JP2021175257A

JP2021175257A - 充電制御装置及び電力システム

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Publication number: JP2021175257A
Application number: JP2020076725A
Authority: JP
Inventors: 勲藤巻; Isao Fujimaki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-11-01

Abstract

【課題】産業車両の稼働時間が短くなることを抑制すること。【解決手段】電力システムは、充電システムと、充電システムを制御する充電制御装置と、を備える。充電システムは、複数の産業車両と、複数の充電設備と、を備える。充電設備は、蓄電装置と、蓄電ＢＭＳと、充電装置と、を備える。充電制御装置は、充電システムの制御を行う。充電制御装置は、複数の産業車両のうち充電率が最も低い車載蓄電装置を搭載した産業車両を優先産業車両とすると、優先産業車両に対して、蓄電装置の充電率が閾値以上の充電装置であって車載蓄電装置の充電を行っていない充電装置のうち、優先産業車両の現在位置に最も近い充電装置で充電を行うように指示を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、充電制御装置及び電力システムに関する。

系統電源と、系統電源とは別に設けられた蓄電装置とを用いて、産業車両に搭載された車載蓄電装置の充電を行う充電装置としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の充電装置は、充電装置に車載蓄電装置が接続されている場合、系統電源及び蓄電装置の両方を用いて車載蓄電装置の充電を行う。また、充電装置は、充電装置に車載蓄電装置が接続されていない場合、蓄電装置の充電を行う。車載蓄電装置の充電を行わないときに蓄電装置を充電し、蓄電装置を用いて車載蓄電装置の充電を可能にすることで、電力の平準化を図っている。

特開２０１２−３９８６４号公報

蓄電装置の充電率が低い状態で車載蓄電装置の充電を行うと、蓄電装置の残容量が不足する場合がある。すると、車載蓄電装置を充電するのに要する時間が長くなり、産業車両の稼働時間が短くなるおそれがある。

本発明の目的は、産業車両の稼働時間が短くなることを抑制できる充電制御装置及び電力システムを提供することにある。

上記課題を解決する充電制御装置は、車載蓄電装置を搭載した複数の産業車両と、前記車載蓄電装置を蓄電装置及び系統電源を用いて充電する複数の充電装置とを備えた充電システムを制御する充電制御装置であって、前記複数の産業車両毎に現在位置を示す情報を取得する位置取得部と、前記複数の産業車両毎に前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を取得する車載蓄電装置充電率取得部と、前記複数の充電装置毎に個別に設けられた前記蓄電装置の充電率を示す情報を取得する蓄電装置充電率取得部と、前記複数の産業車両のうち充電率が最も低い前記車載蓄電装置を搭載した前記産業車両を優先産業車両とすると、前記優先産業車両に対して、前記蓄電装置の充電率が閾値以上の前記充電装置であって前記車載蓄電装置の充電を行っていない前記充電装置のうち、前記優先産業車両の前記現在位置に最も近い前記充電装置で充電を行うように指示を行う指示部と、を備える。

優先産業車両に搭載された車載蓄電装置の充電を行う際には、蓄電装置の残容量が不足しやすい。優先産業車両に搭載された車載蓄電装置については蓄電装置の充電率が閾値以上の充電装置で充電を行うことで、車載蓄電装置の充電を行う際に、蓄電装置の残容量が不足することを抑制することができる。また、蓄電装置の充電率が閾値以上の充電装置のうち優先産業車両の現在位置から最も近い充電装置で充電を行うことで、移動に要する時間が少なくなる。移動に要する時間が長いと、移動のために消費される車載蓄電装置の電力が大きくなる。従って、優先産業車両に指示を行い、上記した充電装置で車載蓄電装置の充電を行わせることで、産業車両の稼働時間が短くなることを抑制できる。

上記充電制御装置について、前記指示部が前記優先産業車両に指示した前記充電装置に対して、前記優先産業車両に搭載された前記車載蓄電装置の充電を許容する一方で、前記優先産業車両とは異なる前記産業車両に搭載された前記車載蓄電装置の充電を禁止する指示を行う充電制限部を備えていてもよい。

上記課題を解決する電力システムは、車載蓄電装置を搭載した複数の産業車両と、前記車載蓄電装置を蓄電装置及び系統電源を用いて充電する複数の充電装置とを備えた充電システムと、前記充電システムを制御する充電制御装置と、を備えた電力システムであって、前記産業車両は、車載検出部によって検出した前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を前記充電制御装置に送信する車載通信部を備え、前記充電装置は、検出部によって検出した前記蓄電装置の充電率を示す情報を前記充電制御装置に送信する充電装置通信部を備え、前記充電制御装置は、前記複数の産業車両毎に現在位置を示す情報を取得する位置取得部と、前記複数の産業車両毎に前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を取得する車載蓄電装置充電率取得部と、前記複数の充電装置毎に個別に設けられた前記蓄電装置の充電率を示す情報を取得する蓄電装置充電率取得部と、前記複数の産業車両のうち充電率が最も低い前記車載蓄電装置を搭載した前記産業車両を優先産業車両とすると、前記優先産業車両に対して、前記蓄電装置の充電率が閾値以上の前記充電装置であって前記車載蓄電装置の充電を行っていない前記充電装置のうち、前記優先産業車両の前記現在位置に最も近い前記充電装置で充電を行うように指示を行う指示部と、を備える。

優先産業車両に指示を行い、蓄電装置の充電率が閾値以上の充電装置であって車載蓄電装置の充電を行っていない充電装置のうち、優先産業車両の現在位置に最も近い充電装置で車載蓄電装置の充電を行わせることで、産業車両の稼働時間が短くなることを抑制できる。

本発明によれば、産業車両の稼働時間が短くなることを抑制できる。

電力システムの概略構成図。電力システムを模式的に示すブロック図。電力システムで行われる処理を示すシーケンス図。産業車両と充電装置とのマッチング結果の一例を示す図。

以下、充電制御装置及び電力システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、電力システム１０は、充電システム１１と、充電システム１１を制御する充電制御装置５０と、を備える。充電システム１１は、工場、港湾、公共施設、商用施設などの敷地内に設けられている。充電システム１１は、複数の産業車両２０と、複数の充電設備３１と、を備える。

敷地内には、第１充電ステーションＣＳ１と、第２充電ステーションＣＳ２と、が設けられている。各充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２には、それぞれ、複数の充電設備３１が設けられている。第１充電ステーションＣＳ１と、第２充電ステーションＣＳ２とは地理的に離間している。

敷地内には、複数の無線基地局ＷＢが設けられている。無線基地局ＷＢは、広域無線通信規格に準拠した通信サービスを提供する装置である。本実施形態では、広域無線通信規格として５Ｇ：第５世代移動通信システムを採用している。無線基地局ＷＢは、電力システム１０の管理者によって設定される地理的な区画であるセル毎に配置されている。例えば無線基地局ＷＢは、半径数百ｍ程度のエリアを１つのセルとしてカバーするように構成されている。無線基地局ＷＢが担当するセルの大きさは適宜変更可能である。２つの充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２は、異なる無線基地局ＷＢのセルに属している。

本実施形態の産業車両２０は、搭乗者による操作によって動作するフォークリフトである。産業車両２０は、敷地内での荷役作業に用いられる。
図２に示すように、産業車両２０は、車載蓄電装置２１と、車載制御部２２と、車載ＢＭＳ２５と、車載通信部２８と、表示器２９と、を備える。

車載蓄電装置２１は、複数の二次電池を接続したユニットである。二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池など充放電可能なものであればどのようなものを用いていてもよい。本実施形態では、二次電池はリチウムイオン二次電池を用いている。

車載制御部２２は、ハードウェアとしてＣＰＵなどのプロセッサ２３と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部２４を備える制御装置である。記憶部２４は、処理をプロセッサ２３に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部２４、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。車載制御部２２は、ASIC：Application Specific Integrated CircuitやFPGA：Field Programmable Gate Array等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。車載制御部２２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

車載検出部としての車載ＢＭＳ２５は、車載蓄電装置２１の状態を検出するバッテリマネジメントシステムである。車載ＢＭＳ２５は、車載蓄電装置２１の状態を検出するための車載センサ２６と、車載監視部２７と、を備える。車載センサ２６には、少なくとも、車載蓄電装置２１の端子間電圧を検出する電圧センサと、車載蓄電装置２１の充放電電流を検出する電流センサとが含まれる。車載センサ２６として、車載蓄電装置２１の温度を検出する温度センサなどが設けられていてもよい。

車載監視部２７は、プロセッサと、記憶部と、を備える制御装置である。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。車載監視部２７は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。車載監視部２７は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

車載監視部２７は、車載センサ２６の検出結果から車載蓄電装置２１の充電率を推定する。車載蓄電装置２１の充電率の推定手法としては、例えば、充放電電流を積算することで車載蓄電装置２１の充電率を推定する電流積算法、開回路電圧と充電率との相関から車載蓄電装置２１の充電率を推定する手法を挙げることができる。また、これらの手法を組み合わせて車載蓄電装置２１の充電率を推定してもよい。

車載通信部２８は、充電制御装置５０と通信を行うための装置である。本実施形態では、車載通信部２８は、無線基地局ＷＢを介して充電制御装置５０と通信を行う。従って、車載通信部２８は、第５世代移動通信システムを用いて通信を行う無線通信装置である。車載通信部２８は、例えば、受信した無線信号を復調して車載制御部２２に出力したり、車載制御部２２から入力されたデータに応じて変調を行った無線信号を送信するテレマティクス装置である。

表示器２９は、産業車両２０の搭乗者が視認可能な位置に配置されたディスプレイである。表示器２９には、産業車両２０に関する情報が表示される。産業車両２０に関する情報としては、例えば、車載蓄電装置２１の残容量を挙げることができる。車載蓄電装置２１の残容量を示す表示は任意である。例えば、車載蓄電装置２１の残容量は、充電率［％］で表示されてもよいし、残容量の増減に応じて表示が変化するシンボルによって表示されてもよい。

産業車両２０の操作者は、産業車両２０により敷地内の作業場で荷役作業を行う。作業場は、敷地内において充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２とは異なる場所である。なお、作業場は、充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２とは、異なる無線基地局ＷＢのセルに属している。

充電設備３１は、産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１を充電するための設備である。充電設備３１は、蓄電装置３２と、蓄電ＢＭＳ３３と、充電装置４０と、を備える。蓄電装置３２、及び蓄電ＢＭＳ３３は、充電装置４０毎に個別に設けられているといえる。

蓄電装置３２は、複数の二次電池を接続したユニットである。二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池など充放電可能なものであればどのようなものを用いていてもよい。二次電池としては、車載蓄電装置２１と同一種類のものを用いることが好ましい。本実施形態では、蓄電装置３２の二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いている。

蓄電ＢＭＳ３３は、蓄電装置３２の状態を検出するバッテリマネジメントシステムである。蓄電ＢＭＳ３３は、蓄電装置３２の状態を検出するための蓄電センサ３４と、蓄電監視部３５と、を備える。蓄電センサ３４には、少なくとも、蓄電装置３２の端子間電圧を検出する電圧センサと、蓄電装置３２の充放電電流を検出する電流センサと、が含まれる。蓄電センサ３４として、蓄電装置３２の温度を検出する温度センサなどが設けられていてもよい。

蓄電監視部３５は、ハードウェアとしてＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部を備える制御装置である。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納しているといえる。蓄電監視部３５は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。蓄電監視部３５は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

蓄電監視部３５は、蓄電センサ３４の検出結果から蓄電装置３２の充電率を推定する。蓄電装置３２の充電率の推定手法としては、例えば、電流積算法や、開回路電圧と充電率との相関から蓄電装置３２の充電率を推定する手法を挙げることができる。また、これらの手法を組み合わせて蓄電装置３２の充電率を推定してもよい。

充電装置４０は、充電コネクタ４１と、電力変換部４２と、充電装置制御部４３と、充電装置通信部４６と、を備える。充電装置４０は、系統電源ＳＰを通じて電力供給者から供給される電力及び蓄電装置３２の電力を用いて車載蓄電装置２１を充電する。充電装置４０は、系統電源ＳＰを通じて電力供給者から供給される電力を用いて蓄電装置３２を充電する。

充電コネクタ４１は、産業車両２０に対して着脱可能である。充電コネクタ４１は、充電装置４０を用いて車載蓄電装置２１を充電する際に産業車両２０に装着される。充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されることで、充電装置４０から車載蓄電装置２１に充電電力を供給することができる。また、充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されることで、充電装置制御部４３と車載制御部２２とが接続され、互いに情報の送受信が可能になる。

電力変換部４２は、少なくとも系統電源ＳＰから供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを含む。電力変換部４２は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力を変圧させて出力するＤＣ／ＤＣコンバータや、蓄電装置３２の電圧を変圧させて出力するＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいてもよい。電力変換部４２は、系統電源ＳＰ及び蓄電装置３２から供給される電力を車載蓄電装置２１の充電に適した電力に変換して出力することが可能である。電力変換部４２から出力された電力は、充電コネクタ４１を介して車載蓄電装置２１に供給される。これにより、車載蓄電装置２１の充電が行われる。また、電力変換部４２は、系統電源ＳＰから供給された電力を蓄電装置３２の充電に適した電力に変換して出力することが可能である。

充電装置制御部４３は、ハードウェアとしてＣＰＵなどのプロセッサ４４と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部４５を備える制御装置である。記憶部４５は、処理をプロセッサ４４に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部４５、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。充電装置制御部４３は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。充電装置制御部４３は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。充電装置制御部４３と車載制御部２２とは充電コネクタ４１を介して互いに情報の送受信が可能である。

充電装置制御部４３は、充電装置４０の制御を行う。例えば、充電装置制御部４３は、充電コネクタ４１が産業車両２０に接続され、充電装置制御部４３と車載制御部２２との接続が確立すると、電力変換部４２を制御して車載蓄電装置２１の充電を行う。例えば、充電装置制御部４３は、蓄電装置３２の残容量が尽きている場合には、系統電源ＳＰを用いて車載蓄電装置２１の充電を行い、蓄電装置３２の残容量が尽きていない場合には系統電源ＳＰ及び蓄電装置３２を用いて車載蓄電装置２１の充電を行う。

また、充電装置制御部４３は、電力変換部４２を制御して蓄電装置３２の充電を行う。蓄電装置３２の充電は、充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されていない状態や、車載蓄電装置２１の充電が終了した場合など、車載蓄電装置２１の充電を行う必要がない期間に行われる。

充電装置通信部４６は、充電制御装置５０と通信を行うための装置である。本実施形態では、充電装置通信部４６は、無線基地局ＷＢを介して充電制御装置５０と通信を行う。従って、充電装置通信部４６は、第５世代移動通信システムを用いて通信を行う無線通信装置である。充電装置通信部４６は、例えば、受信した無線信号を復調して充電装置制御部４３に出力したり、充電装置制御部４３から入力されたデータに応じて変調を行った無線信号を送信する装置である。

充電制御装置５０は、充電システム１１の制御を行う。本実施形態の充電制御装置５０は、エッジコンピュータである。充電制御装置５０は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサ５１と、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む記憶部５２と、補助記憶装置５３と、可搬型記憶媒体５４が接続される接続部５５と、無線通信部５６と、を備える。プロセッサ５１、記憶部５２、補助記憶装置５３及び接続部５５は、互いにバスによって接続されている。

記憶部５２は、処理をプロセッサ５１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部５２、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。補助記憶装置５３としては、ハードディスクドライブや、ソリッドステートドライブが用いられる。充電制御装置５０では、ＲＯＭ、補助記憶装置５３、あるいは可搬型記憶媒体５４から読み取ったプログラムをプロセッサ５１が実行する。充電制御装置５０は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。充電制御装置５０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

無線通信部５６は、車載通信部２８や充電装置通信部４６と通信を行うための装置である。本実施形態では、無線通信部５６は、無線基地局ＷＢを介して通信を行う。従って、無線通信部５６は、第５世代移動通信システムを用いて通信を行う無線通信装置である。無線通信部５６、充電装置通信部４６、無線基地局ＷＢ、及び車載通信部２８によってローカル５Ｇネットワークが構築されているといえる。無線通信部５６は、例えば、受信した無線信号を復調してプロセッサ５１に出力したり、プロセッサ５１から入力されたデータに応じて変調を行った無線信号を送信する装置である。

次に、本実施形態の電力システム１０で行われる制御について説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において、車載制御部２２は車両情報を車載通信部２８から送信する。車両情報には、車載蓄電装置２１の充電率を示す情報と、産業車両２０の識別情報と、が含まれる。産業車両２０の識別情報とは、車両情報がいずれの産業車両２０から送信されたものであるかを充電制御装置５０に識別させるための情報である。本実施形態では、産業車両２０の識別情報として車載蓄電装置２１のＩＤコードを示す情報が用いられる。車両情報には、車載蓄電装置２１の温度等、種々の情報が含まれていてもよい。車載制御部２２は、定期的にステップＳ１の処理を行い、車両情報を車載通信部２８から送信する。なお、ステップＳ１の処理は、敷地内に設けられた各産業車両２０で行われる。

ステップＳ１１において、充電装置制御部４３は、充電設備情報を充電装置通信部４６から送信する。充電設備情報には、蓄電装置３２の充電率を示す情報と、充電装置４０の識別情報と、充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されているか否かを示す接続情報と、が含まれる。充電装置４０の識別情報とは、充電設備情報がいずれの充電装置４０から送信されたものであるかを充電制御装置５０に識別させるための情報である。本実施形態では、充電装置４０の識別情報として蓄電装置３２のＩＤコードを示す情報が用いられる。充電設備情報には、蓄電装置３２の温度等、種々の情報が含まれていてもよい。充電装置制御部４３は、定期的にステップＳ１１の処理を行い、充電設備情報を充電装置通信部４６から送信する。なお、ステップＳ１１の処理は、敷地内に設けられた各充電装置４０で行われる。

ステップＳ２１において、充電制御装置５０は、車載通信部２８から送信された車両情報を受信する。また、充電制御装置５０は、充電装置通信部４６から送信された充電設備情報を受信する。詳細にいえば、充電制御装置５０のプロセッサ５１は、無線通信部５６によって復調された車両情報及び充電設備情報を受信する。ステップＳ２１の処理を行うことで、充電制御装置５０は、車載蓄電装置充電率取得部及び蓄電装置充電率取得部として機能している。

ステップＳ２２において、充電制御装置５０は、受信した車両情報から産業車両２０の現在位置を把握する。充電制御装置５０は、車両情報を受信する度に、当該車両情報がいずれの無線基地局ＷＢから送信されたものかを把握する。詳細にいえば、無線基地局ＷＢから充電制御装置５０に送信される無線信号には無線基地局ＷＢ毎に個別に設定された識別情報が含まれており、充電制御装置５０は、この識別情報から車両情報がいずれの無線基地局ＷＢから送信されたものかを把握することができる。充電制御装置５０は、車両情報に含まれる車載蓄電装置２１のＩＤコードと、無線基地局ＷＢの識別情報から、産業車両２０がいずれのセルに位置しているかを把握することができる。従って、本実施形態における産業車両２０の現在位置とは、セル単位での位置である。ステップＳ２２の処理を行うことで、充電制御装置５０は位置取得部として機能している。

次に、ステップＳ２３において、充電制御装置５０は、産業車両２０と充電装置４０とのマッチングを行う。マッチングは、産業車両２０と、車載蓄電装置２１の充電を行っていない充電装置４０、即ち、充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されていない充電装置４０とで行われる。充電コネクタ４１が産業車両２０に装着されているか否かは、充電装置４０から送信された接続情報から判定することができる。

充電制御装置５０は、ゲーム理論による最適化により産業車両２０と充電装置４０とをマッチングさせる。ゲーム理論による最適化は、車載蓄電装置２１の充電率、産業車両２０の現在位置、及び蓄電装置３２の充電率に基づいて行われている。詳細に言えば、車載蓄電装置２１の充電率が低いほど蓄電装置３２の充電率が高い充電装置４０にマッチングされやすく、産業車両２０と、当該産業車両２０の現在位置に近い充電装置４０とがマッチングされやすいようにゲーム理論による最適化は行われている。

例えば、図４に示すように、４つの産業車両２０と４つの充電装置４０とをマッチングさせる場合を想定する。なお、図４では、産業車両２０の数と充電装置４０の数とを一致させているが、産業車両２０の数と充電装置４０の数とは一致していなくてもよい。

４つの産業車両２０をそれぞれ、第１産業車両２０Ａ、第２産業車両２０Ｂ、第３産業車両２０Ｃ、第４産業車両２０Ｄとする。第１産業車両２０Ａに搭載された車載蓄電装置２１を第１車載蓄電装置２１Ａ、第２産業車両２０Ｂに搭載された車載蓄電装置２１を第２車載蓄電装置２１Ｂ、第３産業車両２０Ｃに搭載された車載蓄電装置２１を第３車載蓄電装置２１Ｃ、第４産業車両２０Ｄに搭載された車載蓄電装置２１を第４車載蓄電装置２１Ｄとする。なお、図４では、車載蓄電装置２１の充電率をインジケータＭ１で模式的に示している。

４つの充電装置４０をそれぞれ、第１充電装置４０Ａ、第２充電装置４０Ｂ、第３充電装置４０Ｃ、第４充電装置４０Ｄとする。第１充電装置４０Ａに接続された蓄電装置３２を第１蓄電装置３２Ａ、第２充電装置４０Ｂに接続された蓄電装置３２を第２蓄電装置３２Ｂ、第３充電装置４０Ｃに接続された蓄電装置３２を第３蓄電装置３２Ｃ、第４充電装置４０Ｄに接続された蓄電装置３２を第４蓄電装置３２Ｄとする。なお、図４では、蓄電装置３２の充電率をインジケータＭ２で模式的に示している。

４つの車載蓄電装置２１のうち、第２車載蓄電装置２１Ｂの充電率は最も低く、第１車載蓄電装置２１Ａの充電率は２番目に低い。第３車載蓄電装置２１Ｃの充電率は３番目に低く、第４車載蓄電装置２１Ｄの充電率は最も高い。複数の産業車両２０のうち充電率が最も低い車載蓄電装置２１を搭載した産業車両２０を優先産業車両とすると、４つの産業車両２０のうち第２産業車両２０Ｂが優先産業車両となる。

４つの蓄電装置３２のうち、第４蓄電装置３２Ｄの充電率は最も低く、第３蓄電装置３２Ｃの充電率は２番目に低い。第２蓄電装置３２Ｂの充電率は３番目に低く、第１蓄電装置３２Ａの充電率は最も高い。

充電制御装置５０は、４つの蓄電装置３２のうち充電率が閾値以上のものを抽出する。本実施形態では、閾値として、蓄電装置３２を用いて優先産業車両に搭載された車載蓄電装置２１を充電する際に、車載蓄電装置２１が目標充電率に到達するまで蓄電装置３２の残容量が尽きないように設定されている。即ち、車載蓄電装置２１が目標充電率に到達するまで蓄電装置３２を用いた充電を行えるように設定されている。閾値は、優先産業車両の車載蓄電装置２１の充電率が低いほど高い値になるといえる。目標充電率は、産業車両２０の管理者などが任意に設定することができる。図４に示す例では、充電率が閾値以上の蓄電装置３２として第１蓄電装置３２Ａ及び第２蓄電装置３２Ｂが抽出される。

充電制御装置５０は、第１蓄電装置３２Ａが接続されている第１充電装置４０Ａ、及び第２蓄電装置３２Ｂが接続されている第２充電装置４０Ｂのうち、優先産業車両である第２産業車両２０Ｂの現在位置に近い方と第２産業車両２０Ｂとをマッチングさせる。なお、充電制御装置５０は、敷地内の地図情報を記憶部５２や補助記憶装置５３に記憶しており、充電装置４０の識別情報に対応付けて敷地内での充電装置４０の位置を記憶している。このため、第２産業車両２０Ｂの現在位置と各充電装置４０との位置関係を把握することができ、第１充電装置４０Ａ及び第２充電装置４０Ｂのうちいずれが第２産業車両２０Ｂに近いかを把握することができる。図４に示す例では、第２産業車両２０Ｂは第１充電装置４０Ａにマッチングされる。これにより、充電制御装置５０は、優先産業車両である第２産業車両２０Ｂに対して、蓄電装置３２の充電率が閾値以上の充電装置４０のうち第２産業車両２０Ｂの現在位置に最も近い充電装置４０をマッチングさせることができる。

第１産業車両２０Ａ、第３産業車両２０Ｃ、及び第４産業車両２０Ｄに対しても、第２産業車両２０Ｂと同様にマッチングが行われる。第１車載蓄電装置２１Ａは、第３車載蓄電装置２１Ｃ及び第４車載蓄電装置２１Ｄよりも充電率が低い。充電制御装置５０は、蓄電装置３２を用いて第１車載蓄電装置２１Ａを充電する際に、第１車載蓄電装置２１Ａが目標充電率に到達するまで蓄電装置３２の残容量が尽きないと想定される充電装置４０を抽出する。図４に示す例では、第１充電装置４０Ａ、第２充電装置４０Ｂ及び第３充電装置４０Ｃが抽出される。第１充電装置４０Ａは、第２産業車両２０Ｂとマッチングされているため、充電制御装置５０は第２充電装置４０Ｂ及び第３充電装置４０Ｃのうち第１産業車両２０Ａの現在位置に近い方である第３充電装置４０Ｃと第１産業車両２０Ａとをマッチングさせる。同様に、第３産業車両２０Ｃは第２充電装置４０Ｂに、第４産業車両２０Ｄは第４充電装置４０Ｄにマッチングされる。

図３に示すように、ステップＳ２４において、充電制御装置５０は、各産業車両２０に指示情報を送信する。指示情報とは、各産業車両２０に対して、ステップＳ２３でマッチングされた充電装置４０を指示するための情報である。図４に示す例では、第１産業車両２０Ａに対しては第３充電装置４０Ｃ、第２産業車両２０Ｂに対しては第１充電装置４０Ａ、第３産業車両２０Ｃに対しては第２充電装置４０Ｂ、第４産業車両２０Ｄに対しては第４充電装置４０Ｄを指示するように指示情報が送信される。指示情報とは、例えば、充電装置４０の識別情報である。ステップＳ２４の処理を行うことで、充電制御装置５０は、指示部として機能している。

ステップＳ２において、車載制御部２２は、指示情報を受信すると、指示情報で指示された充電装置４０での充電を促すように表示器２９に表示を行う。例えば、充電装置４０に固有の番号などが付されている場合には、充電装置４０に対応した番号を表示器２９に表示してもよいし、指示情報で指示された充電装置４０の位置を示す情報を表示器２９に表示してもよい。即ち、指示情報で指示された充電装置４０での充電を促す表示は、任意に設定することができる。

ステップＳ２５において、充電制御装置５０は、各充電装置４０に許容情報を送信する。許容情報とは、各充電装置４０に対して、ステップＳ２３でマッチングされた産業車両２０を通知するための情報である。図４に示す例では、第３充電装置４０Ｃに対しては第１産業車両２０Ａ、第１充電装置４０Ａに対しては第２産業車両２０Ｂ、第２充電装置４０Ｂに対しては第３産業車両２０Ｃ、第４充電装置４０Ｄに対しては第４産業車両２０Ｄを通知するように許容情報が送信される。許容情報とは、例えば、産業車両２０の識別情報である。ステップＳ２５の処理を行うことで、充電制御装置５０は、充電制限部として機能している。

ステップＳ１２において、充電装置制御部４３は、許容情報を受信すると、許容情報で通知された産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１の充電を許容する。一方で、充電装置制御部４３は、許容情報で通知された産業車両２０とは異なる産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１の充電を禁止する。図４に示す例では、第３充電装置４０Ｃでは第１車載蓄電装置２１Ａ、第１充電装置４０Ａでは第２車載蓄電装置２１Ｂ、第２充電装置４０Ｂでは第３車載蓄電装置２１Ｃ、第４充電装置４０Ｄでは第４車載蓄電装置２１Ｄの充電がそれぞれ許容される。

充電コネクタ４１が産業車両２０に接続され、車載制御部２２と充電装置制御部４３との接続が確立すると、充電装置制御部４３は、車載制御部２２から産業車両２０の識別情報を取得する。充電装置制御部４３は、許容情報で通知された産業車両２０の識別情報と、車載制御部２２から取得した産業車両２０の識別情報とを照合し、両識別情報が一致している場合には、車載蓄電装置２１の充電を行う。一方で、充電装置制御部４３は、両識別情報が一致しない場合には、車載蓄電装置２１の充電を行わない。この場合、充電装置制御部４３は、充電を行えない旨の報知を行ってもよい。例えば、充電装置４０が表示部を備えている場合には表示部に充電を行えない旨を表示してもよいし、ブザー音による報知を行ってもよい。また、充電装置制御部４３は車載制御部２２に指令を送信することで、産業車両２０の表示器２９に充電を行えない旨の表示を行わせてもよい。

充電制御装置５０は、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を定期的に行ってもよい。また、充電制御装置５０は、充電条件の成立を契機としてステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を行ってもよい。充電条件とは、車載蓄電装置２１の充電が行われ得る状況を判定するための条件である。充電条件としては、例えば、各産業車両２０のいずれかの車載蓄電装置２１の充電率が充電閾値を下回ったこと、各産業車両２０のいずれかが充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２に進入したこと等が挙げられる。充電閾値としては、車載蓄電装置２１の充電率の低下により搭乗者が車載蓄電装置２１の充電を行うと想定される値が設定される。充電閾値としては、例えば、２０％〜４０％の値が設定される。各産業車両２０のいずれかが充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２に進入した場合、搭乗者が車載蓄電装置２１の充電を行うと想定される。産業車両２０が充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２に進入したことは、無線基地局ＷＢの切り替わりにより判定することができる。なお、充電条件としては、単数の条件が設定されていてもよいし、複数の条件が設定されていてもよい。充電条件として複数の条件が設定されている場合、少なくともいずれかが成立した場合に充電条件が成立したと判定してもよいし、全ての条件の成立により充電条件が成立したと判定してもよい。また、充電制御装置５０は、ステップＳ２１〜ステップＳ２３の処理を定期的に行い、充電条件の成立を契機としてステップＳ２４及びステップＳ２５の処理を行ってもよい。

本実施形態の作用について説明する。
敷地内では、複数の産業車両２０が稼働しており、産業車両２０の搭乗者は車載蓄電装置２１の充電率が低くなると、充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２に移動し、充電装置４０を用いて車載蓄電装置２１の充電を行う。車載蓄電装置２１を同一の充電率まで充電する場合、車載蓄電装置２１の充電率が低いほど車載蓄電装置２１を充電するのに要する時間が長くなる。このため、優先産業車両に搭載された車載蓄電装置２１の充電を行う際には、蓄電装置３２の残容量が不足しやすい。また、産業車両２０の現在位置から充電装置４０までの距離が長いと、移動に要する時間が長くなり、移動のために消費される車載蓄電装置２１の電力が大きくなる。

従って、敷地内で用いられる全ての産業車両２０の稼働時間を考慮した場合、車載蓄電装置２１の充電率が低いほど蓄電装置３２の充電率が高い充電装置４０で充電され、かつ、産業車両２０から近い充電装置４０で充電を行うことが好ましい。優先産業車両の車載蓄電装置２１を蓄電装置３２の充電率が閾値未満の充電装置４０で充電したとすると、車載蓄電装置２１の充電率が目標充電率に到達する前に蓄電装置３２の残容量が尽きる。蓄電装置３２の残容量が尽きると、以降は系統電源ＳＰの電力のみで充電が行われるため、車載蓄電装置２１の充電時間が長くなる。また、車載蓄電装置２１の充電率が高いにも関わらず、蓄電装置３２の充電率が高い充電装置４０で充電が行われると、蓄電装置３２の充電率が高い充電装置４０が車載蓄電装置２１の充電率が高い産業車両２０によって使用されることになる。この場合、充電率が低い車載蓄電装置２１を、蓄電装置３２の充電率が低い充電装置４０を用いて充電せざるを得ない状況が生じる。即ち、産業車両２０と充電装置４０とのミスマッチが生じ得る。特に、優先産業車両に搭載された車載蓄電装置２１については、充電時間が最も長くなるため、優先産業車両と充電装置４０とのミスマッチが生じ、車載蓄電装置２１の充電に要する時間が長くなると、優先産業車両の稼働時間だけでなく、優先産業車両とは異なる産業車両２０の稼働時間も短くなるおそれがある。例えば、充電装置４０で車載蓄電装置２１を充電している間は蓄電装置３２を充電することができないため、優先産業車両と充電装置４０とのミスマッチが生じ、車載蓄電装置２１の充電に要する時間が長くなると、蓄電装置３２の充電に使用できる時間が短くなる。また、優先産業車両と充電装置４０とのミスマッチが生じ、車載蓄電装置２１の充電に要する時間が長くなると、優先産業車両が充電装置４０を占有する時間が長くなる。優先産業車両とは異なる産業車両２０は、優先産業車両で使用されていない充電装置４０を使用して車載蓄電装置２１を充電することになるため、産業車両２０を分散させることができない場合がある。すると、優先産業車両とは異なる産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１を充電する際にも、蓄電装置３２の残容量が不足する場合があり、電力システム１０全体として産業車両２０の稼働時間が短くなるおそれがある。

本実施形態では、優先産業車両に充電装置４０を指示することで、優先産業車両と充電装置４０とのミスマッチが生じることを抑制している。これにより、優先産業車両の車載蓄電装置２１の充電を行う際に、蓄電装置３２の残容量が不足することを抑制できる。また、優先産業車両が充電装置４０まで移動する時間も短く、移動により消費される車載蓄電装置２１の電力も少ない。

本実施形態の効果について説明する。
（１）充電制御装置５０は、車載蓄電装置２１の充電を行う際に用いる充電装置４０を優先産業車両に指示する。充電制御装置５０に指示された充電装置４０で車載蓄電装置２１の充電を行うことで、優先産業車両の稼働時間が短くなることを抑制できる。

（２）蓄電装置３２の充電率が閾値以上の充電装置４０のうち優先産業車両から最も近い充電装置４０と優先産業車両とをマッチングさせることで、車載蓄電装置２１の充電時間が長くなることを抑制できる。結果として、電力システム１０全体として産業車両２０の稼働時間が短くなることを抑制できる。

（３）充電制御装置５０は、充電装置４０に許容情報を送信する。従って、充電制御装置５０は、優先産業車両に指示した充電装置４０に対して、優先産業車両に搭載された車載蓄電装置２１の充電を許容する一方で、優先産業車両とは異なる産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１の充電を禁止する指示を行うことになる。優先産業車両に指示情報を送信してから、優先産業車両が充電装置４０に移動するまでの間に、優先産業車両に指示した充電装置４０が優先産業車両とは異なる産業車両２０に使用されることを抑制できる。

実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○充電制御装置５０は、１つの充電装置４０に対して、複数の産業車両２０をマッチングさせてもよい。例えば、充電制御装置５０は、充電装置４０毎に優先順位の高い２つの産業車両２０をマッチングさせる。この場合、充電装置４０では、優先順位の高い２つの産業車両２０に搭載された車載蓄電装置２１を充電することができる。

○充電制御装置５０は、サーバーなど、充電システム１１を制御できるものであれば、どのような装置であってもよい。
○車載蓄電装置２１の充電率を示す情報とは、車載蓄電装置２１の開回路電圧、車載蓄電装置２１の残容量など、車載蓄電装置２１の充電率と相関のあるものであればよい。即ち、車載蓄電装置２１の充電率を示す情報とは、充電率そのものを示す情報に限らず、充電率を推定することができる情報であればよい。同様に、蓄電装置３２の充電率を示す情報とは、蓄電装置３２の開回路電圧、蓄電装置３２の残容量など、蓄電装置３２の充電率と相関のあるものであればよい。

○車載検出部としては、車載蓄電装置２１の充電率を推定することができれば、どのようなものであってもよい。例えば、車載検出部としては、車載蓄電装置２１の端子間電圧を検出する電圧センサ及び車載蓄電装置２１の充放電電流を検出する電流センサの少なくともいずれかと、これらのセンサの検出結果から車載蓄電装置２１の充電率を推定する推定部を備えていればよい。推定部は、専用の装置であってもよいし、車両の制御を行う装置に推定部としての機能を備えさせてもよい。同様に、検出部としては、蓄電装置３２の充電率を推定することができれば、どのようなものであってもよい。

○産業車両２０としては、搭乗者による操作が行われることなく動作する自動運転の産業車両であってもよい。この場合、車載制御部２２は、指示情報で指示された充電装置４０で充電を行う。産業車両２０を自動運転の産業車両とする場合、指示情報で指示された充電装置４０とは異なる充電装置４０を使用して車載蓄電装置２１の充電が行われることが抑制されるため、充電制御装置５０は許容情報を送信しなくてもよい。

○充電制御装置５０は、ステップＳ２５の処理を行わなくてもよい。即ち、充電制御装置５０は、充電制限部を備えていなくてもよい。
○産業車両２０の現在位置は、産業車両２０で推定された自己位置であってもよい。自己位置の推定は、例えば、ＧＰＳ衛星信号を受信して位置情報を求めるＧＰＳ装置、オドメトリ、ミリ波レーダーやステレオカメラなどの周辺環境の構造を認識するための装置を用いて行うことができる。この場合、車載制御部２２は、自己位置の推定によって得られた自己位置の情報を車両情報として充電制御装置５０に送信する。これにより、充電制御装置５０は、産業車両２０の現在位置を取得することができる。

○敷地内に設けられる充電ステーションＣＳ１，ＣＳ２は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
○充電制御装置５０は、第１充電ステーションＣＳ１の充電装置４０の全てを同一位置にあるとみなし、第２充電ステーションＣＳ２の充電装置４０の全てを同一位置にあるとみなしてもよい。即ち、充電制御装置５０は産業車両２０に最も近い充電装置４０を判定する際に、産業車両２０から第１充電ステーションＣＳ１までの距離と産業車両２０から第２充電ステーションＣＳ２までの距離とを比較すればよい。

○蓄電装置３２の出力する電力は、電力変換部４２による電力変換を行わないで出力されてもよい。即ち、蓄電装置３２から出力される電力が車載蓄電装置２１に直接供給されるようにしてもよい。

○充電制御装置５０は、優先産業車両に対して、蓄電装置３２の充電率が閾値以上の充電装置４０であって車載蓄電装置２１の充電を行っていない充電装置４０のうち、優先産業車両の現在位置に最も近い充電装置４０で充電を行うように指示を行えればよい。即ち、優先産業車両とは異なる産業車両２０に対して指示される充電装置４０は任意である。また、優先産業車両とは異なる産業車両２０に対しては、充電装置４０の指示を行わなくてもよい。

○車載通信部２８、充電装置通信部４６及び無線通信部５６は、任意の通信方式で情報の送受信を行うことができる。例えば、車載通信部２８、充電装置通信部４６及び無線通信部５６は、ＬＰＷＡ通信方式、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に準拠した通信方式などで情報の送受信を行ってもよい。

○位置取得部、車載蓄電装置充電率取得部、蓄電装置充電率取得部、指示部、及び充電制限部は、個別の装置であってもよい。

１０…電力システム、１１…充電システム、２０…産業車両、２１…車載蓄電装置、２５…車載検出部としての車載ＢＭＳ、２８…車載通信部、３２…蓄電装置、３３…検出部としての蓄電ＢＭＳ、４０…充電装置、４６…充電装置通信部、５０…位置取得部、車載蓄電装置充電率取得部、蓄電装置充電率取得部、指示部、及び充電制限部として機能する充電制御装置。

Claims

車載蓄電装置を搭載した複数の産業車両と、前記車載蓄電装置を蓄電装置及び系統電源を用いて充電する複数の充電装置とを備えた充電システムを制御する充電制御装置であって、
前記複数の産業車両毎に現在位置を示す情報を取得する位置取得部と、
前記複数の産業車両毎に前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を取得する車載蓄電装置充電率取得部と、
前記複数の充電装置毎に個別に設けられた前記蓄電装置の充電率を示す情報を取得する蓄電装置充電率取得部と、
前記複数の産業車両のうち充電率が最も低い前記車載蓄電装置を搭載した前記産業車両を優先産業車両とすると、前記優先産業車両に対して、前記蓄電装置の充電率が閾値以上の前記充電装置であって前記車載蓄電装置の充電を行っていない前記充電装置のうち、前記優先産業車両の前記現在位置に最も近い前記充電装置で充電を行うように指示を行う指示部と、を備える充電制御装置。
前記指示部が前記優先産業車両に指示した前記充電装置に対して、前記優先産業車両に搭載された前記車載蓄電装置の充電を許容する一方で、前記優先産業車両とは異なる前記産業車両に搭載された前記車載蓄電装置の充電を禁止する指示を行う充電制限部を備える請求項１に記載の充電制御装置。
車載蓄電装置を搭載した複数の産業車両と、前記車載蓄電装置を蓄電装置及び系統電源を用いて充電する複数の充電装置とを備えた充電システムと、
前記充電システムを制御する充電制御装置と、を備えた電力システムであって、
前記産業車両は、
車載検出部によって検出した前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を前記充電制御装置に送信する車載通信部を備え、
前記充電装置は、
検出部によって検出した前記蓄電装置の充電率を示す情報を前記充電制御装置に送信する充電装置通信部を備え、
前記充電制御装置は、
前記複数の産業車両毎に現在位置を示す情報を取得する位置取得部と、
前記複数の産業車両毎に前記車載蓄電装置の充電率を示す情報を取得する車載蓄電装置充電率取得部と、
前記複数の充電装置毎に個別に設けられた前記蓄電装置の充電率を示す情報を取得する蓄電装置充電率取得部と、
前記複数の産業車両のうち充電率が最も低い前記車載蓄電装置を搭載した前記産業車両を優先産業車両とすると、前記優先産業車両に対して、前記蓄電装置の充電率が閾値以上の前記充電装置であって前記車載蓄電装置の充電を行っていない前記充電装置のうち、前記優先産業車両の前記現在位置に最も近い前記充電装置で充電を行うように指示を行う指示部と、を備える電力システム。