JP7021258B2 - 車両管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば電気自動車等の電源を利用するための車両管理システムに関する。
主動力源として電気モータを利用する車両として、電気自動車や燃料電池車、搭載した内燃機関で発電した電力で電気モータを駆動するシリーズハイブリッド車などが実用に供されている。また、補助的動力源として電気モータを利用するプラグインハイブリッド車などもある。これら車両の電源(これらを車載電源と呼ぶことにする。)は車両自体の駆動に用いるのみならず、車外へ電力を供給して電力需給を平準化することも提案されている(例えば特許文献1、特許文献2等)。
特許第5666593号明細書 特許第5002780号明細書
これらの従来技術においては、たとえば電気自動車のオーナーあるいは利用者は、特許文献1では自宅に電力需給平準化システム設けなければならないし、特許文献2では蓄電池のレンタル料を支払わねばならない。いずれにしても、車両のオーナーあるいは利用者が電力平準化のためのシステムに参加する動機づけは乏しかった。
本発明は上記従来例に鑑みたもので、車載電池を電力需給の平準化のために利用するとともに、車両のオーナー或いは利用者による、電力需給の平準化への参加を促進する車両管理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明の一側面によれば、本発明は、駐車車両の車載電力ユニットから外部への電力供給制御又は、外部から車載電力ユニットへの充電制御の、少なくともいずれかを行う車両管理システム(101)であって、
前記車載電力ユニットと外部との間の電力供給又は充電を制御する制御手段(203)と、
前記車載電力ユニットと外部との間の電力供給又は充電を管理する取引管理手段(201)と、
前記駐車車両に関連付けられた利用者に対して報酬ポイント(216)を設定する報酬ポイント設定手段(2041)を有し、
前記報酬ポイント設定手段は、前記取引管理手段により記録される取引情報(215)に基づいて前記報酬ポイントを設定することを特徴とする車両管理システムにある。
本発明によれば、車載電池を電力需給の平準化のために利用するとともに、車両のオーナー或いは利用者による、電力需給の平準化への参加を促進することができる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
車両管理システムが実装された駐車場の説明図である。 管理サーバの機能ブロック図である。 管理サーバおよびユーザ端末のハードウェアブロック図である。 管理サーバによる車両の入庫処理及び出庫処理のフローチャートである。 管理サーバによる車両の入庫処理及び出庫処理のフローチャートである。 管理サーバによる放充電スケジュールの決定処理のフローチャートである。 管理サーバによる放充電スケジュールの決定処理のフローチャートである。 管理サーバによる放充電スケジュールの決定処理のフローチャートである。 管理サーバによる放充電スケジュールに従った放充電のフローチャートである。 管理サーバによる車両のシェアの手続処理のフローチャートである。 管理サーバによる車両のシェアの手続処理のフローチャートである。 管理サーバによるユーザへのインセンティブの付与処理のフローチャートである。
[第一実施形態]
●車両管理システム
図1に本実施形態に係る車両管理システムを備えた駐車場の例を示す。この駐車場は、電源ユニットしてリチウムイオン等のバッテリーを備えた車両(電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHEV))への充電設備を有している。なお外部電源から充電でき、外部へと放電できる電源を搭載した車両を本実施形態では電気自動車と呼ぶことにする。また、燃料電池を電源とする燃料電池車(FCV)への水素補充を行う水素ステーションも備えている。たとえば電気自動車112やプラグインハイブリッド車113は充電ステーション111から電源をとり、搭載された電源ユニット1121などを充電することができる。本例では、充電ステーション111は、電気自動車用の駐車スペースに1台ごとに設けられている。また燃料電池車122は水素ステーション121で水素を充填できる。水素の充填は短時間で完了するので、水素ステーション121は、燃料電池車の駐車スペースそれぞれに備えられてなくともよく、通常の給油所のように水素補給する車両が順次利用してもよい。なお駐車場に備える充電ステーションや水素ステーションの数はいくつであってもよい。
充電ステーション111は車両の充電のみならず、車載の電源を電力会社等による電力網(これを系統電力と呼ぶ)104へと接続して電力供給(いわゆる売電)を行うためにも使用できる。また燃料電池車122も系統電力への電力供給を行うことができる。あるいは、車両間で電力を融通し合うこともできる。たとえば電気自動車間では互いに電力を融通し合えるし、発電機を備えた車両や燃料電池車から電気自動車へと電力を供給することもできる。図1では車両が直接的に電力網に接続されているが、水素ステーション121や充電ステーション111を介して接続されてもよい。このほか、内燃機関発電機やガス発電機とバッテリーなどの電源ユニットとを有するハイブリッド車も、電力を外部へと取り出すことができるのであれば、充電ステーション111などと電源ユニットとを接続して系統電力への電力供給のために用いることができる。このようにして駐車場の車載電源ユニットを用いた仮想発電所(VPP)を実現することができる。
車載バッテリーに充電するための電源としては、系統電力から供給される電力のほか、自前の発電設備である蓄電池やバイオマス発電、太陽光発電などの発電設備131を有していたり、あるいはそれらの設備からの電力を、系統電力を経由せずに直接購入したりしてもよい。購入した電力は、充電ステーション111を介して電源ユニットの充電のために利用されるほか、コンピュータ等の駐車場の設備の電源ともなる。
これらの設備は、管理サーバ101により管理され、また制御される。ユーザによりアクセスのためにユーザ端末102も備えている。管理サーバ101、ユーザ端末102、充電ステーション111、水素ステーション121は通信ネットワーク103により接続されている。また、車両に搭載された情報処理システムも、直接あるいは充電ステーション111や水素ステーション121を介して管理サーバ101に接続できる。本例では、充電ステーション111と電力ケーブルで接続した車両は、通信ネットワーク103とも接続されるものとする。もちろん通信ネットワークとの接続は、電力ケーブルの接続とは独立して、ユーザ操作に応じて行われてもよい。系統電力104と図1の駐車場システムの間は、いわゆるデマンドレスポンス(需要応答)で電力の平準化が図られている。デマンドレスポンスを実現するために、本実施形態では、系統電力104からは例えば通信ネットワーク103を介して系統電力不足時の電力供給や電力受入抑制、系統電力余剰時の電力受入促進を依頼する依頼メッセージやその解除を依頼するメッセージなどが管理サーバ101に対して適時送信される。またそのメッセージには、電力の販売価格や買取価格等の価格情報が含まれていてもよい。
●駐車場の利用
駐車場の利用者は、たとえば駐車スペースに車両を停めて、充電が必要であれば、あるいは自分の車両をVPPに供するのであれば、充電ステーション111と車両とを電源ケーブルで接続する。そしてユーザ端末102から駐車上の利用に関する情報を入力する。入力されたユーザ情報は管理サーバ101に保存され、後述する様々な処理のために利用される。入力されるユーザ情報には、たとえばユーザID、出庫予定時期(日時)、電源ユニットをVPPの電源として利用すること(これを電源ユニットのVPP利用と呼ぶ。)の可否、駐車期間中における車両のシェアの可否等が含まれる。また、これらの入力を行って入庫した時期(日時)も実時間タイマから自動で入力される。そして駐車中、利用者がVPP利用を許可した場合には、車載電源ユニットからの電力を系統電力へと提供する。また駐車中の車両のシェア(車両シェアと呼ぶ)を許可した場合には、その車両を貸出し車両として、車両シェアのユーザに提供する。ここで車両シェアとは、車両の所有者ではない利用者により車両を利用させることであり、車両シェアに供する車両は、たとえばその車両自体の状態や保険加入の状況等が車両シェアに適当か否かなどの審査を受けた上で予め登録されていることが望ましい。もちろん登録されているからといって直ちに車両シェアに供されるわけではなく、駐車の都度、車両シェアの可否が設定される。本実施形態では、VPPまたは車両シェアに供された車両は、それが電気自動車であれば、出庫時にフル充電あるいは予定された行程を走行するのに十分な程度に充電されている。なお燃料を補充する車両では、本実施形態では利用者や係員により必要に応じて燃料が補充される。以下、このような車両の利用を可能とする管理サーバ101の構成および処理について図2~図9を参照して説明する。なお本実施形態の駐車場では、系統電力で発生した余剰な電力を車両側で引き取り、また電力の不足時には、充電抑制あるいは車両から系統電力等への電力供給が行われる。このため余剰な電力を車両シェアによる走行で消費すれば、その車両の蓄電ユニットの電力引き受け容量が増加し、余剰電力の引き受けの余地が大きくなる。このように車両シェアは、より系統電力の平準化の促進に貢献する。
●管理サーバ
図2に管理サーバ101の機能的なブロック図を示す。各ブロックは管理サーバ101の遂行する機能に対応し、それぞれが図4A以下のフローチャートを遂行する。各機能は、図3に示す一般的なハードウェア構成を持つコンピュータにより、図4A以下のフローチャートに示した手順のプログラムを実行することで実現される。
図2において、VPP管理部201は、車載電源ユニット1121の充電および放電のスケジュールを決定し、その実現を制御する。本例では、充電ステーション111を介して車両112に対し、充電や放電を行うための指示をスケジュールに従って送信することで、電源ユニット1121の充放電を制御する。VPP管理部201は、予想電力単価2011を有しており、適時その値を更新する。なおデマンドレスポンスのために系統電力から受信したメッセージに価格情報が含まれている場合には、価格が決定したタイミングにおいて、その価格情報で予想電力単価2011を更新しておく。このとき、価格情報と共に、その適用時期がメッセージに含まれていれば、価格情報と関連付けて予想電力単価2011に保存する。なお予想電力単価としているが、適用時期に達すれば、現在時刻における電力単価となる。電力単価は、販売価格と購入価格それぞれである。たとえば価格が比較的長期にわたって固定されていれば、操作者が手作業で更新してもよい。また、時間帯や曜日、日付(あるいは季節)等で価格が変動する場合には、価格とその価格が適用される時期とを予め予想電力単価として登録しておけばよい。
車両スケジュール部202は、車両の入庫予定あるいは実際の入庫と、出庫予定時期と、車両シェアの予約などを突き合わせて車両シェアのスケジュールを決定する。また決定したスケジュールを、現実の運用に応じて調整する。ステーション制御部203は、充電ステーション111や水素ステーション121あるいはそれらのステーションを介して車両の充電や放電を制御する。ユーザ管理部204は、利用者の情報を管理する。ユーザ管理部204はインセンティブ設定部2041を有しており、インセンティブ設定部2041は利用者に与えるインセンティブを設定し、付与する。なお本実施形態では、インセンティブとは、後述の駐車場利用データベース(DB)205において車両に関連付けられたユーザ(利用者)に対して付与される報酬であり、本例では経済的な価値を有する点数であるための報酬ポイントとも呼ぶ。利用者はこのインセンティブで駐車料金や充電代金、燃料代金などを支払うことができる。また利用者とは駐車場の利用者であり、車両の利用に関する決定権を有する者、たとえば所有者であることを前提とする。車両シェアを利用する者については、前述した利用者と区別するために、シェア利用者と呼ぶことにする。
管理サーバ101はまた、駐車場利用データベース(DB)205と入庫中ユーザ情報206とを有している。入庫中ユーザ情報206には入庫中のユーザIDと、そのユーザの車両が入庫しているスペースまたは充電ステーションまたは水素ステーションの識別情報が関連付けて記録される。駐車場利用データベース(DB)205は管理サーバ101とは別のコンピュータにより管理されていてもよいが、本例では管理サーバ101が有するものとする。駐車場利用DB205は利用者ごとのユーザレコード210、230、240等を含む。各ユーザレコードには以下のフィールドが含まれている。
入出庫履歴情報211は、駐車場への車両の入庫および出庫の時期を示す履歴が蓄積される。ただし本例ではいったん出庫してしまえば過去の記録を参照することはないので、現在入庫している車両の入庫時期のみの記録であってもよい。充電履歴情報212は、車載電源ユニット1121への充電の履歴を記録する。充電履歴にはたとえば、充電モード(通常モードまたは急速モード)、充電開始時期(日時等)、充電終了時期または充電時間、充電量などが含まれる。充電スケジュール情報213には、駐車中の電気自動車112の充電スケジュールおよびVPPに供される場合には放電スケジュールが記録される。シェアスケジュール情報214には、当該ユーザが車両シェアを許可している場合のシェア利用のスケジュールが記録される。ポイント情報215には、駐車場利用に応じたポイントや、VPPおよび車両シェアへの車両の提供に応じて付与されるポイントが記録される。インセンティブ情報216には、ポイントに基づいて利用者に付与されるインセンティブが記録される。ポイントがそのままインセンティブとなる場合には、特に記録しなくともよい。
ユーザID217は利用者ごとに固有の識別情報である。VPP可否情報218は、利用者が駐車場に入庫する際に入力する情報であり、VPPのための車両の提供を許可するか否かが記録される。シェア許可情報219は、利用者が駐車場に入庫する際に入力する情報であり、車両シェアへの車両の提供を許可するか否かを示す情報と、許可する場合には車両シェアに供してもよい期間が記録される。入出庫予定情報220は利用者が駐車場に入庫する際に入力され、出庫予定時期および出庫後の走行行程が記録される。入力されない場合には、入力されていない旨を示す情報が記録される。また、駐車場の利用を予約した利用者については、次回の入庫予定時期も記録される。予約する場合には、たとえば利用者の持つ情報端末から入出庫予定時期などを入力し、通信で管理サーバ101に送信して記録してもよい。車種情報221は、利用者の車種が記録される。ユーザID217および車種情報については、駐車場の利用に先立って管理サーバ101に予め利用者登録して新規のユーザレコードを作成する際に登録されることが望ましい。車種情報に基づいて、たとえば車両が電気自動車であるかなど、動力源の種類を特定でき、また電気自動車の場合にはバッテリーの容量や、たとえば満充電までの所要時間なども車種情報に基づいて特定できる。
図3は管理サーバ101のハードウェア構成を示す。管理サーバ101は一般的なコンピュータの構成を有しており、CPU301により、ストレージ304からメモリ302へとロードしたプログラムを実行することで図4A以降のフローをはじめとする各種機能を遂行する。それによって図2の各機能ブロックが実現される。その際に、キーボードやディスプレイ等を含むユーザインタフェース303により情報の入力および出力を行い、通信部305によりネットワーク103と通信する。ユーザ端末102や充電ステーション111についてはその構成を省略するが、いずれも図3と同様の情報処理のための構成を含む。充電ステーション111は例えば駐車場利用者が利用開始時の入力を行うための端末として機能してもよい。また車両112も走行のための構成に加えて図3の構成を有しており、それによって車両の様々な部分の駆動制御を行う。以下、フローチャートを参照して管理サーバ101により実行される処理のうち本実施形態の発明に係るものを説明する。
●入庫処理
図4Aは、利用者が図1の車両管理システムを有する駐車場を利用する際の手順を示す。なお駐車場へ車両を入れることを入庫、駐車場から車両を出すことを出庫と呼ぶ。また図4A、図4Bは、外部への電力提供が可能な車両についての手順である。たとえば内燃機関のみを動力源とする車両や、外部からは充電できない蓄電池を搭載した車両については、別の手順で入庫の処理を行う。車両を入庫した利用者は、たとえば入口ゲートに設けたユーザ端末102や充電ステーション111等から自分のユーザIDを入力する。ユーザ端末102や充電ステーション111は例えばそのためのユーザインタフェースを表示し、入力を受け付ける。これはユーザIDに限らず、端末から情報を入力する場合には、他の情報であっても同様である。端末で入力された情報は通信ネットワーク103を通して管理サーバ101に送信され、管理サーバ101はその情報を受信する。このことも他の情報について同様である。
さて送信されたユーザIDを受け付けると(S401)、ユーザIDを入庫中ユーザ情報206に記録し、またユーザIDをキーとしてユーザレコードを特定する。該当するユーザレコードがない場合にはエラーとし、再入力させるか、あるいはユーザレコードの新規登録の手続きを利用者あるいは管理者に行わせる。ここで該当するユーザレコードを持つ利用者を注目利用者と呼び、そのユーザレコードを注目ユーザレコードと呼ぶことにする。次に、出庫情報を受信し、受け付ける(S403)。出庫情報は出庫予定情報であり、出庫する時期(日時)や出庫後の行先や経路等の行程を含む。あるいは出庫後の走行予定距離であってもよい。出庫情報は入力されない場合もある。次に車両シェアとVPPのための車両の利用の許可を受け付ける。車両シェアが許可されたか否か判定し(S407)、許可されている場合には、シェアに供する期間あるいはシェアに供しない期間も併せて受け付ける(S409)。期間の指定がない場合には、駐車中の全期間にわたってシェアを許可したものとする。また本実施形態ではVPPのための車両の使用については期間の指定を受け付けていないが、シェアと同様に期間の指定を受け付けてもよい。
その後、ステップS411においては、入力された各種情報と入庫時期とを、注目ユーザレコードに保存する(S411)。また、時間貸しの駐車場であれば、ユーザ端末102が組み込まれたチケット発行機を駆動して、駐車チケットを発行してもよい。ここで、出庫情報は入出庫予定情報220に、車両シェアの可否および期間についてはシェア許可情報219に、VPPのための車両の利用可否についてはVPP可否情報218に保存する。入庫時期については入出力履歴情報に記録する。そして入庫する車両が、外部電源により充電する蓄電池を持つ車両か、燃料電池やシリーズハイブリッドなどの放電のみが可能な車両かを判定する(S413)。上述したように、ここでは外部に対して電力を提供できない車両は処理の対象とはしていない。判定の結果、外部電源から充電する機能を持つのであれば図5に示した充電/放電スケジュール決定処理へ分岐する。一方、外部電源から充電する機能を持たないのであれば図6Bに示した放電スケジュール決定処理へ分岐する。なお、図には示されていないが、入庫情報には、実際の入庫時に入力された情報に加えて、入庫予定および出庫予定それぞれの時期を示す入庫予定情報も含まれる。この入庫予定情報に関しては、実際の入庫時に入力される情報と同じものであってよい。ただし車両は現実に存在していないので、入庫予定情報は現実の入庫があった時に入力された入庫情報で上書きされ、充電や放電のスケジュールが改めて決定される。ただしシェアに関しては、一部の信頼できる入庫予定情報に基づいて、シェア利用の予約を受け付けてよい。これについては後で説明する。入庫予定か現実の入庫かは、例えばフラグ等を設けて識別すればよい。
●出庫処理
出庫時には、利用者は出庫の手続きを行う。たとえば出庫しようとする駐車スペースの識別番号を入力したり、あるいは駐車チケットを読み取らせることで図4Bの出庫処理が開始される。まず利用料金を精算する(S421)。駐車料金の支払は現金の授受やクレジットカード、トークンなどで行われるので、駐車場にはそのための端末が用意されている(不図示)。それを用いて精算が行われる。ただし月極めなどの定期利用の場合にはステップS421における精算は不要となる。次に実際に出庫した日時等の時期を実時間クロックから読み取り入出履歴情報211に利用する(S423)。またステップS423では入庫中ユーザ情報206から出庫するユーザIDを削除する。そして現在外部電源からの充電中か否か判定する。充電は出庫所定時期に合わせて設定されたスケジュールに従って行われるが、実際の出庫時期が予定出庫時期よりも早いことや、充電時間が予定よりも長いことなどに起因して、出庫時にまだ充電中であることもあり得る。充電中であれば、出庫しようとする車両に充電している充電ステーションに対して充電終了指示を送信する(S427)。そして充電履歴情報212に、充電終了時期(時刻)を記録する(S429)。また充電した量をさらに記録してもよい。一方、充電中でなければ処理を終了する。なお、充電の終了は、電気ケーブルを車両から外すことでも行えるので、出庫処理のなかでステップS425以下を行わなくともよい。その場合には、充電が終了したことの通知を充電ステーション111または充電されていた車両から管理サーバ101が受信し、それ応じてステップS427およびステップS429の処理を行えばよい。なお入庫処理及び出庫処理は、図2のユーザ管理部204により行われる。
●充電/放電スケジュール決定処理
図5に、ステップS413で、車両の外部からの充電及び外部への放電が可能な電力ユニットを搭載した車両であると判定された場合の、充電及び放電スケジュールの決定処理を示す。図5および図6A及び6Bの処理はVPP管理部201により実行される。まず入出庫予定情報220とシェア許可情報219とを参照して、出庫所定時刻が記録されていないか、または車両シェアが許可されているか、いずれであるか判定する(S501)。出庫時刻が設定されていない場合にはいつ出庫するかわからないため、また車両シェアが許可されている場合には車両を貸し出すために、直ちに充電を開始するようスケジューリングする(S515)。このとき、充電所要時間も予測し、充電終了予想時刻もそのスケジュールに含める。またステップS515における充電は、充電のスケジュールが競合した場合に、最高優先度が付与される。決定したスケジュールと優先度とは充電スケジュール情報213に記録される。
一方出庫所定時刻が記録されており、かつ車両シェアが許可されていない場合には、VPP可否情報218を参照してVPPが許可されているか(すなわち利用者の同意があるか)判定する(S503)。VPPが許可されている場合には、予想電力単価2011を参照して、車両から系統電力への電力の販売価格(売価)及び、系統電力から車両への電力の購入価格(原価)を参照し、売価の方が原価よりも高いか否か判定する(S505)。なお本実施形態では、車両或いは駐車場を基準として電力の売買の方向を特定する。たとえば車両が系統電力を用いて充電する場合には、電力の購入であり、その価格を購入価格または原価と呼ぶ。またたとえば車両から系統電力へと電力を供給するいわゆる売電を行う場合には、電力の販売であり、その価格を販売価格または売価と呼ぶ。また売価が原価以下と判定したならステップS513へ分岐する。また、売価の方が高いと判定した場合には、出庫予定時期を参照して充電をスケジューリングする(S507)。この場合には例えばバッテリーがほぼ空の状態から出庫予定時刻に満充電となるように充電開始時期を決定する。この充電スケジュールの優先度は最高優先度に設定する。次にシェア許可情報を参照して、車両のシェアへの提供が許可されているか判定する(S509)。シェア利用が許可されていなければ、充電開始までの空き時間に放電をスケジューリングする(S511)。放電後、出庫予定時刻に合わせた最後の充電の開始までに時間があれば、充電と放電とを繰り返しスケジューリングしてもよい。また、時刻によって購入価格が変動する場合には、その時刻に合わせた価格で売価と原価とを比較し、売電をスケジューリングするかどうか決定する。なお、VPPのためのステップS511における充電スケジュールは優先度が最も低い。決定された充電スケジュールは充電スケジュール情報213に保存される。その後、スケジュールが適切であるか否かをチェックする(S513)。スケジュールが適切であるとは、たとえば課された制約に適合していることである。たとえば駐車場全体としての契約電流に上限がある場合、それを超えて充電することはできない。そこでそのような制約への適合がチェックされ、適していなければスケジューリングを調整する。この詳細は図6Aに示す。
なおステップS505では単純に購入価格と販売価格とを比較しているが、基準となる購入価格と電力購入時点で購入価格とを比較してその結果に応じて分岐してもよい。たとえば系統電力側で電力が不足すると、系統電力側では、通常時よりも販売する電力価格(図5でいう売価)を高くして需要抑制を図り、電力が余りすぎると、逆に通常時よりも価格を下げると考えられる。また逆に、系統電力への販売売価については、電力不足時には電力がほしいので価格を高くし、余っているときには電気が不要なので価格を引き下げると予想される。したがって、基準購入価格として、たとえば現在時点からさかのぼった一定期間における購入価格の平均値を基準価格とし、ステップS505では、その基準価格と当該車両が充電可能な時期における予想購入価格とを比較してもよい。現在時点における購入価格の方が高ければ、販売価格が購入価格を下回る可能性が高いのでステップS519に分岐する。そうでないならば販売価格が購入価格を上回る可能性が高いのでステップS507に分岐する。このように、ステップS505では、電力の販売により利益を上げることができるか否か、またはその可能性が高いか否かを判定する。そして利益を上げられるのであれば、またはその可能性が高いのであれば、車載電池からの売電をスケジュールする。
一方ステップS503においてVPP利用を許可していないと判定した場合、またはステップS505において売価が原価以下と判定した場合には、可能な範囲で最低コストの時期、すなわち最も電力の購入価格が低い時期に充電するよう、充電スケジュールを決定する(S519)。もちろん、出庫予定時期よりも充電終了予定時期の方を早めるという時間的制約はある。この充電スケジュールは中間の優先度となる。決定した充電スケジュールは充電スケジュール情報213に保存される。この後、決定したスケジュールが適当かチェックを行う(S513)。なお電力価格の高低は、たとえば時間帯別に予想販売価格が予め決められていればそれを参照して判定できる。また、デマンドレスポンスのためのメッセージに含まれた価格情報で予想販売価格が更新されている場合には、価格情報に紐づけられた適用時間を参照して判定できる。ステップS519では、車両に充電可能な期間の中で、最も電力が安価な時期に充電をスケジュールする。
一方ステップS509で車両シェアが許可されていると判定した場合には、シェアスケジュールを初期化する(S517)。シェアスケジュールの初期化は、たとえば、ステップS515でスケジューリングした充電の完了時期をシェアの開始時期とし、ステップS507でスケジューリングした充電の開始時期をシェアの終了時期とするよう設定される。もしもこの間に空き時間がないなら、ステップS507で設定した充電スケジュールを削除してもよい。また空き時間を確保するために、シェア利用が許可されている場合には、ステップS515、S507とも充電の程度を80パーセント程度にしてスケジュールを決定してもよい。以上の手順によって、充電と放電のスケジュールが決定される。
図6Aに、ステップS513のスケジュールチェック処理を示す。まずステップS601で決定したスケジュールが適切か判定する。適切であるとは、上述したように、たとえば決定したスケジュールが或る制約に適合していることである。たとえば入庫中の全ての利用者を入庫中ユーザ情報206で特定し、それら利用者の充電スケジュール情報213を取得する。そしてその充電スケジュールを参照して、並列で進行する充電により消費される電流が例えば契約した上限を超えていないか判定し、超えていなければ適切と判定できる。これはもちろん一例であって、他の制約についても適切であるか判定してよい。
スケジュールが適切であれば、当該充電スケジュールをそのまま保存する(S603)。再スケジュールが行われていない場合には、ステップS603を行わずにそのまま処理を終了してもよい。またスケジュールが適切でなければ、決定したスケジュールの優先度が高または中(すなわち最低ではない)か否か判定し(S605)、高または中であれば、より低い優先度のスケジュールを他の空き時間帯に移動する(S607)。空き時間とは、その時間帯に充電をスケジュールする余地がある時間帯であり、たとえば上述した所定の制約に触れることなく充電をスケジュールできる時間帯である。なお、移動しようとするスケジュールの優先度が最低で、かつ、その移動先となる空き時間が確保できない場合には、そのスケジュールを取り消してもよい。また、移動対象のスケジュールの優先度が中優先度であり、そのスケジュールを出庫時刻に合わせたスケジュールに設定し直す場合には、優先度を高優先度に設定し直す必要がある(ステップS507と同様)。
次に、既存のより低い優先度のスケジュールを移動または取消ができたか否かを判定する(S609)。移動または取消ができた場合にはステップS601へ分岐する。なお、スケジュールの移動は、たとえば2つの時間帯で交互に移動し続けることで、ステップS601からステップS609-YESまでで形成されるループが繰り返されるおそれがある。そこで、一つの車両のスケジュールを移動した場合、移動元の時間帯にマークしておき、ループを防ぐことが望ましい。
ステップS609で、より優先度の低いスケジュールの移動も取消もできなかったと判定した場合には、充電の終了が出庫予定時期を超えて充電をスケジュールしなければならない可能性がある。そこで、その旨の警告を表示等により出力し(S611)、充電を再スケジューリングして、出庫予定時刻に制約されない充電スケジュールを設定する(S613)。その後ステップS601へ分岐する。なお決定した充電スケジュールは充電スケジュール情報213に保存される。
ステップS605において現在設定中の充電スケジュールの優先度が低優先度であると判定された場合には、そのスケジュールを移動できる空き時間帯があるか判定する(S615)。なければ現在設定中の充電スケジュールを取り消してステップS601に分岐する。空き時間帯があれば、その空き時間帯を利用して再スケジューリングする(S613)。以上の手順により、スケジュールの適切化を実現できる。なお、制約としては電流の上限値を例に説明したが、たとえば充電ステーションの数などであってもよい。
●放電スケジュール決定処理
図6Bに、ステップS413で、充電できず放電のみできる車両であると判定した場合の放電スケジュールの決定のための処理を示す。放電とは、たとえば内燃機関発電機や燃料電池から放電してそれを系統電力へと販売するために行われる。まずVPPのための車両の利用が許可されているか判定する(S621)。許可されていれば、放電スケジュールを決定する(S623)。この場合にも、原価と電力の売価とを比較し、原価の方が高ければ放電スケジュールを行わないようにしてもよい。原価は、発電のために使用する水素や燃料の価格であってよい。また、放電終了時刻は設定しなくともよい。燃料が尽きたなら車両が放電を停止するので、そこまで放電してもよい。一方、VPPが許可されていないか、あるいは車両シェアが許可されているかのいずれかの場合には、出庫予定時刻が設定されており、かつ車両シェアが許可されているか判定する(S625)。出庫予定時期が設定されており、かつシェアが許可されていれば、シェアの初期的なスケジュールを設定する(S627)。これはステップS517と同様である。すなわち、たとえば現時点から出庫予定時期までの間に、利用要求に応じて注目車両を貸し出す。ステップS625で否と判定されている場合にはなにもすることなく処理を終了する。なお、燃料代を駐車料金とは別に駐車場の利用者(たとえば車両の所有者)に請求する場合には、VPPを行う前、またはシェアに供する前に燃料を満了まで補給しておき、その料金を請求する。シェアの場合には、車両を利用した利用者に対して使用した燃料代を請求し、VPPの場合には、駐車場の管理者の負担で、VPPのために使用した燃料をたとえば満了まで補充する。もちろんこれは一例であり、他の方法もとり得る。
●充電/放電スケジュールの実行
さて、図5および図6A及び6Bの手順で設定された充電/放電スケジュールは、図7の手順で実行される。図7の手順は、例えば図1のステーション制御部203による処理に相当する。管理サーバ101は、図7の手順で充電/放電スケジュールを走査し、何らかの操作を行う時刻に達すると、該当する操作を実行する。走査の対象となるスケジュールは、入庫ユーザ情報206に記録されたユーザIDを持つユーザレコードに記録された充電スケジュール情報213である。なお図8(A)の手順で作成されるシェアスケジュール情報214も図7の手順による走査の対象としてもよい。
まず全ての走査対象スケジュールを順次走査して、現在時刻において充電または放電の開始時期に達した車両の有無を判定する(S701)。充電や放電の開始時期に達したスケジュールがあれば、該当する車両が接続された充電ステーション111に対して充電または放電の開始を指示する(S703)。車両のシステムに対する指示が必要な場合には、充電ステーション111を介して接続された車両112にも充電または放電の開始の指示を送信する。そして充電履歴情報212に、充電または放電を開始したこととその時刻とを記録する(S705)。充電または放電の開始に関する処理をおえたなら、次に充電または放電の終了時期に達した車両の有無を判定する(S707)。充電や放電の終了時期に達したスケジュールがあれば、該当する車両が接続された充電ステーション111に対して充電または放電の終了を指示する(S709)。車両のシステムに対する指示が必要な場合には、充電ステーション111を介して接続された車両112にも充電または放電の終了の指示を送信する。そして充電履歴情報212に、充電または放電を終了したこととその時刻とを記録する(S711)。このとき、終了したスケジュールに関する情報を、充電スケジュール情報21から消去してもよい。そして、行った操作が放電(すなわち売電)の終了であった場合には、販売した電力の金額や電力量などに応じたポイントをポイント情報215に加算する(S713)。それら処理が終わったなら、あるいは終了時期に達しているスケジュールが走査対象には無いと判定されたなら、所定時間待機してからステップS701へ戻る。この動作によって、スケジュールに従って、充電または売電を実現することができる。
る方法の一例に過ぎない。
●シェアスケジュールの予約及び精算処理
図8Aに、車両シェアの予約処理の手順を示す。図8A及び8Bの手順は、図2の車両スケジュール部202による処理に相当する。管理サーバ101は、まずユーザ端末102やインターネットを介した情報端末等からシェアの予約を受け付ける。受け付けのためにはたとえば所定のHTMLデータなどを管理サーバ101に用意しておき、そのページにアクセスすることで、予約のための情報を利用者が入力できるように構成しておけばよい。入力された情報には例えばユーザIDと利用スケジュールとが含まれる。
まず入力された利用スケジュールと合致する空き車両(使用予定のない車両)を、シェアスケジュール情報214を参照して探索し(S801)、該当する車両の有無を判定する(S803)。このとき探索の対象は、実際に入庫されている車両とする。該当する車両があれば、その車両のシェアスケジュール情報214に、貸し出し時期および返却時期を記録する(S811)。一方、該当する車両が無ければ、実際の車両は入庫していないが、入庫予定のある車両のうち、その車両の所有者に一定の信頼度が認められる車両を対象として探索する。そこでそのような入庫予定があるか判定する(S805)。信頼度はたとえば図9で説明するスケジュール遵守のインセンティブを基準として測り、このインセンティブが所定値以上付与されていれば信頼できると判定する。そして信頼できる入庫予定があれば、その予定を対象として、該当するものがあるか判定する(S807)。該当するものがあればステップS811で該当する車両をスケジュールする。また該当する車両がなければ。その旨を出力して(S809)、処理を終了する。なお、ステップS805で、全ユーザを対象として探索するのは手間なので、たとえば入庫予定情報に関しては、未実施の入庫予定情報(入庫時期及び出庫時期をまとめた情報)を別途用意し、それを探索対象としてもよい。
●車両シェアの精算処理
図8Bに車両シェアの精算処理の手順を示す。この処理は例えば車両スケジュール部202で実行される。シェアの利用者は車両を返却する際にその旨を例えばユーザ端末102や利用者の持つ情報端末から入する。管理サーバ101はその入力を受信し(S811)、シェアの開始時期と終了時期とを確定させ、たとえばその貸出時間に応じた料金を要求し、入金を受け付けて料金の精算を行う(S813)。そして例えばその料金に応じたポイントを、車両の所有者のユーザレコードのポイント情報215に加算する(S815)。なお精算した料金を車両の所有者に分配してもよいがその説明は省略する。以上のようにして、車両シェアに車両を提供した利用者は、ポイントを得ることができる。
●インセンティブ処理
図9に、利用者に対するインセンティブ付与の手順を示す。この処理は例えばユーザ管理部204により実行され、特にインセンティブ設定部2041により実行される。またこの処理は、定期的に、例えば1月に一度所定の日の所定の時間などに、全利用者を対象として実行されればよい。まずひとつのユーザレコードに着目し、ポイント情報215に基づいてインセンティブを計算する(S901)。計算は、たとえばポイントとインセンティブとが等しいなら、特に何もしなくともよいが、変換が必要ならその変換を行う。得られたインセンティブをインセンティブ情報216に保存する(S903)。そして、入出庫の予約があった場合には、その予定と実際の入庫および出庫が一致しているか判定する(S905)。一致の程度はたとえば0.5時間程度など、所定の時間差であれば一致と判定してよい。判定の結果一致していれば、予定を遵守したことに対するインセンティブを追加的に付与する(S907)。このステップS907で加算するインセンティブは、ステップS903で付与したインセンティブと同様にインセンティブ情報216に加算されるとともに、それとは別に保持され、ステップS805で信頼できるか否かを判定する際に参照される。そしてステップS909で全ユーザについてインセンティブ処理を施したか判定し、未処理のユーザがあればそのユーザに注目してステップS901から反復する。
インセンティブは、たとえば駐車料金の値引きで付与してもよいし、一般的なポイントカードへのポイントの加点という形で付与してもよい。また本実施形態では充電のための電気料金は駐車料金に含むものとしたが、別途請求する場合にはその電気料金にインセンティブを充当してもよい。ステップS907で加算するインセンティブは、予定通りに車両を入庫し、また出庫していれば、その予定に基づいてシェアの予約を受け付けることができるので、シェアによる収益の増大が見込めることから付与するものである。これによりシェアへの車両提供の動機づけを与えられる。また、ステップS903のインセンティブは、ポイントが多いほど多くを与えるようにすれば、売電量に応じたインセンティブを利用者に付与でき、VPPへの参加の動機づけとなる。
さらに駐車期間が長い利用者に対してはインセンティブを割り増ししたり、追加したりすることで長期量を促すことができる。これによっていっそう計画的な電力供給を図ることができる。さらに、インセンティブの付与に関して、VPPやカーシェアでの運用のスケジューリングのためには、入庫予定や出庫予定を早期にわかっていること、または駐車期間が長期であることが好ましい。そこで、長期間駐車するユーザに対しては追加的なインセンティブ付与することに加えて、早期に駐車場の利用を予約するユーザ(早期通知のユーザ)についても、割増しでインセンティブを付与することが望ましい。これはシェアのみならず、VPPについても同様である。そこで図9のステップS907では、上述の例では予定を守ったユーザに対してインセンティブを追加的に付与しているが、連続して長期間利用したユーザ及び/又は早期予約をしたユーザに対しても、インセンティブを追加的に付与してよい。長期間とは、たとえば適当な期間をあらかじめ定め、利用期間がその定めた期間に該当すれば、その期間に対応するインセンティブを追加すればよい。また、早期予約についても同様に、予約が利用のどの程度前にされたかに応じてインセンティブを付与すればよい。ただし早期予約はユーザがそれを守らなければ意味がないので、利用のみではインセンティブは付与されず、実際の利用時期との一致をステップS905と同様に判定し、一致していると判断されたならインセンティブを追加するように構成してよい。
また、充電の電源として系統電力ではなく、独自の電源を用いることで、より電力の原価を下げ、売電による利益を上げることもできる。さらに、充電のスケジュールに制約に応じた優先度を設けることで、充電の必要性の高さに応じてスケジュールを決定できる。さらに、充電/放電スケジュールについても、車両シェアと同様に、信頼できる利用者による入庫予定(入庫予約)に従って決定してもよい。
なお、上記実施形態では、入庫予約された車両に関しては、シェアにのみ利用し、VPPとしては利用していない。しかし、図5の処理他の対象を、実際に入庫された車両のみから、図8Aで説明した信頼できる利用者により入庫予約された車両へと拡張してもよい。ただしこの場合には、入庫予約された車両の電力残量は不明であるので、適当な値たとえば残量を0と仮定してスケジュールを決定することが望ましい。このようにすることで、デマンドレスポンスに対して応札するようなシステムにおいて、将来的な、たとえば5分後、1時間後、1日後といった将来のデマンドレスポンスに対しても、たとえば供給可能な電力量を提示して応札できる。
また、本実施形態では、車両ユーザは駐車場と充電設備を自宅に保有しなくても、本実施形態に係る駐車場を利用することでEVを所有することができる。たとえばアパートやマンションといった充電設備を自前で用意できない住環境であっても、EVを所有できる。そして、VPPへの協力インセンティブにより、場合によっては駐車場代や充電料金が無料になる可能性だけでなく、それを超える収益の可能性もある。さらに、将来的には、自動運転が実現すると車両を自動で駐車場に戻すことも可能となり、ユーザが駐車場を用意する必要はなくなることもあり得る。以上から、本実施形態の発明によるユーザにとっての価値は、単純に充電ステーションでのVPPでのインセンティブだけにとどまらない。たとえば、(1)本実施形態の駐車場を利用することで、車両利用者は自宅での駐車場や充電設備が不要となり、付与されたインセンティブにより駐車料金や充電料金などの車両保有で発生する費用も最小化できる。(2)車両が自動運転車であれば、自宅から駐車場まで自動で移動することができ、利用者が駐車場まで運転する必要もなくなるので、駐車場の心配も移動の手間もなくなり、VPPに参加がさらに容易になり、その利益を享受できる。(3)VPPやカーシェアで利益が得られるようになると、車両購入コストの回収も可能となり、利用者の経済的メリットが高まる。
また、車載電力ユニットから系統への電力供給ができない、充電のみ対応のステーション設備であっても、デマンドレスポンスに対応した充電制御は可能である。この場合には、VPPとして系統電力への電力供給を行うことはないが、需要の抑制要求に応えることはできる。そのため、たとえば図5のステップS511で行っている放電のスケジュールをスキップすることで、充電のみのステーションとしてデマンドレスポンスに応じた充電スケジュールを設定し、消費電力の抑制に貢献することができる。
●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
(1)駐車車両の車載電力ユニットから外部への電力供給制御又は、外部から車載電力ユニットへの充電制御の、少なくともいずれかを行う車両管理システム(101)であって、
前記車載電力ユニットと外部との間の電力供給又は充電を制御する制御手段(203)と、
前記車載電力ユニットと外部との間の電力供給又は充電を管理する取引管理手段(201)と、
前記駐車車両に関連付けられた利用者に対して報酬ポイント(216)を設定する報酬ポイント設定手段(2041)を有し、
前記報酬ポイント設定手段は、前記取引管理手段により記録される取引情報(215)に基づいて前記報酬ポイントを設定することを特徴とする。
この構成により、報酬ポイントを提供することで、利用者に対してVPP協力への動機づけとし、デマンドレスポンスに対する電力運用の規模を確保することができる。
(2)
(1)に記載の車両管理システムであって、
前記外部は系統電力網であって、
前記制御手段は、系統電力から供給される電力及び前記系統電力網に供給する電力それぞれの価格を示す価格情報に従って、前記車載電力ユニットからの電力供給、又は前記車載ユニットへの充電の少なくともいずれかを制御することを特徴とする。
この構成により、電力相場を踏まえて、電力取引をすることで利益を確保できる。
(3)
(1)または(2)に記載の車両管理システムであって、
車両の駐車スケジュールの入力を受け付けて記憶する駐車スケジュール管理手段(204、220)をさらに有し、
前記制御手段(203)は、前記駐車スケジュールに応じて前記車載電力ユニットから前記系統電力網への電力供給又は前記車載ユニットへの充電を制御し、
前記報酬ポイント設定手段はさらに、前記駐車スケジュールに従って、前記駐車車両を駐車した利用者に対してさらに報酬ポイントを設定する
ことを特徴とする。
これにより、駐車予定を通知し、かつ予定通りに駐車することの動機づけとし、電力運用の計画的推進ができる。。具体的には、将来の電力需給調整が予定されている場合にも、駐車予定に従ってその電力需給調整の依頼に応えることができ、将来にわたる需給の計画に貢献する。
(4)
(3)に記載の車両管理システムであって、
前記報酬ポイント設定手段(2041)は、前記駐車スケジュール管理手段(202)により前記駐車スケジュールを受け付けた時期、又は該駐車スケジュールにおける駐車時間の長さの少なくともいずれかに応じて前記報酬ポイントを設定することを特徴とする。
この構成により、長期の駐車期間に対して、又は早期の駐車予定通知を促すことで、電力運用の計画的な推進ができる。
(5)
(3)または(4)に記載の車両管理システムであって、
前記駐車スケジュールに従って、前記駐車車両をシェアリング活用するシェアリング管理手段(202)と、
前記報酬ポイント設定手段(2041)は、シェアリングでの利用実績に基づいて駐車車両を提供する利用者に対して報酬ポイントをさらに設定する
ことを特徴とする。
この構成により、電力資源運用として、シェアリングを行うことで、より多様な運用を可能とし、利益増大が期待できる。具体的には、車両を車両のシェアに提供してくれた利用者に対して報酬ポイントを加算することで、駐車場全体として電力を蓄積する空き容量を増加させ、利益の増大と電力需給の平準化に対する効果が期待できる。
(6)
(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
前記駐車車両利用者に設定された報酬ポイントを管理する管理手段を更に有し、
前記管理手段は、前記報酬ポイントを駐車料利用特典として利用者に還元することを特徴とする。
この構成により、駐車場コストを安くすることで利用者の拡大が期待できる。
(7)
(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
前記駐車車両の利用者に設定された報酬ポイントを管理する管理手段と、
前記管理手段は、前記報酬ポイントを充電設備利用特典として利用者に還元することを特徴とする。
この構成により、充電コストを安くすることで、利用者の参加を促すことができる。
(8)
(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
前記車載電力ユニットは、バッテリー、燃料電池、内燃機関発電機、ガス発電機のいずれかであることを特徴とする。
この構成により、多様な車両に対応することで、幅広い利用者に参加してもらえる。
(9)
(1)乃至(8)のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
前記駐車車両の利用者から前記電力供給又は充電を制御することへの許諾意思を確認する意思確認手段(204)とをさらに有することを特徴とする。
この構成により、許諾意思を表明した利用者の車両に限って電力供給を制御し、利用者の意向に沿った運用が可能となる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
本願は、2017年12月28日提出の日本国特許出願特願2017-254284を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (7)

  1. 駐車車両の車載電力ユニットから系統電力網への電力供給制御又は、系統電力網から車載電力ユニットへの充電制御の、少なくともいずれかを行う車両管理システム(101)であって、
    前記車載電力ユニットと系統電力網との間の電力供給又は充電を制御する制御手段(203)と、
    前記車載電力ユニットと系統電力網との間の電力供給又は充電を管理する取引管理手段(201)と、
    前記駐車車両に関連付けられた利用者に対して報酬ポイント(216)を設定する報酬ポイント設定手段(2041)と、
    車両の駐車スケジュールの入力を受け付けて記憶する駐車スケジュール管理手段(202)と、を有し、
    前記報酬ポイント設定手段は、前記取引管理手段により記録される取引情報(215)に基づいて前記報酬ポイントを設定し、
    前記制御手段(203)は、系統電力網から供給される電力及び前記系統電力網に供給する電力それぞれの価格を示す価格情報に従って、かつ、前記駐車スケジュールに応じて、前記車載電力ユニットからの電力供給、又は前記車載電力ユニットへの充電の少なくともいずれかを制御し、
    前記報酬ポイント設定手段はさらに、前記駐車スケジュールに従って、前記駐車車両を駐車した利用者に対してさらに報酬ポイントを設定する
    ことを特徴とする車両管理システム。
  2. 請求項に記載の車両管理システムであって、
    前記報酬ポイント設定手段(2041)は、前記駐車スケジュール管理手段(202)により前記駐車スケジュールを受け付けた時期、又は該駐車スケジュールにおける駐車時間の長さの少なくともいずれかに応じて前記報酬ポイントを設定することを特徴とする車両管理システム。
  3. 請求項またはに記載の車両管理システムであって、
    前記駐車スケジュールに従って、前記駐車車両をシェアリング活用するシェアリング管理手段(202)と、
    前記報酬ポイント設定手段(2041)は、シェアリングでの利用実績に基づいて駐車車両を提供する利用者に対して報酬ポイントをさらに設定する
    ことを特徴とする車両管理システム。
  4. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
    前記駐車車両利用者に設定された報酬ポイントを管理する管理手段を更に有し、
    前記管理手段は、前記報酬ポイントを駐車利用特典として利用者に還元することを特徴とする車両管理システム。
  5. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
    前記駐車車両の利用者に設定された報酬ポイントを管理する管理手段を更に有し
    前記管理手段は、前記報酬ポイントを充電設備利用特典として利用者に還元することを特徴とする車両管理システム。
  6. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
    前記車載電力ユニットは、バッテリー、燃料電池、内燃機関発電機、ガス発電機のいずれかであることを特徴とする車両管理システム。
  7. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の車両管理システムであって、
    前記駐車車両の利用者から前記電力供給又は充電を制御することへの許諾意思を確認する意思確認手段(204)とをさらに有することを特徴とする車両管理システム。
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