JP2015061496A - 充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電需要を平準化して、ＥＶ車の充電待ち時間を短縮しつつＥＶ車への充電量をできるだけ多くする。【解決手段】充電管理装置は、各ＥＶ車のＥＶ情報を取得する第１取得部と、定置型蓄電池の最大出力電力を含む定置型蓄電池情報を取得する第２取得部と、系統電力からの供給電力情報を取得する第３取得部と、充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得する第４取得部と、第１乃至第４取得部にて取得した各情報に基づいて、各ＥＶ車に提供可能な予備充電量を計算する予備充電量計算部と、一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および充電器の最大出力電力をそれぞれ一定の範囲となり、かつ各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定する充電条件決定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電気自動車の充電管理を行う充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法に関する。

電気自動車(ＥＶ車：Electric Vehicle)の充電のとき、バッテリの残存量によって要求充電電力が変わるので、個々の充電ステーションごとにＥＶ車の充電需要が変動する。充電ステーションで消費する電力の変動は電力系統の安定化に悪い影響を与えるので、利用可能な電力に基づいて充電器の出力を調整して充電需要を平準化する必要がある。

一方、ＥＶ充電は時間がかかるので、充電ステーションでのＥＶ車の充電待ち時間が長くなるおそれがある。充電待ち時間が長くなると、ドライバだけでなく、充電ステーション周辺の交通状況にも悪影響を与えるので、充電待ち時間をできるだけ削減する必要がある。

複数のＥＶ車や蓄電池を同時に充電する場合、契約電力を超えないように充電電力パターンを作成して、そのパターンに基づいて充電を行う手法が知られている。しかしながら、各ＥＶ車のバッテリや蓄電池の残存量によって、要求充電電力値は変わるので、電力系統に与える充電負荷が変動するという問題がある。

また、定置型畜電池を用いて電力需要のピークシフトを行うことはできるが、蓄電池を用いたとしても、各ＥＶ車の充電量および充電電力を調整しないと、充電待ち時間が長くなったり、充電負荷が契約電力を超えてしまうおそれがある。また、充電待ち時間を少なくするために、各ＥＶ車への充電量を少なくすると、頻繁に充電を強いられたり、走行途中で電欠を起こすおそれがある。

特開Ｐ２０１２−２０５４２５号公報

本実施形態が解決しようとする課題は、充電ステーションにおける充電需要を平準化して、ＥＶ車の充電待ち時間を短縮しつつＥＶ車への充電量をできるだけ多くすることが可能な充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法を提供することである。

本実施形態によれば、充電ステーションで各ＥＶ車を充電するのに必要なＥＶ情報を取得する第１取得部と、
前記充電ステーションに設置される定置型蓄電池の最大出力電力を含む定置型蓄電池情報を取得する第２取得部と、
前記充電ステーションにて各ＥＶ車の充電に利用可能な系統電力からの供給電力情報を取得する第３取得部と、
前記充電ステーションに設置される充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得する第４取得部と、
前記第１乃至第４取得部にて取得した各情報に基づいて、前記充電ステーションにて各ＥＶ車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算する予備充電量計算部と、
前記充電器の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量を出力するＥＶ充電モデルを格納するＥＶ充電モデル格納部と、
一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および前記充電器の最大出力電力をそれぞれ一定の範囲となり、かつ各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定する充電条件決定部と、を備える充電管理装置が提供される。

第１の実施形態に係る充電管理装置１の概略構成を示すブロック図。 充電条件決定部８の概略的な処理動作を示すフローチャート。 ＥＶ充電モデルを表すテーブルの一例を示す図。 ＥＶ充電モデルを表すテーブルの他の一例を示す図。 充電条件決定部８の詳細な処理動作を説明するフローチャート。 充電器の最大出力電力ＣＰm、ＥＶ車の最大充電量Ｅmaxおよび最大充電時間ＣＴmの決定の仕方の一例を示す図。 充電量調整部９が行う充電量調整の一例を説明する図。 充電情報出力部１０が出力するＥＶ充電情報と充電サービス情報の一例を示す図。 過去の充電データの一例を示す図。 充電予約データの一例を示す図。 ＥＶ台数のＯＤデ−タの例を示す図。 第２の実施形態に係る充電管理装置１の概略構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る充電条件決定部８の処理動作を示すフローチャート。 予備充電計算部を省略した充電管理装置１の概略構成を示すブロック図。 定置型蓄電池放電モデルの一例を示すテーブルを示す図。 複数の充電ステーション２１と上位ＥＭＳ２２とを備えた充電管理システム２３の概略構成を示すブロック図。 第４の実施形態に係る上位ＥＭＳ２２の処理動作を示すフローチャート。 複数の充電ステーション２１及び充電量を決定する一手法を説明する図。 遺伝的アルゴリズムを用いて複数充電ステーション２１及び充電量を決定する例を示すフローチャート。 図１９の処理の過程を説明する図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る充電管理装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の充電管理装置１は、着目する時間内に到着するＥＶ車の台数を考慮して、充電待ちの各ＥＶ車に提供可能な最大充電量、最大充電電力（＝充電器の最大出力）、および最大充電時間を決定するものである。その決定にあたって、本実施形態では、各ＥＶ車の充電待ち時間を削減するとともに、定置型蓄電池を有効利用することで、系統電力に与えるＥＶ車の充電負荷を平準化させる。ここで、ＥＶ車とは、電池を動力源とするモータで駆動する二輪以上のすべての車両を指す。

図１の充電管理装置１は、例えば充電ステーションに設置される。あるいは、充電管理装置１が充電ステーションと通信ネットワークを介して各種情報の送受ができる場合には、充電管理装置１の設置場所は特に問わない。

図１の充電管理装置１は、電力管理システム１２、電池管理システム１３およびＥＶ充電管理システム１４に接続されている。電力管理システム１２には、系統電力システム１５および分散型電源１６が接続されている。電力管理システム１２は、充電ステーションにおける系統電力システム１５と分散型電源１６の関連情報を保持し、充電ステーションの電力需給を把握および予測しながら、充電ステーションの電力需給に基づいて系統電力システム１５および分散型電源１６の出力を制御する。電池管理システム１３には、少なくとも一台の定置型蓄電池１７が接続されており、電池管理システム１３は、定置型蓄電池１７の充放電を管理する。ＥＶ充電管理システム１４には、少なくとも一台の充電器１８が接続されている。ＥＶ充電管理システム１４は、充電器１８の情報とＥＶ関連情報を保持し、充電管理装置１からの要求に応じて充電器１８の充電出力電力を制御し、各ＥＶ車の充電を管理する。

図１の充電管理装置１は、第１取得部２と、第２取得部３と、第３取得部４と、第４取得部５と、予備充電量計算部６と、ＥＶ充電量モデル格納部７と、充電条件決定部８と、充電量調整部９と、充電情報出力部１０とを備えている。

第１取得部２は、充電ステーションで各ＥＶ車を充電するのに必要なＥＶ情報を取得する。より具体的には、第１取得部２は、充電ステーションにおける充電中、充電待ちおよび到着予定の各ＥＶ車のそれぞれについて、対応するＥＶ情報を取得する。第１取得部２は、新たなＥＶ車が充電ステーションに到着すると、ＥＶ充電再計画イベントを発行して、着目する充電時間と、充電中、充電待ちおよび到着予定のＥＶ車の情報を予備充電量計算部６に通知する。

第１取得部２が取得するＥＶ情報は、充電中のＥＶ車の場合、充電終了までの残り時間と残り供給充電量情報の少なくとも一つを含む。充電待ちのＥＶ車の場合のＥＶ情報は、ＥＶ台数、電池残存量（取得可能の場合）、およびＥＶタイプ(取得可能の場合)の少なくとも一つを含む。到着予定ＥＶの場合のＥＶ情報は、ＥＶ台数などである。到着予定のＥＶ情報は、例えば、過去充電履歴データ、充電予約データあるいは統計ＯＤ（出発地と到着地、Origin-Destination）データを用いて計算する。着目する充電時間を、一時間先あるいは充電需要ピーク時間あるいは予め定めた特定の時間（例えば８時間）としてもよい。

第２取得部３は、充電ステーションに設置される定置型蓄電池１７の最大出力電力を含む定置型蓄電器情報を取得する。定置型畜電池情報は、定置型畜電池残存量や仕様情報、例えば、最大放電電力、最大充電電力、残存量上下限値などである。

第３取得部４は、充電ステーションにて各ＥＶ車の充電に利用可能な系統電力からの供給電力情報を取得する。供給電力情報は、現時点からＴ時間先までの供給電力情報、例えば、最大供給電力値の時系列データや電力量単価（￥／ｋＷｈ）などである。この供給電力情報は、系統からの供給電力情報や分散型電源、例えば、分散型電源の発電予測情報や電力量単価のダイナミック・プライシングやデマンド・レスポンス(ＤＲ：Demand Response)計画などでもよい。

第４取得部５は、充電ステーションに設置される充電器１８の最大出力電力を含む充電器情報を取得する。より具体的には、第４取得部５は、充電ステーションに設置される充電器の数、使用状況および最大出力電力を含む充電器情報を取得する。この他、充電器情報は、充電器１８の仕様情報、例えば、最大出力電力、最大出力電流、最大出力電圧、最大充電時間などを含んでいてもよい。

予備充電量計算部６は、第１〜第４取得部２〜５にて取得した各情報に基づいて、充電ステーションにて各ＥＶ車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算する。

ＥＶ充電量モデル格納部７は、充電器１８の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量を出力するＥＶ充電量モデルを格納する。

充電条件決定部８は、一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および前記充電器の最大出力電力をそれぞれの規定の範囲内で種々変更して、各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定する。充電条件決定部８は、決定した各情報を充電情報出力部１０に供給する。また、充電条件決定部８は、上述した各情報を決定すると、充電量調整部９に調整イベントを発行する。ここで、一定の範囲は、例えば事前に定めることができる。

充電量調整部９は、調整イベントを受けて、充電条件決定部８が決定した各ＥＶ車の最大充電量を調整する。より具体的には、充電量調整部９は、各ＥＶ車の電池残存量を取得可能であれば、第１取得部２から充電待ちのＥＶ車の電池残存量を取得し、また充電情報出力部１０から各ＥＶ車の最大充電量の情報を取得する。そして、充電量調整部９は、充電待ちの各ＥＶ車の電池残存量に応じて、各ＥＶ車の最大充電量を調整する。ここでは、例えば、各ＥＶ車の充電量ができるだけ多くなるように調整する。充電量調整部９は、最大充電量の調整量に応じて各ＥＶ車の最大充電量と充電器１８の最大出力電力を再決定するよう、充電条件決定部８に対して再決定イベントを発行する。このイベントを受けて、充電条件決定部８は、各ＥＶ車の最大充電量と充電器１８の最大出力を再決定して、その情報を充電情報出力部１０に格納する。充電量調整部９は、各ＥＶ車の電池残存量を取得できなければ、調整処理は行わない。

次に、予備充電量計算部６が行う予備充電量の計算手法を説明する。予備充電量計算部６はまず着目する時間T以内に利用可能なエネルギー（ユニットはｋＷｈ）を例えば（１）式に従って計算する。

なお、ここで、ｔcは現在の時刻、Ｐg（ｔ）は時刻ｔの時系統からの供給電力（ｋＷ）、sはサンプリング間隔(秒)、ＥSSB（ｔc）は定置型蓄電池１７の残存量（ｋＷｈ）、Ｅcharging（ｔc）は充電中ＥＶの充電完了までの要求エネルギー（ｋＷｈ）である。

予備充電量計算部６は、次に、充電待ちのＥＶ車と到着予定のＥＶ車の台数（Ｎ）の合計を計算し、計算した台数の合計Ｎを用いて、各ＥＶ車に提供可能な平均充電量を予備充電量Ｅpとして計算する。この場合の計算式は（２）式で表される。

予備充電量Ｅp＝Ｅ（ｔc）／Ｎ …（２）

予備充電量計算部６は、充電待ちＥＶ車の電池残存量と、車両タイプと、事前の充電予約の有無との少なくとも一つに基づいて、各ＥＶ車に重みを付けた上で、予備充電量を計算してもよい。例えば、次の充電ステーションまで走行するのに必要な必須充電量と現時点の電池残存量との比率を計算し、計算した比率に応じて重みを付けてもよい。あるいは、事前の充電予約を行ったＥＶ車の重みを高くしてもよい。あるいは、緊急車両の重みを高くしてもよい。

図２は充電条件決定部８の概略的な処理動作を示すフローチャートである。まず、予備充電計算部が計算した予備充電量Ｅpを取得する（ステップＳ１）。

次に、第１取得部２からＥＶ情報を、第２取得部３から定置型蓄電器情報を、第３取得部４から供給電力情報、第４取得部５から充電器情報を、それぞれ取得する（ステップＳ２）。ＥＶ情報には、着目する充電時間が含まれているものとする。

次に、ＥＶ充電量モデル格納部７から、充電時間及び最大充電電力を入力パラメータとして最大充電量を出力するＥＶ充電量モデルを取得する（ステップＳ３）。

図３はＥＶ充電モデルを表すテーブル（以下、ＥＶ充電モデル・テーブル）の一例を示す図である。図３のＥＶ充電モデル・テーブルは、充電時間（分）と充電器１８の最大出力電力（ｋＷ）を入力パラメータとして、ＥＶ車に提供可能な最大充電量（ｋＷｈ）を出力する。

図３のＥＶ充電モデル・テーブルは、ＥＶタイプとＥＶ車の電池残存量が未知の場合に用いられる。一方、ＥＶタイプとＥＶ車の充電状態ＳＯＣ(State Of Charge)が既知の場合は、例えば図４のようなＥＶ充電モデル・テーブルが用いられる。図４のＥＶ充電モデル・テーブルは、充電時間、ＥＶタイプ、充電器１８の最大出力電力、およびＥＶ車への最大充電量を入力パラメータとして、各ＥＶ車に提供可能な最大充電量を出力する。ＥＶタイプとは、ＥＶ車に搭載される電池の種類であり、図４では、簡易的にＥＶタイプを「Ａ］としている。

図３および図４における充電時間は、充電操作時間を含めた時間でもよい。ここで、充電操作時間とは、例えば、充電器１８に接続または充電器１８から遮断するのに要する時間や、充電のために駐車場から充電器１８まで移動する時間などである。

次に、充電器１８の出力電力を最大値に初期化して、各ＥＶ車の予備充電量に応じて要求充電時間を抽出する（ステップＳ４）。最後に、要求充電時間と充電器１８の出力電力をチューニングして、制約条件を満たす最大充電量、最大充電時間及び充電器最大出力電力を決定する（ステップＳ５）。

制約条件は、例えば、以下の１〜３の少なくとも一つである。あるいは、他の制約条件を設けてもよい。

１．要求充電時間の合計≦着目する充電時間
２．定置型蓄電池の要求放電電力≦定置型蓄電池の最大出力
３．定置型蓄電池の要求放電量≦定置型蓄電池の電池残存量

図５は充電条件決定部８の詳細な処理動作を説明するフローチャートである。まず、評価項目を決定し、評価用変数を初期化する（ステップＳ１１）。評価項目は、例えば予備充電量に最も近い最大充電量、あるいは最短の充電待ち時間、あるいは予備充電量に最も近い最大充電量と最短の充電待ち時間両方である。評価項目として予備充電量に最も近い最大充電量を使う時、評価用変数として最大充電量Ｅmaxと最大充電量変数Ｅｍを初期化する。例えば、Emax←0、Em←Epとする。ここで、Epは予備充電量である。評価項目として最短の充電待ち時間を使う時、評価用変数として最短充電待ち時間CWminと充電待ち時間CWを初期化する。例えば、CWmin←無限大とする。ここで、無限大とは大きな数値である。充電待ち時間CWを充電量Emが提供するときの充電待ち時間に初期化する。充電待ち時間の計算は後で説明する。

次に、充電時間変数ＣＴ、充電器１８の最大出力電力変数ＣＰ、充電器１８の最大出力電力ＣＰm、および最大充電時間ＣＴmを初期化する（ステップＳ１２）。例えば、充電器最大出力電力変数ＣＰは、ＥＶ充電モデル内の充電器出力の最大値（例えば、５０ｋＷ）に初期化される。

このとき、ＥＶ充電モデルを用いて、充電器１８の最大出力電力変数ＣＰと予備充電量Ｅpに基づいてＥＶ車の充電時間を計算して、計算した充電時間を充電時間変数ＣＴに設定する。この処理は、ＣＴ←Ｍ（ＣＰ，Ｅp）で表される。

充電時間変数ＣＴは、ＥＶ充電モデルＭ内の充電時間の最大値（例えば３０分）に初期化してもよい。また、充電器１８の最大出力電力ＣＰmが最大出力電力変数ＣＰに初期化され、最大充電時間ＣＴmが充電時間変数ＣＴに初期化される。

次に、ＥＶ充電モデルを用いて、最大出力電力変数ＣＰと充電時間変数ＣＴに対応する最大充電量変数Ｅmを出力する（ステップＳ１３）。この処理は、Ｅm←Ｍ（ＣＰ，ＣＴ）と表される。

次に、所定の制約条件を満たすか否かを確認する（ステップＳ１４、第１チェック部）。ここでの制約条件は、例えば上述した１〜３の少なくとも一つである。制約条件として、例えば、平均充電待ち時間≦目標充電待ち時間を追加してもよい。

制約条件を満たす場合、評価項目として使う上述した評価用変数の新値を計算する（ステップＳ１５）。次に、評価用変数の新値はより良いか否かをチェックする（ステップＳ１６、第２チェック部）。評価項目として予備充電量の最も近い最大充電量を使う時、最大充電量Ｅmが最大充電量Ｅmaxより予備充電量Ｅpに近いか否か、すなわち、（Ｅp−Ｅm）≦（Ｅp−Ｅmax）か否かをチェックする。評価項目として最短の充電待ち時間を使う時、充電待ち時間CWが最短充電待ち時間CWminより短いか否か、すなわち、CW<CWminか否かをチェックする。もし、評価用変数の新値はより良くない場合、充電時間を更新する（ステップＳ１８）。この場合、ＣＴ←ＣＴnextで表される。ＣＴnextとは、ＥＶ充電モデルの次の充電時間である。

一方、評価用変数の新値はより良い場合、評価用変数は評価用変数の新値に設定し、充電器１８の最大出力電力、最大充電量および最大充電時間を更新する（ステップＳ１７、パラメータ更新部）。この場合、ＣＰm←ＣＰ、Ｅmax←Ｅm、ＣＴm←ＣＴと表される。

ステップＳ１７の処理が終了すると、ステップＳ１８の処理が行われる。ステップＳ１８の処理が終了すると、充電時間変数ＣＴは下限値より大きいか否かをチェックする（ステップＳ１９、第３チェック部）。すなわち、このステップＳ１９は、ＥＶ車の充電時間が既定の範囲内か否かをチェックする。ステップＳ１９で充電時間変数ＣＴが下限値より大きいと判定された場合は、ステップＳ１３以降の処理が繰り返される。充電時間変数ＣＴが下限値以下の場合には、充電器１８の最大出力電力変数ＣＰと充電時間変数ＣＴを更新する（ステップＳ２０）。この処理は、ＣＰ←ＣＰnext、ＣＴ←Ｍ（ＣＰ，Ｅp）と表される。ここで、ＣＰnextは、ＥＶ充電モデル内の充電器１８の次の最大出力電力である。

次に、充電器１８の最大出力電力変数ＣＰは下限値より大きいか否かをチェックする（ステップＳ２１、第４チェック部）。すなわち、このステップＳ２１は、充電器１８の最大出力電力が既定の範囲内か否かをチェックする。ステップＳ２１で大きいと判定された場合には、ステップＳ１３以降の処理が繰り返される。大きくない場合は、その時点での充電器１８の最大出力電力ＣＰm、最大充電量Ｅmax、および最大充電時間ＣＴmを出力する（ステップＳ２２）。

図５のフローチャートでは、最大出力電力変数ＣＰと充電時間変数ＣＴについて実行可能な解が新たに見つかれば、ステップＳ１７にて、充電器最大出力電力ＣＰｍ、最大充電量Ｅmax、充電時間ＣＴｍは更新される。すなわち、実行可能な解が新たに見つかるまでは、充電器最大出力電力ＣＰｍ、最大充電量Ｅmax、充電時間ＣＴｍの各値は保持される。

最大出力電力変数ＣＰはＣＰlimitまで逐次減少していくが、実行可能解が見つかるまでは、充電器最大出力電力ＣＰｍ、最大充電量Ｅmax、充電時間ＣＴｍは変化しない。

例えば、評価項目として予備充電量の最も近い最大充電量を使う時、予備充電量(Ｅp)＝８．０で、充電器最大出力電力ＣＰが５０，４５，４０，３０と逐次減少していき、充電時間が３０分〜１分の場合、ＥＶ充電モデルは、４×３０のマトリックスになる。

最大出力電力変数ＣＰの値は、５０，４５，４０，３０，−１と逐次減少し、ＣＴの値は３０，２９，２８，…，１，−１と逐次減少し、ＣＰLimitは−１, ＣＴlimitは−１である。初期状態では、ＣＰ←５０、ＣＴ←１３、Ｅmax←０、ＣＰm←５０、ＣＴm←１３である。

実行可能解１は、充電器最大出力電力＝５０、充電時間＝１２分、充電量＝７．８とする。また、実行可能解２は、充電器最大出力電力＝４５、充電時間＝１５分、充電量＝７．６とする。

図５のステップＳ１９のチェック処理を１９回繰り返すことにより、実行可能解１が見つかる。このとき、最大充電量Ｅｍ＝７．８、最大出力電力変数ＣＰ＝５０になる。したがって、（Ｅｐ−Ｅｍ）＝０．２、（Ｅｐ−Ｅｍａｘ）＝８．０−０＝８．０になる。また、ステップＳ1６にて、（Ｅｐ−Ｅｍ）≦（Ｅｐ−Ｅｍａｘ）となるため、ステップＳ1７の処理に進んで、ＣＰｍ←５０、Ｅｍａｘ←７．８、ＣＴｍ←１２となる。

ステップＳ１９のチェック処理を２０〜４６回繰り返す間は、実行可能な解はないため、ＣＰｍ、Ｅｍａｘ、ＣＴｍの更新は行われない。

ステップＳ１９のチェック処理を４７回繰り返したときに、実行可能解２が見つかる。このとき、最大充電量Ｅｍ＝７．６、最大出力電力変数ＣＰ＝４５になる。したがって、（Ｅｐ−Ｅｍ）＝０．４、（Ｅｐ−Ｅｍａｘ）＝８．０−７．８＝０．２になる。ステップＳ1６では、（Ｅｐ−Ｅｍ）＞（Ｅｐ−Ｅｍａｘ）となり、ステップＳ1７の処理は行われない。

ステップＳ１９のチェック処理を１２５回繰り返したときに、ステップＳ２１では、ＣＰ（＝−１）≦ＣＰｌｉｍｉｔ（＝−１）となり、ステップＳ２２に進んで、充電器最大出力電力（ＣＰｍ）として５０ｋＷが選択され、最大充電量（Ｅｍａｘ）として７．８ｋＷｈが選択され、充電時間（ＣＴｍ）として１２分が選択される。

なお、図５のフローチャートでは、充電器最大出力電力ＣＰがＣＰlimit未満になるまで、繰り返し処理を行う例を示しているが、ステップＳ１７で充電器１８の最大出力電力、最大充電量および最大充電時間を更新した時点で、図５の処理を終了してもよい。充電ステーションでは充電を行う際、最大充電量まで充電する時間はＥＶ車の電池残存量によって異なるので、充電終了制約として最大充電量と最大充電時間両方を使う。そうでなければ、実際の充電を行うとき、上記の制約条件を満たさない恐れがある。このために、充電条件決定部８は充電器１８の最大出力電力と最大充電量だけでなく、最大充電時間も決定する。

図６は、充電器１８の最大出力電力ＣＰm、ＥＶ車の最大充電量Ｅmaxおよび最大充電時間ＣＴmの決定の仕方の一例を示す図である。図６では、ある充電ステーションの契約電力が３００ｋＷ、定置型蓄電池残存量は１００ｋＷｈ、充電器１８の台数は１０台としている。充電器１８の可能な最大出力電力レベルは５０ｋＷ、４５ｋＷ、４０ｋＷの３種類としている。

５時間以内に２００台のＥＶ車を充電したい場合、予備充電量計算部６が計算した予備充電量は、（３００×５＋１００）／２００＝８ｋＷｈである。充電器１８の最大出力電力が５０ｋＷの場合、各ＥＶの要求充電時間は１０分である。充電需要が契約電力より高い場合、定置型蓄電池１７からの要求放電電力は２００ｋＷで、定置型蓄電池１７の要求放電量は６００ｋＷｈ（＞定置型蓄電池残存量）になるので、充電器最大出力電力を５０ｋＷに設定すると、ＥＶ充電は実現不可能である。

充電器最大出力電力が４５ｋＷの場合、各ＥＶ車の要求充電時間は１３分、充電需要が契約電力より高い場合、定置型蓄電池１７の要求放電電力は１５０ｋＷで、定置型蓄電池１７の要求放電量は３００ｋＷｈ（＞定置型蓄電池残存量）になるので、充電器最大出力電力を４５ｋＷに設定すると、ＥＶ充電も実現不可能である。

このように、充電器最大出力電力が５０ｋＷあるいは４５ｋＷの場合、実現可能なソリューションがない。

一方、充電器最大出力電力が４０ｋＷの場合、充電量を７．８ｋＷｈに調整する、と各ＥＶ車の要求充電時間は１５分、充電需要が契約電力より高い場合、定置型蓄電池１７からの要求放電電力は１００ｋＷ、定置型蓄電池１７の要求放電量は６０ｋＷｈ（≦定置型蓄電池残存量）になるので、充電器最大出力電力を４０ｋＷに設定すると、ＥＶ充電は実現可能である。したがって、充電器最大出力電力（ＣＰｍ）は４０ｋＷになり、最大充電時間（ＣＴｍ）は１５分になり、最大充電量（Ｅmax）は７．８ｋＷｈになる。

次に、充電量調整部９の処理動作を詳細に説明する。充電量調整部９は、各ＥＶ車の要求充電量情報（Ｅdi）を取得して、各ＥＶ車の要求充電量に応じて供給充電量（＝予備充電量，Ｅp）の調整を行う。このため、ニーズに応じて要求充電量を設定することができる。充電量調整部９は、優先度が高い充電待ちＥＶの要求充電量を高くする。ここで、要求充電量の設定の三つの例を挙げる。ＥＶ車のユーザが要求充電量値を入力できる場合、その入力値を要求充電量として使う。もし、ＥＶユーザは要求充電量値を入力できない場合、各充電待ちＥＶの残存量情報を取得する。充電待ちの各ＥＶ車の上限充電量から残存量を減算して要求充電量を計算する。上限充電量の例は、８０％ＳＯＣ（State Of Charge）や満充電（＝１００％ＳＯＣ）や３０分充電などである。移動予定距離によって要求充電量を設定できる。要求充電量は、例えば（３）式で表される。

要求充電量Ｅｄi＝ｍｉｎ（Ｅcapi−Ｅri，Ｄi×ＦＥi） …（３）

ここで、Ｅcapiは充電待ちのＥＶiの電池容量（ｋＷｈ）またはＥＶiの上限充電量、Ｅriは充電待ちＥＶiの電池残存量（ｋＷｈ）、Ｄiは充電待ちＥＶiの移動予定距離（ｋｍ）、ＦＥiは電費（消費エネルギー効率ｋＷｈ／ｋｍ）である。

要求充電量に応じて、充電待ちＥＶ車を二つのグループに分ける。第一グループは、各充電待ちＥＶ車の要求充電量が最大充電量(Ｅmax)より小さいグループである。第二グループは、各充電待ちＥＶの要求充電量が最大充電量(Ｅmax)より大きいか同じグループである。第一グループの剰余充電量を第二グループの充電待ちＥＶに比例的に分配する。まず、（４）式に従って剰余充電量を計算する。ＥＶwは充電待ちのＥＶ車群である。

次に、（５）式に従って、第２グループの充電待ちＥＶ車に比例的に配分して各充電待ちＥＶ車への供給充電量を計算する。

図７は充電量調整部９が行う充電量調整の一例を説明する図である。この例では、ＥＶ１，ＥＶ２，ＥＶ３，ＥＶ４の要求充電量はそれぞれ５ｋＷｈ，１０ｋＷｈ，１５ｋＷｈ，３ｋＷｈである。充電量調整部９は、充電条件決定部８が計算した最大充電量＝５ｋＷｈを用いて、ＥＶ４の剰余充電量２ｋＷｈ（＝５ｋＷｈ−３ｋＷｈ）をＥＶ２とＥＶ３に比例的に分配する。この結果、ＥＶ２には５．６７ｋＷｈが供給され、ＥＶ３には６．３３ｋＷｈが供給される。

次に、充電情報出力部１０が出力する充電情報について詳述する。

図８は充電情報出力部１０が出力するＥＶ充電情報と充電サービス情報の一例を示す図である。ＥＶ充電情報は、ＥＶId、各ＥＶの最大充電量（ｋＷｈ）、各ＥＶの充電時充電器最大出力電力（ｋＷ）、と充電時間（分）を含む。充電サービス情報は、時刻（現時点）、提供可能な最大充電量（ｋＷｈ）、最大充電時間（分）、充電待ちＥＶ台数、充電待ち時間（分）、エネルギー価格（￥／ｋＷｈ）である。

充電待ち時間の計算は、充電条件決定部８が行ってもよい。充電条件決定部８が返す最大充電時間（ＣＴm）を用いて、新着ＥＶの充電待ち時間を計算する。充電待ち時間は、例えば（６）式に従って計算される。

（６）式において、Ｎwは充電待ちＥＶ台数であり、ＣＴmiは充電待ちＥＶiの最大充電時間、ｎ_qcは充電器１８の台数、Ｎcは充電中ＥＶ、ＣＴｒiは充電中ＥＶの充電完了までの時間である。充電サービス情報を電光掲示板やカーナビに表示することによってＥＶユーザの充電行動をマニピュレイトすることも可能である。

到着予定のＥＶ車の台数は、過去の充電データ、充電予約データ、あるいはＯＤデータを用いて予測することができる。図９は過去の充電データの一例を示す図である。このデータを用いて、着目する時間内のＥＶ台数及び充電量需要を予測できる。

図１０は充電予約データの一例を示す図である。このデータを用いて、着目する時間内に到着予定のＥＶ車を抽出して、ＥＶ台数及び充電量需要を予測できる。

図１１は、インターチェインジ(IC)あるいはジャンクション(JＣＴ)からインターチェインジ(IC)あるいはジャンクションまでに移動するＥＶ台数のＯＤデ−タの例を示している。ＯＤデ−タから充電ステーションを通過するＥＶデータを計算する。

ＩＣあるいはJＣＴから充電ステーションまでの距離と他の充電ステーションの情報を用いて、充電確率を計算する。例えば、充電ステーションまでの距離は４０以上であり、充電ステーションは二ヶ所だったら、充電確率は０．５にする。充電ステーションを通過するＥＶデータあったら、着目する時間内に到着するＥＶ車の台数は、以下の（７）式に従って計算する。

ここで、ｎ_p(ｔ)とＰ_r(ｔ)はそれぞれ、時刻ｔのときに通過するＥＶ台数と充電確率である。

このように、第１の実施形態では、充電待ちＥＶ車の台数と到着予定のＥＶ車の台数とを考慮に入れて、各ＥＶ車に提供可能な予備充電量を計算するとともに、ＥＶ充電モデルを用いて各ＥＶ車の最大充電量を求め、所定の制約条件を満たした上で、できるだけ充電時間を短縮し、かつできるだけ最大充電量を多くするような充電条件を見つけるため、充電待ちのＥＶ車の台数を削減し、かつ系統電力からの供給電力の平準化を図ることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、充電待ちのＥＶ車の必須充電量の合計量が予備充電量計算部６で計算した予備充電量の合計よりも高い場合の最大充電量の計算手法に特徴を持たせたものである。

図１２は第２の実施形態に係る充電管理装置１の概略構成を示すブロック図である。図１２の充電管理装置１は、図１の構成に加えて、径路周辺情報取得部１１を備えている。この径路周辺情報取得部１１は、各ＥＶ車の走行経路情報と充電ステーションの周辺にある充電場所情報を取得する。

第２の実施形態に係る予備充電量計算部６は、径路周辺情報取得部１１が取得した情報を用いて、充電待ちＥＶ車の必須充電量を計算する。予備充電量計算部６は、充電待ちＥＶ車の走行経路が分かった場合、その走行経路に沿って目的地まで走行する間に他の充電場所があれば、その充電場所まで走行するのに必要なエネルギーを計算する。予備充電量計算部６は、その走行経路に沿って目的地まで走行する間に他の充電場所がない場合、目的地まで走行するのに必要なエネルギーを計算する。そして、予備充電量計算部６は、計算したエネルギーから充電待ちＥＶの電池残存量を減算して、充電待ちＥＶの必須充電量を計算する。もし、充電待ちＥＶの電池残存量を取得できない場合、予備充電量計算部６は、充電待ちＥＶの電池残存量を下限値、例えば、ＳＯＣの１０％であると想定する。また、充電待ちＥＶの走行経路が分からなかった（unknown）場合、予備充電量計算部６は、この充電ステーションの周辺の他の充電場所の中から一番遠い充電場所、例えば、半径２０ｋｍまで移動するのに必要なエネルギーを計算する。

その次に、予備充電量計算部６は、利用可能なエネルギーから充電待ちＥＶグループの合計必須充電量を減算して、到着予定ＥＶグループの各ＥＶの予備充電量を計算する。その後、充電条件決定部８は、充電待ちＥＶグループと到着予定ＥＶグループの各ＥＶの最大充電量、充電器最大出力電力、および最大充電時間を計算する。

図１３は第２の実施形態に係る充電条件決定部８の処理動作を示すフローチャートである。図１３は評価項目として予備充電量に最も近い最大充電量を使って充電条件決定部８の処理動作を示しているが、図５で説明したように他の評価項目を使っても良い。図１３のフローチャートを開始するにあたって、充電待ちＥＶグループの各ＥＶ車ごとに、必須充電量を変更せず、充電器１８の最大出力電力とＥＶ車の最大充電時間を計算する。また、到着予定ＥＶグループの各ＥＶ車ごとに、最大充電量、充電器最大出力電力、および最大充電時間を計算する。

充電条件決定部８はまず、充電待ちＥＶグループの各ＥＶパラメータ、例えば、充電時間変数(ＣＴi)、充電器最大出力電力変数(ＣＰi)、最大充電量(Ｅmaxi)、充電器最大出力電力(ＣＰmi)、および最大充電時間(ＣＴmi)を初期化する（ステップＳ３１）。最大充電量(Ｅmaxi)は必須充電量に設定する。

次に、到着予定ＥＶグループの各ＥＶの充電時間変数(ＣＴ)、充電器最大出力電力変数(ＣＰ)、最大充電量(Ｅmax)、充電器最大出力電力(ＣＰm)、および充電時間(ＣＴm)を初期化する（ステップＳ３２）。充電器最大出力電力変数(ＣＰ)は、ＥＶ充電モデルの充電器出力の最大値、例えば、50(kW)に初期化する。

このステップＳ３２では、ＥＶ充電モデルＭを用いて、充電器最大出力電力変数ＣＰと予備充電量Ｅpに対応する充電時間を取得して、充電時間変数(ＣＴ)に設定する。この処理は、ＣＴ←Ｍ（ＣＰ，Ｅp）で表される。充電時間変数(ＣＴ)はＥＶ充電モデルＭの充電時間の最大値、例えば、３０分に初期化しても良い。最大充電量(Ｅmax)は予備充電量Ｅpに初期化する。最大充電量(Ｅmax)や充電器最大出力電力(ＣＰm)や最大充電時間(ＣＴm)をそれぞれ０とＣＰとＣＴに初期化する。

次に、ＥＶ充電モデルＭを用いて、充電待ちグループの各ＥＶごとに、最大充電量(Ｅmaxi)と充電器最大出力電力(ＣＰmi)に応じて充電時間ＣＴiを抽出する（ステップＳ３３）。この処理は、ＣＰi←ＣＰ、ＣＴi←Ｍ（Ｅmaxi, ＣＰ）で表される。

次に、ＥＶ充電モデルを用いて、到着予定ＥＶグループの各ＥＶごとに、ＣＰとＣＴに応じて最大充電量(Ｅm)を得る（ステップＳ３４）。この処理は、Ｅm←Ｍ（ＣＰ,ＣＴ）で表される。ここでは、ＭはＥＶ充電モデルである。

次に、制約条件を満たすかどうかを確認する（ステップＳ３５）。制約条件は、例えば上述した１〜３の少なくとも一つである。

もし、制約条件を満たす場合、最大充電量(Ｅm)がＥmaxよりＥpの近い値か否かをチェックする（ステップＳ３６）。もし、ＥmがＥmaxよりもＥpに近ければ、充電待ちグループの各ＥＶのパラメータを更新する（ステップＳ３７）。この処理は、 ＣＰmi←ＣＰ、ＣＴmi←Ｍ（ＣＰ，Ｅmaxi）と表される。

次に、到着予定ＥＶグループの各ＥＶの充電器最大出力電力及び最大充電量を更新する（ステップＳ３８）。この処理は、ＣＰm←ＣＰ、Ｅmax←Ｅm、ＣＴm←ＣＴと表される。

もし、制約条件を満たさない場合、あるいは最大充電量(Ｅm)はＥpの近い値でない場合、充電時間を更新する（ステップＳ３９）。この処理は、ＣＴ←ＣＴnextと表される。ここで、ＣＴnextはＥＶ充電モデル表の次の充電時間である。

その後、充電時間変数(ＣＴ)が下限値より大きいか否かをチェックし（ステップＳ４０）、大きければステップＳ３３に戻る。ＣＴが下限値以下であれば、充電器最大出力電力変数(ＣＰ)と充電時間変数(ＣＴ)を更新する（ステップＳ４１）。この処理は、ＣＰ←ＣＰnext、ＣＴ←Ｍ（ＣＰ，Ｅp）と表される。ここで、ＣＰnextはＥＶ充電モデル表の次の充電器最大出力電力である。

次に、充電器最大出力電力変数(ＣＰ)は下限値より大きいか否かをチェックする（ステップＳ４２）。もし、大きい場合、ステップＳ３３に戻る。大きくなければ、充電待ちグループの各ＥＶの最大充電量(Ｅmaxi)、充電器最大出力電力(ＣＰmi)、充電時間(ＣＴmi)および到着予定ＥＶグループの各ＥＶの充電器最大出力電力(ＣＰm)、最大充電量(Ｅmax)、および充電時間(ＣＴm)を出力する（ステップＳ４３） 。

充電待ちＥＶの必須充電量合計は予備充電量計算部６での計算した予備充電量の合計より高い場合、最大充電量の調整は行わない。

このように、第２の実施形態では、充電待ちＥＶ車の走行経路上の充電ステーションまで走行するのに必要な必須充電量を計算し、この必須充電量を用いて予備充電量を計算する。よって、充電待ちＥＶ車が目的地まで行く間に電池切れを起こすおそれがなくなる。また、充電待ちＥＶ車からなる充電待ちグループと、到着予定のＥＶ車からなる到着予定グループとについて、充電条件決定部８が別個に処理を行って充電条件を決定するため、充電待ちグループに適した充電条件と、到着予定グループに適した充電条件とを設定できる。

上述した第１および第２の実施形態における予備充電量計算部６の処理は、充電条件決定部８が行ってもよい。この場合、図１４のブロック図に示すように、予備充電量計算部６が不要となる。

（第３の実施形態）
図３および図４では、充電時間や充電器１８の最大出力電力等の入力パラメータに基づいてＥＶ車の充電量を出力するＥＶ充電モデルの例を示したが、これらのＥＶ充電モデルに加えて、入力パラメータに基づいて定置型蓄電池１７からの必要放電量を出力する定置型蓄電池放電モデルを設けてもよい。

図１５は定置型蓄電池放電モデルの一例を示すテーブルである。図１５のテーブルは、図３と同様に、ＥＶ車の充電時間と充電器１８の最大出力電力を入力パラメータとして、定置型蓄電池１７から必要放電量を出力する。この定置型蓄電池放電モデルは、例えば、充電管理装置１内の定置型蓄電池放電モデル格納部（不図示）に設けられる。

図３や図４に示すＥＶ充電モデルに加えて、定置型蓄電池放電モデルを設けることで、定置型蓄電池１７をより効率よく利用して、各ＥＶ車の充電制御を行うことができる。

（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、複数の充電ステーションを管理する上位ＥＭＳを設けるものである。

図１６は、第１〜第３の実施形態で説明した充電管理装置１をそれぞれ内蔵する複数の充電ステーション２１と、これら充電ステーション２１を管理する上位ＥＭＳ２２とを備えた充電管理システム２３の概略構成を示すブロック図である。

上位ＥＭＳ２２は、複数の充電ステーション２１の周辺を走行している各ＥＶ車について、充電すべき充電ステーション２１を決定するとともに、決定した充電ステーション２１での充電量を管理する。

上位ＥＭＳ２２は、径路充電場所情報取得部２４と、ＥＶ情報取得部２５と、電費・走行情報取得部２６と、充電情報提供部２７と、充電誘導部２８とを備えている。

径路充電場所情報取得部２４は、道路情報や充電場所の情報を取得して記憶する。ＥＶ情報取得部２５は、充電待ちおよび到着予定のＥＶ車のＥＶ情報を取得して記憶する。電費・走行情報取得部２６は、各ＥＶ車の平均電費と走行経路情報を取得して記憶する。充電情報提供部２７は、充電情報を提供する。充電誘導部２８は、各ＥＶ車の充電場所を決定する。

複数の充電ステーション２１のそれぞれは、充電中および充電待ちのＥＶ車の情報に基づいて、提供可能な最大充電量、最大充電時間および充電器１８の最大出力電力を計算して、これらの充電情報を上位ＥＭＳ２２に伝送する。

図１７は第４の実施形態に係る上位ＥＭＳ２２の処理動作を示すフローチャートである。まず、上位ＥＭＳ２２内の充電誘導部２８は、ある充電ステーション２１に新着したＥＶ車の走行経路と電池情報を取得する（ステップＳ５１、第５取得部）。そして、充電誘導部２８は、再ＥＶ充電スケジューリングイベントを開始する（ステップＳ５２）。

充電誘導部２８は、まず、径路充電場所取得部２４からの径路・充電場所情報を用いて、新着ＥＶ車の走行経路上にある各充電ステーション２１を抽出し（ステップＳ５３、抽出部）、抽出した各充電ステーション２１までの必須充電量と到着時間を計算し（ステップＳ５４、充電条件計算部）、走行経路上にある各充電ステーション２１ＥＭＳからの充電サービス情報を取得する（ステップＳ５５、第６取得部）。

次に、新着ＥＶ車の電池残存量情報を想定あるいは取得して（ステップＳ５６、第７取得部）、充電待ち時間や電力系統に与える電気自動車の充電負荷の平準化や電欠なしで、目的地まで、一つ以上の充電ステーション２１及び充電量を決定する（ステップＳ５７、ＥＭＳ決定部）。

上位ＥＭＳ２２は、充電誘導部２８が決定した充電ステーション２１及び充電量を新着ＥＶに提供する。すべてのＥＶから充電情報を取得できないので、上位ＥＭＳ２２の充電誘導部２８は一定の間隔で各充電ステーション２１ＥＭＳから充電サービス情報を収集して、充電情報出力部１０の経由で充電情報を提供する（ステップＳ５８）。充電情報出力部１０はカーナビやインターネットやITS(Intelligent Transportation System)スポットや電光掲示板に表示する。

次に、充電ステーション２１及び充電量の決定手法を説明する。一つの充電ステーション２１を選択する場合、新着ＥＶの電池残存量情報を用いて、走行経路上にある到着可能な第一充電ステーション２１群を決定する。次に、現位置から目的地までの必須充電量を計算する。次に、下記の条件を満たす、第二充電ステーション２１群を決定する。このとき、下記の（８）式を満たすようにする。

提供可能な充電量＋新着ＥＶ電池残存量−現位置から目的地までの必須充電量＞０
…（８）

第二充電ステーション２１群を決定する際、新着ＥＶの電池残存量の上下限値を考慮しても良い。この場合、現位置から第一充電ステーション２１群の各充電ステーション２１までの必須充電量と、その充電ステーション２１から目的地までの必須充電量とを計算する。次に、下記の１と２の条件をともに満たす、第二充電ステーション２１群を決定する。

１．新着ＥＶ電池残存量−現位置から充電ステーション２１までの必須充電量≧新着ＥＶの電池残存量の下限値。
２．Ｍｉｎ（新着ＥＶの電池残存量の上限値，新着ＥＶ電池残存量-現位置から充電ステーション２１までの必須充電量＋提供可能な充電量）−充電ステーション２１から目的地までの必須充電量≧新着ＥＶの電池残存量の下限値。

最後に、第二充電ステーション２１群から充電待ち時間が一番短い充電ステーション２１を決定する。

図１８は複数の充電ステーション２１及び充電量を決定する一手法を説明する図である。候補充電ステーション２１の数が少ない場合、この手法は非常に有効である。まず、走行経路上にある充電ステーション２１の組み合わせにより、候補充電場所リストを作成する。候補充電ステーション２１がn箇所の場合、候補充電場所は２^ｎ−１になる。図１８（ａ）の例では、候補充電ステーション２１は３箇所であるため、候補充電場所の組合せは、２^３−１＝７つである。よって、図１８（ｂ）に示すように、候補充電場所リストには７つの組合せがある。図１８（ｂ）の候補充電場所リストでは、○の付いた充電ステーション２１を選択し、その充電ステーション２１で提供可能な充電量で新着ＥＶ車の充電を行うことを示している。

次に、評価関数を用いて各候補充電場所を評価する。評価関数として、充電待ち時間と、各候補充電ステーション２１及び目的地に到着時の新着ＥＶの電池残存量とを使う。ある候補充電場所として選択された各候補充電ステーション２１では、提供可能な充電量で新着ＥＶを充電する。各候補充電ステーション２１あるいは目的地に到着時の新着ＥＶの電池残存量を以下の（９）式に従って計算する。この（９）式では、候補充電ステーション２１あるいは目的地を到着場所ｉとしている。

到着場所ｉに到着時の電池残存量＝現位置で電池残存量＋Σ_ｋ・δ_ｋ×充電ステーション２１ｋでの提供可能な充電量−到着場所ｉまで必須充電量 …（９）

ここで、ｋ＝１，２，…，ｉ−１で、δｋ∈｛０，１｝であり、候補充電場所の中から充電ステーションｋが選択された場合（図１８の○）、δｋは１になる。

最後に、候補充電場所の中から、評価関数の値が良い、例えば、充電待ち時間が最低の候補充電場所を抽出する。本例では、ＣＳ１とＣＳ３が充電場所になり、ＣＳ１で８ｋＷｈとＣＳ３で７ｋＷｈを充電し、充電待ち時間は５０分になる。

候補充電ステーション２１の数が多く場合、複数充電ステーション２１及び充電量を決定するに大域的最適化手法（global optimization techniques）、例えば、遺伝的アルゴリズム(GA, Genetic Algorithm)を使っても良い。図１９は遺伝的アルゴリズムを用いて複数充電ステーション２１及び充電量を決定する例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１７のステップＳ５７の処理に対応するものである。

まず、候補充電場所を２進コード化する。候補充電場所の中に１がある場合、対応充電ステーション２１を選択し、その充電ステーション２１で提供可能な充電量で新着ＥＶの充電を行う。候補充電場所の中に0がある場合、対応充電ステーション２１で充電を行わない。
次に、ランダムに充電ステーション２１を組み合わせて、初期候補充電場所リストを作成し、評価する（ステップＳ６１）。評価関数として、充電待ち時間や目的地到に到着まで電欠可能や充電回数などを用いる。

図２０（ａ）は初期候補充電場所リストの一例を示す図である。リスト中の「１」が候補充電場所を示している。充電待ち時間が「９９９９９」は、電欠場所を過ぎた後の充電ステーションを候補充電場所として選択したことを示している。

次に、終了条件を満たすかどうかをチェックする（ステップＳ６２）。終了条件として、最大反復回数、目的地に到着時新着ＥＶの電池残存量の下限値、充電回数、充電待ち時間などを用いる。もし、終了条件を満たす場合、評価値が一番良い候補充電場所の中から選択された充電ステーション２１及び充電量を返す（ステップＳ６３）。評価値が一番良いのは、電欠なしで充電待ち時間及び充電回数が最低の場合である。

もし、終了条件を満たさない場合、前候補充電場所リストに選択や交叉や突然変異操作をＭ／２回適用して新たなＭ個の候補充電場所を生成する（ステップＳ６４）。

図２０（ｂ）は、ステップＳ６４にて、交叉及び突然変異操作を適用して新たな候補充電場所を生成する例を示す。この例に示すように、選択や交叉や突然変異の順番で操作を行う。

次に、生成した新たなＭ個の候補充電場所を以前に使った評価関数を用いて評価する（ステップＳ６５）。次に、前候補充電場所リストと新たなＭ候補充電場所の中から評価値が良いN個の候補充電場所を選択する（ステップＳ６６）。

図２０（ｃ）は評価値が良いＮ個の候補充電場所リストの一例を示す図である。解２は、図２０（ａ）よりも充電待ち時間が短いことがわかる。

その後、ステップＳ６２に戻って、終了条件を満たすかどうかを再度チェックする。

このように、第４の実施形態では、複数の充電ステーションを管理する上位ＥＭＳ２２を設けて、いずれかの充電ステーション２１に到着したＥＶ車の走行経路とＥＶ情報に基づいて、次に充電を行うべき充電ステーション２１の場所と充電量等の情報をＥＶ車に提供する。これにより、各ＥＶ車は、目的地まで走行する間に、どの充電ステーション２１で充電すればよいかを自ら検索する必要がなくなり、利便性が向上する。

上述した実施形態で説明した充電管理装置および充電管理システムの少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、充電管理装置および充電管理システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、充電管理装置および充電管理システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 充電管理装置、２ 第１取得部、３ 第２取得部、４ 第３取得部、５ 第４取得部、６ 予備充電量計算部、７ ＥＶ充電量モデル格納部、８ 充電条件決定部、９ 充電量調整部、１０ 充電情報出力部、１１ 径路周辺情報取得部、２１ 充電ステーション、２２ 上位ＥＭＳ、２３ 充電管理システム、２４ 径路充電場所情報取得部、２５ ＥＶ情報取得部、２６ 電費・走行情報取得部、２７ 充電情報提供部、２８ 充電誘導部

Claims (18)

1. 充電ステーションで各ＥＶ車を充電するのに必要なＥＶ情報を取得する第１取得部と、
   前記充電ステーションに設置される定置型蓄電池の最大出力電力を含む定置型蓄電池情報を取得する第２取得部と、
   前記充電ステーションにて各ＥＶ車の充電に利用可能な系統電力からの供給電力情報を取得する第３取得部と、
   前記充電ステーションに設置される充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得する第４取得部と、
   前記第１乃至第４取得部にて取得した各情報に基づいて、前記充電ステーションにて各ＥＶ車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算する予備充電量計算部と、
   前記充電器の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量を出力するＥＶ充電モデルを格納するＥＶ充電モデル格納部と、
   一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および前記充電器の最大出力電力がそれぞれ一定の範囲内となり、かつ各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定する充電条件決定部と、を備える充電管理装置。
2. 充電待ちの各ＥＶ車の要求充電量と電池残存量との少なくとも一方に基づいて、前記充電条件決定部にて決定された各ＥＶ車の最大充電量を調整する充電量調整部を備える請求項１に記載の充電管理装置。
3. 前記充電量調整部は、前記充電条件決定部にて決定された各ＥＶ車の最大充電量のうち、要求充電量を上回った剰余充電量を、要求充電量を上回らなかった各ＥＶ車に比例的に配分して、各ＥＶ車の最大充電量を調整する請求項２に記載の充電管理装置。
4. 前記制約条件は、各ＥＶ車が要求する要求充電時間に関する制約条件と、前記定置型蓄電池に要求する要求放電電力に関する制約条件と、前記定置型蓄電池に要求する要求放電量に関する制約条件と、各ＥＶ車の充電待ち時間に関する制約条件との少なくとも一つを含む請求項１乃至３のいずれかに記載の充電管理装置。
5. 前記ＥＶ充電モデルは、前記充電器の最大出力電力と、ＥＶ車の充電時間と、ＥＶ車の電池に関する情報と、ＥＶ車の電池残存量とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量を出力する請求項１乃至４のいずれかに記載の充電管理装置。
6. 前記充電器の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量および前記定置型蓄電池の必要放電量を出力する定置型蓄電池放電モデルを格納する定置型蓄電池放電モデル格納部を備え、
   前記充電条件決定部は、前記制約条件を満たすように、前記ＥＶ充電モデル、前記定置型蓄電池放電モデルおよび前記予備充電量に基づいて、前記充電条件を決定する請求項１乃至５のいずれかに記載の充電管理装置。
7. 前記充電条件決定部は、
   設定された前記入力パラメータに対応するＥＶ車の最大充電量を前記ＥＶ充電モデルから取得して、前記制約条件を満たすか否かをチェックする第１チェック部と、
   前記制約条件を満たす場合には、前記ＥＶ充電モデルから取得した最大充電量が事前に設定した最大充電量より前記予備充電量に近いか否かを判定する第２チェック部と、
   前記ＥＶ充電モデルから取得した最大充電量の方が前記予備充電量に近い場合には、前記入力パラメータに基づいて、ＥＶ車の最大充電量および充電時間と、前記充電器の最大出力電力とを更新するパラメータ更新部と、
   事前に設定した最大充電量の方が前記予備充電量に近い場合、または前記パラメータ更新部による更新が終了した場合に、新たに選択された入力パラメータに含まれるＥＶ車の充電時間が予め定めた第１下限値未満か否かをチェックする第３チェック部と、
   前記第１下限値未満でない場合には、前記第１チェック部のチェックを再度行い、前記第１下限値未満の場合には、前記新たに選択された入力パラメータに含まれるＥＶ車の最大充電量が予め定めた第２下限値未満か否かをチェックする第４チェック部と、を有し、
   前記第２下限値未満でない場合には、前記第１チェック部のチェックを再度行い、前記第２下限値未満の場合には、前記パラメータ更新部で最後に更新されたＥＶ車の最大充電量および充電時間と、前記充電器の最大出力電力とを含む前記充電条件を決定する請求項１乃至６のいずれかに記載の充電管理装置。
8. 前記充電条件決定部は、前記充電ステーションにて充電待ちをしている１台以上のＥＶ車を含む充電待ちグループ内の各ＥＶ車の最大充電量および充電時間と、前記充電器の最大出力電力とを決定するとともに、前記充電ステーションに到着予定の１台以上のＥＶ車を含む予測到着グループ内の各ＥＶ車の最大充電量および充電時間と、前記充電器の最大出力電力とを決定する請求項１乃至７のいずれかに記載の充電管理装置。
9. 各ＥＶ車の走行径路情報および前記充電ステーションの周辺にある充電場所情報を取得する径路周辺情報取得部を備え、
   前記予備充電計算部は、前記走行径路情報および充電場所情報に基づいて、充電待ちおよび到着予定の各ＥＶ車の必須充電量を計算し、この必須充電量を考慮に入れて、充電待ちおよび到着予定の各ＥＶ車の前記予備充電量を計算する請求項１乃至８のいずれかに記載の充電管理装置。
10. 前記予備充電計算部は、充電待ちのＥＶ車の前記充電ステーションから先の走行経路が不明な場合、前記充電ステーションの周辺にある充電場所のうち、最遠方の充電場所まで当該ＥＶ車が走行するのに必要な電力に基づいて前記必須充電量を計算する請求項９に記載の充電管理装置。
11. 前記予備充電計算部は、充電待ちのＥＶ車の電池残存量を取得できない場合、当該ＥＶ車の電池残存量が下限値であるとして前記必須充電量を計算する請求項９に記載の充電管理装置。
12. 前記予備充電計算部は、充電待ちＥＶ車の電池残存量と、ＥＶ車の車両タイプと、事前の充電予約の有無との少なくとも一つに基づいて、各ＥＶ車に重みを付けた上で前記予備充電量を計算する請求項１乃至１１のいずれかに記載の充電管理装置。
13. 新たに充電ステーションに到着したＥＶ車に対して、提供可能な最大充電量および最大充電時間を含む充電情報と、充電待ちＥＶ車の台数、充電待ち時間およびエネルギー価格の少なくとも一つを含む充電サービス情報とを提供する充電情報出力部を備える請求項１乃至１２のいずれかに記載の充電管理装置。
14. 前記充電情報出力部は、前記充電ステーションに設置される表示装置と、ＥＶ車の車内の表示部との少なくとも一方に前記充電情報を提供する請求項１３に記載の充電管理装置。
15. 前記ＥＶ情報は、充電中のＥＶ車の場合、充電終了までの残り時間および残り供給充電量の少なくとも一つを含み、充電待ちのＥＶ車の場合、ＥＶ台数、電池残存量およびＥＶタイプの少なくとも一つを含み、到着予定ＥＶ車の場合、ＥＶ台数を含む請求項１乃至１４のいずれかに記載の充電管理装置。
16. それぞれがＥＶ車の充電を行う充電器および定置型蓄電池を備えた複数の充電ステーションと、
    前記複数の充電ステーションの周辺を走行しているＥＶ車のそれぞれについて、充電すべき充電ステーションを決定するとともに、決定した充電ステーションでの充電量を管理する管理部と、を備え、
    前記複数の充電ステーションのそれぞれは、
    当該充電ステーションで各ＥＶ車を充電するのに必要なＥＶ情報を取得する第１取得部と、
    当該充電ステーションに設置される定置型蓄電池の最大出力電力を含む定置型蓄電池情報を取得する第２取得部と、
    当該充電ステーションにて各ＥＶ車の充電に利用可能な系統からの供給電力情報を取得する第３取得部と、
    前記充電ステーションに設置される充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得する第４取得部と、
    前記第１乃至第４取得部にて取得した各情報に基づいて、前記充電ステーションにて各ＥＶ車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算する予備充電量計算部と、
    前記充電器の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量または前記定置型蓄電池の必要放電量を出力するＥＶ充電モデルを格納するＥＶ充電モデル格納部と、
    一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および前記充電器の最大出力電力をそれぞれ一定の範囲内となり、かつ各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定する充電条件決定部と、を有する充電管理システム。
17. 前記管理部は、
    前記複数の充電ステーションの周辺を走行しているＥＶ車の走行経路およびＥＶ車のＥＶ情報を取得する第５取得部と、
    前記第５取得部で取得した走行経路と、前記複数の充電ステーションの場所とに基づいて、ＥＶ車の走行経路上の充電ステーションを抽出する抽出部と、
    ＥＶ車が前記抽出部で抽出した各充電ステーションまで走行するのに必要な必須充電量と走行時間とを計算する充電条件計算部と、
    前記抽出部で抽出した各充電ステーションにおける充電サービス情報を取得する第６取得部と、
    ＥＶ車の電池残存量を取得または見積もる第７取得部と、
    前記充電条件計算部で計算した必須充電量および走行時間と、前記第６取得部で取得した充電サービス情報と、前記第７取得部で取得または見積もった電池残存量と、を入力パラメータとして、所定の評価関数を用いて、ＥＶ車が充電を行うべき充電ステーションを決定するＥＭＳ決定部と、を有する請求項１６に記載の充電管理システム。
18. 充電ステーションで各ＥＶ車を充電するのに必要なＥＶ情報を取得するステップと、
    前記充電ステーションに設置される定置型蓄電池の最大出力電力を含む定置型蓄電池情報を取得するステップと、
    前記充電ステーションにて各ＥＶ車の充電に利用可能な系統電力からの供給電力情報を取得するステップと、
    前記充電ステーションに設置される充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得するステップと、
    取得した前記ＥＶ情報、前記定置型蓄電池情報、前記供給電力情報および前記充電器情報に基づいて、前記充電ステーションにて各ＥＶ車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算するステップと、
    前記充電器の最大出力電力とＥＶ車の充電時間とを入力パラメータとして、ＥＶ車の最大充電量を出力するＥＶ充電モデルを格納するステップと、
    一定の制約条件を満たした上で、各ＥＶ車の充電時間および前記充電器の最大出力電力をそれぞれ一定の範囲となり、かつ各ＥＶ車の最大充電量と前記予備充電量との差分がより小さくなる充電条件を決定するステップと、を備える充電管理方法。

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