JP2023139633A - サーバ、電力伝送システムおよび電力伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力伝送システムにおける伝送電力量を適切に設定する。【解決手段】サーバ１は、走行中の複数の車両３との間で非接触で電力伝送が可能に構成された複数の充電レーン２を管理する。サーバ１は、複数の車両３と通信により走行計画を取得するように構成された通信Ｉ／Ｆ１３と、複数の車両３と複数の充電レーン２との間で伝送される電力を設定するプロセッサ１１１とを備える。プロセッサ１１１は、複数の車両２の各々について、車両の走行計画に基づいて、走行中における当該車両の電力消費または電力回生に伴う電力変化量を推定し、電力変化量と一致するように、当該車両と、複数の充電レーン２のうちの当該車両に対応する充電レーンとの間の伝送電力量を設定する。【選択図】図９

Description

本開示は、サーバ、電力伝送システムおよび電力伝送方法に関し、より特定的には、車両との間で非接触で電力伝送する電力伝送技術に関する。

特開２０１５－９５９８３号公報（特許文献１）は、電気自動車への充電および電気自動車からの放電を管理する充放電管理システムを開示する。充放電管理システムは、電気自動車に充電された電力の利用を経済的に行える充電期間を設定するとともに、電気自動車から放電された電力の利用を経済的に行える放電期間を設定する。特許文献１の図２（ｂ）には、充放電スタンドと電気自動車との間で非接触で電力伝送が行われる形態が示されている。

特開２０１５－９５９８３号公報

走行レーンに設置された複数の電力伝送装置と、その走行レーンを走行中の複数の車両との間で非接触で電力伝送を行う電力伝送システムが提案されている。そのような電力伝送システムでは、どの車両がどのタイミングで走行レーンを走行するかが定められているわけではない。したがって、複数の電力伝送装置と複数の車両との間で伝送される電力量をどのように設定するかが課題となり得る。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的の１つは、電力伝送システムにおける伝送電力量を適切に設定することである。

（１）本開示のある局面に従うサーバは、走行中の複数の車両との間で非接触で電力伝送が可能に構成された複数の電力伝送装置を管理する。サーバは、複数の車両と通信により走行計画を取得するように構成された通信機と、複数の車両と複数の電力伝送装置との間で伝送される電力を設定するプロセッサとを備える。プロセッサは、複数の車両の各々について、車両の走行計画に基づいて、走行中における当該車両の電力消費または電力回生に伴う電力変化量を算出し、電力変化量と一致するように、当該車両と、複数の電力伝送装置のうちの当該車両に対応する電力伝送装置との間の伝送電力量を設定する。

（２）プロセッサは、複数の車両の各々について、当該車両の走行計画に基づいて、当該車両の力行走行に伴う消費電力量を推定し、消費電力量と一致するように、上記対応する電力伝送装置から当該車両への送電電力量を設定する。

（３）プロセッサは、複数の車両の各々について、当該車両の走行計画に基づいて、走行中の当該車両の回生発電に伴う余剰電力量を推定し、余剰電力量と一致するように、上記対応する電力伝送装置の当該車両からの受電電力量を設定する。

（４）走行計画は、走行計画は、速度、加速度、アクセル開度、ブレーキ量、走行予定ルート、走行予定ルートの勾配のうちの少なくとも１つに関する情報を含む。

（５）複数の電力伝送装置は、電力系統に連系された電力網に電気的に接続され、電力系統の電力需給が逼迫する時間帯に電力網の電力調整を行うためのデマンドレスポンス要求が発生していない場合に、プロセッサは、電力変化量と一致するように伝送電力量を設定する。

（６）デマンドレスポンス要求が発生している場合、プロセッサは、電力網の電力調整を行うために複数の電力伝送装置に電力調整が要求される要求電力量を取得し、要求電力量と一致するように、複数の車両と複数の電力伝送装置との間で伝送される合計電力量を設定する。

（７）本開示の他の局面に従う電力伝送システムは、上記のサーバと、複数の電力伝送装置とを備える。

（８）本開示のさらに他の局面に従う電力伝送方法は、走行中の複数の車両と複数の電力伝送装置との間の非接触での電力伝送方法である。電力伝送方法は、複数の車両の各々について、第１～第３のステップを含む。第１のステップは、車両の走行計画を取得するステップである。第２のステップは、当該車両の走行計画に基づいて、走行中における当該車両の電力消費または電力回生に伴う電力変化量を推定するステップである。第３のステップは、電力変化量と一致するように、当該車両と、複数の電力伝送装置のうちの当該車両に対応する電力伝送装置との間の伝送電力量を設定するステップである。

本開示によれば、電力伝送システムにおける伝送電力量を適切に設定できる。

本開示の実施の形態１に係る非接触電力伝送システムを含む電力システムの概略的な構成を示す図である。 非接触電力伝送システムの構成を示す図である。 充電レーンおよび車両の典型的な構成を示す図である。 サーバおよび車両の構成の一例を概略的に示す図である。 長期計画を説明するための図である。 短期計画を説明するための図である。 実施の形態１におけるアプリケーションサーバの機能ブロック図である。 実施の形態１における伝送電力量設定部による演算処理を説明するための図である。 実施の形態１における伝送電力量の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるアプリケーションサーバの機能ブロック図である。 実施の形態２における伝送電力量設定部による演算処理を説明するための図である。 実施の形態２における伝送電力量の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。

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、図中同一また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。

［実施の形態１］
＜電力システムの全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る電力伝送システムを含む電力システムの概略的な構成を示す図である。電力システム１００は、電力系統９１と、受変電設備９２と、送配電事業者サーバ９３と、ＣＥＭＳ２００とを備える。ＣＥＭＳとは、コミュニティエネルギー管理システム（Community Energy Management System）または街エネルギー管理システム（City Energy Management System）を意味する。

電力系統９１は、発電所および送配電設備によって構築された電力網である。本実施の形態では、電力会社が発電事業者と送配電事業者とを兼ねる。電力会社は、一般送配電事業者に相当するとともに電力系統９１の管理者に相当し、電力系統９１を保守および管理する。

受変電設備９２は、ＣＥＭＳ２００に構築されたマイクログリッドＭＧ（後述）の連系点に設けられ、マイクログリッドＭＧと電力系統９１との連系／解列を切り替えるように構成されている。マイクログリッドＭＧと電力系統９１とが連系している場合に、受変電設備９２は、電力系統９１から特別高圧（たとえば７０００Ｖを超える電圧）の交流電力を受電し、受電した電力を降圧してマイクログリッドＭＧに供給する。

送配電事業者サーバ９３は、送配電の事業者（電力会社）に帰属し、電力系統９１の電力需給を管理するコンピュータである。送配電事業者サーバ９３は、ＣＥＭＳサーバ８（後述）との双方向通信が可能に構成されている。

ＣＥＭＳ２００は、複数の電力調整リソース６と、複数のサーバ７と、ＣＥＭＳサーバ８と、非接触電力伝送システム３００とを含む。非接触電力伝送システム３００は、本開示に係る「電力伝送システム」に相当する。非接触電力伝送システム３００については図２以降で詳細に説明する。

複数の電力調整リソース６は、発電機６１と、自然変動電源６２と、電力貯蔵システム（ＥＳＳ：Energy Storage System）６３と、充電設備（ＥＶＳＥ：Electric Vehicle Supply Equipment）６４とを含む。これらの電力調整リソースによってＣＥＭＳ２００におけるマイクログリッドＭＧが構築されている。

発電機６１は、気象条件に依存しない発電設備であり、発電された電力をマイクログリッドＭＧに出力する。発電機６１は、蒸気タービン発電機、ガスタービン発電機、ディーゼルエンジン発電機、ガスエンジン発電機、バイオマス発電機、定置式の燃料電池などを含み得る。発電機６１は、発電時に発生する熱を活用するコージェネレーションシステムを含んでもよい。

自然変動電源６２は、気象条件によって発電出力が変動する発電設備であり、発電された電力をマイクログリッドＭＧに出力する。図１には太陽光発電設備（太陽光パネル）が例示されているが、自然変動電源６２は、太陽光発電設備に代えてまたは加えて、風力発電設備を含んでもよい。

電力貯蔵システム６３は、自然変動電源６２などにより発電された電力を蓄える定置式電源である。電力貯蔵システム６３は、二次電池であり、たとえば車両で使用されたバッテリ（リサイクル品）のリチウムイオン電池またはニッケル水素電池である。ただし、電力貯蔵システム６３は、二次電池に限られず、余剰電力を用いて気体燃料（水素、メタン等）を製造するパワー・ツー・ガス（Power to Gas）機器であってもよい。

充電設備６４は、家庭に設置された充電器であってもよいし、商用または公共の充電スタンドであってもよい。充電設備６４は、マイクログリッドＭＧに電気的に接続されている。充電設備６４は、マイクログリッドＭＧから車両３への充電が可能に構成されているとともに、車両３からマイクログリッドＭＧへの給電が可能に構成されている。

なお、ＣＥＭＳ２００は、上記以外の電力調整リソースとして、工場エネルギー管理システム（ＦＥＭＳ：Factory Energy Management System）、ビルエネルギー管理システム（ＢＥＭＳ：Building Energy Management System）、ホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）などをさらに含んでもよい。また、ＣＥＭＳ２００内の電力調整リソースの含有数は任意である。ＣＥＭＳ２００は、同一種類の電力調整リソースを複数含んでいてもよいし、一部種類の電力調整リソースを含まなくてもよい。

複数のサーバ７は、サーバ７１～７４を含む。サーバ７１～７４は、発電機６１、自然変動電源６２、電力貯蔵システム６３、充電設備６４にそれぞれ対応して設けられ、対応する電力調整リソースを管理する。

ＣＥＭＳサーバ８は、プロセッサと、メモリと、通信インターフェース（いずれも図示せず）とを含む。プロセッサは、電力調整リソース６を管理するための所定の演算処理を実行するように構成されている。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶するとともに、そのプログラムで使用される各種情報（マップ、関係式、パラメータ等）を記憶している。通信インターフェースは、他のサーバ（送配電事業者サーバ９３、サーバ７１～７４およびサーバ１）と通信するように構成されている。

ＣＥＭＳサーバ８は、たとえばアグリゲータサーバであって、送配電事業者サーバ９３からのデマンドレスポンス（ＤＲ：Demand Response）要求に応じて、他のサーバと協調しながらＣＥＭＳ２００内の複数の電力調整リソース６を管理する。より具体的には、ＣＥＭＳサーバ８は、送配電事業者サーバ９３からのＤＲ要求により求められた電力調整量を、複数の電力調整リソース６に割り当てる（分配する）。

＜非接触電力伝送システムの構成＞
図２は、非接触電力伝送システム３００の構成を示す図である。非接触電力伝送システム３００は、サーバ１と、複数の充電レーン２と、複数の車両３とを含む。

サーバ１、複数の充電レーン２および複数の車両３は、通信ネットワーク４を介して、相互に通信が可能に構成されている。サーバ１は、ＣＥＭＳサーバ８（図１参照）と協調しながら、非接触電力伝送システム３００内の電力調整リソース（充電レーン２および車両３）を管理する。サーバ１の詳細な構成については図４にて説明する。

複数の充電レーン２は、車両３の走行レーンの路面に設置され、走行中の複数の車両３との間で非接触での双方向の電力伝送が可能に構成されている。複数の充電レーン２は、走行レーンの側壁に設置されていてもよい。複数の充電レーン２は、本開示に係る「複数の電力伝送装置」に相当する。

図３は、充電レーン２および車両３の典型的な構成を示す図である。なお、図３には充電レーン２および車両３が１台ずつ図示されているが、実際には多数の充電レーン２が設置されており、多数の車両３が走行している。

車両３は、電動車両であり、より具体的には電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）または燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）である。車両３は、バッテリ３１と、インバータ３２と、モータジェネレータ３３と、電力伝送ユニット３４とを含む。

バッテリ３１は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ３１は、車両３の駆動力を発生させるための電力をモータジェネレータ３３に供給する。また、バッテリ３１は、モータジェネレータ３３により発電された電力を蓄える。

インバータ３２は、バッテリ３１に蓄えられた直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータジェネレータ３３に供給する。また、インバータ３２は、モータジェネレータ３３からの交流電力（回生電力）を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ３１に充電する。

モータジェネレータ３３は、インバータ３２からの電力供給を受けて駆動輪に回転力を与えることで車両３を走行させる。また、モータジェネレータ３３は、車両３の制動時に回生発電を行い、発電された交流電力（回生電力）をインバータ３２に出力する。

電力伝送ユニット３４は、たとえば、車両３の底面を形成するフロアパネルの下面に配置されている。電力伝送ユニット３４内には受電コイルが収容されている。受電コイルは、充電レーン２から伝送される電力を非接触で受電する。電力伝送ユニット３４に受電された交流電力は、インバータ（図示せず）により直流電力に変換されてバッテリ３１に充電される。電力伝送ユニット３４に受電された交流電力は、モータジェネレータ３３の駆動にも使用され得る。

充電レーン２は、複数の電力伝送ユニット２１と、コントローラ２２とを含む。図３には６台の電力伝送ユニット２１が設置された構成例が示されているが、電力伝送ユニット２１の台数は特に限定されず、より多くてもよい。

複数の電力伝送ユニット２１は、車両３の走行レーンに一列に配置されている。複数の電力伝送ユニット２１の各々は送電コイルを含む。各送電コイルは、交流電源（図示せず）に電気的に接続されている。図示しないが、複数の電力伝送ユニット２１の各々には、車両３の通過を検出するためのセンサ（光学センサ、重量センサ等）が設けられている。

コントローラ２２は、通信モジュール２３を用いて、複数の電力伝送ユニット２１から車両３への非接触での電力伝送（送電）を制御する。コントローラ２２は、プロセッサ２２１と、メモリ２２２とを含む。

より詳細には、コントローラ２２は、各センサからの検出信号に基づいて車両３の走行位置を特定する。そして、コントローラ２２は、電力伝送ユニット２１のうち車両３が上方に位置している電力伝送ユニットの送電コイルに、交流電源からの交流電力を供給する。そうすると、交流電流が送電コイルに流れることで送電コイルの周囲に電磁界が形成される。電力伝送ユニット３４内の受電コイルは、当該電磁界を通して非接触で電力を受電する。その後、電力伝送ユニット２１の上方に車両３が検出されなくなると、コントローラ２２は、送電コイルへの交流電力の供給を停止する。このような一連の制御が電力伝送ユニット２１毎に行われることで、走行中の車両３に対して非接触で電力を伝送できる。

ここでは充電レーン２から車両３への送電が行われる構成について説明した。しかし、車両３から充電レーン２への送電も可能である。すなわち、車両３の電力伝送ユニット３４は、充電レーン２の電力伝送ユニット２１への送電も可能に構成されている。充電レーン２の電力伝送ユニット２１は、車両３の電力伝送ユニット３４からの受電も可能に構成されている。

たとえば発電機６１（図１参照）に関しては、発電量を任意に設定できる。自然変動電源６２に関しても、自然変動電源が設置された地域の気象条件に基づいて発電量を推定できる。これに対し、非接触電力伝送システム３００では、どの車両がどのタイミングで充電レーンを走行するかが定められているわけではない。したがって、複数の充電レーン２と複数の車両３との間で伝送される電力量をどのように設定するかが課題となり得る。そこで、本実施の形態においては、サーバ１が複数の車両３の各々の走行計画を取得する構成を採用する。サーバ１は、各車両の走行計画に応じて、当該車両と充電レーンとの間の伝送電力量を設定する。

図４は、サーバ１および車両３の構成の一例を概略的に示す図である。サーバ１は、アプリケーションサーバ１１と、データベースサーバ１２と、通信インターフェース１３とを含む。データベースサーバ１２は、車両データベース１２１と、充電レーンデータベース１２２と、走行計画データベース１２３とを含む。

アプリケーションサーバ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ１１２とを含む。プロセッサ１１１は、プログラムに記述された所定の演算処理を実行するように構成されている。メモリ１１２は、プロセッサ１１１により実行されるプログラムを格納する。また、メモリ１１２は、プロセッサ１１１におけるプログラムの実行により生成されるデータを一時的に格納する。

アプリケーションサーバ１１は、複数の車両３から通信インターフェース１３（本開示に係る「通信機」に相当）を介して各種情報（後述）を収集する。アプリケーションサーバ１１は、後述する道路情報（道路の位置位置、勾配など）、気象情報（天気、外気温度など）などを外部サーバ（図示せず）から収集するように構成されていてもよい。アプリケーションサーバ１１は、収集された情報と、データベースサーバ１２に格納された情報（後述）とに基づいて、複数の充電レーン２および複数の車両３による伝送電力量（電力調整量を含む）を設定する。この処理については後に詳細に説明する。

車両データベース１２１は、車両毎に、識別番号（車両ＩＤ）に関連付けられた各種情報を格納する。具体的には、車種、年式、モデル、仕様（電費、電力伝送方式、伝送可能な最大電力など）、状態（バッテリ３１のＳＯＣ（State Of Charge）、劣化状態、満充電容量など）などが車両ＩＤと関連付けられて車両データベース１２１に格納されている。なお、各車両３は、車両３の状態（バッテリ３１のＳＯＣなど）を定期的にアプリケーションサーバ１１に送信している。

充電レーンデータベース１２２は、充電レーン２毎に、識別番号（充電レーンＩＤ）、仕様（電力伝送方式、伝送可能な最大電力など）、設置場所等が互いに関連付けれた情報を格納する。

走行計画データベース１２３は、車両毎に収集された走行計画を格納する。走行計画も各車両３からアプリケーションサーバ１１に定期的に送信される。走行計画については図５および図６にて詳細に説明する。

車両３は、たとえば、ナビゲーションシステム３５と、自動運転システム（ＡＤＳ：Autonomous Driving System）３６と、通信モジュール３７と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１と、をさらに含む。

ナビゲーションシステム３５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含む。ＧＰＳ受信機は、人工衛星（図示せず）からの電波に基づいて車両３の位置を特定する。ナビゲーションシステム３５は、ＧＰＳ受信機により特定された車両３の位置情報（ＧＰＳ情報）を用いて各種ナビゲーション処理（走行ルートの探索など）を実行する。

ＡＤＳ３６は、車両３の走行計画を作成し、作成された走行計画に従って車両３を走行させるための要求を生成し、生成された要求を車両プラットフォーム（ＶＰ：Vehicle Platform）に出力する。また、ＡＤＳ３６は、ＶＰの状態（車両状態）を示す信号をＶＰから受信し、受信された信号を走行計画の作成に反映する。ただし、車両３がＡＤＳ３６が搭載された自動運転車両であることは例示であり、車両３は、ドライバにより手動運転される車両であってもよい。

通信モジュール３７は、車載ＤＣＭ（Data Communication Module）であって、ＥＣＵ３８とサーバ１とが双方向に通信可能なように構成されている。

ＥＣＵ３８は、プロセッサと、メモリとを含む。ＥＣＵ３８は、ＡＤＳ３６により生成された走行計画に従って車両３が走行するように、ＶＰ内の各機器（インバータ３２など）を制御する。

＜走行計画＞
実施の形態１において、サーバ１は、複数の車両３の各々の走行計画を収集する。そして、サーバ１は、車両毎に、収集された走行計画に基づいて、演算の対象とされる期間中における当該車両の消費電力量または余剰電力量を推定する。消費電力量とは、モータジェネレータ３３の力行動作または補機類の動作などに伴ってバッテリ３１から放電されて消費される電力量である。余剰電力量とは、モータジェネレータ３３の回生動作に伴って発電されてバッテリ３１に充電される電力量である。

消費電力量または余剰電力量の演算の対象とされる期間を以下、「対象期間」と記載する。対象期間は、たとえば数秒～数十秒程度の短い期間であってもよいし、たとえば数分～十数分程度の、より長い期間であってもよい。多くの時間、車両３は力行走行しているため、以降は、対象期間中の消費電力量が推定される例について説明する。走行計画は、長期計画と短期計画とに大別される。

図５は、長期計画を説明するための図である。長期計画は、長期のタイムスパン（たとえば数分～数十分、または、それ以上）で車両３の消費電力量に影響を及ぼす走行計画である。長期計画の具体例としては、車両３の目的地、車両３の走行予定ルートなどが挙げられる。

車両３の走行中、常に充電レーン２が設置されているとは必ずしも限らない。充電レーン２が設置されたルート（図５では第１ルート）と、充電レーン２が設置されていないルート（第２ルート）とが存在する。各車両３は、ナビゲーションシステム３５により案内された走行予定ルートをサーバ１に送信する。サーバ１は、各車両３から走行予定ルートを収集する。これにより、サーバ１は、どの車両３がどのタイミングでどの充電レーン２を走行するかを推定することが可能になる。つまり、サーバ１は、時刻毎に、電力伝送が行われる充電レーン２と車両３との組み合わせ（対応関係）を特定できる。

サーバ１は、長期計画として、車両３の走行予定ルートに関する気象情報（天気、外気温、日の入時刻、日の出時刻など）をさらに収集してもよい。これにより、対象期間中の補機類（空調装置、照明装置など）による消費電力量を推定できる。

図６は、短期計画を説明するための図である。短期計画は、短期のタイムスパン（たとえば数秒～数十秒）で車両３の消費電力量に影響を及ぼす走行計画である。短期計画の具体例としては、車両３の速度および加速度、車両３の現在地、車両３のアクセル開度（またはブレーキ量）、車両３の現在地における道路の勾配などが挙げられる。サーバ１は、車両３から短期計画を収集することで、対象期間中の車両３の力行走行による消費電力量を推定できる。

＜伝送電力量の設定＞
サーバ１は、車両３毎に、対象期間中の消費電力量を推定し、その推定された消費電力量に基づいて、当該対象期間中に車両３と当該車両に対応する充電レーン２との間で伝送される電力量を設定する。

図７は、実施の形態１におけるアプリケーションサーバ１１の機能ブロック図である。アプリケーションサーバ１１は消費電力量推定部１０１を含む。

消費電力量推定部１０１は、複数の車両３の各々から、車両ＩＤと、充電レーン情報と、長期計画と、短期計画とを取得する。前述のように、長期計画は、各車両３の目的地、走行予定ルート、気象情報などを含み得る。短期計画は、各車両３の現在地、速度、加速度（減速度）、アクセル開度、ブレーキ量、勾配（車両姿勢）などを含み得る。消費電力量推定部１０１は、車両ＩＤ、長期計画および短期計画に基づいて、複数の車両３の各々の対象期間中における消費電力量を推定する。

より詳細には、消費電力量推定部１０１は、特定部１０２と、第１電力量推定部１０３と、第２電力量推定部１０４と、加算部１０５とを含む。アプリケーションサーバ１１は、伝送電力量設定部１０６をさらに含む。

特定部１０２は、車両データベース１２１（図２参照）を参照することによって、各車両３の車種、年式、モデル、仕様（たとえば電費）などの情報を車両ＩＤから特定する。さらに、特定部１０２は、短期計画および長期計画（現在地、走行予定ルートなど）に基づいて、各車両３の各時刻における位置を算出する。また、特定部１０２は、充電レーンデータベース１２２を参照することによって、各充電レーン２の設置位置を特定する。これにより、特定部１０２は、対象期間中における充電レーン２と車両３との間の対応関係（すなわち、どの車両３がどの充電レーン２上を走行しているか）を特定できる。特定部１０２は、特定された対応関係を伝送電力量設定部１０６に出力する。

第１電力量推定部１０３は、車両３毎に、短期計画および長期計画に基づいて、対象期間中の力行走行に伴う消費電力量（第１電力量）を推定する。第１電力量推定部１０３は、たとえば、力行走行に関連する各パラメータと消費電力量との間の対応関係を示すマップ（図示せず）を参照することによって、各パラメータから第１電力量を算出できる。力行走行に関連するパラメータは、たとえば、速度、加速度、アクセル開度、ブレーキ量、勾配を含む。第１電力量推定部１０３は、対象期間中の第１電力量の推定結果を加算部１０５に出力する。

第２電力量推定部１０４は、車両３毎に、短期計画および長期計画に基づいて、対象期間中の補機動作に伴う消費電力量（第２電力量）を推定する。第２電力量推定部１０４は、たとえば、補機動作に関連する各パラメータと消費電力量との間の対応関係を示すマップ（図示せず）を参照することによって、各パラメータから第２電力量を算出できる。補機動作に関連するパラメータは、たとえば、現在地、走行予定ルート、気象情報を含む。第２電力量推定部１０４は、対象期間中の第２電力量の推定結果を加算部１０５に出力する。

加算部１０５は、第１電力量推定部１０３により推定された第１電力量（対象期間中の力行走行に伴う消費電力量）と、第２電力量推定部１０４により推定された第２電力量（対象期間中の補機動作に伴う消費電力量）とを加算する。そして、加算部１０５は、その加算値を、対象期間中の消費電力量として伝送電力量設定部１０６に出力する。

伝送電力量設定部１０６は、特定部１０２により特定された対応関係にある車両３と充電レーン２との組み合わせを演算対象とする。伝送電力量設定部１０６は、車両３毎に、加算部１０５からの加算値に基づいて、充電レーン２と車両３との間で対象期間中に伝送される電力量を設定する。

図８は、実施の形態１における伝送電力量設定部１０６による演算処理を説明するための図である。実施の形態１において、伝送電力量設定部１０６は、車両３毎に、対象期間中の消費電力量と等しくなるように対象期間中の伝送電力量を設定する。

図８には、４台の車両３（車両Ａ～Ｄ）に関して設定される伝送電力量が示されている。各車両Ａ～Ｄについて、対象期間中の消費電力量と伝送電力量とが等しい。このことは、各車両Ａ～Ｄが消費電力量のすべてを充電レーン２からの伝送電力量によって調達できていることを意味する。これにより、過剰な電力量をバッテリ３１に充電したり、不足している電力量をバッテリ３１から放電しなくて済むので、バッテリ３１の充放電が抑制される。その結果、バッテリ３１の劣化を防止できる。

＜処理フロー＞
図９は、実施の形態１における伝送電力量の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、予め定められた条件成立時（たとえば所定の周期毎）に実行される。図中、左側に車両３（ＥＣＵ３８）により実行される処理を示し、中央にサーバ１（アプリケーションサーバ１１）により実行される処理を示し、右側に充電レーン２（コントローラ２２）により実行される処理を示す。各ステップは、ソフトウェア処理により実現されるが、ハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。後述する図１２のフローチャートに関しても同様である。図９では簡単のため、１台の車両について代表的に説明するが、他の車両に関しても同様の処理が実行される。

Ｓ１０１において、車両３は、車両３の車両ＩＤ、長期計画、短期計画などの各種情報をサーバ１に送信する。

Ｓ１０２において、サーバ１は、車両３から受信したデータに基づいて、対象期間中における消費電力量を推定する。そして、サーバ１は、車両３の対象期間中における消費電力量と一致するように、充電レーン２から車両３への対象期間中における伝送電力量を設定する（Ｓ１０３）。これらの処理については図７および図８にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。

充電レーン２および車両３は、サーバ１により設定された伝送電力量が対象期間中に伝送されるように、両者の間で電力伝送を実行する（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。

以上のように、実施の形態１においては、各車両３について、対象期間中に消費される電力量に一致するように、対象期間中に充電レーン２から当該車両３に伝送される電力量が設定される。言い換えると、車両３毎に対象期間中の消費電力量と伝送電力量との電力収支を合わせる（電力収支が概ねゼロになる）ように、伝送電力量が設定される。これにより、過剰な電力量をバッテリ３１に充電したり、不足している電力量をバッテリ３１から放電しなくて済む。また、伝送電力量が消費電力量に対して過剰であるため無駄になったり、伝送電力量が消費電力量に対して不足しているため車両３の走行が制限されたりすることも抑制される。よって、実施の形態１によれば、非接触電力伝送システム３００における伝送電力量を適切に設定できる。

実施の形態１では、消費電力量を例に説明した。上記の各処理は、モータジェネレータ３３の回生動作に伴って発電される余剰電力量についても同様に適用できる。また、一部の車両では電力消費が行われ、他の一部の車両では電力回生が行われている場合についても同様である。

［実施の形態２］
＜ＤＲ要求＞
図１にて説明したように、電力系統９１に連系されたマイクログリッドＭＧには、複数の電力調整リソース６（発電機６１、自然変動電源６２、電力貯蔵システム６３、充電設備６４、充電レーン２など）が電気的に接続されている。電力系統９１の電力需給の逼迫が予想される時間帯には、マイクログリッドＭＧの電力調整を行うためのＤＲ要求がＣＥＭＳサーバ８から各電力調整リソース６に対して出力される。実施の形態２における非接触電力伝送システム３００では、ＤＲ要求の発生時には走行計画およびＤＲ要求に基づいて、複数の充電レーン２と複数の車両３との間の伝送電力量が設定される。

図１０は、実施の形態２におけるアプリケーションサーバの機能ブロック図である。実施の形態２におけるアプリケーションサーバ１１Ａは、ＤＲ要求取得部１０７をさらに含む点、および、伝送電力量設定部１０６に代えて伝送電力量設定部１０６Ａを含む点において、実施の形態１におけるアプリケーションサーバ１１（図７参照）と異なる。

ＤＲ要求取得部１０７は、ＣＥＭＳサーバ８（図１参照）から非接触電力伝送システム３００へのＤＲ要求を取得する。より具体的には、ＤＲ要求取得部１０７は、複数の充電レーン２の全体に対する、マイクログリッドＭＧの電力調整を行うための充放電要求量である「ＤＲ要求量」を取得し、ＤＲ要求量を伝送電力量設定部１０６Ａに出力する。

伝送電力量設定部１０６Ａは、ＤＲ要求が発生している場合、複数の充電レーン２と複数の車両３との間で伝送される合計電力量をＤＲ要求量に等しく設定する。

＜伝送電力量の設定＞
図１１は、実施の形態２における伝送電力量設定部１０６Ａによる演算処理を説明するための図である。実施の形態１（図８参照）と同様に、４台の車両３（車両Ａ～Ｄ）に関して伝送電力量が設定される状況を例に説明する。対象期間中における車両Ａ～Ｄの消費電力量の和をＸと記載する。これに対し、複数の充電レーン２の全体に対するＤＲ要求量がＹであり、ＸとＹとが相違する（この例ではＹがＸよりも大きい）とする。

実施の形態２において、伝送電力量設定部１０６Ａは、ＤＲ要求量Ｙに等しくなるように、複数の充電レーン２と複数の車両３との間で伝送される合計電力量Ｚが設定される。合計電力量Ｚの設定は、４台の車両Ａ～Ｄに対してＤＲ要求量Ｙを分配することによって実現される。この分配手法としては、たとえば以下のような手法を採用してもよい。

図１１に示す例では、伝送電力量設定部１０６Ａは、車両Ｂ～Ｄに関しては、対象期間中における伝送電力量を、対象期間中における消費電力量に等しく設定する。この場合、車両Ｂ～Ｄは、消費電力量のすべてを充電レーン２からの伝送電力量によって調達できる。その結果、実施の形態１と同様に、バッテリ３１の充放電を抑制し、バッテリ３１の劣化を防止できる。

一方、伝送電力量設定部１０６Ａは、車両Ａに関しては、対象期間中における伝送電力量を、対象期間中における消費電力量よりも大きく設定する。そうすると、バッテリ３１の劣化は進行し得るものの、バッテリ３１を充電してＳＯＣを回復させることができる。たとえば、バッテリ３１のＳＯＣが低い車両を車両Ａとして選択することによって、当該車両の走行可能距離を延ばすことができる。伝送電力量設定部１０６Ａは、ＳＯＣが最も低い車両を選択してもよいし、ＳＯＣが所定値よりも低い２以上の車両を選択してもよい。

車両Ａの選択手法は、ＳＯＣに基づく手法に限られない。伝送電力量設定部１０６Ａは、予め定められた車両（たとえば事前に契約が締結された車両）を車両Ａとして選択してもよい。また、伝送電力量設定部１０６Ａは、バッテリ３１の劣化が比較的進行していない車両を車両Ａとして選択してもよい。

図示しないが、ＤＲ要求の非発生時には、伝送電力量設定部１０６Ａは、実施の形態１（図８参照）と同様に各車両Ａ～Ｄへの伝送電力量を設定する。すなわち、伝送電力量設定部１０６Ａは、すべての車両Ａ～Ｄについて、対象期間中の伝送電力量を消費電力量に等しく設定する。

＜処理フロー＞
図１２は、実施の形態２における伝送電力量の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。Ｓ２０１，Ｓ２０２の処理は、実施の形態１におけるＳ１０１，Ｓ１０２の処理（図９参照）と同等である。

Ｓ２０３において、サーバ１は、ＣＥＭＳサーバ８からＤＲ要求が受信したかどうかを判定する。ＤＲ要求を受信していない場合（Ｓ２０３においてＮＯ）、サーバ１は、車両３毎に、対象期間中における消費電力量と一致するように、対象期間中に充電レーン２と車両３との間で伝送される電力量を設定する（Ｓ２０４）。この処理も実施の形態１におけるＳ１０３の処理と同等であるため、説明は繰り返さない。

ＤＲ要求を受信した場合（Ｓ２０３においてＹＥＳ）、サーバ１は、処理をＳ２０５に進め、非接触電力伝送システム３００（複数の充電レーン２および複数の車両３全体）に対するＤＲ要求量をＣＥＭＳサーバ８から取得する。さらに、サーバ１は、対象期間中におけるＤＲ要求量と一致するように、対象期間中に複数の充電レーン２と複数の車両３との間で伝送される合計電力量を設定する。この処理については図１１にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。

Ｓ２０４またはＳ２０６の処理の実行後、充電レーン２および車両３は、サーバ１により設定された伝送電力量が対象期間中に伝送されるように、両者の間で電力伝送を実行する（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。

以上のように、実施の形態２においては、ＤＲ要求が発生した場合に、ＤＲ要求によって対象期間中に電力調整が求められる電力量（ＤＲ要求量）に一致するように、複数の充電レーン２と複数の車両３との間で対象期間中に伝送される合計電力量が設定される。言い換えると、ＤＲ要求が発生した場合には、複数の車両３全体でＤＲ要求量と伝送電力量との電力収支を合わせる（電力収支が概ねゼロになる）ように、伝送電力量が設定される。これにより、走行中の複数の車両３を用いてＤＲ要求に十分に応えることができる。よって、実施の形態２によれば、非接触電力伝送システム３００における伝送電力量を適切に設定できる。

なお、実施の形態２における各処理も、余剰電力量が発生している場合にも同様に適用できる。また、一部の車両では電力消費が行われ、他の一部の車両では電力回生が行われていてもよい。

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、上記した実施の形態の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 サーバ、１１，１１Ａ アプリケーションサーバ、１１１ プロセッサ、１１２ メモリ、１０１ 消費電力量推定部、１０２ 特定部、１０３ 第１電力量推定部、１０４ 第２電力量推定部、１０５ 加算部、１０６，１０６Ａ 伝送電力量設定部、１０７ 要求取得部、１２ データベースサーバ、１２１ 車両データベース、１２２ 充電レーンデータベース、１２３ 走行計画データベース、１３ 通信インターフェース、 ８ ＣＥＭＳサーバ、 ７，７１，７４ サーバ、２ 充電レーン、２１ 電力伝送ユニット、２２ コントローラ、２２１ プロセッサ、２２２ メモリ、２３ 通信モジュール、３ 車両、３１ バッテリ、３２ インバータ、３３ モータジェネレータ、３４ 電力伝送ユニット、３５ ナビゲーションシステム、３６ ＡＤＳ、３７ 通信モジュール、４ 通信ネットワーク、６ 電力調整リソース、６１ 発電機、６２ 自然変動電源、６３ 電力貯蔵システム、６４ 充電設備、９１ 電力系統、９２ 受変電設備、９３ 送配電事業者サーバ、１００ 電力システム、２００ ＣＥＭＳ、３００ 非接触電力伝送システム。

Claims (8)

1. 走行中の複数の車両との間で非接触で電力伝送が可能に構成された複数の電力伝送装置を管理するサーバであって、
   前記複数の車両と通信により走行計画を取得するように構成された通信機と、
   前記複数の車両と前記複数の電力伝送装置との間で伝送される電力を設定するプロセッサとを備え、
   前記プロセッサは、前記複数の車両の各々について、
   車両の前記走行計画に基づいて、走行中における当該車両の電力消費または電力回生に伴う電力変化量を推定し、
   前記電力変化量と一致するように、当該車両と、前記複数の電力伝送装置のうちの当該車両に対応する電力伝送装置との間の伝送電力量を設定する、サーバ。
2. 前記プロセッサは、前記複数の車両の各々について、
   当該車両の前記走行計画に基づいて当該車両の力行走行に伴う消費電力量を推定し、
   前記消費電力量と一致するように、前記対応する電力伝送装置から当該車両への送電電力量を設定する、請求項１に記載のサーバ。
3. 前記プロセッサは、前記複数の車両の各々について、
   当該車両の前記走行計画に基づいて当該車両の回生発電に伴う余剰電力量を推定し、
   前記余剰電力量と一致するように、前記対応する電力伝送装置の当該車両からの受電電力量を設定する、請求項１に記載のサーバ。
4. 前記走行計画は、速度、加速度、アクセル開度、ブレーキ量、走行予定ルート、前記走行予定ルートの勾配のうちの少なくとも１つに関する情報を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のサーバ。
5. 前記複数の電力伝送装置は、電力系統に連系された電力網に電気的に接続され、
   前記電力系統の電力需給が逼迫する時間帯に前記電力網の電力調整を行うためのデマンドレスポンス要求が発生していない場合に、前記プロセッサは、前記電力変化量と一致するように前記伝送電力量を設定する、請求項１～４のいずれか１項に記載のサーバ。
6. 前記デマンドレスポンス要求が発生している場合、前記プロセッサは、
   前記電力網の電力調整を行うために前記複数の電力伝送装置に電力調整が要求される要求電力量を取得し、
   前記要求電力量と一致するように、前記複数の車両と前記複数の電力伝送装置との間で伝送される合計電力量を設定する、請求項５に記載のサーバ。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のサーバと、
   前記複数の電力伝送装置とを備える、電力伝送システム。
8. 走行中の複数の車両と複数の電力伝送装置との間の非接触での電力伝送方法であって、
   前記複数の車両の各々について、
   車両の走行計画を取得するステップと、
   当該車両の前記走行計画に基づいて、走行中における当該車両の電力消費または電力回生に伴う電力変化量を推定するステップと、
   前記電力変化量と一致するように、当該車両と、前記複数の電力伝送装置のうちの当該車両に対応する電力伝送装置との間の伝送電力量を設定するステップとを含む、電力伝送方法。
   

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