JP6344522B2 - 過不足判定装置、その制御方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、過不足判定装置、その制御方法、制御プログラム、および記録媒体に関し、例えば、バッテリスワップシステムが貸し出す複数のバッテリの電力供給量を予測する過不足判定装置に関する。

従来、バッテリ（いわゆる二次電池）は、電気自動車の電力供給源として使用されている。バッテリは、使用時までに、必要な電力が充電されている必要がある。そこで、特許文献１には、バッテリの残容量、次回のトリップの目的地、および、次回のトリップへの出発予定時刻等の情報に応じて、該バッテリの充電速度および充電量を調整する充電制御装置が記載されている。特許文献１に記載の発明は、単一のバッテリが一人のユーザに使用される場合を想定している。

近年では、電気自動車のユーザに、複数のバッテリを貸し出すシステムが登場してきている。前記システムは、システムの利用者から、使用済のバッテリが返却されたとき、返却されたバッテリと、充電済みの他のバッテリとを交換（スワップ）するので、バッテリスワップシステムと呼ばれている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−９０３６０号公報（２０１３年５月１３日公開） 特開２０１２−６５９１号公報（２０１２年１月１２日公開）

上記バッテリスワップシステムが提供することが可能な電力供給量は、常に、バッテリスワップシステムの利用者からの電力需要量に対応していることが望ましい。すなわち、電力供給量は、電力需要量より多すぎても、少なすぎても、どちらも望ましくない。
しかしながら、電力供給量は、バッテリスワップシステムが貸し出す全バッテリの満充電容量（バッテリが一杯まで充電された場合の容量）の合計値である。従って、バッテリの満充電容量が、使用回数の増大や経年によって劣化することに伴い、電力供給量は低下する。また、電力需要量は、通常、季節や経年によって変動（増減）する。そのため、バッテリスワップシステムにおいて、電力需要量に対応する電力供給量を提供することは困難である。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリスワップシステムが電力需要量に対して過不足の少ない電力供給量を提供することを可能にする過不足判定装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するために、本発明に係る過不足判定装置は、複数のバッテリを管理して貸し出すシステムにおいて、本システムが管理する複数のバッテリが供給可能な電力量の過不足判定を行う過不足判定装置であって、需要量予測部と、供給量予測部と、過不足判定予測部と、を備えている。需要量予測部は、各バッテリの使用経過を示す情報を用いて、現在から所定期間後までの電力需要量を予測する。供給量予測部は、各バッテリの劣化に基づく各バッテリの満充電容量の変化、又は、各バッテリの劣化に基づく複数のバッテリの総満充電容量の変化から、現在から所定期間後までの複数のバッテリが供給可能な電力量を予測する。過不足判定予測部は、現在から所定期間後までの間における、需要量予測部によって予測された電力需要量に対して、供給量予測部によって予測された供給可能な電力量に過不足があるか否かを判定する。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る制御方法は、複数のバッテリを管理して貸し出すシステムにおいて、本システムが管理する複数のバッテリが供給可能な電力量の過不足判定を行う過不足判定装置の制御方法であって、需要量予測ステップと、供給量予測ステップと、過不足判定予測ステップと、を含む。需要量予測ステップは、各バッテリの使用経過を示す情報を用いて、現在から所定期間後までの電力需要量を予測する。供給量予測ステップは、各バッテリの劣化に基づく各バッテリの満充電容量の変化、又は、各バッテリの劣化に基づく複数のバッテリの総満充電容量の変化から、現在から所定期間後までの複数のバッテリが供給可能な電力量を予測する。過不足判定予測ステップは、現在から所定期間後までの間における、需要量予測ステップにおいて予測された電力需要量に対して、供給量予測ステップにおいて予測された供給可能な電力量に過不足があるかを判定する。

上記の構成によれば、電力の需給予測の結果（すなわち、将来の電力需要量および電力供給量）に基づいて、複数のバッテリによる将来（現在から所定期間後まで）の電力供給量（将来供給可能な電力量）に過不足があるか否かが判定される。また、将来の電力供給量は、バッテリの劣化に基づく複数のバッテリの総満充電容量の変化から予測される。そのため、複数のバッテリによる将来の電力供給量が精度よく計算される。従って、将来の電力供給量に過不足があるか否かが精度よく予測される。

これにより、例えば、将来の電力需要量に対応するために、システムが貸し出すバッテリを追加または交換することができる。
本発明の一態様に係る過不足判定装置は、過不足判定予測部が、現在から所定期間後までの間に、供給可能な電力量が過剰になると判定した場合、電力供給量を削減することを提案する情報を提示する。一方、過不足判定予測部が、現在から所定期間後までの間に、将来供給可能な電力量が不足すると判定した場合、電力供給量を追加することを提案する情報を提示する情報提示部をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、将来（現在から所定期間後まで）の電力供給量が過剰になる場合、ユーザは、提示された提案を確認することによって、電力供給量を削減することができる。
これにより、将来の電力供給量の過剰が解消される。また、将来の電力供給量が不足する場合、ユーザは、提示された提案を確認することによって、電力供給量を追加することができる。よって、将来の電力供給量の不足が解消される。

本発明の一態様に係る過不足判定装置において、過不足判定予測部は、現在の電力需要量に対して、現在の電力供給量が過剰であるか否かをさらに判定し、現在の電力供給量は過剰であると判定した場合、情報提示部は、電力供給量を削減することを提案する情報を提示してもよい。
上記の構成によれば、現在の電力供給量が過剰である場合、ユーザは、提示された提案を確認することによって、電力供給量を削減することができる。

本発明の一態様に係る過不足判定装置において、過不足判定予測部は、現在の電力供給量が過剰であると判定した場合、現在から所定期間までの間に、供給電力量が不足するか否かをさらに判定し、現在の電力供給量が過剰であり、かつ、現在から所定期間以内に、供給電力量が不足すると判定した場合、情報提示部は、電力供給量を削減することを提案する情報を提示することを取りやめてもよい。

上記の構成によれば、現在の電力供給量が過剰であるが、現在から所定期間までの間に、供給電力量が不足する場合、電力供給量を削減することが提案されない。そのため、ユーザが、提示に従って、所定期間内に電力供給量の削減および追加の両方を行う無駄をなくすことができる。
本発明の一態様に係る過不足判定装置において、過不足判定予測部は、現在の電力供給量が過剰であると判定した場合、過剰を低減するように電力供給量を削減したならば、現在から所定期間までの間に、供給電力量が不足するか否かをさらに判定する。かつ、過不足判定予測部が、現在の電力供給量が過剰であり、かつ、過剰を低減するように電力供給量を削減したならば、現在から所定期間までの間に、供給電力量が不足すると判定した場合、情報提示部は、電力供給量を削減することを提案する情報を提示してもよい。

上記の構成によれば、現在の電力供給量が過剰であるが、電力供給量を（過剰が低減されるように、すなわち、電力供給量が電力需要量に近づくように）削減したならば、現在から所定期間までの間に、供給電力量が不足する場合、電力供給量を削減することが提案されない。そのため、ユーザが、提示に従って、所定期間内に電力供給量の削減および追加の両方を行う無駄をなくすことができる。
（発明の効果）
本発明は、バッテリスワップシステムが電力需要量に対して過不足の少ない電力供給量を提供することを可能にするという効果を奏する。

一実施形態に係る電力供給管理装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る電力供給管理装置が備えた記憶部に記憶されるバッテリデータの一例である。 一実施形態に係る電力供給管理装置が備えた記憶部に記憶される貸出・返却日時データの一例である。 一実施形態に係る電力供給管理装置が備えた供給量変化予測部によって算出される電力供給量を示すグラフである。 一実施形態に係る電力供給管理装置が備えた需要量変化予測部によって算出される電力需要量を示すグラフである。 図４に示す電力供給量のグラフと、図５に示す電力需要量のグラフとを重ねたグラフである。 （ａ）は、需要量に対する供給量の余剰が閾値を超える場合のグラフであり、（ｂ）は、需要量に対する供給量の余剰が閾値以下である場合のグラフである。 一実施形態に係る電力供給管理装置が備えた制御部によって実行される供給調整提案処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、電力需要量の変化に含まれる経年変化の算出方法を示し、（ｂ）は、電力需要量に含まれる季節変動の算出方法を示す。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（電力供給管理装置１）
図１を用いて、本実施形態に係る電力供給管理装置１の構成を説明する。図１は、電力供給管理装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、電力供給管理装置１は、制御部１０（過不足判定装置）、入力データ取得部１１、記憶部１２、および入出力部２０を備えている。

電力供給管理装置１は、バッテリスワップシステム（以下、システムと略称する）が提供する電力供給量を管理する装置である。電力供給管理装置１は、電力需要量に対する電力供給量の余剰が適切な範囲内にある（すなわち、過剰ではない）か否かを判定して、システムが提供する電力供給量を調整するための情報を提示する。
具体的には、電力需要量に対する電力供給量の余剰が適切な範囲内にない場合、電力供給管理装置１は、電力供給量の削減目標を提示する。これにより、電力供給管理装置１のユーザは、電力供給量の削減目標を達成するために、システムに準備されているバッテリを除去（廃棄）することができる。
一方、余剰が適切な範囲内にある場合、電力供給管理装置１は、電力供給量を追加すべき時期を提示する。これにより、ユーザは、提示された時期において、システムにバッテリを追加したり、システムのバッテリを交換したりすることができる。

（入力データ取得部１１、記憶部１２）
入力データ取得部１１は、入出力部２０の入力部２１から、複数のバッテリの使用状態（使用経過）を示す入力データを取得する。入力データには、複数のバッテリの「走行距離」、使用電力、ＳＯＨ（State Of Health）の履歴、（貸出から返却までの）電力使用量、および貸出・返却日時を示すデータが含まれる。ここで、バッテリの「走行距離」とは、該バッテリが搭載された電気自動車の累積走行距離を意味する。
入力データ取得部１１は、複数のバッテリの「走行距離」、使用電力、およびＳＯＨ（State Of Health）を示すデータを、バッテリデータとして、記憶部１２に記憶する。また、複数のバッテリの貸出・返却日時および電力使用量を示すデータを、貸出・返却日時データとして、記憶部１２に記憶する。

（バッテリデータ、貸出・返却日時データ）
図２に、記憶部１２に記憶されるバッテリデータの一例を示す。図２に示すバッテリデータには、複数のバッテリのＩＤと、定格電力と、ＳＯＨの履歴（１２月以前の各月におけるＳＯＨ）とを示す情報が含まれている。図示しないが、バッテリデータには、「走行距離」のデータが含まれていてもよい。
図３に、記憶部１２に記憶される貸出・返却日時データの一例を示す。図３に示す貸出・返却日時データには、複数のバッテリのＩＤと、貸出日時と、返却日時と、電力使用量とを示す情報が含まれている。

（制御部１０）
図１に示すように、制御部１０は、供給量変化予測部１３（供給量予測部）、需要量変化予測部１４（需要量予測部）、余剰算出部１５（過不足判定予測部）、および、追加・削減時期算出部１６（情報提示部）を含んでいる。制御部１０の各部は、システムにおける電力供給量の過不足判定を行う。そして、電力需要量に対する電力供給量の過不足がある場合に、電力供給量を調整（削減または追加）することを提案する供給調整提案処理を実行する。供給調整提案処理の流れについては、後で説明する。

（供給量変化予測部１３）
供給量変化予測部１３は、記憶部１２から取得したバッテリデータ（図２参照）を用いて、現在から所定期間後までの電力供給量を予測する。このとき、供給量変化予測部１３は、バッテリの劣化による満充電容量の低下を考慮する。
より詳細には、供給量変化予測部１３は、バッテリデータから、各バッテリのＳＯＨの履歴データを抽出する。そして、バッテリの電力供給量モデルを表す関数を、バッテリのＳＯＨの履歴データにフィッティングする。このようにして得られる複数の関数は、それぞれ、１つのバッテリの電力供給量を表す。供給量変化予測部１３は、これらの関数を合算することによって、システムが貸し出す全てのバッテリの電力供給量の合計（総満充電容量）を表す関数ｓ（ｔ）（以下では電力供給量ｓ（ｔ）と呼ぶ）を算出する。

あるいは、供給量変化予測部１３は、バッテリの電力供給量モデルを表す関数を、システムが貸し出す全てのバッテリの総電力供給量（図２の「供給量合計」）の履歴データにフィッティングしてもよい。これにより、供給量変化予測部１３は、各バッテリのＳＯＨの履歴データを用いずに、電力供給量ｓ（ｔ）を算出することができる。
供給量変化予測部１３がバッテリデータから抽出するＳＯＨまたは「供給量合計」の履歴データは、いつ取得された履歴データであってもよい。例えば、供給量変化予測部１３は、現在（１２月）から所定期間内（例えば、図２における１０月から１２月までの各月）の履歴データを抽出してもよいし、過去の特定期間内（例えば、図２における１０月および１１月）の履歴データを抽出してもよい。

なお、電力供給量モデルは、予め設定されていてもよいし、入力部２１から、電力供給量モデルの定義（例えば、電力供給量ｓ（ｔ）が多次元関数である場合、電力供給量ｓ（ｔ）の次数および係数）が入力されてもよい。
図４は、本実施形態に係る電力供給量ｓ（ｔ）の変化を示すグラフである。現在の時刻をｔ０とすると、電力供給量ｓ（ｔ）の現在値はｓ（ｔ０）である。また、将来の時点Ｔにおける電力供給量ｓ（ｔ）（将来供給可能な電力量）は、変数ｔにＴを代入することによって算出される。図４に示す電力供給量ｓ（ｔ）は、いわゆる一次関数である。しかしながら、電力供給量モデルは特に限定されないので、電力供給量ｓ（ｔ）も、一次関数以外の様々な関数であり得る。電力供給量ｓ（ｔ）の具体例を後述する。
供給量変化予測部１３は、電力供給量モデルを表す電力供給量ｓ（ｔ）を、余剰算出部１５に出力する。

（需要量変化予測部１４）
需要量変化予測部１４は、記憶部１２から取得した貸出・返却日時データ（図３参照）を用いて、需要量の変化を予測することによって、現在から所定期間後までの電力需要量を予測する。このとき、需要量変化予測部１４は、電力需要量の季節変動および経年変化を考慮する。

より詳細には、需要量変化予測部１４は、貸出・返却日時データから、電力使用量データを抽出する。そして、電力需要量モデルを表す関数ｆ（ｔ）（ｔは時間）（以下では電力需要量ｆ（ｔ）と呼ぶ）を、抽出した電力使用量データとの誤差が最小になるようにフィッティングする。電力需要量モデルは、予め設定されていてもよいし、入力部２１から、そのモデルの定義（例えば、電力需要量ｆ（ｔ）が多項式関数である場合、電力需要量ｆ（ｔ）の次数および係数）が入力されてもよい。

図５は、本実施形態に係る電力需要量ｆ（ｔ）の変化を示すグラフである。電力供給量ｓ（ｔ）の現在値はｆ（ｔ０）である。また、将来の時点Ｔにおける電力需要量ｆ（ｔ）は、変数ｔにＴを代入することによって算出される。なお、図５に示す電力需要量ｆ（ｔ）の算出方法の詳細を後述する。
需要量変化予測部１４は、電力需要量モデルを表す電力需要量ｆ（ｔ）を、余剰算出部１５に出力する。

（余剰算出部１５）
余剰算出部１５は、供給量変化予測部１３によって予測された将来の電力供給量ｓ（ｔ）と、需要量変化予測部１４によって予測された将来の電力需要量ｆ（ｔ）とに基づいて、現在から所定期間後まで、電力需要量ｆ（ｔ）に対する電力供給量ｓ（ｔ）の余剰Δ（ｔ）を算出する。

図６は、図４に示す電力供給量ｓ（ｔ）と、図５に示す電力需要量ｆ（ｔ）とを重ねて示したグラフである。図６に示すように、余剰Δ（ｔ）は、電力供給量ｓ（ｔ）と電力需要量ｆ（ｔ）との差分ｆ（ｔ）−ｓ（ｔ）である。余剰Δ（ｔ）の変数ｔに現在の時刻ｔ０を代入することによって、現在の余剰Δ（ｔ０）が算出される。また、将来の時点Ｔにおける余剰Δ（ｔ）は、変数ｔにＴを代入することによって算出される。

一変形例では、余剰算出部１５は、電力需要量ｆ（ｔ）の代わりに、所定の電力需要量のモデルを利用して、余剰Δ（ｔ）を算出してもよい。この場合、余剰算出部１５は、供給量変化予測部１３から、将来の電力供給量ｓ（ｔ）を取得して、所定の電力需要量のモデルに対する電力供給量ｓ（ｔ）の余剰Δ（ｔ）を算出する。例えば、所定の電力需要量のモデルは、過去の電力需要量に基づいて決定されてよい。また、所定の電力需要量のモデルは、入力部２１から、そのモデルの定義が入力されてもよい。
余剰算出部１５は、算出した余剰Δ（ｔ）を、追加・削減時期算出部１６に出力する。

（追加・削減時期算出部１６）
追加・削減時期算出部１６は、余剰算出部１５によって算出された余剰Δ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｓ（ｔ）が適切である（過剰でない）か否かを判定する。より詳細には、追加・削減時期算出部１６は、余剰Δ（ｔ）が閾値以下であるか否かを判定する。ここで、閾値は、特定の期間における余剰Δ（ｔ）の平均値、最小値、または最大値であってよい。

そして、追加・削減時期算出部１６は、
（Ａ）現在の余剰Δ（ｔ０）が過剰である場合、すなわち、余剰Δ（ｔ０）が閾値を超える場合
において、電力供給量ｓ（ｔ）の削減（あるいは、バッテリの除去）をすることをユーザに提案するための提示を行う。

加えて、追加・削減時期算出部１６は、
（Ｂ）将来（あるいは、現在から所定期間内）のある期間において、余剰Δ（ｔ）が過剰になる可能性がある場合
においても、電力供給量ｓ（ｔ）の削減（あるいは、バッテリの除去）をすることをユーザに提案するための提示を行ってよい。

具体的には、追加・削減時期算出部１６は、除去すべきバッテリ（除去バッテリ候補）を示す情報（例えば、除去バッテリ候補のＩＤ）を提示する。例えば、除去バッテリ候補は、図２に示すバッテリデータに記載されたバッテリのうち、現在（１２月）のＳＯＨが最も低いバッテリであってよい。ユーザは、システムから、除去バッテリ候補（または他のバッテリ）を除去した場合、入力部２１を介して、除去したバッテリのＩＤを入力する。なお、図示しないが、将来（あるいは、現在から所定期間内）において余剰Δ（ｔ）が過剰になる可能性がある場合（上記（Ｂ）の場合）にも、追加・削減時期算出部１６は、除去バッテリ候補を示す情報を提示してもよい。

図７の（ａ）は、現在の余剰Δ（ｔ０）が適切でない場合（すなわち、余剰Δ（ｔ０）が閾値を超える場合）における電力供給量ｓ（ｔ）および電力需要量ｆ（ｔ）を示すグラフである。
図７の（ａ）に示すように、システムから除去バッテリ候補（または他のバッテリ）が除去された場合、電力供給量ｓ（ｔ）が削減される。この場合、供給量変化予測部１３は、削減された電力供給量ｓ´（ｔ）を再計算する。また、余剰算出部１５は、削減された電力供給量ｓ´（ｔ）、および電力需要量ｆ（ｔ）を用いて、現在の余剰Δ´（ｔ０）を再計算する。余剰Δ´（ｔ０）が閾値を超える場合、追加・削減時期算出部１６は、除去バッテリ候補を再提示する。

なお、
（Ａ´）現在の余剰Δ（ｔ０）が過剰であるが、余剰Δ（ｔ）が次に不足する（ゼロになる）時点までの期間が、所定期間以下である場合には、追加・削減時期算出部１６は、バッテリ追加・交換時期を提示することを取りやめてもよい。あるいは、同じ場合において、追加・削減時期算出部１６は、バッテリ追加・交換時期を提示するとともに、「現在から、余剰Δ（ｔ）が次にゼロになる時点までの間の時点において、余剰Δ（ｔ）が一時的に過剰になる可能性がある」旨を提示してもよい。
上記の構成によれば、ユーザは、余剰Δ（ｔ）が一時的に過剰になることを考慮して、除去バッテリ候補（または他のバッテリ）をシステムから除去するかどうかを決定することができる。

また、追加・削減時期算出部１６は、
（Ｃ）現在の余剰Δ（ｔ０）が適切である場合、すなわち、余剰Δ（ｔ０）が閾値以下である場合において、余剰Δ（ｔ）がゼロになる時点（図７の（ｂ）における基準時点）よりも前に、電力供給量ｓ（ｔ）の追加（あるいは、バッテリの追加・交換）をすることをユーザに提案するための提示を行う。

具体的には、追加・削減時期算出部１６は、バッテリの追加または交換をすべき時期（バッテリ追加・交換時期）を示す情報を提示する。なお、バッテリ追加・交換時期は、電力需要量ｆ（ｔ）に対して、電力供給量ｓ（ｔ）の不足が発生する前であればよい。
図７の（ｂ）は、現在の余剰Δ（ｔ０）が適切である場合（すなわち、余剰Δ（ｔ０）が閾値以下である場合）における電力供給量ｓ（ｔ）および電力需要量ｆ（ｔ）を示すグラフである。

図７の（ｂ）に示すように、余剰Δ（ｔ）が次にゼロになる基準時点において、システムのバッテリが追加・交換される。あるいは、バッテリの追加・交換時期は、余剰Δ（ｔ）が所定値になる時点であってもよいし、余剰Δ（ｔ）が次にゼロになる時点よりも所定期間だけ前の時点であってもよい。後者の構成では、所定値または所定期間を示すバッファパラメータ（図１参照）が、入力部２１から入力される。

なお、
（Ｃ´）現在の余剰Δ（ｔ０）が過剰であるが、現在から所定期間までの間に、余剰Δ（ｔ）が不足する（ゼロになる）場合において、追加・削減時期算出部１６は、除去バッテリ候補を提示することを取りやめてもよい。
上記の構成によれば、上記（Ｃ´）の場合、ユーザには、除去バッテリ候補（または他のバッテリ）を除去することが提案されない。そのため、ユーザがバッテリを除去した後、すぐにバッテリを再追加する必要が発生することがない。

加えて、
（Ｃ´´）現在の余剰Δ（ｔ０）が過剰であるが、除去バッテリ候補がシステムから除去されたならば、現在から所定期間までの間に、余剰Δ（ｔ）が不足する（ゼロになる）場合においても、追加・削減時期算出部１６は、除去バッテリ候補を提示することを取りやめてもよい。上記の構成によれば、上記（Ｃ´´）の場合、ユーザには、除去バッテリ候補（または他のバッテリ）を除去することが提案されない。そのため、上記（Ｃ´）の場合と同様に、ユーザがバッテリを除去した後、すぐにバッテリを再追加する必要が発生することがない。

（供給調整提案処理）
図８を用いて、制御部１０によって実行される供給調整提案処理の流れを説明する。図８は、供給調整提案処理の流れを示すフローチャートである。
図８に示すように、供給調整提案処理では、まず、供給量変化予測部１３が、電力供給量ｓ（ｔ）（図４参照）を算出することによって、将来の供給量を予測する（Ｓ１０、供給量予測ステップ）。また、需要量変化予測部１４が、電力需要量ｆ（ｔ）（図５参照）を算出することによって、将来の需要量を予測する（Ｓ２０、需要量予測ステップ）。その後、余剰算出部１５が、電力需要量ｆ（ｔ）に対する電力供給量ｓ（ｔ）の余剰Δ（ｔ）（図６参照）を算出する（Ｓ３０、過不足判定予測ステップ）。

次に、追加・削減時期算出部１６が、現在の余剰Δ（ｔ０）（一変形例では、将来の余剰Δ（ｔ））は閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ４０、過不足判定予測ステップ）。現在の余剰Δ（ｔ０）が閾値以下でない場合（Ｓ４０でＮＯ）、追加・削減時期算出部１６は、余剰Δ（ｔ０）（一変形例では、将来の余剰Δ（ｔ））と閾値との差分を、電力供給量ｓ（ｔ）の削減目標値（図１参照）として提示する（Ｓ５０）。その後、供給調整提案処理は、Ｓ１０に戻る。

一方、現在の余剰Δ（ｔ０）（または、将来の余剰Δ（ｔ））が閾値以下である場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、追加・削減時期算出部１６は、電力需要量ｆ（ｔ）と電力供給量ｓ（ｔ）とが一致する基準時点（図７の（ｂ）参照）を予測する（Ｓ６０）。そして、追加・削減時期算出部１６は、基準時点を、電力供給量ｓ（ｔ）を追加すべき時期として提示する（Ｓ７０）。以上で、供給調整提案処理は終了する。

（電力供給量ｓ（ｔ）の例）
前述した電力供給量モデルを表す電力供給量ｓ（ｔ）は、一次関数または任意の多次元多項式であってもよいし、対数関数または指数関数であってもよい。例えば、電力供給量ｓ（ｔ）は、以下の数式ｓ１（ｔ）〜ｓ３（ｔ）（変数ｔは時間）のいずれか１つであってよい。

数式ｓ１（ｔ）は、電力供給量モデルが一次関数で表される場合における電力供給量ｓ（ｔ）の一般形式であり、数式ｓ２（ｔ）、数式ｓ３（ｔ）は、それぞれ、電力供給量モデルが二次関数、三次関数で表される場合における電力供給量ｓ（ｔ）の一般形式である。なお、本実施形態に係る電力供給量ｓ（ｔ）（図４参照）は、一次関数であるので、数式ｓ１（ｔ）で表される。

（電力需要量ｆ（ｔ）の算出方法）
前述した電力需要量ｆ（ｔ）の算出方法を説明する。ここでは、電力需要量ｆ（ｔ）は、概ね、経年変化および季節変動のみに依存すると仮定する。この場合、電力需要量ｆ（ｔ）は、以下のように、季節変動関数ｇ（ｔ）および経年変化関数ｈ（ｔ）を含む数式で表される。

経年変化関数ｈ（ｔ）は、需要量の経年変化のモデルを表し、季節変動関数ｇ（ｔ）は、需要量の季節変動のモデルを表す。経年変化関数ｈ（ｔ）は一次関数であり、パラメータｍ、ｎは定数である。季節変動関数ｇ（ｔ）は、季節（１月から３月、４月から６月、７月から９月、１０月から１２月）ごとに、異なる数式ｇ₁（ｔ）〜ｇ₄（ｔ）で表される。数式ｇ₁（ｔ）〜ｇ₄（ｔ）において、パラメータａ₁〜ａ₄は任意の関数（例えば、二次関数）であり、パラメータｂ₁〜ｂ₄は定数である。

図９の（ａ）（ｂ）を用いて、経年変化関数ｈ（ｔ）および季節変動関数ｇ（ｔ）の算出方法を説明する。図９の（ａ）は、経年変化関数ｈ（ｔ）の算出方法を示し、図９の（ｂ）は、季節変動関数ｇ（ｔ）の数式ｇ₁（ｔ）〜ｇ₄（ｔ）の算出方法を示す。
図９の（ａ）に示すように、需要量変化予測部１４は、需要量の経年変化のモデルを表す経年変化関数ｈ（ｔ）を、電力使用量データ（図３参照）との誤差が最小になるようにフィッティングする。これにより、経年変化関数ｈ（ｔ）のパラメータｍおよびｎが決定される。次に、需要量変化予測部１４は、電力使用量データから、経年変化関数ｈ（ｔ）で表される値を除算する。これにより、電力使用量データから、経年変化による傾向が除去されるので、（経年変化による傾向を除去された）電力使用量データには、概ね、季節変動による傾向のみが残ることになる。

図９の（ｂ）に示すように、需要量変化予測部１４は、需要量の季節変動のモデルを表す季節変動関数ｇ（ｔ）を、（経年変化による傾向を除去された）電力使用量データとの誤差が最小になるようにフィッティングする。ここで、１月から３月までの期間において、季節変動関数ｇ（ｔ）は数式ｇ₁（ｔ）で表される。そこで、需要量変化予測部１４は、数式ｇ₁（ｔ）を、１月から３月までの期間に含まれる電力使用量データ（図９の（ｂ）では、マルで示すデータ）との誤差が最小になるようにフィッティングする。これにより、数式ｇ₁（ｔ）のパラメータａ₁およびｂ₁が決定される。同様の手順によって、４月から６月までの期間に含まれる電力使用量データ（図９の（ｂ）では、バツで示すデータ）を用いて、数式ｇ₂（ｔ）のパラメータａ₂およびｂ₂が決定される。また、７月から９月までの期間に含まれる電力使用量データ（図９の（ｂ）では、三角で示すデータ）を用いて、数式ｇ₃（ｔ）のパラメータａ₃およびｂ₃が決定される。１０月から１２月までの期間に含まれる電力使用量データ（図９の（ｂ）では、四角で示すデータ）を用いて、数式ｇ₄（ｔ）のパラメータａ₄およびｂ₄が決定される。

〔その他の実施形態〕
（Ａ）
上記実施形態では、複数のバッテリの貸し出し、充電等を行うバッテリスワップシステムが提供する電力供給量を管理する装置として、電力供給管理装置１を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、1つの電力供給管理装置ではなく、複数の充電器を設置して、複数のバッテリの貸し出し・充電等を行うバッテリステーションに、本発明の過不足判定装置を設置してもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、本システムから貸し出される複数のバッテリが搭載される電力消費体を特に例示していない。
本システムから貸し出されるバッテリの用途としては、例えば、電動自動車（ＥＶ）、電動自動二輪車、電動一輪車、電動自転車、電動アシスト自転車、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）等のモビリティであってもよい。
また、バッテリが搭載される電力消費体としては、モビリティに限らず、交換可能なバッテリによって駆動される他の電気製品であってもよい。

電気製品としては、例えば、バッテリパックからの電力によって機能する冷蔵庫、洗濯機、掃除機、炊飯器、湯沸しポット等の家電製品も含まれる。
さらに、バッテリが搭載される電力消費体として、電動工具を用いてもよい。
この場合には、貸し出し可能な複数のバッテリの充電を行うバッテリステーション等において、電動工具に使用されるバッテリを充電すればよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
電力供給管理装置１の制御部１０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、電力供給管理装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、前記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、バッテリスワップシステムにおいて、電力の需給予測を行う過不足判定装置に利用することができる。

１０ 制御部（過不足判定装置）
１３ 供給量変化予測部（供給量予測部）
１４ 需要量変化予測部（需要量予測部）
１５ 余剰算出部（過不足判定予測部）
１６ 追加・削減時期算出部（情報提示部）

Claims (9)

1. 複数のバッテリを管理して貸し出すシステムにおいて、前記システムが管理する複数のバッテリが供給可能な電力量の過不足判定を行う過不足判定装置であって、
   各バッテリの使用経過を示す情報を用いて、現在から所定期間後までの電力需要量を予測する需要量予測部と、
   前記各バッテリの劣化に基づく各バッテリの満充電容量の変化、又は、各バッテリの劣化に基づく前記複数のバッテリの総満充電容量の変化から、現在から所定期間後までの前記複数のバッテリが供給可能な電力量を予測する供給量予測部と、
   現在から所定期間後までの間における、前記需要量予測部によって予測された電力需要量に対して、前記供給量予測部によって予測された供給可能な電力量に過不足があるか否かを判定する過不足判定予測部と、
   を備えた過不足判定装置。
2. 前記過不足判定予測部が、現在から所定期間後までの間において、供給可能な電力量が過剰であると判定した場合、電力供給量を削減することを提案する情報を提示する情報提示部を、さらに備えた、
   請求項１に記載の過不足判定装置。
3. 前記過不足判定予測部が、現在から所定期間後までの間において、将来供給可能な電力量が不足すると判定した場合、電力供給量を追加することを提案する情報を提示する情報提示部を、さらに備えた、
   請求項１に記載の過不足判定装置。
4. 前記過不足判定予測部は、現在の電力需要量に対して、現在の電力供給量が過剰であるか否かをさらに判定し、
   前記過不足判定予測部が、現在の電力供給量は過剰であると判定した場合、前記情報提示部は、前記電力供給量を削減することを提案する情報を提示する、
   請求項２または３に記載の過不足判定装置。
5. 前記過不足判定予測部は、現在の電力供給量が過剰であると判定した場合、現在から所定期間までの間において、供給電力量が不足するか否かをさらに判定し、
   前記過不足判定予測部が、現在の電力供給量が過剰であり、かつ、現在から所定期間までの間において、供給電力量が不足すると判定した場合、前記情報提示部は、前記電力供給量を削減することを提案する情報を提示することを取りやめる、
   請求項４に記載の過不足判定装置。
6. 前記過不足判定予測部は、現在の電力供給量が過剰であると判定した場合、過剰を低減するように電力供給量を削減したならば、現在から所定期間までの間において、供給電力量が不足するか否かをさらに判定し、
   前記過不足判定予測部が、現在の電力供給量が過剰であり、かつ、過剰を低減するように電力供給量を削減したならば、現在から所定期間までの間において、供給電力量が不足すると判定した場合、前記情報提示部は、前記電力供給量を削減することを提案する情報を提示することを取りやめる、
   請求項４に記載の過不足判定装置。
7. 複数のバッテリを管理して貸し出すシステムにおいて、前記システムが管理する複数のバッテリが供給可能な電力量の過不足判定を行う過不足判定装置の制御方法であって、
   各バッテリの使用経過を示す情報を用いて、現在から所定期間後までの電力需要量を予測する需要量予測ステップと、
   前記各バッテリの劣化に基づく各バッテリの満充電容量の変化、又は、各バッテリの劣化に基づく前記複数のバッテリの総満充電容量の変化から、現在から所定期間後までの前記複数のバッテリが供給可能な電力量を予測する供給量予測ステップと、
   現在から所定期間後までの間における、前記需要量予測ステップにおいて予測された電力需要量に対して、前記供給量予測ステップにおいて予測された供給可能な電力量に過不足があるかを判定する過不足判定予測ステップと、
   を含むことを特徴とする制御方法。
8. 請求項１に記載の過不足判定装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記需要量予測部、前記供給量予測部、および前記過不足判定予測部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
9. 請求項８に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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