JP2010268602A - 蓄電池充放電装置及び蓄電池充放電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の充放電の際に、電気料金や充電時間帯および充電時間あるいは売電についての選択肢を提供することができる。
【解決手段】表示部兼入力部２は、充放電の制約条件の入力を受け付ける。系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２は、売電および買電の料金情報を取得する。蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部７は、蓄電池の情報を取得する。最適スケジュール演算部１１は、制約条件と、料金情報と、蓄電池の情報とに基づいて、制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成する。充放電制御部３は、最適スケジュール演算部１１が作成したスケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車、電動二輪車等の蓄電池に対して充放電を行う蓄電池充放電装置及び蓄電池充放電方法に関する。

従来の電気自動車の充電インフラストラクチャーでは、例えば、単純に建物などのコンセントに電気自動車の充電用プラグを繋ぎ、電気自動車等の蓄電池を充電している。その際、蓄電池の充電に係わる電気料金は、充電に要した電力量（ｋＷｈ）と充電時における電気料金単価によって算出されている。

また、従来の電気自動車等の蓄電池に対する充電制御装置には、蓄電池の充電残量と充電推奨時間帯の情報から蓄電池を充電するのに最適な時間帯を求めるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている充電制御装置では、充電推奨時間帯の情報が、電力単価の低い時間帯に設定される。この特許文献１に記載されている充電制御装置によれば、最適な時間帯に充電を行うことで、電力系統や給電設備等の電力供給側への負荷の集中を避けることができる。

また、発電所向けの電力貯蔵用の蓄電池に対し、コストやＣＯ２排出量制約条件から充放電の計画を最適化する方法等がある。

特開２００８−６７４１８号公報

近年、電動二輪車や電気自動車の需要が高まる中、電気自動車等の使用形態もユーザによって種々異なっていくものと考えられる。使用形態が異なることで、例えば、夜間に充電を行う、短時間で充電を行う、日によって異なる充電形態にする等、充電時間帯や充電に要する時間についての要求も種々異なっていくものと考えられる。

一方、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーの利用促進等のため、消費者が発電した電力を電力会社に売り渡す売電の制度も整えられてきている。再生可能エネルギーは、日照、風速等の気象条件によって発電量が変化する。そこで、安定的な電力供給のため、電力貯蔵技術が研究されている。電気自動車等の蓄電池は、充電と放電を繰り返すものであり、例えば電気料金単価が比較的安い時間帯に充電した電力を、他の時間帯に放電すること、すなわち売電することで、電力貯蔵のために利用することが経済的にも成り立つものと考えられる。

このように、電気自動車等の蓄電池の充放電の方法については、ユーザによって種々の異なる要求が生じてくることと考えられ、ユーザに対して充放電方法についての種々の選択肢を提供することが求められるものと考えられる。しかしながら、従来技術では、電気自動車等への蓄電池充電装置、あるいはそれを用いたサービスにおいて、電気自動車等のユーザに対して、電気料金や充電時間帯および充電時間あるいは売電についての選択肢を与えることはできなかった。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、蓄電池の充放電の際に、電気料金や充電時間帯および充電時間、あるいは売電についての選択肢を提供することができる蓄電池充放電装置及び蓄電池充放電方法を提供することを目的とする。

本発明は、充放電の制約条件の入力を受け付ける入力部と、売電および買電の料金情報を取得する料金情報取得部と、蓄電池の情報を取得する蓄電池状態検知部と、前記制約条件と、前記料金情報と、前記蓄電池の情報とに基づいて、前記制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成するスケジュール演算部と、前記スケジュール演算部が作成した前記スケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う充放電制御部と、を備えたこと特徴とする蓄電池充放電装置である。

また、本発明は、前記スケジュール演算部が作成したスケジュールと、他のユーザが用いたスケジュールとを表示する表示部を備え、前記入力部は、前記表示部が表示したスケジュールのうち、いずれか１つを特定する入力を受け付け、前記充放電制御部は、前記入力部が受け付けた入力で特定されるスケジュールに基づいて、前記蓄電池の充放電を行うことを特徴とする蓄電池充放電装置である。

また、本発明の蓄電池充放電装置において、前記表示部は、前記スケジュール演算部が作成したスケジュールに基づいて充放電を行った場合のスケジュールとコストとを表示することを特徴とする。

また、本発明は、入力部が、充放電の制約条件の入力を受け付ける入力ステップと、料金情報取得部が、売電および買電の料金情報を取得する料金情報取得ステップと、蓄電池状態検知部が、蓄電池の情報を取得する蓄電池状態検知ステップと、スケジュール演算部が、前記制約条件と、前記料金情報と、前記蓄電池の情報とに基づいて、前記制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成するスケジュール演算ステップと、充放電制御部が、前記スケジュール演算ステップで作成した前記スケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う蓄電池充放電ステップと、を備えたこと特徴とする蓄電池充放電方法である。

本発明によれば、入力部が、充放電の制約条件の入力を受け付ける。また、料金情報取得部が、売電および買電の料金情報を取得する。また、蓄電池状態検知部が、蓄電池の情報を取得する。また、スケジュール演算部が、制約条件と、料金情報と、蓄電池の情報とに基づいて、制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成する。また、充放電制御部が、スケジュール演算部が作成したスケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う。

したがって、蓄電池の充放電の際に、電気料金や充電時間帯および充電時間、あるいは売電についての選択肢を提供することができる。

本発明の一実施形態における蓄電池充放電装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態の系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部が記憶する系統電力の買電／売電料金テーブルの一例を示した図である。 本実施形態の蓄電池充放電装置が使用する蓄電池仕様テーブルの一例を示した図である。 本実施形態の過去充放電パターンＤＢが記憶する過去充放電パターンテーブルの一例を示した図である 本実施形態の蓄電池充放電装置における処理の流れを示したフローチャートである。 図５のステップＳ１０３での表示画面の一例を示した図である。 図５のステップＳ１０４での表示画面の一例を示した図である。 図５のステップＳ１０５で「充電制御」が選択された場合の処理の流れを示したフローチャートである。 図８のステップＳ２０１での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２０４での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２０６での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２１０での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２１１での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２１３での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２０３の「処理０−１」およびステップＳ２０４の「処理０−２」の処理の流れを示したフローチャートである。 図５のステップＳ１０５で「放電制御」が選択された場合の処理の流れを示したフローチャートである。 図１６のステップＳ４０４の「処理１」の処理の流れを示したフローチャートである。 図１６のステップＳ４０５の「処理２」の処理の流れを示したフローチャートである。 図１８のステップＳ６０３の「処理４」の処理の流れを示したフローチャートである。 図１６のステップＳ４０６の「処理３」の処理の流れを示したフローチャートである。 図２０のステップＳ７０３での表示画面の一例を示した図である。 図８のステップＳ２１２から呼び出される「系統停電」処理の流れを示したフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明による蓄電池充放電装置の一実施の形態について説明する。図１の蓄電池充放電装置１００は、制御部１と、表示部兼入力部２（入力部、表示部）と、充放電制御部３と、通信部４と、課金部５と、系統電力入力／系統電力売電部６と、蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部７（蓄電池状態検知部）とを備えている。制御部１は、内部にＣＰＵ（中央処理装置）と、記憶装置と、入出力装置等を備え、本実施形態における各処理を行うためのプログラムを実行することで、各機能を実現するとともに、各部の制御を行う。

制御部１は、最適スケジュール演算部１１（スケジュール演算部）と、系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２（料金情報取得部）と、類似パターン抽出部１３と、過去充放電パターンＤＢ（データベース）１４とを備えている。最適スケジュール演算部１１は、蓄電池の充放電の最適スケジュールを演算する機能を実現する。ここで、最適スケジュールとは、ユーザの指定した複数の項目についての制約条件を、すべての項目で満たすか、一部に満たさない項目はあるもののできるだけ多くの項目で満たす充放電のスケジュールであり、充放電電力量と充放電後の残容量と充放電終了時刻（又は充放電時間）との少なくとも１つと、売電／買電料金に係る料金情報（充電時は支出、放電時（＝売電時）は収入）とを目標とする充放電計画を意味する。系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２は、系統電力の買電／売電料金テーブルを記憶する。類似パターン抽出部１３は、過去に使用された類似する最適スケジュールの充放電パターンを抽出する。過去充放電パターンＤＢ１４は、過去に使用された最適スケジュールの充放電パターンを記憶・管理する。なお、系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２は、通信部４を介して系統電力の買電／売電料金テーブルを他の装置から取得する構成としてもよい。

表示部兼入力部２は、タッチパネル等からなり、制御部１によって制御され、画像の表示とユーザによる指示の入力を受け付ける。

充放電制御部３は、制御部１によって制御され、各種情報を記憶するための記憶装置を内部に有し、通信部４と、課金部５と、系統電力入力／系統電力売電部６と、蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部７とを制御する。充放電制御部３は、最適スケジュール演算部１１あるいは類似パターン抽出部１３によって生成あるいは抽出され、ユーザに対して提示された充放電パターンから、ユーザによって選択された充放電パターンに従い、蓄電池の充放電を制御する。

通信部４は、インターネット等の通信網を介して、ユーザの携帯電話端末や上位の管理装置と通信を行い、充放電完了の通知を行ったり、停電やユーザの停止指示による異常終了等の通知を行ったり、課金部５と上位の管理装置との間で課金情報や認証情報を送受信したりする。また、ユーザは、携帯電話端末等を利用して通信部４にアクセスすることで、表示部兼入力部２に表示されるものと同じ情報を閲覧したり、表示部兼入力部２に入力するものと同じ指示を入力したりすることができる。

課金部５は、クレジットカード、携帯電話端末、現金、電子マネー（非接触ＩＣカード）等で支払い処理を行うための機能を提供する。充放電制御部３は、課金部５による支払い処理終了後あるいは認証処理終了後に充電あるいは放電（すなわち売電）制御を開始する。

系統電力入力／系統売電部６は、電力会社等の電力供給源から供給される系統電力を蓄電池充電用の直流電力に変換したり、蓄電池から放電された電力を交流電力に変換して、電力会社等の電力供給源に対して売電する機能を提供する。

蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部７は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、エンジンコントロールユニット）通信部７１と蓄電池充放電部７２とを有し、充放電制御部３の制御に従い、蓄電池の充放電制御と蓄電池状態の検知とを行う。ＥＣＵ通信部７１は、電気自動車のＥＣＵと自動車制御系のインタフェース（Ｉ／Ｆ）を介して有線あるいは無線で通信を行い、電気自動車の車種、蓄電池仕様、蓄電池状態等の情報を取得する。蓄電池充放電部７２は、充放電制御部３による制御に従い、電気自動車の蓄電池の充放電端子と接続され、系統電力入力／系統売電部６から供給された電力を用いて蓄電池に対して充電を行ったり、蓄電池から放電された電力を系統電力入力／系統売電部６に対して出力したりする。

以上の構成で、蓄電池充放電装置１００は、表示部兼入力部２あるいはユーザの携帯電話端末を介して、充電完了希望時刻の入力や、蓄電池充電に係わる各種条件の優先順位の選択や、充放電パターンの選択等の入力を受け付ける。また、その際、蓄電池充放電装置１００は、表示部兼入力部２あるいはユーザの携帯電話端末を介して、類似パターンの提示や各種充放電に関する情報の提供等を行う。

また、蓄電池充放電装置１００は、例えば、次のようにして、電気料金、充電時間の算定を行う。蓄電池充放電装置１００の制御部１は、優先項目と制約条件となる充電完了希望時刻から、充電時間、電気料金を計算する。計算に当たっては線形計画法などによって最適化計算を行う。より具体的には、充電期間における時間帯別電気料金単価を示す系統電力の買電／売電料金テーブルを読み込み、充電完了希望時刻の実現可否の判定を行い、充放電パターンの算出を行う。

ただし、充電時間が、充電完了希望時刻内に終了しない場合は、最速の終了時刻を表示部兼入力部２に表示するとともに、充電完了希望時刻の再投入を促す。また、充電完了希望時刻に充電終了が可能な場合は、表示部兼入力部２に充電終了時刻と電気料金を表示する。

そして、使用する充放電パターンがユーザによって選択された場合、蓄電池充放電装置１００の充放電制御部３は、選択された充放電パターンに従い、蓄電池の充放電の制御を行う。

なお、蓄電池充放電装置１００は、充電未了時の返金機能として、電力会社側の停電などによって蓄電池充電が完了しなかった場合は、充電電力量見合いにより、現金の一部または全てを返金する機能も提供する。

以下、図２〜図４を参照して、蓄電池充放電装置１００が記憶する情報について説明する。

図２は、系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２が記憶する、系統電力の買電／売電料金テーブルの一例を示した図である。図示する例では、系統電力の買電／売電料金テーブル１２ａは、７月１日から９月３０日までの期間中の平日に適用される２４時間の時間帯毎の受電料金単価と売電料金単価を示している。例えば、時刻０時０分以降１時０分未満の時間帯の受電料金単価は「ｒ０」、売電料金単価は「ｓ０」である。他の時間帯の受電料金単価と売電料金単価は図示するとおりである。

図３は、自動車等が備える蓄電池の情報を示す蓄電池仕様テーブルの一例を示す図である。蓄電池仕様テーブル７１１は、充放電制御部３（あるいは制御部１）内の所定の記憶領域（蓄電池仕様記憶部）が記憶している。

蓄電池仕様テーブル７１１は、充放電対象の蓄電池の仕様に関する種々の情報を複数の主要パラメータによって表している。この主要パラメータは、ＥＣＵ通信部７１によって自動車のＥＣＵから取得された情報である。図示する例では、主要パラメータとして、蓄電池定格容量（ｋＷｈ）と、放電上限電力（ｋＷ）と、放電下限電力（ｋＷ）と、充電上限電力（ｋＷ）と、充電下限電力（ｋＷ）と、放電上限電力量（ｋＷｈ）と、放電下限電力量（ｋＷｈ）と、充電上限電力量（ｋＷｈ）と、充電下限電力量（ｋＷｈ）と、温度補正式と、重故障とを用いている。また、蓄電池定格容量（ｋＷｈ）の値は「ｃ０ｈ」である。他の主要パラメータの値は図示するとおりである。

図４は、過去充放電パターンＤＢ１４が記憶する過去充放電パターンテーブルの一例を示した図である。図示する例では、過去充放電パターンテーブル１４ａは、過去に実施された充放電の実施日と、開始時刻と、終了時刻と、充放電電力量と、蓄電池型番と、コストとの各フィールドから構成された１つのレコードを複数有して構成されている。

また、図示する例では、２００９年２月１日の時刻９時００分から１３時００分までに４０（ｋＷｈ）の充電が行われ、蓄電池型番が「＊＊＊＊＊」であり、料金が１０００円であったことが示されている。また、２００９年２月２日の時刻８時００分から１１時００分までに２０（ｋＷｈ）の充電が行われ、蓄電池型番が「＊＊＊＊＊」であり、料金が５００円であったことが示されている。また、２００９年２月３日の時刻８時００分から１０時００分までに１０（ｋＷｈ）の放電（つまり売電）が行われ、蓄電池型番が「＊＊＊＊＊」であり、３００円の収入があったことが示されている。

次に、図５を参照して、蓄電池充放電装置１００の処理の流れについて説明する。図５は、蓄電池充放電装置１００における処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ１０１）蓄電池充放電装置１００のユーザ（すなわち操作者）は、電気自動車の蓄電池の充放電を行う場合、まず自動車制御系Ｉ／Ｆを介してＥＣＵ通信部７１と電気自動車とを接続する。ＥＵＣ通信部７１は、自動車制御系Ｉ／Ｆが電気自動車に接続されると、接続された電気自動車の車種情報と、蓄電池の仕様情報と、蓄電池の状態情報とを電気自動車のＥＵＣから受信する。その後、ステップＳ１０２に進む。

電気自動車の車種情報は、電気自動車の名前などの情報である。蓄電池の仕様情報は、図３の蓄電池仕様テーブル７１１に示した情報である。蓄電池の状態情報は、蓄電池の定格容量と、蓄電池の残容量と、蓄電池に異常が起きているか否かを示す蓄電池の異常情報とを含んでいる。

（ステップＳ１０２）充放電制御部３（あるいは制御部１（以下、同様））は、ステップＳ１０１でＥＵＣ通信部７１が受信した蓄電池の状態情報（蓄電池の異常情報）に基づいて、蓄電池に異常が起きているか否かを判定する。充放電制御部３が、蓄電池に異常が起きていると判定した場合はステップＳ１０３に進み、それ以外はステップＳ１０４に進む。

（ステップＳ１０３）表示部兼入力部２は、例えば図６に示す表示画面Ｅ１０３のような表示を行う。表示画面Ｅ１０３は、表示部兼入力部２の表示面に表示される情報（あるいはユーザの携帯電話端末の表示部に表示される情報（以下、同様））を模式的に示したものである。この場合、表示画面Ｅ１０３には、「充電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、残容量△ｋＷｈ 蓄電池温度異常」の文字列が表示されている。蓄電池に異常が発生しているため、蓄電池充放電装置１００は、充放電を行わず、処理を終了する。

（ステップＳ１０４）表示部兼入力部２は、例えば図７に示す表示画面Ｅ１０４のような表示を行う。表示画面Ｅ１０４は、表示部兼入力部２の表示面に表示される情報を模式的に示したものである。この場合、表示画面Ｅ１０４には、「充電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、残容量△ｋＷｈ 蓄電池異常 無し」の文字列が表示されている。その後、ステップＳ１０５に進む。

（ステップＳ１０５）表示部兼入力部２は充放電制御メニューを表示し、処理の内容をユーザに選択させる。制御部１は、ユーザにより選択された処理を実行する。すなわち、表示部兼入力部２は、充放電制御メニューとして、「充電」と、「放電」と、「中止」との選択肢を表示する。制御部１は、「充電」が選択された場合、「充電制御」処理（後述する図８のステップＳ２０１以降の処理）を実行し、「放電」が選択された場合、「放電制御」処理（後述する図１６のステップＳ４０１以降の処理）を実行し、「中止」が選択された場合、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、「充電制御」の処理の流れについて説明する。図８は、図５のステップＳ１０５で「充電制御」が選択された場合の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ２０１）表示部兼入力部２は、図９に示すような表示画面Ｅ２０１を表示し、ユーザに制約条件０を投入させる。

例えば、制約条件０として投入される情報（データ１）の一例としては、「充電電力量」と、「充電終了日時（または最大充電時間）」と、「コスト上限額」と、「売電あり／無し」との情報がある。また、最適スケジュールの充放電パターンを算出する際に、どの条件を優先させるのかを設定する情報である「優先モードの設定」として、「充電電力量」と、「充電終了日時（または最大充電時間）」と、「コスト抑制」がある。また、選択的な設定項目である「オプション」情報の一例として、「ＣＯ２抑制（ＣＯ２抑制にはポイント付加などのサービス展開）」と、「充電設備に連系された太陽光発電設備や燃料電池などの分散電源が利用できる場合、分散電源からの電力を優先」とがある。

ここで、制約条件０は、成立の可否を判定する前の制約条件である。そのため、制約条件０には必ずしも成立しない条件項目が含まれている場合がある。

図９は、ステップＳ２０１で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。表示画面Ｅ２０１には、「充電条件 充電終了日時：○月○日△時△分 充電電力量：□ｋＷｈ 充電後の残容量：□ｋＷｈ （定格容量の○％） 必須条件選択入力（省略可） 充電終了日時 コスト上限」の文字列が表示されている。これらの文字列の中で、記号「○」、「△」及び「□」は、内容が変化する文字情報を表しており、ユーザの入力に応じて変化したり、制御部１の演算結果によって変化したりする（以下、同様）。ユーザによる制約条件０の投入が終了すると、ステップＳ２０２とステップＳ２０３に進む。

（ステップＳ２０２）最適スケジュール演算部１１は、参考プランの算定を行う。参考プランは、ユーザによって投入された制約条件０に拘束されない充放電パターンを選択するプランである。例えば、コスト抑制プラン、ＣＯ２抑制プラン、時間抑制プランなど、コストを最低としたり、ＣＯ２を最も抑制したり、時間が最短となるようにしたりする充放電パターンを用いる制約条件が算定される。あるいは、通信部４を介して取得した他ユーザが多く選択したプラン（ベストプラクティス）を参考プランとすることもできる。その後、ステップＳ２０６に進む。

（ステップＳ２０３）ステップＳ２０２の処理と並列して、最適スケジュール演算部１１は、「処理０−１」として制約条件０の成立の可否を判定する。最適スケジュール演算部１１が、制約条件０の成立が「不可」と判定した場合はステップＳ２０４に進み、最適スケジュール演算部１１が、制約条件０の成立が「可」と判定した場合はステップＳ２０６に進む。なお、「処理０−１」の詳細については後述する。

（ステップＳ２０４）表示部兼入力部２は、制約条件０の成立が不可であることを示す表示を行う。具体的には、表示部兼入力部２は、「処理０−２」として、制約条件０の成立が不可であることを示す表示とともに、優先モードを満たす制約条件修正値（これを制約条件１とする）を提示する処理を行う。なお、「処理０−２」の詳細については後述する。

図１０は、ステップＳ２０４で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。表示画面Ｅ２０４には、「充電条件 充電終了日時：○月○日△時△分 充電電力量：□ｋＷｈ 充電後の残容量：□ｋＷｈ （定格容量の○％） コスト△円（上限○円）→ＮＧ 参考ケースの表示・選択 コスト上限を満たす充電電力量 充電電力量、充電終了日時」の文字列が表示されている。この例では、「コスト△円（上限○円）」の条件の成立が不可（ＮＧ）であることが示されている。その後、ステップＳ２０５に進む。

（ステップＳ２０５）表示部兼入力部２は、「制約条件１の選定」、または「制約条件０の再入力」のいずれかの選択を促す表示を行う。この表示をみたユーザは、「制約条件１を選定」、または「制約条件０の再入力を行う」のいずれかを選択する入力を行う。表示部兼入力部２が「制約条件１を選定」を選択する入力を受け付けた場合はステップＳ２０６に進み、表示部兼入力部２が「制約条件０の再入力を行う」を選択する入力を受け付けた場合はステップＳ２０１へ戻る。ただし、以降の処理では、制約条件１が選定された場合には、制約条件１を制約条件０として扱うこととする。

（ステップＳ２０６）表示部兼入力部２は、制約条件０の成立が「可」であることを示す表示を行う。その際、表示部兼入力部２は、ａ）充電条件設定：充電開始・充電終了予定時刻の表示、充電電力量の表示と、ｂ）参考プランの提示とを行う。その後、ステップＳ２０７に進む。

図１１は、ステップＳ２０６で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。図示する例では、表示画面Ｅ２０６には、「充電条件 充電終了日時：○月○日△時△分 充電電力量：□ｋＷｈ 充電後の残容量：□ｋＷｈ （定格容量の○％） コスト△円（上限○円） 参考ケースの表示・選択 コスト抑制 コスト、充電終了日時 ＣＯ２抑制 コスト、充電終了日時 時間抑制 コスト、充電終了日時」の文字列が表示されている。

（ステップＳ２０７）ユーザは、ステップＳ２０６で表示部兼入力部２が表示したａ）のプランと、ｂ）のプランと、「プランを変更する」とのいずれかを選択する。最適スケジュール演算部１１は、ａ）のプランまたはｂ）のプランがユーザによって選択されたか、「プランを変更する」が選択されたかを判定する。ａ）のプランまたはｂ）のプランがユーザによって選択されたと最適スケジュール演算部１１が判定した場合はステップＳ２０８に進み、「プランを変更する」が選択されたと最適スケジュール演算部１１が判定した場合はステップＳ２０１に戻る。

（ステップＳ２０８）表示部兼入力部２は、充電を開始するか中止するかの入力を促す画面を表示する。ユーザは、表示部兼入力部２を用いて充電を開始するか中止するかの入力を行う。最適スケジュール演算部１１は、表示部兼入力部２が受け付けた入力に基づいて、充電を開始するか中止するかの判定を行う。

最適スケジュール演算部１１が充電を中止すると判定した場合は処理を終了する。最適スケジュール演算部１１が充電を開始すると判定した場合は、充放電制御部３は、ステップＳ２０７で選択されたプランに基づいて蓄電池の充電を開始する。その後、ステップＳ２０９に進む。

（ステップＳ２０９）充放電制御部３は、蓄電池充放電部７２を制御して蓄電池に充電を行いながら、蓄電池充放電部７２で検知された電圧・電流等の情報やＥＣＵ通信部７１で取得した蓄電池の状態を示す情報に基づいて、充電完了判定を繰り返し行う。充電完了判定の判定条件の項目としては、充電終了予定時刻、充電電力量の各項目がある。また、充放電制御部３は、蓄電池異常の有無確認を繰り返し行う。

充放電制御部３が「充電未了」と判定した場合はステップＳ２１０に進む。また、充放電制御部３が「蓄電池異常」と判定した場合はステップＳ２１１に進む。また、充放電制御部３が「停電発生」と判定した場合はステップＳ２１２に進む。また、充放電制御部３が「充電完了」と判定した場合はステップＳ２１３に進む。

（ステップＳ２１０）表示部兼入力部２は、充電状況の経過表示を行う。その後、ステップＳ２０９に進む。図１２はステップＳ２１０で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。この場合、表示画面Ｅ２１０には、「充電開始日時：○月○日△時△分 充電終了日時：○月○日△時△分 現在日時：○月○日△時△分 充電コスト：○円 充電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、残容量△ｋＷｈ 現在の蓄電池状態 充電電力量：□ｋＷｈ 残容量：□ｋＷｈ（定格容量の○％） 蓄電池異常 無し 請求額 ○円」の文字列が表示されている。

（ステップＳ２１１）表示部兼入力部２は蓄電池異常の表示を行う。その後、処理を終了する。図１３はステップＳ２１１で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。この場合、表示画面Ｅ２１１には、「充電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、 残容量△ｋＷｈ 蓄電池温度異常」の文字列が表示されている。

（ステップＳ２１２）充放電制御部３は、停電が発生した場合、停電発生に伴う充電中断処理を行う。具体的には、充電条件はメモリに保護し、復電時には、例えば、制約条件達成可否の再計算、制約条件未達の場合は当初の充電終了時刻まで充電継続する処理などを行う。本実施形態では、充放電制御部３は、充電条件をメモリに保護した後、「系統停電」処理（後述する図２２のステップＳ８０１以降の処理）を行う。

（ステップＳ２１３）表示部兼入力部２は、蓄充電終了の表示と蓄電池の状態表示を行う。その後、ステップＳ２１４に進む。図１４は、ステップＳ２１３で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。図示する例では、表示画面Ｅ２１３には、「充電開始日時：○月○日△時△分 充電終了日時：○月○日△時△分 充電コスト 放電開始日時：○月○日△時△分 放電終了日時：○月○日△時△分 売電利益 充電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、残容量△ｋＷｈ 充電終了時の蓄電池状態 充電電力量：□ｋＷｈ 残容量：□ｋＷｈ（定格容量の○％） 蓄電池異常 無し 請求額 ○円」の文字列が表示されている。

（ステップＳ２１４）課金部５は、充電量に基づいて課金処理を行う。その後、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、ステップＳ２０３の「処理０−１」およびステップＳ２０４の「処理０−２」の処理の流れについて説明する。図１５は、図８のステップＳ２０３の「処理０−１」およびステップＳ２０４の「処理０−２」の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ３０１）最適スケジュール演算部１１は、線形計画法などによる解の有無確認を行う。解がある場合は処理を終了し、解が無い場合はステップＳ３０２に進む。具体的には、制約条件０を一次式で記述し、その制約条件の中で目標値が最大となる値を解として求める処理を行う。

（ステップＳ３０２）最適スケジュール演算部１１は、充放電電力量を調整、すなわち、充放電電力量を所定量減少させて、解の探査を行う。解があった場合にはステップＳ３０３に進み、解が無かった場合にはステップＳ３０４に進む。

（ステップＳ３０３）最適スケジュール演算部１１は、ステップＳ３０２で探査した解を制約条件１として設定し、処理を終了する。

（ステップＳ３０４）最適スケジュール演算部１１は、充放電終了日時を調整、すなわち充放電終了日時を所定量遅らせて、解の探査を行う。解があった場合にはステップＳ３０５に進み、解が無かった場合にはステップＳ３０６に進む。

（ステップＳ３０５）最適スケジュール演算部１１は、ステップＳ３０４で探査した解を制約条件１として設定し、処理を終了する。

（ステップＳ３０６）最適スケジュール演算部１１は、コストの制約を満たす制約条件を、制約条件１として設定し、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、「放電制御」の処理の流れについて説明する。図１６は、図５のステップＳ１０５で「放電制御」が選択された場合の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ４０１）表示部兼入力部２は、ユーザに制約条件０を投入（入力）させる。ここでは、ユーザは、表示部兼入力部２に対してデータＤ４０１として示すような制約条件を入力する。図示する例では、データＤ４０１は、「○投入項目および優先モードの設定 放電電力量 放電終了日時（または最大放電時間） 売値下限額」の各項目が含まれている。その後、ステップＳ４０２に進む。

（ステップＳ４０２）充放電制御部３は、ＥＣＵ通信部７１を制御して、電気自動車のＥＣＵから蓄電池の状態を取得する。ＥＣＵからは、データＤ４０２として示すような蓄電池の状態が取得される。図示する例では、データＤ４０２は、「蓄電池異常の有無 定格容量 残存容量 放電電力の上限 放電時電池容量の下限値」の各項目が含まれている。その後、ステップＳ４０３に進む。

（ステップＳ４０３）表示部兼入力部２は蓄電池残容量を提示する。例えば、表示部兼入力部２は、残容量○ｋＷｈ、定格容量の○％、時速○ｋｍ／ｈで走行可能な距離○ｋｍの各情報を表示する。その後、ステップＳ４０４に進む。

（ステップＳ４０４）最適スケジュール演算部１１は、充放電制御部３によってＥＣＵから取得された情報などに基づいて、「処理１」として蓄電池が放電する放電量を設定する。「処理１」は、図１７のステップＳ５０１以降の処理であり、詳細は後述する。その後、ステップＳ４０５に進む。

（ステップＳ４０５）最適スケジュール演算部１１は、「処理２」として、蓄電池放電パターンの算出を行う。「処理２」は、図１８のステップＳ６０１以降の処理であり、詳細は後述する。このステップＳ４０５の「処理２」では、蓄電池放電パターンの算出を行った後、算出された蓄電池放電パターンで放電を実施するか否かを選択する入力をユーザに求める。ユーザは、表示部兼入力部２を介して、放電を実施するか否かを示す入力を行う。

放電を実施すると選択した入力を表示部兼入力部２が受け付けた場合はステップＳ４０５に進む。また、放電を実施しないと選択した入力を表示部兼入力部２が受け付けた場合は処理を終了する。

（ステップＳ４０６）充放電制御部３は、「処理３」として、最適スケジュール演算部１１が設定した蓄電池放電パターンに従い、蓄電池充放電部７２と系統電力入力／系統売電部６を制御して、蓄電池から放電させる。また、充放電制御部３は、蓄電池が放電した電力を電力系統側に出力するように、系統電力入力／系統売電部を制御する。「処理３」は、図２０のステップＳ７０１以降の処理であり、詳細は後述する。その後、ステップＳ４０７に進む。

（ステップＳ４０７）課金部５は、放電量に基づいて、入金処理を実施する。その後、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、ステップＳ４０４の「処理１」の処理の流れについて説明する。図１７は、図１６のステップＳ４０４の「処理１」の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ５０１）最適スケジュール演算部１１は、ユーザによって表示部兼入力部２に入力された売電容量と、ＥＵＣから取得した蓄電池の状態とに基づいて、売電容量ｋＷｈと、残存容量ｋＷｈと、走行可能距離ｋｍと演算する。表示部兼入力部２は、最適スケジュール演算部１１が演算した結果に基づいて、“売電容量ｋＷｈ”と、“残存容量ｋＷｈ、走行可能距離ｋｍ”とを表示する。また、表示部兼入力部２は、最適スケジュール演算部１１が演算した結果、走行可能距離が一定距離未満となった場合、例えば１０ｋｍ未満となった場合、アラート表示を行う。その後、ステップＳ５０２に進む。

（ステップＳ５０２）表示部兼入力部２は、売電容量を確定するか否かを選択する入力をユーザに求める。ユーザは、表示部兼入力部２を介して、売電容量を確定するか否かを示す入力を行う。表示部兼入力部２が、売電容量を確定することを示す入力を受け付けた場合はステップＳ５０３に進む。表示部兼入力部２が、売電容量を確定しないことを示す入力を受け付けた場合はステップＳ５０１に戻る。

（ステップＳ５０３）ユーザは表示部兼入力部２を介して系統停電時のオプションの投入（入力）を行う。オプションとしては、例えば、放電終了時刻の延伸あり、なしや、延伸ありの場合の最大延長時間などである。表示部兼入力部２は、ユーザから入力されたオプションを示す情報の入力を受け付ける。その後、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、Ｓ４０５の「処理２」の処理の流れについて説明する。図１８は、図１６のステップＳ４０５の「処理２」の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ６０１）最適スケジュール演算部１１は、系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部１２から系統電力の買電／売電料金テーブルを読み込む。その後、ステップＳ６０２に進む。

（ステップＳ６０２）最適スケジュール演算部１１は、ａ）線形計画法などにより売電価格が最高となる売電スケジュールの算定を行う。このとき、最適スケジュール演算部１１は、ＥＣＵ通信部７１がＥＣＵから取得した、放電電力の上限値および放電時電池容量の下限値と、表示部兼入力部２が入力を受け付けた値とを、放電容量をデータＤ６０２として読み込んで売電スケジュールの算定を行う。その後、ステップＳ６０３に進む。

（ステップＳ６０３）最適スケジュール演算部１１は、「処理４」として、ｂ）参考プランの抽出を行う。「処理４」は、図１９のステップＳ６０３１以降の処理であり、詳細は後述する。その後ステップＳ６０４に進む。

（ステップＳ６０４）表示部兼入力部２は、ステップＳ６０２およびステップＳ６０３で算出あるいは抽出したａ）、ｂ）のプランを表示する。例えば、表示部兼入力部２は、放電終了時刻および売電容量の入力を受け付けた場合、“売電容量ｋＷｈ”と“残存容量ｋＷｈ、走行可能距離ｋｍ”と、走行可能距離（例えば１０ｋｍ未満でアラート表示）、売電による収入の見込みとを表示する。その後、ステップＳ６０５に進む。

（ステップＳ６０５）表示部兼入力部２は、放電を実施するか否かを選択する入力をユーザに求める。ユーザは、表示部兼入力部２を介して、放電を実施するか否かを示す入力を行う。表示部兼入力部２が、放電を実施することを示す入力を受け付けた場合は処理を終了する（図１６のステップＳ４０５で放電を実施する）。表示部兼入力部２が、放電を実施しないことを示す入力を受け付けた場合はステップＳ６０６に進む。

（ステップＳ６０６）表示部兼入力部２は、放電する電力量の入力を受け付ける。最適スケジュール演算部１１は、入力された放電する電力量に基づいて、放電電力変更処理を実行する。その後、ステップＳ６０７に進む。

（ステップＳ６０７）最適スケジュール演算部１１は、放電を終了する時刻の入力を受け付ける。最適スケジュール演算部１１は、入力された放電を終了する時刻に基づいて、放電終了時刻変更処理を実行する。その後、ステップＳ６０６またはステップＳ６０７で放電電力または放電終了時刻を変更した場合、「処理２」の開始（ステップＳ６０１）に戻り、ステップＳ６０６およびステップＳ６０７で放電電力と放電終了時刻とを変更しなかった場合、図１６に示す「放電制御」の処理を終了する（図１６のステップＳ４０５で「放電非実施」）。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、Ｓ６０３の「処理４」の処理の流れについて説明する。図１９は、図１８のステップＳ６０３の「処理４」の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ６０３１）類似パターン抽出部１３は類似パターンの抽出処理を行う。具体的には、類似パターン抽出部１３は、過去充放電パターンＤＢ１４から、必要条件を満足する過去の充放電パターンを抽出する。必要条件としては、現在の買電／売電料金と同一の買電／売電料金であるパターンである。なお、過去充放電パターンの買電／売電料金は、過去充放電パターンテーブルの「実施日」と、系統電力の買電／売電料金テーブルから特定することができる。また、他の抽出の例としては、開始時刻でソーティングし、開始時刻が早い順に抽出する、また、頻度の多いパターンを抽出することなどが考えられる。その後、ステップＳ６０３２に進む。

（ステップＳ６０３２）表示部兼入力部２は、類似パターン抽出部１３が抽出した放電パターンを表示する。その後、処理を終了する。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、Ｓ４０６の「処理３」の処理の流れについて説明する。図２０は、図１６のステップＳ４０６の「処理３」の処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ７０１）表示部兼入力部２は、放電を開始するか否かを選択する入力をユーザに求める。ユーザは、表示部兼入力部２を介して、放電を開始するか否かを示す入力を行う。表示部兼入力部２が、放電を開始することを示す入力を受け付けた場合はステップＳ７０２に進む。表示部兼入力部２が、放電を開始しないことを示す入力を受け付けた場合は処理を終了する。

（ステップＳ７０２）充放電制御部３は、蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部７から取得する情報や、系統電力入力／系統電力充電部６から取得する情報に基づいて、放電完了判定を行う。具体的には、放電終了予定時刻や放電電力量などの制約条件を満たしている場合は放電が完了したと判定し、それ以外の場合は、放電は未了であると判定する。充放電制御部３が、放電は完了していると判定した場合には処理を終了し、放電が未了であると判定した場合はステップＳ７０３に進む。

（ステップＳ７０３）表示部兼入力部２は、放電電力量の表示を行う。その後、ステップＳ７０２に戻る。図２１は、ステップＳ７０３で、表示部兼入力部２が表示する表示画面を模式的に示したものである。図示する例では、表示画面Ｅ７０３は、「放電開始日時：○月○日△時△分 放電終了日時：○月○日△時△分 現在日時：○月○日△時△分 売電利益：○円 放電開始時の蓄電池状態 定格容量○ｋＷｈ、残容量△ｋＷｈ 現在の蓄電池状態 充電電力量：□ｋＷｈ 残容量：□ｋＷｈ（定格容量の○％）」の文字列が表示されている。

次に、蓄電池充放電装置１００の処理のうち、「系統停電」の処理の流れについて説明する。図２２は、図８のステップＳ２１２から呼び出される「系統停電」処理の流れを示したフローチャートである。

（ステップＳ８０１）充放電制御部３は、一定以上の停電継続時間（例えば６０秒）が発生したか否かを判定する。充放電制御部３が一定以上の停電継続時間が発生したと判定した場合はステップＳ８０２に進み、それ以外は処理を終了する。

（ステップＳ８０２）充放電制御部３は、ＥＣＵ通信部７１を介してＥＣＵから蓄電池状態を示す情報を取得する。その後、ステップＳ８０３に進む。

（ステップＳ８０３）充放電制御部３は、現計画（現充放電スケジュール）で、充電終了時刻または放電終了時刻までに充電電力量または放電電力量を満たすことが出来るか否かを判定する。充放電制御部３が充電電力量または放電電力量を満たすことが出来ると判定した場合は処理を終了し、それ以外はステップＳ８０４に進む。

（ステップＳ８０４）充放電制御部３は、充電電力または放電電力を増大させることが出来るか否かを判定する。充放電制御部３が電力を増大させることが可能であると判断した場合はステップＳ８０５に進み、それ以外はステップＳ８０６に進む。

（ステップＳ８０５）充放電制御部３は、蓄電池および充放電器の仕様範囲内で充電または放電電力を増大させ、売電終了時刻までに計画した充電電力量または放電電力量に近づくように設定して充放電を行う。その後、処理を終了する。

（ステップＳ８０６）充放電制御部３は、売電終了時刻まで、計画した電力量の充電または放電を継続する（ベストエフォート）。その後、処理を終了する。

以上、本実施形態によれば、蓄電池の充放電の際に、電気料金や充電時間帯および充電時間あるいは売電についての選択肢を提供することができる。また、ユーザに対して適切な情報の提示と充放電パターンの設定ついて適切な選択肢を提示することができる。したがって、時間帯によって電気料金が異なることや、ユーザの許容する充放電時間に応じ、コストあるいは充放電時間において最適な充放電パターンを決定することができる。その際、ユーザに対しては、目標コストに対し、最大充電電力量と充電完了時刻を提示することや、目標充電電力量に対し、最小コストと充電完了時刻を提示することなどができる。

また、蓄電池の充放電の際に、コストについて情報の提供を行うことができる。また、充放電時間帯および充放電時間について優先順位付けた条件設定を容易に行えるようにすることができる。また、充放電の終了時刻を容易に設定させられるようにすることができる。また、蓄電池の放電を電力会社が買い取る場合の条件を詳細に設定することができるなどの利便性を提供することが可能となる。

また、充電時間を長くすることで深夜電力を使用することが可能となった場合は、電気料金を安価とすることができる。また、電気料金は割り増しとなることもあるが、最短の時間で充電を終了することができる。また、充電完了希望時刻を入れることで、最も安価となる充電パターンを決定し経済的な電気料金とすることができる。また、蓄電池からの放電を電力会社が買い取ることが可能となれば、ユーザのオプションで蓄電池の放電を許容することで、電気料金に係わるコストメリットを更に増やすことも期待できることができるといった効果を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記に限定されず、図１に示す構成において、各ブロックを分割したり、統合したり、あるいは通信回線などを介して分散して配置したりする変更を適宜行うことができる。また、本発明は、コンピュータ及び周辺装置と、コンピュータによって実行されるプログラムとを用いて構成することができ、そのプログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体又は通信回線を介して提供することがでる。

また、本発明は、電気自動車等の蓄電池の充放電制御に限定されず、例えば、時刻タイマー付きコンセント、あらかじめ電気料金が安価となる時間帯のみ通電するコンセントなどに適用することも可能である。あるいは、電気料金制限コンセント、あらかじめ設定した電気料金となると給電を停止するコンセントなどにも適用可能である。また、家庭用の各種電気機器（スケールメリットは問わない。例えば、蓄電池を有する、電気髭剃り器、携帯電話端末、携帯ゲーム器、携帯型オーディオプレーヤなど）にも適用可能である。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

１…制御部、２…表示部兼入力部、３…充放電制御部、４…通信部、５…課金部、６…系統電力入力／系統電力売電部、７…蓄電池充放電制御／蓄電池状態検知部、１１…最適スケジュール演算部、１２…系統電力の買電／売電料金テーブル記憶部、１２ａ…系統電力の買電／売電料金テーブル、１３…類似パターン抽出部、１４…過去充放電パターンＤＢ、１４ａ…過去充放電パターンテーブル、１００…蓄電池充放電装置、７１１…蓄電池仕様テーブル

Claims (4)

1. 充放電の制約条件の入力を受け付ける入力部と、
   売電および買電の料金情報を取得する料金情報取得部と、
   蓄電池の情報を取得する蓄電池状態検知部と、
   前記制約条件と、前記料金情報と、前記蓄電池の情報とに基づいて、前記制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成するスケジュール演算部と、
   前記スケジュール演算部が作成した前記スケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う充放電制御部と、
   を備えたこと特徴とする蓄電池充放電装置。
2. 前記スケジュール演算部が作成したスケジュールと、他のユーザが用いたスケジュールとを表示する表示部
   を備え、
   前記入力部は、前記表示部が表示したスケジュールのうち、いずれか１つを特定する入力を受け付け、
   前記充放電制御部は、前記入力部が受け付けた入力で特定されるスケジュールに基づいて、前記蓄電池の充放電を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池充放電装置。
3. 前記表示部は、前記スケジュール演算部が作成したスケジュールに基づいて充放電を行った場合のスケジュールとコストとを表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電池充放電装置。
4. 入力部が、充放電の制約条件の入力を受け付ける入力ステップと、
   料金情報取得部が、売電および買電の料金情報を取得する料金情報取得ステップと、
   蓄電池状態検知部が、蓄電池の情報を取得する蓄電池状態検知ステップと、
   スケジュール演算部が、前記制約条件と、前記料金情報と、前記蓄電池の情報とに基づいて、前記制約条件を満たすように充放電のスケジュールを作成するスケジュール演算ステップと、
   充放電制御部が、前記スケジュール演算ステップで作成した前記スケジュールに基づいて蓄電池の充放電を行う蓄電池充放電ステップと、
   を備えたこと特徴とする蓄電池充放電方法。

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