JP5603704B2

JP5603704B2 - 充電システム

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Publication number: JP5603704B2
Application number: JP2010176543A
Authority: JP
Inventors: 賢治國吉; 和生土橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: JP2016189692A; JP2012039722A

Description

本発明は、蓄電池の電力により走行する車両に搭載された蓄電池を充電する充電ユニットを建物の共用部に設置した充電システムに関するものである。

近年、蓄電池の電力により走行する電気自動車や電動バイクのような車両が増加している。この種の車両に搭載した充電池を充電するために、充電スタンド（充電ユニット）を建物に付属して設けることが考えられている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、集合住宅の各住戸に設けた電気錠の操作を行うための識別情報を用いて充電スタンドを使用する使用者の認証を行い、識別情報に対応付けた住戸ごとに充電スタンドの使用に対する課金の情報を生成することが記載されている。また、使用者による予約要求によって充電スタンドの使用スケジュールを生成し、使用者の認証とともに使用スケジュールを用いることにより、充電スタンドによる充電の許可を行う技術が記載されている。

さらに、特許文献１には、充電スタンドの使用を予約するために各住戸に充電予約部が設けられており、充電予約部は充電管理装置と通信して充電予約を行う機能を備える。充電管理装置は、充電スタンドとともに駐車場に設置されている。

特開２０１０−１５２５１１号公報

上述のように、特許文献１に記載の技術では、各住戸に設けた充電予約部と駐車場に設置した充電管理装置とが通信を行うことにより充電スタンドの予約を行っている。そのため、集合住宅の各住戸には、充電スタンドの使用予約を行うための充電予約部が必要であり、また、駐車場には充電スタンドのほかに充電管理装置の設置が必要になる。その上、充電予約部と充電管理装置との間で通信を行うための通信路も新たに敷設する必要があるから、蓄電池を充電するための設備の導入に多大な費用を要することになる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、車両に搭載した蓄電池の充電を行う設備の一部に既存の設備を流用することによって設備の導入に要する費用を従来よりも低減することを可能にした充電システムを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、電力の需要家がそれぞれ占有する複数のスペースを備えた建物において需要家が共用する共用部に設置され蓄電池の電力により走行する車両の蓄電池を充電する充電ユニットと、充電ユニットが設置されている所定の空間領域内に配置され充電ユニットの使用者を認証する認証装置と、建物内に敷設された構内通信網を通して各スペースに設置された情報端末と通信する集約装置とを備え、集約装置は、充電ユニットの利用に関して情報端末からの予約の申し込みに対して予約可能であるときには有効期間を設定した当座識別情報を情報端末に対して発行し、かつ認証装置が当座識別情報による認証を可能とするように当座識別情報を有効期間とともに認証装置に登録し、充電ユニットは、充電中において蓄電池の充電状態を監視する充電監視部と、当座識別情報が発行された情報端末と通信し充電監視部により監視されている蓄電池の充電状態を情報端末に提示させる通信インターフェースとを備えることを特徴とする。

集約装置は、充電ユニットの利用に関して情報端末からの予約の申し込みに応対する予約処理部と、予約処理部により予約を受け付けたときに予約の内容を保存する予約記憶部とを有し、予約処理部は、情報端末から予約の申し込みがあると予約記憶部を参照することにより予約可能か否かを確認し、予約可能であるときには有効期間を指定した当座識別情報を情報端末に対して発行するとともに、当座識別情報を有効期間とともに予約記憶部に登録し、さらに、認証装置が当座識別情報による認証を可能とするように当座識別情報を有効期間とともに認証装置に登録することが望ましい。

この場合、充電監視部は充電ユニットから蓄電池の充電に用いた電力量を計量する電力計量部を有し、通信インターフェースは電力計量部から取得した電力量を情報端末に伝送することが望ましい。

さらに、建物において需要家が各スペースで使用した電力量をそれぞれ計量するメータが検針した情報を検針情報として取得する検針端末を備え、情報端末は、検針端末と通信を行うことにより検針情報を取得し、検針情報から求めた電力量に電力計量部から取得した電力量を合算した電力量を新たな検針情報に用い、この検針情報を構内通信網を通して集約装置に伝送し、集約装置は情報端末から伝送された検針情報を建物の外部に設けた管理装置に伝送することが望ましい。

本発明の構成によれば、情報端末から構内通信網を通して集約装置に対して充電ユニットの利用予約を行うから、車両に搭載した蓄電池の充電を行う設備の利用予約に際して既存の設備を流用することになり、結果的に、設備の導入に要する費用を従来よりも低減することができるという利点がある。

実施形態の全体構成を示す概略構成図である。同上の要部を示すブロック図である。

以下に説明する実施形態は、電力の需要家が占有するスペースを複数設けた集合住宅のような建物を対象にしている。また、以下に説明する充電システムでは、建物内の各需要家（スペース）における電力使用量を、建物とは異なる場所で取得し管理する。建物への電力の供給は配電網を用いて行われる。また、以下に説明する実施形態において、複数の需要家が存在する建物は、集合住宅に限られず、事務所や店舗として使用されるテナントビルなど、複数の需要家がそれぞれ独立したスペース（事務所、店舗）を占有する建物であってもよい。ただし、以下の実施形態については、建物が集合住宅であって、需要家が占有するスペースが住戸である場合を例として説明する。

図１に示すように、建物である集合住宅１０には複数の住戸１０１が存在し、各住戸１０１にはそれぞれ分電盤２１と情報端末である住戸端末１１とが配置される。分電盤２１は、集合住宅１０に敷設された配電線２２から受電した電力を、住戸１０１に敷設された分岐線（図示せず）に分岐させるための分岐ブレーカ（図示せず）と、配電線２２と分岐ブレーカとの間に配置したメインブレーカ（図示せず）とを内蔵する。また、分電盤２１は後述する通信装置１２を内蔵する。通信装置１２は、分電盤２１に内蔵したメインブレーカの一次側と、住戸端末１１に電源を供給する分岐ブレーカの二次側との間に接続される。なお、通信装置１２は、必ずしも分電盤２１に収納する必要はなく、分電盤２１の外部に配置してもよい。

一方、住戸端末１１は、集合住宅１０に敷設された構内通信網１を通して管理人室１０２などに配置されたコンピュータサーバからなる集約装置１３と通信する。住戸端末１１と構内通信網１と集約装置１３とは、集合住宅１０の基幹設備として設けられている。構内通信網１で用いるプロトコルにはとくに制限はないが、有線通信において一般に用いられているＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などが用いられる。また、構内通信網１には、専用のプロトコルを用いる場合もある。

各住戸端末１１は、具体的には、当該住戸端末１１が設置されたそれぞれの住戸１０１においてドアホン子機やロビーインターホンとの通話のための機能を備える。また、各住戸端末１１は、各住戸１０１に設置された感知器（火災感知器、ガス感知器など）で異常が検知されたことを集約装置１３に通知する機能を備え、集約装置１３は各住戸端末１１に警報を通知する機能を備える。

ところで、集合住宅１０は、多くの場合、６６００Ｖ等の高電圧で配電網２４から受電し、集合住宅１０の電気室１０３に配置された降圧トランス２３により１００Ｖ／２００Ｖに降圧した後に各住戸１０１に給電する。電気室１０３には、降圧トランス２３に加えて、外部に敷設された配電網２４から受電した電力量を計量する買電用の電力メータ２５と、後述する売電用の電力メータ２６とが配置される。電力メータ２５，２６は降圧トランス２３の一次側に接続される。

集合住宅１０の配電線２２は降圧トランス２３の二次側に接続されており、この配電線２２からは各住戸１０１にそれぞれ給電する専用配電線２２１が分岐する。専用配電線２２１には、各住戸１０１での使用電力量を計量するメータとしての電力メータ２０が設けられる。電力メータ２０はメータボックス２７に収納されている。メータボックス２７には、図２に示すように、電力メータ２０が計量する計量値を検針情報として取得して記憶する検針端末１５も収納される。検針端末１５は、電力メータ２０から一定時間毎（たとえば、５分毎、３０分毎など）に検針情報を取得し、一定期間分（たとえば、４０日分）の検針情報を記憶する。

検針端末１５は、集合住宅１０の専用配電線２２１および配電線２２を通信路に用いて電力線搬送通信を行う電力線通信インターフェース１５１を備える。また、本実施形態の検針端末１５は、無線通信を行うための無線通信インターフェース１５２も備える。無線通信インターフェース１５２で用いる無線通信は電波を伝送媒体に用いる。この種の無線通信の規格は種々知られており、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、特定小電力無線などの各種の無線通信技術から適宜に選択する。なお、無線信号として光のような他の電磁波を用いる構成、電界や磁界を伝送媒体に用いる構成、超音波を用いる構成など、他の無線通信技術を採用してもよい。

一方、各住戸１０１の分電盤２１は各専用配電線２２１に接続され、メータボックス２７と分電盤２１との間は、専用配電線２２１を介して一対一に接続される。分電盤２１の中には、上述のように通信装置１２が配置される。通信装置１２は、専用配電線２２１を通して検針端末１５の電力線通信インターフェース１５１との間に通信路を形成する電力線通信インターフェース１２１を備える。すなわち、通信装置１２は、検針端末１５との間で専用配電線２２１を通信路に用いた電力線搬送通信を行い、検針端末１５が取得した検針情報を取得する。

ここに、各住戸１０１に設けられた分電盤２１と電力メータ２０との距離は比較的短いから、通信装置１２と検針端末１５との間では、電力線搬送通信を用いながらも良好な通信品質を確保することができる。上述の構成では、通信装置１２と検針端末１５との距離が短く、通信品質の確保が容易になる。また、通信装置１２と検針端末１５との間の専用配電線２２１は１本であり、専用線で接続している状態とほぼ等しい状態であって、通信装置１２と検針端末１５との間の通信失敗の可能性が低減される。

通信装置１２は住戸端末１１との間でも通信を行う。本実施形態では、通信装置１２と住戸端末１１との間の通信路２として住戸１０１に敷設されている分岐線（図示せず）を用い、住戸端末１１と通信装置１２との間で電力線搬送通信を行う構成を採用する。したがって、通信装置１２は、住戸端末１１との間の通信にも電力線通信インターフェース１２１を用いる。ただし、通信装置１２と住戸端末１１との間の通信路２には他の技術を用いることが可能であり、たとえば、無線信号を伝送媒体とする通信路２を形成することも可能である。

通信装置１２と住戸端末１１との間で電力線搬送通信を行う場合、通信装置１２は住戸端末１１と検針端末１５との両方に対して電力線搬送通信を行うことになる。この場合、通信装置１２は、検針端末１５から通信信号を受信した後、同じ内容の通信信号を住戸端末１１に送信するパケット中継器として機能すればよい。

すなわち、電力線通信インターフェース１２１には、電力線搬送通信の通信信号を受信した後、同一の通信信号を送信する信号処理部１２２を設ける。ここに、通信装置１２から住戸端末１１への通信は、住戸１０１の中での近距離の通信であるから、通信信号の信号電力を低減することができる。

上述のように、パケット中継器として機能する通信装置１２を分電盤２１に設けることにより、電力メータ２０から検針情報を取得する検針端末１５と通信装置１２との間の通信路の距離が短くなり、この通信路では通信信号の信号電力を小さくすることができる。しかも、通信装置１２と住戸端末１１との間の通信路２の距離も短くなるから、この通信路２を伝送する通信信号の信号電力を小さくすることができる。言い換えると、検針端末１５と住戸端末１１との間で通信装置１２を介在させずに電力線搬送通信を行う場合に比較すると、通信品質を確保しやすい。

住戸端末１１は、液晶表示器のような表示器（図示せず）と押釦スイッチのような入力操作部（図示せず）を備えており、検針情報を受け取ることによって検針情報を表示器に提示することができる。表示器および入力操作部にはタッチパネルを用いてもよい。検針情報は一定時間毎の消費電力量であるから、検針情報と併せて消費電力量の積算値（使用開始からの積算値や１ヶ月間の積算値）を表示器に提示するのが望ましい。また、１ヶ月間の積算値を表示器に提示する場合には、電気料金も併せて提示するのが望ましい。

電気料金の単価情報を集約装置１３が取得していれば、各住戸端末１１では、電気料金の単価情報を集約装置１３から構内通信網１を介して取得することができる。また、集約装置１３は後述する管理装置３０から単価情報を取得する。各住戸端末１１では、集約装置１３から取得した電気料金の単価情報を記憶し、消費電力量の積算値と電気料金の単価情報とから電気料金を算出する。たとえば、１ヶ月間の積算値は、検針端末１５から取得した１ヶ月間の時間帯毎の消費電力量と、住戸端末１１に記憶した電気料金の単価情報とに基づいて算出される。

住戸端末１１は、検針端末１５から通信装置１２を介して取得した検針情報を集約装置１３に転送する機能を備える。上述のように、住戸端末１１は構内通信網１を介して集約装置１３と通信可能である。また、構内通信網１は、専用線を用いた集合住宅１０の基幹設備としての有線の通信網であるから、住戸端末１１において検針情報を集約装置１３に転送しようとすれば、通信路２から構内通信網１へのプロトコルの変換が必要である。

すなわち、住戸端末１１には、通信装置１２の電力線通信インターフェース１２１との間に電力線搬送通信の通信信号を伝送する通信路２を形成する電力線通信インターフェース１１１が設けられる。また、住戸端末１１は、集約装置１３との間で構内通信網１を介して通信を行う通信インターフェース１１２を備える。電力線通信インターフェース１１１と通信インターフェース１１２との間には、プロトコル変換部１１３が設けられ、通信路２と構内通信網１とにおける通信のプロトコルを変換する。

上述のように、住戸端末１１にプロトコル変換部１１３が設けられているから、集合住宅１０における基幹設備である構内通信網１を利用して、集合住宅１０における検針端末１５からの検針情報が集約装置１３に転送されることになる。集約装置１３では、集合住宅１０の各住戸１０１に設けられている電力メータ２０がそれぞれ計量した検針情報を集約する。

集約装置１３は、インターネットのような公衆網３を通して検針情報を外部の管理装置３０に転送する機能を有する。管理装置３０は、電力会社が運営する場合と、電力会社以外のエネルギー管理会社が運営する場合とがある。図示例では、エネルギー管理会社が管理装置３０を運営する場合を示しており、電力会社が運営する管理装置３１とエネルギー管理会社が運営する管理装置３０との間で公衆網３を介した通信を可能にしている。

エネルギー管理会社は、集合住宅１０の各需要家と電力会社との間を仲介する事業者である。エネルギー管理会社は、電力会社に対しては集合住宅１０の全体で消費した電力量に応じた対価の支払いを行い、集合住宅１０の各需要家に対しては個々の住戸１０１において消費した電力量に対する対価の徴収を行う。

そのため、各住戸１０１に設けた電力メータ２０で計量された消費電力量は、エネルギー管理会社が運営する管理装置３０において管理される。一方、集合住宅１０において電気室１０３に配置された買電用の電力メータ２５で計量された消費電力量は、電力会社が運営する管理装置３１において管理される。

電力メータ２５の計量結果は、配電網２４とともに敷設されている通信路４を介して管理装置３１に伝送される。通信路４には、たとえば、光ファイバケーブルが用いられる。したがって、図示例では、通信路４にＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）３２が接続されている。さらに、電力メータ２５とＯＮＵ３２との間で通信路を形成するために、ＯＮＵ３２に通信親機３３が付設され、電力メータ２５に通信子機３４が付設される。通信親機３３と通信子機３４との間の通信路は、設置環境における通信品質に応じて、電力線搬送通信技術などを用いた有線通信路と、電波を媒体とする各種規格の無線通信路とを適宜に用いる。電力メータ２５は、いわゆるスマートメータであり、通信路４に接続されたＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）との間で通信することにより、計量結果を管理装置３１に伝送する。

電力メータ２５では、集合住宅１０で受電する６６００Ｖ等の高圧電力を計量しており、電力メータ２５により計量した電力量に対する電気料金は、電力会社からエネルギー管理会社に請求される。すなわち、電力会社は、エネルギー管理会社との間で６６００Ｖ等の高圧電力の契約を行い、集合住宅１０の各需要家との間の契約は行わない。一方、エネルギー管理会社は、集合住宅１０の各需要家との間で１００Ｖ／２００Ｖの低圧電力の契約に相当する契約を行う。このように、契約が階層化されることにより、電力会社ではエネルギー管理会社とのみ契約を行えばよいから契約作業が簡単になる上に、電気料金の徴収もエネルギー管理会社からのみ行えばよいから電気料金の徴収管理も容易になる。

また、エネルギー管理会社では、高圧電力の一括契約によって比較的安い電力を電力会社から買い取り、この電力を集合住宅１０の各需要家に分配して各需要家から電気料金を徴収することにより差益が得られる。また、各需要家から電気料金を徴収する作業を代行することに相当するから、電力会社に対してサービス料を請求したり、高圧電力の買取金額の割引を行わせたりすることで利益を得ることが可能になる。

上述した構成例では、検針端末１５と情報端末である住戸端末１１との間に通信装置１２を介在させ、通信装置１２により検針情報を中継する構成を採用している。ただし、検針端末１５は、専用配電線２２１に接続され、専用配電線２２１は配電線２２から分岐しているから、検針端末１５から出力される通信信号は配電線２２も通信路に用いて伝送される。したがって、検針端末１５は通信の際には送信先を指定することが必要である。

送信先が同じ住戸１０１に属する住戸端末１１である場合、通信信号が通信装置１２に到達すればよいから、検針端末１５は出力する信号電力を比較的小さくする。また、送信先が同じ住戸１０１に属する住戸端末１１ではない場合、検針端末１５は出力する信号電力を比較的大きくする。要するに、検針端末１５は、同じ住戸１０１に属する住戸端末１１を送信先とする通信信号の信号電力を、同じ住戸１０１に属する住戸端末１１ではない送信先の通信信号の信号電力よりも小さくするのである。

ここに、電力メータ２０（検針端末１５）と住戸端末１１との間で通信装置１２を介在させずに直接通信を行うようにしてもよい。この場合、通信装置１２は不要になる。通信装置１２を省略する場合には、検針端末１５と住戸端末１１との間の通信には、電力線搬送通信ではなく、無線通信による通信路を用いるのが望ましい。これは、検針端末１５と住戸端末１１との間で電力線搬送通信を直接行うと、メインブレーカや分岐ブレーカの遮断時に通信経路を確保できなくなるからである。なお、通信装置１２はメインブレーカの一次側と分岐ブレーカの二次側とに跨る通信経路を形成しているから、通信装置１２を用いる場合は、メインブレーカや分岐ブレーカの遮断時にも通信経路を確保できる。なお、通信装置１２に代えて電力線搬送通信の信号成分のみを通過させるカプラを用いることもできる。

また、上述の構成では電力メータ２０が分電盤２１の外部に設けられているが、電力メータ２０の検針値は住戸端末１１に提示され、検針員による検針値の目視が不要であるから、電力メータ２０を分電盤２１に内蔵することも可能である。この構成では、通信装置１２は不要である。

ところで、近年、電気自動車や電動バイクのように蓄電池の電力により走行する車両に搭載されている蓄電池の充電を行うために、集合住宅１０の共用部としての駐車場１０４に充電ユニット５０と認証装置６０とを設置するようになってきている。認証装置６０は充電ユニット５０に対する所定の空間領域内、すなわち駐車場１０４の範囲内に配置される。ここに、駐車場１０４には複数台の充電ユニット５０を設置し、集合住宅１０の居住者が充電ユニット５０を共用する事例が多い。充電ユニット５０は占有時間が比較的長くなるから、充電ユニット５０を共用する場合には、利用時間の競合ないし衝突を避けるために、利用を予約することが望ましい。

以下では、充電ユニット５０を予約して利用するための技術について説明する。利用予約のための技術を説明するにあたって、まず、充電ユニット５０の構成について説明し、さらに、充電ユニット５０の利用を制限する技術について説明する。充電ユニット５０の利用を制限する技術を用いることにより、利用の予約に応じた充電ユニット５０の利用が可能になる。また、充電ユニット５０の利用を予約するには、住戸端末１１を用いる。

充電ユニット５０は、図２に示すように、配電線２２から受電し蓄電池を充電するのに必要な直流電力を生成する電力変換部５１と、車両に搭載されている蓄電池の充電状態を監視する充電監視部５２とを備える。さらに、充電ユニット５０は、住戸端末１１と通信可能となるように通信インターフェース５３を備える。充電ユニット５０と住戸端末１１との間の通信には電力線搬送通信を用いている。ただし、充電ユニット５０と住戸端末１１との間の通信経路は比較的長くなるから、電力線搬送通信では通信品質を確保できない場合がある。その場合には、充電ユニット５０と住戸端末１１との間で、集約装置１３を経由し構内通信網１を通る経路を用いて通信を行うようにしてもよい。また、充電ユニット５０は、認証装置６０と接続するためのインターフェース５４を備える。このインターフェース５４は、通信インターフェース５３と兼用してもよい。

充電ユニット５０は、充電監視部５２が監視している充電状態を住戸端末１１の表示器（図示せず）に表示する。充電監視部５２は、蓄電池に充電した電荷量を計量する充電量計量部５２１、蓄電池に蓄積されている電荷量（残容量）を計量する残容量計量部５２２などを備える。さらに、充電監視部５２は、充電ユニット５０から蓄電池に充電したときの電力量を計量する電力計量部５２３を備える。電力計量部５２３は、蓄電池を充電する際に電力変換部５１に流入した電力量を計量しており、結果的に、充電量計量部５２１で計量した充電量に電力変換部５１の変換効率による電力損失分を合算した電力量を計量していることになる。ただし、電力変換部５１の変換効率を一定とみなす場合は、充電量計量部５２１と電力計量部５２３との一方を省略してもよい。

充電ユニット５０を利用するにあたっては、認証装置６０による認証が必要である。認証装置６０には、利用者を識別するために発行される有効期間が設定された当座識別情報が記憶されている。当座識別情報は、たとえば、４〜６桁程度の数値列からなる利用番号を用いる。当座識別情報を発行する方法については後述する。

認証装置６０は、テンキーのような入力部６１と、当座識別情報と有効期間とを登録した利用者記憶部６２と、入力部６１から入力された入力情報を利用者記憶部６２に照合する照合部６３とを備える。認証装置６０は、照合部６３による照合結果が以下に説明する条件を満足するときに、充電ユニット５０に対して充電を許可する通知を行うインターフェース６４と、集約装置１３との通信を行う通信インターフェース６５とを備え、さらに、現在時刻を計時する時計部６６を備える。

照合部６３は、入力部６１から入力された入力情報を利用者記憶部６２に登録された当座識別情報と照合する。照合部６３は、入力情報に一致する当座識別情報が利用者記憶部６２に存在していると、その当座識別情報の有効期間に基づいて入力情報が有効か無効かを判断する。たとえば、当該入力情報が入力された時刻が有効期間の開始時刻を含む所定の時間範囲（たとえば、開始時刻の１０分前から２０分後など）内であるときに、当該入力情報を有効と判断する。入力情報を入力部６１に入力した時刻は時計部６６で計時している現在時刻を用いる。

照合部６３において入力情報に一致する当座識別情報が利用者記憶部６２に存在し、かつ当該入力情報が入力された時刻が上述のような所定条件を満たすと判断されると、認証装置６０のインターフェース６４は充電ユニット５０に充電を許可する通知を行う。充電ユニット５０が充電を行う期間は、当座識別情報の有効期間の範囲内とする。すなわち、インターフェース６４は、充電ユニット５０に対して充電の許可を通知するのに併せて、認証装置６０の入力部６１から入力された入力情報に一致する当座識別情報の有効期間も通知する。また、インターフェース６４は、１台の認証装置６０を複数台の充電ユニット５０で共用することができるように構成される。すなわち、各充電ユニット５０が一対一に接続される複数個のインターフェース６４を設ける構成と、複数の充電ユニット５０が接続される１個のインターフェース６４を設ける構成とのいずれかを採用する。後者の構成では、各充電ユニット５０に個別に設定した識別情報を用いて充電ユニット５０を特定する。

充電ユニット５０は、認証装置６０から通知された有効期間内に、車両が接続されるとともに充電の開始が指示されると、当該車両に搭載された蓄電池への充電を開始する。充電の終了条件としては、満充電をもって終了することが考えられるが、有効期間内で満充電に到達しない場合には、有効期間の終了をもって充電を終了する。

また、利用者が補充する電荷量を設定し、設定された電荷量の充電終了をもって充電を終了してもよい。補充する電荷量は、車両において計量された蓄電池の残容量に基づいて利用者が決める。あるいは、走行距離や行き先などの条件を指定することにより必要な電荷量を決定する機能を充電ユニット５０に設けておいてもよい。設定された電荷量の充電を行う場合も、有効期間内で所望の電荷量に達しない場合には、有効期間の終了をもって充電を終了する。

ところで、認証装置６０は、上述したように、集約装置１３と通信する通信インターフェース６５を備えている。集約装置１３と認証装置６０とは構内通信網１を通して通信を行うのが望ましい。多くの集合住宅１０では、共用部である駐車場１０４にも構内通信網が敷設されているが、駐車場１０４に構内通信網１０を敷設していない場合は、集約装置１３と認証装置６０との間で電力線搬送通信による通信を行ってもよい。

集約装置１３は、認証装置６０との通信機能を用いて、利用者記憶部６２に登録される当座識別情報を送信する。集約装置１３は、充電ユニット５０の利用に関して住戸端末１１からの予約の申し込みに応対する予約処理部１３１と、予約処理部１３１により予約を受け付けたときに予約の内容を保存する予約記憶部１３２とを備える。

本実施形態では、充電ユニット５０の利用を予約する際には、住戸端末１１の表示器および入力操作部を用いて入力操作部を対話的に操作する。充電ユニット５０の利用を予約するために表示器に表示される画面は予約処理部１３１により生成され、画面に表示された指示に従って入力操作部を操作することにより利用予約を行う。

住戸端末１１では、充電ユニット５０の利用予約の際には、利用を開始したい時刻と終了したい時刻との少なくとも一方を指定する。また、充電しようとする電荷量を設定したり、車両の種類を設定してもよい。車両の種類を設定する場合には、車両に搭載された蓄電池の電力容量を特定できる情報として用いる。

予約処理部１３１では、開始時刻と終了時刻との両方が指定された場合に、開始から終了までの時間が規定された上限以内か否かを判断し、上限を超えている場合には、予約を受け付けられない旨の応答を行う。また、開始時刻のみが指定された場合は開始時刻から所定時間後を終了時刻とし、終了時刻のみが指定された場合は終了時刻から所定時間前を開始時刻とする。電荷量や車両の種類が指定されていない場合は、あらかじめ定めた一定時間を所定時間に用いる。また、開始時刻または終了時刻とともに、電荷量や車両の種類が指定されている場合には、充電する電荷量から充電に必要な時間の目安を求め、求めた時間を指定時間に用いる。

上述のようにして、住戸端末１１からの指定によって、充電ユニット５０を利用しようとする時間帯が求められると、予約処理部１３１は、求めた時間帯を予約記憶部１３２と照合し、当該時間帯において充電ユニット５０の利用が可能か否かを判断する。つまり、予約処理部１３１は、住戸端末１１から予約の申し込みがあると予約記憶部１３２を参照することにより予約可能か否かを確認する。

予約処理部１３１は、住戸端末１１からの指定によって求めた時間帯において充電ユニット５０の利用が可能であれば、予約を求めた住戸端末１１に対して充電ユニット５０の利用に必要な当座識別情報を発行する。上述したように、当座識別情報には有効期間が設定されている。この有効期間は、予約処理部１３１が予約記憶部１３２に照合するために求めた時間帯であり、充電ユニット５０の利用の開始時刻と終了時刻との間の時間帯になる。当座識別情報は、有効期間の終了時刻になると利用できなくなる。

予約処理部１３１は、有効期間が設定された当座識別情報を発行すると、予約を受け付ける旨の応答を住戸端末１１に返すとともに当座識別情報を住戸端末１１に表示させる。また、予約処理部１３１は、発行した当座識別情報と有効期間とを新たな予約として予約記憶部１３２に登録する。なお、当座識別情報は、有効期間の終了時刻が過ぎると予約記憶部１３２から消去される。

予約処理部１３１では、予約記憶部１３２に記憶された当座識別情報の有効期間を管理しており、当座識別情報の有効期間に応じて認証装置６０の利用者記憶部６２に転送する機能を有している。当座認識情報を転送するタイミングは、たとえば、一定時間毎、１日の所定時刻毎、有効期間の開始時刻の一定時間前などから選択される。予約記憶部１３２から利用者記憶部６２に当座識別情報を転送する際には、当該当座識別情報に設定された有効期間も転送される。

以上説明したように、充電ユニット５０の利用を予約する際には、住戸端末１１を使用し構内通信網１を通して集約装置１３と通信し、住戸端末１１に対する当座識別情報の発行を受ける。このとき、集約装置１３の予約記憶部１３２に当座識別情報と有効期間とが登録され、当座識別情報は有効期間に応じて認証装置６０に転送される。その後、充電ユニット５０の利用者が、当座識別情報の有効期間に応じて認証装置６０の入力部６１から当座識別情報を入力すると、充電ユニット５０の利用が可能になる。

ところで、充電ユニット５０が蓄電池の充電に用いた電力は、利用者（需要家）が購入した電力であるから、利用者は対価（電気料金）を支払う必要がある。電気料金は、充電ユニット５０に設けた電力計量部５２３により計量した電力量に基づいて決定される。電力計量部５２３が充電ユニット５０に設けられているから、充電を終了した時点で対価を支払うように、料金回収の装置を付設しておいてもよいが、本実施形態では、電力計量部５２３で計量した電力量を住戸端末１１に転送する構成を採用している。

住戸端末１１は、上述したように、電力メータ２０で計量した電力量を検針情報として取得する機能を有しているから、電力計量部５２３で計量した電力量も同様の情報として扱うことが可能である。ただし、電力メータ２０と住戸端末１１とは一対一に対応しているのに対して、充電ユニット５０と住戸端末１１とは一対一対応ではないから、充電ユニット５０の電力計量部５２３で計量した電力量は、当座識別情報を用いて送信する。住戸端末１１には、予約時に発行された当座識別情報が与えられているから、この情報を用いることにより、電力計量部５２３から電力量を受け取ることができる。有効期間が設定された当座識別情報を用いて通信することにより、通信内容が漏洩する可能性が低減され、安全な通信が可能になる。

住戸端末１１には、電力メータ２０から取得した検針情報から得られる電力量と、電力計量部５２３から受け取った電力量とを合算する機能を設けている。住戸端末１１は、合算した電力量を集約装置１３への検針情報として構内通信網１を通して伝送する。このような処理により、充電ユニット５０を利用した需要家は、充電ユニット５０の利用により発生した電力量と、住戸１０１で使用した電力量とを合算した電力量に対して課金されることになる。なお、上述の構成例では、情報端末としての住戸端末１１を用いて充電ユニット５０の利用予約を行う場合について説明したが、共用部である駐車場１０４に、利用予約を行う情報端末を設置してもよい。この情報端末は、充電ユニット５０や認証装置６０とは別に設けることができるが、充電ユニット５０あるいは認証装置６０に組み込んでおいてもよい。また、駐車場１０４に情報端末を配置する場合には、当座識別情報および有効期間を印刷したチケットを発行してもよい。

ところで、本実施形態では、図１に示すように、集合住宅１０に太陽光発電設備４０を設けている。太陽光発電設備４０は、集合住宅１０の屋上や壁面に配置された太陽電池パネル４１と、太陽電池パネル４１から出力された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ４２と、余剰電力を蓄電する蓄電池４３とを備える。パワーコンディショナ４２は、蓄電池４３の充電および放電を管理する機能も備え、また、電力線搬送通信により配電線２２に接続されている他の機器との間で通信が可能になっている。

太陽光発電設備４０は、系統と連系するように接続される。図示例では、太陽光発電設備４０（パワーコンディショナ４２の出力）を降圧トランス２３の二次側において系統と連系させている。本実施形態では、太陽光発電設備４０により発電した電力はすべて電力会社に売電することを想定しており、太陽光発電設備４０で発電され配電網２４に逆潮流を行った電力量は、集合住宅１０の電気室１０３などに配置された売電用の電力メータ２６により計量される。

売電用の電力メータ２６の計量結果は、買電用の電力メータ２５と同様に、通信路４を通して管理装置３１に伝送される。すなわち、電力メータ２６は、通信子機３４を通してＯＮＵ３２に付設された通信親機３３に計量結果を伝送し、さらにＯＮＵ３２および通信路４を通して管理装置３１に計量結果を伝送する。

上述のように、太陽光発電設備４０で発電したすべての電力を買電する場合、他の太陽光発電設備も系統に連系しているとすれば、配電網２４に供給される電力が発電電力のピーク時に過剰になる可能性がある。そこで、発電電力のピーク時には蓄電池４３に蓄電しておき、発電電力の不足時に蓄電池４３の電力を売電してもよい。

あるいはまた、太陽光発電設備４０による発電電力を集合住宅１０において利用し、消費しきれない余剰電力が生じたときに、売電するかあるいは蓄電池４３に蓄電する制御を行ってもよい。また、太陽光発電設備４０による発電電力の余剰電力は集合住宅１０の共用部で用いるようにすれば、集合住宅１０の共益費を低減することが可能になる。また、充電ユニット５０から車両に搭載した蓄電池に充電する電力として、太陽光発電設備４０に由来する電力を用いると、電気自動車や電動バイクを用いることとあいまって、二酸化炭素の排出量の削減に貢献することになる。

太陽光発電設備４０はエネルギー管理会社が運営しているから、エネルギー管理会社は、太陽光発電設備４０による発電電力に対する対価を得ることによって、太陽光発電設備４０の設置や保守に伴う費用を回収することができる。なお、エネルギー管理会社は、太陽光発電設備４０の設置場所として集合住宅１０を利用しているから、売電によって得た利益の一部を原資に用いて集合住宅１０の需要家に対する電気料金を割り引くことにより、場所の使用量を需要家に還元してもよい。

１構内通信網
２通信路
３公衆網
１０集合住宅（建物）
１１住戸端末（情報端末）
１３集約装置
１５検針端末
２０電力メータ（メータ）
３０管理装置
５０充電ユニット
５２充電監視部
５３通信インターフェース
６０認証装置
１０１住戸（スペース）
１０４駐車場（共用部）
１３１予約処理部
１３２予約記憶部
５２３電力計量部

Claims

電力の需要家がそれぞれ占有する複数のスペースを備えた建物において前記需要家が共用する共用部に設置され蓄電池の電力により走行する車両の蓄電池を充電する充電ユニットと、前記充電ユニットが設置されている所定の空間領域内に配置され前記充電ユニットの使用者を認証する認証装置と、前記建物内に敷設された構内通信網を通して前記各スペースに設置された情報端末と通信する集約装置とを備え、前記集約装置は、前記充電ユニットの利用に関して前記情報端末からの予約の申し込みに対して予約可能であるときには有効期間を設定した当座識別情報を前記情報端末に対して発行し、かつ前記認証装置が前記当座識別情報による認証を可能とするように前記当座識別情報を有効期間とともに前記認証装置に登録し、前記充電ユニットは、充電中において前記蓄電池の充電状態を監視する充電監視部と、当座識別情報が発行された前記情報端末と通信し前記充電監視部により監視されている前記蓄電池の充電状態を前記情報端末に提示させる通信インターフェースとを備えることを特徴とする充電システム。
前記集約装置は、前記充電ユニットの利用に関して前記情報端末からの予約の申し込みに応対する予約処理部と、前記予約処理部により予約を受け付けたときに予約の内容を保存する予約記憶部とを有し、前記予約処理部は、前記情報端末から予約の申し込みがあると前記予約記憶部を参照することにより予約可能か否かを確認し、予約可能であるときには有効期間を指定した当座識別情報を前記情報端末に対して発行するとともに、前記当座識別情報を有効期間とともに前記予約記憶部に登録し、さらに、前記認証装置が前記当座識別情報による認証を可能とするように前記当座識別情報を有効期間とともに前記認証装置に登録することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
前記充電監視部は前記充電ユニットから前記蓄電池の充電に用いた電力量を計量する電力計量部を有し、前記通信インターフェースは前記電力計量部から取得した電力量を前記情報端末に伝送することを特徴とする請求項１又は２記載の充電システム。
前記建物において前記需要家が前記各スペースで使用した電力量をそれぞれ計量するメータが検針した情報を検針情報として取得する検針端末を備え、前記情報端末は、前記検針端末と通信を行うことにより検針情報を取得し、検針情報から求めた電力量に前記電力計量部から取得した電力量を合算した電力量を新たな検針情報に用い、この検針情報を前記構内通信網を通して前記集約装置に伝送し、前記集約装置は前記情報端末から伝送された前記検針情報を前記建物の外部に設けた管理装置に伝送することを特徴とする請求項３記載の充電システム。