特開 2024-176424 電力需要推定装置、電力需要推定プログラムおよび記録媒体

(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】P2024176424

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】電力需要推定装置、電力需要推定プログラムおよび記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/00 20060101AFI20241212BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20241212BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241212BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 53/62 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 53/63 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 53/65 20190101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H02J3/00 130

H02J13/00 301A

H02J7/00 P

B60L50/60

B60L53/14

B60L58/12

B60L53/62

B60L53/63

B60L53/65

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094943

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 英明

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G064AC09

5G064CB08

5G064DA01

5G064DA11

5G066AA02

5G066AE09

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503CA10

5G503DA04

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC24

5H125BC21

5H125BE02

5H125DD02

5H125EE27

(57)【要約】

【課題】本発明は、より高精度の電力需要の推定を行うことが可能な、電力需要推定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の電力需要推定装置は、複数台の電気自動車への充電による電力需要を推定する電力需要推定装置であって、充電器から車両への充電状況を示す充電ログデータを受信するログデータ受信部と、電力需要を推定する需要推定部と、を備え、前記充電ログデータは、前記充電器から前記車両へ電力を供給する際における充電電力の電力変移情報を含み、前記需要推定部は、受信した複数の前記充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する、ことを特徴とする。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数台の電気自動車への充電による電力需要を推定する電力需要推定装置であって、
充電器から車両への充電状況を示す充電ログデータを受信するログデータ受信部と、
電力需要を推定する需要推定部と、を備え、
前記充電ログデータは、前記充電器から前記車両へ電力を供給する際における充電電力の電力変移情報を含み、
前記需要推定部は、受信した複数の前記充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する、
電力需要推定装置。

【請求項2】

前記充電ログデータは、前記車両と前記充電器の組合せを示す機器組合せ情報を含み、
前記需要推定部は、前記車両と前記充電器の組合せ毎に充電中における充電電力の時間遷移を推定して積算し、電力需要の推定を行う、
請求項１に記載の電力需要推定装置。

【請求項3】

前記需要推定部は、推定を要する前記車両と前記充電器の機器組合せ情報がない場合に、状況が近い車両である近似車両又は、状況が近い充電器である近似充電器との機器組合せ情報を用いて充電電力の変移を推定する、
請求項２に記載の電力需要推定装置。

【請求項4】

前記需要推定部は、何れの充電器にも接続していない状態の前記車両について、前記車両と前記充電器が充電する組合せを推定して充電電力の変移を推定する、
請求項２に記載の電力需要推定装置。

【請求項5】

前記充電ログデータは、前記車両の充電率を示す充電率データと、前記充電率の変移に対する前記充電電力の変移を示す電力変移情報を含む、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力需要推定装置。

【請求項6】

前記充電ログデータは、充電開始からの経過時間に対する前記充電電力の変移を示す電力変移情報を含む、
請求項５に記載の電力需要推定装置。

【請求項7】

コンピューターに、
充電器から車両へ電力を供給する際の電力変移情報を含む、充電器から車両への充電状況を示す充電ログデータを受信するログデータ受信工程と、
受信した複数の前記充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する需要推定工程と、
を実行させるための電力需要推定プログラム。

【請求項8】

コンピューターに、
充電器から車両へ電力を供給する際の電力変移情報を含む、充電器から車両への充電状況を示す充電ログデータを受信するログデータ受信工程と、
受信した複数の前記充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する需要推定工程と、
を実行させるための電力需要推定プログラムを記録したコンピューターで読み取り可能である非一時的な有形の記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の電気自動車である車両へ充電することによる電力需要を推定する電力需要推定装置、電力需要推定プログラムおよびその記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各国において電気自動車の普及が政府主導で進められており、先進国での普及は時間の問題という状況である。一方で、多くの国において電力の受給状況は年追うごとに悪化し、時期によっては節電要請がなされる場合がある。そして、一般的に電気自動車の充電には多くの電力を要する。

【0003】

特許文献１には、電力需要予測を行い、予測結果により充電の予約の変更や充電電力の制限などにより、電気自動車の充電についてピークシフトやピークカットを行う技術が記載されている。また、電気自動車に用いる家庭用の充電器により充電を行う場合には、電力需要が少なく安い夜間電力を使用する等の理由により、充電時間を予約する場合がある。駐車場等に設置されている急速充電器も、携帯端末のアプリケーションソフト等を用いて、充電の予約を行うことが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－２２４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電気自動車である車両に充電する充電器には、３ｋＷ、６ｋＷ、２０ｋＷなどの種々の最大出力を有するものがあるが、充電する車両の種類によっては、必ずしも最大出力で充電するとは限らない。また、同じ種類の車両であっても、バッテリーの充電率やバッテリーの劣化等により、実際の充電電力は変化する。このように、充電に要する電力は、充電器と個々の車両の組合せや、充電時における車両の充電率等により変化するため、高い精度の電力需要予測は困難であった。

【0006】

電力需要予測の精度が低いと、不要な充電制限が生じたり、予測を越える需要が発生して突然の充電制限が必要になったりする。電力需要予測は、高い精度により予測することが好ましい。本発明は、より高精度の電力需要予測を行うことが可能な、電力需要推定装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施例における電力需要推定装置は、複数台の電気自動車への充電による電力需要を推定する電力需要推定装置であって、充電器から車両への充電状況を示す充電ログデータを受信するログデータ受信部と、電力需要を推定する需要推定部と、を備え、前記充電ログデータは、前記充電器から前記車両へ電力を供給する際における充電電力の電力変移情報を含み、前記需要推定部は、受信した複数の前記充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明により、複数台の電気自動車への充電による電力需要の推定を、高い精度で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１の電力需要推定システムの構成を示す図。

【図2】実施例１における充電器に接続した車両を示す図。

【図3】実施例１における充電ログデータの生成と送信のフロー図。

【図4】実施例１におけるサブルーチンのフロー図。

【図5】実施例１における充電ログデータの例。

【図6】実施例１における充電ログデータを変換した充電遷移データの例。

【図7】実施例１における電力需要の推定に関するシーケンス図。

【図8】実施例２におけるサブルーチンのフロー図。

【図9】実施例３の電力需要推定システムの構成。

【図10】実施例３における充電器に接続した車両を示す図。

【図11】実施例３における充電ログデータの生成と送信のフロー図。

【図12】実施例３におけるサブルーチンのフロー図。

【図13】実施例３における電力需要の推定に関するシーケンス図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に記す実施例の制御部等における制御は、ＣＰＵを含むコンピューターシステムと、記憶部に記憶されたソフトウェアにより実現される。

【実施例0011】

図１に、実施例１の電力需要推定システムの構成を示す。車両１は充電器２に接続して充電可能な電気自動車である。図１では、複数の場所で電気自動車である車両１が充電器２に接続している状況を示している。充電器２は、個人宅に設置した家庭用車両充電器や駐車場等に設置された急速充電器である。

【0012】

車両１は無線により通信網４と接続可能であり、通信網４を介して電力需要推定装置である推定サーバー３に接続している。通信網４は携帯端末の通信キャリアが運用する通信網である。推定サーバー３は、制御部３１と記憶部３２、通信部３３を有している。推定サーバー３はインターネットやＬＡＮ等を介して電力会社サーバー５や作業者端末６に接続している。

【0013】

推定サーバー３は、電力会社サーバー５や作業者端末６からの要求により、管理している複数台の車両１への充電による電力需要を推定して、電力会社サーバー５や作業者端末６に返信する。推定サーバー３の制御部３１と記憶部３２は、電力需要を推定する需要推定部を形成する。また、推定サーバー３は、電力需要の推定に基づいて各車両１に充電抑制要求信号を送信してもよい。この場合、車両１では、受信した充電抑制要求信号に応じて、充電電力を低下させたり、充電時間を変更させたりする等の充電の抑制を行う。

【0014】

実施例１において、推定サーバー３は、電力需要推定装置である。また、推定サーバー３は、電力需要推定を行わせるためのログデータ受信工程と需要推定工程とを実行させるための電力需要推定プログラムを記憶部３２に記憶する。記憶部３２は、コンピューターで読み取り可能な記録媒体である。そして、この電力需要推定プログラムにより制御部３１によって電力需要推定が実行される。記録媒体は、非一時的な有形のものであるが、ＵＳＢメモリ等の推定サーバー３から取り外し可能なものであってもよい。

【0015】

図２は、実施例１における充電器２に接続した車両１を示す図である。車両１は、制御部１１と記憶部１２を有する。記憶部１２には、車両１を識別する車両番号や、電力需要推定用のプログラム等が記憶されている。車両１は、バッテリー１３に充電された電力により走行する電気自動車である。車両１では、充電器２からの電力を、充給電口１４から取り入れて車両充給電部１５を介してバッテリー１３に充電する。また、制御部１１は充給電口１４と車両通信部１６を介して、充電器２との間で有線により情報を通信する。車両充給電部１５と車両通信部１６は制御部１１により制御される。車両１の車両通信部１６は無線により通信網４に接続して推定サーバー３と通信可能である。

【0016】

充電器２は、制御部２１と記憶部２２に記憶された電力需要推定用のプログラムを含んだソフトウェアにより制御される。充電器２は、商用電源７から得た電力を充給電部２３で調整して、充給電ケーブル２５と車両用コネクタ２６を介して、車両１の充給電口１４から充電する。充給電ケーブル２５には、送電用電力線とともに通信ケーブルが埋め込まれており、車両用コネクタ２６と充給電口１４を介して、充電器２の通信部２４と車両１の車両通信部１６の間での通信が行われる。

【0017】

＜充電ログデータの生成と送信＞
車両１は、充電ログデータを生成して車両通信部１６から送信する。充電ログデータは、取得日時、充電率、充電電力の情報からなる複数の充電記録と、充電した車両と充電器を示す機器組合せ情報を含んでいる。そのため、充電ログデータは、充電率の変移に対する充電電力の変移を示す電力変移情報や、充電開始からの経過時間に対する充電電力の変移を示す電力変移情報を含むことになる。充電ログデータは、充電器２から車両１へ電力を供給する際における充電電力の電力変移情報を含む。充電ログデータは、制御部１１の制御により図３のようにして生成され、車両通信部１６から送信される。

【0018】

図３は、車両１における充電ログデータの生成と送信のフロー図である。最初、車両１の制御部１１は、充電開始したかを判定している（ステップＳ１１）。ＹＥＳであれば次のステップに進み、ＮＯであれば、もう一度ステップＳ１１を行う。図２に示す車両１の充給電口１４に充電器２の車両用コネクタ２６が接続すると、充電開始時間がセットされている場合には、ステップＳ１１により充電が開始するまで待って、ステップＳ１２以降の処理を行う。また、即時充電モードである場合には接続によりＹＥＳとなり、ステップＳ１２以降の処理を行う。

【0019】

充電が開始すると、車両通信部１６から、充電器番号の送信要求を充電器２に送信する（ステップＳ１２）。充電器番号の送信要求を受信した充電器２は、充電器番号を返信する。車両１では、充電器２から充電器番号を取得して記憶部１２に記憶する（ステップＳ１３）。次に、車両１は、充電記録を作成して記憶する（ステップＳ１４）。充電記録は、車両１におけるバッテリー１３の充電率を取得して、充電器２から車両１への充電電力と、記録日時と共に記録したものである。

【0020】

図４に、ステップＳ１４のサブルーチンのフロー図を示す。ステップＳ１４では、まず、充電電力送信要求を充電器２に送信する（ステップＳ１４１）。充電器２は、そのときの充電電力の値を充電電力データとして返信し、車両１は、充電器２から充電電力データを取得する（ステップＳ１４２）。また、車両１では、そのときの充電率データを取得する（ステップＳ１４３）。そして、取得日時、充電率データ、充電電力データをまとめて、充電記録として記憶部１２に記憶し（ステップＳ１４４）、ステップＳ１４のサブルーチンを終了する。

【0021】

ステップＳ１４で充電記録を記憶した後、図３に示すように、充電が終了したか判定する（ステップＳ１５）。ＮＯの場合にはステップＳ１６に進み、ＹＥＳの場合にはステップＳ１７に進む。ステップＳ１６では、所定時間が経過したかを判定する。ＮＯの場合には、所定時間が経過するまでステップＳ１６を繰り返す。ＹＥＳの場合には、ステップＳ１４に戻る。ステップＳ１５とステップＳ１６により、充電が終了するまで所定時間毎の充電記録が作成されて記憶部１２に記憶される。

【0022】

以上のようにして、充電開始後の所定時間毎の充電記録を車両１の記憶部１２に記憶した状態で、ステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、記憶部１２に記憶されている車両番号と、記憶部１２に記憶した充電器番号および複数の充電記録をまとめて、充電ログデータを生成する。そして、次のステップＳ１８で充電ログデータを車両通信部１６から送信する。充電記録は取得日時、充電率データ、充電電力データを有しているため、複数の充電記録をまとめた充電ログデータは、充電率変化データと充電電力変化データを含んでいる。

【0023】

図５に充電ログデータの例を示す。１行目の「L2305020100」は、西暦２０２３年５月２日１時００分に作成したログデータであることを示す。また、次の「SBST23000100」は車両番号を、「EV23000321」は充電器番号を示す。特定の車両と特定の充電器の組合せについて同じ時間に作成した充電ログデータは一つしかないため、１行目は充電ログデータの識別番号となる。また、「SBST23000100,EV23000321」は機器組合せ情報である。

【0024】

２行目以降の各行は、個々の充電記録を示しており、各行の「R01」、「R02」・・・は充電記録番号を示す。２行目の「2305012000」は、２０２３年５月１日２０時００分に作成した充電記録であることを示す。また、次の「65」は充電記録を作成したときの車両１の充電率が６５％であることを示し、「2.5」は充電記録を作成したときの充電器２の充電電力が２．５ｋＷであることを示す。３行目以降も同様である。

【0025】

充電ログデータは、図１に示す車両１から通信網４を介して推定サーバー３へ送られ、通信部３３と制御部３１を介して記憶部３２に記憶される。推定サーバー３の通信部３３は、ログデータ受信部として機能する。記憶部３２は記録媒体で形成され、記憶部３２の内容は他の記録媒体に記憶することができる。そして、充電遷移データに変換して記憶する。充電遷移データは、車両と充電器の組合せ毎の機器組合せ情報を含んで記憶されるものであり、充電率に対する最初の充電記録から経過した時間と充電電力のデータである。

【0026】

図６に、図５の充電ログデータを変換した充電遷移データを示す。１行目の「SBST23000100,EV23000321」は、機器組合せ情報である。また、２行目の「65」は充電記録を作成したときの車両１の充電率が６５％であることを示し、「2.5」は充電記録を作成したときの充電器２の充電電力が２．５ｋＷであることを示す。「0000」は、最初の充電記録から経過した時間を示す。２行目の「0000」は０分経過を、３行目の「0010」は１０分経過を示す。

【0027】

このようにして記憶しておくことにより、充電率によりその後の充電電力の時間遷移を容易に算出することができる。例えば、６７％の充電率の場合は、時間遷移は図６の３行目から始まることになる。そのため、６７％からの時間遷移は、図６の時間遷移から１０分差し引くことで得ることができる。充電ログデータは、充電変移情報を含んでいるが、充電遷移データも充電変移情報を含んでいる。

【0028】

＜電力需要の推定＞
図７に、実施例１における電力需要の推定に関するシーケンス図を示す。電力需要の推定が必要になると、電力会社サーバー５または作業者端末６は、電力需要推定要求を推定サーバー３に送信する（ステップＳ１）。そうすると、推定サーバー３は、各車両１に充電状況送信要求を送信する（ステップＳ２）。各車両１は推定サーバー３に機器組合せ情報と充電状況を送信する（ステップＳ３）。このとき、車両１が充電中であれば、車両１はバッテリー１３の充電率を充電状況として送信する。

【0029】

また、ステップＳ３では、車両１が充電器２から充電される予定が登録されていれば、バッテリー１３の充電率と共に充電開始時間を充電状況として送信する。家庭用の車両充電器では、車両１を充電器２と接続した直後から充電するのではなく、夜間電力を使用する等のために充電の予定を登録している場合が多い。充電状況送信要求を受けた車両１は、充電器２から充電開始時間情報を送信させて、車両１の充電率と共に推定サーバー３に送信する。

【0030】

さらに、駐車場等に設置されている急速充電器でも、携帯端末（図示せず）のアプリケーションソフトウェアを用いて充電の予約が可能である場合がある。このような場合には、どこの充電器でどの車両を充電するかという情報（機器組合せ情報）と、いつ頃充電を開始するかという充電開始時間情報を含んだ充電の予約情報を、携帯端末から車両１に送信して記憶しておく。そして、車両１が充電状況送信要求を受けた時に、ステップＳ３で予約情報を送信することができる。

【0031】

複数の車両１から充電状況等の情報を受信した推定サーバー３は、電力需要の推定を行う（ステップＳ４）。推定サーバー３の制御部３１は電力需要を推定する需要推定部であり、ステップＳ３で受信した充電状況等と、過去に受信した複数の充電ログデータにより、車両充電による電力需要を推定する。推定サーバー３では、機器組合せ情報毎に記憶している充電遷移データを充電予定等の充電状況に当てはめて、各車両の充電電力の推移を推定する。そして、車両と充電器の組合せ毎に充電中における充電電力の時間遷移を推定し、全ての組合せについて積算して電力需要の推定を行う。電力需要推定は、推定時から所定時間以内の、全車両の充電に要する電力の推移状況を推定結果とする。そして、推定結果を電力会社サーバー５または作業者端末６に送信する（ステップＳ５）。

【0032】

図５に示した充電ログデータは、充電率が６５～９５％のものであり、６５％未満の充電率のデータはない。しかし、同じ車両１と充電器２の組合せによる、例えば充電率が４０～７０％の充電ログデータが他のタイミングで得られていれば、図５に示した充電ログデータとあわせて４０～９５％の充電率について、充電電力の時間遷移を算出することができる。そのため、同じ車両１と充電器２の組合せによる充電ログデータが複数得られた場合には、最小の充電率から最大の充電率までの各経過時間による充電電力の時間遷移のデータに整理して図６に示した充電遷移データとして記憶しておく。このように、新しい充電ログデータで得られていない充電率のデータを、古い充電ログデータにより補って充電遷移データとして記憶しておくことができる。

【0033】

以上のように過去の充電ログデータから充電遷移データを得ることによって、車両と充電器の組合せ毎に充電中における充電電力の時間推移を推定する。また、各車両から得られた充電時間の予約データや予定データ等から、各車両の充電スケジュールを推定し、充電器接続前であれば、電力消費率を推定するなどして充電開始時等の車両の充電率を得ることができる。推定サーバー３では、これらの充電スケジュール及び車両の充電率のデータと、機器組合せ情報ごとの充電遷移データにより、各車両に用いる充電電力の時間遷移を得ることができる。そして、複数の車両について時間毎の充電電力を加算することにより、電力需要の推定を行う。

【0034】

実施例１では、充電器２で測定した充電電力を用いて充電ログデータを作成している。そのため、車両１で測定した充電電力よりも正確な電力需要を得ることができる。また、車両１から充電ログデータを送信しているため、充電器２に送信機能を設ける必要がない。近年では、車両は、無線によりサーバーに接続するシステムを搭載している場合が多く、実施例１では、このシステムを利用することができる。

【実施例0035】

実施例２では、車両１で測定した充電電力を用いて充電ログデータを作成する。実施例２では、充電器２は充電電力を車両１に返送する機能を有している必要がなく、従来から使用されている充電器２による充電でも対応する。

【0036】

実施例２の電力需要推定システム構成は、図１、２に示した電力需要推定システムの構成と基本的に同じである。充電ログデータの生成と送信のフロー図は、図３に示した部分は実施例１と同じであり、図４に示した部分が異なる。図３に示すように、ステップＳ１１で充電の開始が判定されると、車両１ではステップＳ１２、Ｓ１３により充電器番号を記憶する。そして、ステップＳ１４のサブルーチンに代えて、ステップＳ２４のサブルーチンを実行する。

【0037】

図８に、実施例２におけるサブルーチンのフロー図を示す。ステップＳ２４では、車両１の中だけで処理が進められて充電記録が記憶される。まず、車両１は、車両充給電部１５から充電電力データを取得する（ステップＳ２４１）。また、車両１では、そのときの充電率データを取得する（ステップＳ２４２）。そして、充電率データ、充電電力データをまとめて、取得日時とともに充電記録として記憶部１２に記憶し（ステップＳ２４３）、ステップＳ２４のサブルーチンを終了する。

【0038】

図３に示すステップＳ１５、ステップＳ１６のフローにより、ステップＳ１４に代えたステップＳ２４が繰り返されて複数の充電記録が記憶される。その後は、実施例１と同様に、図３に示したステップＳ１７において、車両番号、充電器番号と共に複数の充電記録からなる充電ログデータを生成する。そして、ステップＳ１８において、車両１は充電ログデータを送信する。充電ログデータは図５に示したものと同様である。

【0039】

充電ログデータは、図１に示す車両１から通信網４を介して推定サーバー３へ送られ、記憶部３２に記憶される。記憶部３２は記録媒体で形成され、記憶部３２の内容は他の記録媒体に記憶することができる。そして、充電率に対する最初の充電記録から経過した時間と充電電力のデータに変換した、図６に例示した充電遷移データを記憶する。

【0040】

実施例２では、車両１で測定した充電電力を用いて充電ログデータを作成している。そのため、実施例１のように充電器２で測定した充電電力よりも少ない値となる可能性がある。しかし、車両１や推定サーバー３で補正を行えば、充電器２で使用する電力値に近づけて充電遷移データを生成することができる。また、実施例１と同様に、車両１から充電ログデータを送信しているため、充電器２に送信機能を設ける必要がない。