JP2020096476A - 管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給を必要とする消費施設に電力供給を継続して行うことのできる環境を提供することを目的とする。【解決手段】給電機能を有する複数の車両を管理する管理システムは、スケジュールを決定するために必要な情報を取得する取得部と、消費施設に電力が供給され続けるように、複数の車両の各々のスケジュールを決定する。取得部が取得する情報は、消費施設の位置情報と、消費施設が必要とする電力量を示す需要情報と、車両が消費施設に供給可能な電力量を示す供給可能情報と、車両から消費施設に電力を供給するために要する時間を示す時間情報とを含む。【選択図】図４

Description

本開示は、給電機能を有する車両を管理する管理システムに関する。

災害などに伴う電力不足時に、給電機能を有する車両を利用して非常用エネルギーを供給する技術が知られている。

たとえば、特開２００７−２５２１１７号公報（特許文献１）は、非常時などにおいて、車両から多くの電力供給を受けてより多くの非常用エネルギーなどを供給することができる電力供給システムを開示する。特許文献１に開示の電力供給システムにおいては、複数の車両を駐車する駐車スペースに電力供給設備が設置されており、車両に搭載された蓄電池の残容量が所定の値に達した場合に車両用蓄電池からの放電を停止する。これにより、残容量が所定の値に達した車両用蓄電池に他の車両用蓄電池から電力が供給されることを防止できるため、電力供給が良好に維持される。

特開２００７−２５２１１７号公報

しかし、特許文献１に開示の電力供給システムにおいては、充電に要する時間や、電力の供給を受ける施設で消費される電力量が考慮されていなかった。そのため、車両に搭載された蓄電池の残容量が所定の値に達した場合に車両用蓄電池からの放電を停止するだけでは、電力供給設備の設置された駐車スペースに駐車されたすべての車両の蓄電池の残容量が無くなった場合に、電力供給が停止してしまう虞がある。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、給電機能を有する複数の車両を管理する管理システムであって、電力供給を必要とする消費施設に電力供給を継続して行うことのできる環境を提供することである。

本開示によれば、給電機能を有する複数の車両を管理する管理システムが提供される。管理システムは、電力供給を必要とする消費施設に関する情報と、複数の車両の各々の情報とを取得する取得部と、取得部が取得した情報から、車両の移動先と車両が車両の移動先に到着している目標時間とを含むスケジュールを複数の車両の各々について決定する決定部とを含む。消費施設に関する情報は、消費施設の位置情報と、消費施設が必要とする電力量を示す需要情報とを含む。複数の車両の各々の情報は、車両が消費施設に供給可能な電力量を示す供給可能情報と、車両から消費施設に電力を供給するために要する時間を示す時間情報とを含む。決定部は、消費施設に電力が常時供給されるように、複数の車両の各々のスケジュールを決定する。

本開示にかかる管理システムは、少なくとも、消費施設の位置情報、消費施設が必要とする電力量、各車両が供給可能な電力量、および各車両が消費施設に電力を供給するために要する時間を考慮した上で、消費施設に電力が常時供給されるように、各車両の移動先と、移動先に到着している目標時間とを含むスケジュールを決定する。各車両が、決定されたスケジュールに従って移動先に向かうことで、消費施設に電力が常時供給されるようになるため、電力供給を必要とする消費施設に電力供給を継続して行うことのできる環境を提供することができる。

本開示によれば、電力供給を必要とする消費施設に電力供給を継続して行うことのできる環境を提供することができる。

管理システムを含む電力供給システムの構成の一例を示す図である。 管理システムが決定したスケジュールに従ってユーザが行動した場合の消費施設に配車される車両の動きの一例を示す図である。 管理システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 管理システムの機能構成の一例を示す図である。 決定部が決定したスケジュールの一例を示す図である。 災害が発生してから電力供給が行われるまでの流れを説明するための図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．管理システムの構成＞
図１は、管理システムを含む電力供給システムの構成の一例を示す図である。電力供給システム１は、災害などにより停電が発生した場合に、優先的に電力の供給を行うべき病院などの消費施設３００Ａ、避難所として指定されている消費施設３００Ｂといった電力を必要とする消費施設に電力を供給するシステムである。

電力供給システム１は、電力供給を必要とする複数の消費施設３００Ａ、３００Ｂと、給電機能を有する複数の車両２００Ａ〜２００Ｅと、複数の車両を管理する管理システム１００と、車両２００へエネルギーの供給を行う供給施設２２０とを含む。以下では、消費施設３００Ａ、３００Ｂを区別する必要がない場合、消費施設３００Ａ、３００Ｂは単に消費施設３００ともいう。また、車両２００Ａ〜２００Ｅを区別する必要がない場合、車両２００Ａ〜２００Ｅは単に車両２００ともいう。

車両２００は、車両の外部へ電力を供給する給電機能を備える。また、車両２００は、車両の外部から供給されたエネルギー源を電力に変換する機能を備える。車両２００は、供給施設２２０から供給されたエネルギー源を電力に変換して消費施設３００に供給する。より具体的には、車両２００は、供給施設２２０で電力の供給を受け、供給施設２２０で供給された電力を消費施設３００に供給し、消費施設３００に電力を供給し終わると再度、供給施設２２０で電力の供給を受ける。車両２００は、供給施設２２０からの電力の供給と、消費施設３００への電力の供給とを繰り返すことで、継続して消費施設３００に電力を供給する。

なお、車両２００は、外部に電力を給電できるものであれば良い。本実施の形態においては、車両２００が電気自動車であるものとして説明する。また、供給施設２２０は１つであるものとして説明する。

車両２００は、目的地が設定された場合に自動で目的地まで走行する自動運転機能を備えていても備えていてもよい。本実施の形態においては、車両２００は、自動運転機能を備えていないものとして説明する。

管理システム１００は、インターネットあるいは電話回線などの通信ネットワーク２を介して複数の車両２００、車両２００のユーザの携帯端末４、各地域で消費される電力量の情報を蓄積する消費電力データベース（ＤＢ）６、および災害発生時の避難所の情報や供給施設２２０の情報などを格納する災害対策ＤＢ８などと通信可能に接続されている。

管理システム１００は、複数の車両２００を管理する。より具体的には、管理システム１００は、消費施設３００に電力が供給され続けるようにするために複数の車両２００を管理する。

管理システム１００は、消費施設３００に電力が常時供給され続けるようにするために、複数の車両２００の各々のスケジュールを決定する。スケジュールは、車両２００の目的地である移動先と、その移動先に到着しているべき目標時間とを含む。より具体的には、スケジュールは、消費施設３００に到着しているべき目標時間（到着時刻）と、供給施設に到着しているべき目標時間（到着時刻）とを含む。また、本実施の形態において、スケジュールは、移動先に向けて発車する目標時間（発車時刻）を含む。管理システム１００は、決定したスケジュールを車両２００や、車両２００を運転するユーザの携帯端末に送信する。

車両２００のユーザは、送信されたスケジュールに従って車両２００を運転する。具体的には、ユーザは、遅くとも発車時刻までには運転を開始し、消費施設３００に到着する目標時間に消費施設３００に到着するように車両２００を運転する。ユーザは、消費施設３００に到着すると、車両２００から消費施設３００への電力の供給を開始させる。その後、ユーザは、遅くとも発車時刻までには運転を開始し、供給施設２２０に到着しているべき目標時間に間に合うように供給施設２２０に向けて車両２００を運転する。ユーザは、供給施設２２０に到着すると車両２００への電力の供給を開始させる。

管理システム１００は、各車両２００のユーザが、送信されたスケジュールに従って車両２００を運転し、消費施設３００への電力の供給を車両２００にさせ、供給施設２２０から車両２００への電力供給をさせると、各消費施設３００に電力が常時供給され続けるようにスケジュールを決定する。たとえば、図１において、消費施設３００Ａに向けて電力を供給している車両２００Ｂが充電をするために供給施設２２０に向けて移動する場合、車両２００Ｂが供給施設２２０に向けて移動する前に車両２００Ａが消費施設３００Ａに到着して電力を供給するように管理システム１００は、スケジュールを作成する。

図２は、管理システム１００が決定したスケジュールに従ってユーザが行動した場合の消費施設３００に配車される車両２００の動きの一例を示す図である。

図２に示す例では、車両Ａが移動中、あるいは充電中で消費施設３００に電力を供給できない期間に車両Ｂから消費施設３００に電力が供給され、車両Ｂが移動中、あるいは充電中で消費施設３００に電力を供給できない期間に車両Ａから消費施設３００に電力が供給されるように、車両Ａおよび車両Ｂのスケジュールが決定されていることで、消費施設３００に常時電力が供給されているようになっている。

＜Ｂ．管理システム１００のハードウェア構成＞
図３は、管理システム１００のハードウェア構成の一例を示す図である。管理システム１００は、たとえば、演算装置２０と、記憶装置４０と、通信装置６０とを備えるサーバである。

演算装置２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であって、図示しないＲＯＭ（Read only Memory）などに記憶されたプログラムを実行することで、各車両２００のスケジュールを決定するために必要な情報を収集して、収集した情報に基づいて各スケジュールを決定するための演算を行う。

記憶装置４０は、スケジュールを決定するために収集した情報およびスケジュールを決定する過程で算出された情報を格納する。なお、管理システム１００は、記憶装置４０を備えるものとするが、演算装置２０と通信可能に接続されていればよく、管理システム１００と別体で構成されていてもよい。

通信装置６０は、インターネットあるいは電話回線などの通信ネットワーク２を介して車両２００、携帯端末４、消費電力ＤＢ６、および災害対策ＤＢ８の各々と通信するための通信インターフェイスである。

＜Ｃ．管理システム１００の機能構成＞
図４を参照して、管理システム１００の機能について詳細に説明する。図４は、管理システム１００の機能構成の一例を示す図である。演算装置２０は、プログラムを実行することで、図４に示す各機能の役割を果たす。管理システム１００は、取得部１２０と決定部１４０とを備える。

取得部１２０は、管理システム１００と通信可能に接続された車両２００、消費電力ＤＢ６、および災害対策ＤＢ８の各々から、スケジュールを決定するために必要な情報を取得する。「取得」とは、対象の情報そのものを収集することと、対象の情報を取得するために必要な情報を収集して演算することとを含む概念である。

取得部１２０は、消費施設に関する消費施設情報４００と、複数の車両２００の各々の車両情報６００と、優先度情報８００とを取得する。取得部１２０は、取得した各情報を記憶装置４０に格納する。

消費施設情報４００は、消費施設３００の位置情報４２０と消費施設３００が必要とする電力量を示す需要情報４４０とを含む。消費施設情報４００は、消費施設３００ごとに取得される。

位置情報４２０は、災害対策ＤＢ８から収集する情報である。位置情報４２０は、予め指定されている避難所や、傷病者が集められる病院など、災害時に電力供給を優先的に受けるべき消費施設３００の位置情報である。災害対策ＤＢ８に位置情報４２０が格納されるタイミングは、災害が発生した後であっても、災害が発生する前であてもよい。

需要情報４４０は、ピーク時間、オフピーク時間、通常時消費量、ピーク時消費量、およびオフピーク時消費量の情報を含む。ピーク時間は、消費施設３００で電力が多く消費されると予想される時間帯である。オフピーク時間は、消費施設３００で電力があまり消費されないと予想される時間帯である。通常時消費量は、ピーク時間およびオフピーク時間以外の通常時間帯に消費されると予想される電力量である。ピーク時消費量は、ピーク時間帯に消費されると予想される電力量である。オフピーク時消費量は、オフピーク時間帯に消費されると予想される電力量である。

本実施の形態において、取得部１２０は、需要情報４４０を取得するために、消費電力ＤＢ６から消費情報６２を、災害対策ＤＢ８から行動情報８４をそれぞれ収集し、これらの情報から演算により消費施設３００ごとに需要情報４４０を取得する。消費情報６２は、災害が発生していない平常時に消費される電力量の情報であって、世帯ごとに消費される時間あたりの消費電力量の情報を含む。行動情報８４は、各消費施設３００に集まる人数など、避難時の人の流れを示す情報である。

車両情報６００は、車両２００が消費施設３００に供給可能な電力量を示す供給可能情報６２０と、車両２００から消費施設３００に電力を供給するために要する時間を示す時間情報６４０と、車両２００に残っているエネルギー量を示す残量情報６６０とを含む。車両情報６００は、車両２００ごとに取得される。

本実施の形態において、各車両２００は、消費施設３００への電力の供給が指示されたときに、現状、車両２００に残っているエネルギー量を示す残量情報６６０と、車両２００の電池容量を示す容量情報２４０と、充電に要する時間を示す充電時間情報２６０と、を管理システム１００に送る。

取得部１２０は、災害対策ＤＢ８から供給施設２２０の位置情報８６を取得する。取得部１２０は、位置情報８６と消費施設３００の位置情報４２０とに基づいて、供給施設２２０と消費施設３００との間を車両２００が往復するのに必要な移動時間と、供給施設２２０と消費施設３００との間を車両２００が往復するのに必要なエネルギー量とを算出する。

取得部１２０は、往復の移動に必要なエネルギー量を車両２００の電池容量から減算することで、車両２００が消費施設３００に供給可能な最大電力量を求め、供給可能情報６２０を取得する。すなわち、取得部１２０は、容量情報２４０と、消費施設３００の位置情報４２０と、供給施設２２０の位置情報８６とに基づいて供給可能情報６２０を取得する。

取得部１２０は、往復の移動時間に充電時間を加算することで車両２００が消費施設３００に電力を供給するのに要する時間を算出し、時間情報６４０を取得する。すなわち、取得部１２０は、消費施設３００の位置情報４２０と、供給施設２２０の位置情報８６と、充電時間情報２６０とに基づいて時間情報６４０を取得する。

取得部１２０は、消費施設３００ごとに、供給可能情報６２０と時間情報６４０とを取得する。

優先度情報８００は、複数の消費施設３００に電力を供給する場合に、電力供給の優先度を示す情報である。たとえば、傷病人が搬送される病院などの消費施設３００Ａは、電力供給が停止した場合に、人命に影響を与えかねない。一方、消費施設３００Ｂのような避難所では、一時的に電力供給が停止したとしても人命への影響は消費施設３００Ａで停止した場合に比べて低い。このように、優先的に電力の供給が行われるべきである消費施設３００の中でも、電力供給の優先度がある。本実施の形態において、取得部１２０は、優先度情報８００を災害対策ＤＢ８から取得する。

決定部１４０は、取得部１２０が取得した情報から、複数の車両２００の各々について、その移動先（消費施設３００、供給施設２２０）と、移動先に到着している時間とを含むスケジュールを決定する。具体的には、決定部１４０は、消費施設３００に電力が供給され続けるように、複数の車両２００の各々のスケジュールを決定する。また、決定部１４０は、複数の車両２００の各々について、消費施設３００に供給する時間あたりの電力量と、供給を停止する条件とを決定する。

決定部１４０は、需要情報４４０と、消費施設３００ごとの供給可能情報６２０および時間情報６４０とから、消費施設３００に常時電力が供給されるように車両２００ごとのスケジュールを決定する。

決定部１４０は、電力の供給が間に合わない場合、優先度情報８００に基づいて、優先度の高い消費施設３００に優先的に電力が供給されるようにスケジュールを決定する。

図５は、決定部１４０が決定したスケジュールの一例を示す図である。車両２００ごとに、供給施設２２０に到着する目標時刻（到着時刻）、供給施設２２０を出発する目標時刻（発車時刻）、消費施設３００に到着する目標時刻（到着時刻）、消費施設３００を出発する目標時刻（発車時刻）、および消費施設３００で電力を供給するときの給電条件が定められている。給電条件は、時間あたりに供給する電力量と、供給を停止する停止条件とを含む。時間あたりに供給する電力量は、たとえば、需要情報４４０から算出される。停止条件は、たとえば、移動に必要な電力量に基づいて設定される条件である。 ＜Ｄ．災害が発生してから電力供給までの流れ＞
図６は、災害が発生してから電力供給が行われるまでの流れを説明するための図である。災害が発生すると、管理システム１００は、消費電力ＤＢ６および災害対策ＤＢ８の各々から消費施設情報４００、車両情報６００および優先度情報８００を取得するために必要な情報を得る（ステップＳ１１２）。管理システム１００は、各消費施設３００について、時間ごとの消費電力量の概算を算出する（ステップＳ１１４）。また、各車両２００は、災害が発生すると容量情報２４０、充電時間情報２６０、残量情報６６０など、車両２００が提供可能な情報を管理システム１００に送る（ステップＳ２１２）。

管理システム１００は、車両２００の電池容量、および、消費施設３００の位置情報などに基づいて車両２００の給電先の消費施設３００を決定し（ステップＳ１１６）、給電先を車両２００に送る（ステップＳ１１８）。車両２００は、送られた給電先の消費施設３００を目的地として登録する（ステップＳ２１４）。

管理システム１００は、取得した情報から各車両２００のスケジュールを決定し（ステップＳ１２０）、決定したスケジュールを各車両２００に送る（ステップＳ１２２）。

車両２００は、送られたスケジュールに基づいて外部に電力を供給するための給電プログラムに、スケジュール内容を反映する（ステップＳ２１６）。より具体的には、車両２００は、スケジュールに含まれる給電条件を給電プログラムに反映する。

車両２００は、登録された目的地に到着し、消費施設３００に電力を供給可能な条件が成立していると給電プログラムに従って、電力の供給を開始する（ステップＳ２１８）。車両２００は、消費施設３００に到着し、電力の供給を開始すると、目的地を供給施設２２０に変更する（ステップＳ２２０）。

車両２００は、給電中に、給電条件に含まれる停止条件が成立するか、あるいは発車時刻になると給電を停止する。その後、車両２００は、目的地に設定された供給施設２２０に向けて出発する。供給施設２２０に到着した車両２００は、充電条件が成立すると、充電を開始する（ステップＳ２２２）。車両２００は、供給施設２２０に到着し、充電を開始すると、目的地を消費施設３００に変更する（ステップＳ２２４）。

その後、車両２００は、ステップＳ２１６〜ステップＳ２２４を繰り返すことで、供給施設２２０と消費施設３００とを往復しながら充電と電力の供給とを繰り返す。

本実施の形態においては、車両２００の充電時間および移動時間を考慮した上で、消費施設３００に電力が常時供給されるように複数の車両２００の各々のスケジュールが決定されるため、災害の発生などの緊急時であっても必要な電力を必要な場所に確実に届けることができ、かつ、消費施設３００への電力供給が停止してしまう事態を防止することができる。

＜変形例＞
上記実施の形態において、車両からの給電を必要とする消費施設は複数あるものとしたが、一つだけであってもよい。また、供給施設２２０は一つとしたが複数あってもよい。

上記実施の形態において、車両２００は、電気自動車であるとしたが、外部に電力を給電できるものであれば良い。たとえば、化石燃料（ガソリン、軽油等）を燃料とする内燃機関によって発電した電力を用いて走行するハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車であって良く、水素を燃料とした燃料電池車両であっても良い。管理システム１００は、燃料電池車両とハイブリッド車両といった、燃料の種類が異なる複数種類の車両を管理してもよい。この場合、管理システム１００は、車両と、その車両の燃料を供給する燃料スタンドとを紐付けてスケジュールを作成する。たとえば、管理システム１００は、ハイブリッド車両と水素を燃料とする燃料電池車両とを管理する場合、ハイブリッド車両と化石燃料を供給する燃料スタンドとを紐付けスケジュールを作成し、燃料電池車両と水素燃料を供給する燃料スタンドとを紐付けスケジュールを作成する。

上記実施の形態において、取得部１２０は、消費電力ＤＢ６、災害対策ＤＢ８、車両２００の各々から収集した情報から需要情報４４０、供給可能情報６２０、および時間情報６４０を演算して取得するものとしたが、これらの情報を取得するための演算を別のサーバで行うようにしてもよい。また、管理システム１は、消費電力ＤＢ６を備えていてもよい。すなわち、管理システム１は、災害などの非常事態ではない平常時に、常に各地域で消費される電力量の情報を蓄積してもよい。

上記の実施の形態では、車両２００は、図６のステップＳ２１６〜ステップＳ２２４を繰り返すことで、供給施設２２０と消費施設３００とを往復しながら充電と電力の供給とを繰り返すこととしたが、ステップＳ２２２の後は、ステップＳ２２１から開始してもよい。すなわち、その時点での容量情報２４０、充電時間情報２６０、残量情報６６０など、車両２００が提供可能な情報を取得し、管理システム１００は、その時点でより好ましいと考えられる、車両２００が移動する消費施設３００と供給施設２２０を新たに紐付けするとともに、各車両２００のスケジュールを再構築してもよい。これにより、新たに投入可能になった車両２００などを活用でき、より自由度の高い管理システム１００が実現できる。

また、管理システム１００は、消費施設３００で消費される電力量が予想を上回り、時間あたりに車両２００から消費施設３００に供給される時間あたりの電力量が設定した供給条件を上回るような場合に、各車両２００のスケジュールを再構築してもよい。すなわち、管理システム１００は、図６のステップＳ２１６〜ステップＳ２２４の間にも、各車両２００から電池残量の情報の供給を受け、必要に応じて、各車両２００のスケジュールを再構築するようにしてもよい。

上記実施の形態において、スケジュールに給電条件が含まれるものとした。スケジュールは、車両２００の移動先と、その移動先に到着している目標時間とが含まれていればよい。たとえば、車両２００が時間あたりに供給する電力量を変えることができない場合、スケジュールに給電条件を含めなくとも良い。また、スケジュールに移動先を発車する目標時刻（図５中の「発車時刻」）を含めるものとしたが、スケジュールは、移動先に到着している目標時刻と、その移動先とを示す情報を含んでいればよい。また、スケジュールは、移動先を発車する目標時刻に変えて、次の移動先に移動するまでにかかる時間を含んでいてもよい。

上記実施の形態において、管理システム１００は、供給施設２２０と、消費施設３００と両方を移動先としてスケジュールに設定するものとした。なお、管理システム１００は、管理する車両に充電機能を有していない車両が含まれる場合に、移動先を消費施設３００だけとしてもよい。また、複数の消費施設３００を移動先としてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電力供給システム、２ 通信ネットワーク、４ 携帯端末、６ 消費電力ＤＢ、８ 災害対策ＤＢ、２０ 演算装置、４０ 記憶装置、６０ 通信装置、６２ 消費情報、８４ 行動情報、８６，４２０ 位置情報、１００ 管理システム、１２０ 取得部、１４０ 決定部、２００ 車両、２２０ 供給施設、２４０ 容量情報、２６０ 充電時間情報、３００ 消費施設、４００ 消費施設情報、４４０ 需要情報、６００ 車両情報、６２０ 供給可能情報、６４０ 時間情報、６６０ 残量情報、８００ 優先度情報。

Claims (1)

1. 給電機能を有する複数の車両を管理する管理システムであって、
   電力供給を必要とする消費施設に関する情報と、前記複数の車両の各々の情報とを取得する取得部と、
   前記取得部が取得した情報から、車両の移動先と当該車両が当該車両の移動先に到着している目標時間とを含むスケジュールを前記複数の車両の各々について決定する決定部とを備え、
   前記消費施設に関する情報は、前記消費施設の位置情報と、前記消費施設が必要とする電力量を示す需要情報とを含み、
   前記複数の車両の各々の情報は、前記車両が前記消費施設に供給可能な電力量を示す供給可能情報と、前記車両から前記消費施設に電力を供給するために要する時間を示す時間情報とを含み、
   前記決定部は、前記消費施設に電力が常時供給されるように、前記複数の車両の各々の前記スケジュールを決定する、管理システム。

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