JP5291422B2 - 電力需給システム - Google Patents

Description

本発明は、施設に設けられた車庫に車両が入庫して前記車両が有する車両側蓄電池が前記施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源として利用可能な形態で電気的に接続されると、前記配電系統から前記車両側蓄電池への充電及び前記車両側蓄電池から前記配電系統への放電が可能となる電力需給システムに関する。

施設に設けられた車庫に車両が入庫して、その車両が有する車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力負荷（配電系統から電力を充電する形態）及び電力供給源（配電系統へ電力放電する形態）として利用可能な形態で電気的に接続されると、配電系統から車両側蓄電池への充電及び車両側蓄電池から配電系統への放電が可能となる電力需給システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１に記載の電力需給システムは、車両が有する車両側蓄電池への充電目的の構成に加えて、施設側における商用電力系統の停電時における電力確保等の目的で、車両の車両側蓄電池から放電させるように構成されている。尚、この車両は、燃料を利用して発電する発電部を備えるものではなく、車両側蓄電池の電気エネルギにより車両の車輪を駆動する電気車両である。

一方、車両が、電気エネルギにより車両の車輪を駆動するモータ／ジェネレータと、燃料を消費して得た機械エネルギにより車輪を駆動する内燃機関とを有するハイブリッド車両であるようなシステムも提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。ところで、通常のハイブリッド車両において、車両側蓄電池の蓄電残量は、始動時等で支障がでない下限以上に維持され、且つ、燃費が向上されるようにモータ／ジェネレータの発電量及び電力消費量を制御した結果に起因して逐次変化するものとなる。
従って、この電力需給システムにおいて、ハイブリッド車両の車庫への入庫時における蓄電池残量は、入庫までの走行状態等に起因するものとなっている。

特開２００１−８３８０号公報 特開２００６−１５８１２４号公報

上述したような従来の電気車両及びハイブリッド車両を用いた電力需給システムでは、入庫時における車両側蓄電池の蓄電池残量は入庫までの走行状態等に起因するものとなっており、車両が施設の車庫に何時入庫するのか、及び、入庫したときの蓄電池残量が幾らになるかは不明である。また、車両において、車庫への入庫時における蓄電池残量を積極的に調整し得るものとはなっていない。よって、車両が施設の車庫に何時入庫するのか、及び、入庫したときの蓄電池残量が幾らになるかは不明であるため、施設内の電力負荷装置へ電力を供給するための電力供給源の運用計画を作成する際に、車両側蓄電池を電力供給源の一つとして組み入れることができない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両側蓄電池を施設内の配電系統にとっての電力負荷及び電力供給源として計画的に運用することのできる電力需給システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る電力需給システムの特徴構成は、施設に設けられた車庫に車両が入庫して前記車両が有する車両側蓄電池が前記施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源として利用可能な形態で電気的に接続されると、前記配電系統から前記車両側蓄電池への充電及び前記車両側蓄電池から前記配電系統への放電が可能となる電力需給システムであって、
前記施設には、
前記施設内の電力需要を電力供給源から供給する電力によって賄う際に生じる環境負荷の最小化を目的とする、コストの最小化を目的とする、又は、一次エネルギの最小化を目的とする電力供給源の最適運用計画を作成し、前記車両が前記車庫に入庫する予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の目標蓄電池残量を導出する最適計画部と、前記最適計画部によって導出された前記目標蓄電池残量に関する情報を前記車両へ送信可能な施設側通信部と、が設けられ、
前記車両には、
前記車両側蓄電池と、前記車両側蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記車両側蓄電池に蓄えられている電力を利用して車輪を駆動可能な電動機を有する駆動部と、前記施設との間で通信を行う車両側通信部と、運転を制御する運転制御部と、が設けられ、
前記運転制御部は、前記車両側通信部が受け付けた前記目標蓄電池残量に関する情報に従って、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する点にある。本特徴構成において、車両側蓄電池が配電系統から電力を充電するとき、車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力負荷として接続されていると見なすことができ、車両側蓄電池が配電系統へ電力を放電するとき、車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力供給源として接続されていると見なすことができる。

上記特徴構成によれば、車両が、予測入庫時刻での車両側蓄電池の蓄電池残量を目標蓄電池残量とした上で車庫に入庫して、上記車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源の一つとして電気的に接続されることになる。つまり、施設では、最適計画部が作成した最適運用計画の通りに、上記予測入庫時刻において上記目標蓄電池残量を有する車両側蓄電池を運用可能となる。その結果、施設内の電力需要を、電力供給源としての車両側蓄電池を用いて最適な形態で賄うことができる。
従って、車両側蓄電池を施設内の配電系統にとっての電力負荷及び電力供給源として計画的に運用することのできる電力需給システムを提供できる。

上記目的を達成するための本発明に係る電力需給システムの特徴構成は、施設に設けられた車庫に車両が入庫して前記車両が有する車両側蓄電池が前記施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源として利用可能な形態で電気的に接続されると、前記配電系統から前記車両側蓄電池への充電及び前記車両側蓄電池から前記配電系統への放電が可能となる電力需給システムであって、
前記施設には、
前記車両との間で通信を行う施設側通信部と、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、電気を発生する発電装置と、前記熱電併給装置、前記発電装置、商用電力系統、及び、前記車両側蓄電池のうちの少なくとも一つの電力供給源から電力の供給を受けることができる電力負荷装置と、前記熱電併給装置から熱の供給を受ける熱負荷装置と、前記電力負荷装置への電力供給及び前記熱負荷装置への熱供給を行う際に生じる環境負荷の最小化を目的として、コストの最小化を目的として、又は、一次エネルギの最小化を目的として、前記車両側蓄電池、前記熱電併給装置、前記発電装置、及び、前記商用電力系統の最適運用計画を作成すると共に、前記車両が前記車庫に入庫する予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の目標蓄電池残量を導出する最適計画部と、が設けられ、
前記施設側通信部は、前記最適計画部によって導出された前記目標蓄電池残量に関する情報を車両へ送信し、
前記車両には、
前記車両側蓄電池と、前記車両側蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記車両側蓄電池に蓄えられている電力を利用して車輪を駆動可能な電動機を有する駆動部と、前記施設との間で通信を行う車両側通信部と、運転を制御する運転制御部と、が設けられ、
前記運転制御部は、前記車両側通信部が受け付けた前記目標蓄電池残量に関する情報に従って、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する点にある。本特徴構成において、車両側蓄電池が配電系統から電力を充電するとき、車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力負荷として接続されていると見なすことができ、車両側蓄電池が配電系統へ電力を放電するとき、車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力供給源として接続されていると見なすことができる。

上記特徴構成によれば、車両が、予測入庫時刻での車両側蓄電池の蓄電池残量を目標蓄電池残量とした上で車庫に入庫して、上記車両側蓄電池が施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源の一つとして電気的に接続されることになる。つまり、施設では、最適計画部が作成した最適運用計画の通りに、上記予測入庫時刻において上記目標蓄電池残量を有する車両側蓄電池を運用可能となる。その結果、施設内の電力負荷装置への電力供給を、車両側蓄電池と熱電併給装置と発電装置と商用電力系統とを含む電力供給源を用いて最適に実施できる。
従って、車両側蓄電池を施設内の配電系統にとっての電力負荷及び電力供給源として計画的に運用することのできる電力需給システムを提供できる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記駆動部は、前記電動機及び内燃機関を有し、
前記運転制御部は、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように、前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する点にある。

上記特徴構成によれば、駆動部が電動機を有するような電気車両だけでなく、駆動部が電動機及び内燃機関を有するような、所謂、ハイブリッド車両においても、予測入庫時刻での車両側蓄電池の蓄電池残量を目標蓄電池残量とした上で、車両が車庫に入庫して上記車両側蓄電池が施設内の配電系統に電気的に接続されるようにできる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、乗員へ情報を出力する情報出力部が設けられ、
前記運転制御部は、前記車庫に入庫するときの蓄電池残量を前記目標蓄電池残量とするために不足する不足電力量を導出し、前記不足電力量を前記情報出力部から乗員に提示して前記不足電力量の補充を促す点にある。

上記特徴構成によれば、導出した不足電力量を情報出力部から乗員に提示して、施設への帰路途中に不足電力量を充電設備などで充電することを促すことで、車両が施設の車庫へ入庫するときの蓄電池残量が上記目標蓄電池残量に近づくようにできる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、乗員から情報の入力を受け付ける情報入力部が設けられ、
前記車両において、前記情報入力部が、乗員から前記不足電力量を補充しない旨の情報の入力を受け付けると、前記車両側通信部は、乗員が前記不足電力量を補充しない旨の情報を前記施設に送信し、
前記施設において、前記施設側通信部が、乗員が前記不足電力量を補充しない旨の情報を受信すると、前記最適計画部は、前記予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の蓄電池残量が前記目標蓄電池残量よりも前記不足電力量だけ少ない条件で前記最適運用計画をやり直す点にある。

上記特徴構成によれば、車両の乗員が、施設への帰路途中に不足電力量を充電設備などで充電すること拒否したとしても、施設の最適計画部が、予測入庫時刻での車両側蓄電池の蓄電池残量が目標蓄電池残量よりも上記不足電力量だけ少ない条件で最適運用計画をやり直すことになる。その結果、施設では、乗員が上記不足電力量を補充することを拒否したことにより電力負荷装置への電力供給に不足が生じることを未然に回避して、施設内の電力負荷装置への電力供給を最適に実施できる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、前記車両の現在位置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部と、導出した前記予定走行経路に従って走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部と、が設けられ、
前記車両側通信部は、前記入庫予測部が予測する前記予測入庫時刻に関する情報を前記施設に送信する点にある。

上記特徴構成によれば、走行経路導出部が、例えば、カーナビゲーション機能を利用して経路案内を実行しているときに導出される現在位置から車庫に入庫するまでの走行経路や、過去に通行した現在位置から車庫に入庫するまでの走行経路などを予定走行経路として導出する。その結果、導出される予定走行経路の信頼性を確保でき、入庫予測部がその予定走行経路に基づいて予測する予測入庫時刻の信頼性も確保できる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、前記車両の現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路の入力を乗員から受け付ける情報入力部と、受け付けた前記予定走行経路に従って走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部と、が設けられ、
前記車両側通信部は、前記入庫予測部が予測する前記予測入庫時刻を前記施設に送信する点にある。

上記特徴構成によれば、入庫予測部が予測入庫時刻を予測するのに利用する予定走行経路は乗員が指定した経路であるので、その予定走行経路は信頼性の高いものとなる。その結果、入庫予測部がその予定走行経路に基づいて予測する予測入庫時刻の信頼性も確保できる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、前記車両の現在位置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部と、が設けられ、
前記車両側通信部は、前記走行経路導出部が導出する前記予定走行経路を前記施設に送信し、
前記施設には、前記車両から受信した前記予定走行経路に従って前記車両が走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、走行経路導出部が、例えば、カーナビゲーション機能を利用して経路案内を実行しているときに導出される現在位置から車庫に入庫するまでの走行経路や、過去に通行した現在位置から車庫に入庫するまでの走行経路などを予定走行経路として導出する。その結果、導出される予定走行経路の信頼性を確保でき、入庫予測部がその予定走行経路に基づいて予測する予測入庫時刻の信頼性も確保できる。
更に、入庫予測部の機能が施設に設けられているので、車両で行うべき演算処理の負荷を小さくできる。

本発明に係る電力需給システムの別の特徴構成は、前記車両には、前記車両の現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路の入力を受け付ける情報入力部が設けられ、
前記車両側通信部は、前記情報入力部が受け付けた前記走行予定経路を前記施設に送信し、
前記施設には、前記車両から受信した前記予定走行経路に従って前記車両が走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、入庫予測部が予測入庫時刻を予測するのに利用する予定走行経路は乗員が指定した経路であるので、その予定走行経路は信頼性の高いものとなる。その結果、入庫予測部がその予定走行経路に基づいて予測する予測入庫時刻の信頼性も確保できる。
更に、入庫予測部の機能が施設に設けられているので、車両で行うべき演算処理の負荷を小さくできる。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の電力需給システムについて説明する。
図１は、第１実施形態の電力需給システムＳ１の機能ブロック図である。電力需給システムＳ１は、施設３０に設けられた車庫に車両１０が入庫して車両１０が有する車両側蓄電池１２が施設内の配電系統Ｌに電力負荷及び電力供給源の一つとして利用可能な形態で電気的に接続されると、配電系統Ｌから車両側蓄電池１２への充電（配電系統Ｌにとっての電力負荷としての利用）及び車両側蓄電池１２から配電系統Ｌへの放電（配電系統Ｌにとっての電力供給源としての利用）が可能となるようなシステムである。

施設３０には、電力負荷装置３６と熱負荷装置３４とが設けられている。電力負荷装置３６に電力を供給する配電系統Ｌには、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置３３、発電装置３５、商用電力系統３２、及び、電力負荷装置３６が接続されている。また、車庫に車両１０が入庫して、車両側接続部１４と施設側接続部３７とが接続されると、車両１０が有する車両側蓄電池１２が施設３０の配電系統Ｌに電気的に接続される。そして、配電系統Ｌから車両側蓄電池１２への電力の充電及び車両側蓄電池１２から配電系統Ｌへの電力の放電が可能となる。配電系統Ｌから車両側蓄電池１２への電力の充電を行うとき、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌにとっての電力負荷として接続していると見なせる。一方で、車両側蓄電池１２から配電系統Ｌへの電力の放電を行っているとき、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌとっての電力供給源として接続していると見なせる。よって、電力負荷装置３６は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置３３、発電装置３５、商用電力系統３２、及び、配電系統Ｌに接続されているときの車両側蓄電池１２のうちの少なくとも一つの電力供給源から電力の供給を受けることができる。発電装置３５は、太陽光発電装置などの発電専用の装置を利用できる。熱負荷装置３４は、熱電併給装置３３から熱の供給を受けることができる。尚、施設３０に設けられたボイラなどの熱供給装置（図示せず）から熱負荷装置３４への熱供給を行ってもよい。

施設内の電力需要を賄うために電力供給源をどのように運用するのかは施設側制御部３１が有する最適計画部３１ａが計画する。具体的には、本実施形態において、電力供給源としての車両側蓄電池１２、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２をどのように運用して、電力負荷装置３６への電力供給及び熱負荷装置３４への熱供給を行うのかは施設側制御部３１が有する最適計画部３１ａが計画する。最適計画部３１ａは、施設３０が備える施設側制御部３１の機能の一部である。

車両１０には、車両側蓄電池１２と、車両側蓄電池１２の残量を検出する蓄電池残量検出部１５と、車両側蓄電池１２の充放電を制御する充放電制御部１１ｂと、車両側蓄電池１２に蓄えられている電力を利用して車輪を駆動可能なモータ／ジェネレータ１３ａ（本発明の電動機の一例）を有する駆動部１３と、運転を制御する運転制御部１１ａとが設けられる。モータ／ジェネレータ１３ａは、上述したように車輪を駆動するモータとして動作すること、及び、回生などにより車輪の回転力（機械エネルギ）を電力（電気エネルギ）に変換するジェネレータとして動作することができる。充放電制御部１１ｂ及び運転制御部１１ａは、車両１０が備える車両側制御部１１の機能の一部である。車両側制御部１１は、後述する走行経路導出部１１ｃ及び入庫予測部１１ｄの機能も実現する。

上述したように、施設側制御部３１が有する最適計画部３１ａは、電力供給源を運用して施設内の電力需要を賄う際に生じる環境負荷の最小化を目的とする、コストの最小化を目的とする、又は、一次エネルギの最小化を目的とする最適運用計画を作成する共に、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻での車両側蓄電池１２の目標蓄電池残量を導出する。具体的には、最適計画部３１ａは、電力負荷装置３６への電力供給及び熱負荷装置３４への熱供給を行う際に生じる環境負荷の最小化を目的として、コストの最小化を目的として、又は、一次エネルギの最小化を目的として、車両側蓄電池１２、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２の最適運用計画を作成すると共に、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻での車両側蓄電池１２の目標蓄電池残量を導出する。施設３０の管理者は、情報入力部３８を用いて、最適運用計画を作成するに当たって、環境負荷の最小化、コストの最小化、又は、一次エネルギの最小化の何れを目的とするのかを入力し、施設側記憶部４０に記憶させることができる。また、施設３０の管理者は、表示装置などで実現される情報出力部３９を利用して、現在、環境負荷の最小化、コストの最小化、又は、一次エネルギの最小化の何れを目的とする最適運用計画が作成されているのかを確認できる。

本実施形態において、施設３０では、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２を常時運用して電力負荷装置３６への電力供給及び熱負荷装置３４への熱供給を行うことができる。一方で、施設３０において車両側蓄電池１２を運用できるのは、車両１０が入庫している間だけである。よって、施設３０では、車両側蓄電池１２を運用開始できる時刻、即ち、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻を知る必要がある。

以下に、図１の機能ブロック図、並びに、図２及び図３に示すフローチャートを参照して、電力需給システムＳ１が備える車両１０と施設３０の間で行われる電力需給方法を説明する。図２は、車両側で実行される入庫予測時刻送信処理のフローチャートである。この入庫予測時刻送信処理は、一定時間間隔で実行される場合、車両１０が後述する予定走行経路から外れたときに実行される場合、車両１０が施設３０の他の充電設備で充放電を行って蓄電池残量が変化したときに実行される場合などがある。図３は、施設側で実行される最適計画作成処理のフローチャートである。この最適計画作成処理は、一定時間間隔で実行される場合、車両１０から入庫予測時刻を受信したときに実行される場合などがある。

本実施形態では、車両１０には、車両１０の現在位置の位置情報を取得する位置情報取得部１６と、現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部１１ｃと、導出した予定走行経路に従って走行した場合の予測入庫時刻を予測する入庫予測部１１ｄと、施設３０との間で無線通信又は有線通信を行う車両側通信部１７とが設けられている。入庫予測部１１ｄが予測する予測入庫時刻は、車両側通信部１７によって施設３０に送信される。本実施形態において、車両側制御部１１は、走行経路導出部１１ｃと入庫予測部１１ｄと充放電制御部１１ｂと運転制御部１１ａとを有する。また、後述するように、車両側制御部１１は、現在位置と目的地との間の経路、距離及び所要時間を導出でき、更に目的地までの経路案内を実行するようなカーナビゲーション機能を有している。

図２の工程＃１０において、車両１０の位置情報取得部１６は、車両１０の現在位置の位置情報を取得する。位置情報取得部１６は、例えば、ＧＰＳ機能を利用した機器であり、例えば緯度及び経度の情報を位置情報として取得できる。
次に、走行経路導出部１１ｃは、現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する。具体的には、工程＃１１において走行経路導出部１１ｃは、ナビゲーション情報があるか否か、即ち、車両側制御部１１によって実現されるカーナビゲーション機能によって施設３０までの経路案内が実行されており、その現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路に関する情報が利用できるか否かを判定する。そして、走行経路導出部１１ｃは、ナビゲーション情報があると判定したときには、工程＃１４に移行してナビゲーション機能により導出されている経路を予定走行経路として導出する。

また、走行経路導出部１１ｃは、工程＃１１においてナビゲーション情報が無いと判定した場合には、工程＃１２に移行して、乗員から予定走行経路の入力があるか否かを判定する。例えば、タッチパネル式の表示装置を有するナビゲーション機器が車両１０に搭載されているとき、その表示装置は情報入力部１８及び情報出力部１９として機能する。よって、乗員がその表示装置に表示された地図上に現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路を手動入力していれば、その予定走行経路を利用できる。そして、走行経路導出部１１ｃは、乗員から予定走行経路の入力があると判定したときには、工程＃１４に移行して乗員により入力されている経路を予定走行経路として導出する。

更に、走行経路導出部１１ｃは、工程＃１２において乗員から予定走行経路の入力が無いと判定した場合には、工程＃１３に移行して、車両側記憶部２０に記憶されている現在位置から施設３０まで移動するのに通った過去の走行経路に関する情報が利用できるか否かを判定する。そして、走行経路導出部１１ｃは、過去の走行経路に関する情報があると判定したときには、工程＃１４に移行して過去の走行経路を予定走行経路として導出する。

上述のように予定走行経路が導出された場合、工程＃１５において入庫予測部１１ｄは、走行経路導出部１１ｃが導出した予定走行経路に従って走行した場合の予測入庫時刻を予測する。この入庫予測部１１ｄの機能は、例えば、車両側制御部１１によって実現されるカーナビゲーション機能によって実行可能である。その後、車両側制御部１１は、導出した予測入庫時刻に関する情報を車両側通信部１７から施設３０に送信する。車両１０と施設３０との間の通信は、車両１０が走行中には、通信網Ｎを介した無線通信によって実現される。或いは、車両１０が通信網Ｎ或いは施設３０の内部の通信線に対して有線接続可能な状況では、車両１０と施設３０との間の通信が有線通信によって実現されることもある。

尚、走行経路導出部１１ｃが、ナビゲーション情報もなく（工程＃１１において「Ｎｏ」の場合）、乗員から予定走行経路の入力もなく（工程＃１２において「Ｎｏ」の場合）、過去の走行履歴情報もない（工程＃１３において「Ｎｏ」の場合）と判定したとき、工程＃１７において車両側制御部１１は、入庫予測時刻を予測不能であることを車両側通信部１７から施設側に送信する。

図３に示す工程＃２０において施設３０の施設側通信部４１は、上記予測入庫時刻に関する情報を受信する。工程＃２１において最適計画部３１ａは、現時点から上記予測入庫時刻を越える一定期間までの間の最適運用計画を作成する計画部であり、受信した予測入庫時刻以降において、車両側蓄電池１２を運用計画に組み込むことができる。つまり、最適計画部３１ａは、予測入庫時刻以降に、余剰電力を配電系統Ｌから車両側蓄電池１２に充電する（即ち、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌにとっての電力負荷として利用する）運用計画や、不足電力を車両側蓄電池１２から配電系統Ｌに放電させる（即ち、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌにとっての電力供給源として利用する）運用計画を作成できる。言い換えると、最適計画部３１ａは、現時点から計画終了時点までの時間帯における運用計画において、予測入庫時刻に、車両側蓄電池１２の蓄電池残量をいくらにした状態で配電系統Ｌへ接続すれば良いのかを計画する。よって、最適計画部３１ａは、車両側蓄電池１２、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２の最適運用計画を作成すると共に、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻での車両側蓄電池１２の目標蓄電池残量を導出する。

例えば、最適計画部３１ａは、施設側記憶部４０に記憶されている過去の電力需要データ及び熱需要データを参照することで、施設内における予測電力需要及び予測熱需要を導出できる。そして、最適計画部３１ａは、その予測電力需要及び予測熱需要を賄うための電力負荷装置３６への電力供給及び熱負荷装置３４への熱供給を行う際に生じる環境負荷の最小化を目的として、コストの最小化を目的として、又は、一次エネルギの最小化を目的として、車両側蓄電池１２、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２をどのような出力で運用するかが規定された上記最適運用計画を作成する。
次に、工程＃２２において施設側通信部４１は、最適計画部３１ａによって導出された目標蓄電池残量に関する情報を車両１０へ送信する。
尚、上記工程＃１７において、車両側制御部１１が、入庫予測時刻を予測不能であることを車両側通信部１７から施設側に送信していた場合には、最適計画部３１ａは、車両側蓄電池１２を電力負荷及び電力供給源として利用できないと判定し、車両側蓄電池１２の運用を最適運用計画に含めない。

車両１０の運転制御部１１ａは、車両側通信部１７が受け付けた目標蓄電池残量を受け付けると、蓄電池残量検出部１５によって検出される現在の蓄電池残量から、予定走行経路に従って走行した場合に消費する消費電力量を減算して、車庫に入庫するときの予測蓄電池残量を導出する。例えば、運転制御部１１ａは、現在位置から施設３０の車庫に入庫するまでの予定走行距離を上記予定走行経路から導出できる。よって、運転制御部１１ａは、車両側記憶部２０に記憶されている平均電費（電力量当たりの走行距離：ｋｍ／ｋＷｈ）と予定走行距離に基づいて、予定走行経路に従って走行した場合に消費する消費電力量を導出できる。また、車両１０の内部の他の電気機器で消費される電力量を上記消費電力量に含めることができる。更に、予定走行経路に従って走行する間にモータ／ジェネレータ１３ａによって発電される発電電力量を見積もることができれば、その発電電力量を上記消費電力量から減算できる。

次に、運転制御部１１ａは、車庫に入庫するときの蓄電池残量を目標蓄電池残量とするために不足する不足電力量（＝目標蓄電池残量−予測蓄電池残量）を導出する。そして、運転制御部１１ａは、表示装置などによって実現される情報出力部１９から不足電力量を乗員に提示してその不足電力量の補充を促す。その結果、乗員は、施設３０への帰路途中に、入庫時に利用する施設３０とは異なった充電設備などで不足電力量を充電して、入庫時の蓄電池残量を上記目標蓄電池残量に近づけることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の電力需給システムは、入庫予測部が施設の車両側制御部の機能として実現される点で第１実施形態の電力需給システムと異なる。以下に、第２実施形態の電力需給システムについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図４は、第２実施形態の電力需給システムＳ２の機能ブロック図である。図５は、車両側で実行される予定走行経路送信処理のフローチャートである。図６は、施設側で実行される最適計画作成処理のフローチャートである。この予定走行経路送信処理は、一定時間間隔で実行される場合、車両１０が後述する予定走行経路から外れたときに実行される場合、車両１０が施設３０の他の充電設備で充放電を行って蓄電池残量が変化したときに実行される場合などがある。

図４に示すように、車両１０には、現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部１１ｃが設けられ、施設３０には、車両から受信した予定走行経路に従って車両１０が走行した場合の予測入庫時刻を予測する入庫予測部３１ｂが設けられている。具体的には、図５及び図６のフローチャートを参照して以下に説明する。

図５の工程＃３０〜工程＃３４は、図２の工程＃１０〜工程＃１４と同様である。つまり、工程＃３４において走行経路導出部１１ｃは、現在位置から車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する。次に工程＃３５において車両側制御部１１は、導出した予定走行経路を車両側通信部１７から施設３０に送信する。
尚、走行経路導出部１１ｃが、ナビゲーション情報もなく（工程＃３１において「Ｎｏ」の場合）、乗員から予定走行経路の入力もなく（工程＃３２において「Ｎｏ」の場合）、過去の走行履歴情報もない（工程＃３３において「Ｎｏ」の場合）と判定したとき、工程＃３６において車両側制御部１１は、予定走行経路を予測不能であることを車両側通信部１７から施設側に送信する。

図６に示す工程＃４０において施設３０の施設側通信部４１は、上記予定走行経路を受信する。工程＃４１において入庫予測部３１ｂは、車両１０の走行経路導出部１１ｃが導出した予定走行経路に従って走行した場合の予測入庫時刻を予測する。この入庫予測部３１ｂの機能は、例えば、施設３０の施設側制御部３１に、カーナビゲーション機能と同様の機能を搭載しておくことで実行可能である。次に、工程＃４２において最適計画部３１ａは、現時点から上記予測入庫時刻を越える一定期間までの間の最適運用計画を作成する計画部であり、受信した予測入庫時刻以降において、車両側蓄電池１２を運用計画に組み込むことができる。つまり、最適計画部３１ａは、予測入庫時刻以降に、余剰電力を配電系統Ｌから車両側蓄電池１２に充電する（即ち、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌにとっての電力負荷として利用する）運用計画や、不足電力を車両側蓄電池１２から配電系統Ｌに放電させる（即ち、車両側蓄電池１２を配電系統Ｌにとっての電力供給源として利用する）運用計画を作成できる。言い換えると、最適計画部３１ａは、現時点から計画終了時点までの時間帯における運用計画において、予測入庫時刻に、車両側蓄電池１２の蓄電池残量をいくらにした状態で配電系統Ｌへ接続すれば良いのかを計画する。よって、最適計画部３１ａは、車両側蓄電池１２、熱電併給装置３３、発電装置３５、及び、商用電力系統３２の最適運用計画を作成すると共に、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻での車両側蓄電池１２の目標蓄電池残量を導出する。
本実施形態においても、最適計画部３１ａは、電力負荷装置３６への電力供給及び熱負荷装置３４への熱供給を行う際に生じる環境負荷の最小化を目的として、コストの最小化を目的として、又は、一次エネルギの最小化を目的として上記最適運用計画を作成する。
次に、工程＃４３において施設側通信部４１は、最適計画部３１ａによって導出された目標蓄電池残量に関する情報を車両１０へ送信する。

第１実施形態と同様に、車両１０の運転制御部１１ａは、車両側通信部１７が目標蓄電池残量を受け付けると、蓄電池残量検出部１５によって検出される現在の蓄電池残量から、予定走行経路に従って走行した場合に消費する消費電力量を減算して、車庫に入庫するときの予測蓄電池残量を導出する。運転制御部１１ａは、車庫に入庫するときの蓄電池残量を目標蓄電池残量とするために不足する不足電力量（＝目標蓄電池残量−予測蓄電池残量）を導出する。そして、運転制御部１１ａは、情報出力部１９から不足電力量を乗員に提示してその不足電力量の補充を促す。その結果、乗員は、施設３０への帰路途中に、入庫時に利用する施設３０とは異なった充電設備などで不足電力量を充電して、入庫時の蓄電池残量を上記目標蓄電池残量に近づけることができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、車両が電気車両である場合について説明したが、蓄電池を有していれば他の種類の車両であってもよい。例えば、駆動部１３が電動機及び内燃機関を有する、所謂、ハイブリッド車両であってもよい。図７は、別実施形態の電力需給システムＳ３の機能ブロック図であり、図１に示した電力需給システムを改変例である。

図７に示すように、駆動部１３は、電気エネルギにより車両１０の車輪を駆動するモータ／ジェネレータ１３ａ（本発明の電動機の一例）と、燃料を消費して得た機械エネルギにより車輪を駆動する内燃機関１３ｂとを有する。モータ／ジェネレータ１３ａは、車輪を駆動するモータとして動作すること、及び、車輪の回転力（機械エネルギ）を利用して発電するジェネレータとして動作することができる。そして、運転制御部１１ａは、内燃機関１３ｂを作動させずに車両側蓄電池１２の電力を利用してモータ／ジェネレータ１３ａをモータとして作動させることで車輪を回転させる運転状態、内燃機関１３ｂのみを作動させて車輪を回転させる運転状態、内燃機関１３ｂ及びモータ（モータ／ジェネレータ１３ａ）の両方を作動させて車輪を回転させる運転状態の何れかで駆動部１３を作動させる。よって、モータ／ジェネレータ１３ａは、車輪が内燃機関１３ｂによって駆動されている運転状態において、その駆動力の一部を利用して発電することができる。加えて、モータ／ジェネレータ１３ａは、何れの運転状態であっても、車両１０の減速中などには回生発電を行うことができる。そして、車両側制御部１１（運転制御部１１ａ及び充放電制御部１１ｂ）は、内燃機関１３ｂ及びモータ／ジェネレータ１３ａの作動を制御して、車両側蓄電池１２の充放電を制御することで、車両側蓄電池１２の蓄電池残量を調節できる。

以上のように、車両側制御部１１は、上記実施形態で説明したように施設３０から目標蓄電池残量を受信したとき、内燃機関１３ｂ及びモータ／ジェネレータ１３ａの少なくとも一方を作動させながら車両側蓄電池１２からの放電量及び車両側蓄電池１２への充電量を制御して、車庫への入庫時の蓄電池残量を目標蓄電池残量とすることができる。
上記説明では、内燃機関１３ｂ及びモータ／ジェネレータ１３ａを発電部として利用する例について説明したが、他の形態の発電部を備えていてもよい。例えば、駆動部１３が、発電部としての燃料電池と電動機としてのモータを備えている場合も、その燃料電池及びモータ（或いは、モータ／ジェネレータ）の少なくとも一方を作動させながら車両側蓄電池１２からの放電量及び車両側蓄電池１２への充電量を制御して、車庫への入庫時の蓄電池残量を目標蓄電池残量とすることができる。

＜２＞
図８は、別実施形態の電力需給システムＳ４の機能ブロック図である。図８に示したように、電力需給システムＳ４は、施設側制御部３１が、車両１０が車庫に入庫する予測入庫時刻を予測する入庫予測部３１ｄを備えている点で図７に示した電力需給システムＳ３と異なっている。図８に示した入庫予測部３１ｄの機能などは、第２実施形態で説明したのと同様である。

＜３＞
上述した例では、運転制御部１１ａが、情報出力部１９から不足電力量を乗員に提示してその不足電力量の補充を促すことを説明したが、乗員がその不足電力量の補充を拒否することもある。例えば、車両１０の乗員は、情報入力部１８を用いて、不足電力量の補充の拒否を入力して施設３０に送信できる。そのような場合には、入庫予測時刻以降において、施設３０で電力不足が発生する可能性がある。そのような問題を回避するため、車両１０において、情報入力部１８が、乗員から不足電力量を補充しない旨の情報の入力を受け付けると、車両側通信部１７がその不足電力量を補充しない旨の情報を施設３０に送信する。そして、施設３０において、施設側通信部４１が、乗員が不足電力量を補充しない旨の情報を受信すると、最適計画部３１ａは、予測入庫時刻での車両側蓄電池１２の蓄電池残量が目標蓄電池残量よりも上記不足電力量だけ少ない条件で最適運用計画をやり直す。その結果、施設３０では、乗員が上記不足電力量を補充することを拒否したことにより電力負荷装置３６への電力供給に不足が生じることを未然に回避して、施設３０内の電力負荷装置３６への電力供給を最適に実施できる

＜４＞
上述した例では、車両１０において予定走行経路を導出するに当たって工程＃１１、工程＃１２及び工程＃１３（或いは、工程＃３１、工程＃３２及び工程＃３３）の３つの工程を備える例を示したが、何れか１つ又は２つの工程を備えるように改変してもよい。

本発明に係る電力需給システムは、車両に設けられる車両側蓄電池を、車両を使用していない間（即ち、車両が車庫に入庫している間）は施設に設けられる電力負荷及び電力供給源として計画的に有効利用できる。

第１実施形態の電力需給システムの機能ブロック図 車両側で実行される入庫予測時刻送信処理のフローチャート 施設側で実行される最適計画作成処理のフローチャート 第２実施形態の電力需給システムの機能ブロック図 車両側で実行される予定走行経路送信処理のフローチャート 施設側で実行される最適計画作成処理のフローチャート 別実施形態の電力需給システムの機能ブロック図 別実施形態の電力需給システムの機能ブロック図

符号の説明

１０ 車両
１１ａ 運転制御部
１１ｂ 充放電制御部
１１ｃ 走行経路導出部
１１ｄ 入庫予測部
１２ 車両側蓄電池
１３ 駆動部
１３ａ モータ／ジェネレータ（電動機）
１３ｂ 内燃機関
１６ 位置情報取得部
１７ 車両側通信部
１８ 情報入力部
１９ 情報出力部
３０ 施設
３１ａ 最適計画部
３１ｂ 入庫予測部
３２ 商用電力系統
３３ 熱電併給装置
３４ 熱負荷装置
３５ 発電装置
３６ 電力負荷装置
４２ 施設側通信部
Ｌ 配電系統
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 電力需給システム

Claims (9)

1. 施設に設けられた車庫に車両が入庫して前記車両が有する車両側蓄電池が前記施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源として利用可能な形態で電気的に接続されると、前記配電系統から前記車両側蓄電池への充電及び前記車両側蓄電池から前記配電系統への放電が可能となる電力需給システムであって、
   前記施設には、
   前記施設内の電力需要を電力供給源から供給する電力によって賄う際に生じる環境負荷の最小化を目的とする、コストの最小化を目的とする、又は、一次エネルギの最小化を目的とする電力供給源の最適運用計画を作成し、前記車両が前記車庫に入庫する予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の目標蓄電池残量を導出する最適計画部と、前記最適計画部によって導出された前記目標蓄電池残量に関する情報を前記車両へ送信可能な施設側通信部と、が設けられ、
   前記車両には、
   前記車両側蓄電池と、前記車両側蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記車両側蓄電池に蓄えられている電力を利用して車輪を駆動可能な電動機を有する駆動部と、前記施設との間で通信を行う車両側通信部と、運転を制御する運転制御部と、が設けられ、
   前記運転制御部は、前記車両側通信部が受け付けた前記目標蓄電池残量に関する情報に従って、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する電力需給システム。
2. 施設に設けられた車庫に車両が入庫して前記車両が有する車両側蓄電池が前記施設内の配電系統に電力負荷及び電力供給源として利用可能な形態で電気的に接続されると、前記配電系統から前記車両側蓄電池への充電及び前記車両側蓄電池から前記配電系統への放電が可能となる電力需給システムであって、
   前記施設には、
   前記車両との間で通信を行う施設側通信部と、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、電気を発生する発電装置と、前記熱電併給装置、前記発電装置、商用電力系統、及び、前記車両側蓄電池のうちの少なくとも一つの電力供給源から電力の供給を受けることができる電力負荷装置と、前記熱電併給装置から熱の供給を受ける熱負荷装置と、前記電力負荷装置への電力供給及び前記熱負荷装置への熱供給を行う際に生じる環境負荷の最小化を目的として、コストの最小化を目的として、又は、一次エネルギの最小化を目的として、前記車両側蓄電池、前記熱電併給装置、前記発電装置、及び、前記商用電力系統の最適運用計画を作成すると共に、前記車両が前記車庫に入庫する予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の目標蓄電池残量を導出する最適計画部と、が設けられ、
   前記施設側通信部は、前記最適計画部によって導出された前記目標蓄電池残量に関する情報を車両へ送信し、
   前記車両には、
   前記車両側蓄電池と、前記車両側蓄電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記車両側蓄電池に蓄えられている電力を利用して車輪を駆動可能な電動機を有する駆動部と、前記施設との間で通信を行う車両側通信部と、運転を制御する運転制御部と、が設けられ、
   前記運転制御部は、前記車両側通信部が受け付けた前記目標蓄電池残量に関する情報に従って、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する電力需給システム。
3. 前記駆動部は、前記電動機及び内燃機関を有し、
   前記運転制御部は、前記予測入庫時刻における蓄電池残量が前記目標蓄電池残量となるように、前記充放電制御部及び前記駆動部の作動を制御する請求項１又は２記載の電力需給システム。
4. 前記車両には、乗員へ情報を出力する情報出力部が設けられ、
   前記運転制御部は、前記車庫に入庫するときの蓄電池残量を前記目標蓄電池残量とするために不足する不足電力量を導出し、前記不足電力量を前記情報出力部から乗員に提示して前記不足電力量の補充を促す請求項１〜３の何れか一項に記載の電力需給システム。
5. 前記車両には、乗員から情報の入力を受け付ける情報入力部が設けられ、
   前記車両において、前記情報入力部が、乗員から前記不足電力量を補充しない旨の情報の入力を受け付けると、前記車両側通信部は、乗員が前記不足電力量を補充しない旨の情報を前記施設に送信し、
   前記施設において、前記施設側通信部が、乗員が前記不足電力量を補充しない旨の情報を受信すると、前記最適計画部は、前記予測入庫時刻での前記車両側蓄電池の蓄電池残量が前記目標蓄電池残量よりも前記不足電力量だけ少ない条件で前記最適運用計画をやり直す請求項４記載の電力需給システム。
6. 前記車両には、前記車両の現在位置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部と、導出した前記予定走行経路に従って走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部と、が設けられ、
   前記車両側通信部は、前記入庫予測部が予測する前記予測入庫時刻に関する情報を前記施設に送信する請求項１〜５の何れか一項に記載の電力需給システム。
7. 前記車両には、前記車両の現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路の入力を乗員から受け付ける情報入力部と、受け付けた前記予定走行経路に従って走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部と、が設けられ、
   前記車両側通信部は、前記入庫予測部が予測する前記予測入庫時刻を前記施設に送信する請求項１〜５の何れか一項に記載の電力需給システム。
8. 前記車両には、前記車両の現在位置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路を導出する走行経路導出部と、が設けられ、
   前記車両側通信部は、前記走行経路導出部が導出する前記予定走行経路を前記施設に送信し、
   前記施設には、前記車両から受信した前記予定走行経路に従って前記車両が走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部が設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の電力需給システム。
9. 前記車両には、前記車両の現在位置から前記車庫に入庫するまでの予定走行経路の入力を受け付ける情報入力部が設けられ、
   前記車両側通信部は、前記情報入力部が受け付けた前記走行予定経路を前記施設に送信し、
   前記施設には、前記車両から受信した前記予定走行経路に従って前記車両が走行した場合の前記予測入庫時刻を予測する入庫予測部が設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の電力需給システム。

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