JP7823552B2

JP7823552B2 - 通信システム

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Publication number: JP7823552B2
Application number: JP2022198238A
Authority: JP
Inventors: 真志中川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2026-03-04
Anticipated expiration: 2042-12-12
Also published as: JP2024084067A

Description

本開示は、通信システムに関する。

特許文献１には、ユーザの自宅で太陽光発電により発生する余剰電力を電力系統に供給する一方で、ユーザの自宅と異なる場所で電力系統からの電力の供給を受けて車両を充電した場合に、充電に使用された電力がユーザの自宅で発生している余剰電力により賄われたというように管理を行う電力管理システムが開示されている。

特開２０１８－０６１４２９号公報

従来のシステムでは、消費された電力が再生可能エネルギー由来であること、すなわち、二酸化炭素をはじめとした温室効果ガスの発生を伴わずに電力を利用できたことを証明できない。

本開示の目的は、消費された電力が再生可能エネルギー由来であることを証明しやすくすることである。

本開示に係る通信システムは、
再生可能エネルギーによって発電する発電設備と、車両を充電する充電設備と、前記車両とを含む複数要素間の給受電の時刻及び電力量を示す詳細データが給電要素又は受電要素の秘密鍵と証明システムの公開鍵とを用いて前記給電要素又は前記受電要素により暗号化されることで得られた署名データを蓄積する証明システムと、
前記複数要素に含まれる要素ごとに、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量又は使用量を示す電力データを下位システムから受信し、受信した電力データを蓄積し、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況又は使用状況についての照会を受けると、蓄積した電力データを参照して、前記照会への回答を返すエネルギー管理システムとを備える。

本開示によれば、消費された電力が再生可能エネルギー由来であることを証明しやすくなる。

本開示の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。本開示の実施形態に係るエネルギー管理システムの構成を示すブロック図である。本開示の実施形態に係る車両管理サーバの構成を示すブロック図である。本開示の実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。本開示の実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。本開示の実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。

以下、本開示の一実施形態について、図を参照して説明する。

各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。

図１を参照して、本実施形態に係る通信システム８００の構成を説明する。

通信システム８００は、下位システムの一例であるＨＥＭＳ１００と、エネルギー管理システム２００と、下位システムの別の例であるＢＥＭＳ３００と、車両管理サーバ４００と、通信網５００と、電力網６００と、証明システム７００とを備える。「ＨＥＭＳ」は、home energy management systemの略語である。「ＢＥＭＳ」は、building energy management systemの略語である。エネルギー管理システム２００は、通信網５００を介して、ＨＥＭＳ１００、ＢＥＭＳ３００、車両管理サーバ４００、及び証明システム７００と通信可能である。エネルギー管理システム２００は、通信網５００を介して、データベース２２０とも通信可能である。車両管理サーバ４００は、通信網５００を介して、エネルギー管理システム２００、複数の車両４１０、及び証明システム７００と通信可能である。車両管理サーバ４００は、通信網５００を介して、データベース４２０とも通信可能である。

ＨＥＭＳ１００は、ＢＥＶなどの車両４１０を充電する充電設備１１０と、再生可能エネルギーによって発電する発電設備１３０とが設置された住宅１２０において、電力などのエネルギーを管理する１つ以上の機器である。「ＢＥＶ」は、battery electric vehicleの略語である。住宅１２０は、ユーザに帰属する住居又は施設である。充電設備１１０は、ＨＥＭＳ１００に接続された車両４１０と電力の授受を行ってもよい。すなわち、充電設備１１０は、車両４１０を充電するだけでなく、車両４１０から給電されてもよい。充電設備１１０は、例えば、家庭用充電スタンドを含む。発電設備１３０は、例えば、ソーラーパネル及びパワーコンディショナーを含む。

エネルギー管理システム２００は、データセンターなどの施設に設置され、電力などのエネルギーに関連するサービスを提供する事業者によって運用される。エネルギー管理システム２００は、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属するサーバなどの１つ以上のコンピュータである。

ＢＥＭＳ３００は、ＢＥＶなどの車両４１０を充電する充電設備３１０と、再生可能エネルギーによって発電する発電設備３３０とが設置された大規模施設３２０において、電力などのエネルギーを管理する１つ以上の機器である。大規模施設３２０は、事業所又は店舗など、住宅１２０よりも大規模な施設である。充電設備３１０は、ＢＥＭＳ３００に接続された車両４１０と電力の授受を行ってもよい。すなわち、充電設備３１０は、車両４１０を充電するだけでなく、車両４１０から給電されてもよい。充電設備３１０は、例えば、事業所用充電スタンド又は店舗用充電スタンドを含む。発電設備３３０は、例えば、ソーラーパネル及びパワーコンディショナーを含む。

車両管理サーバ４００は、データセンターなどの施設に設置され、複数の車両４１０に関連するサービスを提供する事業者によって運用される。車両管理サーバ４００は、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属するコンピュータである。

通信網５００は、インターネット、少なくとも１つのＷＡＮ、少なくとも１つのＭＡＮ、又はこれらの任意の組合せを含む。「ＷＡＮ」は、wide area networkの略語である。「ＭＡＮ」は、metropolitan area networkの略語である。通信網５００は、少なくとも１つの無線ネットワーク、少なくとも１つの光ネットワーク、又はこれらの任意の組合せを含んでもよい。無線ネットワークは、例えば、アドホックネットワーク、セルラーネットワーク、無線ＬＡＮ、衛星通信ネットワーク、又は地上マイクロ波ネットワークである。「ＬＡＮ」は、local area networkの略語である。

電力網６００は、発電所６１０から電力を買い取り、買い取った電力を住宅１２０又は大規模施設３２０などの需要家に供給するシステム、すなわち、電力系統である。発電所６１０には、ソーラーパネルなどの発電設備６２０が設置されている。

証明システム７００は、データセンターなどの施設に設置され、行政機関などの公的機関によって運用される。証明システム７００は、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属するサーバなどの１つ以上のコンピュータである。

図１を参照して、本実施形態の概要を説明する。

証明システム７００は、署名データＧｉを、通信網５００を介してＨＥＭＳ１００又はＢＥＭＳ３００などの下位システムから受信する。あるいは、証明システム７００は、署名データＧｉが下位システムからエネルギー管理システム２００に転送される場合は、署名データＧｉを、通信網５００を介してエネルギー管理システム２００から受信してもよい。署名データＧｉは、詳細データＤｉが給電要素の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とを用いて給電要素により暗号化されることで得られたデータである。詳細データＤｉは、発電設備１３０，３３０と、充電設備１１０，３１０と、車両４１０とを含む複数要素間の給受電の時刻及び電力量を示すデータである。給電要素は、複数要素のうち、他の要素に電力を供給する要素である。証明システム７００は、受信した署名データＧｉを蓄積する。

エネルギー管理システム２００は、電力データＰｉを、通信網５００を介して下位システムから受信する。電力データＰｉは、複数要素に含まれる要素ごとに、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量を示すデータである。エネルギー管理システム２００は、受信した電力データＰｉをデータベース２２０に蓄積する。エネルギー管理システム２００は、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況についての照会を受けると、データベース２２０に蓄積した電力データＰｉを参照して、照会への回答を返す。例えば、電力データＰｉで、発電設備１３０から充電設備１１０への電力の供給量が１０ｋＷｈであり、充電設備１１０から車両４１０への電力の供給量が３０ｋＷｈであることが示されていたとする。この場合、充電設備１１０から車両４１０への、再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量についての照会に対しては「１０ｋＷｈ」という回答が返される。

本実施形態によれば、任意の要素から供給されて消費された電力が再生可能エネルギー由来であることを証明しやすくなる。すなわち、二酸化炭素をはじめとした温室効果ガスの発生を伴わずに電力を利用できたことを証明しやすくなる。

証明システム７００は、署名データＧｊを、通信網５００を介して下位システムから更に受信する。あるいは、証明システム７００は、署名データＧｊが下位システムからエネルギー管理システム２００に転送される場合は、署名データＧｊを、通信網５００を介してエネルギー管理システム２００から受信してもよい。署名データＧｊは、詳細データＤｊが受電要素の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とを用いて受電要素により暗号化されることで得られたデータである。詳細データＤｊは、複数要素間の給受電の時刻及び電力量を示すデータである。受電要素は、複数要素のうち、他の要素から電力の供給を受ける要素である。証明システム７００は、受信した署名データＧｊを蓄積する。

エネルギー管理システム２００は、電力データＰｊを、通信網５００を介して下位システムから更に受信する。電力データＰｊは、複数要素に含まれる要素ごとに、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量を示すデータである。エネルギー管理システム２００は、受信した電力データＰｊをデータベース２２０に蓄積する。エネルギー管理システム２００は、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況についての照会を受けると、データベース２２０に蓄積した電力データＰｊを参照して、照会への回答を返す。例えば、電力データＰｊで、充電設備１１０での、車両４１０の充電のための、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量が１０ｋＷｈであることが示されていたとする。この場合、充電設備１１０での、車両４１０の充電のための、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量についての照会に対しては「１０ｋＷｈ」という回答が返される。

本実施形態によれば、任意の要素で消費された電力が再生可能エネルギー由来であることを証明しやすくなる。すなわち、二酸化炭素をはじめとした温室効果ガスの発生を伴わずに電力を利用できたことを証明しやすくなる。

エネルギー管理システム２００は、データベース２２０に蓄積した電力データＰｉ，Ｐｊを参照して、報告データＲｘを生成する。報告データＲｘは、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況及び使用状況を示すデータである。例えば、電力データＰｉで、発電設備１３０から充電設備１１０への電力の供給量が１０ｋＷｈであり、充電設備１１０から車両４１０への電力の供給量が３０ｋＷｈであることが示されていたとする。電力データＰｊで、充電設備１１０での、車両４１０の充電のための、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量が１０ｋＷｈであることが示されていたとする。この場合、報告データＲｘでは、充電設備１１０から車両４１０への、再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量が１０ｋＷｈであること、及び充電設備１１０での、車両４１０の充電のための、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量が１０ｋＷｈであることが示される。エネルギー管理システム２００は、生成した報告データＲｘを、通信網５００を介して証明システム７００に送信する。

証明システム７００は、報告データＲｘを、通信網５００を介してエネルギー管理システム２００から受信する。証明システム７００は、報告データＲｘで示される供給状況及び使用状況の間の不整合を検知すると、蓄積した署名データＧｉ，Ｇｊをそれぞれ復号することで詳細データＤｉ，Ｄｊを取得する。証明システム７００は、取得した詳細データＤｉ，Ｄｊを分析することで当該不整合の発生源を特定する。

本実施形態によれば、消費された電力が再生可能エネルギー由来であることについて疑義が生じた場合に、疑義を解明しやすくなる。

車両管理サーバ４００は、車両４１０での電力の使用状況を監視する。具体的には、車両管理サーバ４００は、暗号化データＥｋを、通信網５００を介して車両４１０から受信する。暗号化データＥｋは、詳細データＤｋが車両４１０の秘密鍵と車両管理サーバ４００の公開鍵とを用いて車両４１０により暗号化されることで得られたデータである。詳細データＤｋは、車両４１０での電力消費の時刻及び電力量を示すデータである。車両管理サーバ４００は、受信した暗号化データＥｋを復号することで得られたデータを詳細データＤｋとしてデータベース４２０に蓄積する。

車両管理サーバ４００は、署名データＧｋを、通信網５００を介して車両４１０から受信する。署名データＧｋは、詳細データＤｋが車両４１０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とを用いて車両４１０により暗号化されることで得られたデータである。車両管理サーバ４００は、受信した署名データＧｋを、通信網５００を介して証明システム７００に送信する。

証明システム７００は、署名データＧｋを、通信網５００を介して車両管理サーバ４００から受信する。証明システム７００は、受信した署名データＧｋを蓄積する。

エネルギー管理システム２００は、データベース２２０に蓄積した電力データＰｉを参照して、報告データＲｙを生成する。報告データＲｙは、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況を示すデータである。例えば、電力データＰｉで、発電設備１３０から充電設備１１０への電力の供給量が１０ｋＷｈであり、充電設備１１０から車両４１０への電力の供給量が３０ｋＷｈであることが示されていたとする。この場合、報告データＲｙでは、充電設備１１０から車両４１０への、再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量が１０ｋＷｈであることが示される。エネルギー管理システム２００は、生成した報告データＲｙを、通信網５００を介して車両管理サーバ４００及び証明システム７００に送信する。

車両管理サーバ４００は、報告データＲｙを、通信網５００を介してエネルギー管理システム２００から受信する。車両管理サーバ４００は、報告データＲｙで示される供給状況と、車両４１０での電力の使用状況とに応じて、車両４１０での、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況を特定する。例えば、報告データＲｙで、充電設備１１０から車両４１０への、再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量が１０ｋＷｈであることが示されていたとする。データベース４２０に蓄積された詳細データＤｋから、車両４１０での電力の使用量が２０ｋＷｈであることがわかるとする。この場合、車両４１０での、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量が１０ｋＷｈであることが特定される。車両管理サーバ４００は、報告データＲｚを生成する。報告データＲｚは、車両管理サーバ４００により特定された使用状況を示すデータである。車両管理サーバ４００は、生成した報告データＲｚを、通信網５００を介して証明システム７００に送信する。

証明システム７００は、報告データＲｙを、通信網５００を介してエネルギー管理システム２００から受信する。証明システム７００は、報告データＲｚを、通信網５００を介して車両管理サーバ４００から受信する。証明システム７００は、受信した報告データＲｙで示される供給状況、及び受信した報告データＲｚで示される使用状況の間の不整合を検知すると、蓄積した署名データＧｉ，Ｇｋをそれぞれ復号することで詳細データＤｉ，Ｄｋを取得する。証明システム７００は、取得した詳細データＤｉ，Ｄｋを分析することで当該不整合の発生源を特定する。

車両管理サーバ４００は、車両４１０での、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況についての照会を受けると、報告データＲｙで示される供給状況と、車両４１０での電力の使用状況とに応じて、車両４１０での、少なくとも再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況を特定する。車両管理サーバ４００は、特定した使用状況についての回答を返す。例えば、車両４１０での、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量が１０ｋＷｈであることが特定されたとすると、車両４１０での、再生可能エネルギーによって発電された電力の使用量についての照会に対しては「１０ｋＷｈ」という回答が返される。

本実施形態によれば、車両４１０で消費された電力が再生可能エネルギー由来であることを証明しやすくなる。すなわち、二酸化炭素をはじめとした温室効果ガスの発生を伴わずに電力を利用できたことを証明しやすくなる。

本実施形態では、エネルギー管理システム２００は、暗号化データＥｉを、通信網５００を介して下位システムから受信する。暗号化データＥｉは、電力データＰｉが下位システムの秘密鍵とエネルギー管理システム２００の公開鍵とを用いて下位システムにより暗号化されることで得られたデータである。エネルギー管理システム２００は、受信した暗号化データＥｉを復号することで得られたデータを電力データＰｉとしてデータベース２２０に蓄積する。

本実施形態では、エネルギー管理システム２００は、暗号化データＥｊを、通信網５００を介して下位システムから更に受信する。暗号化データＥｊは、電力データＰｊが下位システムの秘密鍵とエネルギー管理システム２００の公開鍵とを用いて下位システムにより暗号化されることで得られたデータである。エネルギー管理システム２００は、受信した暗号化データＥｊを復号することで得られたデータを電力データＰｊとしてデータベース２２０に蓄積する。

本実施形態によれば、セキュリティが向上する。

図２を参照して、本実施形態に係るエネルギー管理システム２００の構成を説明する。

エネルギー管理システム２００は、制御部２０１と、記憶部２０２と、通信部２０３とを備える。

制御部２０１は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのプログラマブル回路、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの任意の組合せを含む。プロセッサは、ＣＰＵ若しくはＧＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。「ＣＰＵ」は、central processing unitの略語である。「ＧＰＵ」は、graphics processing unitの略語である。プログラマブル回路は、例えば、ＦＰＧＡである。「ＦＰＧＡ」は、field-programmable gate arrayの略語である。専用回路は、例えば、ＡＳＩＣである。「ＡＳＩＣ」は、application specific integrated circuitの略語である。制御部２０１は、エネルギー管理システム２００の各部を制御しながら、エネルギー管理システム２００の動作に関わる処理を実行する。

記憶部２０２は、少なくとも１つの半導体メモリ、少なくとも１つの磁気メモリ、少なくとも１つの光メモリ、又はこれらの任意の組合せを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、又はフラッシュメモリである。「ＲＡＭ」は、random access memoryの略語である。「ＲＯＭ」は、read only memoryの略語である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。「ＳＲＡＭ」は、static random access memoryの略語である。「ＤＲＡＭ」は、dynamic random access memoryの略語である。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。「ＥＥＰＲＯＭ」は、electrically erasable programmable read only memoryの略語である。フラッシュメモリは、例えば、ＳＳＤである。「ＳＳＤ」は、solid-state driveの略語である。磁気メモリは、例えば、ＨＤＤである。「ＨＤＤ」は、hard disk driveの略語である。記憶部２０２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部２０２には、エネルギー管理システム２００の動作に用いられるデータと、エネルギー管理システム２００の動作によって得られたデータとが記憶される。データベース２２０は、本実施形態では、通信部２０３が接続可能な外部のストレージに構築されるが、記憶部２０２に構築されてもよい。

通信部２０３は、少なくとも１つの通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、Ethernet（登録商標）などの有線ＬＡＮ通信規格、又はＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮ通信規格に対応したインタフェースである。「ＩＥＥＥ」は、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略称である。通信部２０３は、ＨＥＭＳ１００、ＢＥＭＳ３００、車両管理サーバ４００、及び証明システム７００と通信を行う。通信部２０３は、エネルギー管理システム２００の動作に用いられるデータを受信し、またエネルギー管理システム２００の動作によって得られるデータを送信する。

エネルギー管理システム２００の機能は、本実施形態に係るエネルギー管理プログラムを、制御部２０１としてのプロセッサで実行することにより実現される。すなわち、エネルギー管理システム２００の機能は、ソフトウェアにより実現される。エネルギー管理プログラムは、エネルギー管理システム２００の動作をコンピュータに実行させることで、コンピュータをエネルギー管理システム２００として機能させる。すなわち、コンピュータは、エネルギー管理プログラムに従ってエネルギー管理システム２００の動作を実行することによりエネルギー管理システム２００として機能する。

プログラムは、非一時的なコンピュータ読取り可能な媒体に記憶しておくことができる。非一時的なコンピュータ読取り可能な媒体は、例えば、フラッシュメモリ、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又はＲＯＭである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記憶したＳＤカード、ＤＶＤ、又はＣＤ－ＲＯＭなどの可搬型媒体を販売、譲渡、又は貸与することによって行う。「ＳＤ」は、Secure Digitalの略語である。「ＤＶＤ」は、digital versatile discの略語である。「ＣＤ－ＲＯＭ」は、compact disc read only memoryの略語である。プログラムをサーバのストレージに格納しておき、サーバから他のコンピュータにプログラムを転送することにより、プログラムを流通させてもよい。プログラムをプログラムプロダクトとして提供してもよい。

コンピュータは、例えば、可搬型媒体に記憶されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、主記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、主記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサで読み取り、読み取ったプログラムに従った処理をプロセッサで実行する。コンピュータは、可搬型媒体から直接プログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行してもよい。コンピュータは、コンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行してもよい。サーバからコンピュータへのプログラムの転送は行わず、実行指示及び結果取得のみによって機能を実現する、いわゆるＡＳＰ型のサービスによって処理を実行してもよい。「ＡＳＰ」は、application service providerの略語である。プログラムは、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものを含む。例えば、コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。

エネルギー管理システム２００の一部又は全ての機能が、制御部２０１としてのプログラマブル回路又は専用回路により実現されてもよい。すなわち、エネルギー管理システム２００の一部又は全ての機能が、ハードウェアにより実現されてもよい。

図３を参照して、本実施形態に係る車両管理サーバ４００の構成を説明する。

車両管理サーバ４００は、制御部４０１と、記憶部４０２と、通信部４０３とを備える。

制御部４０１は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのプログラマブル回路、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの任意の組合せを含む。プロセッサは、ＣＰＵ若しくはＧＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。プログラマブル回路は、例えば、ＦＰＧＡである。専用回路は、例えば、ＡＳＩＣである。制御部４０１は、車両管理サーバ４００の各部を制御しながら、車両管理サーバ４００の動作に関わる処理を実行する。

記憶部４０２は、少なくとも１つの半導体メモリ、少なくとも１つの磁気メモリ、少なくとも１つの光メモリ、又はこれらの任意の組合せを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、又はフラッシュメモリである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。フラッシュメモリは、例えば、ＳＳＤである。磁気メモリは、例えば、ＨＤＤである。記憶部４０２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部４０２には、車両管理サーバ４００の動作に用いられるデータと、車両管理サーバ４００の動作によって得られたデータとが記憶される。データベース４２０は、本実施形態では、通信部４０３が接続可能な外部のストレージに構築されるが、記憶部４０２に構築されてもよい。

通信部４０３は、少なくとも１つの通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、Ethernet（登録商標）などの有線ＬＡＮ通信規格、又はＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮ通信規格に対応したインタフェースである。通信部４０３は、エネルギー管理システム２００、複数の車両４１０、及び証明システム７００と通信を行う。通信部４０３は、車両管理サーバ４００の動作に用いられるデータを受信し、また車両管理サーバ４００の動作によって得られるデータを送信する。

車両管理サーバ４００の機能は、本実施形態に係る車両管理プログラムを、制御部４０１としてのプロセッサで実行することにより実現される。すなわち、車両管理サーバ４００の機能は、ソフトウェアにより実現される。車両管理プログラムは、車両管理サーバ４００の動作をコンピュータに実行させることで、コンピュータを車両管理サーバ４００として機能させる。すなわち、コンピュータは、車両管理プログラムに従って車両管理サーバ４００の動作を実行することにより車両管理サーバ４００として機能する。

車両管理サーバ４００の一部又は全ての機能が、制御部４０１としてのプログラマブル回路又は専用回路により実現されてもよい。すなわち、車両管理サーバ４００の一部又は全ての機能が、ハードウェアにより実現されてもよい。

図４から図６を参照して、本実施形態に係る通信システム８００の動作を説明する。この動作は、本実施形態に係る通信方法に相当する。

通信システム８００の動作のうち、ＢＥＭＳ３００に関連する動作については、ＨＥＭＳ１００に関連する動作と同様であるため、説明を省略する。大規模施設３２０の充電設備３１０、発電設備３３０、及びその他設備、並びに充電設備３１０により充電される車両４１０に関連する動作についても、住宅１２０の充電設備１１０、発電設備１３０、及びその他設備、並びに充電設備１１０により充電される車両４１０に関連する動作と同様であるため、説明を省略する。

図４に示した各ステップにおいて、各要素は、自身が保持する署名用の秘密鍵に対応する公開鍵を、自身を示すＩＤとともに証明システム７００に登録する。「ＩＤ」は、identifierの略語である。証明システム７００は、各要素から共有されている公開鍵を用いて署名を検証することができる。各要素は、証明システム７００のみが検証できる秘密鍵に対応する公開鍵を証明システム７００から取得する。各ステップの具体的な処理について以下に示す。

ステップＳ０１において、車両管理サーバ４００の制御部４０１は、車両管理サーバ４００のＩＤ及び公開鍵を、通信部４０３を介して証明システム７００に送信することで、車両管理サーバ４００の公開鍵を、車両管理サーバ４００のＩＤとともに証明システム７００に登録する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、証明システム７００の公開鍵を、通信部４０３を介して証明システム７００から受信する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、受信した公開鍵を記憶部４０２に記憶する。

ステップＳ０２において、エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、エネルギー管理システム２００のＩＤ及び公開鍵を、通信部２０３を介して証明システム７００に送信することで、エネルギー管理システム２００の公開鍵を、エネルギー管理システム２００のＩＤとともに証明システム７００に登録する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、証明システム７００の公開鍵を、通信部２０３を介して証明システム７００から受信する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、受信した公開鍵を記憶部２０２に記憶する。

ステップＳ０３において、ＨＥＭＳ１００は、ＨＥＭＳ１００の公開鍵を、ＨＥＭＳ１００のＩＤとともに証明システム７００に登録する。ＨＥＭＳ１００は、証明システム７００の公開鍵を証明システム７００から取得する。

ステップＳ０４、ステップＳ０６、及びステップＳ０７において、住宅１２０の、充電設備１１０以外の電力を消費する設備、充電設備１１０、及び発電設備１３０は、それぞれ当該設備の公開鍵を、当該設備のＩＤとともに証明システム７００に登録する。住宅１２０の、充電設備１１０以外の電力を消費する設備、充電設備１１０、及び発電設備１３０は、それぞれ証明システム７００の公開鍵を証明システム７００から取得する。

ステップＳ０５において、車両４１０は、車両４１０の公開鍵を、車両４１０のＩＤとともに証明システム７００に登録する。車両４１０は、証明システム７００の公開鍵を証明システム７００から取得する。

ステップＳ１１において、エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、エネルギー管理システム２００の公開鍵を、通信部２０３を介して車両管理サーバ４００に送信する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、エネルギー管理システム２００の公開鍵を、通信部４０３を介してエネルギー管理システム２００から受信する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、受信した公開鍵を記憶部４０２に記憶する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、車両管理サーバ４００の公開鍵を、通信部４０３を介してエネルギー管理システム２００に送信する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、車両管理サーバ４００の公開鍵を、通信部２０３を介して車両管理サーバ４００から受信する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、受信した公開鍵を記憶部２０２に記憶する。

ステップＳ１２において、車両４１０は、車両４１０のＩＤ及び公開鍵を車両管理サーバ４００に送信する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、車両４１０のＩＤ及び公開鍵を、通信部４０３を介して車両４１０から受信する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、受信したＩＤ及び公開鍵を記憶部４０２に記憶する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、車両管理サーバ４００の公開鍵を、通信部４０３を介して車両４１０に送信する。車両４１０は、車両管理サーバ４００の公開鍵を車両管理サーバ４００から取得する。

ステップＳ１３において、ＨＥＭＳ１００は、ＨＥＭＳ１００のＩＤ及び公開鍵をエネルギー管理システム２００に送信する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、ＨＥＭＳ１００のＩＤ及び公開鍵を、通信部２０３を介してＨＥＭＳ１００から受信する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、受信したＩＤ及び公開鍵を記憶部２０２に記憶する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、エネルギー管理システム２００の公開鍵を、通信部２０３を介してＨＥＭＳ１００に送信する。ＨＥＭＳ１００は、エネルギー管理システム２００の公開鍵をエネルギー管理システム２００から取得する。

ステップＳ１４、ステップＳ１６、及びステップＳ１７において、住宅１２０の、充電設備１１０以外の電力を消費する設備、充電設備１１０、及び発電設備１３０は、それぞれ当該設備の公開鍵を、当該設備のＩＤとともにＨＥＭＳ１００に登録する。住宅１２０の、充電設備１１０以外の電力を消費する設備、充電設備１１０、及び発電設備１３０は、それぞれＨＥＭＳ１００の公開鍵をＨＥＭＳ１００から取得する。

ステップＳ１５において、車両４１０は、車両４１０の公開鍵を、車両４１０のＩＤとともにＨＥＭＳ１００に登録する。車両４１０は、ＨＥＭＳ１００の公開鍵をＨＥＭＳ１００から取得する。

図５に示した各ステップの具体的な処理について以下に示す。

ステップＳ２１において、住宅１２０の発電設備１３０は、再生可能エネルギーによって生成した電力量を集計する。発電設備１３０は、集計結果を発電設備１３０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ０を生成する。同様に、発電設備１３０は、集計結果を発電設備１３０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ０を生成する。発電設備１３０は、暗号化データＥ０及び署名データＧ０をＨＥＭＳ１００に渡す。発電設備１３０は、電力を住宅１２０の充電設備１１０へ受け渡すと、発電設備１３０のＩＤ、充電設備１１０のＩＤ、充電設備１１０へ受け渡した電力量、及び時刻を示す詳細データＤ１を生成する。発電設備１３０は、詳細データＤ１を発電設備１３０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ１を生成する。同様に、発電設備１３０は、詳細データＤ１を発電設備１３０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ１を生成する。発電設備１３０は、暗号化データＥ１及び署名データＧ１をＨＥＭＳ１００に渡す。

ステップＳ２２において、住宅１２０の充電設備１１０は、充電設備１１０のＩＤ、住宅１２０の発電設備１３０のＩＤ、発電設備１３０より受け取った電力量、及び時刻を示す詳細データＤ２を生成する。充電設備１１０は、詳細データＤ２を充電設備１１０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ２を生成する。同様に、充電設備１１０は、詳細データＤ２を充電設備１１０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ２を生成する。充電設備１１０は、暗号化データＥ２及び署名データＧ２をＨＥＭＳ１００に渡す。

充電設備１１０が電力を車両４１０へ受け渡すと、ステップＳ３１において、充電設備１１０は、充電設備１１０のＩＤ、車両４１０のＩＤ、車両４１０へ受け渡した電力量、及び時刻を示す詳細データＤ３を生成する。充電設備１１０は、詳細データＤ３を充電設備１１０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ３を生成する。同様に、充電設備１１０は、詳細データＤ３を充電設備１１０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ３を生成する。充電設備１１０は、暗号化データＥ３及び署名データＧ３をＨＥＭＳ１００に渡す。

ステップＳ３２において、車両４１０は、車両４１０のＩＤ、住宅１２０の充電設備１１０のＩＤ、充電設備１１０より受け取った電力量、及び時刻を示す詳細データＤ４を生成する。車両４１０は、詳細データＤ４を車両４１０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ４を生成する。同様に、車両４１０は、詳細データＤ４を車両４１０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ４を生成する。車両４１０は、暗号化データＥ４及び署名データＧ４をＨＥＭＳ１００に渡す。

ステップＳ３３において、車両４１０は、ステップＳ３２で生成した詳細データＤ４と同じ内容の詳細データＤ５を車両４１０の秘密鍵と車両管理サーバ４００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ５を生成する。同様に、車両４１０は、詳細データＤ５を車両４１０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ５を生成する。車両４１０は、暗号化データＥ５及び署名データＧ５を車両管理サーバ４００に渡す。

発電設備１３０が電力を住宅１２０の、充電設備１１０以外の電力を消費する設備である、その他設備へ受け渡すと、ステップＳ４１において、発電設備１３０は、発電設備１３０のＩＤ、その他設備のＩＤ、その他設備へ受け渡した電力量、及び時刻を示す詳細データＤ６を生成する。発電設備１３０は、詳細データＤ６を発電設備１３０の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ６を生成する。同様に、発電設備１３０は、詳細データＤ６を発電設備１３０の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ６を生成する。発電設備１３０は、暗号化データＥ６及び署名データＧ６をＨＥＭＳ１００に渡す。

ステップＳ４２において、その他設備は、その他設備のＩＤ、住宅１２０の発電設備１３０のＩＤ、発電設備１３０より受け取った電力量、及び時刻を示す詳細データＤ７を生成する。その他設備は、詳細データＤ７をその他設備の秘密鍵とＨＥＭＳ１００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ７を生成する。同様に、その他設備は、詳細データＤ７をその他設備の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ７を生成する。その他設備は、暗号化データＥ７及び署名データＧ７をＨＥＭＳ１００に渡す。

図６に示した各ステップの具体的な処理について以下に示す。

ステップＳ５１及びステップＳ５２において、ＨＥＭＳ１００は、暗号化データＥ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ７を照合し、配下の要素間での電力のトランザクションが整合していることを検証する。その上で、ＨＥＭＳ１００は、住宅１２０の発電設備１３０が再生可能エネルギーによって生成した電力量と、そのうち、電力網６００に流れた残存電力量、住宅１２０の充電設備１１０が充電に使った電力量及びもしあれば再生可能エネルギーで賄われなかった電力量、並びに住宅１２０で使われた電力量及びもしあれば再生可能エネルギーで賄われなかった電力量とを示す電力データＰ１を生成する。ＨＥＭＳ１００は、電力データＰ１をＨＥＭＳ１００の秘密鍵とエネルギー管理システム２００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ８を生成する。同様に、ＨＥＭＳ１００は、電力データＰ１をＨＥＭＳ１００の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで署名データＧ８を生成する。ＨＥＭＳ１００は、暗号化データＥ８をエネルギー管理システム２００に登録するとともに、署名データＧ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８を証明システム７００に登録する。ＨＥＭＳ１００は、暗号化データＥ８の代わりに、電力データＰ１をエネルギー管理システム２００に渡してもよい。すなわち、ＨＥＭＳ１００は、電力データＰ１を暗号化せずにエネルギー管理システム２００に渡してもよい。

ステップＳ６１において、エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、ＨＥＭＳ１００から取得した電力データＰ１、及びＢＥＭＳ３００など、他の下位システムから同様に取得した電力データをデータベース２２０に蓄積する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、データベース２２０に蓄積した電力データを参照して、報告データＲ１を生成する。報告データＲ１は、例えば、各下位システムの配下の発電設備が再生可能エネルギーによって生成した電力量と、そのうち、電力網６００に流れた残存電力量、各下位システムの配下の充電設備が充電に使った電力量及びもしあれば再生可能エネルギーで賄われなかった電力量、並びに各下位システムの配下のその他設備が消費した電力量及びもしあれば再生可能エネルギーで賄われなかった電力量とについての集計結果を含む。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、報告データＲ１をエネルギー管理システム２００の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ９を生成する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、暗号化データＥ９を証明システム７００に登録する。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、暗号化データＥ９の代わりに、報告データＲ１を証明システム７００に渡してもよい。すなわち、エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、報告データＲ１を暗号化せずに証明システム７００に渡してもよい。エネルギー管理システム２００の制御部２０１は、ユーザ、車両管理サーバ４００、又はＨＥＭＳ１００若しくはＢＥＭＳ３００などの下位システムからの電力量の照会を受けると、データベース２２０に蓄積した電力データ、又は生成済みの報告データＲ１を参照して、回答を返す。

ステップＳ６２において、車両管理サーバ４００の制御部４０１は、エネルギー管理システム２００から、ユーザに帰属する車両４１０への充電の電力量と、その供給源と、供給源ごとの供給割合とを示す報告データＲ２を取得する。

ステップＳ７１において、車両管理サーバ４００の制御部４０１は、署名データＧ５を証明システム７００に登録する。

ステップＳ７２において、車両管理サーバ４００の制御部４０１は、車両４１０から、充電の電力量及び時刻を示す詳細データＤ５を受信しているため、報告データＲ２と詳細データＤ５とを照合し、車両４１０が再生可能エネルギーによって発電された電力で充電された割合、並びに走行などによって消費された電力を減算した残電力量に占める、再生可能エネルギーによって発電された電力の割合、及び供給源ごとの割合を算出する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、算出結果を含む報告データＲ３を車両管理サーバ４００の秘密鍵と証明システム７００の公開鍵とによって署名することで暗号化データＥ１０を生成する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、暗号化データＥ１０を証明システム７００に登録する。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、暗号化データＥ１０の代わりに、報告データＲ３を証明システム７００に渡してもよい。すなわち、車両管理サーバ４００の制御部４０１は、報告データＲ３を暗号化せずに証明システム７００に渡してもよい。車両管理サーバ４００の制御部４０１は、ユーザ又はエネルギー管理システム２００からの電力量の照会を受けると、報告データＲ２と詳細データＤ５とを照合して、又は生成済みの報告データＲ３を参照して、回答を返す。

ステップＳ８１において、証明システム７００は、エネルギー管理システム２００によるエネルギー管理の完全性を証明する。証明システム７００は、自身しか検証できないトランザクションデータをエネルギー管理システム２００から報告データＲ１として受け取っているため、報告データＲ１とエネルギー管理システム２００の直接の配下のＨＥＭＳ１００などの下位システムのトランザクションとに差分があることを検知することができる。証明システム７００は、どこで不一致が発生したのかも検証することができる。

ステップＳ８２において、証明システム７００は、車両管理サーバ４００による車両４１０のエネルギー管理の完全性を証明する。証明システム７００は、エネルギー管理システム２００からの報告データＲ２と、車両管理サーバ４００からの報告データＲ３とから、エネルギー管理システム２００と車両管理サーバ４００との報告内容の不整合を検知することができる。証明システム７００は、どこで不一致が発生したのかも検証することができる。

上述のように、本実施形態では、証明システム７００＞エネルギー管理システム２００＞ＨＥＭＳ１００＞住宅１２０の充電設備１１０、発電設備１３０、及びその他設備という階層構造、証明システム７００＞エネルギー管理システム２００＞ＢＥＭＳ３００＞大規模施設３２０の充電設備３１０、発電設備３３０、及びその他設備という階層構造、並びに証明システム７００＞車両管理サーバ４００＞車両４１０という階層構造が形成されている。これらの階層構造において、設備及び車両４１０は、隣接要素間での電力生成及び利用をトランザクションとして記録しながら上位システムに登録する。各システムから送信される報告は、その上位で内容を検証可能であるとともに、その上位で不整合も検知可能であるため、処理負荷を抑えることができる。

本実施形態によれば、例えば、車両４１０の充電のための電力の供給源を証明する方法及びシステムを提供することができる。電力の発生と供給との経路上で隣接要素間での転送量を相互に署名し、上位システムへ登録することで改ざんの検出を可能とし、車両４１０の走行距離に対して再生可能エネルギー由来での走行割合を証明することができる。再生可能エネルギーによって発電する設備からの供給電力量を証明するとともに、車両４１０の充電に使用された電力の供給量と供給源とを証明し、改ざんを検出することが可能となる。

本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の２つ以上のブロックを統合してもよいし、又は１つのブロックを分割してもよい。フローチャートに記載の２つ以上のステップを記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行してもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

１００ＨＥＭＳ
１１０充電設備
１２０住宅
１３０発電設備
２００エネルギー管理システム
２０１制御部
２０２記憶部
２０３通信部
２２０データベース
３００ＢＥＭＳ
３１０充電設備
３２０大規模施設
３３０発電設備
４００車両管理サーバ
４０１制御部
４０２記憶部
４０３通信部
４１０車両
４２０データベース
５００通信網
６００電力網
６１０発電所
６２０発電設備
７００証明システム
８００通信システム

Claims

再生可能エネルギーによって発電する発電設備と、車両を充電する充電設備と、前記車両とを含む複数要素間の給受電の時刻及び電力量を示す詳細データが給電要素又は受電要素の秘密鍵と証明システムの公開鍵とを用いて前記給電要素又は前記受電要素により暗号化されることで得られた署名データを蓄積する証明システムと、
前記複数要素に含まれる要素ごとに、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量又は使用量を示す電力データを下位システムから受信し、受信した電力データを蓄積し、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況又は使用状況についての照会を受けると、蓄積した電力データを参照して、前記照会への回答を返すエネルギー管理システムとを備え、
前記エネルギー管理システムは、前記電力データを参照して、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況及び使用状況を示す報告データを生成し、生成した報告データを前記証明システムに送信し、
前記証明システムは、前記報告データを前記エネルギー管理システムから受信し、前記報告データで示される供給状況及び使用状況の間の不整合を検知すると、前記署名データを復号することで前記詳細データを取得し、前記詳細データを分析することで当該不整合の発生源を特定する通信システム。
再生可能エネルギーによって発電する発電設備と、車両を充電する充電設備と、前記車両とを含む複数要素間の給受電の時刻及び電力量を示す詳細データが給電要素又は受電要素の秘密鍵と証明システムの公開鍵とを用いて前記給電要素又は前記受電要素により暗号化されることで得られた署名データを蓄積する証明システムと、
前記複数要素に含まれる要素ごとに、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給量又は使用量を示す電力データを下位システムから受信し、受信した電力データを蓄積し、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況又は使用状況についての照会を受けると、蓄積した電力データを参照して、前記照会への回答を返すエネルギー管理システムと、
前記車両での電力の使用状況を監視する車両管理サーバとを備え、
前記証明システムは、前記車両の充電の時刻及び電力量を示す別の詳細データが前記車両の秘密鍵と前記証明システムの公開鍵とを用いて前記車両により暗号化されることで得られた別の署名データを更に蓄積し、
前記エネルギー管理システムは、前記電力データを参照して、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の供給状況を示す報告データを生成し、生成した報告データを前記車両管理サーバ及び前記証明システムに送信し、
前記車両管理サーバは、前記報告データを前記エネルギー管理システムから受信し、前記報告データで示される供給状況と、前記車両での電力の使用状況とに応じて、前記車両での、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況を特定し、特定した使用状況を示す別の報告データを生成し、生成した別の報告データを前記証明システムに送信し、
前記証明システムは、前記報告データを前記エネルギー管理システムから受信し、前記別の報告データを前記車両管理サーバから受信し、前記報告データで示される供給状況、及び前記別の報告データで示される使用状況の間の不整合を検知すると、前記署名データ及び前記別の署名データをそれぞれ復号することで前記詳細データ及び前記別の詳細データを取得し、前記詳細データ及び前記別の詳細データを分析することで当該不整合の発生源を特定する通信システム。
前記車両管理サーバは、前記車両での、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況についての照会を受けると、前記報告データで示される供給状況と、前記車両での電力の使用状況とに応じて、前記車両での、少なくとも前記再生可能エネルギーによって発電された電力の使用状況を特定し、特定した使用状況についての回答を返す請求項２に記載の通信システム。
前記エネルギー管理システムは、前記電力データが前記下位システムの秘密鍵と前記エネルギー管理システムの公開鍵とを用いて前記下位システムにより暗号化されることで得られた暗号化データを前記下位システムから受信し、受信した暗号化データを復号することで得られたデータを前記電力データとして蓄積する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信システム。