JP2021176063A - 充電管理装置、充電管理方法、及び充電管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本開示の様々な実施形態により、仮将来の各車両の残充電量を予測することが可能な充電管理装置、充電管理方法、及び充電管理プログラムを提供する。【解決手段】充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理する充電管理装置であって、メモリに記憶された車両を特定する情報により特定される、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する、ように構成されたプロセッサとを含む充電管理装置である。【選択図】 図１

Description

本開示は、充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電する車両の状況を管理する充電管理装置、充電管理方法、及び充電管理プログラムに関する。

従来より、いわゆる電気自動車などのカーシェアリングにおいて、各車両の充電状況などを管理する運用システムが知られていた。例えば、特許文献１には、ステーションの蓄電設備に蓄えられている電力量と、当該ステーションに停車している全ての電気自動車に蓄えられている電力量と、の合計であるステーション電力量を取得する電力量取得部を備え、当該ステーション電力量に基づいて料金等の運用を管理するシステムが記載されている。しかし、このようなシステムにおいては、将来の利用状況などが全く考慮されていなかった。

特開２０１７−１６２３７０号公報

そこで、上記のような技術を踏まえ、本開示では、様々な実施形態により、将来の各車両の残充電量を予測することが可能な充電管理装置、充電管理方法、及び充電管理プログラムを提供する。

本開示の一態様によれば、「充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理する充電管理装置であって、ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、所定の指示命令が記憶されるとともに、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリと、前記メモリに記憶された指示命令を実行することによって、前記メモリに記憶された車両を特定する情報により特定される、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する、ように構成されたプロセッサと、を含む充電管理装置」が提供される。

本開示の一態様によれば、「充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理するために、ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、所定の指示命令が記憶されるとともに、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリとを含む充電管理装置において、プロセッサが前記指示命令を実行することによりなされる充電管理方法であって、前記メモリに記憶された車両を特定する情報により特定される、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する段階、を含む充電管理方法」が提供される。

本開示の一態様によれば、「充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理するために、ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリとを含む充電管理装置を、前記メモリに記憶された前記残充電量を示す情報、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出するように構成されたプロセッサ、として機能させる充電管理プログラム」が提供される。

本開示の様々な実施形態によれば、将来の各車両の残充電量を予測することが可能な充電管理装置、充電管理方法、及び充電管理プログラムを提供することができる。

なお、上記効果は説明の便宜のための例示的なものであるにすぎず、限定的なものではない。上記効果に加えて、または上記効果に代えて、本開示中に記載されたいかなる効果や当業者であれば明らかな効果を奏することも可能である。

図１は、本開示の様々な実施形態に係る残充電量の予測の概要を示す図である。 図２は、本開示の第１実施形態に係るシステム１の構成を概略的に示す概念図である。 図３は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００の構成の例を示すブロック図である。 図４Ａは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される車両情報テーブルを概念的に示す図である。 図４Ｂは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶されるステーション情報テーブルを概念的に示す図である。 図４Ｃは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される予測残充電量情報テーブルを概念的に示す図である。 図４Ｄは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される予約情報テーブルである。 図５は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００の機能うぃ示す機能ブロック図である。 図６は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。 図７は、本開示の第１実施形態に係る残充電量の予測の概要を示す図である。 図８は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。 図９は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。 図１０は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。

添付図面を参照して本開示の様々な実施形態を説明する。なお、図面における共通する構成要素には同一の参照符号が付されている。

＜本開示に係るシステムの概要＞
本開示の様々な実施形態に係るシステムでは、充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電する充電状態と、当該バッテリに充電された電力を用いて走行する走行状態を有する車両の状況を管理する。特に、本システムでは、充電ステーションの充電能力に関する情報と、単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報等に基づいて、将来予定される走行前に必要とされる残充電量であるターゲット残充電量を算出する。

このように算出されたターゲット残充電量は、例えば充電ステーションに供給される太陽光などの再生可能エネルギー源からの電力供給が豊富にあり電力供給に余剰が発生する期間に充電期間をシフトしたり、充電ステーションに接続された車両から放電させてオフィス用電源や家庭用電源などとして利用したり、車両の予約の可否を判断したり、車両をバーチャルパワープラントとして取り扱い車両に蓄電された電力を売買電するのに利用される。

図１は、本開示の様々な実施形態に係る残充電量の予測の概要を示す図である。図１によると、ある車両において将来の一定期間（例えば２週間）にわたり、現時点の予約スケジュールを考慮したターゲット残充電量の予測の結果を示す曲線が示されている。上記のとおり、本開示においては、予約スケジュールに加えて、充電ステーションの充電能力に関する情報と、単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報とに基づいてターゲット残充電量を予測する。例えば、予約２を参照すると、利用開始時点で充電量Ｗ３を要する。そのため、予約１の利用開始時のターゲット残充電量は、時間ｔ２〜ｔ３における充電能力、時間ｔ１〜ｔ２における電費、及び当該予測時点（ｔ０）の残充電量に基づいて、電力量Ｗ２に設定される。また、例えば再生可能エネルギー源から供給が多く電力供給量に余剰があるような場合には、このターゲット残充電量の予測に基づいて、余剰がある時間外に充電時間をシフトすることも可能である。また、このターゲット残充電量の予測に基づいて、例えば充電ステーションが設置された家庭などにおいてピーク時の消費電力があらかじめ決められた電力量を超過してしまうような場合には、このターゲット残充電量の予測に基づいて、車両のバッテリから電力を放電することでその超過分を賄うことも可能である。さらに、このターゲット残充電量の予測に基づいて、充電ステーションへ電力を供給する供給元に対して当該車両から充放電し売買電することも可能である。

このように、将来予定される走行前に必要とされる残充電量であるターゲット残充電量を算出し、それに基づく充電状態と走行状態の管理を行うことによって、より効率的な車両の運用や充電ステーションの管理が可能となる。

なお、本開示において、車両とは充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電する充電状態と、当該バッテリに充電された電力を用いて走行する走行状態を有するものであればいずれでもよい。以下の実施形態においては、車両としていわゆる電気自動車の例について説明するが、当然これのみには限られない。例えば、自転車やバイクなどの二輪車、電車、バス、トラック、船舶、航空機など、電力を利用して走行可能な車両であればいずれでも本開示に係るシステムを好適に適用することができる。

＜第１実施形態＞
１．本開示の第１実施形態に係るシステム１の構成
図２は、本開示の第１実施形態に係るシステム１の構成を概略的に示す概念図である。図２を参照すると、システム１は、充電管理装置１００と、予約管理装置２００と、車両３００と、端末装置４００とを少なくとも含み、各々が直接又は間接的にネットワーク５００を介して互いに通信可能に接続されている。

なお、ネットワーク５００は、無線通信により構成されていてもよいし、有線通信により構成されていてもよいし、それらを組み合わせて構成されていてもよい。また、図２の例では、充電管理装置１００、予約管理装置２００及び端末装置４００はそれぞれ１台しか記載されていないが、当然２台以上の装置によって構成することも可能である。例えば、充電管理装置１００は、その各構成要素及び処理を複数の管理装置に分配することも可能である。また、当該システム１には、必要に応じて各種データベースに接続し、これらとともに各処理を実行することが可能である。

充電管理装置１００は、充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電する充電状態と、当該バッテリに充電された電力を用いて走行する走行状態を有する車両３００の状況を管理する装置である。予約管理装置２００は、充電管理装置１００との間でターゲット残充電量情報などを受信し、車両３００の予約を管理する装置である。車両３００は、車載器に搭載された通信インターフェイスによって、予約管理装置２００を介して、車両情報等を充電管理装置１００に送信する。端末装置４００は、車両の走行予約などを行うとともに車両３００の評価等を行う装置であり、入力された走行予約に関する情報などを予約管理装置２００に送信する。なお、図２において車両３００と端末装置４００は説明の便宜のため１台ずつの記載となっているが、充電管理装置１００と予約管理装置２００は、当然複数の車両と端末装置と接続することが可能である。また、車両情報等は、車両３００から予約管理装置２００を介して充電管理装置１００に送信されるようにしたが、予約管理装置２００を介することなく、直接車両３００から充電管理装置１００に送信されてもよい。

２．充電管理装置１００の構成
図３は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００の構成の例を示すブロック図である。充電管理装置１００は、図３に示す構成要素の全てを備える必要はなく、一部を省略した構成をとることも可能であるし、他の構成要素を加えることも可能である。

図３によると、充電管理装置１００は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び不揮発性メモリ、ＨＤＤ等を含むメモリ１１１、ＣＰＵ等から構成されるプロセッサ１１２、出力インターフェイス１１３、及び通信インターフェイス１１４を含む。そして、これらの各構成要素が制御ライン及びデータラインを介して互いに電気的に接続される。

メモリ１１１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、ＨＤＤを含み、記憶部として機能する。当該メモリ１１１は、本実施形態に係る各処理のための指示命令やＯＳを実行するための指示命令をプログラムとして記憶する。このようなプログラムは、プロセッサ１１２によってロードされ実行される。また、メモリ１１１は、図４Ａに示された車両情報テーブル、図４Ｂに示されたステーション情報テーブル、図４Ｃに示された予測残充電量情報テーブル、及び予約情報テーブルなどの様々な情報を記憶する。また、本実施形態においては、メモリ１１１は、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、充電能力を示す情報及びスケジュール情報に基づいて一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する処理、供給される電力量に余剰がある時間帯に充電する時間枠を設定するよう指示する処理、充電ステーションにおける充電スケジュールを更新する処理、充電ステーションに電気的に接続された車両から放電するよう指示する処理、車両に対して前記充電ステーションへ電力を供給する供給元への放電及び前記供給元からの充電を指示する処理等を実行するためのプログラムを記憶する。

プロセッサ１１２は、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ：マイコン）から構成され、メモリ１１１に記憶された各種プログラムに基づいて、接続された他の構成要素を制御するための制御部として機能する。本実施形態においては、特に、プロセッサ１１２は、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、充電能力を示す情報及びスケジュール情報に基づいて一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する処理、供給される電力量に余剰がある時間帯に充電する時間枠を設定するよう指示する処理、充電ステーションにおける充電スケジュールを更新する処理、充電ステーションに電気的に接続された車両から放電するよう指示する処理、車両に対して前記充電ステーションへ電力を供給する供給元への放電及び前記供給元からの充電を指示する処理等を実行する。プロセッサ１１２は、単一のＣＰＵで構成されても良いが、複数のＣＰＵで構成しても良い。

通信インターフェイス１１４は、一例として、予約管理装置２００、車両３００及び／又は端末装置４００とネットワーク５００を介して、本実施形態に係るプログラム、各種情報等を送受信するために、変調や復調などの処理を行う。通信インターフェイス１１４は、公知の無線通信方式や公知の有線通信方式にしたがって、上記の各装置と通信する。本実施形態においては、特に車両３００から車両情報を受信したり、予約管理装置２００から車両の走行予約状況を示すスケジュール情報等を受信するとともに、各装置にターゲット残充電量に関する情報や更新されたスケジュール情報を送信する。

出力インターフェイス２１３は、特に図示はしていないが、プリンタやディスプレイ等の様々な外部機器との間で情報の入出力をするための情報入出力部として機能する。出力インターフェイス２１３は、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ等、所望に応じて公知の接続形式を採用することが可能である。

３．各メモリに記憶される情報
図４Ａは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される車両情報テーブルを概念的に示す図である。当該車両情報テーブルに記憶される情報は、車両３００から処理の進行に応じて随時受信され、更新してメモリ１１１に記憶される。

図４Ａによると、車両情報テーブルには、車両ＩＤ情報に対応付けて、ステーションＩＤ情報、現在の残充電量情報、及び電費情報がそれぞれ記憶されている。「車両ＩＤ情報」は、車両ごとに付与された固有の情報で各車両を特定する情報である。「ステーションＩＤ情報」は、車両が充電ステーションに接続されると充電ステーションから送信される情報で、当該車両が接続された充電ステーションを特定する情報である。当該車両が現在充電ステーションに接続されている場合に送信される。「現在の残充電量情報」は、各車両の現在の残充電量を示す情報である。「電費情報は」は、所定の単位電力量（例えば、１ｋＷｈ）あたりで走行可能な距離を示す情報である。

図４Ｂは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶されるステーション情報テーブルを概念的に示す図である。当該ステーション情報テーブルに記憶される情報は、あらかじめメモリ１１１に記憶される。

図４Ｂによると、ステーション情報テーブルには、ステーションＩＤ情報に対応付けて充電量情報が記憶されている。「ステーションＩＤ情報」は、充電ステーションごとに付与された固有の情報で各充電ステーションを特定する情報である。「充電量情報」は、各充電ステーションの充電能力を関連する情報である。一例としては、単位時間当たりの充電量（例えば、４０ｋＷｈ）が用いられる。当該充電量情報は、ターゲット残充電量を算出するのに主に用いられる。

図４Ｃは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される予測残充電量情報テーブルを概念的に示す図である。当該予測残充電量情報テーブルに記憶される情報は、充電管理装置１００により各値が算出されるごとに更新して記憶される。

図４Ｃによると、予測残充電量情報テーブルは、各車両、すなわち各車両ＩＤごとに一つのテーブルが生成される。そして、所定時間ごとにターゲット残充電量情報が記憶される。「ターゲット残充電量情報」は、将来予定される走行予約の走行開始時において最低限必要とされる残充電量を示す情報である。なお、ターゲット残充電量情報は、一例としては、２週間を所定間隔で分割して分割された期間ごとに算出される。

図４Ｄは、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００に記憶される予約情報テーブルを概念的に示す図である。当該予約情報テーブルに記憶される情報は、予約管理装置２００から受信され、充電管理装置１００により更新されたのち、再び予約管理装置２００に送信され管理される。

図４Ｄによると、予約情報テーブルは、車両ごとの予約スケジュールを示す情報で、各車両ＩＤ情報に対応付けて、時間ごとに走行状態すなわち走行予約の有無が記憶されたテーブルである。当該予約情報テーブルは、端末装置４００で受け付けられた車両利用者からの入力に基づいて、走行予約が入力され、予約管理装置２００において管理される。その後、充電管理装置１００に送信され、将来の残充電量の予測に基づいて当該予約情報テーブルに充電として確保すべき期間が更新して記憶され、再び予約管理装置２００に送信される。充電として確保すべき期間が記憶された時間については、利用者が当該車両の予約ができない時間となる。

４．充電管理装置１００の機能
図５は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００の機能を示す機能ブロック図である。具体的には、図５は、図３に示された構成を有する充電管理装置１００が、予約管理装置２００等と連携して行う各機能を示す図である。

図５によると、充電管理装置１００は、記憶部１１１、通信部１１４、出力部１１３、及び制御部１１２の各機能ブロックを有する。このうち、記憶部１１１、通信部１１４及び出力部１１３は、図３で示すメモリ１１１、通信インターフェイス１１４及び出力インターフェイス１１３に対応して、各構成が有する機能をそれぞれ実行する。例えば、通信部１１４は、予約管理装置２００から車両状況情報、車両を特定する情報（車両ＩＤ情報）を含む車両情報、予約スケジュール情報、予約処理情報等を受信する。ここで、車両状況情報は、予約管理装置２００において受信された各車両３００から車両ＩＤ情報とともに車両の現在の状況に関する情報であり、車両が現在走行状態にあるのか又は充電状態にあるのかを示す情報である。また、予約スケジュール情報は、予約管理装置２００において、各端末装置４００の利用者からの入力に基づいて各車両の利用予約時間枠が確保された予約情報テーブルに記憶された情報である。予約処理情報は、各端末装置４００において予約アプリケーション等を介して受け付けられた車両の利用予約に係る情報である。そして、記憶部１１１は、通信部１１４が受信した車両状況情報、車両情報、予約スケジュール情報、予約処理情報等を記憶する。

次に、図５によれば、制御部１１２は、残充電量予測部１１２ａ、予約スケジュール更新部１１２ｂ、充電時間シフト部１１２ｃ、ピークカット部１１２ｄ及び売買電部１１２ｅの各機能ブロックを有する。このうち、残充電量予測部１１２ａは、予約管理装置２００から受信した上記情報に基づいて、車両の新規の利用予約を入れるタイミング（例えば、利用者が端末装置４００において特定の車両を選択した選択情報を受信したタイミング）、新規の利用予約が入ったタイミング、残充電量の実測値とターゲット残充電量との乖離が大きいと判断されたタイミングでターゲット残充電量の再計算が必要であると判断する。そして、残充電量予測部１１２ａは、通信部１１４で予約管理装置２００から受信した車両情報及び予約スケジュール情報に基づいてターゲット残充電量の予測処理を行う。ここで、車両情報には、接続された各車両３００に車両ＩＤ情報、現在の残充電量及びステーションＩＤ情報が少なくとも含まれ、各車両から所定のタイミングで予約管理装置が受信する。

予約スケジュール更新部１１２ｂは、予測されたターゲット残充電量に基づいて、充電時間として確保すべき時間を、記憶部１１１に記憶された予約スケジュール情報に更新して記憶する。充電時間シフト部１１２ｃは、スケジューリングされていた車両３００への充電時間を、予約スケジュール更新部１１２ｂによって算出されたターゲット残充電量に基づいて、例えば再生可能エネルギー源からの供給がより大きいなどの理由により、供給される電力量に余剰がある時間帯（余剰電力発生期間）にシフトさせる処理を行う。

ピークカット部１１２ｄは、予測されたターゲット残充電量に基づいて、充電ステーションに接続された車両から例えばオフィス用電源や家庭用電源に対して、これらの電力消費のピークとなる時間帯に放電するピークカット処理を行う。また、売買電部１１２ｅは、各車両３００の充電ステーションが接続された送電網を介して放電し電力会社や送配電会社に電力を売電したり、電力会社や送配電会社から買電し各車両３００を充電したりする処理を行う。

５．充電管理装置１００で行われる処理フロー（ターゲット残充電量の予測処理）
図６は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。具体的には、主に図５の残充電量予測部１１２ａ及び予約スケジュール部１１２ｂによって行われる機能を示す。当該処理フローは、所定周期（例えば１５分毎）で、主にプロセッサ１１２がメモリ１１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって行われる。

以下においては、図４Ｄに示す予約情報テーブルの車両ＩＤ情報「Ｖ１」に対して記憶された予約スケジュールを受信した場合について説明する。ここで、図７は、本開示の第１実施形態に係る残充電量の予測の概要を示す図であるが、図４Ｄに示す車両ＩＤ情報「Ｖ１」の予約スケジュールが反映されたものとなっている。したがって、図４Ｄに併せて適宜図７も参照しつつ説明する。

図６によると、プロセッサ１１２は、予約管理装置２００から受信してメモリ１１１に記憶された情報を読み出す処理を行う。具体的には、プロセッサ１１２は、図４Ｄの予約情報テーブルを参照して、車両Ｖ１の予約スケジュール情報を読み出す（Ｓ１０１）。次に、プロセッサ１１２は、図４Ａの車両情報テーブルを参照して、車両Ｖ１に対応付けられた電費情報を読み出す（Ｓ１０２）。さらに、プロセッサ１１２は、図４Ａの車両情報テーブル及び図４Ｂのステーション情報テーブルを参照して、車両Ｖ１が接続されているステーションＩＤに対応付けられた充電量情報を読み出す（Ｓ１０３）。

Ｓ１０１〜Ｓ１０３においてターゲット残充電量の算出に必要な情報を読み出すと、プロセッサ１１２は予約スケジュール情報に登録された各予約の終了時に必要なターゲット残充電量を算出する（Ｓ１０４）。例えば、予約スケジュール情報において最後の予約である予約３が時間ｔ７〜ｔ８でスケジュールされている。このとき、プロセッサ１１２は、当該予約の終了時のターゲット残充電量を「０」として算出する。次に、プロセッサ１１２は、各予約の開始時に必要なターゲット残充電量を算出する（Ｓ１０５）。例えば、予約スケジュール情報において最後の予約である予約３が時間ｔ７〜ｔ８でスケジュールされている。このとき、プロセッサ１１２は、この予約３において消費される電力量を予約されている時間と電費情報に基づいて算出し、Ｓ１０４で算出された終了時のターゲット残充電量に算出された消費電力量を加算することで、走行予約開始時に必要とされるターゲット残充電量を算出する。

プロセッサ１１２は、最後の予約（つまり、予約３）について各ターゲット残充電量が算出されると、その一つ前の予約（たとえば、予約２）について、走行予約終了時のターゲット残充電量と、走行予約開始時のターゲット残充電量を算出する。まず、プロセッサ１１２は、この予約（つまり、予約２）と一つ後の予約（つまり、予約３）との間の空き時間と充電ステーションの充電量（充電能力）とに基づいて空き時間に充電可能な電力量を算出し、一つ後の予約（つまり、予約３）の走行開始時のターゲット残充電量から算出された充電可能な電力量を減算することで、走行予約終了時のターゲット残充電量を算出する。次に、プロセッサ１１２は、この予約２において消費される電力量を予約されている時間と電費情報に基づいて算出し、算出された予約２の終了時のターゲット残充電量に算出された消費電力量を加算することで、予約２の走行予約開始時に必要とされるターゲット残充電量を算出する。

プロセッサ１１２は、同様の方法で、すべての走行予約について、終了時のターゲット残充電量と開始時のターゲット残充電量を算出する。そして、プロセッサ１１２は、算出された各走行予約の開始時及び終了時のターゲット残充電量を、メモリ１１１の予測残充電量情報テーブルに記憶する。このように、例えば最初の予約である予約１に着目すると、この予約１の開始時のターゲット残充電量は、予約３の予約時間で消費される電力量と、予約２の予約時間で消費される電力量と、予約１の予約時間で消費される電力量の全てに基づいて算出される。

プロセッサ１１２は、上記Ｓ１０４及びＳ１０５において、各走行予約の開始時のターゲット残充電量と終了時のターゲット残充電量の算出が終了すると、各走行予約の開始時のターゲット残充電量を確保するのに必要な充電時間を算出する（Ｓ１０６）。具体的には、プロセッサ１１２は、ある走行予約（例えば、予約３）の開始時のターゲット残充電量から一つ前の走行予約（例えば、予約２）の終了時のターゲット残充電量とに基づいて、走行予約開始時までに充電すべき電力量を算出し、その電力量を充電能力で割ることによって充電時間を算出する。そして、プロセッサ１１２は、両走行予約（例えば、予約３と予約２）の間の空き時間の中から算出された充電時間分を充電枠として設定し、スケジュール情報テーブルに充電枠として記憶する（Ｓ１０７）。また、プロセッサ１１２は、設定された充電枠において、充電開始時のターゲット残充電量として前の走行予約の終了時のターゲット残充電量を、充電終了時のターゲット残充電量として次の走行予約の開始時のターゲット残充電量を、それぞれメモリ１１１の予測残充電量情報テーブルに記憶する。

以上の処理によって、将来予定される前記走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量が算出される。なお、Ｓ１０５において電費情報を利用して予約開始時のターゲット残充電量を算出したが、この情報に加えて、又は変えて車両の平均時速などの情報を用いることも可能である。

６．充電管理装置１００で行われる処理フロー（予約スケジュールの更新処理）
図７は、図６の処理フローに従って、車両ＩＤ情報「Ｖ１」の将来の時間ｔ０〜ｔ９においてスケジュールされた予約１、予約２及び予約３の開始時及び終了時のターゲット残充電量が示されている。

図７のターゲット残充電量曲線Ｋ１に着目すると、例えば予約２の終了時はターゲット残充電量がゼロとなる。したがって、プロセッサ１１２は、予約スケジュール情報には次の期間である時間ｔ６〜ｔ７は必ず充電状態となるように「充電」を入力するよう更新する。また、予約２の開始時（ｔ３）のターゲット残充電量はバッテリの略全量である。他方、直前の予約１の終了時（ｔ２）のターゲット残充電量は略半分の量である。したがって、プロセッサ１１２は、直前の予約１の終了時では次の予約２において必要とされる充電量が確保できないため、予約１の終了後の時間ｔ２〜ｔ３は充電時間となるように「充電」を入力するよう予約スケジュール情報を更新する。

なお、例えば、予約１の終了後のターゲット残充電量が次の予約２の開始時のターゲット残充電量を超える場合には、その間の時間ｔ２〜ｔ３は充電時間として確保する必要はない。したがって、このような場合は、プロセッサ１１２は、充電時間としてではなく、その余剰分に相当する時間だけ引き続き走行予約が可能な時間として確保する。このように、算出されたターゲット残充電量に基づいて、予約スケジュール情報の充電状態と走行予約の可否が決定される。

７．充電管理装置１００で行われる処理フロー（充電時間シフト処理）
図８は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。ここで、近年環境意識の高まりなどから、充電ステーションに供給される太陽光などの再生可能エネルギー源は、原子力エネルギー源や、石炭・石油などの炭素エネルギー源等のエネルギー源と比較して、非常に注目度が高まっている。そして、多くの家屋やオフィスビルなどで再生可能エネルギーによる発電設備が完備され、そこで発電された電力を併設のバッテリなどで蓄電する技術・サービスが発展している。その結果、充電ステーションは、通常は石炭・石油や原子力などを利用して発電された発電所からエネルギーの供給を受けるが、これとは別に家屋やオフィスビルなどに設置された再生可能エネルギー源により発電された電力を蓄電したバッテリから電力の供給を受けることも可能である。そこで、図８においては、当初スケジューリングされていた車両３００への充電時間を、算出されたターゲット残充電量に基づいて、例えば再生可能エネルギー源からの供給がより大きいなどの理由により、供給される電力量に余剰がある時間帯（余剰電力発生期間）にシフトするように指示可能にした。すなわち、充電時間シフト処理は、例えば再生可能エネルギー源からの電力の供給があるなど、供給される電力量に余剰がある時間帯（余剰電力発生期間）に充電時間をシフトする処理のことである。

図８は、図５で示した充電源の切り替え処理において充電管理装置１００によって行われる処理フローである。当該処理フローは、所定周期（例えば１５分毎）で、主にプロセッサ１１２がメモリ１１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって行われる。

まず、プロセッサ１１２は、充電ステーションに電気的に接続された構造体（例えば、家屋やオフィスビルなど）に設置されたバッテリの余剰電力量の予測が記憶された余剰電力量情報テーブルを外部から受信し記憶する。そして、充電する車両３００が接続された充電ステーションのステーションＩＤ情報が紐づけられたバッテリにおいて、余剰電力の発生期間の有無を判断する（Ｓ２０１）。

次に、プロセッサ１１２は、余剰電力発生期間がある場合には、その余剰電力を消費する車両間の優先順位を決定する（Ｓ２０２）。具体的には、車両ごとにあらかじめ登録された充電量（単位時間あたりに充電可能な電力量：通常は図４Ａの車両情報テーブル等に記憶される。）と、余剰電力発生期間内における各車両の充電可能時間（つまり、ターゲット残充電量に基づいて更新された各車両の予約スケジュール情報のうち非走行状態となっている期間）の長さとに基づいて、余剰電力発生期間内に充電可能な量が多い車両に優先的に再生可能エネルギー源を割り当てるように、車両ごとの優先順位を決定する。

次に、プロセッサ１１２は、決定された優先順位に従って、余剰電力発生期間に電力を供給するようスケジュールを割り当てる（Ｓ２０３）。そして、プロセッサ１１２は、再び図６に記載した処理フローで、割り当てられた期間については再生可能エネルギー源を利用する前提で、再度ターゲット残充電量の算出を行う（Ｓ２０４）。その結果、割り当てられた余剰電力発生期間の全てを再生可能エネルギー源による充電を行わなくても、次の予約開始時のターゲット残充電量を確保できると判断される場合には、プロセッサ１１２は、その余りとなる充電量分を次の優先順位の車両に割り当てるよう予約スケジュールを補正する（Ｓ２０５）。プロセッサ１１２は、余剰電力発生期間にシフトして充電される車両の充電スケジュールを決定し、その決定された充電スケジュールで充電するよう充電ステーションに指示する（Ｓ２０６）。

このように、充電ステーションにおいて余剰電力発生期間がある場合には、ターゲット残充電量に基づいて、余剰電力供給期間以外に本来であれば行われる充電を、余剰電力供給期間内にお行われるように、充電する時間をシフトすることも可能になる。なお、上記においては、環境を考慮していわゆる再生可能エネルギー源の割合が多い余剰電力供給期間内に充電時間をシフトする場合を例に挙げたが、例えば費用や充電効率などの観点から充電する時間をシフトさせるようにしてもよい。

８．充電管理装置１００で行われる処理フロー（ピークカット処理）
図９は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。ここで、近年、多量の電力を蓄電可能なバッテリを有する車両は、走行時に放電するだけでなく、家庭用電源の供給源としても着目されている。すなわち、走行時に必要とされる電力を超えて充電されている場合には、その余剰分をオフィスビルや家屋などの構造体において電力消費がピークとなる時間帯などに供給することで、より効率的な運用が可能となる。すなわち、図５のピークカット処理は、例えばオフィスビル内電源や家庭用電源など、走行以外の用途のため蓄電されたバッテリ内の電力を放電するための処理である。

図９は、図５で示したピークカット処理において充電管理装置１００によって行われる処理フローである。当該処理フローは、所定周期（例えば１５分毎）で、主にプロセッサ１１２がメモリ１１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって行われる。

まず、プロセッサ１１２は、充電ステーションに電気的に接続された構造体（例えば、家屋やオフィスビルなど）の消費電力量の予測を示す情報を受信し、その受信した消費電力量があらかじめ決められた閾値を超えるか否かを判断する（Ｓ３０１）。

次に、プロセッサ１１２は、消費電力量の予測値があらかじめ決められた閾値を超える超過電力発生期間がある場合には、車両間の優先順位を決定する（Ｓ３０２）。具体的には、車両ごとにあらかじめ登録された放電量（単位時間あたりに放電可能な電力量：通常は図４Ａの車両情報テーブル等に記憶される。）と、超過電力発生期間内における各車両の非走行状態の期間（つまり、ターゲット残充電量に基づいて更新された各車両の予約スケジュール情報のうち非走行状態となっている期間）の長さとに基づいて、超過電力発生期間内に放電可能な量が多い車両に優先的に放電するように、車両ごとの優先順位を決定する。

次に、プロセッサ１１２は、決定された優先順位に従って、超過電力発生期間に放電するようスケジュールを割り当てる（Ｓ３０３）。そして、プロセッサ１１２は、再び図６に記載した処理フローで、割り当てられた期間については放電する前提で、再度ターゲット残充電量の算出を行う（Ｓ３０４）。その結果、割り当てられた超過電力発生期間の全てを放電してしまうと、次の予約開始時のターゲット残充電量を確保できないと判断される場合には、プロセッサ１１２は、ターゲット残充電量を超える分について次の優先順位の車両に割り当てるよう予約スケジュールを補正する（Ｓ３０５）。プロセッサ１１２は、超過電力発生期間について、放電スケジュールの割り当てを決定し、その期間についてはピークカット処理のため放電するように車両３００に指示する（Ｓ３０６）。

このように、例えば家庭やオフィスビルなどの構造体に対して、消費電力の予測があらかじめ決められた閾値を超える場合には、走行以外の用途のため蓄電されたバッテリ内の電力を放電するため、より効率的な電力の運用が可能となる。

９．充電管理装置１００で行われる処理フロー（売買電処理）
図１０は、本開示の第１実施形態に係る充電管理装置１００において実行される処理フローを示す図である。売買電処理は、例えば複数の車両３００と連携し各車両３００の充放電を管理することによって、それらを言わばバーチャルパワープラントとして取り扱うことを可能にする。具体的には、各車両３００の充電ステーションが接続された送電網を介して放電し電力会社や送配電会社に電力を売電したり、電力会社や送配電会社から買電し各車両３００を充電したりする処理である。すなわち、図５の売買電処理は、充電ステーションへの電力の供給元（例えば、電力会社や送配電会社など）に蓄電されたバッテリ内の電力を放電するか、電力の供給元から電力を買電するための処理である。

図１０は、図５で示した売電処理において充電管理装置１００によって行われる処理フローである。当該処理フローは、所定周期（例えば１５分毎）で、主にプロセッサ１１２がメモリ１１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって行われる。

まず、プロセッサ１１２は、電力の供給元（例えば、電力会社や送配電会社）から電力の供給要請を受信しているか否かを判定する（Ｓ４０１）。一例としては、電力の供給元から、電力供給が必要な時間と電力量などの要求を受信すると、それに基づいて電力の供給元に対して供給可能な電力量が算出される。その後、プロセッサ１１２は、売買電処理に用いる車両の優先順位を決定する（Ｓ４０２）。具体的には、プロセッサ１１２は、各車両の予約情報テーブルと予測残充電量情報テーブルを参照し、充電ステーションにおける余剰電力発生期間において、当該充電ステーションに接続された車両ごとの非走行期間を求める。そして、プロセッサ１１２は、非走行期間の長い車両から優先的に充放電するように各車両の優先順位を決定する。

次に、プロセッサ１１２は、決定された優先順位に従って、余剰電力発生期間に充電ステーションへの電力供給元に対して充放電するようスケジュールを割り当てる（Ｓ４０３）なお、このとき電力供給元である電力会社や送配電会社において電力需要が高まっている場合には放電を行い、電力供給が十分に満たされている場合には充電を行う。そして、プロセッサ１１２は、再び図６に記載した処理フローで、割り当てられた期間については充放電する前提で、再度ターゲット残充電量の算出を行う（Ｓ４０４）。その結果、割り当てられた余剰電力発生期間の充放電スケジュールでは、次の予約開始時のターゲット残充電量を確保できないと判断される場合には、プロセッサ１１２は、ターゲット残充電量を超える分について次の優先順位の車両に割り当てるよう予約スケジュールを補正する（Ｓ４０５）。プロセッサ１１２は、余剰電力発生期間における充放電スケジュールの割り当てを決定し、その期間については売買電処理のため、充電ステーションに電力を供給する供給元とバッテリの間で充放電するように車両３００に指示する（Ｓ４０６）。

このように、余剰電力発生期間においてバッテリ内の電力の充放電を管理し電力会社や送配電会社との間で電力の売買をすることで、より効率的な電力の運用が可能となる。

以上、本実施形態においては、将来の所定期間において必要とされるターゲット残充電量を予測してそれに即した充放電の制御を行うことが可能である。したがって、より効率的な車両の運用が可能となる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、予約スケジュールを端末装置４００によって受け付けられた利用者の入力に基づいて作成し、当該予約スケジュールに従ってターゲット残充電量を算出する場合について説明した。第２実施形態では、これに加えて、車両ごとの過去の利用履歴を参照し、当該利用履歴から将来の所定期間における利用予測も加味して予約スケジュールを作成し、第１実施形態と同様の方法でターゲット残充電量を算出するようにした。なお、本実施形態は、以下で具体的に説明する点を除いて、第１実施形態における構成、処理、手順と同様である。したがって、それらの事項の詳細な説明は省略する。

まず、充電管理装置１００は、予約管理装置２００から受信した将来の所定期間の予約スケジュール情報に加えて、車両ごとの過去の一定期間（例えば、過去１０年間の同じ時期）の車両の予約スケジュール情報を参照する。そして、過去１０年間の同時期にはある一定確率以上で入力されていた利用実績については、予約管理装置２００から受信した予約スケジュール情報には登録されていなくても、「予約」として当該予約スケジュール情報に登録する。このように更新された予約スケジュール情報に従って、ターゲット残充電量を算出する。

なお、過去の利用履歴の利用方法としては、上記は一例である。例えば、過去の利用履歴や利用された日の曜日、天気などを学習データとして機械学習させた学習器を利用して予約スケジュール情報を更新するようにしてもよい。また、異なる車両の利用履歴も利用することが可能である。

以上、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、将来の所定期間において必要とされるターゲット残充電量を予測してそれに即した充放電の制御を行うことが可能である。したがって、より効率的な車両の運用が可能となる。

＜第３実施形態＞
第１及び第２実施形態では、予め決められた電費情報に基づいてターゲット残充電量を算出する場合について説明した。第３実施形態では、これに加えて、車両ごとの過去の走行履歴を参照し、当該走行履歴から走行予約されている間に減少が見込まれる電力量を算出するようにした。なお、本実施形態は、以下で具体的に説明する点を除いて、第１実施形態における構成、処理、手順と同様である。したがって、それらの事項の詳細な説明は省略する。

まず、充電管理装置１００は、各利用者ごとに過去の一定期間（例えば、過去１０年間）に利用した車両の走行履歴情報を記憶する。走行履歴情報の一例としては、利用時の平均時速、天気、外気温、走行時間、加減速の程度等の情報が含まれる。そして、これらの情報に基づいて、電費情報を重みづけし、重みづけ後の電費情報に基づいてターゲット残充電量を算出する。

なお、過去の走行履歴の利用方法としては、上記は一例である。例えば、上記走行履歴情報を学習データとして機械学習させた学習器を利用してターゲット残充電量を算出するようにしてもよい。

以上、本実施形態においては、第１及び第２実施形態と同様に、将来の所定期間において必要とされるターゲット残充電量を予測してそれに即した充放電の制御を行うことが可能である。したがって、より効率的な車両の運用が可能となる。

各実施形態で説明した各要素を適宜組み合わせるか、それらを置き換えてシステムを構成することも可能である。

本明細書で説明される処理及び手順は、実施形態において明示的に説明されたものによってのみならず、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの組み合わせによっても実現可能である。具体的には、本明細書で説明された処理及び手順は、集積回路、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気ディスク、光ストレージ等の媒体に、当該処理に相当するロジックを実装することによって実現される。また、本明細書で説明される処理及び手順は、それらの処理・手順をコンピュータプログラムとして実装し、端末装置やサーバー装置を含む各種のコンピュータに実行させることが可能である。

本明細書中で説明される処理及び手順が単一の装置、ソフトウェア、コンポーネント、モジュールによって実行される旨が説明されたとしても、そのような処理又は手順は、複数の装置、複数のソフトウェア、複数のコンポーネント、及び／又は、複数のモジュールによって実行されるものとすることができる。また、本明細書中で説明される各種情報が単一のメモリや記憶部に格納される旨が説明されたとしても、そのような情報は、単一の装置に備えられた複数のメモリ又は複数の装置に分散して配置された複数のメモリに分散して格納されるものとすることができる。さらに、本明細書において説明されるソフトウェアおよびハードウェアの要素は、それらをより少ない構成要素に統合して、又は、より多い構成要素に分解することによって実現されるものとすることができる。

１００ 充電管理装置
２００ 予約管理装置
３００ 車両
４００ 端末装置
５００ ネットワーク

Claims (8)

1. 充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理する充電管理装置であって、
   ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、
   所定の指示命令が記憶されるとともに、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリと、
   前記メモリに記憶された指示命令を実行することによって、前記メモリに記憶された車両を特定する情報により特定される、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する、
   ように構成されたプロセッサと、
   を含む充電管理装置。
2. 前記スケジュール情報は、前記車両の過去の走行予約の履歴と車両利用者による車両利用予約に基づいて生成される、請求項１に記載の充電管理装置。
3. 算出された前記ターゲット残充電量に基づいて前記スケジュール情報を更新する、請求項１又は２に記載の充電管理装置。
4. 算出された前記ターゲット残充電量に基づいて、供給される電力量に余剰がある時間帯に充電する時間枠を設定するよう指示する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電管理装置。
5. 前記充電ステーションに接続された構造体において電力消費の予測があらかじめ決められた閾値を超える場合には、算出された前記ターゲット残充電量に基づいて前記充電ステーションに電気的に接続された前記車両から放電するよう指示する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の充電管理装置。
6. 算出された前記ターゲット残充電量に基づいて、前記車両に対して、前記充電ステーションへ電力を供給する供給元への放電及び前記供給元からの充電を指示する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の充電管理装置。
7. 充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理するために、ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、所定の指示命令が記憶されるとともに、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリとを含む充電管理装置において、プロセッサが前記指示命令を実行することによりなされる充電管理方法であって、
   前記メモリに記憶された車両を特定する情報により特定される、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出する段階、
   を含む充電管理方法。
8. 充電ステーションにおいて電気的に接続されてバッテリに電力を充電し前記バッテリに充電された電力を用いて走行することが可能な車両の状況を管理するために、ネットワークを介して接続された前記車両から車両を特定する情報を含む車両情報を受信するように構成された通信インターフェイスと、前記通信インターフェイスによって受信された前記車両情報と、前記充電ステーションの充電能力を示す情報を含むステーション情報と、将来の所定期間における一又は複数の走行予約を含むスケジュール情報とを記憶するように構成されたメモリとを含む充電管理装置を、
   前記メモリに記憶された前記残充電量を示す情報、所定の単位電力量あたりで走行可能な距離を示す電費情報、前記充電能力を示す情報及び前記スケジュール情報に基づいて、前記一又は複数の走行予約における走行前のターゲットとなる残充電量であるターゲット残充電量を算出するように構成されたプロセッサ、
   として機能させる充電管理プログラム。

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