特開 2024-175331 エネルギーマネジメント方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175331

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】エネルギーマネジメント方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20241211BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20241211BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241211BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241211BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20241211BHJP

   G16Y 10/40 20200101ALI20241211BHJP

   G16Y 20/20 20200101ALI20241211BHJP

   G16Y 20/30 20200101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

B60L3/00 S

B60L15/20 J

H02J7/00 P

H02J13/00 301A

H02J13/00 311A

G16Y10/40

G16Y20/20

G16Y20/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093035

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森島 彰紀

【テーマコード（参考）】

5G064

5G503

5H125

5L049

5L050

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AA04

5G064AC05

5G064AC09

5G064CB08

5G064CB10

5G064CB21

5G064DA03

5G064DA11

5G503AA01

5G503BA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503CB16

5G503EA05

5G503FA06

5G503GD04

5G503GD06

5H125AA01

5H125AC12

5H125CC04

5H125EE51

5H125EE55

5L049CC06

5L050CC06

(57)【要約】

【課題】電動車を制御するサーバの負荷を軽減しつつ、電動車の行動予定に合ったエネルギーマネジメントを行う。
【解決手段】エネルギーマネジメント方法が、電動車の現在位置または目的地を用いて、複数のサーバの中から、電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバを特定すること（Ｓ２１，Ｓ２２）と、電動車の行動予定に関する情報を、電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバに送信すること（Ｓ２３）とを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車の現在位置または目的地を用いて、複数のサーバの中から、前記電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバを特定することと、
前記電動車の行動予定に関する情報を、前記制御権を有する前記サーバに送信することと、
を含む、エネルギーマネジメント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動車によるエネルギーマネジメント方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２２－１１３４６０号公報（特許文献１）には、電動車が充放電によってエネルギーマネジメントを行う方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１３４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された技術では、１つのサーバが、複数の電動車をエネルギーマネジメントのために制御する。このサーバは、各電動車の行動を予測し、予測された行動予定に基づいて各電動車の充放電計画を作成し、作成された充放電計画に従って各電動車を制御する。しかしながら、こうした方法においては、サーバが管理する電動車の台数が増えたり、各電動車が広範囲にわたって移動したりすると、各電動車の行動を予測するためのデータ（情報）が膨大になり、情報管理に係るサーバの負荷が大きくなる。このため、上記特許文献１に記載された技術では、多数の電動車（車群）を用いて広範囲でエネルギーマネジメントを行うことは困難である。

【0005】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動車を制御するサーバの負荷を軽減しつつ、電動車の行動予定に合ったエネルギーマネジメントを行うことである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に従うと、電動車の現在位置または目的地を用いて、複数のサーバの中から、電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバを特定することと、電動車の行動予定に関する情報を、制御権を有するサーバに送信することとを含む、エネルギーマネジメント方法が提供される。

【0007】

なお、コンピュータシステムが、１つ以上のプロセッサと、上述の方法を１つ以上のプロセッサに実行させるプログラムを記憶する１つ以上の記憶装置とを備えてもよい。コンピュータシステムは、電動車の現在位置または目的地に基づいてエネルギーマネジメント地点を推定してもよい。コンピュータシステムは、別々のコンピュータに搭載された複数のプロセッサと、別々のコンピュータに搭載された複数の記憶装置とを備えてもよい。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、電動車を制御するサーバの負荷を軽減しつつ、電動車の行動予定に合ったエネルギーマネジメントを行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略的な構成を示す図である。

【図2】本開示の実施の形態に係るエネルギーマネジメント方法を示すフローチャートである。

【図3】本開示の実施の形態に係るエネルギーマネジメント方法について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0011】

図１は、本開示の実施の形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略的な構成を示す図である。図１を参照して、このシステムは、車群（車両１００を含む）と、サーバ３００Ａ～３００Ｃと、サーバ５００とを含む。サーバ３００Ａ～３００Ｃの各々は、アグリゲータサーバに相当する。アグリゲータサーバは、複数の分散型エネルギーリソース（以下、「ＤＥＲ（Distributed Energy Resources）」とも称する）を束ねてエネルギーマネジメントを行うように構成される。この実施の形態では、ＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）と電気的に接続された電動車が、ＤＥＲとして機能する。例えば、車両１００はＤＥＲとして機能し得る。サーバ５００は、車群に含まれる各電動車から情報を収集する情報サーバである。

【0012】

サーバ３００Ａ～３００Ｃの各々には、異なる管轄エリア（制御エリア）が割り当てられている。具体的には、サーバ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの管轄エリアはそれぞれエリアＡ、Ｂ、Ｃである。各サーバは、管轄エリア内でエネルギーマネジメントを行う電動車に対して制御権を有する。エリアＡ、Ｂ、Ｃには、それぞれ複数のＥＶＳＥ２００Ａ、複数のＥＶＳＥ２００Ｂ、複数のＥＶＳＥ２００Ｃが設置されている。この実施の形態では、図１に示したＥＶＳＥ２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃが同じ構成を有するため、以下では、これらを区別しない場合は「ＥＶＳＥ２００」と称する。各アグリゲータサーバは、管轄エリア内でＥＶＳＥ２００と電気的に接続された電動車をエネルギーマネジメントのために制御する。なお、各エリア内のＥＶＳＥは互いに異なる構成を有してもよい。

【0013】

車両１００は、ＥＶＳＥ２００（車両外部の給電設備）を用いてプラグイン充電可能に構成されるＢＥＶ（電気自動車）である。車両１００は、バッテリ１１０と、インレット１２０と、充電回路１３０（車載充電器）と、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と表記する）１５０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１８０と、通信装置１９０とを備える。充電回路１３０は、車外からインレット１２０に供給される電力を用いてバッテリ１１０の充電を行う回路である。充電回路１３０はＥＣＵ１５０によって制御される。ＨＭＩ１８０は、ナビゲーションシステム（以下、「ナビ」という）を含む。ユーザがナビに目的地を設定すると、ナビは目的地までの走行ルートをユーザに表示する。また、ナビは、車両１００の走行履歴に基づいて時間帯に応じた目的地を自動的に設定してもよい。ＥＣＵ１５０は通信装置１９０を通じてサーバ５００と通信する。通信装置１９０は、通信ネットワークＮＷにアクセス可能な無線通信機（例えば、ＤＣＭ（Data Communication Module））を含む。通信ネットワークＮＷは、例えばインターネットと無線基地局とによって構築される広域ネットワークである。

【0014】

ＥＶＳＥ２００は、図示しない外部電源から電力の供給を受け、電動車に電力を供給するように構成される。ＥＶＳＥ２００は充電ケーブル２１０を備える。充電ケーブル２１０の先端には、インレット１２０に対して着脱可能なコネクタ２２０（プラグ）が設けられている。ＥＶＳＥ２００の本体につながる充電ケーブル２１０のコネクタ２２０が駐車状態の車両１００のインレット１２０に接続されることで、車両１００はＥＶＳＥ２００と電気的に接続された状態（プラグイン状態）になる。ＥＶＳＥ２００と電気的に接続される外部電源は電力系統（例えば、送配電設備によって構築される電力網）であってもよい。アグリゲータサーバは、ＥＶＳＥ２００を介して外部電源と電気的に接続された電動車の充電（プラグイン充電）を制御することによって、外部電源に関するエネルギーマネジメント（需要の調整）を行うことができる。各エリア内のＥＶＳＥは、共通の外部電源から電力の供給を受けてもよいし、異なる外部電源から電力の供給を受けてもよい。

【0015】

図２は、この実施の形態に係るエネルギーマネジメント方法を示すフローチャートである。フローチャート中の「Ｓ」は、ステップを意味する。Ｓ１０の処理は、車群に含まれる各電動車によって実行される。車群に含まれる各電動車は、車両１００と同じ構成（図１）を有してもよい。Ｓ１０の処理は、電動車に搭載された制御装置（例えば、ＥＣＵ１５０）によって実行される。Ｓ２１～Ｓ２３の処理は、サーバ５００の制御装置によって実行される。Ｓ３０の処理は、サーバ５００から電動車の情報（Ｓ２３）を受信したアグリゲータサーバ（サーバ３００Ａ～３００Ｃのいずれか）の制御装置によって実行される。より具体的には、１つ以上のプロセッサが１つ以上のメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、図２に示す各処理が実行される。ただし、これらの処理は、ソフトウェアではなく専用のハードウェア（電子回路）によって実行されてもよい。

【0016】

電動車（例えば、車両１００）は、所定の実行条件が成立すると、Ｓ１０において、無線通信により、当該電動車に関する情報を含む信号（以下、「第１信号」という）をサーバ５００へ送信する。第１信号は、例えば、電動車の識別情報（車両ＩＤ）と、電動車の現在の位置を示す位置情報と、電動車の現在の状態を示す状態情報と、バッテリ制御に関する制御情報と、電動車の行動予定を示す行動情報とを含む。

【0017】

位置情報は、電動車に搭載された位置センサによる検出結果を含む。状態情報は、バッテリ１１０の状態（例えば、電圧、電流、温度、およびＳＯＣ）を示す。バッテリ１１０の状態は、電動車に搭載されたＢＭＳ（Battery Management System）によって検出されてもよい。ＳＯＣ（State Of Charge）は、例えば満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を示す。制御情報は、上限ＳＯＣと、下限ＳＯＣとを含む。バッテリ１１０のＳＯＣは下限ＳＯＣ以上かつ上限ＳＯＣ以下の範囲で制御される。行動情報は、充電地点に対する到着予定時刻および到着予定ＳＯＣ（到着時のバッテリ１１０のＳＯＣ）と、充電地点からの出発予定時刻および出発予定ＳＯＣ（出発時のバッテリ１１０のＳＯＣ）とを含む。行動情報は、ナビの目的地をさらに含んでもよい。到着予定時刻、到着予定ＳＯＣ、出発予定時刻、および出発予定ＳＯＣの各々は、ナビまたはＥＣＵ１５０によって推定されてもよいし、ユーザによって設定されてもよい。

【0018】

Ｓ１０の実行条件は、周期的に成立してもよいし、所定のイベント（例えば、車両システムの起動、目的地の設定、走行開始、駐車、またはプラグイン）が発生したときに成立してもよい。Ｓ１０の実行条件は、電動車に搭載された蓄電装置の蓄電量（例えば、バッテリ１１０のＳＯＣ）が所定値以下になったときに成立してもよい。Ｓ１０の処理は、実行条件が成立するたびに実行される。以下、Ｓ１０の処理を実行した電動車を、「対象車両」と称する。

【0019】

サーバ５００は、対象車両から上記第１信号（Ｓ１０）を受信すると、Ｓ２１～Ｓ２３の一連の処理を開始する。Ｓ２１では、サーバ５００が、受信した第１信号に含まれる情報に基づいて充電地点を推定する。充電地点は、例えばＥＶＳＥ２００が設置された場所である。サーバ５００は、地図情報に基づいて、行動情報が示す対象車両の目的地にＥＶＳＥ２００が設置されているか否かを判断してもよい。対象車両の目的地にＥＶＳＥ２００が設置されている場合には、サーバ５００は、その目的地が対象車両の充電地点であると推定してもよい。対象車両の目的地にＥＶＳＥ２００が設置されていない場合には、サーバ５００は、その目的地に最も近いＥＶＳＥ２００が対象車両の充電地点であると推定してもよい。対象車両の目的地が未設定であることを行動情報が示す場合には、サーバ５００は、対象車両の現在位置およびＳＯＣに基づいて、対象車両の充電地点を推定してもよい。あるいは、サーバ５００は、対象車両の現在位置に最も近いＥＶＳＥ２００が対象車両の充電地点であると推定してもよい。

【0020】

Ｓ２２では、サーバ５００が、サーバ３００Ａ～３００Ｃの中から、Ｓ２１で推定された充電地点で対象車両の制御権を有するサーバを特定する。具体的には、推定された充電地点が属するエリアに対応するサーバが、対象車両の制御権を有する。推定された充電地点が図１に示したエリアＡ、Ｂ、Ｃに属する場合には、サーバ５００は、それぞれサーバ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃが対象車両の制御権を有すると特定する。充電地点はエネルギーマネジメント地点に相当する。

【0021】

Ｓ２３では、サーバ５００が、第１信号に含まれる前述の情報（識別情報、位置情報、状態情報、制御情報、および行動情報）と、Ｓ２１で推定された充電地点を示す充電地点情報とを含む信号（以下、「第２信号」という）を、Ｓ２２で特定されたサーバ（制御権を有するアグリゲータサーバ）へ送信する。なお、第１および第２信号の各々は、対象車両のリモート制御をアグリゲータサーバに許可する電子キーを含んでもよい。

【0022】

対象車両の充電地点での制御権を有するアグリゲータサーバ（サーバ３００Ａ～３００Ｃのいずれか）は、サーバ５００から第２信号（Ｓ２３）を受信すると、Ｓ３０の処理を実行する。Ｓ３０では、アグリゲータサーバが、第２信号に含まれる上記情報（対象車両の行動予定に関する情報を含む）に基づいて、管轄エリア内でＥＶＳＥ２００により充電を行う各電動車（対象車両を含む）の充電スケジュールを決定する。アグリゲータサーバは、例えば、外部電源の管理者（例えば、電力会社）から要請されたエネルギーマネジメント、または電力調整市場において落札されたエネルギーマネジメントが実行されるように、各電動車の充電スケジュールを決定する。

【0023】

図３は、この実施の形態に係るエネルギーマネジメント方法について説明するための図である。第２信号は、例えば、図３に示すデータＰ１～Ｐ６、下限ＳＯＣ、および上限ＳＯＣを含む。データＰ１，Ｐ３，Ｐ５の各々は、充電地点に対する到着予定時刻（ｔ１，ｔ３，ｔ５）および到着予定ＳＯＣを示す。データＰ２，Ｐ４，Ｐ６の各々は、充電地点からの出発予定時刻（ｔ２，ｔ４，ｔ６）および出発予定ＳＯＣを示す。第２信号は、期間「ｔ１～ｔ２」においてはエリアＡ内の充電地点ｘで、期間「ｔ３～ｔ４」においてはエリアＢ内の充電地点ｙで、期間「ｔ５～ｔ６」においてはエリアＡ内の充電地点ｚで、対象車両がプラグイン状態になることを示す。充電地点ｘと充電地点ｚは同じ場所であってもよい。例えば、充電地点ｘ，ｚが自宅、充電地点ｙが職場であってもよい。

【0024】

期間「ｔ１～ｔ２」においては、対象車両の充電地点ｘでの制御権を有するサーバ３００Ａが、対象車両のリモート制御により、データＰ１，Ｐ２、下限ＳＯＣ、および上限ＳＯＣに応じたＳＯＣ制御領域Ｒ１ａにおいてエネルギーマネジメントのための充電制御を実行することができる。サーバ３００Ａは、期間「ｔ１～ｔ２」において、対象車両とともにエリアＡ内の他のＤＥＲを制御することによりエネルギーマネジメントを実行する。

【0025】

期間「ｔ３～ｔ４」においては、対象車両の充電地点ｙでの制御権を有するサーバ３００Ｂが、対象車両のリモート制御により、データＰ３，Ｐ４、下限ＳＯＣ、および上限ＳＯＣに応じたＳＯＣ制御領域Ｒ１ｂにおいてエネルギーマネジメントのための充電制御を実行することができる。サーバ３００Ｂは、期間「ｔ３～ｔ４」において、対象車両とともにエリアＢ内の他のＤＥＲを制御することによりエネルギーマネジメントを実行する。

【0026】

期間「ｔ５～ｔ６」においては、対象車両の充電地点ｚでの制御権を有するサーバ３００Ａが、対象車両のリモート制御により、データＰ５，Ｐ６、下限ＳＯＣ、および上限ＳＯＣに応じたＳＯＣ制御領域Ｒ２ａにおいてエネルギーマネジメントのための充電制御を実行することができる。サーバ３００Ａは、期間「ｔ５～ｔ６」において、対象車両とともにエリアＡ内の他のＤＥＲを制御することによりエネルギーマネジメントを実行する。

【0027】

以上説明したように、この実施の形態に係るエネルギーマネジメント方法は、図２に示した各処理を含む。すなわち、この方法は、電動車の現在位置または目的地を用いて、複数のサーバの中から、電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバを特定すること（Ｓ２１，Ｓ２２）と、電動車の行動予定に関する情報を、制御権を有するサーバに送信すること（Ｓ２３）とを含む。

【0028】

上記方法では、複数のサーバ（例えば、サーバ３００Ａ～３００Ｃ）が用いられる。各サーバには、エネルギーマネジメントが行われる場所（エネルギーマネジメント地点）に応じて制御権が設定される。すなわち、制御権を有するサーバは、エネルギーマネジメント地点に応じて切り替わる。上記方法によれば、電動車の現在位置または目的地に基づいて、上記複数のサーバの中から、当該電動車のエネルギーマネジメント地点での制御権を有するサーバが特定され、制御権を有するサーバに対して当該電動車の行動予定に関する情報が送信される。制御権を有するサーバは、当該エネルギーマネジメント地点で、当該電動車の行動予定に関する情報に基づいて、当該電動車の行動予定に合ったエネルギーマネジメントを行うことができる。その一方で、制御権を有しないサーバは、当該電動車の行動予定に関する情報を管理しなくてもよい。これにより、サーバの負荷が軽減される。また、電動車の行動予定に関する情報の流出を必要最小限に抑えることで、情報の悪用が抑制される。

【0029】

上記実施の形態では、制御権を有するサーバが、電動車の行動予定に関する情報に基づいて、エネルギーマネジメント地点で当該電動車を制御することにより、エネルギーマネジメントを実行する。電動車が充電によってエネルギーマネジメントを実行する場所（充電場所）がエネルギーマネジメント地点に相当する。しかしこれに限られず、電動車が放電によってエネルギーマネジメントを実行する場所（放電場所）をエネルギーマネジメント地点としてもよい。電動車の制御装置（ＥＣＵ１５０）が、サーバ５００の代わりに図２のＳ２１～Ｓ２３を実行することにより、制御権を有するアグリゲータサーバへ第２信号を送信してもよい。また、エネルギーマネジメントに使用される電動車の構成は、前述した構成（図１参照）に限られない。ＢＥＶ以外のｘＥＶが採用されてもよく、例えば内燃機関を備えるＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド車）が採用されてもよい。電動車は非接触充電可能に構成されてもよい。電動車は、充電回路に代えて、外部給電機能（例えば、Ｖ２Ｇ機能）を有する充放電回路を備えてもよい。電動車は電力系統に対して逆潮流の放電を行うように構成されてもよい。電動車はバスでもＡＧＶ（無人搬送車）でもよい。

【0030】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0031】

１００ 車両、１１０ バッテリ、１５０ ＥＣＵ、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ ＥＶＳＥ、３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，５００ サーバ。

【図1】

【図2】

【図3】