成する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記車両充電データは、車両動力利用データおよび車両充電要求データを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記マーケットは、遠隔的かつ無線により、前記動的電力グリッドを管理する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の車両は、複数の第２の車両を含み、前記マーケットは、前記第１の車両による前記複数の第２の車両からの電力の購入を管理し、
前記第１の車両への電圧および電力送信は、前記複数の第２の車両の中の前記第２の車両の数に伴って増大され、充電時間は、前記複数の第２の車両の中の前記第２の車両の数に伴って減少される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記マーケットは、前記複数の車両から前記第１の車両および前記第２の車両を含む車両のフラッシュ充電モブの形成を指示し、
前記マーケットは、前記フラッシュ充電モブ内の車両から入力を受け付け、前記入力は、電力の希望販売価格、電力の希望購入価格、希望充電時間、所要充電時間、希望最終充電レベルおよび所要最終充電レベルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記車両のフレッシュ充電モブは、充電専用バスを含む設備に位置し、前記電力の送信は、前記充電専用バスを介した電力送信を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記フレッシュ充電モブ内の車両は、前記動的電力グリッドを確立するための車載装置を含み、前記電力の送信は、前記車載装置を介した電力の送信を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の車両は、車載コンピューティング設備を含み、前記充電取引マーケットは、前記複数の車両により前記車載コンピューティング設備を用いて形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記マーケットは、
前記第１の車両から前記第２の車両へ、前記第１の車両が充電を必要とすることを示すメッセージを伝達すること、
前記第２の車両から前記第１の車両へ、前記第２の車両が前記第１の車両へ送信する用意のある電力および前記第２の車両が電力を送信可能な時間を示すメッセージを伝達すること、
前記第１の車両および前記第２の車両間での電力送信の金銭的なレートの交渉を調整すること、および
前記第２の車両から前記第１の車両へ電力を送信するための時間および場所を調整すること
によって合意を支援する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
車両を充電する方法であって、前記方法は、
複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルを提供するステップと、
前記フォワードモデルに基づいて、前記複数の車両のうちの第１の車両に対し前記複数の車両のうちの第２の車両を含む動的電力グリッドを介して電力を送信する合意を支援するステップと
を含む、方法。
【請求項１９】
車両を充電する方法を実行するためのデジタル処理装置によって実行可能なマシン読取可能な命令のプログラムを有形的に実装するプログラム格納媒体であって、前記方法は、
複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルを提供するステップと、
前記フォワードモデルに基づいて、前記複数の車両のうちの第１の車両に対し前記複数の車両のうちの第２の車両を含む動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援するステップと
を含む、プログラム格納媒体。
【請求項２０】
車両における動力消費を管理するシステムであって、
複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて、複数のパラメータを最適化して、前記車両により消費すべき動力を決定する最適化ユニットと、
決定された前記動力に基づいて、前記車両に動力供給するための動作モードを設定する動作モード設定ユニットと
を含む、システム。
【請求項２１】
前記最適化ユニットは、
高度情報と、充電位置および燃料補給ステーションのデータベースとを含む経路プランナに基づいて、予測される車両の動力消費量、予測される充電位置、前記複数の動力源シグネチャを動的にモデリングするモデリングユニットを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
複数の動力源シグネチャを生成する動力源シグネチャ生成ユニットを含み、前記動力源シグネチャ生成ユニットは、複数の動力源の提供事業者、政府機関および第三者の非政府組織のうちの１つを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記車両から遠隔的な位置に位置し、前記複数の動力源シグネチャを格納するデータベースを含み、
前記最適化ユニットは、前記データベースと無線通信するため無線装置を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記車両を他の車両に無線接続して、前記車両と前記他の車両との間での動力源シグネチャの取引が、前記車両と前記他の車両との間の正味の最適化を増加させるか否かを判定するための無線通信装置をさらに含み、
前記車両と前記他の車両との間での前記動力源シグネチャの取引が正味の最適化を増加させるものと判定された場合に、前記最適化ユニットは、前記車両と前記他の車両との間で動力源シグネチャを取引する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
前記複数のパラメータは、動力源の環境的影響、車両の走行距離、車両の速度、車両の加速度および車両内のバッテリの寿命を含む、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を充電するシステムおよび方法、並びに車両における動力消費を管理するシステムおよび方法に関し、より詳細には、動的電力グリッドを用いて車両を充電するシステムおよび方法、並びに、複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて複数のパラメータを最適化する、車両における動力消費を管理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（車両の充電）
電力グリッド上での電気車両の充電では、従来、グリッドの電力供給容量と、グリッド上で充電されるすべての車両の希望充電時間とのトレードオフが要求される。
【０００３】
バッテリ式電気車両（ＢＥＶｓ）のバッテリは、周期的な再充電を必要とする。通常、これらの車両は、（家庭において、または路上もしくは店舗の充電ステーションを用いて）電力グリッドから充電され、その電力は、石炭、水力発電、原子力その他といった国内資源から生成される。屋上太陽光発電ソーラ電池パネルなどの家庭電力、マイクロ水力または風力も使用することができ、地球温暖化の観点からは、奨励されている。
【０００４】
充電時間は、主としてグリッド接続の容量によって制限される。通常の家庭用コンセントは、１．５ｋＷ（アメリカ、カナダ、日本その他の１１０ボルト供給の国々では）から３ｋＷ（２２０／２４０ボルト供給の国々では）の範囲にある。家庭への主接続は、１０ｋＷを維持することが可能であり、これを使用するための特別な配線を導入することができる。このより高い電力レベルでの充電では、小型の７ｋＷ・ｈ（２２−４５ｋｍ）パックでも、通常１時間の充電が必要となるであろう。
【０００５】
１９９５年、いくつかの充電ステーションはＢＥＶｓを１時間で充電した。１９９７年１１月、ある高速充電システムは、鉛蓄電池を６〜１５分間で充電した。１９９８年２月、ひとつのシステムは、ＮｉＭＨバッテリをおよそ１０分で再充電し、６０マイル（１００ｋｍ）から１００マイル（１６０ｋｍ）の走行距離を提供した。２００５年、ある製造業者により設計されたモバイルデバイスのバッテリが、６０秒ほどの短い時間に８０％充電を受け取ることができると主張された。
【０００６】
この特定の電力特性を７ｋＷ・ｈのＥＶパックと同じまで拡張すると、結果として、これら６０秒に、ある電源からピークで３４０ｋＷ必要となる可能性がある。発熱によって安全ではなくなる可能性もあるので、このようなバッテリが直ちにＢＥＶで有効に機能するかは定かではない。
【０００７】
今日、他の再充電可能なバッテリでは数時間必要となるのに対して、ある従来技術のバッテリは、数分間で再充電することができる。特に、この従来技術のバッテリ内のセルは、充電容量の９５％あたりまで約１０分で充電することができる。
【０００８】
充電電力は、（電気的結合を用いた）２つの方法で自動車に接続することができる。第１のアプローチは、導電結合として知られる電気的直接接続である。これは、利用者を高電圧から保護するコネクタを備える特別な高容量ケーブルを介して、耐候性ソケットに幹線を引き込むという簡易なものである。ＳＡＥ  Ｊ１７７２およびＩＥＣ６２１９６といった、いくつかの規格が共存する。
【０００９】
第２のアプローチは、誘導充電として知られる。自動車上のスロットに特別なパドルを挿入する。パドルは、変圧器の一方の巻き線であり、他方の巻き線が自動車内に組み込まれる。パドルが挿入されると、バッテリーパックに電力を供給する電磁回路が完成する。ひとつの誘導充電システムにおいては、一方の巻き線が自動車の底面に取り付けられ、他方がガレージの床上に置かれる。
【００１０】
導電接続では、インターロック、特別なコネクタおよび漏電遮断器（ＲＣＤｓ）により安全に近い状態にすることができるが、誘導アプローチの主要な利点は、露出された導体が存在しないので、感電する可能性がないことである。フォード社からの導電充電の支持者は、導電充電がより費用効率的であると主張していたが、ある製造業者からの誘導充電の支持者は、１９９８年、総コストの差はごく僅かであると主張した。
【００１１】
（車両における動力消費）
プラグイン・ハイブリッド電気車両（ＰＨＥＶ）といった車両は、２以上の車載の動力貯蔵システムから動力を取り出すことができる。第１は、（１）内燃エンジン、（２）伝統的なハイブリッド車両におけるような回生ブレーキ、または（３）ＰＨＥＶ独自の外部電力グリッドへのプラグ接続、によって充電できる再充電可能なバッテリである。第２の貯蔵システムは、内燃エンジンの動力を供給するために用いられる液体炭化水素燃料を貯蔵するための伝統的な燃料タンクである。ＰＨＥＶが液体燃料および電力グリッドの両方から動力を用意できる能力があることから、車両の動力供給を行う実際のエネルギー源の範囲は仮想的には無制限である。これらの源としては、特に限定されるものではないが、ガソリン、エタノール、石炭、原子力、太陽光、水力および風力を挙げることができる。
【００１２】
つまり、バッテリを再充電するために用いられる電力は、多数の源に由来することができ、時刻または車両の位置による。例えば、国のある地域において、水力発電の電力が普及しているかもしれない。これは、”クリーン”エネルギーの形態である。しかしながら、国の他の地域では石炭が使用されるかもしれない。つまり、電気車両の再充電は、相対的に、グリーン（例えば少ないカーボン生成量）考えることができ、あるいは、”グリーンではない”（例えば高いカーボン生成量）と考えることができる。これは、同じ車両が、低い環境的な影響を有するか、または高い環境的な影響を有すると考えられ得ることを意味する。
【００１３】
今後数十年における人類由来の地球温暖化を予期するモデルによって重要性が増してきている尺度、化石炭素の放出量に関し、これらの動力源各々が環境に与える影響は異なる。つまり、多数の”外部”動力源によってＰＨＥＶの影響が変わる。
【００１４】
さらに、典型的には、いくつかの動作モードの１つの選択によって、ＰＨＥＶによる車載バッテリまたは液体化石燃料タンクのいずれから消費する動力の混合が管理される。このような動作モードとしては、例えば、充電消費モード、ブレンドモード、充電維持モードおよびミックスモードが含まれ得る。
【００１５】
充電消費モードは、満充電されたＰＨＥＶを、そのバッテリの充電状態が所定レベルまで消耗するまで、排他的（または車両に依存するが、急加速中を除いて概ね排他的）に電力で動作することを可能とし、この所定レベルに達した時点で車両の内燃エンジンまたは燃料電池に切り替えられることとなる。この期間は、車両の全電力走行距離（All Electric Range）である。これは、バッテリ式電気車両が動作できる唯一のモードであり、それゆえ、これらの限られた走行距離となる。
【００１６】
ブレンドモードは、充電消費モードの一種である。これは、通常、動力伝達機構の内燃の一部の補助なしに高速を維持するのに充分な電力を有さない車両によって用いられる。ブレンド制御の戦略は、典型的には、充電消費の戦略と比較して、蓄積されたグリッド電力に由来する距離を増加させる。
【００１７】
充電維持モードは、今日ではハイブリッド量産車によって用いられ、バッテリの充電状態が所定の範囲の限られた幅から外れないようにしながら、可能な限り効率的に車両が動作するように、車両の２つの動力源の動作を組み合わせる。ＨＥＶの走行の行程にわたり、充電状態が変動し得るが、正味の充電は行われない。
【００１８】
ミックスモードは、上述したモードの組み合わせが利用される走行を描く。例えば、あるＰＨＥＶのコンバージョンは、低速の充電消費モードで５マイル（８ｋｍ）の走行を開始し、それから、高速道路に乗り、燃費の２倍で、１０マイル相当の全電力走行距離を用いて、２０マイル（３２ｋｍ）ブレンドモードで動作することができる。最後に、運転者は、高速道路を出て、内燃エンジンを用いずに、全２０マイル（３２ｋｍ）の全電力走行距離を使い果たすまで、さらに５マイル（８ｋｍ）運転することができる。この時点で、車両は、最終的な目的地に到達するまでさらに１０マイル（１６ｋｍ）充電維持モードに戻すことができる。このような走行は、一つの行程中に複数のモードが用いられている通り、ミックスモードと考えることができる。これは、ＰＨＥＶの全電力走行距離の制限内で駆動される充電消費に対し対照的である。逆に言えば、ＰＨＥＶの全電力走行距離を超えて延長される走行の部分は、従来技術のハイブリッドにより用いられるように、主として充電維持モードによって運転されるであろう。
【００１９】
したがって、電気車両の充電のための電力源を考慮した場合、なかには、電気自動車が環境にとってより良い選択であろうか問いかけたものもいる。最近出版された論文によると、１日６０マイル走行し、電気エネルギーが相対的にクリーンなニューヨーク州のアルバニーで電気自動車を充電すると、結果としてその一日の行程で１８ｌｂの二酸化炭素だけが放出され、これに対して、ガロン当たり３０マイル得られるガソリン駆動自動車が同じ６０マイルの走行で結果として４７ｌｂ放出するであろうと、著者は言及する。しかしながら、高いレベルの石炭で電力供給されているコロラド州デンバーで電気自動車を充電すると、実際にガソリン駆動車に相当する同じレベルの二酸化炭素が放出されるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記従来技術のシステムおよび方法の上述したおよび他の課題、不利益および欠点に鑑みて、本発明の代表的な一態様は、従来技術の方法およびシステムよりも便利でかつ優れた、車両を充電するシステムおよび方法、並びに、車両における動力消費を管理するシステムおよび方法を目指している。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の代表的な一態様は、車両を充電するシステムを対象とする。本システムは、複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルと、上記フォワードモデルに基づいて、上記複数の車両のうちの第１の車両に対し上記複数の車両のうちの第２の車両が含まれる動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援する充電取引マーケットとを含む。
【００２２】
本発明の他の代表的な一態様は、車両を充電する方法を対象とする。本方法は、複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルを提供するステップと、上記フォワードモデルに基づいて、上記複数の車両のうちの第１の車両に対し上記複数の車両のうちの第２の車両を含む動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援するステップとを含む。
【００２３】
本発明の他の代表的な一態様は、車両を充電する方法を対象とする。本方法は、複数の車両に対する車両動力利用および車両充電要求のフォワードモデルを提供するステップであって、上記フォワードモデルは、ネットワークを介して、上記複数の車両から、上記フォワードモデルの内部的な設定パラメータに関するデータを入力するステップと、充電取引マーケットを使用して、上記複数の車両のうちの第１の車両に対し上記複数の車両のうちの第２の車両が含まれる動的電力グリッドを介して電力を送信するための合意を支援するステップであって、上記マーケットは、上記ネットワークを介して上記複数の車両に通信可能に接続されたサーバ上に格納されたデータを含む、ステップと、上記合意に従って上記動的電力グリッドから上記第１の車両へ電力を送信するステップとを含む。上記設定パラメータに関するデータは、車両の現在の充電、該車両の位置、該車両の行き先、該車両の速度、該車両の電力消費率、該車両の希望到着時刻、該車両の希望最大待ち時間、天候条件および交通条件を含む。
【００２４】
上記ネットワークは、携帯電話ネットワークおよびインターネットのいずれかを含み、上記サーバは、予測される将来の天候条件、予測される将来の交通条件、および標準電力グリッド上で車両を充電するための予測される将来の位置を決定し、格納するために外部データベースにアクセスし、また、複数の車両からのデータおよび上記外部データベースからのデータを用いて、フォワードモデル内で制約付き最適化のパラメータ決めをし、ここで、上記最適化は、複数の車両が集合し電力を取引する最適な位置を決定し、また、上記最適化は、上記複数の車両に関する停止時間を最小化し、かつ、計画された経路からの乖離を最小化し、かつ、電力グリッドからの複数の車両の予測された将来の充電までに予測されるすべての車両の動作にわたり、充電を使い切る可能性を最小化する。
【００２５】
本発明の他の代表的な一態様は、本発明の代表的な一態様による車両を充電する方法を実行するためのデジタル処理装置によって実行可能なマシン読取可能な命令のプログラムを有形的に実装するプログラム格納媒体を対象とする。
【００２６】
本発明の他の代表的な一態様は、車両における動力消費を管理するシステムを対象とする。本システムは、複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて、複数のパラメータを最適化して、車両により消費すべき動力を決定する最適化ユニットと、決定された動力に基づいて、車両に動力を供給するための動作モードを設定する動作モード設定ユニットとを含む。
【００２７】
本発明によれば、その特有かつ新規な特徴とともに、従来技術の方法およびシステムよりも便利でかつ優れた、車両を充電するシステムおよび方法、並びに、車両における動力消費を管理するシステムおよび方法が提供される。
【００２８】
上述したおよび他の対象、態様および利点は、以下の図面を参照した本発明の実施形態の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の代表的な一態様による車両を充電するシステム１００を示す図。
【図２】本発明の代表的な一態様による車両を充電する方法２００を示す図。
【図３】本発明の他の代表的な一態様による車両を充電（例えば電力を送信）するシステム３００を示す図。
【図４】本発明の他の代表的な一態様による車両を充電するシステム４００を示す図。
【図５】本発明の他の代表的な一態様による車両を充電するシステム５００を示す図。
【図６】本発明の代表的な一態様によるフォワードモデル６１０を示す図。
【図７】本発明の代表的な一態様による充電取引マーケット７２０（例えばアドホック・マーケット）を示す図。
【図８】本発明の代表的な一態様による充電取引マーケット８２０を示す図。
【図９】本発明の代表的な一態様によるマルチタップ・バス装置９００を示す図。
【図１０】本発明の代表的な一態様による車両における動力消費を管理するシステム１０００を示す図。
【図１１】本発明の代表的な一態様による車両における動力消費を管理する方法１１００を示す図。
【図１２】本発明の代表的な一態様によるシステムおよび方法（例えば、システム１００，３００，５００，１０００および方法２００，１１００）を実装するために用いることができる典型的なハードウェア構成１２００を示す図。
【図１３】本発明の代表的な一態様により、本発明の方法（例えば、方法２００，１１００）を実行するための命令を格納するために用いることができる、磁気データ記憶ディスケット１３００およびコンパクト・ディスク（ＣＤ）１３０２を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明の代表的な態様について図１〜図１３によって説明する。
【００３１】
（車両の充電）
車両が充電を取引するために集まる「フラッシュ充電モブ（Flash Charge Mob）」の形成を支援するための従来技術のシステムおよび方法は存在しない。特に、従来技術の方法では、その中で、車両の動力利用のフォワードモデル、進行中の車両間で余分な充電容量を購入しまたは販売するためのアドホック・マーケットの形成、および取引所によって決定された通りの特定の電圧および容量（アンペア時）で車両間の充電の引き渡しをするための動的に構成されたミニグリッド、またはこれらの組み合わせに基づいて、充電の取引が最適化される、フラッシュ充電モブの形成を支援するものではない。
【００３２】
新たな解決策が２つの理由から必要となる。第１に、電力グリッドの容量がピーク需要の大きさに合わせなければならないことは良く知られている。ピーク時間から非ピーク時間への需要シフトは、高くなったピーク需要に合わせて電気グリッド容量をさらに拡張する必要がないので、特に電力事業者、より広くは一般大衆の両方の助けとなる。
【００３３】
第２は、例えば多くの事業者が非ピーク時間より高いレートをピーク時間に課金しているように、市場が需要シフトを誘発することがますます一般的なものとなっている。つまり、電気車両間で動的ミニグリッドを生成する能力は、車両の所有者に電力の購入により裁定取引をする機会を提供し、かつ、すべての人（買い手、売り手、並びに標準およびミニグリッド提供者の両方）に利益をもたらす。例えば、利用者は、非ピーク時間中にあるレート（例えば５）で電力を購入し、ピーク時間のマーケットレート（例えば９）にまだ満たないがより高いレート（例えば７）で電力を販売することができる。
【００３４】
従来技術の方法に関する課題に対する従来技術の方策では、利用者が電力グリッドへプラグを差し込むことが必要となる。電力グリッドによる充電は、家庭などのいくつかの場所では便利である。しかしながら、大型駐車場構造物のようないくつかの領域では、電力グリッドの導入が非常に高額となり得る。つまり、このような構造物、または、ある広範囲の期間において複数の電気車両を潜在的に含み得る如何なる位置において、充電を支援する方法が求められている。
【００３５】
特許請求された発明の代表的な態様が、このような従来技術のシステムおよび方法の問題および欠点の解決策を提供することができる。
【００３６】
本発明の代表的な一態様は、モデルのパラメータを内部的に設定するためにネットワークにわたる車両および車両の操作者からデータを取得するフォワードモデルを含むことができる。これらのデータは、充電、位置、行き先、速度、天候条件および交通条件などを含むことができ、将来における充電の機会および充電の位置を計画するために用いられる。
【００３７】
本発明の代表的な一態様は、また、フラッシュ充電モブの形成の前または後、あるいはその両方で確立され、また、車両およびその操作者からの入力を取得する、車両間で余分な充電を取引するためのアドホック・マーケットを含むことができる。
【００３８】
本発明の代表的な一態様は、（複数の車両の車載コンピューティング設備に分散された）アドホック・マーケット設備またはマーケット取引所のリモート・サーバを、ミニグリッドから車両への充電の引き渡しを担当する各々の装置に通信可能に結合する動的ミニグリッド構成を含むことができ、車両が充電を並列バッテリ構成または直列バッテリ構成のいずれで引き渡すかを決定する。
【００３９】
したがって、本発明の代表的な一態様は、フォワードモデル、アドホック・マーケットおよび動的ミニグリッド構成を含むことができる。本発明の代表的な一態様による特徴により、そこで、アドホック・マーケットにより、車両が余分な充電容量を購入し、また販売することが可能とされ、かつ、動的に構成された電気バス・コンポーネントのセットにより、マーケットによって決定された電圧および容量（アンペア時）の範囲で、１または複数の車両から１または複数の車両へ充電を移転することが可能となる、動的（例えば時間的）ミニグリッドに、複数の車両を一緒に最適に接続するための方法を提供することができる。
【００４０】
再び図面を参照すると、図１は、本発明の代表的な一態様による車両を充電するシステム１００を示す。
【００４１】
図１に示すように、システム１００は、複数の車両１９０ａ，１９０ｂに対する車両充電データをモデリングするフォワードモデル１１０と、充電取引マーケット１２０とを含み、充電取引マーケット１２０は、フォワードモデル１１０に基づいて、複数の車両のうちの第１車両１９０ａに対し、複数の車両のうちの第２車両を含む動的電力グリッド１４０を経由して電力を送信するための合意を支援する。
【００４２】
フォワードモデル１１０および充電取引マーケット１２０を、複数の車両１９０ａ，１９０ｂに、無線により通信可能に結合することができる。特に、図１に示すように、フォワードモデル１１０および充電取引マーケット１２０またはこれらの一方は、複数の車両１９０ａ，１９０ｂに通信可能に結合されるサーバ１６０上に格納されてもよい。サーバ１６０は、例えば、（例えば、ハードウェア実装されたサーバ装置）または（例えばソフトウェア実装された）サーバ・モジュールを含んでもよい点に留意すべきである。
【００４３】
代替的には、本発明の特徴および機能のいくつかまたは全部（例えば、フォワードモデル１１０および充電取引マーケット１２０またはこれらの一方の特徴および機能）は、互いに通信可能に結合された複数の車両１９０ａ，１９０ｂに（例えば、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ，Electronic Control Unit）といった車載プロセッサにより実行されて）分散されてもよい。
【００４４】
図２は、本発明の代表的な一態様による車両を充電する方法２００を示す。図２に示すように、方法２００は、複数の車両に対する車両充電データをモデリングするフォワードモデルを提供するステップ（２１０）と、フォワードモデルに基づいて、複数の車両のうちの第１車両に対し、複数の車両のうちの第２車両を含む動的電力グリッドを経由して、電力を送信するための合意を支援するステップ（２２０）とを含む。
【００４５】
ここで、用語「電力」は、エネルギー貯蔵装置（蓄積された化学エネルギーを電気エネルギーに変換する二次電池のようなデバイス）を再充電するために使用することができる、「電荷」、「電流」または「電気エネルギー」を意味するものと解釈され得る点に留意すべきである。
【００４６】
図３は、本発明の他の代表的な一態様による車両を充電（例えば電力を送信）するシステム３００を示す。システム３００は、複数の車両３９０ａ〜３９０ｄに対する車両充電データをモデリングするフォワードモデル３１０と、複数の車両３９０ａ〜３９０ｄに関連付けられた（例えば、複数の車両３９０ａ〜３９０ｄの情報を維持する）充電取引マーケット３２０を含む。マーケット３２０は、複数の車両のうちの第１車両３９０ａに対し複数の車両のうちの第２車両３９０ｂを含む動的電力グリッドを経由して電力を送信するための合意を支援することができる。
【００４７】
システム３００は、また、合意に従って、動的電力グリッド３４０を介して第１車両３９０ａに対し電力を送信するための電力送信装置３３０を含むことができる。
【００４８】
充電取引マーケット３２０は、また、図３において動的電力グリッド３４０に含まれない他の車両に関連付けることができる点に留意すべきである。さらに、図３には動的電力グリッド３４０が３つの車両を含むように示されているが、実際は、動的電力グリッド３４０は、１または複数の車両を含むことができる。また、図３では、一つの車両３９０ａのみが電力の送信を受けるものとして示されているが、実際は、電力は、複数の車両に送信されてもよい。
【００４９】
したがって、本発明の代表的な一態様は、フォワードモデル３１０を利用することができる充電取引マーケット３１０を介して（例えば無線信号を介して）管理される動的電力グリッド３４０（例えばアドホック・ミニグリッド）を通して、車両３９０ａ〜３９０ｄ間の電力の取引を促進し、フォワードモデル３１０は、予想天候および予想交通のような考察を組み込むことができる。マーケット３２０は、電力グリッド３４０とともに動的に確立することができ、車両が、パラメータ（例えば利用者または自動者の所有者によって設定されたパラメータ）に基づいて充電を購入および販売することを可能とすることができる。
【００５０】
マーケット３２０の動態は、電力グリッド３４０への他の車両の参加を募るために（例えばインターネットを介して）公開されてもよい。したがって、単一の車両は、供給される電圧および電力が増大され、ひいては充電時間が短縮するように、接続された複数の車両から充電を受け取ることができる。
【００５１】
図３に示すように、システム３００は、また、サーバ３６０を含むことができ、この場合に、フォワードモデル３１０および充電取引マーケット３２０またはこれらの一方がサーバ３６０に含まれてもよい。特に、フォワードモデル３１０および充電取引マーケット３２０は、サーバ内のプロセッサ、および該プロセッサによりアクセス可能なメモリ装置（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ），リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）など）によって実装することができる。フォワードモデル３１０および充電取引マーケット３２０またはこれらの一方のいくつかのまたはすべての特徴および機能が、代替的に、サーバ３６０によって実行可能なソフトウェア（例えば、車両を充電する方法を実行するためのマシン可読命令のプログラム）として実装することができる。
【００５２】
また図３に示されるように、電力送信装置３３０およびサーバ３６０は、それぞれ、トランシーバ３３１，３６１（例えば、ＲＦ送信器／受信器）を含むことができ、これらは、電力送信装置３３０およびサーバ３６０を通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ１を介して通信可能に結合させることができる。
【００５３】
車両３９０ａ〜３９０ｄもまた、トランシーバ３９１ａ〜３９１ｄを含むことができ、これは、車両３９０ａ〜３９０およびサーバ３６０をそれぞれ通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを介して通信可能に結合することができる。トランシーバ３９１ａ〜３９１ｄは、また、車両３９０ａ〜３９０ｄの制御装置（例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵｓ））それぞれと接続されていてもよく、情報（例えば、充電取引マーケットへ参加するためのデータ）を車両３９０ａ〜３９０ｄに入力するため、および、車両３９０ａ〜３９０ｄから情報を出力するために使用することができる。
【００５４】
（簡便のため）図示しないが、車両３９０ａ〜３９０ｄは、リンクＬ１，Ｌ２ａ−Ｌ２ｄと同様の通信リンクを介して、相互に通信可能に結合され、電力送信装置３３０と通信可能に結合されてもよい。
【００５５】
車両３９０ａ〜３９０ｄは、再充電可能なリチウムイオンバッテリのようなバッテリによって電力供給される電気車両を含むことができる。車両３９０ａ〜３９０ｄは、また、バッテリによって電力供給されるが、バックアップ動力源（例えばガソリン式エンジン、水素式エンジン、燃料電池式エンジン、天然ガス式エンジンなど）も含むハイブリッド車両（例えばプラグインハイブリッド車両）を含むことができる。
【００５６】
電力送信装置３３０は、動的電力グリッド（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）を電力送信装置３３０に接続するための入力ポート（例えば、複数の入力ポート）３３６と、充電すべき車両（例えば車両３９０ａ）を電力送信装置３３０に接続するための出力ポート３３７とを含むことができる。電力送信装置３３０は、車両３２０が、電力送信装置３３０（例えば車両３４０）と同時に動的電力グリッドに接続されるようにするコンジットとして動作する。
【００５７】
電力送信装置３３０は、また、電力貯蔵能力（例えばバッテリなどのエネルギー貯蔵装置）を含むことができ、これにより、車両３９０ａが貯蔵された充電を受け取るため電力送信装置３３０に接続する後の時まで（例えばバッテリ内に）充電を貯蔵する電力送信装置３３０に対し、動的電力グリッド３４０が電力を送信できるようにすることができる。
【００５８】
図４は、本発明の他の代表的な一態様による車両を充電（例えば電力を送信）するシステム４００を示す。図４に示すように、システム４００は、システム３００の特徴および機能を含む。
【００５９】
しかしながら、システム４００は、サーバ（例えばサーバ３６０）を含む必要がないが、その代り、システム３００においてサーバ３６０が実行していた本発明の特徴および機能が、複数の車両４９０ａ〜４９０ｄに分散されてもよい。特に、複数の車両４９０ａ〜４９０ｄは、（それぞれ）フォワードモデル４１０ａ〜４１０ｄおよび（それぞれ）充電取引マーケット４２０ａ〜４２０ｄを含み、これらは、フォワードモデル３１０および充電取引マーケット３２０に関連して上述した特徴および機能を含むことができる。
【００６０】
特に、フォワードモデル４１０ａ〜４１０ｄおよび充電取引マーケット４２０ａ〜４２０またはこれらの一方は、複数の車両４９０ａ〜４９０ｄに搭載された電子制御ユニット（ＥＵＣ）４９２ａ〜４９２ｄなどの制御装置に含めることができる。
【００６１】
さらに、複数の車両４９０ａ〜４９０ｄは、それぞれ、トランシーバ４９１ａ〜４９１ｄ（例えば無線送信器／受信器）を含んでもよく、これらは、（それぞれ）ＥＣＵｓ４９２ａ〜４９２ｄに接続されて、ＥＣＵｓ４９２ａ〜４９２ｄが相互に無線通信することを可能とし、ひいては、電力送信装置４３０を介して、動的電力グリッド４４０（例えば複数の車両４９０ｂ〜４９０ｄ）から車両４９０ａに対し電力を送信するための合意を支援することができる。
【００６２】
さらに、電力送信装置４３０は、トランシーバ４３１（例えばＲＦ送信器／受信器）を含んでもよく、これは、通信リンクＬ３ａ（例えば無線通信リンク）を介して車両４９０ａおよび電力送信装置４３０を通信可能に結合することを可能とし、それぞれ通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ３ｂ〜Ｌ３ｄを介して、それぞれ車両４９０ｂ〜４９０ｄおよび電力送信装置４３０を通信可能に結合することを可能とする。理解の容易のため示さないが、車両４９０ａ〜４９０ｄは、また、Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄと同様な通信リンクを介して相互に通信可能に結合されてもよい。
【００６３】
電力送信装置３３０と同様に、電力送信装置４３０は、動的電力グリッド４４０（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）を電力送信装置４３０に接続するための入力ポート（例えば、複数の入力ポート）４３６と、車両４９０ａを電力送信装置４３０に接続するための出力ポート４３７を含むことができる。
【００６４】
電力送信装置４３０は、車両４９０ａが、電力送信装置４３０と同時に動的電力グリッド（例えば車両３９０ｂ−３９０ｄ）に接続されるようにするコンジットとして動作することができる。代替的には、電力送信装置４３０は、電力貯蔵能力（例えばバッテリなどのエネルギー貯蔵装置）を含むことができ、これにより、車両３９０ａが貯蔵された充電を受け取るため電力送信装置４３０に接続するのちの時まで（例えばバッテリ内に）充電を貯蔵する電力送信装置４３０に対し、動的電力グリッド４４０が電力を送信できるようにすることができる。
【００６５】
図５は、本発明の他の代表的な一態様による車両を充電（電力を送信）するシステム５００を示す。
【００６６】
図５に示されるように、システム５００は、システム３００およびシステム４００の両方の特徴を含んでいる。すなわち、システム３００と同様に、システム５００は、サーバ５６０を含み、サーバ５６０は、フォワードモデル５１０、充電取引マーケット５２０およびトランシーバ５６１を含み、システム４００と同様に、システム５００における車両５９０ａ〜５９０ｄは、フォワードモデル５１０および充電取引マーケット５２０が含まれる制御装置５９２ａ〜５９２ｄ（例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ））を含む。
【００６７】
すなわち、システム５００は、フォワードモデル５１０および充電取引マーケット５２０のいくつかの特徴および機能がサーバ５６０に含まれ得るのに対して、フォワードモデル５１０および充電取引マーケット５２０の他の特徴および機能が、車両５９０ａ〜５９０ｄの制御装置（例えばＥＣＵｓ５９２ａ〜５９２ｄ）内に含まれ得る。特に、本発明のいくつかの動作（多くのメモリまたは速い処理速度を必要とする動作）は、サーバ５６０において実行してもよく、本発明の他の動作は、車両５９０ａ〜５９０ｄの制御装置において実行してもよい。
【００６８】
さらに、複数の車両５９０ａ〜５９０ｄは、それぞれ、トランシーバ５９１ａ〜５９１ｄ（例えば無線送信器／受信器）を含むことができ、これらは、それぞれ、ＥＣＵｓ５９２ａ〜５９２ｄに接続されて、ＥＣＵｓ５９２ａ〜５９２ｄを相互に無線通信させることができ、ひいては、電力送信装置５３０を介して、動的電力グリッド５４０から車両５９０ａに対し電力を送信するための合意を支援することができる。
【００６９】
さらに、電力送信装置５３０は、トランシーバ５３１（例えばＲＦ送信器／受信器）を含むことができ、これは、通信リンクＬ４ａ（例えば無線通信リンク）を介して車両５９０ａおよび電力送信装置５３０を通信可能に結合することを可能とし、それぞれ通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ４ｂ〜Ｌ４ｄを介して車両５９０ｂ〜５９０ｄおよび電力送信装置５３０を通信可能に結合することを可能とする。（簡単のため）示さないが、車両５９０ａ〜５９０ｄは、また、Ｌ４ａ〜Ｌ４ｄと同様な通信リンクを介して相互に通信可能に結合されてもよい。
【００７０】
サーバ５６０は、トランシーバ５６１（例えばＲＦ送信器／受信器）を含むことができ、これは、通信リンクＬ５ａ（例えば無線通信リンク）を介して車両４２０およびサーバ５６０を通信可能に結合することを可能とし、それぞれ通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ５ｂ〜Ｌ５ｄを介して車両５９０ｂ〜５９０ｄおよびサーバ５６０を通信可能に結合することを可能とし、通信リンク（例えば無線通信リンク）Ｌ６を介して、電力送信装置５３０およびサーバ５６０を通信可能に結合することを可能とすることができる。
【００７１】
電力送信装置３３０と同様に、電力送信装置５３０は、動的電力グリッド５４０（例えば車両５９０ｂ〜５９０ｄ）を電力送信装置５３０に接続するための入力ポート（例えば、複数の入力ポート）５３６と、車両５９０ａを電力送信装置５３０に接続するための出力ポート５３７を含むことができる。
【００７２】
電力送信装置３３０および電力送信装置４３０と同様に、電力送信装置５３０は、車両５９０ａが、電力送信装置５３０と同時に動的電力グリッド（例えば車両５９０ｂ−５９０ｄ）に接続されるようにするコンジットとして動作することができる。電力送信装置５３０は、電力貯蔵能力（例えばバッテリなどのエネルギー貯蔵装置）を含むことができ、これにより、車両５９０ａが貯蔵された充電を受け取るため電力送信装置５３０に接続するのちの時まで（例えばバッテリ内に）充電を貯蔵する電力送信装置５３０に対し、動的電力グリッド５４０が電力を送信できるようにすることができる。
【００７３】
図６は、本発明の代表的な一態様によるフォワードモデル６１０を示す。
【００７４】
フォワードモデル６１０は、複数の車両に対する車両充電データをモデルする。車両充電データは、例えば、車両動力利用および車両充電要件を含むことができる。フォワードモデル６１０は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ装置に格納されるテーブルとして構成することができる。
【００７５】
フォワードモデル６１０は、データを更新および維持またはいずれかをするため、またはフォワードモデル６１０の設定を変更するために利用者（例えば所有者／操作者）により入力されたデータを含む。例えば、車両は、利用者がデータをフォワードモデル６１０に入力するために用いることができる入力装置（例えばキーボド）を含んでもよい。車両は、入力装置（例えば携帯電話のグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ））と無線通信可能に接続された制御装置（例えばＥＣＵ）を含んでいてもよく、これにより、利用者がフォワードモデル６１０へデータを無線で入力することを可能とすることができる。
【００７６】
フォワードモデル６１０は、例えば外部設備によって維持（例えばサーバ３６０または５６０のようなサーバ上に格納）されてもよい。この設備としては、サーバ３６０（例えばコンピュータ・サーバのセット）を含むことができ、このサーバ３６０は、専用のネットワーク（例えば携帯電話ネットワーク）にわたり、またはインターネットを経由して（例えばＷｉＦｉ、ブロードバンド、ワイヤレスなどを経由して）、複数の車両（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄ）に無線通信可能に接続された通信装置（例えば無線受信器／送信器）を含むことができる。サーバは、また、フォワードモデル６１０を維持し、また更新するために、本発明の代表的な方法（例えば方法２００）を実行するための命令を実行することができる、プロセッサを含むことができる。
【００７７】
フォワードモデル６１０は、モデルに内部的にパラメータを設定するために、ネットワークにわたる車両および車両の利用者（例えば所有者／操作者）からのデータを取得することができる。これらのデータは、特に限定されるものではないが、（１）車両の現在の充電、（２）車両の位置、（３）行き先、（４）速度、（５）電力消費率、（６）希望到着時刻、（７）希望最大待ち時間、（８）現在の天候条件、（９）現在の交通条件を含むことができる。加えて、サーバは、また、（例えば他のサーバの）データベースに無線通信可能に結合されてもよく、これにより、サーバがデータベースにアクセスしてデータベースからデータを収集することができる。このようなデータは、例えば、（１）地図データ、（２）予測される将来の天候条件、（３）予測される将来の交通条件および（４）標準電力グリッド上で車両を充電するための予測される将来の位置を含むことができる。
【００７８】
サーバは、また、収集されたデータから値（例えば将来の交通条件）を見積もるための計算能力を有してもよい。サーバは、また、サーバにより見積もられる値の精度を向上することができる学習能力を有していてもよい。
【００７９】
フォワードモデル６１０は、車両が集まって充電を取引する最適な位置（つまり，将来のフラッシュ充電モブの位置）を種々の将来の時点で決定するために、複数の車両および複数の他のデータ源からのデータを用いて、フォワードモデル６１０内での制約付き最適化のパラメータ付けをすることができる。この最適化は、車両の停止時間、計画された経路からの乖離、および、現在と標準電力グリッドからの各車両の予測された将来の充電との間の時間中に予測されるすべての車両の動作（例えば、複数の車両３９０ａ〜３９０ｄのすべての動作）にわたり充電を使い切る可能性、を最小化することを目的とすることができる。
【００８０】
図７は、本発明の代表的な一態様による充電取引マーケット７２０（例えばアドホック・マーケット）を示す。特に、図７は、充電取引マーケット７２０により、格納され、維持され、および更新され、またはこれらの任意の組み合わせが行われ得るデータを示す。
【００８１】
充電取引マーケット７２０は、車両間での余分な充電の取引のためのマーケットを含むことができる。マーケット７２０は、フラッシュ充電モブの形成の前または後、あるいはその両方で確立され得る。マーケット７２０は、（１）余分な充電の希望販売価格または希望購入価格、（２）希望充電時間および所要充電時間、（３）希望最終充電レベルおよび所要最終充電レベルに関して、車両（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄ）およびこれらの利用者（所有者／操作者）からの入力を取得する。
【００８２】
例えば、車両は、利用者がデータをマーケット７２０に入力するため、データを更新および維持またはこれらの一方をするため、またはマーケット７２０の設定を変更するために用いることができる入力装置（例えばキーボド）を含むことができる。車両は、入力装置（例えば携帯電話のグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ））と無線通信可能に接続された制御装置（例えばＥＣＵ）を含んでいてもよく、これにより、利用者がマーケット７２０へデータを無線で入力することを可能とすることができる。
【００８３】
マーケット７２０は、フォワードモデル（例えばフォワードモデル６１０）を維持することを担当するリモート設備（例えばサーバ３６０）のような外部の取引所を通じて確立されてもよい。この場合、取引所のデータが、フラッシュ充電モブの最適な位置を決定するために実行される制約付き最適化に対する入力として取り扱うことができる。
【００８４】
代替的には（または、車両３９０ａ〜３９０ｄおよびサーバ３６０間で通信することに加えて）、マーケット７２０は、車両の車載コンピューティング設備（例えばＥＣＵ）および車両の通信装置（例えば無線送信器／受信器）を用いて、車両間の通信可能な結合を通して車両（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄ）によって確立されてもよい。この場合、車両１および車両２（例えば車両３９０ａおよび車両３９０ｂ）の間のマーケット７２０を形成するステップとしては、例えば、
（１）車両１および車両２をサーバと接続（例えば無線接続）する、
（２）車両１が、充電を必要とすることを示すメッセージを送信する、
（３）車両２がメッセージを受信する、
（４）車両２が、車両２が車両１へ提供する用意のある充電量を車両１に伝える、
（５）車両２が、車両２が使用可能な期間を車両１に伝える、
（６）車両２および車両１が、車両１の電気的な充電のための金銭的なレートを交渉する、
（７）車両１および車両２の間で安全な売買を実行する、
を含むことができる。
【００８５】
動的電力グリッド（例えば動的電力グリッド３４０）は、例えば、フラッシュ充電モブの形成および充電（例えば余分な充電）の購入および販売の価格の交渉（例えば車両３９０ａの利用者および車両３９０ｂの利用者の間の交渉）に続いて形成することができる。動的電力グリッドは、電力分配のためのミニグリッドを含むことができる。
【００８６】
図１に示されるように、動的電力グリッドは、「アドホックミニグリッド」を含むことができ、このアドホックミニグリッドは、充電すべき車両（例えば車両１９０ａ）を動的電力グリッド内の車両（例えば車両１９０ｂ）と電気的接続するための導電装置（例えば携帯用装置）を用いて確立することができる。例えば、車両（例えば車両１９０ａ，１９０ｂ）は、それぞれ、車両の電気システムに接続され、かつ、車両を充電するためまたは車両から充電を移転するために用いられる、充電ポートを含むことができる。導電装置は、車両（例えば車両１９０ａ，１９０ｂ）の充電ポートにその一端が接続されるよう構成された電気ケーブル（例えば絶縁被膜された金属線）を含むことができる。特に、導電装置は、少なくとも１つの車両（例えば、車両１９０ａおよび車両１９０ｂまたはこれらの一方）に、可搬的に含められ、着脱可能に接続され、または固定的に接続されてもよい。
【００８７】
あるいは、図３〜図５に示すように、システムは、電力送信装置（例えば専用の充電バス）を含むことができる。電力送信装置（例えば電力送信装置３３０）は、フラッシュ充電モブの位置に固定的にまたは可搬的に置かれる。この場合、動的電力グリッドは、車両（例えば車両３９０ａ,３９０ｂ）が電気的接続すること（電力送信装置を介して車両間を相互に接続すること）によって確立され得る。
【００８８】
車両の利用者（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄの所有者／操作者）は、充電の販売または購入の価格を交渉することができ、特定の充電時間について交渉し、支払することができる。したがって、動的電力グリッドの充電ノードにおいて（例えば充電ノード各々において）、動的電力グリッド（例えばミニグリッド）の電圧および容量（アンペア時）を変更する必要性が持ち上がる。これは、充電取引マーケット（例えば、車両の車載コンピューティング設備の中で分散されるアドホック・マーケット設備、および、サーバで保持されるマーケットまたはこれらの一方）を、動的電力グリッドから車両（例えば車両３９０ａ）へ充電の引き渡しを担当する装置（例えば電力送信装置３３０）に通信可能に接続することによって、達成することができる。
【００８９】
特に、電力送信装置は、利用者が希望充電時間といった種々のパラメータを入力できるようにする入力装置を含むことができる。これらの入力されたパラメータに基づいて、電力送信装置は、動的電力グリッド内の車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）から車両（例えば車両３９０ａ）へ充電を引き渡すために、動的電力グリッド内の車両のバッテリ構成が並列または直列となるように、自身を構成（例えば自動構成）することができる。
【００９０】
例えば、電力送信装置は、動的電力グリッドの車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）のバッテリと直列に接続することができ、この場合は、電力送信装置は、同一の容量率（アンペア時）を維持しながら供給する電圧を増大させる。代わりに、電力送信装置は、動的電力グリッドの車両のバッテリと並列に接続することができ、この場合は、装置は、電圧を維持しながらバッテリの容量を増大させる。これは、充電取引マーケット（例えばアドホック・マーケットまたは取引所の設備）が、マーケットプレースで交渉された通りの特定の電圧および充電容量で充電を引き渡すように電力送信装置が構成されるよう制御することを可能とする。
【００９１】
本発明の代表的な態様は、従来技術のシステムおよび方法を超えて多数の利点を提供する。特に、本発明の代表的な態様は、（１）電力インフラストラクチャの導入を必要せず、（２）別の方法では次の２０年にわたり予測された電気再充電ステーションの不足のため起こりえないであろう、グリーンな車両（例えば電気自動車）への社会的移行を助け、（３）情報処理システムを介した充電の購入および販売に関して流動的な経済システムの採用を助長し、（４）必要とする走行距離および伝統的な充電ステーションの不足に起因して、別な方法では運転できないというシナリオにおいて、利用者が行き先に到着する可能とし、ひいては生活の質を向上させ、（５）現在の環境の不確実性において売買を安全に管理する仕組みを提供し、リスクおよびビジネスの信頼性を管理することを可能とすることができる。
【００９２】
車両は、通信装置（例えばトランシーバ３９１ａ〜３９１ｄ）を含むことができ、これにより、車両３９０ａ〜３９０ｄが、相互に、サーバ３６０および電力送信装置３３０またはこれらの組み合わせと通信可能に結合することを可能とすることができる。これらの特徴は、車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）が、該車両が他の車両（例えば車両３９０ａ）に対し充電を提供することが可能であることを示す信号を無線で送信することを可能とする。したがって、例えば、車両（例えば車両３９０ａ）は、他の車両、および、リモート・サーバ上に位置する充電取引マーケット（例えば充電取引マーケット３２０）のような中央設備、またはこれらの一方に対し、該車両がフラッシュ充電モブに参加可能であることを通知することができる。
【００９３】
車両（例えば車両３９０ａ）は、他の車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）に対し無線で信号を送信するために、車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）およびサーバ３３０（例えば中央設備）またはこれらの一方との通信インタフェースを確立するために、トランシーバ（例えばトランシーバ３９１ａ）を使用できる。車両間の通信は、多くの媒体を介して促進されることができる。特に、メッセージは、ＩＢＭ（登録商標）ＷｅｂＳｐｈｅｒｅ（登録商標）Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｂｒｏｋｅｒといった既知のメッセージング技術を用いて送信することができる。
【００９４】
図８は、本発明の代表的な一態様による充電取引マーケット８２０を示す。図８に示すように、充電取引マーケット８２０は、フォワードモデルと、（例えば車両（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄ）、電力送信装置、インターネットや無線携帯電話ネットワークなどといったネットワークと通信するための）通信装置とに通信可能に結合されている。
【００９５】
充電取引マーケット８２０は、プロセッサと、プロセッサ（ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）などにアクセスするマイクロプロセッサ）によってアクセス可能なメモリとによって、実装することができる。充電取引マーケット３２０のいくつかのまたはすべての特徴および機能は、代替的に、処理装置（例えば、コンピュータ、サーバ、携帯電話、車両の電子制御ユニットなど）によって実行可能なソフトウェア（例えば充電取引マーケットの特徴および機能を実施するためのマシン可読命令のプログラム）として実装することができる。
【００９６】
図８に示すように、充電取引マーケット８２０は、判断モジュール８２１、充電分配モジュール８２２、充電時間モジュール８２３、充電費用モジュール８２４、報酬／交渉モジュール８２５、仲介コンポーネント８２６、売買管理モジュール２８７を含むことができる。
【００９７】
判断モジュール８２１は、充電を探している車両（例えば車両３９０ａ）に対する充電プロバイダとして行動することができる車両（例えば車両３９０ｂ〜３９０ｄ）のマッチングのための分析（例えばベストフィット分析）を実行する。判断モジュール８２１は、また、フラッシュ充電モブのための最適な位置を決定することができる。判断モジュール８２１は、また、出力を有するサブモジュール（例えば複数のサブモジュール）を含むことができ、このサブモジュールは、判断モジュール８２１によって用いられて、充電プロバイダの車両（例えば車両３９０ｂ）および充電シーカ（例えば車両３９０ａ）に対するベストフィットを検索する。
【００９８】
充電分配モジュール８２２は、充電プロバイダの車両（例えば車両３９０ｂ）が充電シーカ（例えば車両３９０ａ）に移転する用意のある充電の量を制御する仕組みを提供することができる。充電プロバイダの車両が充電シーカに与える用意のある充電の量は、複数の因子に基づいて決定することができる。これらの因子としては、例えば、（１）利用者が確立した閾値（例えば６０％）、（２）充電プロバイダの車両および充電シーカの車両の充電、（３）グリッドの優勢的な電気料金のレート、（４）充電シーカの車両の利用者（所有者／操作者）が充電に対して支払う用意のある量、（５）時刻、などを含むことができる。
【００９９】
充電時間モジュール８２３は、充電プロバイダの車両が充電シーカの車両を充電することができる期間を示すことができる。例えば、充電プロバイダの車両が、充電シーカの車両が要求する充電を提供できるだけ充分に長く電力送信装置に接続されている予定ではない場合は、充電取引マーケットは、充電シーカの車両に充電を移転するために使用することができる他の充電プロバイダの車両を提案することができる。
【０１００】
充電費用モジュール８２４は、車両（例えば車両３９０ａ〜３９０ｄ）に対する購入および販売の希望価格を保持することができる。個人は、報酬のために充電を分配することを望むであろうが、これは、そうすることで個々の充電の分配で利益がでるためである。電気事業者が時刻に基づいて異なる価格を課金することは一般的である。例えば、ある電気事業者は、１キロワット時当たり日中１０セント課金し、夜間に５セント課金するであろう。
【０１０１】
したがって、他の車両へ充電を販売することに興味のある利用者は、日中に、キロワット時当たり７セントで他の車両へ充電を販売し、彼の車両をキロワット時当たり５セントの夜間に再充電し、そして、キロワット時当たり２セントの利益を得ることが可能である。
【０１０２】
報酬／交渉モジュール８２５は、充電プロバイダの車両および充電シーカの車両が、充電シーカの車両を充電するための金銭的なレートを交渉することを可能とする仕組みを含むことができる。例えば、指示、接続および交渉またはこれらの組み合わせは、仲介コンポーネントを含む電子的な手段を介して自動的に実施することができ、インターネット接続を介して実施することができ、３Ｇネットワークなどの無線接続を介して実施することができ、利用者が充電を購入および販売することを可能とするウェブ（world wide web）（例えばインターネット）上のウェブページを経由して「手動」で実施することができる。
【０１０３】
仲介コンポーネント８２６は、充電プロバイダを充電のニーズにマッチングすることを支援するネットワークアクセス可能なコンポーネントを含むことができる。仲介コンポーネント８２６は、また、充電の移転に許容できる価格を決定することを支援することができる。実施形態は変形され得るが、特定の実施形態では、ＩＢＭ（登録商標）ＷｅｂＳｐｈｅｒｅ（登録商標）アプリケーション・サーバ上で稼働するウェブサービスが含まれてもよい。
【０１０４】
仲介コンポーネント８２６の一実施形態は、充電パラメータのための構成可能なパラメータを含むことができる。例えば、ある会社の従業員は、効率的な自動車を有する他の会社の従業員より低いが、効率が低い自動車を有する他人よりも高いレートを有することができる。
【０１０５】
仲介コンポーネント８２６は、また、異なる地理的位置にある複数の駐車場からのデータと、見込み購買者および見込み販売者が提供する経路および位置情報とを含むことができ、仲介は、その車両の選択および駐車場への到着に先立って生じる。このようにして、マーケットは、地理的に広がり、充電シーカ（充電購入者）および充電プロバイダ（充電販売者）が、マーケットの状態に従って経路および休憩を計画することを可能とすることができる。
【０１０６】
売買管理モジュール８２７は、充電プロバイダの車両および充電シーカの車両間の安全な売買を管理する仕組みを提供することができる。安全な管理は、特に限定されるものではないが、パスワード保護、バッジ保護、インターネットベースのセキュリティ対策、車両に存在するセキュリティ対策の使用（例えば、車両キーが含まれる）のいずれかを含むことができる。
【０１０７】
サードパーティは、売買管理モジュール８２７により生成され、および格納された、またはこれらのいずれかが行われた売買情報へのアクセスを有し、他の取引を超えて一定の取引に対してインセンティブを申し出ることができるようにすることができる。例えば、既存の電力グリッドにかかる負荷を管理するために一定の取引を助成する電力会社は、サードパーティとして、そのような売買情報に対するアクセスが与えられてもよい。
【０１０８】
サードパーティは、購入者および販売者情報へのアクセスを有し、一定の時間に一定のマーケットに参加した充電シーカ（例えば購入者）および充電プロバイダ（例えば販売者）に対しインセンティブを申し出ることができるようにすることができる。これは、電力会社が、適切な時間に適切な場所に位置を配置するために、一定の充電搬送車両との下請け関係を築くことを可能とすることができる。
【０１０９】
図８に示すように、充電取引マーケット８２０は、メモリ装置８２８およびプロセッサｓ８２９を含むことができる。メモリ装置８２８は、充電取引マーケットについて説明したデータを格納し、保持し、更新し、またはこれらの組み合わせて行うことができる。メモリ装置８２８は、プロセッサ８２９（例えばランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ），リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）などにアクセスするマイクロプロセッサ）によってアクセス可能である。充電取引マーケット８２０は、また、充電取引マーケット８２０を車両、電力送信装置、サーバ、他の充電取引マーケットなどと通信可能に結合することができる通信装置８５０（例えばトランシーバ）を含むことができる。
【０１１０】
本発明の他の代表的な一態様では、システム（例えばシステム１００，３００，４００，５００）は、暗号化通信に使用され、生成された複数のキーの中からキーを固有に識別することができる暗号キーを備えた車両キーを含むことができる。車両の利用者（例えば所有者／操作者）が充電を求めている場合、利用者は、電力送信装置（例えばマルチタップバス装置）にキーを挿入し、これのより、キーが電力送信装置に読み取られ、利用者情報が電力送信装置によりサードパーティの課金元（billing source）に送信されるようにすることができる。
【０１１１】
課金元は、利用者情報を受け取り、（これに応答して）、充電シーカから充電プロバイダへ資金を移動することができる。課金元は、また、売買の割合に対し、取引における充電シーカおよび充電プロバイダ間の支払および移転を保障することができる。
【０１１２】
本発明の代表的な一態様によるシステムは、他の売買管理機能を含むことができ、このような機能としては、特に限定されるものではないが、（１）充電の移転に対する直接対面支払、（２）両者が互いに認識できない状態でのサービスプロバイダによる請求および金銭的な移転、（３）ベンダが無料の充電の寄付を奨励し、寄付者に対して路上支援や割引などのサービスを見返りに提供するポイントシステム、（４）寄付が利用者のポイントを増加させ、充電の受け取りがポイントを減少させる評判ベース（例えば、より多くのポイントを有する充電を必要とする者が、より低いポイントを有する他の個人よりも先に充電の申し出を受けることができる）のポイントシステム、を含むことができる。
【０１１３】
充電は、電力移転機構により、充電プロバイダの車両から充電シーカの車両へ移転することができる。上述したように、電力移転機構は、充電プロバイダの車両および充電シーカの車両の充電ポートへ接続するよう構成された端部を有する電気ケーブル（例えば、絶縁皮膜された金属線）などの導電装置を含むことができる。代替的には、電力移転機構は、専用の充電バス（例えばマルチタップバス）といった電力送信装置を含むことができる。電力移転機構は、また、導電装置および電力送信装置のいくつかの組み合わせを含むことができる。
【０１１４】
したがって、例えば、電力移転機構は、これから参加することを望むすべての車両に相互接続されるすべての車両上に存在する電気的バスシステム、１以上の車両がバスにアクセスすることが可能な駐車場の電気的バスシステム、車両に積載された携帯用コネクタ、車両に取り付けられるコネクタなど、のうちのいずれかまたはすべてを含むことができる。
【０１１５】
電力移転機構は、また、充電プロバイダの車両および充電シーカの車両の少なくとも１つから提供されるアダプタの使用を必要とし得る。このアダプタは、特別に設計することができ、充電プロバイダの車両および充電シーカの車両の間のアドホックな電気的バスシステムの生成を可能とすることができる。
【０１１６】
図９は、本発明の代表的な一態様によるマルチタップ・バス装置９００を示す。マルチタップ・バス装置９００は、本発明の代表的な一態様において、電力移転機構としてはたらくことができる。
【０１１７】
マルチタップ・バス装置９００は、ネットワークルータと同様な仕方で機能する。マルチタップ・バス装置９００は、また、車両間で充電を移転することを目的として、複数の経路を通して、電力を調節および導通する能力を含むことができる。マルチタップ・バス装置９００は、車両の一部（例えば、車両に固定的に取り付けられ、車両から着脱可能に、車両内に一体的に形成されるなど）としてもよく、あるいは、例えば駐車場または駐車場構造物に据え付けて導入されてもよい。
【０１１８】
図９に示すように、マルチタップ・バス装置９００ｘは、装置９００を充電プロバイダの車両９９０ａに接続するための絶縁保護された電気ケーブル９０１を含むことができる。装置９００は、また、装置９００を他のマルチタップ・バス装置９００ｙに接続するためのケーブル９０２を含むことができる。あるいは、ケーブル９０２は、装置を充電シーカの車両９９０ｂに接続するために用いてもよい。装置９００ｘは、装置９００ｘを経由して充電を移転するためにケーブルを挿入するためのポート９０３（例えば複数のポート）を含むことができる。
【０１１９】
したがって、図９は、車両９００ａ，９００ｂが、それぞれ、車両９００ｘ，９００ｙに取り付けられたマルチタップ・バス装置９００ｘ，９００ｙに接続されているように示すが、マルチタップ・バス装置９００ｘは、車両９００ａを、１以上の車両と直接電気的に接続するために用いられてもよい。
【０１２０】
マルチタップ・バス装置９００は、また、無線通信装置（例えばトランシーバ）といった通信装置９０４を含むことができる。通信装置９０４は、サーバ（例えば外部の取引所）上のおよび車両（例えばアドホック・マーケット）上のまたはこれらの一方の充電取引マーケットと（例えばＩＢＭ（登録商標）ＷｅｂＳｐｈｅｒｅ（登録商標）Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｂｒｏｋｅｒを経由して）通信可能な結合を、交渉された電圧および充電容量を購入した車両に引き渡すために装置９００を構成して充電バッテリ間の直列または並列結合のいずれかを用意するために、提供することができる。
【０１２１】
（動力消費の管理）
図１０は、本発明の他の代表的な一態様による車両における動力消費を管理するシステム１０００を示す。図１０に示すように、システム１００は、複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて、複数のパラメータ（例えば動力源の環境的な影響、車両の走行距離、車両の速度、車両の加速度、車両内のバッテリの寿命）を最適化し、車両１９０によって消費すべき動力を決定する最適化ユニット１０１０と、決定された動力に基づいて、車両に動力供給するための動作モードを設定する動作モード設定ユニットとを含む。
【０１２２】
図１１は、本発明の代表的な一態様による車両における動力消費を管理する方法１１００を示す。図１１に示すように、方法１１００は、複数の動力源に対する複数の動力源シグネチャに基づいて、複数のパラメータを最適化して、車両により消費すべき動力を決定するステップ（１１１０）と、決定された動力に基づいて、車両に動力供給するための動作モードを設定するステップ（１１２０）とを含む。
【０１２３】
再び図１０を参照すると、システム１０００は、例えば、車両内（例えば車両の電子制御ユニット内）に含まれてよい。代替的には、システム１０００の特徴および機能のいくつかまたはすべてが、車両１９０の外部（例えば車両の利用者（例えば所有者／操作者）の携帯電話といったハンドヘルド装置内）に位置していてもよい。
【０１２４】
最適化ユニット１０１０は、高度情報と充電位置および燃料補給ステーションのデータベースとを含む経路プランナに基づいて、車両に対し予測される動力消費量、予測される充電位置および複数の動力源シグネチャを動的にモデリングするモデリングユニットを含むことができる。
【０１２５】
図１０に示すように、システム１００は、動力源シグネチャ・データベース１０３０を含むことができる。データベース１０３０は、車両から遠隔的に配置することができ、複数の動力源シグネチャを含む。最適化ユニット１１１０は、データベースと無線通信するための無線通信装置を含むことができる。
【０１２６】
システム１０００は、また、複数の動力源から車両を燃料補給および充電のいずれかを行うための燃料供給／充電ユニットを含むことができる。システム１０００は、また、複数の動力源シグネチャを生成するための動力源シグネチャ生成ユニットを含むことができ、動力源シグネチャ生成ユニットは、複数の動力源の事業者、政府機関、または第三者の非政府組織のいずれかを含み構成される。システム１０００は、また、車両を他の車両へ無線結合するための無線通信装置を含み、車両および他の車両との間での動力源シグネチャの取引が、車両および他の車両に対する正味の最適化を増加させ得るか否かを判断することができる。
【０１２７】
車両を充電する電力（例えばＰＨＥＶといった電気車両内のバッテリ）は、多数の異なる源に由来し得る。
【０１２８】
本発明の代表的な一態様は、これによって、環境への影響に作用する（つまり削減するかまたは最小化する）ために、車両（例えばＰＨＥＶ）がその動力消費を管理することができる、システム（および方法）を対象とする。特に、本方法は、車両の電気的バッテリを充電するために用いられる電力源各々および液体燃料（例えばガソリン）またはこれらの一方に対するシグネチャのデータベースに基づいて、動力消費を管理することができる。本発明の代表的な一態様による方法（最適化方法）は、予測される燃料消費量のモデル、将来の燃料源の入手可能性およびネットワークを介して他のハイブリッド電気車両と動力源シグネチャを”スワッピング”するシステム、またはこれらの組み合わせに基づくことができる。
【０１２９】
車両に対する最適な動作モードの決定および選択は、上記の動作モードの説明において言及したように、一般的には、（加速および速度に基づく）予測された燃料消費量および車両の希望の動作範囲に基づいて実施される。追加のパラメータとしては、計画された経路、および、運転中の高度の変化などを含むことができる。環境への影響の最小化に基づく動作モードを最適化する問題は、有意義であり、特に、車両が利用できる多種多様な動力源を提供する。
【０１３０】
加えて、動力利用の最適なモードは、自動車の現在の使用プロファイル、経路および走行距離の指定に基づく予測された使用のみならず、特定の動力源（例えば、石炭やガソリンなどの”グリーンではない”動力源と比較して、太陽光、風力などの「グリーン」な動力源）の予測される将来の入手可能性にも依存する。異なる車両が、任意の時点に異なる動力源からの動力を貯蔵しているとした場合、車両間の電力の取引は、これら異なる車両に対する動力貯蔵のプロファイルによって課せられた制約によって、この最適化をより簡単に、またはより難しくするであろう。これらの要因の各々は、環境的な影響を最小化することを難解な問題とし、種々の既知のおよび見積もられた変数にわたる複雑な最適化を要求する。
【０１３１】
従来技術の方法およびシステムと比較して、本発明の代表的な一態様によるシステム１００は、動力源シグネチャの動的なデータベースを保持する利点を有することができ、これは、環境への影響の最小化を目的として、また所与の時点でいずれの動力源を利用するモードを車両が採用すべきかを決定することによって、進行中の最適化を実行するために用いることができる。伝統的なハイブリッド車は、ガソリン（またはガソリン／エタノールの混合物）からそのすべての動力を取り出すことから、伝統的なハイブリッドの動作においては、そのような最適化を必要としない。
【０１３２】
さらに、車両に対しモードを設定する際に、従来技術の方法およびシステムは、動力使用量および希望走行距離および速度／加速度パラメータのみを考慮する。本発明の代表的な一態様によるシステム１０００は、これに対して、これらのパラメータを考慮して、（同時に）低い環境的な影響となるよう最適化するシステムおよび方法を含むことができる。さらに、システム１０００および方法１１００は、車両が、遠隔的な取引所を介して、これらのバッテリ内の充電の動力シグネチャを取引することを可能とすることによって、車両のプールを横断した環境的影響の最適化を行う新規な方法を含むことができる。
【０１３３】
特に、システム１０００および方法１１００は、車両におけるすべての充電および燃料補給のイベントからの動力源シグネチャを格納するデータベース（例えば動力源シグネチャ・データベース１０３０）を利用することができる。これらのイベントは、単一の動力源から（例えば、その電力の１００％を石炭火力発電所から得ている電力グリッドから）、または複数の動力源から（例えば、その電力の５０％を水力発電で、その電力の５０％を風力発電から得ている電力グリッドから）動力を取り出すことができる。
【０１３４】
シグネチャは、どのタイプの動力が車両内に貯蔵されていたかを示し、データベースは、最適化ユニット１０１０によって、消費された動力の量が関連付けられる。最適化ユニット１０２０は、環境的影響、車両の走行距離、速度、加速度およびバッテリ寿命を含むいくつかのパラメータにわたり最適化を実行することによって、所与の時点において車両１０９０がどの動力を消費するかを判断することができる。
【０１３５】
さらに、システム１０００は、（複数の車両それぞれにおける）複数の最適化ユニット１０１０を含むことができ、これにより、無線通信ネットワークを介してリアルタイムで交渉することができ、車両各々に対しこれらの元の状態の動力源シグネチャを維持することによって達成することができる以上の車両に対するより良い正味の最適化が達成するために車両間の動力源シグネチャの取引が役立つかどうかを判断することができる。
【０１３６】
システム１０００は、従来技術のシステムおよび方法を超えた複数の利点を提供することができ、特に限定されるものではないが、（１）環境的な影響を含むいくつかのパラメータにわたる車両における動力消費のモードを最適化すること、（２）高度情報と、充電位置および燃料補給ステーションの詳細なデータベースを含む経路プランナに基づいて、予測される車両の動力消費、充電位置および動力源シグネチャの動的モデリングを可能とすること、（３）車両が動力シグネチャを無線で取引することを可能とし、複数の車両を横断して協同的に発生させて正味の最適化が向上するような最適化を可能とすること、を含む。
【０１３７】
動力源シグネチャは、動力源供給事業者（例えば、電力会社または石油化学会社）によって、政府機関を通して、または、第三者の非政府組織を通して、生成され得る点に留意すべきである。シグネチャは、それから、車両によって照会される生成地点で格納されるか、または、車両上にダウンロードし、ローカルに格納されてもよい。さらに、動力源を決定する関連する計算は、全体を車両上で遂行してもよいし、また、いくつかの実施形態では、遠隔的なソースで遂行され、結果として生じたヒューリスティックスがその後に個々の車両にダウンロードされるようにしてもよい。
【０１３８】
本発明の代表的な実施形態による方法は、例えば、（１）充電ステーションに関連付けられた動力源の情報（風力、石炭など）を時間の関数として学習すること、（２）（任意）ガスタンク内の液体燃料の混合の情報（ガソリン，エタノール，ディーゼルなど）を学習すること、（３）（車両によって）各動力源に関連して、車両のバッテリ内の電力または充電の量を変更すること、（４）経路情報を学習すること、（５）（例えば、予測された充電の地点、予測された各充電位置から取り出される動力源シグネチャに基づいて）再充電計画を生成すること、（６）環境的影響を最小化し、かつ、特定の走行距離を達成するか、またはこれらのいずれかのためにパラメータを最適化すること、（７）（任意）カーボンオフセット提供者に信号を送信すること、を含むことができる。
【０１３９】
最適化ユニット１０１０は、複数のコンポーネントを含むことができ、このようなコンポーネントとしては、動力源シグネチャ・コンポーネント、充電ステーション源コンポーネント、自動車データベース・コンポーネント、経路計画コンポーネント、再充電計画コンポーネント、最適化コンポーネント、自動燃料源選択コンポーネントおよびアクセサリ変更コンポーネントが含まれる。
【０１４０】
動力源シグネチャ・コンポーネントは、充電ステーションから収集された動力源シグネチャのセットを含み、車両のバッテリを充電するために用いる電力の根本的な源（例えば風力、太陽光、石炭など）および燃料タンクの液体燃料の混合（ガソリン、エタノール、ディーゼルなど）を識別することができる。このデータは、ＩＢＭ（登録商標）ＤＢ２（登録商標）などのリレーショナル・データベースに格納することができる。この情報は、種々の意思決定アルゴリズムを補助するために、システム１０００の他のコンポーネントによりアクセス可能にすることができる。
【０１４１】
充電ステーション源コンポーネントでは、充電ステーションの所有者は、特定の時刻での電力の由来を記述する情報を提供することができる。この情報は、専用の通信リンクを介して電力会社から直接取得してもよく、または、電力の購入者（例えば充電ステーションの所有者）によって、充電が要求される時に必ず照会されるデータベースに格納しておいてもよい。データベースは、充電ステーションにまたは上述した他の位置に格納する（ディスクまたはフラッシュドライブ上に置かれる）ことができる。このデータベースからの情報は、利用者の自動車内のデータベースに転送されてもよい。転送された情報は、ＩＢＭ（登録商標）ＤＢ２（登録商標）などのリレーショナル・データベースに格納することができる。
【０１４２】
自動車データベース・コンポーネントは、動力源シグネチャを格納し、各々の動力源に関連付けて、車両バッテリ内の電力または充電の量を変更する。Ｎ個の車がＮ個の他の自動車と電力を取引した時、電力の由来する源が、使用され、また格納される。自動車データベース・コンポーネントは、ＩＢＭ（登録商標）ＤＢ２（登録商標）などのリレーショナル・データベースによって実装され得る点に留意すべきである。
【０１４３】
経路計画コンポーネントは、例えば、車両（車両１０９０）内に位置することができ、経路に沿った種々の地点での見積もられた、高度、距離および速度のようなデータを含むことができる。経路計画コンポーネントは、１以上の行程に対して車両の経路を計画するために用いることができる。コンポーネントは、車両のナビゲーション・システム（例えばＧＰＳベースのナビゲーション・システム）の一部であってもよいし、または分離されたシステムであってもよい。
【０１４４】
例えば、車両の利用者（所有者／操作者）は、希望の行先、または、一連の行先を指定することができる。システム１０００は、それから、現在の位置を開始点として、入力された行き先に基づいて経路を計画する。他の実施形態においては、経路は、ウェブベースのツールを用いて計画され、既知の技術を用いて車両に送信されてもよい。
【０１４５】
再充電計画コンポーネントは、充電ステーションおよびこれらの関連付けられた動力源シグネチャを含み遠隔的にアクセスされるデータベースによって決定される通りの、予期される充電地点および予期される各充電位置から取り出される動力源シグネチャを含むことができる。再充電地点は、経路計画コンポーネントに入力された経路に基づいて選択される。
【０１４６】
最適化ユニット１０１０の最適化コンポーネントは、（１）環境的影響の最小化、（２）特定の走行距離を達成すること、（３）いくつかのパラメータ内で特定の速度および加速度を維持すること（例えば、運転者は、５０ｍｐｈで運転することを望み、システムが、過去の運転の癖から推定するか、または運転者がこれらの情報を入力する）、（４）バッテリを特定の状態（充電の特定のレベルまたは特定の放電率に）に維持することのうちの１以上を達成するために、経路情報、現在の速度、予測される速度、現在の加速度、予測される加速度、現在の充電レベル、現在のタンクレベル、および、予測される将来の再充電／燃料供給位置およびそのパラメータを考慮することができる。
【０１４７】
自動燃料源選択コンポーネントは、利用者に対し、どのように環境的影響を最小化するかを提案することができる。いくつかの場合は、例えば、充電が石炭から由来するため、運転者にとってガソリンだけを利用することが好ましいであろう。代替的に、このようなシナリオにおいて、自動車は、ガソリンだけを利用する状態に自動的に置かれてもよい。
【０１４８】
アクセサリ変更コンポーネントは、経路の予期しない変更が発生した場合に、経路計画コンポーネントを補助するために使用することができる。このコンポーネントは、次の経路付けされた再充電ポイントへ車両がたどり着けるように、車両のアクセサリを自動的に調整することができる。
【０１４９】
例えば、運転者は、図示されたルートから遠回りするかもしれず、エネルギー消費の現在の割合において、この遠回りが、経路コンポーネントによって選択された最適な充電ステーションに辿り着くことを妨げる可能性がある。しかしながら、アクセサリ変更コンポーネントは、これを検出し、自動的に、または利用者に対する提案を経由して、車内の種々のアクセサリを低いエネルギー消費となるように変更して、最適な再充電ポイントに辿り着けるようにする。アクセサリ変更は、限定されるものではないが、空調ファンの速度を下げること、空調温度を上げること、一時的に空調を切ること、ラジオを切ること、インテリア照明を暗くすることなどを含むことができる。
【０１５０】
最適化ユニット１０１０は、また、カーボンオフセット機能を有するシステム１００と通信可能に接続するための通信装置を含むことができ、これにより、利用者、充電ステーションの所有者、またはサードパーティが、車両の動力消費使用（および環境的影響）をオフセットするためのカーボンオフセットを提供するようにしてもよい。すべての車両は、エネルギーを使用し消費し、これにより、エネルギー源によって温室効果ガスの放出量を増加し得る点に留意されたい。カーボンオフセットは、複数の方法を通じて、現在または将来の温室効果ガスの放出を軽減する方法を提供する。
【０１５１】
カーボンオフセットに特化した企業および組織が存在する。そのような企業および組織は、しばしば、人々が個々の寄与をしたか、または、企業がオフセット作業に支払う契約に署名した後、カーボンオフセット事業を開始する。しかしながら、これらの方法のいずれも、車両を駆動する源の混合の考察に基づいて必要なカーボンオフセットを計算するものではない。
【０１５２】
しかしながら、最適化ユニット１０１０は、車両を駆動するために用いられる指定された動力源の混合に対してオフセットを計算するために用いることができるカーボンオフセットユニット（カーボンオフセット機能）を含むことができる。これは、車両（例えばＰＨＥＶｓ）に対する正確なカーボンオフセットを可能とすることができる。
【０１５３】
カーボンオフセットユニットは、車両の使用に関しオフセットを商業的に提供する事業者から要求されるカーボンオフセットのレベルを計算することができる。加えて、カーボンオフセットユニットは、車両の利用者が、車両の操作中に、カーボンオフセットの計算に手動で関与することを可能とすることができる。カーボンオフセットユニットは、車両の混合された資源の消費に関連付けられるオフセットを導出することができる。そのようなシステムは、利用者および会社が、彼らのカーボン使用量をオフセットするか、または、いくつかの場合は、少ない資源を消費する車両の使用を好むように利用者に強く勧めるのを促進することによって補助し、結果として運転に由来する全地球環境的な影響をより小さくすることができる。カーボンオフセットユニットは、多数の入力を監視し、これらの入力に基づいて、カーボン消費を軽減するために必要なカーボンオフセットを計算し、このデータをカーボンオフセットの事業者または局に送信する機能によって実装することができる。
【０１５４】
カーボンオフセットユニットは、複数の入力を含むことができる。例えば、各々車両の混合状態に関し、利用者は、各々の車両の使用に対して適用するカーボンオフセットの割合を指定することができる。これは、利用者（所有者／操作者）が、彼らの車両のカーボン消費をどれだけの割合で軽減するかを制御することを可能とする。他の実施形態では、利用者が、時間、日、週、月または年当たりの彼らの総オフセット補償に上限を設けることを可能とする。実際のオフセットは、商業的なカーボンオフセット事業者（例えば、炭素蓄積のために樹木を植える企業、または放出量を削減することを意図した技術投資を行う企業）によって実現することができる。
【０１５５】
カーボンオフセットユニットは、また、車両を誰が運転しているかによって、カーボンオフセットを決定することができる。例えば、３人の個人が車両を使用するかもしれず、または、車両はレンタル車両であるかもしれない。環境配慮に興味を有するある会社また個人は、他の会社または個人よりも大きなカーボンオフセットを要求することができる。ユニットは、自動的に、輸送装置により送信された信号から、そのカーボンオフセットのマイクロペイメント（少額決済）値を増加することができる。
【０１５６】
例えば、大部分の自動車は、内部通信バスを有し、ここから、走行距離データおよび燃料タンクレベルを含む、車両のすべての動作パラメータが取り出される。内部バスは、カー・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）またはＳＡＥ（the Society of Automotive Engineers）Ｊ１８５０バスとすることができる。さらに、カーボンオフセットのマイクロペイメント値の更新は、定期的（例えば１０マイル毎）にまたはある時点（例えば、車両が充電ステーションにいる時）で行われる。
【０１５７】
例えば、車両（例えばＰＨＥＶ）の運転者が、風力および水力発電の電力が使用される時間である深夜から午前６時にかけて都市「Ａ」で車両を充電する。運転者の自宅には、充電ステーションが備えられている。運転者は、走行を開始し、４時間の間、彼の車両を充電するために石炭が燃焼される都市「Ｂ」で再充電を予定する。都市「Ｂ」においては、運転者は、所有者Ｏによって所有された公衆充電ステーションを用いるつもりである。最適化ユニット１０１０は、この情報を考慮して、適切なカーボンオフセットを実施するようにし、旅行の走行距離などについての情報を提供する。
【０１５８】
ここで、図１２を参照すると、本発明の代表的な一態様によるシステム（例えば、システム１００，３００，５００，１０００）および方法（例えば、方法２００，１１００）を実装するために用いることができる典型的なハードウェア構成が、システム１２００として示されている。
【０１５９】
上記ハードウェア構成は、好ましくは、少なくとも１つのプロセッサまたは中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２１０を有する。ＣＰＵ１２１０は、システム・バス１２１２を介して、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１２１４と、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）１２１６と、（ディスク装置１２２１および磁気テープ装置１２４０などの周辺装置をバス１２１２に接続するための）入出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ１２１８と、（キーボード１２２４、マウス１２２６、スピーカ１２２８、マイクロホン１２３２、ポインティング・スティック１２２７およびその他のユーザ・インターフェース・デバイスまたはこれらの組み合わせをバス１２１２に接続するための）ユーザ・インターフェース・アダプタ１２２２と、情報処理システムをデータ処理ネットワーク、インターネット、イントラネット、エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）などに接続するための通信アダプタ１２３４と、バス１２１２をディスプレイ１２３８およびプリンタ１２３９またはこれらの一方に接続するためのディスプレイ・アダプタ１２３６とに相互接続される。さらに、自動リーダ／スキャナ１２４１が含まれてもよい。このようなリーダ／スキャナは、多くの供給元から市販されている。
【０１６０】
上述したシステムに加えて、本発明の異なる態様は、上記方法を実行するためのコンピュータ実装方法を含む。一例として、この方法は、上述した特有の環境において実装することができる。
【０１６１】
このような方法は、例えば、デジタル・データ処理装置として実現される、コンピュータを一連のマシン可読命令を実行するように動作させることによって、実装することができる。これらの命令は、種々の信号搬送媒体上に存在し得る。
【０１６２】
したがって、本発明のこの態様は、上記の方法を実行するためデジタル・データ・プロセッサによって実行可能な複数のマシン可読命令のプログラムを有形的に実装した信号搬送媒体を含む、プログラム製品を対象とする。
【０１６３】
このような方法は、ＣＰＵ１２１０を一連のマシン可読命令を実行するように動作させることによって、実装することができる。これらの命令は、種々の信号搬送媒体上に存在し得る。
【０１６４】
したがって、本発明のこの態様は、本発明の方法を実行するためのＣＰＵ１２１０および上述したハードウェアが組み込まれたデジタル・データ・プロセッサによって実行可能な複数のマシン可読命令のプログラムを有形的に実装する信号搬送媒体を含むプログラム製品を対象とする。
【０１６５】
この信号搬送媒体としては、例えば高速アクセス記憶装置に代表されるような、ＣＰＵ１２１０内に含まれるＲＡＭを挙げることができる。あるいは、ＣＰＵ１２１０によって直接的または間接的にアクセス可能な、磁気データ記憶ディスケット１３００またはコンパクト・ディスク１３０２（図１３）といった他の信号搬送媒体に命令を収容することもできる。
【０１６６】
コンピュータ・サーバ／ＣＰＵ１２１０に収容されるかまたはその他の場所に収容されるかにかかわらず、ＤＡＳＤ記憶装置（例えば、従来からの「ハード・ディスク」またはＲＡＩＤアレイ）、磁気テープ、電子的なリード・オンリー・メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、またはＥＥＰＲＯＭ）、光学記憶装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＷＯＲＭ、ＤＶＤ、デジタル光学テープなど）、紙製「パンチ」カードといった種々のマシン可読データ記憶媒体、またはその他の適切な信号搬送媒体に命令を格納することができる。本発明の例示的な実施形態では、マシン可読命令は、Ｃ、Ｃ＋＋などの言語からコンパイルされたソフトウェア・オブジェクト・コードを含むことができる。
【０１６７】
その独特で新規な特徴によって、本発明は、従来技術の方法およびシステムよりも便利でかつ優れた、車両を充電するシステムおよび方法、並びに、車両における動力消費を管理するシステムおよび方法を提供する。
【０１６８】
本発明について１または複数の実施形態に関して説明したが、添付する請求項の要旨および範囲内で本発明を変更して実施可能であることは当業者であれば認識するであろう。具体的には、本明細書における図面が例示を意図したものであり、本発明にかかる方法およびシステムの設計は、本明細書中に開示されたものに限定されず、本発明の要旨および範囲内で変更可能であることは、当業者であれば理解するであろう。
【０１６９】
さらに、出願人の意図は、全てのクレームエレメントの均等物を包含することであり、本出願のいずれかの請求項に対する如何なる補正も、補正された請求項のいずれかのエレメントまたは特徴の均等物に対する利害関係または権利の放棄と解釈すべきではない。
【符号の説明】
【０１７０】
１００…システム、１１０…フォワードモデル、１２０…充電取引マーケット、１４０…動的電力グリッド、１６０…サーバ、１９０…車両、２００…方法、３００…システム、３１０…フォワードモデル、３２０…充電取引マーケット、３３０…電力送信装置、３３１…トランシーバ、３３６…入力ポート、３３７…出力ポート、３４０…動的電力グリッド、３６０…サーバ、３６１…トランシーバ、３９０…車両、３９１…トランシーバ、４００…システム、４１０…フォワードモデル、４２０…充電取引マーケット、４３０…電力送信装置、４３１…トランシーバ、４３６…入力ポート、４３７…出力ポート、４４０…動的電力グリッド、４９０…車両、４９１…トランシーバ、４９２…電子制御ユニット、５００…システム、５１０…フォワードモデル、５２０…充電取引マーケット、５３０…電力送信装置、５３１…トランシーバ、５３６…入力ポート、５３７…出力ポート、５４０…動的電力グリッド、５６０…サーバ、５６１…トランシーバ、５９０…車両、５９１…トランシーバ、５９２…制御装置、８２０…充電取引マーケット、８２１…判断モジュール、８２２…充電分配モジュール、８２３…充電時間モジュール、８２４…充電費用モジュール、８２５…報酬／交渉モジュール、８２６…仲介コンポーネント、８２７…売買管理モジュール、８２８…メモリ装置、８２９…プロセッサ、８５０…通信装置、１０００…システム、１０１０…最適化ユニット、１０２０…動作モード設定ユニット、１０３０…動力源シグネチャ・データベース、１０９０…車両、１２１０…ＣＰＵ、１２１２…バス、１２１４…ＲＡＭ、１２１６…ＲＯＭ、１２１８…Ｉ／Ｏアダプタ、１２２１…ディスク装置、１２２２…ユーザ・インターフェース・アダプタ、１２２４…入力装置、１２２６…マウス、１２２８…スピーカ、１２３２…マイクロホン、１２３４…通信アダプタ、１２３６…ディスプレイ・アダプタ、１２３８…ディスプレイ、１２３９…プリンタ、１２４０…磁気テープ装置、１２４１…リーダ／スキャナ、１３００…磁気データ記憶ディスケット、１３０２…コンパクト・ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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