(57)【要約】      （修正有）【課題】局所的に生成される太陽光充電容量を含む充電システム内の電気自動車に充電容量を分配する方法を提供する。【解決手段】複数の電気自動車に必要な充電量を決定し、必要な充電時間と太陽光生成エネルギーを介する充電システムの全充電容量を含む太陽光充電容量とを計算し、充電システムの利用可能な充電時間を含む充電時間容量を計算し、必要な充電量を太陽光充電容量と比較し、必要な充電時間を充電時間容量と比較し、必要な充電量が太陽光充電容量よりも大きいか、又は、必要な充電時間が充電時間容量よりも大きいことのいずれかが判定されるとき、複数の電気自動車の運転者に太陽光充電容量の競売を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光エネルギーから局所的に生成される太陽光充電容量を含む充電システム内の複数の電気自動車に充電容量を分配する方法であって、
前記複数の電気自動車のバッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全エネルギーを含む、前記複数の電気自動車に必要な充電量を決定するステップと、
前記複数の電気自動車の前記バッテリを前記現在の充電状態から前記所望の充電状態に充電するのに必要な全充電時間を含む、必要な充電時間を計算するステップと、
前記局所的に生成される太陽光エネルギーを介する前記充電システムの全充電容量を含む前記太陽光充電容量を計算するステップと、
前記充電システムの利用可能な充電時間を含む充電時間容量を計算するステップと、
前記必要な充電量を前記太陽光充電容量と比較するステップと、
前記必要な充電時間を前記充電時間容量と比較するステップと、
前記必要な充電量が前記太陽光充電容量よりも大きいか、又は、前記必要な充電時間が前記充電時間容量よりも大きいという結果を介して、容量不足が決定されるとき、前記複数の電気自動車の運転者に前記太陽光充電容量の競売を行うステップと
を含む、方法。
【請求項２】
所定の基準に基づき、前記複数の電気自動車を１つの競売グループに集めるステップをさらに含み、
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、前記太陽光充電容量を前記競売グループに対して競売を行うことを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気自動車が集められる前記所定の基準は、前記電気自動車が前記充電システムに到着した時間を含み、前記電気自動車は、各電気自動車が所定の時間枠内に前記充電システムに到着したかどうかに基づいて、１つの競売グループ内に集められ、
前記充電時間容量計算は、前記充電システムの動作時間、前記充電システムの充電ステーションの数、及び前記競売グループ内の前記電気自動車のそれぞれを充電するための利用可能性に基づいている、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
各電気自動車において、登録は、前記電気自動車が充電に利用できる時間を示す運転者指定充電期限を集めることを含み、
前記充電時間容量計算は、前記運転者指定充電期限を考慮に入れることを含む、
前記電気自動車のそれぞれを登録するステップをさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記登録ステップは、前記競売グループ内の前記電気自動車のそれぞれに関する以下のタイプの情報、すなわち、前記電気自動車に使用されるバッテリタイプ、前記バッテリタイプの充電特性、前記運転者からの支払情報、前記現在の充電状態、前記所望の充電状態、及び前記運転者の連絡先情報を集めることを含み、
前記連絡先情報は、少なくとも前記運転者に連絡することができる方法、及び前記運転者が前記競売ステップ中に入札を計画する方法を含む、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記連絡先情報は、ｅメールアドレス及びスマートフォンの番号の少なくとも１つを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、前記競売グループ内の前記電気自動車の前記運転者のそれぞれに付値を募集することを含み、前記付値は、前記太陽光充電容量からのエネルギー１単位当りの価格に関連する、請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記充電システムのシステムオペレータは、充電される各バッテリのフル充電レベルよりも低い、所望の最大充電状態を決定する、請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記電気自動車の前記運転者が、前記所望の最大充電状態を超える割増料金を支払いたいかどうかを前記運転者に質問するステップと、
この割増料金を支払うことを選択する運転者のみが、前記所望の最大充電状態のレベルを超えて彼らの電気自動車の前記バッテリに充電することができるステップと
をさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、前記競売グループ内の前記電気自動車の前記運転者のそれぞれに付値を募集することを含み、前記付値は、充電時間の１単位中に前記充電するための前記エネルギーが前記太陽光充電容量に由来する、充電時間の１単位当りの価格に関連する、請求項２記載の方法。
【請求項１１】
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、
前記太陽光充電容量もしくは前記充電時間容量のいずれか、又は両方の前記容量不足を解決する競売パラメータを決定するステップと、
前記競売グループ内の各運転者に前記競売パラメータを伝え、前記運転者に付値を募集するステップと、
前記競売グループ内の前記運転者から付値を受け取るステップと、
前記受け取った付値に基づいて、前記容量不足が、所望の方法で、全体的又は部分的に解決されるかどうか決定するステップと
を含む、請求項２記載の方法。
【請求項１２】
前記受け取った付値が、所望の方法で、前記容量不足を全体的又は部分的に解決しないことが判定されるとき、以下の
ａ）前記同じ競売パラメータ及び前記同じ競売グループを使用して前記競売グループに変更された付値を募集する手順と、
ｂ）前記同じ競売グループを使用して変更された競売パラメータを決定し、前記変更された競売パラメータに従って前記競売グループに付値を募集する手順と、
ｃ）前記競売グループの部分集合は、そのメンバが元の競売プロセスで入札に失敗したことが判定された部分グループを含み、前記部分グループの前記競売プロセスは、前記同じ競売パラメータ又は変更された競売パラメータのいずれかを含む、前記競売グループの部分グループを使用して再び前記競売プロセスを実行する手順と
の組の１つを選択し、それを完了するステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記受け取った付値が、所望の方法で、前記容量不足を全体的又は部分的に解決することが判定されるとき、以下の
前記受け取った付値及び前記競売パラメータに基づいて、前記競売ステップから落札価格を決定するステップと、
前記付値額に基づいて、前記充電システムで充電するための前記落札価格を前記電気自動車のそれぞれに適用する料金を決定するステップと、
前記落札価格で前記電気自動車の前記バッテリを所望の充電状態に充電するステップと、
前記決定料金に基づいて前記落札価格で前記運転者からの支払いを集めるステップと
を完了するステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記充電システムは、それが前記グリッドから抽出されるエネルギーを電気自動車に充電するように機能することもできるように構成されるグリッド充電容量をさらに含み、
第１の料金は、前記太陽光充電容量からの電気自動車を充電するための前記料金を含み、第２の料金は、前記グリッド充電容量からの電気自動車を充電するための前記料金を含み、
前記第１の料金は、前記第２の料金よりも低く、
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、各運転者が、彼らの電気自動車に前記太陽光充電容量由来のエネルギーを充電してもらう権利に対して支払う意思がある第１の料金を超える割増料金を前記競売グループ内の前記運転者に支払ってもらうことを含む、
請求項２記載の方法。
【請求項１５】
前記太陽光充電容量の競売を行う前記ステップは、前記太陽光充電容量から前記電気自動車に充電することに関する前記第１の料金を下端とし、前記グリッド充電容量から前記電気自動車に充電することに関する前記第２の料金を上端として、ほぼ決定される料金範囲内で前記競売グループ内の前記電気自動車の前記運転者に入札してもらうことを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記充電システムは、それが前記グリッドから抽出されるエネルギーを電気自動車に充電するように機能することもできるように構成されるグリッド充電容量をさらに含み、
前記受け取った付値及び前記競売パラメータに基づいて、前記競売ステップから落札価格及び失敗価格を決定するステップと、
落札に失敗した場合、対応する運転者が彼らの電気自動車に前記グリッド充電容量から抽出されるエネルギーより充電してもらいたいかどうかを彼らに質問するステップと
をさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
前記充電システムは、前記局所的に生成した太陽光エネルギーを蓄積するための局所蓄積装置を含み、
前記太陽光充電容量を計算することは、以下の、前記局所蓄積装置に蓄積されるエネルギーの量、前記充電システムにより現在局所的に生成される太陽光エネルギー、及び近い将来の所定の時間にわたり前記充電システムにより生成されることが予想される太陽光エネルギーに基づいている、
請求項２記載の方法。
【請求項１８】
近い将来の前記所定の時間枠にわたり前記充電システムにより生成されることが予想される前記太陽光エネルギーは、天候履歴及び季節的データ、現在の天候状態、近い将来の前記所定の時間にわたる予想天候状態、並びに太陽光エネルギー生成記録の履歴に基づいて計算される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
複数の電気自動車にバッテリ充電容量を分配するシステムであって、
太陽光エネルギーを局所的に生成する手段と、
前記局所的に生成された太陽光エネルギーを局所的に蓄積する手段と、
前記電気自動車の前記バッテリを充電するための複数の充電ステーションと、
コンピュータ実装制御ユニットと
を含むシステムにおいて、前記制御ユニットは、
所定の基準に基づいて、複数の電気自動車を１つの競売グループに集め、
前記競売グループの前記電気自動車の前記バッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全エネルギーを含む、前記競売グループに必要な充電量を決定し、
前記競売グループの前記電気自動車の前記バッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全充電時間を含む、必要な充電時間を計算し、
前記局所的に生成される太陽光エネルギーを介する前記充電システムの全充電容量を含む太陽光充電容量を計算し、
前記充電システムの利用可能な充電時間を含む充電時間容量を計算し、
前記必要な充電量を前記太陽光充電容量と比較し、
前記必要な充電時間を前記充電時間容量と比較し、
前記必要な充電量が前記太陽光充電容量よりも大きいか、又は、前記必要な充電時間が前記充電時間容量よりも大きいという結果を介して、容量不足が決定されるとき、前記競売グループの前記電気自動車の運転者に前記太陽光充電容量の競売を行う
ように構成される、システム。
【請求項２０】
前記制御ユニットは、前記太陽光充電容量の前記競売が前記競売グループ内の前記電気自動車の前記運転者のそれぞれに付値を電子的に募集することを含むようにさらに構成され、前記付値は、前記太陽光充電容量からのエネルギー１単位当りの価格に関連し、
前記太陽光充電容量を計算することは、以下の、前記局所蓄積装置に蓄積されるエネルギーの量、局所太陽光エネルギー生成の現在のレベル、及び近い将来の所定の時間にわたる局所太陽光エネルギー生成の予想レベルに基づいている、
請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記制御ユニットは、
前記太陽光充電容量もしくは前記充電時間容量のいずれか、又は両方の前記容量不足を解決する競売パラメータを決定し、
前記競売グループ内の前記運転者のそれぞれに前記競売パラメータを電子的に伝え、前記運転者に付値を募集し、
前記競売グループ内の前記運転者から付値を電子的に受け取り、
前記受け取った付値に基づいて、前記容量不足が、所望の方法で、全体的又は部分的に解決されるかどうか決定する
ようにさらに構成される、請求項１９記載のシステム。
【請求項２２】
前記充電システムがグリッドから抽出されるエネルギーを電気自動車に充電するようにさらに機能するように構成されるグリッド充電容量を含む、グリッド接続部をさらに備える、システムであって、
前記制御ユニットは、
第１の料金は、前記太陽光充電容量からの電気自動車を充電するための前記料金を含み、第２の料金は、前記グリッド充電容量からの電気自動車を充電するための前記料金を含み、
前記第１の料金は、前記第２の料金よりも低く、
前記太陽光充電容量の競売は、各運転者が、彼らの電気自動車に前記太陽光充電容量由来のエネルギーを充電してもらう権利に対して支払う意思がある第１の料金を超える割増料金に関して前記競売グループ内の前記運転者に付値を募集することを含む
ように構成される、請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概略的には、電気自動車の充電に関する、方法、システム、及び装置を含む。より具体的には、限定はされないが、本出願は、太陽光エネルギー源からの電気自動車の充電の最適化に関する方法、システム、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
より環境を意識した代替交通手段が求められるので、電気自動車の数が増してきている。近い将来、多くの人が、電気自動車で出勤するであろう。しかし、現行の配電網は、多数の電気自動車の集中的充電をするためには設計されていない。太陽光パネル又は太陽光熱発生装置からの局所生成は、この問題を緩和することができる追加的な充電容量をもたらす可能性がある。しかし、通常、太陽光パネルが全従業員の電気自動車を同時に充電するのに十分な、オフィス及び駐車場上の屋上領域はない。
【０００３】
このため、局所生成される太陽光電力からの充電容量及び／又はグリッドを利用する充電プロセスを最適化するためのシステム及び方法が、市場で要求されていることがわかる。そうした解決策の下で、例えば、クリーンエネルギーの効率的な利用が促進され、最適な数の自動車が充電され、このサービスから生じる収益が最大化される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６３５８１０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本出願は、太陽光エネルギーから局所的に生成される太陽光充電容量を含む充電システム内の複数の電気自動車に充電容量を分配する方法を説明する。
【０００６】
いくつかの実施形態では、本方法は、複数の電気自動車のバッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全エネルギーを含む、複数の電気自動車に必要な充電量を決定するステップと、複数の電気自動車のバッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全充電時間を含む、必要な充電時間を計算するステップと、太陽光生成エネルギーを介する充電システムの全充電容量を含む太陽光充電容量を計算するステップと、充電システムの利用可能な充電時間を含む充電時間容量を計算するステップと、必要な充電量を太陽光充電容量と比較するステップと、必要な充電時間を充電時間容量と比較するステップと、必要な充電量が太陽光充電容量よりも大きいか、又は、必要な充電時間が充電時間容量よりも大きいことのいずれかが判定されるとき、複数の電気自動車の運転者に太陽光充電容量の競売を行うステップとを含む。
【０００７】
本出願は、複数の電気自動車にバッテリ充電容量を分配するシステムをさらに含む。例示的な実施形態では、本システムは、太陽光エネルギーを局所的に生成する手段と、局所的に生成された太陽光エネルギーを局所的に蓄積する手段と、電気自動車のバッテリを充電するための複数の充電ステーションと、コンピュータ実装制御ユニットとを含む。制御ユニットは、所定の基準に基づいて、複数の電気自動車を１つの競売グループに集め、競売グループの電気自動車のバッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全エネルギーを含む、競売グループに必要な充電量を決定し、競売グループの電気自動車のバッテリを現在の充電状態から所望の充電状態に充電するのに必要な全充電時間を含む、必要な充電時間を計算し、局所的に生成される太陽光エネルギーを介する充電システムの全充電容量を含む太陽光充電容量を計算し、充電システムの利用可能な充電時間を含む充電時間容量を計算し、必要な充電量を太陽光充電容量と比較し、必要な充電時間を充電時間容量と比較し、必要な充電量が太陽光充電容量よりも大きいか、又は、必要な充電時間が充電時間容量よりも大きいという結果を介して、容量不足が決定されるとき、競売グループの電気自動車の運転者に太陽光充電容量の競売を行うように構成することができる。
【０００８】
本出願のこれら及び他の特徴は、図面及び添付の特許請求の範囲と併せて、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を精査するとき、明らかになるであろう。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面と併せて行う本発明の例示的な実施形態の以下のより詳細な説明を注意深く検討することにより、より十分に理解及び認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のいくつかの態様による、例示的な充電システムの概略図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるステップを例示するフロー図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態によるステップを例示するフロー図である。
【図４】本発明の実施形態のいくつかの態様による、例示的な充電システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照して、本発明の例示的な実施形態による充電システム１００の概略図を提供する。システム１００は、太陽光熱機関などの太陽光エネルギーよりエネルギーを生成するための局所太陽光パネル１０２又は他の局所システムを含むことができる。図示するシステム１００は、バッテリ又は他の従来の手段などの蓄積装置１０４と、ＤＣ／ＡＣコンバータ１０６とを含むことができる。太陽光パネル１０２により生成される電力は、本明細書では電力合成器／制御装置１０８と呼ぶ、従来の電気システム及び装置に送ることができる。電力合成器／制御装置１０８は、図示するように、グリッド１１０からの電力入力を含むこともできる。その際、電力合成器／制御装置１０８は、太陽光パネル１０２、グリッド１１０、又は太陽光パネル１０２とグリッド１１０との組合せから、複数の充電ステーション１１２に電力を供給することができる。充電ステーション１１２は、本明細書で使用するように、電気自動車、ハイブリッド電気自動車のプラグ、及び充電を必要とする他のタイプの自動車を含む可能性がある電気自動車に充電するように構成することができる。
【００１２】
電気自動車は、より環境本位の代替交通手段として数が増え続けている。近い将来、多くの人が、電気自動車で出勤するであろう。しかし、述べたように、現行の配電網は、多数の電気自動車の集中的充電をするためには設計されていない。太陽光パネルからの局所生成は、この問題を緩和することができる追加的な充電容量をもたらす可能性がある。しかし、通常、太陽光パネルが全従業員の電気自動車を同時に充電するのに十分な、オフィス及び駐車場上の屋上領域はない。
【００１３】
このため、局所生成される太陽光電力からの充電容量もグリッドも利用する充電プロセスを最適化するためのシステム及び方法が、必要とされる。そうした解決策の下で、例えば、クリーンエネルギーの効率的な利用が促進され、充電される自動車の数が最適化され、このサービスを提供することから生じる収益が最大化される可能性がある。図２及び３を参照して、そうした１つのシステム及び方法を例示する。図２及び３に関して説明するプロセスは、例示的なものであり、本発明を実施することができるある方法に関する例を提供するとき、必須のステップも必須でないステップも含むことが当業者には理解されよう。図２は、充電制御方法２００のフロー図を含み、図３は、充電制御方法２００内のサブプロセスとして使用することができる競売方法３００を含む。
【００１４】
以下に詳細に示す、アルゴリズム、制御プログラム、論理フロー図、及び／又はソフトウェアプログラムは、本明細書に説明する、方法、プロセス、及びサブプロセスを監視、実施、及び管理するように開発することができることを当業者は理解するであろう。そうしたシステムは、関連の動作変数を監視する、複数のセンサを含むことができる。これらのハードウェア装置及びシステムは、データ及び情報を従来のコンピュータ実行オペレーティングシステムに送り、そのオペレーティングシステムにより制御し、動作することができる。すなわち、従来の手段及び方法に従って、オペレーティングシステムは、システムからデータを取得し、データを処理し、システムのオペレータと通信し、及び／又は、ソフトウェアプログラムの一部とすることができると当業者が理解するであろう、１組の命令又は論理フロー図に従ってシステムの様々な機械的装置及び電気的装置を制御することができる。
【００１５】
図２及び３は、本発明のいくつかの態様を実施するのにソフトウェアプログラム内で使用することができる論理フロー図を例示する。論理フロー図をオペレーティングシステムにより実施及び実行することができることを当業者は理解するであろう。いくつかの実施形態では、オペレーティングシステムは、適当な高電力式半導体スイッチング装置なら何でも含むことができる。オペレーティングシステムは、コンピュータとすることができるが、コンピュータは、本出願の範囲内にある、適当な高電力式制御システムの例示にすぎない。オペレーティングシステムは、中央プロセッサセクションの制御の下で、全体、システムレベル制御、及び個々のセクション専用で様々な異なる特定の組合せ、機能、及び他のプロセスを実行するための主プロセッサセクション又は中央プロセッサセクションを有する、単一の特定目的集積回路として実行することもできる。オペレーティングシステムは、離散要素回路又はプログラム可能論理装置などを含む、配線電子回路又は論理回路などの、様々な個別専用回路もしくは装置、又はプログラム可能集積回路もしくは装置、又は他の電子回路もしくは装置を使用して実行することもできることが当業者には理解されよう。オペレーティングシステムは、単独で、又は１つもしくは複数の周辺データ装置及び信号処理装置と併せて、ＣＰＵ又はＭＰＵなどの、マイクロプロセッサ、又はマイクロコントローラ、又は他のプロセッサ装置などの、適当にプログラムされる汎用コンピュータを使用して実行することもできる。通常、有限状態機械が論理フロー図を実行することができる、任意の装置又は同様の装置は、オペレーティングシステムとして使用することができる。
【００１６】
具体的に図２を参照すれば、第１のステップ２０１では、充電システム１００は、登録されるのを必要とする電気自動車があるかどうかを監視することができる。このステップは、事業所を監視し、自動化されているかいないかに関わらず、需要者が援助を必要とするとき、係員に警告することに関する、従来の手段及び方法を介して実行することができる。登録を必要とする電気自動車が「ない」とき、システムは、電気自動車の到着を監視し続けるように、プロセスの最初に戻ることができる。登録を必要とする電気自動車が「ある」とき、システムは、図示するように、ステップ２０２に進むことができる。プロセスが後続のステップに進むときでも、プロセス中のいくつかのステップを継続的に実行することができることに留意されたい。ステップ２０１は、このタイプのステップの１つとして実行するように構成することができ、システムは、電気自動車が新たに到着したかどうかを継続的に監視することができる。この場合、到着する各電気自動車に関して、方法２００は、他の到着する電気自動車を監視しながらも、図示する後続のステップに続くことができる。
【００１７】
ステップ２０２では、充電システム１００は、到着する電気自動車（すなわち、システム１００により充電することを必要とする、これらの電気自動車）を登録することができる。このステップは、以下により十分に説明する後続のステップに必要な様々なタイプの関連情報を要求し、その情報を記録することを含むことができる。したがって、ステップ２０２は、以下のタイプの情報、すなわち、電気自動車の所有者／運転者（以下、「電気自動車運転者」又は「運転者」）と、電気自動車のタイプ、バッテリタイプ、及び充電を必要とするモデルと、支払情報（電気自動車運転者のクレジットカードなど）と、充電システム１００における前の充電イベントを含むバッテリ使用の履歴と、電気自動車バッテリの現在の充電状態又は以前の充電状態を表す、現在の充電状態（本明細書では「現在のＳＯＣ」とも呼ぶ）と、電気自動車がシステム１００により充電された後の所望の充電量又は所望の充電レベルを表す、所望の充電状態（本明細書では「所望のＳＯＣ」とも呼ぶ）とのうちのいくつか又はすべてを取得及び記録することを含むことができることが理解されよう。電気自動車運転者は、情報の多くを前の訪問もしくはその他で記録された中央データベースから検索することができ、又は、充電が要求される実時間に登録情報のすべてを集めることができる、電子登録を介して関連情報の多くを事前登録することができることが理解されよう。それに加えて、以下に詳細に説明するように、これらの電気自動車登録は、競売グループ内に集めることができる。競売グループは、ある所定の時間枠内に登録され、又は別途、以下に提供するように、このグループの電気自動車運転者が、充電容量不足を解決するために互いに入札することができるように同様の立場にある、電気自動車を含むことができる。
【００１８】
さらに、登録は、「電気自動車利用可能性」とも呼ぶことができる、充電における電気自動車の近時点利用可能性に関する情報を含むことができる。この情報は、電気自動車が充電に応じることができる制限時間、及び／又は、充電を完了するのに必要な、運転者が指定する任意の期限を含むことができる。いくつかの実施形態では、電気自動車の充電に対してより時間的余裕がある運転者は、充電価格をより低くすることができるが、それは、その運転者の自動車を需要が低い時間中に充電することができるからである。さらに、直ちに充電を必要とする運転者は、需要が高い時間中に追加料金を支払う必要がある可能性がある。登録プロセス中に、電気自動車運転者は、連絡先情報（ｅメール、携帯電話メール、又は電話の情報など）を提供することができ、その結果、充電システム１００のオペレータ（すなわち「システムオペレータ」）は、充電ステーションに接続し、充電を開始することができるように、彼／彼女の電気自動車を充電ステーションまで動かすことに関して電気自動車運転者に連絡することができる。さらに、連絡先情報を提供することができ、その結果、以下に提供するように、電気自動車の運転者に連絡し、競売が必要ならば、入札することができる。他の実施形態では、充電システム１００の係員は、登録プロセス中に電気自動車運転者の鍵を集めることができ、その結果、係員は、各車を必要な充電ステーション内に、又はそれから動かすことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、所望のＳＯＣは、各電気自動車運転者により選択することができる。他の実施形態では、システム１００のオペレータは、電気自動車運転者が選択することができる選択肢を限定する規則を決定することができる。例えば、システム１００のオペレータ（すなわち「システムオペレータ」）は、各電気自動車のバッテリを充電することができる範囲を限定する、最大充電レベルを設定することができる。この場合、例えば、最大充電レベルは、充電システム１００が、わずかな自動車をフル充電レベルまで充電するのではなく、より多数の自動車をフル充電レベル未満のレベルまで充電することができるように、あるレベルに設定することができる。１つの例示的な実施形態では、例えば、８０％の最大充電レベル値を使用することができる。さらに、このタイプのいくつかの実施形態では、電気自動車運転者は、彼らの自動車に最大充電レベルを超えて充電してもらうのに、割増料金を支払うことを選択することができる。いくつかの実施形態では、割増料金は、以下により詳細に説明するように、グリッドから抽出する電力のコストに対応することができる。
【００２０】
ステップ２０４では、ステップ２０２で記録された登録情報及び他の関連情報を前提として、システム１００は、登録された電気自動車に必要な充電量を計算することができる。必要な充電量は、登録されたすべての電気自動車を現在のＳＯＣから所望のＳＯＣまで充電するのに必要な全電力を含む可能性があることが理解されよう。
【００２１】
ステップ２０６では、ステップ２０２で記録された登録情報及び他の関連情報を前提として、充電システム１００は、必要な充電時間を計算することができる。必要な充電時間は、現在のＳＯＣ、所望のＳＯＣ、電気自動車の特定のバッテリタイプに関する充電特性、及び特定の充電ステーション１１２に使用される充電器の充電特性を前提として、各電気自動車を充電する時間を計算することにより決定することができることが理解されよう。その際、登録された各自動車の計算済充電時間を合計することにより、必要な全充電時間を計算し、又は正確に試算することができる。それに加えて、登録された電気自動車の数がしばしば充電ステーションの数を超えると仮定すれば、必要な全充電時間は、登録された電気自動車を同時に充電することができるのか、又は、充電ステーションが空くのをいくつかの電気自動車が待つ必要があるのかを反映すべきである。
【００２２】
必要な充電量及び必要な充電時間を決定するとき、登録された電気自動車のグループを充電するためのいくつかの充電最適化戦略が使用できることが理解されよう。１つの好ましい実施形態では、効果的／効率的な充電動作を促進するアルゴリズムを使用することにより、充電動作を最適化し、又は少なくとも改善することができることが理解されよう。このように、通常の充電システムの利用可能な充電ステーションにおいて充電することができる電気自動車の数を最大化し、又は少なくとも増加させることができる一方、充電で消費される太陽光エネルギーは、最小化され、又は少なくともより効率的に使用される。例えば、以下に自動車充電動作を最適化する（又は、一定の基準により、少なくともより効率的にする）のに使用することができるアルゴリズムを説明する。より具体的には、以下のアルゴリズムは、充電システム１００が供給することができる自動車の数を最大化し、又は増加させる一方、エネルギーが効率的に使用されるように、太陽光生成エネルギー供給源から抽出される電力を最小化し、又は減少させるのに使用することができることが理解されよう。図４は、最適化された、又はより効率的な充電結果のために使用することができる電気自動車充電システムの概略図を提供する。本発明が他のアルゴリズム又は充電最適化戦略、及びシステムを使用することができることを当業者は理解するであろう。
【００２３】
１次充電状態（ＳＯＣ）方程式は、
【００２４】
【数１】
2012221496.tif 000003
であり、以下の離散形式で記述される。
【００２５】
【数２】
2012221496.tif 000004
ここで、
ＳＯＣ＝所望の充電量
ＳＯＣ0＝バッテリ初期充電量
Ｑｂａｔ＝バッテリ容量（Ａｈ）
Ｉｂａｔ＝バッテリ充電一定電流
Ｚk＝現在の充電状態
Ｚk+1＝次の充電状態
Ｋ，Ｋ１，．．．，Ｋ３＝バッテリ定数
ｎｉ＝バッテリ効率
Δｔ＝充電時間（ｔ0＝充電開始時刻、ｔ＝充電終了時刻）
Ｙk＝離散時刻ｋにおけるバッテリ電圧
ステップは、
１．以下の式を使用して計算することができる、時刻ｔにおいて充電することができる自動車の数「ｎ」。
【００２６】
【数３】
2012221496.tif 000005
ここで、
Ｉｍａｘ＝利用可能な最大充電ステーション電流
Ｉｂａｔｔ／ｖｅｈ＝自動車１台当りのバッテリに必要な電流
２．方程式４を使用して計算することができる充電時間Δｔ
である。
【００２７】
図２に再び戻れば、本方法は、プロセスの開始から、充電システム１００の太陽光充電容量を計算する、ステップ２０８に並行して進むこともできる。この決定は、任意の局所蓄積装置すなわちバッテリ１０４、及び現在生成されている太陽光エネルギーの状態に基づいて現在の充電容量を計算することを含むことができる。この決定は、所定の時間にわたり（例えば、次の数時間、残りの日照時間、営業日の残り時間などにわたり）取得される予測太陽光エネルギーを前提として、近い将来の、又は所定の時間にわたる、充電システム１００の予測充電容量を計算することを含むこともできることが理解されよう。天候データ履歴、季節的変動、現在の天候状態及び予想天候状態、太陽光エネルギー生成記録履歴（すなわち、同様の時間中に同様の太陽光パネルにより生成されるエネルギー）などの要素、並びに他の要素に依存する、従来の方法に従って、任意の特定の日に生成される予想太陽光エネルギーの正確な予想を行うことができることが理解されよう。いくつかの実施形態では、太陽光充電容量は、前の生成時間中に余剰エネルギーが生成されるとき、生じる可能性がある太陽光電力が局所蓄積装置１０４内に事前に蓄積される、いくらかの余剰充電容量を反映することもできる。したがって、所与の時間経過にわたり電気自動車のバッテリに充電する局所太陽光パネルの容量を正確に試算することができるように、太陽光充電容量を計算することができる。
【００２８】
ステップ２１０では、充電時間容量を計算することができる。全充電時間容量は、充電システム１００のいくつかの充電ステーション１１２において利用可能な充電時間を反映する計算を含むことができる。全充電時間容量は、簡素化した形で、充電システム１００が動作する（すなわち、需要者が彼らの電気自動車を充電することができる）残り時間量を充電ステーションの数に乗算することを含むことができる。したがって、１０台の充電ステーション、及び充電システム１００に２時間の残存動作があるとき、その日は約２０時間の全充電時間容量が残っている。いくつかの例では、充電が完了する必要がある、運転者が決定した時間である運転者指定充電期限を前提として、全充電時間容量を低減することができることが理解されよう。例えば、登録された電気自動車がすべて、充電するのに２時間の期限を有するとき、効果的な充電時間容量は、充電システム１００の動作時間が２時間より多く残っていても、２時間に充電ステーションの数を乗算したものである。それに加えて、より正確には、充電時間容量の計算は、充電が可能でない設定時間を考慮に入れることができることが理解されよう。例えば、この時間は、充電が完了すると、充電ステーションのそれぞれにおいて電気自動車を接続／切断するのに掛かる時間を含む可能性がある。充電ステーション１１２及び電気自動車がどのように構成されるかによって、このプロセスは、充電ステーション１１２が電気自動車を接続／切断するのに１時間当り約５〜１０分間、オフラインであることを意味することができる。新技術は、電気自動車を充電ステーションに接続／切断する容易性を改善するので、休止時間又はむだ時間を徐々に低減することができる。
【００２９】
充電システム１００は、状態が変化するとき、現在の充電容量及び充電ステーション利用可能性を反映するのに、太陽光充電容量及び充電時間容量が、継続的に、又は少なくとも周期的に更新されるように動作基準を継続的に監視することができるが、その変化は、太陽光生成容量の変化、天候状態の変化、現在充電され、もしくは充電プロセスを完了した電気自動車に関する実際の充電結果、及び／又は他のそうした基準の変化を含むことができる。
【００３０】
ステップ２１２では、本方法は、保留の充電要求を満たすのに十分な太陽光充電容量及び充電時間容量があるかどうかを決定するのに、必要な充電量及び必要な充電時間を、それぞれ太陽光充電容量及び充電時間容量と比較することができる。例示するように、必要な充電量が太陽光充電容量よりも大きいか、又は必要な充電時間が充電時間容量よりも大きいとき、プロセスは、図３の競売方法のステップ３０２に進むことができる。より具体的には、これらの状態のいずれかを満たすとき、充電システム１００は、登録された電気自動車運転者の保留の要求に完全に応える容量が不足し、これを前提として、本方法は、図３のステップ３０２及び競売プロセスに進むことが理解されよう。必要な充電量が全太陽光充電容量よりも小さく、必要な充電時間が全充電時間容量よりも小さいとき、本方法は、例示するように、ステップ２１８から２２８に進むことができ、以下により詳細に説明するように、充電を開始し、最後に販売が行われる。
【００３１】
ここで、図３を参照して、本発明の例示的な実施形態による例示的な競売プロセス３００を例示する。ステップ３０２で、このプロセスは、図２のプロセスの機能内で確認された、太陽光充電容量又は充電時間容量の不足に対処し、又はそれを解決する競売パラメータを決定することができる。したがって、この不足が太陽光生成エネルギーの不足を含むとき、競売は、利用可能な太陽光生成エネルギーのコストに関するパラメータを含むことができる。他方、この不足が充電時間容量の不足を含むとき、競売は、充電時間のコストに関するパラメータ（すなわち、電気自動車運転者のそれぞれにより購入される充電時間量）を含むことができる。各タイプの不足において、容量の不足を解決する、いくつかの異なるタイプの競売パラメータを適用することができることが理解されよう。例えば、電気自動車運転者が支払う意思がある価格に関する競売は、太陽光充電容量の不足及び充電時間容量の不足を共に解決するのに使用することができる。同様に、充電時間の購入（すなわち、電気自動車運転者が充電時間の各分／時間に対して支払う意思がある価格）に関する競売は、太陽光充電容量の不足及び充電時間容量の不足を共に解決するのに使用することができる。本発明はそれに限定されないが、本発明のいくつかの好ましい実施形態により、いくつかの競売パラメータを以下に提供する。
【００３２】
第１のタイプの競売は、最も高い入札者に対して利用可能な太陽光生成充電容量を競売で売ることを含むことができる。この例では、同様の立場にある電気自動車運転者（例えば、ほぼ同時に登録されるので、共に集められる、電気自動車運転者）のすべては、運転者が彼らの電気自動車を充電するのに必要な太陽光エネルギーに対して支払う意思がある金額に関して入札する。より具体的には、このタイプの競売に関する主競売パラメータは、電気自動車運転者が太陽光由来の電力に対して支払う意思がある、キロワット時当りの価格である。
【００３３】
第２のタイプの競売は、最も高い入札者に対して利用可能な充電時間容量を競売で売ることを含むことができる。この例では、同様の立場にある電気自動車運転者のすべては、運転者が充電時間の１単位に対して支払う意思がある金額に関して入札する。より具体的には、このタイプの競売に関する主競売パラメータは、充電時間１分当りの価格である。
【００３４】
第３のタイプの競売は、太陽光電力（すなわち、太陽光生成容量）を含む電力とグリッドから抽出される電力との組合せ電源を競売で売ることを含むことができる。より具体的には、いくつかの実施形態では、容量問題を解決するために電力供給を増大させるように、グリッドから電力を抽出することができる。グリッドからの電力は、太陽光充電容量の不足を解決することができるように電力供給を増大させるのに使用することができることが理解されよう。さらに、いくつかの実施形態では、グリッドからの電力は、充電時間容量問題を解決するように、登録された電気自動車の充電時間を短縮するのに使用することができる。いずれにせよ、同様の立場にある電気自動車運転者は、太陽光生成電力供給の通常の価格を超えて支払う意思がある割増料金の額に対して入札することができる。
【００３５】
１つの例示的な組合せ電源の実施形態では、太陽光生成される電力の価格は、グリッドから抽出される電力の価格よりも低い。この場合、通常、電気自動車運転者は、太陽光生成電力の価格を下端とし、グリッドから抽出される電力の価格を上端として決定される価格範囲で入札する。付値がグリッド電力の価格に近づくほど、付値は上出来である可能性が高いことが理解されよう。このように、電気自動車運転者は、再生可能源（すなわち、太陽光エネルギー）からより安価なエネルギーを購入する権利を求めて競争することができる一方、競売方法は、最終購入価格に対する上昇圧力をもたらし、太陽光生成エネルギーに関して請求される通常の価格に対してシステムオペレータに支払われる著しい割増料金をもたらす。以下により詳細に説明するように、落札した電気自動車運転者は、その際、彼らが提出した入札額で彼らの電気自動車に太陽光生成電力を充電してもらう一方、落札できなかった電気自動車運転者は、その際、通常のグリッド価格（理論的にはすべての落札額よりも高いレートであるはずである）で彼らの電気自動車にグリッドから抽出される電力を充電してもらうか、又は、組合せ電力（すなわち、太陽光及びグリッド由来の電力）でさえも登録された電気自動車のすべてを充電するのには十分でない（充電時間容量が不足している状態である可能性がある）とき、残りの電気自動車運転者は、通常のグリッド電力レートを超えるコストでグリッド電力を落札する必要がある場合がある。このように、最初の回に高額で入札する動機は、増大し、いくつかの場合、グリッドエネルギーの価格よりも高い、太陽光生成エネルギーの付値をもたらす場合がある。
【００３６】
ステップ３０４では、競売用の所望のパラメータが選択され、ステップ３０６では、競売パラメータが、電気自動車運転者に伝えられる。このステップは、電気自動車運転者に付値を募集し、付値を受け取ることを含むことができる。入札プロセスは、従来の技術を使用して実施することができる。例えば、入札プロセスは、インターネット、又は人工衛星、又は携帯電話ネットワークなどのネットワークを通し、コンピュータ、スマートフォン、及び／又は他のコンピュータ実装装置を介して実施することができる。
【００３７】
ステップ３０８では、電気自動車運転者により受け取られた付値を分析し、落札価格を決定することができる。落札価格を決定する基準は、太陽光生成エネルギー、グリッド由来のエネルギー、充電時間などのいずれかに関する最高価格をもたらす付値とすることができる。
【００３８】
ステップ３１０では、本方法は、落札価格が容量不足を十分に解決するかどうかを判定することができる。すなわち、いくつかの設定では、例えば、数人の登録された電気自動車運転者が入札に失敗するか、又は、数人の電気自動車運転者が同じ入札価格を提出したとき、落札価格は、容量不足を十分には解決することができない。容量不足が解決されたとき、プロセスは、レートを決定することができ、最後に充電を開始し、販売が行うことができる、２１８に進むことができる。全体的又は部分的に、容量不足が十分には解決されないか、又は解決されていないとみなされるとき、所定の組の基準により、プロセスは、ステップ３０２に戻り、ａ）同じパラメータ及び電気自動車運転者の同じグループを使用して再び競売プロセスを行うこと、ｂ）少なくとも１つの新しい／変化したパラメータ及び電気自動車運転者の同じグループを使用して競売を行うこと、又はｃ）同じパラメータ、及び例えば電気自動車運転者の元のグループの部分集合とすることができる、電気自動車運転者の新しい／変化したグループを使用して再び競売を行うことのいずれかを行うことができる。
【００３９】
図２に再び戻れば、充電される電気自動車の適用可能な充電コストを計算するステップ２１８に続くことができる。電気自動車の登録時に提供される見積りレート、又は図３の競売プロセスの結果を前提として、充電コストが計算される。
【００４０】
ステップ２２０では、電気自動車は、充電ステーションに接続され、ステップ２２４で充電を完了することを決定されるまで充電される。完了したとき、次いで、プロセスは、最終コストを計算し、販売を完了することができる、ステップ２２８に進むことができる。これは、従来の手段及び方法により行うことができることが理解されよう。
【００４１】
いくつかの例示的な実施形態に関して上述した多くの様々な特徴及び構成は、本発明の他の可能な実施形態を形成するのに、さらに選択的に適用することができることを当業者は理解するであろう。簡潔にするために、当業者の能力を考慮に入れて、可能な繰返しのすべてを提供、又は詳細に説明しているわけでないが、以下のいくつかの特許請求の範囲又はその他により含まれるすべての組合せ及び可能な実施形態は、本出願の一部とみなすものとする。それに加えて、本発明のいくつかの例示的な実施形態の以上の説明より、当業者は、改良、変更、及び修正を想起するであろう。当業者のそうした改良、変更、及び修正も、添付の特許請求の範囲により保護されるものとする。さらに、上述のものは本出願の説明した実施形態にのみ関連するものであり、以下の特許請求の範囲及びその均等のものにより規定される本出願の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、本明細書にいくつかの変更及び修正を行うことができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１００  充電システム
１０２  太陽光パネル
１０４  蓄積装置
１０６  ＤＣ／ＡＣコンバータ
１０８  電力合成器／制御装置
１１０  電気グリッド
１１２  充電ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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