特許 7579891 充放電制御方法及び充放電制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-30

(45)【発行日】2024-11-08

(54)【発明の名称】充放電制御方法及び充放電制御装置

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20241031BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022580262

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(86)【国際出願番号】 IB2021000082

(87)【国際公開番号】W WO2022172044

(87)【国際公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】村井 謙介

(72)【発明者】

【氏名】池添 圭吾

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健太

【審査官】青柳 光代

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５８３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６４４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７２５３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の受電要素を含む負荷群へ電力供給基点を経由して電気エネルギーを供給する電力システムにおいて、前記負荷群に含まれる自己の受電要素が充電または放電する電力を制御する充放電制御方法であって、
充電または放電を含む充放電スケジュールを前記電力システムから取得し、
前記電力供給基点を経由して前記負荷群の全体に送ることができる総送電電力の最大値から、前記電力供給基点を経由して前記負荷群の全体に送っている総送電電力の現在値を減じて得られる差分電力を示す情報を前記電力システムから取得し、
取得した前記情報が示す前記差分電力に、前記負荷群に含まれる他の受電要素の充電よりも前記自己の受電要素の充電が優先される度合いを示す前記自己の受電要素の優先度を乗じることにより、前記自己の受電要素の要素差分電力を算出し、
前記差分電力の変化量に基づいて、前記他の受電要素の充電状態を推定し、
前記他の受電要素の充電状態を推定するとは、前記他の受電要素が将来出発する時間において、前記他の受電要素の充電量が、前記他の受電要素が希望する充電量に到達するか否かを推定することを意味し、
取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みがあり、且つ全ての前記他の受電要素が希望する充電量に到達する見込みである場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を充電し、
取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みがあり、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素が存在する場合、前記充放電スケジュールに基づく制御は実施せず、前記充放電スケジュールを無視して前記自己の受電要素を放電する
ことを特徴とする充放電制御方法。

【請求項2】

取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に前記自己の受電要素が希望する充電量に到達しない見込みであり、且つ全ての前記他の受電要素が希望する充電量に到達する見込みである場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を充電する
ことを特徴とする請求項１に記載の充放電制御方法。

【請求項3】

取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達しない見込みであり、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素が存在する場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を充電する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の充放電制御方法。

【請求項4】

取得した前記充放電スケジュールが放電であり、前記充放電スケジュールに基づいて放電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みであり、且つ全ての前記他の受電要素が希望する充電量に到達する見込みである場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を放電する
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の充放電制御方法。

【請求項5】

取得した前記充放電スケジュールが放電であり、前記充放電スケジュールに基づいて放電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みがあり、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素が存在する場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を放電する
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の充放電制御方法。

【請求項6】

取得した前記充放電スケジュールが放電であり、前記充放電スケジュールに基づいて放電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達しない見込みがあり、且つ全ての前記他の受電要素が希望する充電量に到達する見込みである場合、前記充放電スケジュールに基づく制御は実施せず、前記充放電スケジュールを無視して前記自己の受電要素を充電する
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の充放電制御方法。

【請求項7】

取得した前記充放電スケジュールが放電であり、前記充放電スケジュールに基づいて放電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達しない見込みがあり、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素が存在し、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素のうち放電している受電要素が存在しない場合、前記充放電スケジュールに基づく制御は実施せず、前記充放電スケジュールを無視して前記自己の受電要素を充電する
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の充放電制御方法。

【請求項8】

前記電力システムはスマートグリッドである
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の充放電制御方法。

【請求項9】

複数の受電要素を含む負荷群へ電力供給基点を経由して電気エネルギーを供給する電力システムにおいて、前記負荷群に含まれる自己の受電要素が充電または放電する電力を制御する受電制御装置を有する充放電制御装置であって、
前記受電制御装置は、
充電または放電を含む充放電スケジュールを前記電力システムから取得し、
前記電力供給基点を経由して前記負荷群の全体に送ることができる総送電電力の最大値から、前記電力供給基点を経由して前記負荷群の全体に送っている総送電電力の現在値を減じて得られる差分電力を示す情報を前記電力システムから取得し、
取得した前記情報が示す前記差分電力に、前記負荷群に含まれる他の受電要素の充電よりも前記自己の受電要素の充電が優先される度合いを示す前記自己の受電要素の優先度を乗じることにより、前記自己の受電要素の要素差分電力を算出し、
前記差分電力の変化量に基づいて、前記他の受電要素の充電状態を推定し、
前記他の受電要素の充電状態を推定するとは、前記他の受電要素が将来出発する時間において、前記他の受電要素の充電量が、前記他の受電要素が希望する充電量に到達するか否かを推定することを意味し、
取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みがあり、且つ全ての前記他の受電要素が希望する充電量に到達する見込みである場合、前記要素差分電力と前記充放電スケジュールとに基づいて前記自己の受電要素を充電し、
取得した前記充放電スケジュールが充電であり、前記充放電スケジュールに基づいて充電した場合に、前記自己の受電要素が希望する充電量に到達する見込みがあり、且つ希望する充電量に到達しない見込みの前記他の受電要素が存在する場合、前記充放電スケジュールに基づく制御は実施せず、前記充放電スケジュールを無視して前記自己の受電要素を放電する
ことを特徴とする充放電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充放電制御方法及び充放電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、複数の電力消費要素を含むグループ全体で消費される総消費電力の制約に基づいて各電力消費要素の消費電力を制御する方法が知られている（特許文献１）。特許文献１において、同報送信要素が、総消費電力の現在値と総消費電力の基準値との差の関数をグループ内に同報送信する。各電力消費要素は、この関数と自己に与えられた優先度とを用いて自己の消費電力を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６１６８５２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された発明は、スマートグリッド（電力を供給及び需要の両方から制御し、最適化する電力網）の充放電スケジュールに基づいた制御を行っていない。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、効率よく充放電を制御することができる充放電制御方法及び充放電制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る充放電制御方法は、電力供給基点を経由して負荷群の全体に送ることができる総送電電力の最大値から、電力供給基点を経由して負荷群の全体に送っている総送電電力の現在値を減じて得られる差分電力を示す情報を取得し、取得した情報が示す差分電力に、他の受電要素の受電よりも自己の受電が優先される度合いを示す受電要素の優先度を乗じることにより、受電要素の要素差分電力を算出し、要素差分電力と、電力システムの充放電スケジュールとに基づいて自己の充放電を制御する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、効率よく充放電を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る電力システムの概略構成図である。

【図2】図２は、受電制御装置の一動作例を説明するフローチャートである。

【図3】図３は、比較例を説明するグラフである。

【図4】図４は、ＳＯＣ改善を説明するグラフである。

【図5】図５は、ＳＯＣ改善を説明するグラフである。

【図6】図６は、他の電気自動車の充電状態に基づく制御を説明する表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【0010】

図１を参照して、本実施形態に係る電気自動車（受電要素の一例）の受電制御装置及びその周辺装置の構成を説明する。複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）を含む負荷群１１へ、電力設備１２（電力供給基点１０の一例）を経由して電気エネルギーを供給する電力システムにおいて、受電制御装置は、負荷群１１に含まれる電気自動車ＥＶ１が受電する電力である要素受電電力を、所定の処理サイクルを繰り返すことにより制御する。

【0011】

受電制御装置は、外部から電気信号を受信する受信装置２１と、電気自動車ＥＶ１の状態を示す情報を取得する車両状態取得装置２２と、電気自動車ＥＶ１の要素受電電力を算出する計算装置２３とを備える。電気自動車ＥＶ１は、外部から電力を受ける受電装置２４と、受電装置２４が受けた電力（要素受電電力）を蓄えるバッテリ２５と、バッテリ２５が蓄える電気エネルギー又は要素受電電力に基づいて駆動するモータ２６とを備える。

【0012】

「処理サイクル」には、（ａ）～（ｅ）の処理ステップが含まれる。
（ａ）受信装置２１は、電力設備１２を経由して負荷群１１の全体に送ることができる総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）から、電力設備１２を経由して負荷群１１の全体に送っている総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）を減じて得られる差分電力（ΔＰ）を示す情報を取得する。
（ｂ）計算装置２３は、他の電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）の受電よりも自己（電気自動車ＥＶ１）の受電が優先される度合いを示す電気自動車ＥＶ１の優先度（β）を、電気自動車ＥＶ１のユーザの要求を表す数値に基づいて算出する。
（ｃ）計算装置２３は、取得した情報が示す差分電力（ΔＰ）に優先度（β）を乗じることにより要素差分電力（βΔＰ）を算出する。
（ｄ）計算装置２３は、前回の処理サイクルにおける要素受電電力（Ｐｔ）に、要素差分電力（βΔＰ）を加算することにより、要素受電電力（Ｐｔ＋１）を更新する。
（ｅ）計算装置２３は、更新後の要素受電電力（Ｐｔ＋１）を受電するように電気自動車ＥＶ１を制御する。

【0013】

ここで、本実施形態において、「電気自動車」は、電力設備１２を経由して伝送される電力を受電する「蓄電要素」又は「受電要素」の一例である。蓄電要素は、受電した電力をバッテリ（二次電池、蓄電池、充電式電池を含む）に蓄える。「蓄電要素」には、車両（電気自動車、ハイブリッド車、建設機械、農業機械を含む）、鉄道車両、遊具、工具、家庭製品、日用品など、バッテリを備える、あらゆる機器及び装置が含まれる。

【0014】

「蓄電要素」は、電力設備１２を経由して伝送される電力を受電する「受電要素」の一例である。「受電要素」には、「蓄電要素」の他に、受電した電力を蓄えずに消費する「電力消費要素」も含まれる。「電力消費要素」には、鉄道車両、遊具、工具、家庭製品、日用品など、が含まれる。「電力消費要素」は、電気自動車のように、バッテリを備えていても構わない。電気自動車が受電した電力をバッテリに蓄えずに、直接、モータへ電送し、モータの駆動力として消費する場合、電気自動車は「電力消費要素」の一例となる。このように、「電力消費要素」には、バッテリを備えるか否かに係わらず、受電した電力を蓄電せずに消費する、あらゆる機器及び装置が含まれる。

【0015】

「蓄電要素」及び「受電要素」は、いずれも受電制御装置による受電制御の単位構成を示す。即ち、蓄電要素又は受電要素を単位として本実施形態に係る受電制御が行われる。例えば、複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）の各々について、互いに独立して並列に本実施形態に係る受電制御が行われる。

【0016】

本実施形態では、受電要素の一例として蓄電要素を挙げ、更に、蓄電要素の一例として、電気をエネルギー源とし、モータ２６を動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）を挙げる。しかし、本発明における受電要素及び蓄電要素をそれぞれ電気自動車（ＥＶ）に限定することは意図していない。

【0017】

本実施形態において、「電力設備１２」は、電力供給基点１０の一例である。「電力設備１２」には、例えば、以下の＜１＞～＜６＞が含まれる。
＜１＞電気自動車ＥＶ用の「充電スタンド」
＜２＞住宅、オフィスビル、商業施設、工場、又は高速道路のパーキングエリア等の敷地内に設置された「変電装置」
＜３＞水力、火力、原子力などの「発電所」、発電された電力を所定の電圧へ変換する「変電所」
＜４＞変電所を経由して伝送された電力を分配するための様々な「配電設備」
＜５＞これらの装置又は設備の間を接続する「配線（ケーブル、フィーダーを含む）」、及び＜６＞近隣にある小規模な蓄電要素のエネルギーを束ね、１つの大規模な発電所のように機能させる「バーチャルパワープラント（仮想発電所：ＶＰＰ）」

【0018】

本実施形態では、受電制御装置が、電気自動車ＥＶ１に搭載されている例を説明するが、勿論、受電制御装置は、短距離無線、無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮなどの近距離無線通信技術、或いは、携帯電話通信網を利用して、電気自動車ＥＶ１の外部から電気自動車ＥＶ１の要素受電電力を制御してもよい。

【0019】

また、負荷群１１に含まれる複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）のうちの１台の電気自動車ＥＶ１の構成を例に取り説明するが、負荷群１１に含まれる他の電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）も電気自動車ＥＶ１と同じ構成を有している。

【0020】

受電制御装置は、電力設備１２を経由して電気自動車ＥＶ１が受電する電力を制御する。電気自動車ＥＶ１は、オンボードチャージャー（ＯＢＣ）と呼ばれる受電装置２４を備える。計算装置２３は、受電装置２４が電力設備１２を経由して受電する電力を制御する。受電装置２４が受電した電力は、バッテリ２５に蓄えられる。又は、電気自動車ＥＶ１は、受電装置が受電した電力を、バッテリ２５に蓄えず、駆動源としてのモータ２６へ直接送電しても構わない。

【0021】

電力設備１２を経由して電気自動車ＥＶ１へ供給される電力は、電流計測装置１３により計測される。電流計測装置１３により計測された電力値は、差分情報送信装置１４へ送信される。

【0022】

１つの電力設備１２を経由して、負荷群１１に含まれる複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）に対して電気エネルギーが供給される。更に、１つの電力設備１２を経由して、複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）のみならず、負荷群１１に含まれる１又は２以上の他の電力消費要素１５に対しても電気エネルギーが供給されてもよい。電力設備１２を経由して電気エネルギーの供給を受ける複数の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）及び１又は２以上の他の電力消費要素１５は、１つのグループ（負荷群１１）を形成している。

【0023】

電流計測装置１３は、電力設備１２を経由して１つの負荷群１１に含まれる全ての電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）及び他の電力消費要素１５へ送られている総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）、換言すれば、負荷群１１の全体の総送電電力を計測する。

【0024】

ここで、負荷群１１の全体の電力容量、即ち、電力設備１２を経由して負荷群１１の全体に送ることができる総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）が予め定められている。本実施形態に係る受電制御装置は、総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）の制約に基づき、電気自動車ＥＶ１の要素受電電力を制御する。例えば、受電制御装置は、電流計測装置１３が計測する総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）が、電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）を超えないように、電気自動車ＥＶ１の受電電力を制御する。勿論、総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）が電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）を一時的に超えることを許容するように、電気自動車ＥＶ１の受電電力を制御しても構わない。なお、総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）は、固定値でもよく、固定値でなくてもよい。オフィスビル、商業施設、工場、高速道路のパーキングエリア等の施設内には、電気自動車ＥＶ用の充電スタンドのみならず、照明装置、空調装置、昇降装置など、電力を消費する施設内機器が存在する。これらの設備によっては、総送電電力の最大値が変動する場合がありうる。

【0025】

図１に示すように、本実施形態では、電力設備１２、電流計測装置１３及び電気自動車ＥＶ１の各々に対して、差分情報送信装置１４が無線又は有線により通信可能に接続されている。電力設備１２は、差分情報送信装置１４へ総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）を示す電気信号を送信する。電流計測装置１３は、計測した総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）を示す電気信号を差分情報送信装置１４へ送信する。

【0026】

差分情報送信装置１４は、計算部３１と送信部３２とを備える。計算部３１は、（１）式に示すように、総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）から総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）を減ずることにより差分電力（ΔＰ）を算出する。送信部３２は、差分電力（ΔＰ）を示す電気信号を、負荷群１１に含まれる全ての電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）に対して、移動体通信により送信（ブロードキャスト）する。差分電力（ΔＰ）を示す電気信号は受信装置２１により受信され、計算装置２３へ転送される。これにより、受電制御装置は、電力設備１２を経由して負荷群１１の全体に送ることができる総送電電力の最大値（Ｐａｌｌ＿ｍａｘ）から、電力設備１２を経由して負荷群１１の全体に送っている総送電電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）を減じて得られる差分電力（ΔＰ）を示す情報を取得することができる。

【0027】

【数1】

【0028】

なお、差分情報送信装置１４は、送信部３２を用いて、負荷群１１に含まれる全ての電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）の受信装置２１に対して、無線通信により差分電力（ΔＰ）を示す情報を送信（ブロードキャスト）する。または、差分電力（ΔＰ）を示す情報の送信には有線による通信でもよい。

【0029】

図１に示す例において、差分情報送信装置１４は、各電気自動車から送信される、例えばバッテリ２５の充電率（ＳＯＣ：ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＣＨＡＲＧＥ）や受電を終了する時刻（Ｔ_ｄ）など、各電気自動車の状態を示す信号を受信する受信装置を備えていなくてもよい。即ち、差分情報送信装置１４と各電気自動車との間は、差分情報送信装置１４から各電気自動車への片方向のみに通信できればよい。なお、双方向の通信も可能である。

【0030】

差分情報送信装置１４は、例えば、コンピュータネットワークを介して、電力設備１２、電流計測装置１３、及び負荷群１１に接続されたサーバであってもよい。或いは、差分情報送信装置１４は、電力設備１２の一部分として構成されていてもよい。

【0031】

車両状態取得装置２２は、電気自動車ＥＶ１の状態を表す情報を取得する。例えば、「電気自動車ＥＶ１の状態」とは、電気自動車ＥＶ１のユーザの要求を表す数値である。電気自動車ＥＶ１のユーザの要求を表す数値は、電気自動車ＥＶ１の受電を終了する時刻（受電の終了時刻Ｔ_ｄ）までの残り時間（Ｔ）である。残り時間（Ｔ）は、電気自動車ＥＶ１が受電を終了する時刻から算出可能である。残り時間（Ｔ）は、電気自動車ＥＶ１のバッテリ２５を充電することができる残り時間である。

【0032】

例えば、自宅に帰宅したユーザが、自宅の駐車場にて電気自動車ＥＶ１のバッテリ２５の充電を開始し、翌日の午前７時に電気自動車ＥＶ１にて外出する予定がある場合、翌日の午前７時から所定時間（５分）前の時刻を、受電の終了時刻として設定することができる。このように、“翌日の午前７時に外出したい”という「ユーザの要求」は、受電の終了時刻（午前６時５５分＝Ｔ_ｄ）及び受電の終了時刻までの残り時間（Ｔ）を表している。「受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）」とは、電気自動車ＥＶ１が受電を続けることが可能な期間が終了する時刻を意味し、受電制御フロー（図２）において、受電を継続しない（Ｓ０３でＮＯ）と判断する時刻から区別される。

【0033】

受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）は、ユーザがスマートフォンなどの情報通信端末又は電気自動車ＥＶ１に搭載されたユーザインターフェースを用いて実際に設定した時刻であってもよい。又は、ユーザからの具体的な指示又は設定が無い場合、ユーザの過去の行動履歴（過去の出発時刻の履歴など）を調査して得られる統計データから推定される時刻であっても構わない。

【0034】

計算装置２３は、電気自動車ＥＶ１のユーザの要求を表す数値（電気自動車ＥＶ１の状態）に基づいて、他の電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）の受電よりも自己ＥＶ１の受電が優先される度合いを示す電気自動車ＥＶ１の優先度（β）を算出する。具体的に、計算装置２３は、（２）式を用いて、現時刻（Ｔ_ｏ）から受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）までの残り時間（Ｔ）から優先度（β）を算出する。（２）式において、Ｎは、負荷群１１内で受電を行う電気自動車の総数を示す。

【0035】

【数2】

【0036】

（２）式に示すように、優先度（β）は残り時間（Ｔ）に反比例する。残り時間（Ｔ）が短くなるにつれて、優先度（β）は高くなる。（２）式は一例にすぎず、例えば、優先度（β）は、残り時間（Ｔ）を２以上のｇ回（ｇは正数）掛け算した「残り時間（Ｔ）のｇ乗」に反比例してもよい。

【0037】

電気自動車の総数（Ｎ）は、負荷群１１における過去の受電履歴を調査して得られる統計データ（数量データ）であってもよいし、電力の現在値（Ｐａｌｌ＿ｎｏｗ）から、おおよその電気自動車の総数（Ｎ）を推定することも可能である。総数（Ｎ）は差分電力（ΔＰ）と同様に差分情報送信装置１４もしくは差分情報送信装置１４に付随する装置から同報送信される。または、充電システムの位置情報や識別信号などで、総数（Ｎ）を特定してもよい。

【0038】

計算装置２３は、（３）式に示すように、差分電力（ΔＰ）に優先度（β）を乗じることにより要素差分電力（βΔＰ）を算出し、前回の処理サイクルにおける要素受電電力（Ｐｔ）に、要素差分電力（βΔＰ）を加算することにより、要素受電電力（Ｐｔ＋１）を更新する。なお、要素受電電力を示す記号「Ｐ」の添え字（右下付文字）「ｔ」「ｔ＋１」は、「処理サイクル」の繰り返し回数を示す。ｔは、零を含む正の整数である。

【0039】

【数3】

【0040】

計算装置２３は、受電装置２４が更新後の要素受電電力（Ｐｔ＋１）を受電するように受電装置２４に対して指示信号を送信し、指示信号を受信した受電装置２４は、更新後の要素受電電力（Ｐｔ＋１）を、電力設備１２を経由して受電する。

【0041】

受電制御装置は、（ａ）～（ｅ）の処理ステップを含む「処理サイクル」を一定の周期で繰り返し実行することにより、電気自動車ＥＶ１の受電装置２４が受電する電力（要素受電電力Ｐｔ）を制御する。

【0042】

次に、図２のフローチャートを参照して、図１の受電制御装置による受電制御方法の一例（基本例）を説明する。なお、当業者であれば、図１の受電制御装置の具体的な構成及び機能の説明から、受電制御装置による受電処理方法の具体的な手順を容易に理解できる。よって、ここでは、図１の受電制御装置による受電処理方法として、受電制御装置の主要な処理動作を説明し、詳細な処理動作の説明は、図１を参照した説明と重複するため割愛する。

【0043】

まず、ステップＳ０１において、受信装置２１は、計算部３１により算出された差分電力（ΔＰ）を示す情報を取得する。処理はステップＳ０２に進み、車両状態取得装置２２は、電気自動車ＥＶ１の状態を示す情報の例として、受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）を示す情報を取得する。

【0044】

処理はステップＳ０３に進み、受電制御装置は、受電を継続するか否かを判断する。例えば、電気自動車ＥＶ１のユーザから受電終了の指示信号を受信した場合（Ｓ０３でＮＯ）、又は、現時刻が受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）となった場合、受電の継続を終了する。或いは、充電ポートの未接続を検知した場合など（Ｓ０３でＮＯ）、それから数分の内に、電気自動車ＥＶ１が移動を開始する可能性が高まるため、受電の継続を終了する。更に、バッテリ２５の充電率（ＳＯＣ）が目標値に達した場合（Ｓ０３でＮＯ）、受電の継続を終了する。これらの状況が無ければ（Ｓ０３でＹＥＳ）、受電制御装置は受電を継続する。

【0045】

処理はステップＳ０４に進み、計算装置２３は、（２）式を用いて、受電の終了時刻（Ｔ_ｄ）から、電気自動車ＥＶ１の優先度（β）を算出する。処理はステップＳ０５に進み、計算装置２３は、（３）式に、差分電力（ΔＰ）及び優先度（β）を代入することにより、要素受電電力（Ｐｔ＋１）を更新する。

【0046】

ステップＳ０６へ進み、計算装置２３は、受電装置２４が更新後の要素受電電力（Ｐｔ＋１）を受電するように受電装置２４を制御する。受電制御装置は、ステップＳ０１からステップＳ０６までを単位とする処理サイクルを、ステップＳ０３でＮＯと判定されるまで、繰り返し実行することにより、要素受電電力（Ｐ）を制御する。

【0047】

なお、要素受電電力（Ｐｔ＋１）を更新する際に、前回の要素受電電力（Ｐｔ）から、一定の電力補正値（αＰｔ）を減算することにより、更新後の要素受電電力（Ｐｔ＋１）を補正してもよい。これにより差分電力（ΔＰ）を零に成り難くすることができる。これにより新たに受電を開始したい電気自動車は、早期に受電を開始することができる。

【0048】

本実施形態では、受電制御装置は、スマートグリッドの充放電スケジュールに基づいて自己の電気自動車の充放電を制御する。スマートグリッドとは、電力を供給及び需要の両方から制御し、最適化する電力網のことである。スマートグリッドは、次世代送電網、あるいはスマートコミュニティと呼ばれる場合もある。スマートグリッドの一例として、スマートグリッドは図１に示す電力設備１０、差分情報送信装置１４、電流計測装置１３、及び負荷群１１を含む範囲の電力網である。

【0049】

スマートグリッドの充放電スケジュールについて、特に限定されないが、本実施形態では予め設定されているものとして説明する。例えば、充放電スケジュールは、電力需要のピーク、電力需要のオフピーク、夜間電力などに基づいて予め設定される。

【0050】

受電制御装置は、スマートグリッドの充放電スケジュールを取得する。例えば受電制御装置は、差分情報送信装置１４から充放電スケジュールを取得する。そして受電制御装置は、充放電スケジュールに基づいて自己の電気自動車の充放電を制御する。換言すれば、電力システムは、各電気自動車に充放電スケジュールを送信する。電力システムは、充放電スケジュールに基づく充放電を各電気自動車に促す。これにより、電力システムは多くの電気自動車に、必要な電力を供給することができる。

【0051】

各電気自動車が充放電を行う際、充放電に関する変換損失が生じる。変換損失とは、例えば、ＡＣ－ＤＣ変換に係る損失、あるいはＤＣ－ＡＣ変換に係る損失である。以下では「充放電に関する変換損失」を「充放電損失」と称する。各電気自動車が充放電を行う際、充放電損失を低減することが望まれる。

【0052】

次に図３～６を参照して本実施形態に係る充放電制御方法の一例について説明する。

【0053】

まず最初に図３を参照して比較例を説明する。ここでいう比較例は、本実施形態に係る充放電制御方法を使用しないケースである。図３の上側の図について説明する。上側の図は、スマートグリッドの充放電スケジュールを示す。上側の図の縦軸において、正の値は充電側であることを示す。負の値は放電側であることを示す。充電側とは、差分情報送信装置１４から送信される信号がプラスであることを示す。つまり、差分電力（ΔＰ）はプラスである。一方、放電側とは、差分情報送信装置１４から送信される信号がマイナスであることを示す。つまり、差分電力（ΔＰ）はマイナスである。横軸は時刻を示す。符号４０は充放電スケジュールに係る値を示す。符号４１は測定値を示す。

【0054】

図３の下側の図について説明する。下側の図の縦軸は、電気自動車の蓄電池容量（ｋＷｈ）を示す。横軸は時刻を示す。符号５１はＥＶ１の蓄電池容量を示す。符号５２はＥＶ２の蓄電池容量を示す。符号５３はＥＶ３の蓄電池容量を示す。符号５４はＥＶ４の蓄電池容量を示す。符号６１はＥＶ１が出発する際の蓄電池容量を示す。符号６２はＥＶ２が出発する際の蓄電池容量を示す。符号６３はＥＶ３が出発する際の蓄電池容量を示す。符号６４はＥＶ４が出発する際の蓄電池容量を示す。なお蓄電池容量をＳＯＣと読み替えてもよい。

【0055】

図３に示すように、充放電スケジュールにおいて、電力需要が比較的少ない夜間（時刻０：００～７：００）は充電可能電力が多い。一方で電力需要が多くなる時間帯（時刻７：００～１１：００）は放電が要求される。ＥＶ１は他のＥＶ（ＥＶ２～ＥＶ４）と比較して、充電可能電力が多い時間帯に充電するため、出発時のＳＯＣが他のＥＶのＳＯＣより高い。一方で、ＥＶ２～ＥＶ４は、放電が要求される時間帯をまたぐため、放電量が多くなる。このためＥＶ２～ＥＶ４はＳＯＣが低い状態で出発することになる。

【0056】

そこで充放電制御方法の一例として、優先度（β）を（４）式で与える。

【0057】

【数4】

【0058】

Σ（推定充電電力）は時間で合計を取るため、電力量の次元になる。推定充電電力は例えば差分情報送信装置１４から送信される。推定充電電力は電気自動車が利用できる合計電力量を滞在する電気自動車の推定台数で割ることによって求められる。推定充電電力は、電気自動車１台当たりの期待できる充電量に該当する。式（４）に係る優先度（β）を用いた結果を説明する。周りの電気自動車よりも優先度が低い電気自動車は、充電量が小さくなる。周りの電気自動車よりも優先度が高い電気自動車は充電量が大きくなる。これにより図４に示すように、ＥＶ２～ＥＶ４は、図３を比較してＳＯＣが高い状態で出発することができる。

【0059】

優先度（β）を（５）式で与えてもよい。

【0060】

【数5】

【0061】

式（５）に係る優先度（β）を用いた場合、図５に示すように、ＥＶ２～ＥＶ４は、図３を比較してＳＯＣが高い状態で出発することができる。

【0062】

また、充放電制御方法の他の例として、他の電気自動車のＳＯＣ状態を推定して自己の充放電に係る電力量（充放電量）を制御してもよい。本実施形態において、自己の電気自動車は、他の電気自動車のＳＯＣ状態を知ることはできない。そこで受電制御装置は他の電気自動車のＳＯＣ状態を推定して自己の充放電に係る電力量（充放電量）を制御する。図６を参照して、具体例を説明する。

【0063】

図６において、「状態」とは、スマートグリッドの充放電スケジュールにおいて、充電側であるか放電側であるかを示す。他の電気自動車が希望するＳＯＣ（以下希望ＳＯＣ）に到達する見込みであるか否かは、差分電力（ΔＰ）の変化量に基づいて推定される。他の電気自動車のＳＯＣ状態は、すべてのケース（ケース１～８）において推定されるものである。

【0064】

まず図６のケース１について説明する。ケース１において充放電スケジュールは「充電」である。充放電スケジュールに基づいて充電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。全ての他の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。この場合、受電制御装置は、基本的に充放電スケジュールに基づいて充電する。受電制御装置は放電しない。ただし、他の電気自動車のＳＯＣ状態によっては充電しなくてもよい。

【0065】

次にケース３について説明する。ケース３において充放電スケジュールは「充電」である。充放電スケジュールに基づいて充電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達しない見込みである。全ての他の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。この場合、受電制御装置は、充放電スケジュールに基づいて充電する。

【0066】

次にケース４について説明する。ケース４において充放電スケジュールは「充電」である。充放電スケジュールに基づいて充電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達しない見込みである。希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車が存在する。この場合、受電制御装置は、基本的に充放電スケジュールに基づいて充電する。受電制御装置は放電しない。

【0067】

次にケース５について説明する。ケース５において充放電スケジュールは「放電」である。充放電スケジュールに基づいて放電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。全ての他の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。この場合、受電制御装置は、基本的に充放電スケジュールに基づいて放電する。受電制御装置は充電しない。

【0068】

次にケース６について説明する。ケース６において充放電スケジュールは「放電」である。充放電スケジュールに基づいて放電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車が存在する。この場合、受電制御装置は、充放電スケジュールに基づいて放電する。

【0069】

以上説明したように、ケース１、３～６において、受電制御装置は充放電スケジュールに基づいて充電または放電する。

【0070】

次にケース２について説明する。ケース２において充放電スケジュールは「充電」である。充放電スケジュールに基づいて充電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車が存在する。この場合、受電制御装置は、充放電スケジュールに基づく制御は実施しない。受電制御装置は、充放電スケジュールを無視して放電する。これにより、自己の電気自動車は他の電気自動車の電力を供給できる。これにより他の電気自動車は高いＳＯＣ状態で出発することが可能となる。

【0071】

次にケース７について説明する。ケース７において充放電スケジュールは「放電」である。充放電スケジュールに基づいて放電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達しない見込みである。全ての他の電気自動車は希望ＳＯＣに到達する見込みである。この場合、受電制御装置は、充放電スケジュールに基づく制御は実施しない。受電制御装置は充放電スケジュールを無視して充電する。これにより、自己の電気自動車は高いＳＯＣ状態で出発することが可能となる。

【0072】

次にケース８について説明する。ケース８において充放電スケジュールは「放電」である。充放電スケジュールに基づいて放電した場合、自己の電気自動車は希望ＳＯＣに到達しない見込みである。希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車が存在する。この場合、受電制御装置は、充放電スケジュールに基づく制御は実施しない。受電制御装置は、希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車のうち、放電している電気自動車が存在しない場合、充電する。これにより、自己の電気自動車は高いＳＯＣ状態で出発することが可能となる。また受電制御装置は、希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車のうち、放電している電気自動車が存在する場合、充電しない。ここでいう「充電しない」とは、電力設備１２から供給される電力を用いた充電はしない、ということを意味する。受電制御装置は、希望ＳＯＣに到達しない見込みの他の電気自動車のうち、放電している電気自動車が存在する場合、他の電気自動車が放電した電力を用いて充電する。これにより、自己の電気自動車は高いＳＯＣ状態で出発することが可能となる。

【0073】

以上説明したように、ケース２、７～８において、受電制御装置は他の電気自動車のＳＯＣ状態を推定する。受電制御装置は推定結果に基づいて、充放電スケジュールを無視する形で充放電制御を行う。これにより自己または他の電気自動車は高いＳＯＣ状態で出発することが可能となる。また、これにより適切な充放電制御が可能となり、充放電損失が低減する。

【0074】

（作用効果）
以上説明したように、本実施形態に係る受電制御装置（充放電制御装置）によれば、以下の作用効果が得られる。

【0075】

受電制御装置は、複数の受電要素を含む負荷群１１へ電力供給基点１０を経由して電気エネルギーを供給する電力システムにおいて、負荷群１１に含まれる受電要素が受電または放電する電力を制御する。受電制御装置は、電力供給基点１０を経由して負荷群１１の全体に送ることができる総送電電力の最大値から、電力供給基点１０を経由して負荷群１１の全体に送っている総送電電力の現在値を減じて得られる差分電力（ΔＰ）を示す情報を取得する。受電制御装置は、取得した情報が示す差分電力（ΔＰ）に、他の受電要素の受電よりも自己の受電が優先される度合いを示す受電要素の優先度（β）を乗じることにより、受電要素の要素差分電力を算出する。受電制御装置は、要素差分電力と、電力システムの充放電スケジュールとに基づいて自己の充放電を制御する。これにより充放電スケジュールを用いた、効率的な充放電制御が実現する。

【0076】

また、受電制御装置は、他の受電要素の充電状態を推定する。受電制御装置は、推定された他の受電要素の充電状態に基づいて自己の充放電を制御する。このように、基本的には充放電スケジュールにしたがうが、推定された他の受電要素の充電状態によっては、受電制御装置は充放電スケジュールを無視する形で自己の充放電制御を行う。これにより適切な充放電制御が可能となり、充放電損失が低減する。

【0077】

他の受電要素の充電状態を推定するとは、他の受電要素が将来出発する時間において、他の受電要素の充電量が、他の受電要素が希望する充電量に到達するか否かを推定することを意味する。

【0078】

電力システムは、例えばスマートグリッドである。

【0079】

上述の実施形態に記載される各機能は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や回路部品等の装置を含む。

【0080】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【符号の説明】

【0082】

１０ 電力供給基点
１１ 負荷群
１３ 電流計測装置
１４ 差分情報送信装置
１５ 電力消費要素
２１ 受信装置
２２ 車両状態取得装置
２３ 計算装置
２４ 受電装置
２５ バッテリ
２６ モータ
３１ 計算部
３２ 送信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】