JP5826403B2 - 充電時間調整装置、充電システム、充電時間調整プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、発電された電気を有効活用する技術に関する。

従来、電気自動車（Electric Vehicle：以下、「ＥＶ」と記す）は、ＥＶ本体と専用の充電スタンドとを接続し、充電開始の指示をマニュアル（手動）で操作する、または、電源ケーブルを接続すると同時に充電を開始する。

また、太陽光、水力、風力等の再生可能エネルギーにより発電する技術もある。

従来の構成では、ＥＶの充電開始は、電源ケーブルをＥＶに接続したタイミング、または、ユーザが開始操作を行ったタイミングとなるため、電力系統の状態や再生可能エネルギーでの発電状況とは無関係に充電を行っている。

再生可能エネルギーは、その発電量をコントロールすることができず、電力系統内で余剰電力（以下、必要に応じて負荷オーバーと称する）が生じることも考えられる。電力系統を安定化させるため、生じた負荷オーバー分を大容量の設置型バッテリに蓄電する方法が考えられるが、大容量バッテリは高価であるため容易に設置することができない。

本発明が解決しようとする課題は、ＥＶの充電予定時間を調整して、供給される電力を有効に活用する技術を提供することである。

実施形態の充電時間調整装置は、取得部と、制御部とを有する。取得部は、電気自動車の充電時に接続される充電器を含んだ電気系統の電力供給予定量を取得する。制御部は、取得部で取得される電力供給予定量が閾値を超える時間帯に、電気自動車を充電するよう、充電時間を設定する。

また実施形態の充電システムは、予測装置と、充電時間調整装置とを有する。予測装置は、再生可能エネルギーにより供給される予定の電力供給量を算出する。充電時間調整装置は、予測装置で算出される電力供給量を含み、且つ電気自動車の充電時に接続される充電器が含まれる電気系統の電力供給予定量を取得し、電力供給予定量が閾値を超える時間帯に、充電器で電気自動車を充電するよう、充電時間を設定する。

第１実施形態のシステム構成例を示すブロック図である。 充電コントロール装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 横軸を時間軸とした各発電の予測の一例を示した図である。 通常ケース、充電不可となる時間帯があるケース、負荷オーバーとなる時間帯があるケースをそれぞれ例示し、説明するための図である。 第１実施形態の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである（その１）。 第１実施形態の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである（その２）。 充電不可となる時間帯がある場合の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである。 負荷オーバーとなる時間帯がある場合の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである。 第２実施形態のシステム構成例を示すブロック図である。 第２実施形態の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである（その１）。 第２実施形態の充電コントロール装置の動作例を示すフローチャートである（その２）。

以下の各実施形態では、再生可能エネルギーの将来の発電状況を予測し、負荷オーバーとなる時間帯に合わせてＥＶへの充電を行うよう、充電時間である充電開始時刻および充電終了時刻を調整する。これにより、大容量バッテリを設置することなく、余剰電力が生ずる場合はＥＶに充電することができる。

また以下の各実施形態では、ＥＶの使用開始時刻や使用終了時刻、その使用時の走行距離を、予定も含めて管理している配送センターについて説明する。尚、態様はこれに限られず、ＥＶを使用する一般ユーザが各実施形態の態様を実施してもよい。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の充電システムの概要図である。充電システム１００は、充電コントロール装置１（充電時間調整装置）、再生可能エネルギー生成装置２、発電量収集装置３、予測装置４、入力端末装置５（端末装置）、電力系統監視システム６、開始終了制御装置７、充電スタンド８、ＥＶ９（電気自動車）を有する。これら装置は、１つずつの構成であってもよく、一部の装置もしくは全ての装置が複数構成であってもよい。また、本実施形態では、管理対象とするＥＶをＥＶ９の１台とするが、複数台を管理対象としてもよい。

再生可能エネルギー生成装置２は、例えば太陽光により発電する設備や、水力発電設備、風力発電設備など、太陽光、水力、風力の再生可能エネルギーを用いて電力を生成する装置である。再生可能エネルギー生成装置２は、地熱などその他の自然エネルギーを用いて発電する装置でもよい。

発電量収集装置３は、再生可能エネルギー生成装置２で生成した発電量（単位：ＫＷ）を時間単位で収集し、その実績を算出する。実績の単位としては、本実施形態では１時間当たりのワット数（単位：ＫＷ／ｈ）とするが、分単位、秒単位などとしてもよい。

予測装置４は、天気予報、水力量予測、風力量予測の情報を外部から取得する。予測装置４は、発電量収集装置３で算出される発電量の実績と、そのときの天気、水力量、風力量との相関関係に基づき、取得した天気予報、水力量予測、風力量予測の情報から再生可能エネルギーによる将来の電力供給量を時間単位で算出する。

入力端末装置５は、パーソナルコンピュータや携帯端末機などであり、ＥＶ９を管理しているユーザが情報を入力するための端末装置である。ユーザは、ＥＶ９の使用予定時間（使用開始の予定時刻、使用終了の予定時刻）、およびＥＶ９の予定走行距離の情報を入力端末装置５に入力する。この予定走行距離は、目的地の情報であってもよい。この場合、入力端末装置５もしくは充電コントロール装置１が、従来技術を用いて配送センターから目的地までの往復距離を算出する。

電力系統監視システム６は、例えば電力会社で管理している火力発電、水力発電の発電量を監視、制御するとともに、充電スタンド８が含まれる電力系統の将来の供給電力量（火力発電、水力発電により供給される電力量）を提供する。電力系統監視システム６は、１時間当たりのワット数（ＫＷ／ｈ）で、実績および将来の予測情報を充電コントロール装置１に提供する。電力系統監視システム６より得られる予測情報には、再生可能エネルギー生成装置２での発電予定量は含まれない。また電力系統監視システム６は、工事などにより、当該電気系統で電力供給が停止する予定の時間帯（停止の開始予定時刻、終了予定時刻）の情報も提供する。

充電コントロール装置１は、予測装置４から再生可能エネルギーでの将来の発電量の情報を取得し、電力系統監視システム６から将来の電力量の情報を取得する。いずれの予測量も、充電スタンド８が含まれる電気系統内に供給される電力予定量であり、本実施形態では１時間当たりの予測電力量（ＫＷ／ｈ）である。また充電コントロール装置１は、入力端末装置５からＥＶ９の使用開始時刻、終了時刻の情報、およびこの使用時の予定走行距離の情報を取得する。充電コントロール装置１は、ＥＶ９がこの予定距離分走行可能な充電量を算出する。充電コントロール装置１は、ＥＶ９から、現在のバッテリ残量を取得して（通信手段は無線通信とするが有線通信でもよい）、この充電量になるまでに要する時間を計算する。

充電コントロール装置１は、これら取得した情報、算出した情報を用いて、ＥＶ９の充電開始時刻、終了時刻（いずれも予定時刻）を設定する。充電コントロール装置１は、再生可能エネルギーでの発電量予測と、電力系統監視システム６から得られる将来の予測電力量とを用いて、より再生可能エネルギーを多く使う時間帯、もしくは、系統負荷が高い時間帯に充電を行うよう、充電時間を決定し、記憶部などに記憶する。

開始終了制御装置７は、充電コントロール装置１により指示されたタイミングで、充電スタンド８に充電の開始、終了を要求する。充電スタンド８は、充電器８１を有し、開始終了制御装置７より指示されたタイミングで、ＥＶ９への充電を開始、もしくは終了する。充電スタンド８は、ＥＶ９と接続されていることを条件に、充電を実施する。充電開始時刻になってもＥＶ９と接続されてない場合、充電コントロール装置１、開始終了制御装置７もしくは充電スタンド８が何らかの通知をする実装でもよい。

ＥＶ９は、バッテリや電気モータを有し、バッテリから供給される電力でモータを駆動させることで走行する電気自動車である。またＥＶ９は、ネットワークを介して充電コントロール装置１と通信可能となる機構を有する。ＥＶ９は、自己のバッテリ残量の情報を周期的に充電コントロール装置１に送信する。この送信は、従前技術の通信手段とする。

図２は、充電コントロール装置１のハードウェア構成例を示す図である。充電コントロール装置１は、本実施形態ではコンピュータであり、プロセッサ１１（制御部）、メモリ１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４、入力装置１５、出力装置１６、ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１７を有する。これらは通信バス１８により互いに制御信号、データの送受信を行う。

プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置であり、ＲＯＭ１３やＨＤＤ１４などに格納されているプログラムをメモリ１２にロードし、演算実行する。これによりプロセッサ１１は、プログラムに従い様々な処理を行う。メモリ１２は、揮発性の主記憶装置である。ＲＯＭ１３は、永続的に記憶する不揮発性の記憶装置であり、システム起動時のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）などが事前に記憶されている。ＨＤＤ１４は、永続的に記憶可能な不揮発性の補助記憶装置であり、ユーザが使用するデータやプログラム、オペレーティングシステムはＨＤＤ１４に記憶される。

入力装置１５は、ユーザから充電コントロール装置１への情報入力を受け付ける装置であり、キーボード、マウスなどである。出力装置１６は、充電コントロール装置１の処理内容や処理結果をユーザに通知する装置であり、モニター、プリンタなどである。ネットワークＩ／Ｆ１７は、充電コントロール装置１の外部機器と通信を担うユニットであり、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード、近距離無線通信を制御するユニットや機構などを含む。ネットワークＩ／Ｆ１７の外部機器との通信は、有線、無線のいずれであってもよい。またネットワークＩ／Ｆ１７は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）の規格に準拠した端子を有する構成でもよい。これにより、外部ＨＤＤやＵＳＢメモリなどと接続して情報の入出力を行うことができる。尚、予測装置４、入力端末装置５、電力系統監視システム６、ＥＶ９から得られる情報は、ネットワークＩ／Ｆ１７を経由して得られるものとするが、一部もしくは全部を、入力装置１５を用いてユーザが手動で入力することで得る実装でもよい。

次に、充電コントロール装置１が取得する再生可能エネルギー生成装置２での発電予測量（再生可能エネルギー予測量）、および電力系統監視システム６から提供される予測電力量（系統負荷予測量）について、図３に一例を示す。図３は、横軸を時間軸（単位：時刻）、縦軸を当該系統が許容できる電力量（ＫＷ）を１００とする場合のパーセント量を示している。再生可能エネルギー予測量は、図３では黒丸印で示される曲線であり、本例では主として太陽エネルギーに依拠するものとする。すなわち、昼間の発電量は多く、夜間の発電量は低減する。また系統負荷予測量は、図３では黒四角印で示される曲線であり、電力会社等が調整して発電を行うものである。よって、電力使用量の高い時間帯に合わせて多く発電され、使用量の低い時間帯では発電量は抑制される。本例では朝方、夕方で発電量が増加し、９時以降の昼間や２０時以降の夜間では発電量が抑制される。

充電コントロール装置１は、再生可能エネルギー予測量と系統負荷予測量とを合わせることで、トータル予測量を算出する。このトータル予測量は、図３では白三角印で示される曲線であり、当該系統内でのおおよその総電力量（ＫＷ）となる。充電コントロール装置１は、トータル予測量が閾値（図３では破線で示される）を超えるかを判定する。本例では閾値を６５％とするが、態様はこれに限定されない。図３の例では、トータル予測量は１１時ごろから１５時３０分ごろまでの間、および１７時ごろから１９時３０分ごろまでの間で閾値を超える。この閾値を超える時間帯は、電力供給に余裕があるため、この時間帯にＥＶ９の充電を行うことが望ましい。よって、充電コントロール装置１は、可能な限り、閾値を超える時間帯（以下、負荷オーバー時間帯と称す）にＥＶ９の充電を行うようにスケジュールを設定する。

図３の縦軸は、本例ではパーセントとしているが、ワット数（ＫＷ）としてもよい。この場合、各予測量もワット（ＫＷ）となり、閾値もワット（ＫＷ）となる。また閾値は、ＨＤＤ１４などの記憶部に事前に記憶され、定義された値であってもよく、管理者などのユーザにより再設定可能としてもよい。

図４は、充電スケジュールの調整例をケースごとに説明する図である。図４の各図は、横軸を時間軸としている。図４の横線網掛けは、ＥＶ使用時間帯、斜線網掛けは充電時間帯（充電に要する時間）、格子状網掛けは充電不可時間帯、黒色網掛けは負荷オーバー時間帯を示している。また充電時間帯（充電に要する時間）をＴとして説明する。

図４の１．は、通常ケースである。通常ケースは、工事等による充電不可となる時間帯が無く、且つ系統オーバーとなる時間帯が無いケースである。ＥＶ９への充電は、必然的にＥＶ９の使用時間帯と使用時間帯との間の時間帯（図４の充電可能時間帯）に行われるようスケジュールされるが、本実施形態では、早い段階で充電が行われるように、前詰めとなるように調整される。すなわち充電コントロール装置１は、ＥＶ９の使用終了後、すぐに充電開始となるように設定する。

図４の２．は、充電不可時間があるケースである。これは、充電可能時間帯内に充電不可となる時間帯がくるケースである。この場合、充電コントロール装置１は、充電不可時間帯を外した時間に充電を行うよう、スケジュールの設定を行う。充電コントロール装置１は、充電時間が前詰めとなるように調整する。このとき、時間Ｔが初回の充電可能時間帯に収まらない場合、充電コントロール装置１は、時間Ｔを分割し、充電不可時間の開始時刻に一旦充電を終了させ、充電不可時間が過ぎた後に続きの（２回目の）充電を再開する。充電コントロール装置１は、１回目、２回目それぞれの充電開始時刻、終了時刻を算出する。

図４の３．は、負荷オーバー時間帯があるケースである。これは、充電可能時間帯内に負荷オーバーとなる時間帯がくるケースである。この場合、充電コントロール装置１は、負荷オーバー時間帯内にＥＶ９の充電を優先して行うようにスケジュールを設定する。また充電コントロール装置１は、負荷オーバー時間帯内で充電を行いきれない場合、残りの充電分を前詰めとなるように調整する。

図５、図６は、充電コントロール装置１の動作例を示すフローチャートである。

充電コントロール装置１のネットワークＩ／Ｆ１７は、予測装置４より、周期的に再生可能エネルギー生成装置２で生成する予定である再生可能エネルギー予測量（単位：ＫＷ／ｈ）を受信する（Ｓ００１）。再生可能エネルギー予測量は、充電スタンド８（充電器８１）を含んだ電力系統に供給する再生可能エネルギーの電力予測量である。本例では３日分を受信するものとするが、これに限定されない。これは天気予報等の精度に依拠する。プロセッサ１１は、この再生可能エネルギー予測量をメモリ１２もしくはＨＤＤ１４に記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ１７は、入力端末装置５よりＥＶ９の使用予定時間（使用開始の予定時刻、終了の予定時刻）、予定走行距離の情報を受信する（Ｓ００２）。入力端末装置５は、この使用予定時間、予定走行距離をユーザが情報を入力した際に随時送信する。プロセッサ１１は、これら情報をメモリ１２もしくはＨＤＤ１４に記憶する。尚、ネットワークＩ／Ｆ１７は、距離情報に代えて目的地の情報を受信し、配送センターから目的地までの往復距離を算出してもよい。尚、ユーザの手動による入力の場合は、入力装置１５が使用予定時間、予定走行距離の情報もしくは目的地の情報を取得し、プロセッサ１１がメモリ１２もしくはＨＤＤ１４に、これら情報を記憶する。

充電コントロール装置１のネットワークＩ／Ｆ１７は、周期的に電力系統監視システム６より、充電スタンド８（充電器８１）を含んだ電力系統の系統負荷予測量（単位：ＫＷ／ｈ）と、充電不可となる時刻の情報を受信する（Ｓ００３）。電力系統監視システム６より得られる系統負荷予測量は、上述の通り再生可能エネルギーで生成される電力量は含まれない。また充電不可情報は、充電スタンド８を含む電力系統内で、工事などにより電力供給ができなくなる時刻が示された情報である。プロセッサ１１は、系統負荷予測量、充電不可情報をメモリ１２もしくはＨＤＤ１４に記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ１７は、周期的に対象ＥＶ（ここではＥＶ９）の稼働状況、バッテリ残量を、ＥＶ９より受信する（Ｓ００４）。プロセッサ１１は、得られた情報をメモリ１２もしくはＨＤＤ１４に記憶する。プロセッサ１１は、入力端末装置５から得られたＥＶ９の予定走行距離、およびバッテリ残量から、ＥＶ９の充電に要する時間を計算する（Ｓ００５）。プロセッサ１１は、予定走行距離を走行する場合、どの程度電力を消費するかを算出し、この消費量とバッテリ残量とで、ＥＶ９の充電に要する時間を計算する。この充電に要する時間は、予定走行距離を完走することができる充電量になるまでにかかる充電器８１のチャージ時間である。

充電コントロール装置１のプロセッサ１１は、ＥＶ９の将来の使用開始時刻および使用終了時刻と、将来の充電不可となる時刻を考慮し、充電開始の予定時刻、充電終了の予定時刻を求め、設定する（Ｓ００６）。プロセッサ１１は、ＥＶ９の充電可能時間帯（図４参照）と充電不可時間帯とが重なる場合、図４のケース２に示すように、充電不可時間帯を外すように分割して充電開始、終了時刻を設定する。ステップＳ００６の詳細な処理内容は後述する。

プロセッサ１１は、充電可能時間帯（図４参照）と、充電に要する時間を比較することで、ＥＶ９の充電時間を確保できるかを判定する（Ｓ００７）。確保できない場合（Ｓ００７、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、ＥＶ９の使用予定を不可とし、使用予定の変更を求めるメッセージを表示装置１６若しくは外部の通知部に出力する（Ｓ００８）。

充電に要する時間を確保できる場合（Ｓ００７、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、可能な限り早い時間に充電を開始し、また終了できるように、前詰めで充電スケジュールを設定する（Ｓ００９）。すなわちプロセッサ１１は、ＥＶ９の使用終了時刻に充電開始時刻を合わせ、この充電開始時刻に、充電に要する時間を加算することで充電終了時刻を算出する。尚、ステップＳ００９は、通常ケース（図４のケース１）の場合に動作する処理であり、充電不可時間帯があるケース（図４のケース２）では、ステップＳ００６内でスケジュール調整される。

プロセッサ１１は、再生可能エネルギー予測量と系統負荷予測量をもとに、トータル予測量を計算する（Ｓ０１０）。ここでは、図３に示したように再生可能エネルギー予測量と系統負荷予測量とを足し合わせることでトータル予測量を算出するものとするが、算出方法はこれに限らない。

プロセッサ１１は、トータル予測量が閾値を超える時間帯（負荷オーバー時間帯）があるか否かを判定する（Ｓ０１１）。負荷オーバー時間帯が無い場合（Ｓ０１１、Ｎｏ）、処理はＳ０１３に進む。負荷オーバー時間帯がある場合（Ｓ０１１、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、この負荷オーバー時間帯に優先的に充電を行うように、充電スケジュールを変更する（Ｓ０１２）。ステップＳ０１２の詳細な処理内容については後述する。

プロセッサ１１は、ここまでで設定した充電開始の予定時刻、充電終了の予定時刻を開始終了制御装置７に送信するよう、ネットワークＩ／Ｆ１７に出力する。ネットワークＩ／Ｆ１７は、ＥＶ９の充電開始、終了時刻を開始終了制御装置７に送信する（Ｓ０１３）。開始終了制御装置７は、この充電開始時刻、終了時刻に従い充電スタンド８での充電開始、終了を制御する。

次に、ステップＳ００６での充電可能時間帯に充電不可時間帯がくる場合の充電時間の設定について、図７を用いて説明する。図７に示す処理で使用される変数ｎは、例えば配列の要素番号を意味する番号とする。また「Ｔ」は、残り充電時間を格納する配列名とし、「ＴＳ」は、充電開始時刻を格納する配列名とし、「ＴＥ」は、充電終了時刻を格納する配列名とする。また図７のフローチャートにおいて、「Ｔｎ」は、残り充電時間「Ｔ」の要素番号ｎに格納される値もしくは格納領域を意味する。「ＴＳｎ」、「ＴＥｎ」も同様である。これらデータの記憶領域は、事前にメモリ１２に確保されているか、若しくは処理中に拡張される。

まずプロセッサ１１は、変数ｎを０で初期化する（Ｓ１０１）。

プロセッサ１１は、充電に要する時間を取得し、Ｔｎ（残り充電時間、この段階ではＴ０）に代入する。またプロセッサ１１は、ＥＶ９の使用終了時刻を取得し、充電不可となる開始時刻および終了時刻を取得する（Ｓ１０２）。

プロセッサ１１は、充電開始時刻（ＴＳｎ、この段階ではＴＳ０）をＥＶ９の使用終了時刻に合わせることで、前詰めとなるようにする（Ｓ１０３）。次いでプロセッサ１１は、ＴＳ０にＴ０を加えることで充電終了時刻（ＴＥｎ、この段階ではＴＥ０）を算出する（Ｓ１０４）。

プロセッサ１１は、算出したＴＥ０が充電不可の開始時刻に達するかを判定する（Ｓ１０５）。ここでは、充電不可の開始時刻前に、充電が完了するかを判定している。ＴＥ０が充電不可の開始時刻に達しない、もしくはイコールである場合（Ｓ１０５、Ｙｅｓ）、充電不可の開始時刻前に充電が完了することから、以降の調整は不要となる。よってプロセッサ１１は、ＴＳ０、ＴＥ０を確定して（設定して）終了する（Ｓ１１２）。

一方、ＴＥ０が充電不可の開始時刻を超える場合（Ｓ１０５、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、充電終了時刻（ＴＥ０）を充電不可の開始時刻となるように再設定する（Ｓ１０６）。次いで、Ｔ０から（ＴＥ０−ＴＳ０）を減算することで、現時点での残り充電時間（Ｔ１）を算出する（Ｓ１０７）。ステップＳ１０５が否定である場合、充電不可の開始時刻で充電動作は一旦終了となるが、この段階では完走できる程度に充電されていない。よって、さらに充電が必要となる。ステップＳ１０７では、残りどの程度充電時間を要するかを算出している。

プロセッサ１１は、ここで変数ｎを１つインクリメントする（Ｓ１０８）。

プロセッサ１１は、次の充電開始時刻（ｎがインクリメントされているため、ＴＳ１となる）を、充電不可時間帯の終了時刻に合わせる（Ｓ１０９）。そして、次の充電終了時刻ＴＥ１を、ＴＳ１にＴ１を加えることで算出する（Ｓ１１０）。

プロセッサ１１は、ここで、次の（この段階では２回目の）充電不可時間帯があるかを判定する（Ｓ１１１）。充電不可時間帯が、時間を置いて複数あることも考えられる。よってステップＳ１１１は、この点を対処するための判定となる。２回目の充電不可時間帯が無い場合（Ｓ１１１、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、ここまで算出した充電開始時刻（ＴＳ０、ＴＳ１）、充電終了時刻（ＴＥ０、ＴＥ１）を確定し（Ｓ１１２）、終了となる。一方、２回目の充電不可時間帯がある場合（Ｓ１１１、Ｙｅｓ）、処理はＳ１０５に進む。

ＴＥ１が２回目の充電不可時間帯の開始時刻に達しない場合（Ｓ１０５、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、ここまで算出した充電開始時刻（ＴＳ０、ＴＳ１）、充電終了時刻（ＴＥ０、ＴＥ１）を確定する（Ｓ１１２）。またＳ１０５が否定である場合（Ｓ１０５、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、充電終了時刻ＴＥ１を２回目の充電不可時間帯の開始時刻に再設定し（Ｓ１０６）、残りの充電時間Ｔ２を算出し（Ｓ１０７）、ｎをインクリメントしてｎ＝２とする（Ｓ１０８）。プロセッサ１１は、充電開始時刻ＴＳ２を２回目の充電不可の終了時刻となるように設定し（Ｓ１０９）、充電終了時刻ＴＥ２を、ＴＳ２とＴ２とを足し算することで算出する（Ｓ１１０）。

プロセッサ１１は、次の充電不可時間帯（３回目）があるかを判定し（Ｓ１１１）、無い場合（Ｓ１１１、Ｎｏ）、プロセッサ１１はここまで算出した充電開始時刻（ＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２）、充電終了時刻（ＴＥ０、ＴＥ１、ＴＥ２）を確定し（Ｓ１１２）、終了となる。一方、次の充電不可時間帯（３回目）がある場合（Ｓ１１１、Ｙｅｓ）、Ｓ１０５へ進む。

以降、変数ｎが１つずつインクリメントされながら、ステップＳ１０５〜ステップＳ１１１が繰り返し実行される。またステップＳ１１２で、充電不可時間帯の発生数に応じて、充電開始時刻（ＴＳ０、ＴＳ１、・・・ＴＳｎ）および充電終了時刻（ＴＥ０、ＴＥ１、・・・ＴＥｎ）が確定する。プロセッサ１１は、確定した時刻データをＨＤＤ１４に永続的に保存してもよい。

次に、図６のステップＳ０１２での負荷オーバー時間帯がある場合についての詳細な動作例を図８に示す。図８においても、変数ｎは、例えば配列の要素番号であるものとする。「Ｔｎ」、「ＴＳｎ」、「ＴＥｎ」も図７と同様である。

プロセッサ１１は、変数ｎを０で初期化する（Ｓ２０１）。プロセッサ１１は、充電に要する時間を取得し、これをＴｎ（この段階ではＴ０）に代入する。またプロセッサ１１は、入力端末装置５から送信されるＥＶ９の使用終了時刻を取得し、負荷オーバーとなる時間帯の開始時刻、終了時刻を取得する（Ｓ２０２）。プロセッサ１１は、充電の開始時刻（ＴＳｎ、この段階ではＴＳ０）を、負荷オーバー時間帯の開始時刻に合わせ（Ｓ２０３）、充電終了時刻（ＴＥｎ、この段階ではＴＥ０）を、ＴＳ０にＴ０を加算することで算出する（Ｓ２０４）。

プロセッサ１１は、充電終了時刻（ＴＥ０）が負荷オーバー時間帯の終了時刻に達しないかを判定する（Ｓ２０５）。このステップＳ２０５は、負荷オーバー時間帯内に充電が完了するか否かを判定している。負荷オーバー時間帯内に充電が完了する場合は、これ以上の充電を要しないため、終了処理に向かう。完了しない場合は、さらに充電時間を確保する必要があるため、更なる処理が実行される。

ステップＳ２０５で、充電終了時刻（ＴＥ０）が負荷オーバー時間帯の終了時刻に達しない、もしくはイコールである場合（Ｓ２０５、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、充電開始時刻（ＴＳ０）、充電終了時刻（ＴＥ０）をＨＤＤ１４に保存するなどして設定、確定し（Ｓ２１４）、終了となる。

一方、充電終了時刻（ＴＥ０）が負荷オーバー時間帯の終了時刻を超える場合（Ｓ２０５、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、ＴＥ０を負荷オーバー時間帯の終了時刻となるよう再設定する（Ｓ２０６）。そしてプロセッサ１１は、Ｔ０−（ＴＥ０−ＴＳ０）の算出結果を残り充電時間（Ｔ１）にセットする（Ｓ２０７）。この段階では、未だ充電時間が足りず、残りＴ１時間分充電が必要となっている。

プロセッサ１１は、変数ｎを１つインクリメントする（Ｓ２０８）。

プロセッサ１１は、次の（２回目の）負荷オーバー時間帯があるかを判定する（Ｓ２０９）。これは、負荷オーバー時間帯が複数発生する場合の対処である。２回目の負荷オーバー時間帯が無い場合（Ｓ２０９、Ｎｏ）、プロセッサ１１は、残りのＴ１時間を前詰めとなるように設定する。すなわち、プロセッサ１１は、ＴＳｎ（この段階ではＴＳ１）を、ＥＶ９の使用の終了時刻にセットし（Ｓ２１０）、ＴＳ１にＴ１を加算することでＴＥｎ（この段階ではＴＥ１）を算出する（Ｓ２１１）。

プロセッサ１１は、ＴＥｎ（この段階ではＴＥ１）が負荷オーバー時間帯の開始時刻を超えるかを判定する（Ｓ２１２）。この判定は、残り時間Ｔ１が、ＥＶ９の使用終了時刻から負荷オーバー時間帯の開始時刻までの間に収まるか否かを判定していることと同義である。ＴＥｎ（この段階ではＴＥ１）が負荷オーバー時間帯の開始時刻を超えない場合（Ｓ２１２、Ｎｏ）、処理はＳ２１４に進み、プロセッサ１１は、それぞれの充電開始時刻、それぞれの充電終了時刻をＨＤＤ１４に保存するなどして、設定、確定させる（Ｓ２１４）。一方、ＴＥｎ（ＴＥ１）が負荷オーバー時間帯の開始時刻を超える場合（Ｓ２１２、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、その超えた分、負荷オーバー時間帯の終了時刻の後に充電を行うように、スケジューリング調整を行い（Ｓ２１３）、ステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１３について、ｎ＝１の段階での調整方法は、次のステップＳ２１３−１〜Ｓ２１３−５の通りとなる。ｎ＝２以降も、変数ｎの値に応じて、ステップＳ２１３−１〜Ｓ２１３−５の動作が行われる。ステップＳ２１３の後は、ステップＳ２１４に進み、プロセッサ１１は、ここまでで求めた各充電開始時刻、充電終了時刻を確定させる。
（Ｓ２１３−１）ＴＥ１を負荷オーバー時間帯の開始時刻に設定する。
（Ｓ２１３−２）Ｔ２＝Ｔ１−（ＴＳ１−ＴＥ１）を算出してＴ２を求める。
（Ｓ２１３−３）変数ｎをインクリメントさせてｎ＝２とする。
（Ｓ２１３−４）ＴＳ２を負荷オーバー時間帯の終了時刻にセットする。
（Ｓ２１３−５）ＴＳ２にＴ２を加算することでＴＥ２を算出する。
尚、ＴＥ２が次の負荷オーバー時間帯に達する場合は、プロセッサ１１は、ｎ＝２とした場合のステップＳ２１３−１〜Ｓ２１３−５を実行する。

ステップＳ２０９の判定に説明を戻す。次の（２回目の）負荷オーバー時間帯がある場合（Ｓ２０９、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進み、ｎ＝１とした場合の、２回目の負荷オーバー時間帯についての処理を行う。以降、変数ｎの値に応じて、繰り返して処理が実行される。また、変数ｎの値に応じて、ＴＳ０、ＴＳ１、・・・、ＴＳｎの値が求まり、ＴＥ０、ＴＥ１、・・・、ＴＥｎの値が求まる。

尚、充電不可時間帯と負荷オーバー時間帯とが混在する場合、充電不可時間帯をＥＶ９の使用時間帯として扱い、ステップＳ００６で分割した充電時間（充電に要する時間）それぞれに、図８で説明した各ステップを実行する。

本実施形態では、以下のような効果が期待できる。
（１）負荷オーバーとなっている時間帯に集中して、ＥＶの充電を行うことにより、高価な大容量設置型バッテリを設置することなく、系統の安定化を確保することが可能となる。
（２）太陽光、風力、水力などの再生可能エネルギーの生成量が多い時間帯にＥＶの充電を行うことにより、優先的に再生可能エネルギーを活用することが可能となり、再生可能エネルギーの有効活用と、従来の火力、水力発電による電力使用量削減を実現する。

（第２実施形態）
第２実施形態では、急速充電器と普通充電器を使い分けることにより、さらに負荷を削減可能とする実装例である。図９に第２実施形態の機能ブロック図を示す。充電システム２００は、充電器８１（普通充電器）と急速充電器８２とを有する充電スタンド８０を備える。充電器８１は、第１実施形態でも使用した充電器であり、急速充電器８２は、充電器８１よりも急速に充電を行うことができる充電器である。本実施形態では、充電器８１が１時間当たり１．５ＫＷ〜３ＫＷ程度充電可能であるのに対し、急速充電器８２は、１時間当たり５０ＫＷ程度で充電を行うことができるものとする。これら数値はあくまで一例である。また充電システム２００の第２実施形態の充電コントロール装置１は、充電器８１のみならず、急速充電器８２で充電する場合についても、充電開始時刻、充電終了時刻のスケジュール決定を行う。これら以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また第２実施形態の充電コントロール装置１の内部構成の符号も、第１実施形態の符号を流用する（図２参照）。

図１０、図１１は、第２実施形態の充電コントロール装置１の動作例を示すフローチャートである。図１０、図１１において、第１実施形態と同じ符号は、第１実施形態と同様動作であるため説明を割愛する。

プロセッサ１１は、ステップＳ００７で、充電可能時間帯（図４参照）と、充電に要する時間を比較することで、ＥＶ９の充電時間を確保できるかを判定する（Ｓ００７）。確保できない場合（Ｓ００７、Ｎｏ）、次に、充電器８１に代えて急速充電器８２で充電する場合の充電に要する時間を再計算し、充電可能時間帯に収まるかを判定する（Ｓ３０１）。尚、充電不可時間帯がある場合、ステップＳ３０１では、プロセッサ１１は、充電に要する時間（Ｔ０）を急速充電器８２で充電するときの時間に代えて、図７で説明した処理を実行する。この実行結果に基づき、プロセッサ１１は、充電可能時間帯に収まるかを判定する。

収まらない場合（Ｓ３０１、Ｎｏ）、ＥＶ９が使用不可であることをユーザに通知する（Ｓ００８）。収まる場合、急速充電器８２を使用するとして、ステップＳ００９に進む。このステップＳ３０１の判定処理を通過した場合、以降の各処理は、急速充電器８２を使用するとして実行される。

また、図１１のステップＳ０１２で、第１実施形態と同様に、プロセッサ１１は、負荷オーバー時間帯に優先的に充電を行うように、充電スケジュールを変更する（Ｓ０１２）。ステップＳ０１２の後に、プロセッサ１１は、未だ負荷オーバーしているか否か、且つ、充電器８１を使用する予定となっているかを判定する（Ｓ３０２）。未だ負荷オーバーしているか否かの判定は、閾値をオーバーしている電力と、充電器８１で充電するときに消費される電力とを比較することで行われる。

ステップＳ３０２の判定で共に肯定である場合（Ｓ３０２、Ｙｅｓ）、プロセッサ１１は、負荷オーバー時間帯に急速充電器８２を使用したスケジュールとなるように変更する（Ｓ３０３）。ここでプロセッサ１１は、充電に要する時間（Ｔ０）を急速充電器８２で充電するときの時間として図８で説明した処理を実行する。

これにより、負荷オーバー時間帯に充電時間帯を収めやすくなるとともに、充電による電力消費量も増大させることができ、供給電力の余剰を抑制することができる。尚、ステップＳ３０２の判定が否定である場合（Ｓ３０２、Ｎｏ）、処理はステップＳ０１３に進む。

上記各実施形態では、ＥＶ使用の終了時刻直後に充電を開始するなど、時間的に余裕の無いスケジューリングとしているが、例えば１５分〜３０分程度、余裕を持たせたスケジューリングとなるようにしてもよい。

上記各実施形態では、電力系統監視システム６より系統負荷予測量を得る構成としているが、態様はこれに限定されない。電力系統監視システム６から系統負荷予測量を取得しない構成でもよい。この場合、負荷オーバーを決定する閾値を下方となるよう調整することで、再生可能エネルギー予測量のみでも上記各実施形態を行うことができる。また系統負荷予測量を得られない場合、充電コントロール装置１が、過去の実績から系統負荷予測量を求める構成であってもよい。

充電コントロール装置１は、充電時間調整装置として提供されてもよい。制御部は、プロセッサ１１に相当する。プロセッサ１１は、ＨＤＤ１４やＲＯＭ１３に事前に記憶されている充電時間調整プログラムをメモリ１２に展開し、このプログラムを演算実行することで、ハードウェアと協働して上記各実施形態の各機能を提供する。取得部は、各実施形態のネットワークＩ／Ｆ１７に相当する。またユーザがマニュアルで情報を入力する場合、取得部は入力装置１５に相当する。

各実施形態では、装置内部に各実施形態の態様を実施する機能が予め記録されている場合で説明をしたが、これに限らず同様の機能をネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等プログラムを記憶でき、かつ装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のＯＳ（オペレーティング・システム）等と協働してその機能を実現させるものであってもよい。

実施形態により、供給される電力を有効に活用することができる。

なお、本発明の実施形態を説明したが、当該実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (14)

1. 電気自動車の充電時に接続される充電器を含んだ電気系統の、単位時間ごとの予測電力供給量である電力供給予定量を取得する取得部と、
   前記取得部で取得される電力供給予定量が閾値を超える第１の時間帯に、前記充電器で前記電気自動車を充電するよう、充電時間を設定する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記第１の時間帯を前記電力供給予定量から導出し、前記第１の時間帯に充電を行うようスケジュールし、前記第１の時間帯では充電が完了しない場合、残りの充電を、前記電気自動車の充電可能な時間内のうちで前詰めの時間で行うようにスケジュールする
   充電時間調整装置。
2. 請求項１に記載の充電時間調整装置において、
   前記取得部は、さらに、前記電気自動車の使用予定時間を取得し、前記電気自動車の前記使用時の予定走行距離もしくは目的地の情報を取得し、前記電気自動車の充電残量を取得し、
   前記制御部は、前記予定走行距離もしくは目的地の情報、および前記充電残量に基づき、前記電気自動車の充電に要する時間を算出し、前記使用予定時間までに充電が完了するかを判定する
   充電時間調整装置。
3. 請求項１または２に記載の充電時間調整装置において、
   前記取得部は、再生可能エネルギーにより供給される予定の電力量を含んだ電力供給予定量を取得する
   充電時間調整装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電時間調整装置において、
   前記取得部は、さらに、前記電気系統で電力供給が停止する予定時間帯を取得し、
   前記制御部は、電力供給が停止する前記予定時間帯には、前記充電を行わないよう、充電時間を設定する充電時間調整装置。
5. 請求項２に記載の充電時間調整装置において、
   前記制御部は、前記使用予定時間までに充電が完了しないと判定する場合、前記充電器よりも急速に充電する急速充電器で前記電気自動車を充電するとして、充電時間を設定する
   充電時間調整装置。
6. 再生可能エネルギーにより供給される予定の電力供給量を算出する予測装置と、
   前記予測装置で算出される前記電力供給量を含み、且つ電気自動車の充電時に接続される充電器が含まれる電気系統の、単位時間ごとの予測電力供給量である電力供給予定量を取得し、前記電力供給予定量が閾値を超える第１の時間帯に、前記充電器で前記電気自動車を充電するよう、充電時間を設定する充電時間調整装置と、を有し、
   前記充電時間調整装置は、前記第１の時間帯を前記電力供給予定量から導出し、前記第１の時間帯に充電を行うようスケジュールし、前記第１の時間帯では充電が完了しない場合、残りの充電を、前記電気自動車の充電可能な時間内のうちで前詰めの時間で行うようにスケジュールする
   充電システム。
7. 請求項６に記載の充電システムにおいて、さらに、
   前記電気自動車の使用予定時間と、前記電気自動車の前記使用時の予定走行距離もしくは目的地の情報とを取得する端末装置を有し、
   前記充電時間調整装置は、さらに、前記端末装置で取得される、前記電気自動車の使用予定時間、前記予定走行距離もしくは目的地の情報を取得し、前記電気自動車から前記電気自動車の充電残量を取得し、前記予定走行距離もしくは目的地の情報、および前記充電残量に基づき、前記電気自動車の充電に要する時間を算出し、前記使用予定時間までに充電が完了するかを判定する
   充電システム。
8. 請求項６または７に記載の充電システムにおいて、
   前記充電時間調整装置は、さらに、前記電気系統で電力供給が停止する予定時間帯を取得し、電力供給が停止する前記予定時間帯には、前記充電を行わないよう、充電時間を設定する
   充電システム。
9. 請求項７に記載の充電システムにおいて、
   前記充電時間調整装置は、前記使用予定時間までに充電が完了しないと判定する場合、前記充電器よりも急速に充電する急速充電器で前記電気自動車を充電するとして、充電時間を設定する
   充電システム。
10. 電気自動車の充電時に接続される充電器を含んだ電気系統の、単位時間ごとの予測電力供給量である電力供給予定量を取得し、
    前記電力供給予定量が閾値を超える第１の時間帯に、前記充電器で前記電気自動車を充電するよう、充電時間を設定する
    処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムであり、
    前記第１の時間帯を前記電力供給予定量から導出し、前記第１の時間帯に充電を行うようスケジュールし、前記第１の時間帯では充電が完了しない場合、残りの充電を、前記電気自動車の充電可能な時間内のうちで前詰めの時間で行うようにスケジュールする
    処理を、コンピュータに実行させるための充電時間調整プログラム。
11. 請求項１０に記載の充電時間調整プログラムにおいて、さらに、
    前記電気自動車の使用予定時間を取得し、
    前記電気自動車の前記使用時の予定走行距離もしくは目的地の情報を取得し、
    前記電気自動車の充電残量を取得し、
    前記予定走行距離もしくは目的地の情報、および前記充電残量に基づき、前記電気自動車の充電に要する時間を算出し、
    前記使用予定時間までに充電が完了するかを判定する
    処理を、コンピュータに実行させるための充電時間調整プログラム。
12. 請求項１０または１１に記載の充電時間調整プログラムにおいて、
    前記取得は、再生可能エネルギーにより供給される予定の電力量を含んだ電力供給予定量を取得する処理である、充電時間調整プログラム。
13. 請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の充電時間調整プログラムにおいて、
    さらに、前記電気系統で電力供給が停止する予定時間帯を取得し、
    電力供給が停止する前記予定時間帯には、前記充電を行わないよう、充電時間を設定する
    処理をコンピュータに実行させるための充電時間調整プログラム。
14. 請求項１１に記載の充電時間調整プログラムにおいて、
    さらに、前記使用予定時間までに充電が完了しないと判定する場合、前記充電器よりも急速に充電する急速充電器で前記電気自動車を充電するとして、充電時間を設定する
    処理をコンピュータに実行させるための充電時間調整プログラム。

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