JP2014096928A - 充電スケジュール管理装置及び方法ならびにプログラム、それを備えた充電スケジュール管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の電池切れを防ぐとともに、電力料金を抑えること。
【解決手段】複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理装置１０であって、電動車両の識別情報と電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴を記憶する記憶部１１と、電動車両使用履歴に基づいて、各電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する推定部１２と、推定部１２により推定された最低限必要とされる各電動車両の充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各電動車両の充電スケジュールを決定するスケジュール決定部１３を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、充電スケジュール管理装置及び方法ならびにプログラム、それを備えた充電スケジュール管理システムに関するものである。

例えば、動力用の蓄電装置を搭載し、蓄電装置に充電された電力を使用して走行する電動車両の充電を行う電気スタンドが知られている。
下記特許文献１では、複数台の電動車両の運用時において、二次電池の電池残量と予想消費電力との差に基づいて、電池の充電優先順位を設定する二次電池のマネージメント方法が提案されている。

特開２０１１−１４２７０４号公報

ところで、電動車両の充電は、電力料金が安価な夜間電力や、太陽光発電等の自家発電を積極的に用いる方法が検討されている。しかしながら、電動車両の台数が多数であるサイト（例えば、市場、倉庫、物流拠点など）においては、充電器の能力不足により電力料金が安価な夜間時間帯に全ての電動車両を満充電にするのは困難であるという問題があった。また、このような問題を解決するために上記特許文献１に記載のように、急速充電できる蓄電装置を電動車両に設け、充電にかかる時間の短縮を図ることも考えられるが、短時間に大電流を流し蓄電装置に充電させると、ロスが多くなり蓄電装置の発熱量が増加するので、結果として蓄電装置の寿命を縮めるという不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、蓄電装置の電池切れを防ぐとともに、電力料金を抑えることができる充電スケジュール管理装置及び方法ならびにプログラム、それを備えた充電スケジュール管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理装置であって、前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴を記憶する記憶手段と、前記電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定するスケジュール決定手段とを具備する充電スケジュール管理装置を提供する。

このような構成によれば、複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理装置であって、電動車両の識別情報と電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴に基づいて、各電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、次回使用される場合に最低限必要とされる、推定された各電動車両の充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各電動車両の充電スケジュールが決定される。
これにより、次回使用される場合に必要とされる最低限の充電量を確保しつつ、電力料金が安価な時間帯に充電スケジュールを組むことができるので、電動車両が次回使用時に電池切れになることを防ぐとともに、電力料金を抑えることができる。なお、電力料金が安価な時間帯とは、例えば、夜間の時間帯や太陽光発電が得られる時間帯である。

上記充電スケジュール管理装置の前記記憶手段は、前記ユーザの識別情報と該ユーザによる前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内のユーザ使用履歴を記憶し、前記推定手段は、前記ユーザ使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる前記充電量を推定し、前記スケジュール決定手段は、最も前記充電量の大きい値となる前記ユーザの前記充電量と、前記電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定することとしてもよい。

これにより、同一の電動車両がユーザにより使用状況が異なる場合（例えば、ユーザＡは、ユーザＢよりも雑に運転するためユーザＢより電力消費量が大きい、など）であっても、最も大きい値の充電量によってスケジュールを決定するので、ユーザによらず最低限必要とされる充電量を確保して充電スケジュールを決定することができる。

上記充電スケジュール管理装置の前記スケジュール決定手段は、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される単位時間当たりの各前記電動車両の最大充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定することが好ましい。

電動車両の単位時間当たりの最大充電量を大きくした場合には、充電にかかる時間は短くなり、電動車両の単位時間当たりの最大充電量を小さくした場合には、充電にかかる時間は長くなるので、最大充電量に応じた充電スケジュールを組むことができ、充電スケジュールの組み方に柔軟性を持たせることができる。

上記充電スケジュール管理装置において、前記電動車両の前記蓄電装置の電力を充放電させる充放電器が設置される施設内で消費される現在の総消費電力量に基づいて、近い将来、総消費電力量が電力会社との契約電力以上になると推定された場合に、充電量低減指令を出力する低減指令出力手段を具備し、前記スケジュール決定手段は、充電量低減指令に基づいて前記最大供給量を低減させ、前記充電スケジュールを調整することが好ましい。

施設に設定されている契約電力を超過して電力が消費されると、短時間であっても高い電力料金を支払わなければならないので、契約電力を超過して電力消費することがないよう、施設内の他の設備等でも電力が消費されることを勘案し、充電スケジュールを調整する。これにより、契約電力量を超過することがないので、電力料金を確実に抑えることができる。また、近い将来とは、現在の総消費電力の使用状況に基づいて、消費電力量が推定できる範囲の近い未来の時間である。

上記充電スケジュール管理装置の前記スケジュール決定手段は、前記電動車両の前記蓄電装置のバッテリ寿命を低減させない電流値、または電流に対する電池容量の特性を上限とする最大充電量を設定して、充電スケジュールを決定することとしてもよい。

蓄電装置は、充電時や放電時の電流値、または電流に対する電池容量の特性が大きいとバッテリ寿命が低減する傾向があるので、蓄電装置の特性から決定される電池寿命を低下させない電流値や、電流電池容量特性を充電時の上限に設定することにより、バッテリ寿命の低下を防ぐ。

上記充電スケジュール管理装置の前記スケジュール決定手段は、前記電動車両の前記蓄電装置のバッテリ寿命と、電力料金の抑制とをコストメリットに換算し、前記コストメリットに基づいてバッテリ寿命と電気料金の抑制効果との和が最大となる運転点を推定し、該運転点で運転させるように前記充電スケジュールを調整することとしてもよい。

蓄電装置のバッテリ寿命を低減させない充電電力と、最大充電量との差が大きい場合には、バッテリ寿命を低下させない電力で充電しようとしても、夜間等の電力料金が安価の期間に最低限必要な充電量を充電できない（つまり、夜間だけでは充電しきれず、夜間以降にも充電期間が及ぶ）場合が生じる。こうした場合には、バッテリ寿命と電力料金の抑制効果とをコストメリットに換算し、バッテリ寿命と電力料金の抑制効果との和が最大となる運転点で運転させることにより、バッテリ寿命と電力料金とのバランスが取れ、ランニングコストを抑制できる。

上記充電スケジュール管理装置の前記記憶手段は、前記電動車両を充放電させる充放電器の識別情報と前記充放電器の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の充放電器使用履歴を記憶し、前記推定手段は、前記充放電器使用履歴に基づいて、前記充放電器の前記充放電器が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、前記スケジュール決定手段は、前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記充放電器の充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定することとしてもよい。

充放電器単位で使用履歴を管理することにより、車両台数が多数（例えば、数百台など）になった場合の管理が簡便となる。

上記充電スケジュール管理装置の前記記憶手段は、前記電動車両を充放電させる複数の充放電器をグループ化したエリアの識別情報と前記エリアにおける充放電による消費電力量とが対応付けられた所定期間内のエリア使用履歴を記憶し、前記推定手段は、前記エリア使用履歴に基づいて、前記エリア毎に、次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、前記スケジュール決定手段は、前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記エリアの充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定することとしてもよい。

充放電器の個数が多数（例えば、数百台など）となった場合であっても、複数の充放電器をエリア（充放電器のグループ）として使用履歴を管理することにより、管理が簡便となる。

本発明は、上記いずれかに記載の充電スケジュール管理装置を備えた充電スケジュール管理システムを提供する。

本発明は、複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理方法であって、前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する第１過程と、前記第１過程により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する第２過程とを有する充電スケジュール管理方法を提供する。

本発明は、複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理プログラムであって、前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する第１処理と、前記第１処理により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する第２処理とをコンピュータに実行させるための充電スケジュール管理プログラムを提供する。

本発明は、蓄電装置の電池切れを防ぐとともに、電力料金を抑えることができるという効果を奏する。

本発明の第１から第５の実施形態に係る充電スケジュール管理システムの概略構成図である。 本発明の第１、第３から第５の実施形態に係る充電スケジュール管理装置の機能ブロック図である。 電動車両使用履歴及びユーザ使用履歴との一例を示した図である。 充電スケジュールの一例を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る充電スケジュール管理装置の機能ブロック図である。 消費電力の傾向の一例を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る充電スケジュール管理装置において充電スケジュールを調整することを説明するための図である。 充電電流や電力と、バッテリ寿命との関係の一例を示した図である。 本発明の第３の実施形態に係る充電スケジュール管理装置において充電スケジュールを調整することを説明するための図である。 本発明の第４の実施形態に係る充電スケジュール管理装置において最大充電量を決定することを説明するための図である。 本発明の第５の実施形態に係る充電スケジュール管理装置における充電スケジュールの管理単位を説明するための図である。 充放電器毎の使用履歴の一例を示した図である。 本発明の第６の実施形態に係る充電スケジュール管理装置における充電スケジュールの管理単位を説明するための図である。 エリア毎の使用履歴の一例を示した図である。

以下に、本発明に係る充電スケジュール管理装置及び方法ならびにプログラム、それを備えた充電スケジュール管理システムの実施形態について図面を参照して説明する。

〔第１の実施形態〕
本実施形態においては、充電スケジュール管理装置が、複数のユーザと複数の産業用の電動車両（電動式フォークリフト）で構成される物流システムに適用される場合を例に挙げて説明するが、これに限定されない。
図１は、本実施形態に係る充電スケジュール管理装置１０を備える充電スケジュール管理システム２０が示されている。

充電スケジュール管理システム２０は、図１に示されるように、充放電器１、複数の電動車両（以下「車両」ともいう）２、ＩＣタグリーダ３、入出力装置４、発電装置５、ＥＭＳ（エネルギマネジメントシステム）コントローラ６、及び充電スケジュール管理装置１０を備えている。また、充電スケジュール管理システム２０は、電力系統８に接続され、連系可能とされている。

充放電器１は、電力系統８と発電装置５と接続されており、電動車両２と着脱可能に接続する接続部を介して電動車両２と接続される。充放電器１は、充電スケジュール管理装置１０（詳細は後述する）によって制御され、電力系統８及び発電装置５から供給される電力を電動車両２の蓄電装置９（例えば、二次電池）に充電させたり、電動車両２の蓄電装置９の電力を電力系統８側に電力を放電（逆潮流）させたり、電動車両２の蓄電装置９の電力を他の電動車両２の蓄電装置９に充電させたりする。

また、本実施形態においては、充放電器１は、Ｘ個の接続部を有していることとし、接続部を介して１台のみの電動車両２の充放電をさせることとしてもよいし、最大Ｘ台の電動車両２を同時に充放電させることとしてもよい。また、充放電器１の個数は特に限定されないが、電動車両２の台数に応じて適宜複数設けることとしてもよい。
さらに、充放電器１と各電動車両２とは、電動車両２を使用するユーザの識別情報や、電動車両２の使用開始から使用終了までの運転期間を含む運転情報などの各種情報を授受可能にする通信経路を備えている。

電動車両２は、充放電器１を介して、充電または放電される蓄電装置９を備えており、蓄電装置９に充電された電力により車両を駆動させる。本実施形態においては、電動車両２は、複数設けられ、複数のユーザ（運転者）によって操作される。また、電動車両２は、メモリなどの格納部が設けられており、車両を使用するユーザの識別情報、及び車両の運転期間を含む運転情報を含む各種情報が格納できるようになっている。

ＩＣタグリーダ３は、充放電器１と接続され、ユーザを識別するユーザ識別情報を含むＩＣタグ（例えば、ソニー社のフェリカ（ＦｅｌｉＣａ）（登録商標））からユーザ識別情報を読み取り、読み取ったユーザ識別情報を充放電器１を介して充電スケジュール管理装置１０に出力する。
入出力装置４は、電動車両２の充電完了の有無の通知や、ユーザから要求があった場合に乗車させる電動車両２を通知する表示モニタなどの出力装置、及びキーボードなどの入力装置を備えている。また、入出力装置４は、ユーザから要求があった場合に適宜情報を提示させてもよいし、充電スケジュール（詳細は後述する）が決定されたタイミングでリアルタイムに提示させてもよい。

発電装置５は、太陽電池や風力発電装置等の自然エネルギー（再生可能エネルギ）を利用して発電する機器である。
ＥＭＳコントローラ７は、発電装置５、電力系統８、及び充放電器１間における電力制御を行う。また、ＥＭＳコントローラ７は、充電スケジュール管理装置１０の機能を補完する電力制御も行う。

充電スケジュール管理装置１０は、例えば、図示しないＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラム（例えば、充電スケジュール管理プログラム）をＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
具体的には、図２に示されるように、充電スケジュール管理装置１０は、記憶部（記憶手段）１１と、推定部（推定手段）１２と、スケジュール決定部（スケジュール決定手段）１３とを備えている。

記憶部１１は、電動車両２の識別情報と電動車両２の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴を記憶する。また、記憶部１１は、ユーザの識別情報とユーザによる電動車両２の消費電力量とが対応付けられた所定期間内のユーザ使用履歴を記憶する。
具体的に、図３には、電動車両毎のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：二次電池の満充電に対する充電率）の履歴である電動車両使用履歴と、ユーザ毎の電動車両２のＳＯＣの履歴であるユーザ使用履歴との一例が示されている。図３の横軸は、過去数カ月間の電動車両２の使用履歴が示されており、現在から次回使用時までの期間よりも長い期間の使用履歴とする。

例えば、年末頃は繁盛期のため電動車両２使用後のＳＯＣ低減が大きくなり、春は閑散期のためＳＯＣ低減が小さくなるといったように、日毎や週毎といった比較的短期間の使用履歴よりも、数か月単位の比較的長期間の使用履歴とすることにより、時期に応じた傾向が反映されるので、推定部１２（詳細は後述する）が、次回使用時の最低限必要とされる充電量をより正確に推定できる。
なお、本実施形態においては、電動車両２の消費電力量をＳＯＣ〔単位：％〕で示しているが、これに限定されず、例えば、蓄電装置９に用いられる二次電池の総電池容量Ｅｂ〔単位：ｋＷｈ〕としてもよい。

推定部１２は、電動車両使用履歴に基づいて、各電動車両２が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する。また、推定部１２は、ユーザ使用履歴に基づいて、各電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する。具体的には、推定部１２は、電動車両使用履歴及びユーザ使用履歴を外挿し、各電動車両２が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する。

スケジュール決定部１３は、推定部１２により推定された最低限必要とされる各電動車両２の充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、電動車両２に電力を供給する側（例えば、電力系統８、充放電器１など）の能力に基づいて決定される最大供給量Ｐｃ−ｍａｘとに基づいて、各電動車両２の充電スケジュールを決定する。電力料金情報は、例えば、最も電力料金が安価な時間帯Ｔｃを夜間時間帯２３時から翌朝７時とし、次に電力料金が安価な時間帯Ｔｘを太陽光による発電が可能となる太陽光発電時間帯１０時から１７時とし、その他の時間帯Ｔｙを通常時間帯とする、といった情報がテーブル等で定められている。また、電力料金情報は、充電スケジュール管理装置１０に予め記憶されていてもよいし、外部から入力されるようになっていてもよい。

図４は、横軸に時間ｔ、縦軸に充電電力Ｐ〔単位：ｋＷ〕を示しており、電動車両２の充電スケジュールの一例を示している。例えば、図４に示されるように、電動車両２が車両２ａ，２ｂ，２ｃの３台ある場合に、それぞれの充電スケジュールは、横軸が電力料金が最も安価な時間帯Ｔｃ、縦軸が最大供給量Ｐｃ−ｍａｘで囲まれる領域内に収まるように充電スケジュールが組まれる。領域内において、太線で示される車両２ａ，２ｂ，２ｃの四角形は各車両の充電予約であり、四角形の大きさの相違は、車両毎の充電量の相違を示している。領域内において、細線で示される車両２ａ，２ｃの四角形は、充電スケジュール決定の対象となっていた全ての電動車両２の充電スケジュールを割り当てても電力の余裕があるため、追加で充電する充電予約で、その四角形の大きさは追加充電される容量を示している。また、点線で示される車両２ａの四角形は、車両２ａの蓄電装置を満充電した場合の充電量を示している。
なお、車両２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの充電量を所定の領域内に収める方法は、遺伝的アルゴリズム等の種々の最適化問題を解くための一般的な手法を用いることができる。

また、使用するユーザによって同一の電動車両２の充電量が異なる場合には、スケジュール決定部１３は、最も充電量の大きい値となるユーザの充電量と、電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、最大供給量とに基づいて、各電動車両の充電スケジュールを決定することが好ましい。例えば、図３に示されるように、車両（電動車両）２ａをユーザＡが使用する場合と車両２ａをユーザＢが使用する場合とでは、ＳＯＣの使用履歴は異なっている。

このような場合は、ユーザＢに使用される場合よりユーザＡに使用される場合の方が、車両２ａの消費電力が大きいので、スケジュール決定部１３は、車両２ａに関しては、ユーザＡが利用者となる場合を想定した充電量に基づいて、充電スケジュールを決定する。なお、ユーザにより消費電力が異なるケースとは、例えば、運転技術の善し悪し、扱う荷役（業者）の相違等の理由がある。

また、スケジュール決定部１３は、電動車両２に電力を供給する側の能力に基づいて決定される単位時間当たりの各電動車両２の最大充電量に基づいて、各電動車両２の充電スケジュールを決定することが好ましい。例えば、車両２ａの最大充電量Ｐａは、図４に示されるように車両２ａを示す四角形の縦幅で示される。つまり、電動車両２の単位時間当たりの最大充電量Ｐａを大きくした場合には、充電にかかる時間ｔは短くなり、電動車両２の単位時間当たりの最大充電量Ｐａを小さくした場合には、充電にかかる時間ｔは長くなる。このように、最大充電量に応じて充電スケジュールを組むことができるので、充電スケジュールの組み方に柔軟性を持たせることができる。

以下に、本実施形態に係る充電スケジュール管理装置１０の作用を説明する。
電動車両２のユーザである運転者は、電動車両２の使用を終了すると、充放電器１に電動車両２を接続させる。運転者が、充放電器１のＩＣタグリーダ３にＩＣタグをかざすことにより運転終了である旨が入力され、ＩＣタグリーダ３に読み取られた運転者のユーザ識別情報が充放電器１を介して充電スケジュール管理装置１０に入力される。充放電器１に接続された電動車両２の識別情報と、電動車両２の蓄電装置９のＳＯＣの情報とが、充放電器１を介して充電スケジュール管理装置１０に入力される。充電スケジュール管理装置１０において、ユーザの識別情報と、充放電器１に接続された電動車両２の識別情報と、電動車両２の蓄電装置９のＳＯＣの情報とが対応付けられて記憶部１１に記憶される。このように充放電器１に電動車両２が接続される場合に、所定期間内の電動車両使用履歴、及びユーザの識別情報が収集され、記憶部１１に記憶される。

充電スケジュールを決定する条件が検出された場合には、記憶部１１から、電動車両使用履歴とユーザ使用履歴とが読み出され、電動車両使用履歴とユーザ使用履歴とに基づいて、各電動車両２が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量が推定される。同一の電動車両２が使用するユーザに応じて必要となる充電量が異なることが検出された場合には、充電量が大きい値が採用される。

横が、電力料金が安価な時間帯として選定された夜間時間帯Ｔｃ、縦が、電力供給側の上限値として選定された最大供給量Ｐｃ−ｍａｘで示される領域内に、各電動車両２の蓄電装置９の最大充電量と次回使用時に最低限必要とされる充電量を充電するまでの時間ｔとで表わされる四角形（例えば、図４の太線ラインの車両２ａ，２ｂ，２ｃ）を最適化問題を解決する手法によって収め、各電動車両２の充電量を充電させる充電スケジュールが決定される。また、対象となる電動車両２の蓄電装置９の最低限必要な充電量の充電スケジュールが決定されても、上記領域内において充電可能領域があれば、余裕分の充電をさせる充電スケジュールが決定される。

以上説明してきたように、本実施形態に係る充電スケジュール管理装置１０及び方法並びにプログラム、それを備えた充電スケジュール管理システム２０によれば、所定期間内の電動車両使用履歴とユーザ使用履歴とに基づいて、各電動車両２が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、必ずしも全ての電動車両２を満充電にするのでなく、次回使用される場合に最低限必要とされる、推定された各電動車両２の充電量が優先的に確保されるように、電力料金が安価な時間帯の情報と、最大供給量とに基づいて、各電動車両２の充電スケジュールが決定される。

これにより、次回使用される場合の充電量は確保しつつ、電力料金が安価な時間帯に充電スケジュールを組むことができるので、電動車両２が次回使用時に電池切れになることを防ぐとともに、電力料金を抑えることができる。特に、本実施形態のように物流システムのように電動式フォークリフト等の産業用の電動車両２に電池切れが生じると、ラインが止まり、倉庫の機能を果たすことができないという状況に陥るので、一般の電気自動車と異なり、倉庫の機能を果たしつつ、電池切れとならない運用をすることが重要である。
また、同一の電動車両２であっても、ユーザにより使用状況が異なる場合であっても、最も大きい値の充電量によって充電スケジュールを決定するので、ユーザによらず最低限必要とされる充電量を確保して充電スケジュールを決定することができる。

なお、本実施形態においては、電動車両２が充放電器１に接続される場合に、各電動車両２の使用履歴及びユーザ毎の使用履歴が充電スケジュール管理装置１０に入力されることとして説明していたが、これに限定されず、入出力装置４等を介して充電スケジュール管理装置１０の外部から、各電動車両２の使用履歴やユーザ毎の使用履歴が入力できるようになっていてもよい。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１、図５から図７を用いて説明する。
本実施形態の充電スケジュール管理装置が第１の実施形態と異なる点は、充電スケジュール管理装置が低減指令出力部（低減指令出力手段）１４を設ける点で第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の充電スケジュール管理装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図５は、第２の実施形態に係る充電スケジュール管理装置の機能ブロック図である。図５は、第１の実施形態で説明した構成に加え、低減指令出力部１４を備えている。
低減指令出力部１４は、電動車両２の蓄電装置９の電力を充放電させる充放電器１が設置される施設内で消費される現在の総消費電力量に基づいて、近い将来、総消費電力量が電力会社との契約電力以上になると推定された場合に、充電量低減指令を出力する。例えば、図６に示されるように、低減指令出力部１４が、施設における現在の総消費電力を監視しており、現在から所定期間過去に対する消費電力量から算出される消費電力傾向を示す関数の傾きが所定値以上となった場合には、近い将来、契約電力量以上になると推定し、充電量低減指令を出力する。なお、近い将来とは、現在の総消費電力の使用状況に基づいて、消費電力量が推定できる範囲の近未来の時間である。

スケジュール決定部１３は、充電量低減指令に基づいて最大供給量Ｐｃ−ｍａｘを低減させ、充電スケジュールを調整する。具体的には、スケジュール決定部１３は、充電量低減指令に基づいて最大供給量Ｐｃ−ｍａｘの値を下げ、施設の総消費電力が契約電力量以上になること推定されると判定された時間帯に予定されていた電動車両２の充電予約と、低減後の最大供給量Ｐｃ−ｍａｘとを比較する。また、スケジュール決定部１３は、最大供給量Ｐｃ−ｍａｘを下げるためにはみ出してしまう少なくとも一の充電予約を、他の時間帯にずらし、充電スケジュールを調整する。

例えば、図７に示されるように、消費電力量が近い将来、契約電力量以上になると推定される時間帯に予定していた車両２ｃの充電予約が車両２ａの充電予約の後方にずらされ、充電スケジュールが調整される。このとき、電力料金が安価な時間帯（例えば、夜間時間帯Ｔｃ）を超えて（はみ出して）充電されるようにスケジュールが組まれることとしてもよいこととする。これは、物流システムを停止させず、かつ、契約電力量を超過させないことを優先させるためである。

施設に設定されている契約電力を超過して電力消費されると、短時間であっても高い電力料金を支払わなければならないので、契約電力を超過して電力消費することがないよう、施設内の他の設備等でも電力が消費されることを勘案し、充電スケジュールを調整する。これにより、契約電力量を超過することがないので、電力料金を確実に抑えることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１、図２、図８及び図９を用いて説明する。
本実施形態の充電スケジュール管理装置が第１の実施形態、第２の実施形態と異なる点は、充電スケジュール管理装置が蓄電装置の寿命を勘案する点で第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の充電スケジュール管理装置について、第１の実施形態、第２の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

蓄電装置９に用いられる二次電池は、充電時及び放電時において、電流値（或いは、電流に対する電池容量の特性）が大きいと、バッテリ寿命が低減する傾向にある。そこで、本実施形態においては、バッテリ寿命を低減させないように二次電池を使用する。
スケジュール決定部１３は、電動車両２の蓄電装置９のバッテリ寿命を低減させない電流値（または電流に対する電池容量の特性）を上限とする最大充電量を設定して、充電スケジュールを決定する。

図８には、二次電池のバッテリ寿命の傾向の一例を示した図で、横軸に充電電流（或いは、電力）、縦軸にバッテリ寿命を示している。図８に示されるように、充放電器１や電力系統８側の電力供給側の能力から決定される最大供給量Ｐｃ−ｍａｘまで二次電池を充電させるとバッテリ寿命が低下するが、最大供給量Ｐｃ−ｍａｘよりも低い値である二次電池のバッテリ寿命を低減させない充電電流（或いは、電力）であるＰｂ−ｍａｘを最大充電量に設定することにより、バッテリ寿命の低減を防ぐことができる。また、このように最大供給量が変更された場合には、図９に示されるように、最低限必要な充電量を充電完了するまでにかかる時間ｔが長くなる（例えば、図９の実線四角から点線四角に変更される）。
また、スケジュール決定部１３は、充放電器１に接続される蓄電装置（二次電池）毎に、最大充電量Ｐｂ−ｍａｘを設定することが好ましい。

このように、蓄電装置９に用いられる二次電池の特性から決定されるバッテリ寿命を低下させない電流値や、電流／電池容量特性を充電時の上限とすることにより、バッテリ寿命の低下を確実に防止できる。
また、一般的な電気自動車は２４０Ｖに対して、物流機器は３６Ｖや４２Ｖの電圧値なので、高速充電を行うと電流が大きくなり、ロスが大きくなる。このため、バッテリ寿命を低下させない電流値（或いは、電流に対する電池容量の特性）において運用することが重要となる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１、図２、及び図１０を用いて説明する。
本実施形態の充電スケジュール管理装置が第１の実施形態から第３の実施形態と異なる点は、充電スケジュール管理装置がバッテリ寿命と電力料金とのバランスを勘案する点で第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の充電スケジュール管理装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

上述した第２の実施形態の方法においては、充放電器１や蓄電装置９の電力供給側の能力により求まる電流値や電力値と、バッテリ寿命を低下させない充電電力とに大きな差がある場合（例えば、図８のＰｃ−ｍａｘとＰｂ−ｍａｘとの差が大きい場合）に、バッテリ寿命を低下させない電力で充電することを優先すると、夜間時間帯等の電力料金が安価な期間に最低限必要な充電量を充電完了できないことがある。

本実施形態においては、電力値に対するバッテリ寿命低下と、電力値に対する電力料金抑制効果とはトレードオフの関係となることに着目し、（１）バッテリ寿命低下と、（２）夜間電力や太陽光発電等利用による電力料金抑制効果とをコストメリットに換算し、（１）及び（２）を併せたコストメリットが最大となる点での充電電力や電流値を求め、充電スケジュールを決定する。例えば、図１０は、横軸に電力値Ｐ、縦軸にコストメリットの大きさを示しており、電力値Ｐが大きいほど短期間で充電が完了するため電力料金のメリットは大きくなるが、電力値Ｐが大きいほどバッテリ寿命は低下する傾向になるためバッテリ寿命のメリットは小さくなることが示されている。
本実施形態においては、電力料金とバッテリ寿命との両方のメリットが最大となる電力値Ｐ´を求め、電力値Ｐ´を最大充電量とする。

具体的には、スケジュール決定部１３は、電動車両２の蓄電装置９のバッテリ寿命と、電力料金の抑制とをコストメリットに換算し、コストメリットに基づいてバッテリ寿命と電気料金の抑制効果との和が最大となる運転点を推定し、該運転点で運転させるように充電スケジュールを調整する。
このように、バッテリ寿命と電力料金とを勘案して充電スケジュールを決定することにより、ランニングコストを抑制できる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１、図２、図１１及び図１２を用いて説明する。本実施形態の充電スケジュール管理装置が第１の実施形態から第４の実施形態と異なる点は、充電スケジュール管理装置が充放電器単位で充電スケジュール管理する点で第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の充電スケジュール管理装置１０について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

本実施形態においては、図１１に示されるように、電動車両２が接続される複数の充放電器１ａ，１ｂ，１ｃが備えられる場合を想定して説明する。以下特に明記しない場合には、充放電器は充放電器１として記述する。
記憶部１１は、電動車両２を充放電させる充放電器１の識別情報と充放電器１の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の充放電器使用履歴を記憶する。図１２は充放電器使用履歴の一例が示されている。具体的には、充放電により接続されていた電動車両２から収集したＳＯＣの情報が、各充放電器１から所定のタイミングで充電スケジュール管理装置１０に出力されるので、記憶部１１は、取得したＳＯＣの情報を充放電器１の識別情報とともに記憶する。

推定部１２は、充放電器使用履歴に基づいて、充放電器１が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する。
スケジュール決定部１３は、推定部１２により推定された最低限必要とされる各充放電器１の充電量に基づいて、各電動車両２の充電スケジュールを決定する。

以下に、本実施形態に係る充電スケジュール管理装置１０の作用を説明する。
電動車両２のユーザである運転者は、電動車両２の使用を終了すると、充放電器１に電動車両２を接続させ、ＩＣタグリーダ３にＩＣタグをかざして運転終了である旨を入力する。運転者のユーザ識別情報が充放電器１を介して充電スケジュール管理装置１０に入力される。充放電器１に接続された電動車両２の識別情報と、電動車両２の蓄電装置９のＳＯＣの情報と、それぞれの情報を出力した充放電器１の識別情報とが、充放電器１から充電スケジュール管理装置１０に入力される。

充電スケジュール管理装置１０において、充放電器１の識別情報と、ユーザの識別情報と、充放電器１に接続された電動車両２の識別情報と、電動車両２の蓄電装置９のＳＯＣの情報とが対応付けられて記憶部１１に記憶される。このように充放電器１の識別情報に対応付けて、電動車両使用履歴、及びユーザの使用履歴が記憶部１１に記憶されるので、これらを充放電器１毎に管理することにより充放電器１毎の使用履歴が収集される。

充電スケジュールを決定する条件が検出された場合には、記憶部１１から、充放電器１毎の使用履歴が読み出され、各充放電器１が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量が推定される。電力料金が安価な時間帯として選定された時間帯と、電力供給側の上限値とを超えないように、各充放電器１の充電量を充電する充電スケジュールが決定される。
各充放電器１の充電スケジュールが決定されたら、各充放電器１に決定された充電スケジュールを逸脱しない範囲内で、それぞれの充放電器１に接続される電動車両２の充電スケジュールが決定される。ここで各電動車両２の充電スケジュールは、上述した第１の実施形態から第４の実施形態の方法を用いて決定される。

このように、充放電器単位で使用履歴を管理することにより、車両台数や充放電器１の台数が多数（例えば、数百台など）になった場合であっても、充電スケジュールの管理が簡便となる。

〔変形例〕
本実施形態においては、充電スケジュール管理装置１０が充放電器１毎に充電スケジュールを決定していたが、これに限定されず、図１３に示されるように、１つ以上の充放電器１をグループ化してエリアを生成し、エリア単位で充電スケジュールを管理することとしてもよい。このような場合には、上述の第１から第４の実施形態に記載した構成に加え、記憶部１１、推定部１２、及びスケジュール決定部１３は以下のようにして充電スケジュールを決定する。

記憶部１１は、電動車両２を充放電させる１つ以上の充放電器１をグループ化したエリア３０ａ，３０ｂ，３０ｃの識別情報とエリア３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおける充放電による消費電力量とが対応付けられた所定期間内のエリア使用履歴（図１４参照）を記憶する。具体的には、充放電により接続されていた電動車両２から収集したＳＯＣの情報が、各充放電器１から所定のタイミングで充電スケジュール管理装置１０に出力されるので、記憶部１１は、取得したＳＯＣの情報を充放電器１がグループ化された各エリアの識別情報とともに記憶する。

推定部１２は、エリア使用履歴に基づいて、エリア３０ａ，３０ｂ，３０ｃ毎に、次回使用時に最低限必要とされる充電量を推定する。
スケジュール決定部１３は、推定部１２により推定された最低限必要とされる各エリアの充電量に基づいて各エリアの充電スケジュールを決定し、各エリアに決定された充電スケジュールを逸脱しない範囲内で、それぞれのエリアに含まれる電動車両２の充電スケジュールを決定する。
このように、充放電器１の個数が多数（例えば、数百台など）となった場合であっても、複数の充放電器をエリア（充放電器１のグループ）として使用履歴を管理することにより、管理が簡便となる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 充放電器
２ 電動車両
８ 電力系統
１０ 充電スケジュール管理装置
１１ 記憶部
１２ 推定部
１３ スケジュール決定部
１４ 低減指令出力部
２０ 充電スケジュール管理システム
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ エリア

Claims (11)

1. 複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理装置であって、
   前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴を記憶する記憶手段と、
   前記電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定するスケジュール決定手段と
   を具備する充電スケジュール管理装置。
2. 前記記憶手段は、前記ユーザの識別情報と該ユーザによる前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内のユーザ使用履歴を記憶し、
   前記推定手段は、前記ユーザ使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる前記充電量を推定し、
   前記スケジュール決定手段は、最も前記充電量の大きい値となる前記ユーザの前記充電量と、前記電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する請求項１に記載の充電スケジュール管理装置。
3. 前記スケジュール決定手段は、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される単位時間当たりの各前記電動車両の最大充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する請求項１または請求項２に記載の充電スケジュール管理装置。
4. 前記電動車両の前記蓄電装置の電力を充放電させる充放電器が設置される施設内で消費される現在の総消費電力量に基づいて、近い将来、総消費電力量が電力会社との契約電力以上になると推定された場合に、充電量低減指令を出力する低減指令出力手段を具備し、
   前記スケジュール決定手段は、充電量低減指令に基づいて前記最大供給量を低減させ、前記充電スケジュールを調整する請求項１から請求項３のいずれかに記載の充電スケジュール管理装置。
5. 前記スケジュール決定手段は、前記電動車両の前記蓄電装置のバッテリ寿命を低減させない電流値、または電流に対する電池容量の特性を上限とする最大充電量を設定して、充電スケジュールを決定する請求項３または請求項４に記載の充電スケジュール管理装置。
6. 前記スケジュール決定手段は、前記電動車両の前記蓄電装置のバッテリ寿命と、電力料金の抑制とをコストメリットに換算し、前記コストメリットに基づいてバッテリ寿命と電気料金の抑制効果との和が最大となる運転点を推定し、該運転点で運転させるように前記充電スケジュールを調整する請求項３から請求項５のいずれかに記載の充電スケジュール管理装置。
7. 前記記憶手段は、前記電動車両を充放電させる充放電器の識別情報と前記充放電器の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の充放電器使用履歴を記憶し、
   前記推定手段は、前記充放電器使用履歴に基づいて、前記充放電器の前記充放電器が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、
   前記スケジュール決定手段は、前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記充放電器の充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する請求項１から請求項６のいずれかに記載の充電スケジュール管理装置。
8. 前記記憶手段は、前記電動車両を充放電させる複数の充放電器をグループ化したエリアの識別情報と前記エリアにおける充放電による消費電力量とが対応付けられた所定期間内のエリア使用履歴を記憶し、
   前記推定手段は、前記エリア使用履歴に基づいて、前記エリア毎に、次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定し、
   前記スケジュール決定手段は、前記推定手段により推定された最低限必要とされる各前記エリアの充電量に基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する請求項１から請求項７のいずれかに記載の充電スケジュール管理装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の充電スケジュール管理装置を備えた充電スケジュール管理システム。
10. 複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理方法であって、
    前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する第１過程と、
    前記第１過程により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する第２過程と
    を有する充電スケジュール管理方法。
11. 複数のユーザによって使用される複数の電動車両が有する蓄電装置の充電スケジュールを管理する充電スケジュール管理プログラムであって、
    前記電動車両の識別情報と前記電動車両の消費電力量とが対応付けられた所定期間内の電動車両使用履歴に基づいて、各前記電動車両が次回使用される場合に最低限必要とされる充電量を推定する第１処理と、
    前記第１処理により推定された最低限必要とされる各前記電動車両の前記充電量と、時間帯と電力料金とが対応付けられる電力料金情報から推定される電力料金が安価な時間帯の情報と、前記電動車両に電力を供給する側の能力に基づいて決定される最大供給量とに基づいて、各前記電動車両の充電スケジュールを決定する第２処理と
    をコンピュータに実行させるための充電スケジュール管理プログラム。
    

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