JP2022141045A - サーバ、電力管理システムおよび電力管理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電に伴う温室効果ガスの発生量に関する規制が設けられたゾーンを走行する車両を適切に管理する。【解決手段】車両1は、充電設備2から供給される電力により充電されるバッテリ11を含む。温室効果ガスの排出原単位が規制値を超える電力量を使用しての走行が規制されるグリーンゾーンが存在する。サーバ3は、充電設備2から供給される電力の排出原単位を取得するI/Oポート33と、充電設備2からバッテリ11に充電された電力量を、I/Oポート33を介して取得された排出原単位に対応付けて管理するプロセッサ31とを備える。プロセッサ31は、車両1がグリーンゾーンを走行可能かどうかを、バッテリ11に蓄えられた電力量のうちの排出原単位が規制値に満たない電力量に基づいて判定し、その判定結果を車両1のユーザに通知する。【選択図】図9
Description
本開示は、サーバ、電力管理システムおよび電力管理方法に関し、より特定的には、車両の電力情報を管理する技術に関する。
車両の走行用バッテリに蓄えられた電力量には、火力発電、原子力発電、水力発電、太陽光発電などの様々な発電態様に由来するものが含まれ得る。バッテリに蓄えられた電力量を、発電態様別(または発電時における温室効果ガスの発生量別)に区別する管理手法が知られている(たとえば特開2020-86911号公報(特許文献1)参照)。
また、排気ガスの排出の低減が求められたり、排気ガスの排出が禁止されたりするエリアが法規または政策などにより設定される場合がある。このようなエリアは「グリーンゾーン」または「ZEV(Zero Emission Vehicle)ゾーン」と呼ばれる(たとえば特開2019-85094号公報(特許文献2)参照)。グリーンゾーンまたはZEVゾーンなどの特定のゾーンにGPS(Global Positioning System)および無線通信技術を用いて仮想的な境界線を設ける「ジオフェンス(geofence)」と呼ばれる技術も知られている。
現在は、車両がいわゆるEV(Electric Vehicle)走行(エンジンを駆動することなく、バッテリに蓄えられた電力量を消費する走行)を行なえば、グリーンゾーン内での走行が許可されることが一般的である。しかしながら、将来、以下のような課題が発生し得ることに本発明者らは着目した。
今後、電気自動車およびプラグインハイブリッド車の普及が進むと予想されている。一方で、各国の温室効果ガスの削減目標も一層高くなる可能性がある。そうすると、グリーンゾーン内を走行する条件として、車両のバッテリに蓄えられた電力量を発電する際に、どの程度の温室効果ガスが発生したのかが問われる可能性がある。その結果、単にEV走行可能かそうでないかだけではグリーンゾーン内を走行させてよい車両かどうかを管理できなくなり得る。
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、本開示の目的は、発電に伴う温室効果ガスの発生量に関する規制が設けられたゾーンを走行する車両を適切に管理することである。
(1)本開示の第1の局面に係るサーバは、車両の電力情報を管理する。車両は、充電設備から供給される電力により充電される蓄電装置を含む。サーバは、充電設備から供給される電力についての温室効果ガスの排出原単位を取得するインターフェースと、充電設備から蓄電装置に充電された電力量を、インターフェースを介して取得された排出原単位に対応付けて管理するプロセッサとを備える。プロセッサは、排出原単位が規制値を超える電力量を使用しての走行が規制される走行規制ゾーンを上記車両が走行可能かどうかを、蓄電装置に蓄えられた電力量のうちの排出原単位が規制値に満たない電力量に基づいて判定し、その判定結果を車両のユーザに通知する。
(2)プロセッサは、排出原単位が規制値に満たない電力量が基準量を上回る場合に走行規制ゾーンの走行許可をユーザに通知する一方で、排出原単位が規制値に満たない電力量が基準量を下回る場合には走行規制ゾーンの走行不許可をユーザに通知する。
上記(1),(2)の構成において、プロセッサは、充電設備から蓄電装置に充電された電力量を排出原単位に対応付けて管理する(電力カラーリング)。これにより、サーバは、蓄電装置に蓄えられた電力量のなかに排出原単位が規制値に満たない電力量(クリーン電力量)がどの程度で含まれているかを把握できる。よって、上記(1),(2)の構成によれば、走行規制ゾーンを走行する車両を適切に管理できる。
(3)プロセッサは、車両が走行規制ゾーンに進入するのに先立ち、判定結果をユーザに通知する。
上記(3)の構成においては、車両が走行規制ゾーンに進入するのに先立ち、判定結果がユーザに通知される。これにより、たとえば、走行規制ゾーンの直前で進入不可であることをユーザが知って困惑する事態を回避できる。また、走行規制ゾーンを通過しないルートを選択するなど、ユーザが適切な行動をとることが可能になる。
(4)本開示の第2の局面に係る電力管理システムは、上記サーバと、車両とを備える。車両は表示装置を含む。表示装置は、車両の内部から視認可能な態様で判定結果を表示する。
(5)表示装置は、排出原単位が規制値に満たない電力量(クリーン電力量)、および、その電力量を使用して車両が走行可能な距離(EV距離)のうちの少なくとも一方をさらに表示する。
上記(4),(5)の構成においては、サーバによる判定結果(走行許可/不許可)、または、クリーン電力量もしくはEV距離に関する車両状態が表示装置に表示される。よって、上記(4),(5)の構成によれば、車両のユーザが判定結果または車両状態を容易に把握できる。
(6)本開示の第3の局面に係る電力管理システムは、上記サーバと、車両とを備える。車両は表示装置を含む。表示装置は、車両の外部から視認可能な態様で判定結果を表示する。
上記(6)の構成によれば、走行規制ゾーンに進行したり走行規制ゾーン内を走行したりすることが可能な車両かどうかを車両の外部から容易に把握し、それにより適切な対応(走行不許可の車両の取り締まりなど)をとることが可能になる。
(7)電力管理システムは、走行規制ゾーンの境界に設置されたゲートをさらに備える。ゲートは、車両がゲートに接近した場合に、排出原単位が規制値に満たない電力量(クリーン電力量)に応じて開閉する。
上記(7)の構成によれば、クリーン電力量が不足する車両についてはゲートを開放せず、グリーンゾーン内に進入できないようにすることができる。
(8)本開示の第4の局面に係る電力管理方法は、車両の電力情報を管理する。車両は、充電設備から供給される電力により充電される蓄電装置を含む。電力管理方法は、第1~第4のステップを含む。第1のステップは、充電設備から蓄電装置に充電された電力量を取得するステップである。第2のステップは、充電設備から供給される電力についての温室効果ガスの排出原単位を取得するステップである。第3のステップは、充電設備から蓄電装置に充電された電力量を排出原単位に対応付けて管理するステップである。第4のステップは、排出原単位が規制値を超える電力量を使用しての走行が規制される走行規制ゾーンを上記車両が走行することを許可するかどうかを、蓄電装置に蓄えられた電力量のうちの排出原単位が規制値に満たない電力量に基づいて判定し、その判定結果を車両のユーザに通知するステップである。
上記(8)の方法によれば、上記(1)の構成と同様に、走行規制ゾーンを走行する車両を適切に管理できる。
本開示によれば、発電に伴う温室効果ガスの発生量に関する規制が設けられたゾーンを走行する車両を適切に管理できる。
以下、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。なお、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。
[実施の形態]
<システム全体構成>
図1は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの概略的な構成を示す図である。電力管理システム100は、車両1と、充電設備(EVSE:Electric Vehicle Supply Equipment)2と、サーバ3と、電力系統4と、送電線5と、事業者サーバ6と、ゲート(図2参照)とを備える。
<システム全体構成>
図1は、本開示の実施の形態に係る電力管理システムの概略的な構成を示す図である。電力管理システム100は、車両1と、充電設備(EVSE:Electric Vehicle Supply Equipment)2と、サーバ3と、電力系統4と、送電線5と、事業者サーバ6と、ゲート(図2参照)とを備える。
車両1は、電動車両であり、より具体的には電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド車(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)などである。以下では簡単のため、車両1がEVであると想定する。車両1は、バッテリ11と、HMI(Human Machine Interface)12と、ECU(Electronic Control Unit)13とを含む。
バッテリ11は、複数のセル(図示せず)を含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ11は、車両1の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ11は、車両1の回生制動時にモータジェネレータ(図示せず)により発電された電力を蓄える。なお、バッテリ11に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタも採用され得る。バッテリ11は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。
車両1は、充電設備2から延びる充電ケーブルが車両1のインレット(図示せず)に接続されることによって、充電設備2から供給される電力によりバッテリ11が充電されるように構成されている。以下、この充電態様を「外部充電」とも称する。
HMI12は、ユーザ(ドライバ)の操作を受け付けたり、様々な情報およびデータをユーザに提供したりする。HMI12の構成については図3にて、より詳細に説明する。
ECU13は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサと、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などのメモリと、入出力ポートとを含む。ECU13は、車両1を制御するため各種演算処理を実行するように構成されている。
充電設備2は、たとえば公共の充電スタンドまたは家庭用充電器である。充電設備2は、電力系統4からの電力を送電線5を介して受け、その電力を車両1に供給するように構成されている。充電設備2とサーバ3とも双方向通信が可能に構成されている。
サーバ3は、電力管理システム100内の車両1および充電設備2を管理するコンピュータである。サーバ3は、プロセッサ31と、メモリ32と、入出力ポート33とを含む。プロセッサ31は、たとえばCPU(Central Processing Unit)であり、プログラムに記述された演算処理を実行するように構成されている。メモリ32は、プロセッサ31により実行されるプログラムが格納されたメモリを含み、そのプログラムで使用される各種データ(マップ、関係式、パラメータ等)を記憶している。また、メモリ32は、データベースを含み、電力管理システム100内の様々な機器の電力に関連するデータを記憶している。入出力ポート33は、サーバ3の外部との間で通知、指令、要求等を入出力するように構成されている。サーバ3は、通信モジュール(図示せず)を含み、車両1および充電設備2に加えて電力管理システム100の外部(事業者サーバ6等)とも通信するように構成されている。
本実施の形態に係るサーバ3により実行される主要な処理として、「グリーンゾーン管理処理」と「電力カラーリング処理」とが挙げられる。グリーンゾーン管理処理とは、車両1がグリーンゾーンへの進入およびグリーンゾーン内での走行を管理する処理である。電力カラーリング処理とは、バッテリ11に蓄えられた電力量をカラーリングする処理である。これらの処理については後に詳細に説明する。
電力系統4は、発電所および送配電設備によって構築された電力網である。この実施の形態では、電力会社が発電事業者と送配電事業者とを兼ねる。電力会社は、一般送配電事業者に相当するとともに、電力系統4の管理者に相当し、電力系統4を保守および管理する。
事業者サーバ6は、電力会社に帰属し、電力系統4の電力需給を管理するコンピュータである。事業者サーバ6は、発電所において温室効果ガスがどの程度発生したのか(排出原単位)に関するデータを有する。事業者サーバ6もサーバ3との間で双方向通信が可能に構成されている。
なお、電力管理システム100に含まれる車両1および充電設備2の台数は、特に限定されない。図1に示す例では複数台の車両1および複数台の充電設備が含まれているが、車両1および充電設備2は1台だけであってもよい。
<グリーンゾーン>
図2は、車両1がグリーンゾーンを出入りする様子の一例を説明するための図である。グリーンゾーン内における排気ガスの排出は禁止されている。そのため、車両1は、グリーンゾーン内ではEV走行することが要求される。なお、グリーンゾーンは、本開示に係る「走行規制ゾーン」に相当する。
図2は、車両1がグリーンゾーンを出入りする様子の一例を説明するための図である。グリーンゾーン内における排気ガスの排出は禁止されている。そのため、車両1は、グリーンゾーン内ではEV走行することが要求される。なお、グリーンゾーンは、本開示に係る「走行規制ゾーン」に相当する。
図2に示す例では、グリーンゾーンの内と外との境界にゲート7が設けられている。車両1がゲート7の近くまで進むと、サーバ3は、車両1がグリーンゾーン内に進入することを許可するかどうかを判定する。車両1が所定の条件(後述)を満たしている場合、サーバ3は、車両1のグリーンゾーン内への進入を許可し、ゲート7を開放する。一方、車両1が上記条件を満たしていない場合には、サーバ3は、車両1のグリーンゾーン内への進入を許可せず、ゲート7を閉鎖したままに維持する。
ただし、境界に設置されたゲート7は分かり易さのための例示に過ぎず、物理的なゲートに代えて、ジオフェンス(仮想的な境界線)が設定されていてもよい。ジオフェンスが設定されている場合には、上記の条件を満たさない車両がグリーンゾーン内に進入した場合にペナルティ(たとえば反則金)を課すようにすることができる。
図3は、HMI12の構成例を示す図である。本実施の形態において、HMI12は、車両1がグリーンゾーンを走行するのに使用される情報を表示する。以下、この情報を「グリーンゾーン情報」とも記載する。より具体的には、グリーンゾーン情報は、車両1がグリーンゾーンに進入したりグリーンゾーン内を走行したりすることを許可するか許可しないかに関する情報を含む。HMI12は、インストルメントパネル(インパネ)121と、HUD(Head-Up Display)122と、ナビゲーション画面123と、表示ランプ124とを含む。
インパネ121は、メータ類が設置された計器盤であり、ECU13による制御に従って車両1の様々な状態を表示する。インパネ121は、スピードメータ、トリップメータ、バッテリ11のSOCおよび警告灯類を表示するのに加えて、グリーンゾーン情報を表示する。なお、インパネ121に代えてマルチインフォメーションディスプレイ(MID:Multi-Information Display)も採用され得る。
HUD122は、ドライバの視界前方に各種情報を虚像として投影する。具体的には、HUD122は、車両1の車速、目的地への進行方向、交通標識などを表示する。HUD122にグリーンゾーン情報を表示してもよい。
ナビゲーション画面123は、ナビゲーションシステム(図示せず)のディスプレイである。ナビゲーションシステムは、人工衛星(図示せず)からの電波に基づいて車両1の位置を特定するためのGPS受信機を含む。ナビゲーションシステムは、車両1のGPSデータと道路地図データとに基づいて、車両1の現在地と車両1の目的地に向けた推奨経路とをナビゲーション画面123に表示する。ナビゲーション画面123は、タッチパネル付きのモニタ(いずれも図示せず)であってもよい。ナビゲーション画面123にもグリーンゾーン情報を表示できる。
表示ランプ124は、この例ではダッシュボード上に設けられている。表示ランプ124は、ルームミラー、サイドミラーなど別の位置に設置されていてもよい。表示ランプ124は、2色以上の点灯色を切り替え可能に構成されている。一例として、表示ランプ124が緑色に点灯している場合、車両1がグリーンゾーン内を走行可能(グリーンゾーンに進入可能)であることを示す。一方、表示ランプ124が赤色に点灯している場合、車両1がグリーンゾーン内を走行不能(グリーンゾーンに進入禁止)であることを示す。表示ランプ124の点灯/消灯によって上記のグリーンゾーン情報を表現してもよい。
インパネ121、HUD122およびナビゲーション画面123は、基本的に車両1の内部(車室内)から視認される。これに対し、表示ランプ124は、車両1の内部からも外部からも視認可能な位置に配置されている。したがって、車両1のユーザ以外(後述するグリーンゾーンの管理者など)も表示ランプ124を視認して車両1のグリーンゾーン情報を確認できる。
車両1のインパネ121、HUD122、ナビゲーション画面123および表示ランプ124のうちの少なくとも1つが本開示に係る「表示装置」に相当する。以下では説明の簡易化のため、グリーンゾーン情報がインパネ121に表示される例について説明する。ただし、グリーンゾーン情報の表示先は車両1に搭載された機器に限られず、ユーザの携帯端末(スマートホン等)であってもよい。すなわち、「車両1のユーザに通知する」にはユーザの携帯端末への通知も含まれ得る。
<温室効果ガスの削減>
化石燃料を燃やして発電された電力がバッテリ11に充電されている場合、車両1のEV走行中には温室効果ガスは発生しないものの、発電から電力消費まで全体でみると、一定程度の温室効果ガスが発生している。したがって、単にグリーンゾーン内でのEV走行を車両1に要求するだけでは、その要求が温室効果ガスの削減に寄与しておらず、温室効果ガスの高い削減目標を達成できない可能性がある。
化石燃料を燃やして発電された電力がバッテリ11に充電されている場合、車両1のEV走行中には温室効果ガスは発生しないものの、発電から電力消費まで全体でみると、一定程度の温室効果ガスが発生している。したがって、単にグリーンゾーン内でのEV走行を車両1に要求するだけでは、その要求が温室効果ガスの削減に寄与しておらず、温室効果ガスの高い削減目標を達成できない可能性がある。
そこで、本実施の形態では、車両1がグリーンゾーンに進入したりグリーンゾーン内を走行したりすることを許可する条件として、バッテリ11に蓄えられた電力量が発電された際に温室効果ガスがどの程度発生したのかがさらに考慮される。より詳細には、単位発電電力量当たりの温室効果ガスの排出量である「排出原単位」(単位:g/kWh)が考慮される。
サーバ3は、車両1の外部充電に際して排出原単位に関するデータを電力会社から取得し、バッテリ11に蓄えられた電力量を排出原単位に対応付けて管理する。言い換えると、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量を排出原単位に応じて概念的に色付けする「電力カラーリング処理」を行う。これにより、バッテリ11に蓄えられた電力量のなかに、クリーンな電力量がどの程度で含まれており、そうでない電力量がどの程度で含まれているのかをサーバ3が定量的に評価することが可能になる。
サーバ3は、車両1がグリーンゾーンを走行する場合には、排出原単位が予め定められた規制値(Eregと記載する)未満であるクリーンな電力量が消費されるとする。以下、この電力量を簡単のため「クリーン電力量」とも称する。車両1のクリーン電力量が所定の基準量Prefを超えている場合、サーバ3は、車両1がグリーンゾーンに進入して走行することを許可する。これに対し、クリーン電力量が基準量Pref以下である場合、サーバ3は、車両1がグリーンゾーンに進入することを認めない。また、グリーンゾーンへの進入後であっても車両1のグリーンゾーン内での走行に伴いクリーン電力量が消費されて枯渇した場合には、サーバ3は、車両1がそれ以上、グリーンゾーン内を走行することを不許可とする。この処理について詳細に説明する。
<電力カラーリング>
図4は、サーバ3の機能ブロック図である。サーバ3は、充電量取得部301と、排出原単位取得部302と、消費量取得部303と、電力カラーリング部304と、EV距離算出部305と、車両位置取得部306と、地図記憶部307と、位置判定部308と、走行許可部309とを含む。
図4は、サーバ3の機能ブロック図である。サーバ3は、充電量取得部301と、排出原単位取得部302と、消費量取得部303と、電力カラーリング部304と、EV距離算出部305と、車両位置取得部306と、地図記憶部307と、位置判定部308と、走行許可部309とを含む。
充電量取得部301は、充電設備2から車両1に供給され、バッテリ11に充電された電力量を車両1の外部充電時に取得する。充電量取得部301は、バッテリ11に充電された電力量を充電設備2との通信により取得できるが、車両1から取得してもよい。取得された電力量は電力カラーリング部304に出力される。
排出原単位取得部302は、充電設備2から車両1へと供給された電力量の排出原単位を電力会社から取得する。
図5は、排出原単位を説明するための図である。図5には火力発電、太陽光発電、風力発電、原子力発電、地熱発電および水力発電についての代表的な排出原単位が示されている。図5より、火力発電(石炭火力発電、石油火力発電および液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)火力発電)では他の発電態様と比べて、排出原単位が大きいことが分かる。
図4に戻り、電力会社の事業者サーバ6は、電力系統4から送電線5を介して充電設備2に送電される電力について、その発電時における排出原単位に関するデータを有している。したがって、排出原単位取得部302は、充電設備2から車両1へと供給された電力量の排出原単位を事業者サーバ6から取得できる。取得された排出原単位は電力カラーリング部304に出力される。
消費量取得部303は、車両1の走行中などにバッテリ11から消費(使用)された電力量を車両1から取得する。取得された電力量は電力カラーリング部304に出力される。
電力カラーリング部304は、バッテリ11に充電された電力量とバッテリ11から消費された電力量とに基づいて、バッテリ11に蓄えられた電力量の電力カラーリング処理を行う。
図6は、電力カラーリング処理の概念図である。サーバ3は、バッテリ11に充電された電力量を、その電力量の発電時における排出原単位に対応付けて管理している。本実施の形態において、サーバ3は、バッテリ11に充電された電力量と排出原単位との間の対応関係を、外部充電の機会毎に区別して管理する。
図6には外部充電の機会が4回であった場合の電力カラーリング処理の結果が例示されている。サーバ3は、1回目の充電機会について、バッテリ11に充電された電力量P1と排出原単位E1とを互いに対応付けて管理する。サーバ3は、2回目の充電機会について、バッテリ11に充電された電力量P2と排出原単位E2とを互いに対応付けて管理する。3回目および4回目の充電機会についても同様である。
図7は、本実施の形態における電力カラーリング処理を説明するための概念図である。この例では、4回の充電機会を排出原単位が小さい順に並べると、1回目の充電機会、3回目の充電機会、2回目の充電機会、4回目の充電機会であるとする(E1<E3<E2<E4)。グリーンゾーン内での車両1の走行が認められる排出原単位の規制値Eregが法規または政策などにより定められている。4回の充電機会の排出原単位E1~E4のなかで、1回目および3回目の充電機会の排出原単位E1,E3は、規制値Eregよりも小さい。そのため、1回目および3回目の充電機会に充電された電力量P1,P3はクリーン電力量である。一方、2回目および4回目の充電機会の排出原単位E2,E4は、規制値Eregよりも大きい(E1<E3<Ereg<E2<E4)。2回目および4回目の充電機会に充電された電力量P2,P4はクリーン電力量ではない。
サーバ3は、車両1がグリーンゾーン内に滞在している場合には、1回目および3回目の充電機会にバッテリ11に充電されたクリーン電力量が消費されると見なす。したがって、車両1がグリーンゾーンを走行した場合、走行前と走行後とを比較すると図7に示すように、1回目および3回目の充電機会にバッテリ11に充電されたクリーン電力量(P1+P3)が使用されて減少する。2回目および4回目の充電機会にバッテリ11に充電された電力量(P2+P4)は使用されずに残る。
1回目および3回目の充電機会にバッテリ11に充電されたクリーン電力量(P1+P3)が基準量Prefを超えている場合、サーバ3(走行許可部309)は、車両1がグリーンゾーンに進入したりグリーンゾーン内を走行したりすることを許可する。その一方で、クリーン電力量(P1+P3)が基準量Pref以下である場合、サーバ3は、車両1がグリーンゾーンに進入することを不許可とする(禁止する)。
また、車両1がグリーンゾーンに進入した際にはクリーン電力量(P1+P3)が基準量Prefを超えていたものの、車両1がグリーンゾーン内を走行している間にクリーン電力量(P1+P3)が基準量Pref以下になった場合には、サーバ3は、車両1がグリーンゾーンから速やかに退出することを要求する。
図4を再び参照して、EV距離算出部305は、車両1がグリーンゾーン内をEV走行可能な距離(EV距離)を算出する。より具体的には、EV距離算出部305は、バッテリ11に蓄えられた電力量のうちのクリーン電力量(図6および図7の例ではP1+P3)を消費して車両1が走行可能な距離をEV距離として算出できる。EV距離の算出には、車両1の電費(車両1が単位電力量当たり走行可能な距離(単位:km/kWh)または車両1が単位距離を走行するのに消費する電力量(単位:kWh/km))を用いることができる。車両1の電費は、車両1の実績値であってもよいし、車両1の車種のカタログ値であってもよい。
EV距離算出部305により算出されたEV距離は、通信モジュール(図示せず)により車両1へと通知され、HMI12に表示される。
EV距離に代えてまたは加えて、EV距離が基準距離よりも長い場合(クリーン電力量が基準量Prefよりも大きい場合)に「グリーンゾーン走行;OK」とのメッセージをHMI12に表示させてもよい。一方、EV距離が基準距離以下である場合(クリーン電力量が基準量Pref以下である場合)に「グリーンゾーン走行:NG」とのメッセージをHMI12に表示させてもよい。これにより、車両1がグリーンゾーン外である場合、車両1のグリーンゾーンへの進入が許可されるかどうかをユーザが事前に知ることができる。また、ユーザは、車両1グリーンゾーン内をどの程度走行可能であるかを把握できる。車両1がグリーンゾーン内に既に滞在している場合には、車両1がグリーンゾーン内を走行可能な残り距離をユーザが把握できる。
車両位置取得部306は、車両1の位置情報(GPS情報)を車両1から取得する。取得された位置情報は位置判定部308に出力される。
地図記憶部307は、電力管理システム100がカバーする地域の地図情報を記憶している。この地域には少なくとも1つのグリーンゾーンが含まれている。地図情報は位置判定部308に出力される。
位置判定部308は、車両1の位置情報と地図情報とを比較することによって、車両1の位置がグリーンゾーンの内か外かを判定する。位置判定部308は、車両1からグリーンゾーンの境界までの距離を併せて判定し、当該距離が所定値を下回った場合に車両1がグリーンゾーンに接近したと判定してもよい。位置判定部308による判定結果は走行許可部309に出力される。
走行許可部309は、車両1がグリーンゾーンに接近した場合または車両1がグリーンゾーン内を走行している場合に、電力カラーリング処理の結果に基づいて、車両1がグリーンゾーン内を走行する(あるいは走行を続ける)ことを許可するか許可しないかを判定する。この判定手法については図6および図7にて説明したため、説明は繰り返さない。走行許可/不許可は車両1に通知される。
車両1の走行許可/走行不許可は、車両1の識別情報(たとえばナンバープレートに記載のナンバー)とともに、グリーンゾーンの管理者(規制当局)8にも通知することが好ましい。これにより、走行不許可であるにも拘わらず車両1がグリーンゾーン内を走行している場合に、管理者が表示ランプ124を視認した上で、車両1を取り締まったり車両1のユーザにペナルティを課したりすることが可能になる。
<電力管理フロー>
図8は、グリーンゾーン管理処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する度、または、予め定められた時間が経過する度に実行される。図8および後述する図9のフローチャートに記載された各ステップは、サーバ3によるソフトウェア処理により実現されるが、サーバ3内に配置されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。理解を容易にするため、処理開始時には車両1がグリーンゾーン外に位置している状況を想定する。
図8は、グリーンゾーン管理処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する度、または、予め定められた時間が経過する度に実行される。図8および後述する図9のフローチャートに記載された各ステップは、サーバ3によるソフトウェア処理により実現されるが、サーバ3内に配置されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。理解を容易にするため、処理開始時には車両1がグリーンゾーン外に位置している状況を想定する。
S1において、サーバ3は、車両1の位置情報および地図情報に基づいて、車両1がグリーンゾーンに接近したかどうかを判定する。車両1がグリーンゾーンから離れている場合(S1においてNO)、以降の処理はスキップされる。車両1がグリーンゾーンに接近すると(S1においてYES)、サーバ3は処理をS2に進める。
S2において、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられている電力量のうち、排出原単位が規制値Ereg以下であるクリーン電力量が所定の基準量Prefを超えているかどうかを判定する。クリーン電力量は後述する電力カラーリング処理により算出される。基準量Prefは、最も分かり易い例では0である。ただし、基準量Prefは、0よりも大きな値であってもよい。その値は、たとえば、典型的な車両が所定距離をEV走行する際に消費される電力量に基づいて定めることができる。クリーン電力量が基準量Pref以下である場合(S2においてNO)、サーバ3は、車両1のグリーンゾーンへの進入を不許可とする(S3)。一方、クリーン電力量が基準量Prefを超えている場合(S2においてYES)、サーバ3は、車両1のグリーンゾーンへの進入を許可する(S4)。これにより、車両1がグリーンゾーン内に進入したとする。
S5において、サーバ3は、前回のS5~S8の処理の実行時から所定時間(たとえば数秒~数分)が経過したかどうかを判定する。所定時間が経過すると(S5においてYES)、サーバ3は処理をS6に進める。
S6において、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量のうちクリーン電力量が基準量Prefを超えているかどうかを判定する。なお、S2の処理における基準量PrefとS6の処理における基準量Prefとは同一であってもよいが、互いに異なる値に設定されてもよい。より詳細には、車両1の走行に伴いクリーン電力量は次第に減少するため、車両1がグリーンゾーンに進入した時点でクリーン電力量にある程度の余裕がない場合、車両1のグリーンゾーン内での滞在中にクリーン電力量が枯渇する可能性が高い。したがって、S2の処理における基準量Prefは、S6の処理における基準量Prefに対してマージンを持たせた値であってもよい。
クリーン電力量が基準量Prefを超えている場合(S6においてYES)、サーバ3は、車両1のグリーンゾーン内での走行を許可する(S7)。その後、サーバ3は、車両1が依然としてグリーンゾーン内に滞在中であるかを判定する(S8)。車両1がグリーンゾーン内に滞在中である場合(S8においてYES)、サーバ3は、処理をS5に戻す。これにより、車両1がグリーンゾーン内に滞在している間、S5~S8の処理が繰り返し実行される。車両1がグリーンゾーンから退出すると(S8においてNO)、サーバ3は一連の処理を終了する。
S6にてクリーン電力量が基準量Pref以下である場合(S6においてNO)、サーバ3は、グリーンゾーンから退出するように車両1に通知する(S9)。サーバ3は、グリーンゾーンからの退出を促す警告を車両1に送ってもよい。通知または警告を受けた車両1がグリーンゾーンから速やかに退出しない場合(S10においてNO)、サーバ3は、通知または警告を繰り返してもよい。
図示しないが、車両1がグリーンゾーンから退出せずに規定の時間(たとえば数時間)が経過した場合、サーバ3は、車両1の識別情報および位置情報をグリーンゾーンの管理者8に送信してもよい。これにより、管理者8が車両1を特定して強く警告したり、反則金等のペナルティを課したりすることが可能になる。車両1がグリーンゾーンから退出すると(S10においてYES)、サーバ3は一連の処理を終了する。
図9は、電力カラーリング処理の一例を示すフローチャートである。電力カラーリング処理は所定周期毎に繰り返し実行される。
S101において、サーバ3は、車両1が充電設備2により外部充電されたかどうかを判定する。車両1が外部充電された場合(S101においてYES)、サーバ3は、充電設備2から車両1に充電された電力量を充電設備2(または車両1)との通信により取得する(S102)。さらに、サーバ3は、電力系統4から充電設備2へと供給された電力量が発電された際の排出原単位に関するデータを事業者サーバ6との通信により取得する(S103)。
S104において、サーバ3は、車両1の外部充電の機会毎に、S101にて取得された電力量と、S102にて取得された排出原単位とを対応付け、その対応関係をメモリ32に記憶する。これにより、サーバ3は、バッテリ11に充電された電力量と排出原単位との間の対応関係を外部充電の機会毎に区別して管理できる。
一方、車両1が外部充電されていない場合(S101においてNO)、すなわち、車両1の走行中など、バッテリ11に蓄えられた電力量が消費される状況である場合、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量から消費された電力量を取得する(S105)。この電力量は車両1から取得される。
S106において、サーバ3は、予め定められた演算手法に従って、バッテリ11に蓄えられた電力量から、S105にて取得された電力量を差し引くことで、バッテリ11に蓄えられた電力量と排出原単位との間の対応関係を更新する。この演算手法は特に限定されず、様々な手法が採用され得る。たとえば、図7に示した例では、走行前のクリーン電力量(P1+P3)のうち排出原単位が相対的に大きいP3から消費電力量が差し引かれている。しかし、逆に、排出原単位が相対的に小さいP3から消費電力量が差し引かれてもよい。あるいは、P1とP3との比率を維持したまま、クリーン電力量(P1+P3)全体から消費電力量が差し引かれるようにしてもよい。S104またはS106の処理の実行後、処理はS107に進む。
S107において、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量のうちクリーン電力量の最新値に算出する。そして、サーバ3は、クリーン電力量の最新値を車両1のEV距離に換算して車両1に通知する(S108)。ただし、サーバ3は、EV距離に換算前のクリーン電力量を車両1に通知してもよい。
図10は、通知を受けた車両1のHMI12(インパネ121)に表示されるグリーンゾーン情報の一例を示す図である。図10に示すように、車両1がグリーンゾーンを走行する(あるいはグリーンゾーンに進入する)こととの可否、車両1がグリーンゾーンの走行に使用可能な電力量(グリーン電力量)、および、車両1がグリーンゾーンを走行可能なEV距離をインパネ121に表示できる。しかし、インパネ121に表示されるグリーンゾーン情報は、これら3つの情報のうちのいずれか1つまたは2つであってもよい。
以上のように、本実施の形態において、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量の電力カラーリング処理を実行し、バッテリ11に蓄えられた電力量と排出原単位とを対応付けて管理する。これにより、サーバ3は、バッテリ11に蓄えられた電力量のなかにクリーン電力量がどの程度で含まれているかを把握できる。よって、本実施の形態によれば、サーバ3は、グリーンゾーンへの進入およびグリーンゾーン内での走行を許可可能な車両と不許可とする車両とを明確に区別し、適切に管理できる。
なお、図8および図9では、すべてのステップがサーバ3により実行される例について説明した。しかし、各ステップは車両1のECU13により実行されてもよい。また、サーバ3とECU13とが処理を分担してもよい。つまり、一部の処理がサーバ3により実行され、他の一部の処理がECU13により実行されてもよい。
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。
100 電力管理システム、1 車両、11 バッテリ、12 HMI、13 ECU、2 充電設備、3 サーバ、31 プロセッサ、32 メモリ、33 I/Oポート、301 充電量取得部、302 原単価取得部、303 消費量取得部、304 電力カラーリング部、305 走行可能距離算出部、306 車両位置取得部、307 地図記憶部、308 位置判定部、309 走行許可部、4 電力系統、5 送電線、6 事業者サーバ、7 ゲート、8 グリーンゾーンの管理者。
Claims (8)
- 車両の電力情報を管理するサーバであって、
前記車両は、充電設備から供給される電力により充電される蓄電装置を含み、
前記サーバは、
前記充電設備から供給される電力についての温室効果ガスの排出原単位を取得するインターフェースと、
前記充電設備から前記蓄電装置に充電された電力量を、前記インターフェースを介して取得された前記排出原単位に対応付けて管理するプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記排出原単位が規制値を超える電力量を使用しての走行が規制される走行規制ゾーンを前記車両が走行可能かどうかを、前記蓄電装置に蓄えられた電力量のうちの前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量に基づいて判定し、その判定結果を前記車両のユーザに通知する、サーバ。 - 前記プロセッサは、
前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量が基準量を上回る場合に前記走行規制ゾーンの走行許可を前記ユーザに通知する一方で、
前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量が前記基準量を下回る場合には前記走行規制ゾーンの走行不許可を前記ユーザに通知する、請求項1に記載のサーバ。 - 前記プロセッサは、前記車両が前記走行規制ゾーンに進入するのに先立ち、前記判定結果を前記ユーザに通知する、請求項1または2に記載のサーバ。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のサーバと、
前記車両とを備え、
前記車両は、表示装置を含み、
前記表示装置は、前記車両の内部から視認可能な態様で前記判定結果を表示する、電力管理システム。 - 前記表示装置は、前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量、および、その電力量を使用して前記車両が走行可能な距離のうちの少なくとも一方をさらに表示する、請求項4に記載の電力管理システム。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のサーバと、
前記車両とを備え、
前記車両は、表示装置を含み、
前記表示装置は、前記車両の外部から視認可能な態様で前記判定結果を表示する、電力管理システム。 - 前記走行規制ゾーンの境界に設置されたゲートをさらに備え、
前記ゲートは、前記車両が前記ゲートに接近した場合に、前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量に応じて開閉する、請求項4~6のいずれか1項に記載の電力管理システム。 - 車両の電力情報を管理する電力管理方法であって、
前記車両は、充電設備から供給される電力により充電される蓄電装置を含み、
前記電力管理方法は、
前記充電設備から前記蓄電装置に充電された電力量を取得するステップと、
前記充電設備から供給される電力についての温室効果ガスの排出原単位を取得するステップと、
前記充電設備から前記蓄電装置に充電された電力量を前記排出原単位に対応付けて管理するステップと、
前記排出原単位が規制値を超える電力量を使用しての走行が規制される走行規制ゾーンを前記車両が走行することを許可するかどうかを、前記蓄電装置に蓄えられた電力量のうちの前記排出原単位が前記規制値に満たない電力量に基づいて判定し、その判定結果を前記車両のユーザに通知するステップとを含む、電力管理方法。
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