JP2019153114A - 駐車ｅｖ充電システムおよびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、電力需要のピークカットを広域で大規模に実現する。【解決手段】 駐車場に配備した充電設備へ接続された駐車ＥＶのデータを蓄積している駐車場管理データベースと、駐車場に待機中の車両共有サービス用ＥＶのデータを蓄積しているシェアカー管理データベースと、余剰電力を発電設備から受電する受電装置と、受電量データを把握する受電量計と、受電量データ、駐車場管理データ、およびシェアカー管理データを用いて駐車ＥＶおよび車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を演算する充電振り分け量演算装置と、その振り分け量に基づいて駐車ＥＶおよび車両共有サービス用ＥＶへ充電を実行する電力振り分け充電装置と、を備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、ピークカットやピークシフトの最適化を広域で実現するために、駐車場へ駐車している電気自動車（ＥＶ）およびその充電設備を活用する技術に関する。

電力の三大供給源としては、水力、火力および原子力発電が挙げられる。火力および原子力は、運転停止と再稼働には大きなエネルギを必要とするため、一旦稼働させると非常時や定期点検の期間以外に停止させることはなく、２４時間稼働させている。
一方、発電して送電する能力は、需要量のピークに合わせて準備されている。需要のピークとなる昼間に比べると、夜間の需要量は少ない。

需要量の減少に合わせて運転を停止させて発電能力を調整可能なのは、三大供給源の中では水力発電のみである（火力発電では出力を落とすことはできるが、毎夜停止させて毎朝再稼働させる、といった運転は困難）。近年増加している太陽光発電、風力発電などの自然エネルギによる発電は天候次第なので、発電量を制御することは困難である。以上のことから、夜間は余剰電力が発生するのが常である。

余剰電力については、水力発電を実行しているダムの下流からダム湖へ揚水する揚水ポンプを稼働させるのに用いるのが、最も古くから一般化している技術である。しかし、揚水ポンプのエネルギ効率や水力発電による再発電によるエネルギ効率の問題で、最初の発電エネルギからは損失が発生する。そのため、余剰電力をどのように活用するかは、火力および原子力発電の割合が高い比率の場合には、全面解決が困難な課題である。

社会全体の電力需要のピークをずらす（ピークシフト）は、製造業などの大規模な電力の需要家に対し、製造設備の稼働時間帯をずらすことを要望したり、電力料金の細かな設定をしたりすることなどで実現を試みている。
近年は、夜間の余剰電力を蓄電し、電力消費のピーク時間帯に蓄電した電力を使用することで、ピークカットに寄与する技術がいくつか誕生している。
昼間にやってくる需要ピーク時間帯となったら蓄電した電力を使用することによって、必要とされる発電量のピークを抑制すること（ピークカット）で、ピーク時間帯に必要とされる燃料を抑制したり、発電設備の規模を軽減したりすることに繋がるからである。

ピークシフトやピークカットを実現するための技術として、たとえば、特許文献１には、以下のような技術が開示されている。
すなわち、『商用電力系統からの受電電力の基準期間におけるピーク電力を正確に抑える（ピークカットを行う）ことができる電力供給システム』である。

特許文献２には、『汎用的な蓄電システムをそのまま用いた場合でも確実にピークカットに寄与させることができる蓄電システム』が開示されている。
特許文献３には、『ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ＝電気自動車）の充電量を制御するＥＶ管理システムおよびＥＶ管理システムに用いる車載器を提供する』ことで、スマートコミュニティ全体の消費電力が供給可能電力を管理し、ピークカットやピークシフトに寄与する旨が開示されている。

特開２０１３−１４３８６６号公報 特開２０１７−４６５３７号公報 特開２０１７−７７１７６号公報

先行技術として列挙した特許文献１や特許文献２では、一つの住宅や一つの企業体など規模の小さな地域内でピークカットやピークシフトの最適化を意図した技術に留まっている。また、特許文献３では、コミュニティ全体の供給管理につなげるとしているが、スマートコミュニティの実現を前提としているため、実現が困難である。

ピークカットを大規模に実現するためには、蓄電のためのインフラストラクチャーが大規模でなければならない。たとえば、電力会社が二次電池の大規模設備を導入する、といったことが考えられる、しかし、その設備のコスト負担に加え、設備を設置するための空間の確保という問題も、実現を阻む壁となっている。

本発明が解決しようとする課題は、二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、電力需要のピークカットを広域で実現するための技術を提供することにある。

（第一の発明）
第一の発明は、電気自動車（ＥＶ）を充電して駐車できる駐車ＥＶ充電システムに係る。
その駐車ＥＶ充電システムは、充電設備へ接続されて駐車場へ配備された駐車ＥＶの充電量を含めた駐車場管理データを蓄積している駐車場管理データベースと、
充電設備へ接続されて駐車場にて待機中の車両共有サービス用ＥＶの充電量を含めたシェアカー管理データを蓄積しているシェアカー管理データベースと、
余剰電力を発電設備から受電する受電装置と、
その受電装置が受電した受電量データを把握する受電量計と、
前記の受電量データ、前記の駐車場管理データ、および前記のシェアカー管理データを用いて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を演算する充電振り分け量演算装置と、
その充電振り分け量演算装置が演算した振り分け量に基づいて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへ前記の充電設備を介して充電を実行する電力振り分け充電装置と、
を備えた駐車ＥＶ充電システムである（図２参照）。

（用語説明）
「駐車場」とは、広域に多数存在することが一般的である。駐車ＥＶと車両共有サービス用ＥＶとが同一の駐車場に駐車されていなくても良いし、同一の駐車場の敷地内に駐車ＥＶと車両共有サービス用ＥＶとが混在していても良い。
「電気自動車」は、繰り返しの充放電が可能な二次電池を搭載した自動車であり、二次電池と液体燃料による内燃機関とを併せ持ついわゆるハイブリッド車も含む。また、液体燃料を改質することで電気を作り出して二次電池へ蓄電して走行する、いわゆる燃料電池を搭載した燃料電池車も含む。

「車両共有サービス」とは、カーシェアリング事業およびレンタカー事業を含む。
本発明に係る「駐車ＥＶ充電システム」は、駐車場の提供サービスおよび車両共有サービスの運営者が管理運営するのが一般的である。

「余剰電力」とは、火力発電所や原子力発電所において、主に夜間発生するが、これに限られるものではない。たとえば、暖房も冷房も使われない季節（より具体的には、関東地方の５月や１０月あたりの晴天時の休日など）に、日中、太陽光発電や風力発電の設備においても、余剰電力は発生するので、それらをも含む。

（作用）
駐車場に配備した充電設備へ接続された駐車ＥＶの充電量を含めた駐車場管理データを、駐車場管理データベースが蓄積している。また、駐車場に配備した充電設備へ接続された待機中の車両共有サービス用ＥＶの充電量を含めたシェアカー管理データを、シェアカー管理データベースが蓄積している。
余剰電力を発電設備から受電装置が受電する。その受電装置が受電した受電量データを受電量計が把握する。前記の受電量データ、前記の駐車場管理データ、および前記のシェアカー管理データを用いて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を、充電振り分け量演算装置が演算する。
その充電振り分け量演算装置が演算した振り分け量に基づいて、電力振り分け充電装置は、前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへ前記の駐車場に配備した充電設備を介して、充電を実行する。

発電設備においては、余剰電力を受電装置へ送電すれば、駐車ＥＶ充電システムにおいて、駐車ＥＶおよび車両共有サービス用ＥＶの充電へ振り分けることができる。したがって、ピークカットを実現させる目的での余剰電力の蓄積のために、新たな二次電池の大規模設備もその設備を設置する場所も必要はない。
車両共有サービス用ＥＶの充電が完了する時間帯が発電設備における発電量のピークの時間帯であれば、そのピーク時間帯に、それらの駐車ＥＶおよび車両共有サービス用ＥＶへの充電は必要なく、結果としてピークカットに寄与する（図４参照）。

（第一の発明のバリエーション１）
第一の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、駐車場に配備した充電設備へ接続されて充電が可能な電気自動車であって、電力の需要家に対して送電が可能な充電カーと、
その充電カーの充電量に関する充電カーデータを蓄積している充電カー管理データベースと、を備える。
前記の充電振り分け量演算装置は、前記の充電カー管理データをも用いて充電カーへの充電量の振り分け量をも演算することとし、
前記の電力振り分け充電装置は、充電カーへも充電を実行することとする。

（用語説明）
「充電カー」とは、二次電池（代表的にはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池などであるが、全固体電池なども含む）を搭載し、自らが走行可能であり、且つ送電が可能であり、所定の場所へ移動して電力需要家へ送電（または給電）することも可能な自動車である。液体燃料による内燃機関を併せ持ついわゆるハイブリッド車も含む。自動運転レベル２以上の自動運転車両をも含む。また、液体燃料を改質することで電気を作り出して二次電池へ蓄電して走行する、いわゆる燃料電池を搭載した燃料電池車も含む。
なお、「充電カー」をシェアＥＶと概念的に分けているが、カーシェアリングとして予約が入っていないシェアＥＶは、充電カーとして機能させることができる。

なお、本明細書や図面において、「送電」は、送電線を用いて電力を供給する（送る）ことであり、「給電」は、送電線（送電網）を用いずに電力を供給する（送る）ことを意味する。送電線の使用が許諾されないような事態（やそうした事態となる契約状態）、送電線の使用ができないような事態（例えば自然災害時）などにも、電力の供給が可能となる。

（作用）
発電設備においては、余剰電力を受電装置へ送電すれば、駐車ＥＶ充電システムにおいて、駐車ＥＶ、車両共有サービス用ＥＶに加えて充電カーの充電へも振り分けることができる。ピークカットへの寄与に対して、新たな二次電池の大規模設備を導入する必要はない。
充電が完了する時間帯が発電設備における発電量のピークの時間帯であれば、そのピーク時間帯に、それらの駐車ＥＶ、車両共有サービス用ＥＶおよび充電カーへの充電は必要ない。加えて、発電量のピークの時間帯に、充電カーへ蓄電された電力を放電する（電力需要に供する）ことで、ピークカットに寄与する（図４参照）。

（第一の発明のバリエーション２）
第一の発明におけるバリエーション１は、以下のように形成すると、より好ましい。
すなわち、前記の充電カーが前記の需要家に対して送電または給電した送電量データを蓄積する充電カー管理データベースと、
その充電カー管理データベースへ蓄積された送電量データを用いて需要家への電気料金を演算する電気料金演算装置、とを備えることとするのである（図８参照）。

（作用）
充電カーが前記の需要家に対して送電または給電した送電量データを、充電カー管理データベースが蓄積する。その充電カー管理データベースへ蓄積された送電量データを用いて、電気料金演算装置が需要家への電気料金を演算する。
演算された電気料金は、駐車場運営者が需要家へ任意の手段で請求することとなり、需要家は、任意の手段でその電気料金を駐車場運営者へ送金する。電力需要家としては、電気料金の支払いについて選択肢が増える。

（第一の発明のバリエーション３）
第一の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、前記の駐車ＥＶの駐車時間を含む駐車データを蓄積する駐車場管理データベースと、
その駐車場管理データベースへ蓄積された駐車データおよび前記の電力振り分け充電装置が駐車ＥＶへ充電した充電量データを用いて駐車料金を演算する駐車料金演算装置と、を備えることとするのである（図８参照）。

（作用）
前記の駐車ＥＶの駐車時間を含む駐車データを、駐車場管理データベースが蓄積する。 その駐車場管理データベースへ蓄積された駐車データおよび前記の電力振り分け充電装置が駐車ＥＶへ充電した充電量データを用いて、駐車料金演算装置が駐車料金を演算する。
演算された駐車料金は、駐車場運営者が駐車ＥＶに係る駐車場ユーザへ任意の手段で請求することとなり、駐車場ユーザは、任意の手段でその駐車料金を駐車場運営者へ送金する。

（第一の発明のバリエーション４）
第一の発明は、前記の充電振り分け量演算装置は、電力需要予測データをも用いて充電量の振り分け量を演算することとすると、より好ましい（図１０参照）。
電力需要予測データは、電力需要予測データを作成している専用のサーバ（電力需要予測サーバ）から通信回線を介して入手することが一般的である。しかし、本願発明はそれに限られるものではなく、たとえば独自に電力需要予測を実行することを妨げない。

（作用）
充電振り分け量演算装置が電力需要予測データをも用いて充電量の振り分け量を演算するので、翌日以降に使うであろう充電量を合理的に配分できる。たとえば、電力需要予測データによって翌日の電力需要が逼迫しそうであると予測された場合には、駐車ＥＶへの充電を抑えつつ、充電カーへの充電量を増やす、などの運用が可能となる。

（第一の発明のバリエーション５）
第一の発明は、電力の需要家に対する電力供給サービスとして、以下のように形成することもできる。
すなわち、電力の需要家に係る所定の装置から電力の需要量およびその時間帯を含む要望データを受信する要望データ受信手段と、
その要望データ受信手段が受信した要望データを蓄積する需要家管理データベースと、
前記の要望データおよび前記の充電カー管理データを用いて要望量の電力をどのように確保するかについての要望量振り分けデータを演算する要望量確保演算装置と、
を備え、
その要望量確保演算装置が演算した要望量振り分けデータを電力の需要家に係るデータに紐付けて前記の充電カー管理データベースへ蓄積させ、要望データに係る時間帯の送電を実行させるのである。

（作用）
電力の需要家に係る所定の装置から電力の需要量およびその時間帯を含む要望データを、要望データ受信手段が受信する。受信した要望データは、需要家管理データベースへ蓄積する。そして、要望データおよび充電カー管理データを用いて、要望量の電力をどのように確保するかについての要望量振り分けデータを、要望量確保演算装置が演算する（需要家の要望する電力量（要望量）の全てを、本発明に係る駐車ＥＶ充電システムが賄えるとは限らない）。
演算した要望量振り分けデータを電力の需要家に係るデータに紐付け、充電カー管理データベースへ蓄積する。そして、送電を実行することで、需要家からの要望に対応する。

（第一の発明のバリエーション６）
前述のバリエーション５は、電力の需要家に対する電力供給サービスとして、以下のように形成することもできる。
すなわち、前記の電力需要予測データをも用いて要望量振り分けデータを演算することとすると、より好ましい。

（作用）
電力需要予測データをも用いて要望量振り分けデータを演算すると、要望データが翌日に需要家が実際に必要とする電力量とは異なる可能性がある。需要家と本願に係る駐車ＥＶ充電システムの運営者との契約内容などによって異なるであろうが、たとえばその需要家に対して準備する電力量を、余分に確保することで需要家に対する電力供給サービスの質を向上させることとする、といった対応が可能となる。

（第二の発明）
第二の発明は、充電設備へ接続されて駐車場へ配備された駐車ＥＶの充電量を含めた駐車場管理データを蓄積している駐車場管理データベースと、充電設備へ接続されて駐車場にて待機中の車両共有サービス用ＥＶの充電量を含めたシェアカー管理データを蓄積しているシェアカー管理データベースと、余剰電力を発電設備から受電する受電装置と、その受電装置が受電した受電量データを把握する受電量計と、を備えた駐車ＥＶ充電システムに組み込まれたコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＡＭ、記憶装置などを含む）を制御するコンピュータプログラムに係る。
その駐車ＥＶ充電システムを制御用コンピュータプログラムは、
前記の受電量計が把握した受電量データ、前記の駐車場管理データ、および前記のシェアカー管理データを用いて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を演算する充電振り分け量演算手順と、
その充電振り分け量演算手順にて演算した振り分け量に基づいて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへ前記の駐車場に配備した充電設備を介して充電を実行する電力振り分け充電手順と、
を駐車ＥＶ充電システムに実行させるものである。

（第二の発明のバリエーション１）
前記の駐車ＥＶ充電システムに駐車場に配備した充電設備へ接続されて充電が可能な電気自動車であって、電力の需要家に対して送電が可能な充電カーと、その充電カーの充電量に関する充電カーデータを蓄積している充電カー管理データベースと、を備えた場合、
第二の発明に係るコンピュータプログラムは、以下のようにすることも可能である。
すなわち、前記の電力振り分け充電手順においては、前記の充電カー管理データをも用いて充電カーへの充電量の振り分け量をも演算することとし、
前記の電力振り分け充電手順においては、充電カーへも充電を実行することとするのである。

（第二の発明のバリエーション２）
前記のバリエーション１は、以下のようにすると、より好ましい。
すなわち、前記の充電カーが前記の需要家に対して送電または給電した送電量データを充電カー管理データベースへ蓄積する送電量データ蓄積手順と、
前記の充電カー管理データベースへ蓄積された送電量データを用いて需要家への電気料金を演算する電気料金演算手順と、
を前記の駐車ＥＶ充電システムに実行させることとするのである。

（第二の発明のバリエーション３）
第二の発明は、以下のようにすることもできる。
すなわち、前記の駐車ＥＶの駐車時間を含む駐車データを駐車場管理データベースへ蓄積する駐車データ蓄積手順と、
前記の駐車場管理データベースへ蓄積された駐車データおよび前記の電力振り分け充電手順にて駐車ＥＶへ充電した充電量データを用いて駐車料金を演算する駐車料金演算手順と、を前記の駐車ＥＶ充電システムに実行させるのである。

（第二の発明のバリエーション４）
第二の発明は、以下のようにすることもできる。
すなわち、電力需要予測データを受信する電力需要予測データ受信手順を実行するとともに、
前記の充電振り分け量演算手順においては、電力需要予測データをも用いて充電量の振り分け量を演算することしてもよい。

（第二の発明のバリエーション５）
第二の発明は、以下のようにすることもできる。
すなわち、電力の需要家に係る所定の装置から電力の需要量およびその時間帯を含む要望データを受信する要望データ受信手順と、
その要望データ受信手順にて受信した要望データを需要家管理データベースへ蓄積する需要家管理データ蓄積手順と、
前記の要望データおよび前記の充電カー管理データを用いて要望量の電力をどのように確保するかについての要望量振り分けデータを演算する要望量確保演算手順と、
その演算した要望量振り分けデータを電力の需要家に係るデータに紐付けて前記の充電カー管理データベースへ蓄積させ、翌日の送電を実行させる送電手順と、
を駐車ＥＶ充電システムに実行させることとしてもよい。

（第二の発明のバリエーション６）
前述のバリエーション５は、前記の要望量確保演算手順においては、前記の電力需要予測データをも用いて要望量振り分けデータを演算することとすると、より好ましい。

（第二の発明を提供する形態）
第二の発明に係るコンピュータプログラムは、記憶装置や記録媒体へ記憶させて提供することもできる。また、第二の発明に係るコンピュータプログラムを予めインストールしたコンピュータから、通信回線を通じて別のコンピュータへ送信することで提供することもできる。

第一の発明によれば、二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、電力需要のピークカットを広域で実現するための駐車ＥＶ充電システムを提供することができた。
第二の発明によれば、二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、電力需要のピークカットを広域で実現するための駐車ＥＶ充電システムを制御するコンピュータプログラムを提供することができた。

本発明の第一の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムの全体を示す概略説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムにおける一部を簡略化したハードウェア構成図である。 本発明の第二の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムにおけるハードウェア構成図である。 本発明の作用効果を示す概念図である。 本発明の第二の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムの作動を示すフローチャートである。 本発明の導入前と導入後とにおける電力会社、駐車場運営者、駐車場利用者に係る駐車ＥＶの関係を示す概念図である。 本発明の導入前と導入後とにおける電力会社、駐車場運営者、電力需要家の関係を示す概念図である。 駐車ＥＶに係る駐車場ユーザと駐車場運営者と電力会社との間でやり取りされる電力およびお金の流れを示す概念図である。 駐車ＥＶに係る駐車場ユーザと駐車場運営者と電力会社との間でやり取りされる電力およびお金の流れを示す概念図であって、図８のバリエーションである。 本発明の第三の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムにおけるハードウェア構成図である。 本発明の第三の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムと需要家との関係を示すハードウェア構成図である。 本発明の第四の実施形態を説明するための概念図である。 本発明の第四の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムと電力需要家との関係を示すハードウェア構成図である。 本発明の第四の実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムのバリエーションを示すハードウェア構成図である。

以下、本発明の実施形態について、図面（図１から図１４）を参照して説明する。
本実施形態に係る駐車ＥＶ充電システムは、図１に示すように、電力を使用する電力需要家と、発電して電力需要家へ送電する電力会社と、電力会社が発電して余った余剰電力（主に夜間に発生）を引き受け、駐車場に駐車する電気自動車（ＥＶ）への充電を実行する駐車場運営者との関係で成り立つ。

「駐車場運営者」とは、駐車場を経営する駐車場オーナーから駐車場の管理運営を委託された駐車場事業者であり、駐車場の提供事業とともに駐車場の車室を用いた車両共有サービス（以下の説明では、カーシェアリングを例とするが、レンタカーでも良い）の事業者でもある。
「電力会社」とは、発電や送電を手掛ける専門の公企業である「ＸＸ電力株式会社」のみならず、発電や送電の自由化に伴って事業化されたいわゆる「新電力」の組織も含む。

図１では、発電設備を備えた電力会社の余剰電力を、駐車場運営者に係る電気自動車の駐車設備が引き受ける（電力会社が送電し、駐車設備が受電する）。そして、その駐車設備のある駐車場を利用して電気自動車を駐車していた電気自動車（駐車ＥＶ）、カーシェアリングに用いる電気自動車（シェアＥＶ）、および大型の二次電池を搭載した充電カーへ、前記の駐車設備から充電を実行する。
なお、本願発明では、駐車場に電気自動車のための充電設備が配備されている場合の他、図示を省略するが「発電・蓄電設備」と駐車設備が物理的に異なる空間に存在する場合も含むことを意図している。

充電カーへ蓄電された電力は、電力需要のピーク時間帯などに、電力需要家または電力会社へ送電する、あるいは電力需要家のところへ移動させて給電をする。人工知能の技術を活用したいわゆるロボットカーが充電カーやシェアＥＶに採用されたら、自律的に電力需要家のところへ移動しての給電も可能となる。

（図２）
図２では、図１において「電気自動車の駐車設備」と示していた部分のハードウェア機能を、詳細に説明したブロック図である。駐車場運営者に係る駐車ＥＶ充電システムとして、以下説明する。
駐車ＥＶ充電システムは、駐車場運営者による運営対象となっている多数の駐車場をインフラとして、駐車場の提供サービス、会員制のカーシェアリングサービス、および余剰電力を活用して送電などを実行する電力提供サービスを実行している。

電力会社に係る発電設備から、余剰電力を引き受けるのが受電装置であり、その受電装置が受電した電力量（受電量データ）を計測するのが受電量計である。
受電量計が計測した受電量データは、充電振り分け量演算装置によって、振り分け割合が演算される。その振り分け割合を決定する根拠となるデータは、駐車場管理データベース、シェアカー管理データベース、および充電カー管理データベースに蓄積されたデータに基づく。

駐車場管理データベースとは、駐車場における車室の満空、予約状況、運用実績、電気自動車用充電プラグのＯＮ／ＯＦＦ、前記プラグに差し込まれた駐車ＥＶの充電量などをタイムリーにデータ収集をして蓄積しているデータベースである。

シェアカー管理データベースとは、カーシェアリング車両（シェアカー）の予約状況、シェアカーに搭載されたＧＰＳからのデータ受信による現在位置データ、電気自動車であるシェアカー（シェアＥＶ）による電気自動車用充電プラグのＯＮ／ＯＦＦ、前記プラグに差し込まれたシェアＥＶの充電量などをタイムリーにデータ収集をして蓄積しているデータベースである。

充電カー管理データベースとは、充電カーの現在位置データ、充電カーによる電気自動車用充電プラグのＯＮ／ＯＦＦ、前記プラグに差し込まれた充電カーの充電量などをタイムリーにデータ収集をして蓄積しているデータベースである。

充電振り分け量演算装置によって演算された振り分け割合に基づき、各駐車場における多数の充電装置から、駐車ＥＶ、シェアＥＶ、充電カーへの充電がなされる。充電量については、駐車場管理データベース、シェアカー管理データベース、および充電カー管理データベースへ蓄積される。

充電カーへ充電された電気は、電力需要のピーク時間帯などに、電力需要家（または電力会社）へ送電する。これを広域および大規模に実行することで、夜間の余剰電力の有効活用と発電量のピークカットとを実現し、電力会社の設備負担の軽減、それに伴う電力料金の引き下げにつながる。

（図３）
図３は、多数の駐車場において、多数の駐車ＥＶ、多数のシェアＥＶを、駐車ＥＶ充電システムが管理していることを示すための概念図である。充電カーについては、図のスペース都合で省略している。

駐車場管理データベースには、駐車場毎に駐車ＥＶが何台駐車しており、それぞれの駐車ＥＶの充電率がどの程度であるか、などのデータが蓄積されている。たとえば、駐車場Ａには、駐車ＥＶが２台駐車されており、駐車ＥＶ＿Ｆについては充電率４０％、駐車ＥＶ＿Ｇについては充電率８０％、といったデータが蓄積されている。

シェアカー管理データベースには、シェアＥＶ＿Ｌの駐車場所が駐車場Ａであり、現在の充電率が３０％である、といったデータが蓄積されている。

発電設備から給電された駐車ＥＶ充電システムが受電した受電量が、全てのＥＶを満充電とするまでに至らない、といった場合には、たとえば８０％以上の充電率の車両へは充電しない、といった振り分け割合を充電振り分け量演算装置が演算する。

（図４）
図４は、本発明に係る駐車ＥＶ充電システムを導入する前後において、電力の需要量および発電設備による発電量を縦軸に、時刻を横軸に示したものである。
電力の需要量は昼間が大きく、夜間は下がる。発電設備による発電量は、需要のピークを数パーセント以上は上回るように制御されている。換言すれば、発電設備は、需要のピークを上回る発電能力が可能であるように、電力会社が準備しなければならない。

夜間には、発電量が需要量を大きく上回るので、その余剰電力を充電カーへ給電する。（図４上における三角形のハッチングで図示した部分が、給電量を示す。そして、充電カーへ充電された電力をピーク時間帯に放電することで、発電設備による発電量のピークを抑制する。電力需要家や電力会社へ給電、図４下における台形のハッチングで図示した部分が、充電カーから充当されてピークを抑制した放電量を示す。

（図５）
図５は、図２や図３で示した充電振り分け量演算装置が、どのようなステップで駐車ＥＶ、シェアＥＶ、充電カーへの充電を実行するのか、のステップ例を示すフローチャートである。
駐車場へ駐車している電気自動車（駐車ＥＶ）の充電量データを取得する（Ｓ１）。また、待機中（使用されていない）シェアＥＶの充電量データを取得する（Ｓ２）。

発電設備から余剰電力を受電し、受電量を把握する（Ｓ３）。充電割合を演算し、駐車ＥＶ、シェアＥＶへの充電を開始する（Ｓ４）。
駐車ＥＶについては、いつまで駐車するかを把握できない場合があるが、シェアＥＶはカーシェアリングサービスにおいて会員による予約制として運営されているので、次の可動までにどのくらいの時間があるのかを把握できる。そのため、充電できる時間を逆算し、充電すべき量を算出することが可能である。

駐車ＥＶ、シェアＥＶへ充電する電力量が余剰電力量として受電した電力量を上回るか否かを判断し（Ｓ５）、上回る場合には充電カーへの充電を開始する（Ｓ６）。
なお、充電カーに対する充電量は、翌日の電力需要予測（図１０などを用いて後述）などに基づいて増減させるなど、より合理的な運用が可能である。

（図６）
図６は、本発明に係る駐車ＥＶ充電システムを導入する前後における、駐車ＥＶに係る駐車場利用者、駐車ＥＶ充電システムを運営する駐車場運営者、および電力会社の関係を示す相関図である。
駐車ＥＶ充電システムを導入する前は、電気自動車の持ち主は自宅で充電し、その充電に係った電気料金を電力会社へ支払っていた。そして、駐車場を利用した場合には、駐車場運営者に対して駐車場の提供の対価として駐車料金を支払っていた。

駐車ＥＶ充電システムを導入した後においては、電力会社は駐車場運営者に対して余剰電力を提供し、且つ余剰電力の「引き受け対価」を支払う。駐車場運営者は、引き受けた余剰電力を、駐車場に完備した充電設備を介して駐車場を利用する駐車ＥＶへ給電する。駐車ＥＶの持ち主は、余剰電力を引き受けた時間帯（主に夜間）に駐車場を利用すると、充電をしてもらうことができる。
前記の「引き受け対価」を原資として、駐車場運営者は駐車料金を割り引いたり（無償化が可能であれば無償化したり）、会員へのポイント還元をしたりすることで、夜間の駐車場利用を促進することができる。

（図７）
図７は、本発明に係る駐車ＥＶ充電システムを導入する前後の電気料金について、電力会社、電力需要家、および駐車場運営者の関係を示す相関図である。
駐車ＥＶ充電システムを導入する前には、夜間の余剰電力は、水力発電に用いた水をダムへ戻すためのポンプ稼働（揚水）に充当していた。電力需要家は、電力を使い、その対価を電気料金として支払っていた。

駐車ＥＶ充電システムを導入した後は、電力会社の余剰電力を駐車ＥＶ充電システムの充電カーへ充電することに使い、電力需要のピーク時間帯には、電力会社から提供される電力のみならず、電力需要家へ充電カーから電力を供給する。電力需要家は、駐車場運営者にも電力料金を支払う。
電力会社としては、発電量のピークカットが実現できるので、発電にかかる燃料費を抑制できたり、発電設備への投資額を抑制できたりする。ここで抑制できた金額を原資として、余剰電力の引受先である駐車場運営者に対して引き受け対価を提供できるのである。

なお、駐車場運営者が電力需要家に対して、ピーク時間帯に電力を直接提供する場合の他、電力会社を介して提供する場合もある。

（図８）
図８は、図６および図７に示した電力会社および駐車場運営者が提供するサービスに対する対価の関係を、ハードウェア構成とともに説明している。
駐車ＥＶに対しては、充電を実行することの他に、充電量データとともに駐車時間などのデータを駐車場管理データベースが蓄積する。そして、駐車料金演算手段が、駐車時間や充電量データに基づいて駐車料金を算出し、駐車ＥＶの持ち主に対して料金を請求する。

充電カーに対しては、電力需要家に対して送電を実施した場合に、その送電量データを充電カー管理データベースへ蓄積し、その送電量データに基づいて電気料金演算装置が電力料金を演算し、電力需要家に対して料金請求をする。

（図９）
図９は、図８のバリエーションである。
駐車場の利用者に対して、予め会員登録をしてもらい、会員の属性データに加えて駐車料金の支払い手段などのデータを駐車会員データベースへ蓄積しておく。これによって、駐車料金演算装置が演算した駐車料金も駐車会員データベースへ蓄積し、精算手続きに用いる。

電力需要家に対しても、需要家の属性データや電力料金支払い手段などのデータを需要家管理データベースへ蓄積しておく。そして、電力料金演算装置が演算した電力料金を需要家管理データベースへ蓄積し、精算手続きに用いる。

（図１０）
図１０は、図２や図３に示した実施形態のバリエーションであり、充電振り分け量演算装置において、電力の需要予測データを用いることとしている実施形態である。
この実施形態では、電力の需要予測データは、電力需要予測サーバから提供されるものを用いることとしている。

電力需要予測サーバには、天候や気温などのデータを含む過去の電力需要についての様々なデータを蓄積した過去需要データベースや、細かな地域ごとの天気予報に関するデータを随時更新する天気予報データベースなどを備える。そして、それらの過去需要データや天気予報データに基づいて電力需要予測演算装置が電力の需要予測データを算出する。

算出された需要予測データを用いて、駐車ＥＶ充電システムにおいては、充電カーに必要な充電量を演算したり、その必要量以外をシェアカーや駐車ＥＶへ提供できる電力量を演算し、振り分け割合を決定したりする。

（図１１）
図１１は、図１０に示した充電対象を、充電カーに絞って説明することで、電力需要家との関係までを示している。
充電カー管理データベースにおける充電カーの充電率のデータや、需要予測データを用いて充電カーへの充電を実行する。
充電された充電カーは、翌日の需要ピーク時間帯などにおいて電力需要家へ送電し、送電量データを充電カー管理データベースへ送信する。

（図１２）
図１２は、充電カーや予約の入っていないシェアＥＶに充電した電力を、送電網を使わずに電力需要家へ供給する場合について説明している。
電力需要家が欲している電力量が、その需要家まで電力供給をしている送電線網の圏内にある駐車場に配備されている充電カーや予約の入っていないシェアＥＶでは賄えないような事態が発生したとする。たとえば、自然災害の発生時である。

図１２の上段では、電力需要家まで電力供給をしている送電線網の圏内にある駐車場は、駐車場Ａのみであり、駐車場Ｂ，Ｃは、送電線網を使っての電力供給が実行できない事態となったことを図示している。
図１２の下段では、駐車場Ｂ，Ｃに配備されている充電カーや予約の入っていないシェアＥＶを電力需要家のところまで移動させ、給電することを図示している。
こうした移動は、レベル４に達した自動運転車であれば、自動で実行できる可能性が高い。

（図１３）
図１３は、図１２の下段に説明した状態を実現するためのハードウェア構成を示したものである。
図１３の上段に示すように、まず、直近（たとえば翌日のピーク時間帯であるが、夜明け前や当日の朝方までであれば、「当日の午後」でも間に合う場合もある）に必要とする需要量およびその時間帯を含む要望データを、電力需要家から要望データ受信手段が受信する。受信した要望データは、需要家管理データベースへ蓄積する。そして、要望量を確保するために、どのくらいの充電カーが必要なのかを、充電カー管理データベースへアクセスし、蓄電量データなどを収集する。そして、要望量確保演算手段が要望量を確保するための要望量振り分けデータを演算する。

図示を省略するが、予約の入っていないシェアＥＶをも確保する必要がある場合には、シェアカー管理データベースへもアクセスする。
なお、要望量確保演算手段では、要望量が過去の平均値から著しく異なっていたり、適正ではないと判断されたりする場合には、過去の要望データを考慮する場合もある。

図１３の下段に示すように、要望量確保演算手段が演算した要望量を確保するための要望量振り分けデータを、充電カー管理データベースやシェアカー管理データベースへ送信する。そして、移動しての給電が必要な充電カーやシェアＥＶには、移動場所の位置データを含んだ給電用データを送信する。そして、移動不要の充電カーからの送電とともに、移動が必要な充電カーやシェアＥＶを移動させ、要望量（要望量に達しない場合もあるが）の電力を電力需要家へ供給するのである。

（図１４）
図１４は、図１１，１２の説明でも用いた電力需要予測サーバからの需要予測データを活用することで、電力需要家からの需要量の要望データを予め提案したり、修正したりする場合のバリエーションを示している。

駐車ＥＶ充電システムにおいては、需要予測データを活用するため、需要予測データ受信手段が受信した需要予測データと、需要家管理データベースへ蓄積された過去の需要家への給電量データとを用いて、需要家ごとに、需要予測量を演算する需要予測量演算装置を備える。
そこで演算した需要予測量を、電力需要家へ送信し、需要予測量受信手段が受信する。そして、その需要予測量を用いて、電力需要家は需要量の要望データを決定し、駐車ＥＶ充電システムへ送信するのである。

この実施形態によれば、電力需要家が需要量を自ら要望データとして作成する前に、需要予測量を受信して参考にすることができる。

前述してきた実施形態によれば、二次電池の大規模設備を新たに導入することなく、電力需要のピークカットを広域で実現するための駐車ＥＶ充電システムを提供することができる。

なお、前述してきた実施形態において「充電カー」をシェアＥＶと概念的に分けていたが、カーシェアリングとして予約が入っていないシェアＥＶは、充電カーとして機能させることができる。したがって、駐車場運営者は、シェアＥＶをこれまでよりも多く準備し、カーシェアリングとして使われないシェアカーを「充電カー」として併用することも可能である。

本発明は、電力供給サービスを実行する電力事業、電力供給の制御のためにデータ収集などを実行するデータサービス業、電力供給設備を製造する製造業、駐車場の運営管理をする駐車場管理サービス業、など、幅広い範囲において利用可能性を有する。

Claims (14)

1. 充電設備へ接続されて駐車場へ配備された駐車ＥＶの充電量を含めた駐車場管理データを蓄積している駐車場管理データベースと、
   充電設備へ接続されて駐車場にて待機中の車両共有サービス用ＥＶの充電量を含めたシェアカー管理データを蓄積しているシェアカー管理データベースと、
   余剰電力を発電設備から受電する受電装置と、
   その受電装置が受電した受電量データを把握する受電量計と、
   前記の受電量データ、前記の駐車場管理データ、および前記のシェアカー管理データを用いて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を演算する充電振り分け量演算装置と、
   その充電振り分け量演算装置が演算した振り分け量に基づいて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへ前記の充電設備を介して充電を実行する電力振り分け充電装置と、
   を備えた駐車ＥＶ充電システム。
2. 充電設備へ接続されて充電が可能な電気自動車であって、電力の需要家に対して送電が可能な充電カーと、
   その充電カーの充電量に関する充電カーデータを蓄積する充電カー管理データベースと、を備え、
   前記の充電振り分け量演算装置は、前記の充電カー管理データをも用いて充電カーへの充電量の振り分け量をも演算することとし、
   前記の電力振り分け充電装置は、充電カーへも充電を実行することとした
   請求項１に記載の駐車ＥＶ充電システム。
3. 前記の充電カーが前記の需要家に対して送電または給電した送電量データを蓄積する充電カー管理データベースと、
   その充電カー管理データベースへ蓄積された送電量データを用いて需要家への電気料金を演算する電気料金演算装置と、
   を備えた請求項２に記載の駐車ＥＶ充電システム。
4. 前記の駐車ＥＶの駐車時間を含む駐車データを蓄積する駐車場管理データベースと、
   その駐車場管理データベースへ蓄積された駐車データおよび前記の電力振り分け充電装置が駐車ＥＶへ充電した充電量データを用いて駐車料金を演算する駐車料金演算装置と、
   を備えた請求項１から請求項３に記載の駐車ＥＶ充電システム。
5. 前記の充電振り分け量演算装置は、電力需要予測データをも用いて充電量の振り分け量を演算することとした
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の駐車ＥＶ充電システム。
6. 電力の需要家に係る所定の装置から電力の需要量およびその時間帯を含む要望データを受信する要望データ受信手段と、
   その要望データ受信手段が受信した要望データを蓄積する需要家管理データベースと、
   前記の要望データおよび前記の充電カー管理データを用いて要望量の電力をどのように確保するかについての要望量振り分けデータを演算する要望量確保演算装置と、
   を備え、
   その要望量確保演算装置が演算した要望量振り分けデータを電力の需要家に係るデータに紐付けて前記の充電カー管理データベースへ蓄積させ、翌日の送電を実行させることとした請求項１から請求項５のいずれかに記載の駐車ＥＶ充電システム。
7. 前記の要望量確保演算装置は、前記の電力需要予測データをも用いて要望量振り分けデータを演算することとした請求項６に記載の駐車ＥＶ充電システム。
8. 充電設備へ接続されて駐車場へ配備された駐車ＥＶの充電量を含めた駐車場管理データを蓄積している駐車場管理データベースと、
   充電設備へ接続されて駐車場にて待機中の車両共有サービス用ＥＶの充電量を含めたシェアカー管理データを蓄積しているシェアカー管理データベースと、
   余剰電力を発電設備から受電する受電装置と、
   その受電装置が受電した受電量データを把握する受電量計と、
   を備えた駐車ＥＶ充電システムを制御するコンピュータプログラム であって、
   前記の受電量計が把握した受電量データ、前記の駐車場管理データ、および前記のシェアカー管理データを用いて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへの充電量の振り分け量を演算する充電振り分け量演算手順と、
   その充電振り分け量演算手順にて演算した振り分け量に基づいて前記の駐車ＥＶおよび前記の車両共有サービス用ＥＶへ前記の駐車場に配備した充電設備を介して充電を実行する電力振り分け充電手順と、
   を駐車ＥＶ充電システムに実行させるためのコンピュータプログラム。
9. 前記の駐車ＥＶ充電システムには、駐車場に配備した充電設備へ接続されて充電が可能な電気自動車であって、電力の需要家に対して送電が可能な充電カーと、
   その充電カーの充電量に関する充電カーデータを蓄積している充電カー管理データベースと、を備え、
   前記の電力振り分け充電手順においては、前記の充電カー管理データをも用いて充電カーへの充電量の振り分け量をも演算することとし、
   前記の電力振り分け充電手順においては、充電カーへも充電を実行することとした
   請求項８に記載のコンピュータプログラム。
10. 前記の充電カーが前記の需要家に対して送電または給電した送電量データを充電カー管理データベースへ蓄積する送電量データ蓄積手順と、
    前記の充電カー管理データベースへ蓄積された送電量データを用いて需要家への電気料金を演算する電気料金演算手順と、
    を前記の駐車ＥＶ充電システムに実行させることとした請求項９に記載のコンピュータプログラム。
11. 前記の駐車ＥＶの駐車時間を含む駐車データを駐車場管理データベースへ蓄積する駐車データ蓄積手順と、
    前記の駐車場管理データベースへ蓄積された駐車データおよび前記の電力振り分け充電手順にて駐車ＥＶへ充電した充電量データを用いて駐車料金を演算する駐車料金演算手順と、
    を前記の駐車ＥＶ充電システムに実行させることとした請求項８から請求項１０に記載の駐車ＥＶ充電システム。
12. 電力需要予測データを受信する電力需要予測データ受信手順を実行するとともに、
    前記の充電振り分け量演算手順においては、電力需要予測データをも用いて充電量の振り分け量を演算することとした
    請求項８から請求項１１のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
13. 電力の需要家に係る所定の装置から電力の需要量およびその時間帯を含む要望データを受信する要望データ受信手順と、
    その要望データ受信手順にて要望データを需要家管理データベースへ蓄積する需要家管理データ蓄積手順と、
    前記の要望データおよび前記の充電カー管理データを用いて要望量の電力をどのように確保するかについての要望量振り分けデータを演算する要望量確保演算手順と、
    その演算した要望量振り分けデータを電力の需要家に係るデータに紐付けて前記の充電カー管理データベースへ蓄積させ、翌日の送電を実行させる送電手順と、
    を駐車ＥＶ充電システムに実行させることとした
    請求項８から請求項１２のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
14. 前記の要望量確保演算手順においては、前記の電力需要予測データをも用いて要望量振り分けデータを演算することとした請求項１３に記載のコンピュータプログラム。

Images