電動車両および電動車両の充放電システム
【課題】ユーザーが電動車両の放電設定値を再設定する必要がない充放電システムを提供する。
【解決手段】充放電システムは、電動車両１０と、商用電力網４３に接続した充放電装置２０とを含む。充放電装置２０の第２のコントローラ２３は、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを保持しており、バッテリー１１の放電時に、それを電動車両１０の第１のコントローラ１２に送信する。また電動車両１０の系統電力監視装置１４は、商用電力網４３の電力の状態を示す電力状態信号ＶＷを取得して第１のコントローラ１２に送る。第１のコントローラ１２は、放電規制値ＤＲおよび電力状態信号ＶＷに基づいて、電力変換装置１３がバッテリー１１の放電時に出力する電力の形式を規定する放電設定値ＤＳを決定する。
【解決手段】充放電システムは、電動車両１０と、商用電力網４３に接続した充放電装置２０とを含む。充放電装置２０の第２のコントローラ２３は、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを保持しており、バッテリー１１の放電時に、それを電動車両１０の第１のコントローラ１２に送信する。また電動車両１０の系統電力監視装置１４は、商用電力網４３の電力の状態を示す電力状態信号ＶＷを取得して第１のコントローラ１２に送る。第１のコントローラ１２は、放電規制値ＤＲおよび電力状態信号ＶＷに基づいて、電力変換装置１３がバッテリー１１の放電時に出力する電力の形式を規定する放電設定値ＤＳを決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリーの充放電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力網に電力の需要・供給の自動制御手段を組み込んだ「スマートグリッド」と呼ばれる次世代電力網の開発が、近年注目を浴びている。スマートグリッドでは、電力網における電力の流れを供給側だけでなく需要側からも制御することによって、電力の需要と供給の最適化（平衡化）が図られる。
【０００３】
例えば各家庭が所有する電動車両（例えば電気自動車（Electric Vehicle；ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（Plug-in Hybrid Vehicle；ＰＨＶ））のバッテリー（蓄電池）は、電力需要のピークを低減して平滑化を図るためのバッファとして利用できる。すなわち電力需要の少ない時間帯に充電した車両バッテリーの電力を、電力需要のピーク時に住宅で使用することによって、電力需要のピークが低減される。一般に、深夜などの電力需要の少ない時間帯は電気料金が安く設定されているため、各家庭の電気料金の節約にもつながる。スマートグリッドは、このような電力の流れの制御を自動的に行おうとするものである。
【０００４】
スマートグリッドにより管理された電力網では、車両のバッテリーの充電（住宅から車両への電力供給）だけでなく、バッテリーの放電（車両から住宅への電力供給）も積極的に行うことが想定される。この電力の流れは、各需要家に配備されるエネルギーマネージメントシステム（Home Energy Management System；ＨＥＭＳ）によって管理される。ＨＥＭＳは、太陽光発電（Photo voltaic power generation；ＰＶ）装置等の発電設備や、電気温水器やエアコン等の主に大型の電力負荷設備、車両のバッテリー等の蓄電設備などを管理下に置き、電力需要が平滑化されるようにそれらを制御し、それにより電力需給の平衡化を図り、電力会社からの電力購入量が少なくて済むようにする。
【０００５】
近年では、これらの技術の対象範囲を家庭内から広げて、社会全体の環境性能を向上させる試みが成されている（例えば、下記の特許文献１）。また、近隣の需要家（例えば隣家や近隣の工場・ビルなど）を含めた街単位や都市単位での電力需要の平滑化および電力需給の平衡化を目的とした、コミュニティエネルギーマネージメントシステム（Community Energy Management System；ＣＥＭＳ）を、商用電力網に配備する実験や構想も行われ始めている。
【０００６】
街単位や都市単位での電力需要の平滑化を考えた場合、家庭内の発電設備が発電した電力や、蓄電設備が放電した電力は、家庭外の商用電力網（系統）へ放出され、同じ商用電力網に接続する他の需要家にて消費されることが想定される。このような家庭内から商用電力網へ放出される電力の流れは「逆潮流」と呼ばれる。
【０００７】
家庭内から商用電力網へ電力を放出（放電）する場合、その放電電力が同じ商用電力網に接続する他の需要家の電化製品に悪影響を与えないように、当該商用電力網を管理する電力会社が予め定めた「放電電力（逆潮流）に関する規制値」（以下「放電規制値」と称す）を逸脱しないよう、放電電力の監視および制御を行う仕組みが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電力会社が定める放電規制値には、主に放電電力の電圧上下限値、周波数上下限値の他、系統側停電時の放電停止機能の有無や、停電復帰時の復帰許可時間などが含まれる。但し、これらの値は、同一の電力会社が管理する商用電力網であっても同じとは限らず、例えば電力給電所から、商用電力網の配電網までの距離や、当該配電網に配備された変圧器の設定状況、当該配電網内での需要家の負荷状態などを考慮して、電力会社が商用電力網ごとに調整・設定することが必要なものである。
【００１０】
家庭内の蓄電設備として電動車両のバッテリーを用いる場合、電動車両はユーザーが運転して移動するため、常に同じ場所でバッテリーの充放電が行われるとは限らない。例えば電動車両の移動先の需要家において、電動車両から商用電力網への放電を行う場合には、ユーザーがその商用電力網で定められた放電規制値に合わせて、放電電力の形式（電圧や周波数）の設定値（以下「放電設定値」と称す）を再設定することが必要となる場合がある。そのため、電動車両のバッテリーを蓄電設備として用いる場合には、そのユーザーの負担が増える。
【００１１】
また、電動車両のユーザーが放電設定値の設定を誤ると、電動車両が、放電規制値から外れた電圧および周波数の電力を商用電力網に放出し、その影響は電動車両が接続している需要家だけでなく、同じ商用電力網およびその配電網に接続する他の需要家にまで及ぶ。
【００１２】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ユーザーが電動車両の放電設定値を再設定する必要がない充放電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電動車両の充放電システムは、バッテリーを有する電動車両と、商用電力網に接続し、前記電動車両の外部から前記バッテリーの充放電を行う充放電装置とを含み、前記電動車両は、前記充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記商用電力網の電力形式に変換して前記充放電装置内の前記商用電力網に繋がる電力線へ出力する電力変換装置と、前記充放電装置が前記電力線に出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網に関する情報に基づいて決定する第１のコントローラとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、充放電装置を用いて電動車両のバッテリーの放電を行う際、電動車両の電力変換装置に、その充放電装置が属する商用電力網の放電規制値に応じた放電設定値が自動的に設定される。そのため、電動車両の移動先でバッテリーの放電を行う場合でも、ユーザーが放電設定値を再設定を行うことなく、商用電力網の放電規制値に則った形式での放電が可能となる。よって、各地の商用電力網で電力需要の平滑化および電力需給の平衡化に寄与することができると共に、各商用電力網に属する需要家の電化製品の動作に影響を与えることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スマートグリッドにより管理された電力網の概略を示した構成図である。
【図２】実施の形態１に係る電動車両の充放電システムの構成図である。
【図３】実施の形態１に係る電動車両の充放電システムにおける、電動車両と充放電装置との接続時の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る電動車両の充放電システムの構成図である。
【図５】実施の形態２に係る電動車両の充放電システムにおける、電動車両と充放電装置との接続時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係る電動車両の充放電システムを含む、スマートグリッドにより管理された電力網の概略を示した構成図である。
【００１７】
当該充放電システムは、電動車両１０と、住宅３０に設置された充放電装置２０を含んでいる。住宅３０は、電動車両１０のユーザの自宅と仮定する。住宅３０およびその近隣の他の需要家４１は、同一の商用電力網４３に接続しており、特定の電力会社による管理の下、発電所４２にて発電された電力が商用電力網４３を通じて供給されている。
【００１８】
電動車両１０は、充放電装置２０を通して充放電が可能なバッテリー１１を搭載しており、蓄電設備としても機能する。住宅３０には、ＨＥＭＳ３１が設置されている。ＨＥＭＳ３１は、住宅３０内の発電設備である太陽光発電装置（ＰＶ）３２や、充放電装置２０に接続される蓄電設備としての電動車両１０、比較的大きな電力を消費する電力負荷設備であるエアコン・電気温水器等の機器３３（以下「電力負荷３３」と称す）と通信を行い、それらを制御して住宅３０における電力需要を平滑化し、それによって電力需給の平衡化を図る。
【００１９】
商用電力網４３には、当該商用電力網４３とそれに接続する住宅３０および他の需要家４１との間の電力の流れを管理するＣＥＭＳ４４が設置されている。住宅３０で余剰電力が発生した場合、住宅３０のＨＥＭＳ３１は、その余剰電力を商用電力網４３へと放出させるが、その動作はＣＥＭＳ４４の指令に基づいて行われる。住宅３０から商用電力網４３へと放出された電力は、ＣＥＭＳ４４の管理のもと、他の需要家４１へ供給され、その結果、住宅３０および他の需要家４１が属する地域全体における電力需要の平滑化ならびに電力需給の平衡化が図られる。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る電動車両の充放電システムの構成図である。同図においては、図１に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。また、図２において、各ブロック間を結ぶ線のうち、太線は電力線を示し、細線は通信線を示している。但し、電動車両１０に接続させる充放電装置２０の接続ケーブル２２は、太線で表しているが、電力線と通信線の両方を備えているものとする。実運用上の形態においても、充放電装置の接続ケーブルは、通信線と電力線の両方を備えるものが一般的である。
【００２１】
図２に基づき、本実施の形態に係る電動車両の充放電システムの構成を説明する。なお、本発明は電動車両１０のバッテリー１１の充放電に関するものであるため、電動車両１０については、バッテリー１１の充放電に直接関係しない要素（例えば走行制御に関する部分）の説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態の充放電システムは、電動車両１０、住宅３０およびそれに設置された充放電装置２０により構成される。電動車両１０は、バッテリー１１、第１のコントローラ１２、電力変換装置１３、系統電力監視装置１４、およびコネクタ１５を備えている。バッテリー１１は、電動車両１０の走行の動力源となる電力を蓄えると共に、蓄電設備としても機能する。コネクタ１５は、充放電装置２０からバッテリー１１に対する電力需給（充電および放電）を行うための充放電端子と、充放電装置２０との通信を行うための通信端子とを含んでいる。このコネクタ１５は、急速充電用のものでも、普通充電用のものでもよい。
【００２３】
電力変換装置１３は、バッテリー１１とコネクタ１５との間の電力線に直列に挿入され、当該電力線を流れる電力の形式（電圧および周波数）を変換する。例えばバッテリー１１の充電時には、商用電力網４３の電力形式（例えば、電圧１００Ｖ周波数６０Ｈｚの交流電力）をバッテリー１１の電力形式（例えば電圧３３０Ｖの直流電力）に変換し、バッテリー１１の放電時にはその逆の変換を行う。但し、バッテリー１１の放電時、特にバッテリー１１に蓄積された電力を商用電力網４３へ放出する場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の放電規制値に則った形式の電力をコネクタ１５側へ出力する必要がある。
【００２４】
系統電力監視装置１４は、電動車両１０が充放電装置２０に接続されたときに、商用電力網４３の電力（系統電力）の状態の確認（電圧および周波数の測定）を行う。系統電力監視装置１４による測定結果は、電力状態信号ＶＷとして第１のコントローラ１２に送られる。電力状態信号ＶＷの内容は、商用電力網４３の電圧、周波数の測定値の他、例えば商用電力網４３の状態（正常／異常／停電）を表すフラグ等の信号を含んでいてもよい。
【００２５】
第１のコントローラ１２は、バッテリー１１、電力変換装置１３、系統電力監視装置１４およびコネクタ１５と通信線を通して接続され、バッテリー１１、電力変換装置１３および系統電力監視装置１４の監視および制御を行うと共に、コネクタ１５を通して充放電装置２０（後述する第２のコントローラ２３）との通信を行う。
【００２６】
一方、充放電装置２０は、接続ケーブル２２と、その先端に設けられたプラグ２１と、第２のコントローラ２３とを備えている。プラグ２１は、電動車両１０のコネクタ１５に接続ケーブル２２を接続させるためのものであり、上記のコネクタ１５と同様に、バッテリー１１に対する電力需給を行うための充放電端子と、電動車両１０との通信を行うための通信端子とを含んでいる。
【００２７】
第２のコントローラ２３は、住宅３０のＨＥＭＳ３１と通信線を介して接続されている。また充放電装置２０のプラグ２１が電動車両１０のコネクタ１５に接続されると、電動車両１０内の通信線と充放電装置２０内の通信線とが繋がり、第２のコントローラ２３と第１のコントローラ１２との相互通信が可能になる。
【００２８】
また、第２のコントローラ２３は、内部の記憶領域（不図示）に、当該充放電装置２０が接続した商用電力網４３の放電規制値ＤＲを保持している。第２のコントローラ２３が保持する放電規制値ＤＲの値は、電力会社により定められた値であり、充放電装置２０の設置時に、その設置者もしくは電力会社の関係者によって入力される。放電規制値ＤＲの内容には、例えば、商用電力網４３が取りうる電圧、周波数、電圧の上下限値、周波数の上下限値、停電時の放電停止機能の有無、及び停電復帰時の復帰許可時間等の内容が含まれている。
【００２９】
充放電装置２０内の電力線は、住宅３０の太陽光発電装置３２や電力負荷３３と並列に接続されており、商用電力網４３に繋がっている。充放電装置２０のプラグ２１が、電動車両１０のコネクタ１５に接続されると、電動車両１０内の電力線と充放電装置２０のとが繋がり、充放電装置２０は、当該電力線を通して、バッテリー１１と住宅３０（太陽光発電装置３２、電力負荷３３および商用電力網４３）との間での電力のやりとりが可能になる。
【００３０】
この充放電システムにおいて、ＨＥＭＳ３１は、電力需要の平衡化のために自ら充放電計画や、ユーザからの指示に従って、住宅３０の太陽光発電装置３２や電力負荷３３の動作を制御する。また、また電動車両１０が充放電装置２０に接続された状態では、充放電装置２０を制御して、予め登録された電動車両１０の使用計画に応じて走行に充分なだけの電力をバッテリー１１に蓄えたり、バッテリー１１を住宅３０の蓄電設備（電力需要平滑化のバッファ）の一つとして利用したりする。
【００３１】
本実施の形態に係る充放電システムは、バッテリー１１の充放電を開始するときの動作に特徴を有している。図３のフローチャートを用いて、当該充放電システムにおけるバッテリー１１の充放電動作を説明する。
【００３２】
まず、電動車両１０が充放電装置２０に接続されると、電動車両１０内の電力線が商用電力網４３に接続されるので、系統電力監視装置１４は商用電力網４３の電力の状態（電圧及び周波数）を監視できる状態になる。
【００３３】
その後、電動車両１０のバッテリー１１の充電あるいは放電を充放電装置２０に行わせる場合、ＨＥＭＳ３１は、充放電装置２０の第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨを送る（ステップＳ１０１）。充放電指令信号ＣＣＨの内容には、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。
【００３４】
第２のコントローラ２３は、ＨＥＭＳ３１からの充放電指令信号ＣＣＨを受けると、第１のコントローラ１２へ、充放電指令信号ＣＣ２と、自己の記憶領域が保持している商用電力網４３の放電規制値ＤＲとを送信する（ステップＳ１０２）。
【００３５】
充放電指令信号ＣＣ２の内容には、充放電指令信号ＣＣＨと同様に、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。充放電指令信号ＣＣ２の内容と充放電指令信号ＣＣＨの内容は全く同じでもよい。また、放電規制値ＤＲの内容には、商用電力網４３が取りうる電圧、周波数、電圧の上下限値、周波数の上下限値、停電時の放電停止機能の有無、及び停電復帰時の復帰許可時間等の内容を含まれている。
【００３６】
第１のコントローラ１２は、充放電指令信号ＣＣ２および放電規制値ＤＲを受けると、系統電力監視装置１４から、商用電力網４３の電力状態（電圧および周波数）を表す電力状態信号ＶＷを取得する（ステップＳ１０３）。そして、放電規制値ＤＲおよび電力状態信号ＶＷに基づいて、電力変換装置１３にセットする放電設定値ＤＳを決定する。
【００３７】
放電設定値ＤＳは、バッテリー１１の放電を行うときに電力変換装置１３が出力する電力の形式（電圧および周波数）を規定するための設定値である。電力変換装置１３は、電力変換装置１３が出力する電力が、放電規制値ＤＲから逸脱しないように放電設定値ＤＳを決定する。電力状態信号ＶＷは、商用電力網４３の電力状態の確認するためだけに用いてもよいが、放電設定値ＤＳを決定する際の考慮に加えてもよい。商用電力網４３の電力状態の実測値である電力状態信号ＶＷを考慮に加えることで、放電設定値ＤＳをより適切な値に決定することができる。
【００３８】
第１のコントローラ１２は、放電設定値ＤＳが決定すると、その放電設定値ＤＳと充放電指令信号ＣＣ１とを電力変換装置１３に送信する（ステップＳ１０４）。充放電指令信号ＣＣ１の内容には、充放電指令信号ＣＣ２と同様に、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。充放電指令信号ＣＣ１の内容と充放電指令信号ＣＣ２の内容は全く同じでもよい。
【００３９】
電力変換装置１３は、放電設定値ＤＳおよび充放電指令信号ＣＣ１を受けると、バッテリー１１の放電時に出力する電力形式のパラメータとして放電設定値ＤＳをセットする（ステップＳ１０５）。
【００４０】
その後、電力変換装置１３は、充放電指令信号ＣＣ１の内容に従ってバッテリー１１を充電あるいは放電させる（ステップＳ１０６）。例えば、充放電指令信号ＣＣ１が充電指令である場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の電力をバッテリー１１の電力形式に変換して、バッテリー１１に供給する。逆に、充放電指令信号ＣＣ１が放電指令である場合は、電力変換装置１３は、バッテリー１１の電力を商用電力網４３の電力形式に変換して、充放電装置２０へと出力する。このとき電力変換装置１３には、放電設定値ＤＳおよび電力状態信号ＶＷに基づいて決定された放電設定値ＤＳがセットされているため、電力変換装置１３からは、放電設定値ＤＳ（商用電力網４３の放電規制値）に則った形式で電力が出力される。
【００４１】
このように本実施の形態の充放電システムでは、バッテリー１１の充放電を行う前に、電動車両１０の第１のコントローラ１２が、第２のコントローラ２３から取得した放電規制値ＤＲおよび系統電力監視装置１４から取得した電力状態信号ＶＷに基づいて、放電設定値ＤＳを自動的に決定し、それが電力変換装置１３にセットされる。従って、電動車両１０からは、商用電力網４３の放電規制値に則った形式の電力が出力されることになり、その電力を商用電力網４３に放出しても、住宅３０の電力負荷３３はもちろん、他の需要家４１の電化製品の動作にも悪影響を与えることが防止される。また、電動車両１０のユーザが放電設定値の再設定を行う必要がないので、ユーザーの負担増は伴わない上、放電設定値の設定ミスを防止できる。
【００４２】
さらに、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを、充放電装置２０が保持しているため、例えば他の商用電力網に属する充放電装置２０に、電動車両１０が接続する場合でも、電動車両１０の第１のコントローラ１２は、常に適切な充電規制値を取得することができる。よって、電動車両１０が移動先の任意の充放電装置２０に接続されても、ユーザが放電設定値の再設定を行うことない。
【００４３】
以上の説明では、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを、第２のコントローラ２３が保持する構成としたが、充放電装置２０に電動車両１０が接続したときに放電規制値ＤＲを第１のコントローラ１２へ送信できれば、充放電装置２０内あるいは住宅３０内の他の要素が保持していてもよい。例えば、放電規制値ＤＲを保持する記憶領域をＨＥＭＳ３１に設け、ＨＥＭＳ３１が、第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨと共に放電規制値ＤＲを送信するようにしてもよい。
【００４４】
また本実施の形態では、第１のコントローラ１２が、放電規制値ＤＲのみ、または放電規制値ＤＲと電力状態信号ＶＷに基づいて放電設定値ＤＳを決定したが、電力状態信号ＶＷのみに基づいて決定するようにしてもよい。その場合、充放電装置２０が放電設定値ＤＳを保持する必要もなくなり、充放電装置２０の構成を簡略化できる。いずれの方法であっても、第１のコントローラ１２が、商用電力網４３の放電規制値から逸脱しない放電設定値ＤＳを自動的に決定することができれば、上記と同様の効果が得られる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２に係る電動車両の充放電システムの構成図である。同図においては、図２に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してあるので、それらの説明は省略する。
【００４６】
当該充放電システムにおいて、電動車両１０は、電動車両１０内の電力線とコネクタ１５との間の接続／遮断を切り替えるスイッチ１６を備えている。スイッチ１６の動作は、第１のコントローラ１２が出力するスイッチ制御信号ＳＷによって制御される。
【００４７】
第１のコントローラ１２は、通常はスイッチ１６をオフさせているが、電動車両１０が充放電装置２０に接続されて、放電設定値ＤＳが電力変換装置１３にセットされた場合にオンにして、電動車両１０の電力線を商用電力網４３に接続させる。
【００４８】
図５は、本発明に係る充放電システムの動作を示すフローチャートである。同図に基づいて、当該充放電システムにおけるバッテリー１１の充放電動作を説明する。なお、以下に示す充放電指令信号ＣＣＨ，ＣＣ１，ＣＣ２および放電規制値ＤＲの内容は、それぞれ実施の形態１と同様である。
【００４９】
本実施の形態では、電動車両１０が充放電装置２０に接続された直後は、スイッチ１６はオフ状態である。よってその状態では、電動車両１０内の電力線は商用電力網４３に接続されておらず、系統電力監視装置１４は商用電力網４３の電力の状態を監視できない。
【００５０】
電動車両１０が充放電装置２０に接続された後、電動車両１０のバッテリー１１の充電あるいは放電を充放電装置２０に行わせる場合、ＨＥＭＳ３１は、充放電装置２０の第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨを送る（ステップＳ２０１）。第２のコントローラ２３は、ＨＥＭＳ３１からの充放電指令信号ＣＣＨを受けると、第１のコントローラ１２へ、充放電指令信号ＣＣ２と、自己の記憶領域が保持している商用電力網４３の放電規制値ＤＲとを送信する（ステップＳ２０２）。
【００５１】
第１のコントローラ１２は、充放電指令信号ＣＣ２および放電規制値ＤＲを受けると、放電規制値ＤＲに基づいて、電力変換装置１３にセットする放電設定値ＤＳを決定する。放電設定値ＤＳは、バッテリー１１の放電を行うときに電力変換装置１３が出力する電力の形式（電圧および周波数）を決めるための設定値である。電力変換装置１３は、電力変換装置１３が出力する電力が、放電規制値ＤＲから逸脱しないように放電設定値ＤＳを決定する。但し、実施の形態１とは異なり、ここでは電力状態信号ＶＷは考慮されない。
【００５２】
第１のコントローラ１２は、放電設定値ＤＳが決定すると、その放電設定値ＤＳを電力変換装置１３に送信する（ステップＳ２０３）。電力変換装置１３は、放電設定値ＤＳを受けると、バッテリー１１の放電時に出力する電力形式のパラメータとして放電設定値ＤＳをセットする（ステップＳ２０４）。
【００５３】
電力変換装置１３に放電設定値ＤＳがセットされると、第１のコントローラ１２は、スイッチ１６にスイッチ制御信号ＳＷを送り、スイッチ１６をオン状態にする（ステップＳ２０５）。その結果、電動車両１０内の電力線が、商用電力網４３の電力線に接続される（ステップＳ２０６）。このとき系統電力監視装置１４は、第２のコントローラ２３の電力状態の確認（電圧および周波数の測定）を行い、その測定結果を示す電力状態信号ＶＷを第１のコントローラ１２へ送る（ステップＳ２０７）。
【００５４】
第１のコントローラ１２は、電力状態信号ＶＷにより商用電力網４３の電力状態を確認した後、電力変換装置１３に充放電指令信号ＣＣ１を送信する（ステップＳ２０８）。このとき第１のコントローラ１２は、電力状態信号ＶＷに基づいて新たに放電設定値ＤＳを決定し、第２のコントローラ２３に送信してもよい。
【００５５】
その後、電力変換装置１３は、充放電指令信号ＣＣ１の内容に従ってバッテリー１１を充電あるいは放電させる（ステップＳ２０９）。例えば、充放電指令信号ＣＣ１が充電指令である場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の電力をバッテリー１１の電力形式に変換して、バッテリー１１に供給する。逆に、充放電指令信号ＣＣ１が放電指令である場合は、電力変換装置１３は、バッテリー１１の電力を商用電力網４３の電力形式に変換して、充放電装置２０へと出力する。このとき電力変換装置１３には、放電設定値ＤＳに基づいて決定された放電設定値ＤＳがセットされているため、電力変換装置１３からは、放電設定値ＤＳ（商用電力網４３の放電規制値）に則った形式で電力が出力される。
【００５６】
本実施の形態の充放電システムにおいても、実施の形態１と同様の効果が得られる。それに加え、本実施の形態では、電力変換装置１３に放電設定値ＤＳが設定された後に、スイッチ１６をオンにして、電動車両１０内の電力線を商用電力網４３に接続させるので、電力変換装置１３に適切な放電設定値ＤＳがセットされていない状態で、電動車両１０から商用電力網４３へ電力が放出されることを確実に防止できる。
【００５７】
実施の形態１，２では充放電装置２０が個人（電動車両１０のユーザー）の住宅３０に設置された例を示しているため、充放電装置２０はＨＥＭＳ３１の管理下に置かれているが、充放電装置２０の設置場所は住宅に限られない。例えば、充放電装置２０が工場に設置される場合、充放電装置２０は、工場内の電力需要を平滑化するファクトリーエネルギーマネージメントシステム（Factory Energy Management System；ＦＥＭＳ）の管理下に置かれる。同様に、ビルの駐車場に充放電装置２０が設置される場合、充放電装置２０は、ビルエネルギーマネージメントシステム（Building Energy Management System；ＢＥＭＳ）の管理下に置かれる。さらに、充放電装置２０が公共の充放電スポットとして使用される場合、充放電装置２０はＣＥＭＳ４４により直接制御される。充放電装置２０が、ＦＥＭＳ、ＢＥＭＳあるいはＣＥＭＳによって制御される場合でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 電動車両、１１ バッテリー、１２ 第１のコントローラ、１３ 電力変換装置、１４ 系統電力監視装置、１５ コネクタ、１６ スイッチ、２０ 充放電装置、２１ プラグ、２２ 接続ケーブル、２３ 第２のコントローラ、２４ 記憶領域、３０ 住宅、３１ ＨＥＭＳ、３２ 太陽光発電装置、３３ 電力負荷、４１ 需要家、４２ 発電所、４３ 商用電力網、４４ ＣＥＭＳ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリーの充放電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力網に電力の需要・供給の自動制御手段を組み込んだ「スマートグリッド」と呼ばれる次世代電力網の開発が、近年注目を浴びている。スマートグリッドでは、電力網における電力の流れを供給側だけでなく需要側からも制御することによって、電力の需要と供給の最適化（平衡化）が図られる。
【０００３】
例えば各家庭が所有する電動車両（例えば電気自動車（Electric Vehicle；ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（Plug-in Hybrid Vehicle；ＰＨＶ））のバッテリー（蓄電池）は、電力需要のピークを低減して平滑化を図るためのバッファとして利用できる。すなわち電力需要の少ない時間帯に充電した車両バッテリーの電力を、電力需要のピーク時に住宅で使用することによって、電力需要のピークが低減される。一般に、深夜などの電力需要の少ない時間帯は電気料金が安く設定されているため、各家庭の電気料金の節約にもつながる。スマートグリッドは、このような電力の流れの制御を自動的に行おうとするものである。
【０００４】
スマートグリッドにより管理された電力網では、車両のバッテリーの充電（住宅から車両への電力供給）だけでなく、バッテリーの放電（車両から住宅への電力供給）も積極的に行うことが想定される。この電力の流れは、各需要家に配備されるエネルギーマネージメントシステム（Home Energy Management System；ＨＥＭＳ）によって管理される。ＨＥＭＳは、太陽光発電（Photo voltaic power generation；ＰＶ）装置等の発電設備や、電気温水器やエアコン等の主に大型の電力負荷設備、車両のバッテリー等の蓄電設備などを管理下に置き、電力需要が平滑化されるようにそれらを制御し、それにより電力需給の平衡化を図り、電力会社からの電力購入量が少なくて済むようにする。
【０００５】
近年では、これらの技術の対象範囲を家庭内から広げて、社会全体の環境性能を向上させる試みが成されている（例えば、下記の特許文献１）。また、近隣の需要家（例えば隣家や近隣の工場・ビルなど）を含めた街単位や都市単位での電力需要の平滑化および電力需給の平衡化を目的とした、コミュニティエネルギーマネージメントシステム（Community Energy Management System；ＣＥＭＳ）を、商用電力網に配備する実験や構想も行われ始めている。
【０００６】
街単位や都市単位での電力需要の平滑化を考えた場合、家庭内の発電設備が発電した電力や、蓄電設備が放電した電力は、家庭外の商用電力網（系統）へ放出され、同じ商用電力網に接続する他の需要家にて消費されることが想定される。このような家庭内から商用電力網へ放出される電力の流れは「逆潮流」と呼ばれる。
【０００７】
家庭内から商用電力網へ電力を放出（放電）する場合、その放電電力が同じ商用電力網に接続する他の需要家の電化製品に悪影響を与えないように、当該商用電力網を管理する電力会社が予め定めた「放電電力（逆潮流）に関する規制値」（以下「放電規制値」と称す）を逸脱しないよう、放電電力の監視および制御を行う仕組みが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電力会社が定める放電規制値には、主に放電電力の電圧上下限値、周波数上下限値の他、系統側停電時の放電停止機能の有無や、停電復帰時の復帰許可時間などが含まれる。但し、これらの値は、同一の電力会社が管理する商用電力網であっても同じとは限らず、例えば電力給電所から、商用電力網の配電網までの距離や、当該配電網に配備された変圧器の設定状況、当該配電網内での需要家の負荷状態などを考慮して、電力会社が商用電力網ごとに調整・設定することが必要なものである。
【００１０】
家庭内の蓄電設備として電動車両のバッテリーを用いる場合、電動車両はユーザーが運転して移動するため、常に同じ場所でバッテリーの充放電が行われるとは限らない。例えば電動車両の移動先の需要家において、電動車両から商用電力網への放電を行う場合には、ユーザーがその商用電力網で定められた放電規制値に合わせて、放電電力の形式（電圧や周波数）の設定値（以下「放電設定値」と称す）を再設定することが必要となる場合がある。そのため、電動車両のバッテリーを蓄電設備として用いる場合には、そのユーザーの負担が増える。
【００１１】
また、電動車両のユーザーが放電設定値の設定を誤ると、電動車両が、放電規制値から外れた電圧および周波数の電力を商用電力網に放出し、その影響は電動車両が接続している需要家だけでなく、同じ商用電力網およびその配電網に接続する他の需要家にまで及ぶ。
【００１２】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ユーザーが電動車両の放電設定値を再設定する必要がない充放電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電動車両の充放電システムは、バッテリーを有する電動車両と、商用電力網に接続し、前記電動車両の外部から前記バッテリーの充放電を行う充放電装置とを含み、前記電動車両は、前記充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記商用電力網の電力形式に変換して前記充放電装置内の前記商用電力網に繋がる電力線へ出力する電力変換装置と、前記充放電装置が前記電力線に出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網に関する情報に基づいて決定する第１のコントローラとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、充放電装置を用いて電動車両のバッテリーの放電を行う際、電動車両の電力変換装置に、その充放電装置が属する商用電力網の放電規制値に応じた放電設定値が自動的に設定される。そのため、電動車両の移動先でバッテリーの放電を行う場合でも、ユーザーが放電設定値を再設定を行うことなく、商用電力網の放電規制値に則った形式での放電が可能となる。よって、各地の商用電力網で電力需要の平滑化および電力需給の平衡化に寄与することができると共に、各商用電力網に属する需要家の電化製品の動作に影響を与えることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スマートグリッドにより管理された電力網の概略を示した構成図である。
【図２】実施の形態１に係る電動車両の充放電システムの構成図である。
【図３】実施の形態１に係る電動車両の充放電システムにおける、電動車両と充放電装置との接続時の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る電動車両の充放電システムの構成図である。
【図５】実施の形態２に係る電動車両の充放電システムにおける、電動車両と充放電装置との接続時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係る電動車両の充放電システムを含む、スマートグリッドにより管理された電力網の概略を示した構成図である。
【００１７】
当該充放電システムは、電動車両１０と、住宅３０に設置された充放電装置２０を含んでいる。住宅３０は、電動車両１０のユーザの自宅と仮定する。住宅３０およびその近隣の他の需要家４１は、同一の商用電力網４３に接続しており、特定の電力会社による管理の下、発電所４２にて発電された電力が商用電力網４３を通じて供給されている。
【００１８】
電動車両１０は、充放電装置２０を通して充放電が可能なバッテリー１１を搭載しており、蓄電設備としても機能する。住宅３０には、ＨＥＭＳ３１が設置されている。ＨＥＭＳ３１は、住宅３０内の発電設備である太陽光発電装置（ＰＶ）３２や、充放電装置２０に接続される蓄電設備としての電動車両１０、比較的大きな電力を消費する電力負荷設備であるエアコン・電気温水器等の機器３３（以下「電力負荷３３」と称す）と通信を行い、それらを制御して住宅３０における電力需要を平滑化し、それによって電力需給の平衡化を図る。
【００１９】
商用電力網４３には、当該商用電力網４３とそれに接続する住宅３０および他の需要家４１との間の電力の流れを管理するＣＥＭＳ４４が設置されている。住宅３０で余剰電力が発生した場合、住宅３０のＨＥＭＳ３１は、その余剰電力を商用電力網４３へと放出させるが、その動作はＣＥＭＳ４４の指令に基づいて行われる。住宅３０から商用電力網４３へと放出された電力は、ＣＥＭＳ４４の管理のもと、他の需要家４１へ供給され、その結果、住宅３０および他の需要家４１が属する地域全体における電力需要の平滑化ならびに電力需給の平衡化が図られる。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る電動車両の充放電システムの構成図である。同図においては、図１に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。また、図２において、各ブロック間を結ぶ線のうち、太線は電力線を示し、細線は通信線を示している。但し、電動車両１０に接続させる充放電装置２０の接続ケーブル２２は、太線で表しているが、電力線と通信線の両方を備えているものとする。実運用上の形態においても、充放電装置の接続ケーブルは、通信線と電力線の両方を備えるものが一般的である。
【００２１】
図２に基づき、本実施の形態に係る電動車両の充放電システムの構成を説明する。なお、本発明は電動車両１０のバッテリー１１の充放電に関するものであるため、電動車両１０については、バッテリー１１の充放電に直接関係しない要素（例えば走行制御に関する部分）の説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態の充放電システムは、電動車両１０、住宅３０およびそれに設置された充放電装置２０により構成される。電動車両１０は、バッテリー１１、第１のコントローラ１２、電力変換装置１３、系統電力監視装置１４、およびコネクタ１５を備えている。バッテリー１１は、電動車両１０の走行の動力源となる電力を蓄えると共に、蓄電設備としても機能する。コネクタ１５は、充放電装置２０からバッテリー１１に対する電力需給（充電および放電）を行うための充放電端子と、充放電装置２０との通信を行うための通信端子とを含んでいる。このコネクタ１５は、急速充電用のものでも、普通充電用のものでもよい。
【００２３】
電力変換装置１３は、バッテリー１１とコネクタ１５との間の電力線に直列に挿入され、当該電力線を流れる電力の形式（電圧および周波数）を変換する。例えばバッテリー１１の充電時には、商用電力網４３の電力形式（例えば、電圧１００Ｖ周波数６０Ｈｚの交流電力）をバッテリー１１の電力形式（例えば電圧３３０Ｖの直流電力）に変換し、バッテリー１１の放電時にはその逆の変換を行う。但し、バッテリー１１の放電時、特にバッテリー１１に蓄積された電力を商用電力網４３へ放出する場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の放電規制値に則った形式の電力をコネクタ１５側へ出力する必要がある。
【００２４】
系統電力監視装置１４は、電動車両１０が充放電装置２０に接続されたときに、商用電力網４３の電力（系統電力）の状態の確認（電圧および周波数の測定）を行う。系統電力監視装置１４による測定結果は、電力状態信号ＶＷとして第１のコントローラ１２に送られる。電力状態信号ＶＷの内容は、商用電力網４３の電圧、周波数の測定値の他、例えば商用電力網４３の状態（正常／異常／停電）を表すフラグ等の信号を含んでいてもよい。
【００２５】
第１のコントローラ１２は、バッテリー１１、電力変換装置１３、系統電力監視装置１４およびコネクタ１５と通信線を通して接続され、バッテリー１１、電力変換装置１３および系統電力監視装置１４の監視および制御を行うと共に、コネクタ１５を通して充放電装置２０（後述する第２のコントローラ２３）との通信を行う。
【００２６】
一方、充放電装置２０は、接続ケーブル２２と、その先端に設けられたプラグ２１と、第２のコントローラ２３とを備えている。プラグ２１は、電動車両１０のコネクタ１５に接続ケーブル２２を接続させるためのものであり、上記のコネクタ１５と同様に、バッテリー１１に対する電力需給を行うための充放電端子と、電動車両１０との通信を行うための通信端子とを含んでいる。
【００２７】
第２のコントローラ２３は、住宅３０のＨＥＭＳ３１と通信線を介して接続されている。また充放電装置２０のプラグ２１が電動車両１０のコネクタ１５に接続されると、電動車両１０内の通信線と充放電装置２０内の通信線とが繋がり、第２のコントローラ２３と第１のコントローラ１２との相互通信が可能になる。
【００２８】
また、第２のコントローラ２３は、内部の記憶領域（不図示）に、当該充放電装置２０が接続した商用電力網４３の放電規制値ＤＲを保持している。第２のコントローラ２３が保持する放電規制値ＤＲの値は、電力会社により定められた値であり、充放電装置２０の設置時に、その設置者もしくは電力会社の関係者によって入力される。放電規制値ＤＲの内容には、例えば、商用電力網４３が取りうる電圧、周波数、電圧の上下限値、周波数の上下限値、停電時の放電停止機能の有無、及び停電復帰時の復帰許可時間等の内容が含まれている。
【００２９】
充放電装置２０内の電力線は、住宅３０の太陽光発電装置３２や電力負荷３３と並列に接続されており、商用電力網４３に繋がっている。充放電装置２０のプラグ２１が、電動車両１０のコネクタ１５に接続されると、電動車両１０内の電力線と充放電装置２０のとが繋がり、充放電装置２０は、当該電力線を通して、バッテリー１１と住宅３０（太陽光発電装置３２、電力負荷３３および商用電力網４３）との間での電力のやりとりが可能になる。
【００３０】
この充放電システムにおいて、ＨＥＭＳ３１は、電力需要の平衡化のために自ら充放電計画や、ユーザからの指示に従って、住宅３０の太陽光発電装置３２や電力負荷３３の動作を制御する。また、また電動車両１０が充放電装置２０に接続された状態では、充放電装置２０を制御して、予め登録された電動車両１０の使用計画に応じて走行に充分なだけの電力をバッテリー１１に蓄えたり、バッテリー１１を住宅３０の蓄電設備（電力需要平滑化のバッファ）の一つとして利用したりする。
【００３１】
本実施の形態に係る充放電システムは、バッテリー１１の充放電を開始するときの動作に特徴を有している。図３のフローチャートを用いて、当該充放電システムにおけるバッテリー１１の充放電動作を説明する。
【００３２】
まず、電動車両１０が充放電装置２０に接続されると、電動車両１０内の電力線が商用電力網４３に接続されるので、系統電力監視装置１４は商用電力網４３の電力の状態（電圧及び周波数）を監視できる状態になる。
【００３３】
その後、電動車両１０のバッテリー１１の充電あるいは放電を充放電装置２０に行わせる場合、ＨＥＭＳ３１は、充放電装置２０の第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨを送る（ステップＳ１０１）。充放電指令信号ＣＣＨの内容には、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。
【００３４】
第２のコントローラ２３は、ＨＥＭＳ３１からの充放電指令信号ＣＣＨを受けると、第１のコントローラ１２へ、充放電指令信号ＣＣ２と、自己の記憶領域が保持している商用電力網４３の放電規制値ＤＲとを送信する（ステップＳ１０２）。
【００３５】
充放電指令信号ＣＣ２の内容には、充放電指令信号ＣＣＨと同様に、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。充放電指令信号ＣＣ２の内容と充放電指令信号ＣＣＨの内容は全く同じでもよい。また、放電規制値ＤＲの内容には、商用電力網４３が取りうる電圧、周波数、電圧の上下限値、周波数の上下限値、停電時の放電停止機能の有無、及び停電復帰時の復帰許可時間等の内容を含まれている。
【００３６】
第１のコントローラ１２は、充放電指令信号ＣＣ２および放電規制値ＤＲを受けると、系統電力監視装置１４から、商用電力網４３の電力状態（電圧および周波数）を表す電力状態信号ＶＷを取得する（ステップＳ１０３）。そして、放電規制値ＤＲおよび電力状態信号ＶＷに基づいて、電力変換装置１３にセットする放電設定値ＤＳを決定する。
【００３７】
放電設定値ＤＳは、バッテリー１１の放電を行うときに電力変換装置１３が出力する電力の形式（電圧および周波数）を規定するための設定値である。電力変換装置１３は、電力変換装置１３が出力する電力が、放電規制値ＤＲから逸脱しないように放電設定値ＤＳを決定する。電力状態信号ＶＷは、商用電力網４３の電力状態の確認するためだけに用いてもよいが、放電設定値ＤＳを決定する際の考慮に加えてもよい。商用電力網４３の電力状態の実測値である電力状態信号ＶＷを考慮に加えることで、放電設定値ＤＳをより適切な値に決定することができる。
【００３８】
第１のコントローラ１２は、放電設定値ＤＳが決定すると、その放電設定値ＤＳと充放電指令信号ＣＣ１とを電力変換装置１３に送信する（ステップＳ１０４）。充放電指令信号ＣＣ１の内容には、充放電指令信号ＣＣ２と同様に、充電指令であるか放電指令であるかを行うか表すフラグや、充放電させる電力量の情報が含まれている。充放電指令信号ＣＣ１の内容と充放電指令信号ＣＣ２の内容は全く同じでもよい。
【００３９】
電力変換装置１３は、放電設定値ＤＳおよび充放電指令信号ＣＣ１を受けると、バッテリー１１の放電時に出力する電力形式のパラメータとして放電設定値ＤＳをセットする（ステップＳ１０５）。
【００４０】
その後、電力変換装置１３は、充放電指令信号ＣＣ１の内容に従ってバッテリー１１を充電あるいは放電させる（ステップＳ１０６）。例えば、充放電指令信号ＣＣ１が充電指令である場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の電力をバッテリー１１の電力形式に変換して、バッテリー１１に供給する。逆に、充放電指令信号ＣＣ１が放電指令である場合は、電力変換装置１３は、バッテリー１１の電力を商用電力網４３の電力形式に変換して、充放電装置２０へと出力する。このとき電力変換装置１３には、放電設定値ＤＳおよび電力状態信号ＶＷに基づいて決定された放電設定値ＤＳがセットされているため、電力変換装置１３からは、放電設定値ＤＳ（商用電力網４３の放電規制値）に則った形式で電力が出力される。
【００４１】
このように本実施の形態の充放電システムでは、バッテリー１１の充放電を行う前に、電動車両１０の第１のコントローラ１２が、第２のコントローラ２３から取得した放電規制値ＤＲおよび系統電力監視装置１４から取得した電力状態信号ＶＷに基づいて、放電設定値ＤＳを自動的に決定し、それが電力変換装置１３にセットされる。従って、電動車両１０からは、商用電力網４３の放電規制値に則った形式の電力が出力されることになり、その電力を商用電力網４３に放出しても、住宅３０の電力負荷３３はもちろん、他の需要家４１の電化製品の動作にも悪影響を与えることが防止される。また、電動車両１０のユーザが放電設定値の再設定を行う必要がないので、ユーザーの負担増は伴わない上、放電設定値の設定ミスを防止できる。
【００４２】
さらに、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを、充放電装置２０が保持しているため、例えば他の商用電力網に属する充放電装置２０に、電動車両１０が接続する場合でも、電動車両１０の第１のコントローラ１２は、常に適切な充電規制値を取得することができる。よって、電動車両１０が移動先の任意の充放電装置２０に接続されても、ユーザが放電設定値の再設定を行うことない。
【００４３】
以上の説明では、商用電力網４３の放電規制値ＤＲを、第２のコントローラ２３が保持する構成としたが、充放電装置２０に電動車両１０が接続したときに放電規制値ＤＲを第１のコントローラ１２へ送信できれば、充放電装置２０内あるいは住宅３０内の他の要素が保持していてもよい。例えば、放電規制値ＤＲを保持する記憶領域をＨＥＭＳ３１に設け、ＨＥＭＳ３１が、第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨと共に放電規制値ＤＲを送信するようにしてもよい。
【００４４】
また本実施の形態では、第１のコントローラ１２が、放電規制値ＤＲのみ、または放電規制値ＤＲと電力状態信号ＶＷに基づいて放電設定値ＤＳを決定したが、電力状態信号ＶＷのみに基づいて決定するようにしてもよい。その場合、充放電装置２０が放電設定値ＤＳを保持する必要もなくなり、充放電装置２０の構成を簡略化できる。いずれの方法であっても、第１のコントローラ１２が、商用電力網４３の放電規制値から逸脱しない放電設定値ＤＳを自動的に決定することができれば、上記と同様の効果が得られる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２に係る電動車両の充放電システムの構成図である。同図においては、図２に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してあるので、それらの説明は省略する。
【００４６】
当該充放電システムにおいて、電動車両１０は、電動車両１０内の電力線とコネクタ１５との間の接続／遮断を切り替えるスイッチ１６を備えている。スイッチ１６の動作は、第１のコントローラ１２が出力するスイッチ制御信号ＳＷによって制御される。
【００４７】
第１のコントローラ１２は、通常はスイッチ１６をオフさせているが、電動車両１０が充放電装置２０に接続されて、放電設定値ＤＳが電力変換装置１３にセットされた場合にオンにして、電動車両１０の電力線を商用電力網４３に接続させる。
【００４８】
図５は、本発明に係る充放電システムの動作を示すフローチャートである。同図に基づいて、当該充放電システムにおけるバッテリー１１の充放電動作を説明する。なお、以下に示す充放電指令信号ＣＣＨ，ＣＣ１，ＣＣ２および放電規制値ＤＲの内容は、それぞれ実施の形態１と同様である。
【００４９】
本実施の形態では、電動車両１０が充放電装置２０に接続された直後は、スイッチ１６はオフ状態である。よってその状態では、電動車両１０内の電力線は商用電力網４３に接続されておらず、系統電力監視装置１４は商用電力網４３の電力の状態を監視できない。
【００５０】
電動車両１０が充放電装置２０に接続された後、電動車両１０のバッテリー１１の充電あるいは放電を充放電装置２０に行わせる場合、ＨＥＭＳ３１は、充放電装置２０の第２のコントローラ２３に対して充放電指令信号ＣＣＨを送る（ステップＳ２０１）。第２のコントローラ２３は、ＨＥＭＳ３１からの充放電指令信号ＣＣＨを受けると、第１のコントローラ１２へ、充放電指令信号ＣＣ２と、自己の記憶領域が保持している商用電力網４３の放電規制値ＤＲとを送信する（ステップＳ２０２）。
【００５１】
第１のコントローラ１２は、充放電指令信号ＣＣ２および放電規制値ＤＲを受けると、放電規制値ＤＲに基づいて、電力変換装置１３にセットする放電設定値ＤＳを決定する。放電設定値ＤＳは、バッテリー１１の放電を行うときに電力変換装置１３が出力する電力の形式（電圧および周波数）を決めるための設定値である。電力変換装置１３は、電力変換装置１３が出力する電力が、放電規制値ＤＲから逸脱しないように放電設定値ＤＳを決定する。但し、実施の形態１とは異なり、ここでは電力状態信号ＶＷは考慮されない。
【００５２】
第１のコントローラ１２は、放電設定値ＤＳが決定すると、その放電設定値ＤＳを電力変換装置１３に送信する（ステップＳ２０３）。電力変換装置１３は、放電設定値ＤＳを受けると、バッテリー１１の放電時に出力する電力形式のパラメータとして放電設定値ＤＳをセットする（ステップＳ２０４）。
【００５３】
電力変換装置１３に放電設定値ＤＳがセットされると、第１のコントローラ１２は、スイッチ１６にスイッチ制御信号ＳＷを送り、スイッチ１６をオン状態にする（ステップＳ２０５）。その結果、電動車両１０内の電力線が、商用電力網４３の電力線に接続される（ステップＳ２０６）。このとき系統電力監視装置１４は、第２のコントローラ２３の電力状態の確認（電圧および周波数の測定）を行い、その測定結果を示す電力状態信号ＶＷを第１のコントローラ１２へ送る（ステップＳ２０７）。
【００５４】
第１のコントローラ１２は、電力状態信号ＶＷにより商用電力網４３の電力状態を確認した後、電力変換装置１３に充放電指令信号ＣＣ１を送信する（ステップＳ２０８）。このとき第１のコントローラ１２は、電力状態信号ＶＷに基づいて新たに放電設定値ＤＳを決定し、第２のコントローラ２３に送信してもよい。
【００５５】
その後、電力変換装置１３は、充放電指令信号ＣＣ１の内容に従ってバッテリー１１を充電あるいは放電させる（ステップＳ２０９）。例えば、充放電指令信号ＣＣ１が充電指令である場合、電力変換装置１３は、商用電力網４３の電力をバッテリー１１の電力形式に変換して、バッテリー１１に供給する。逆に、充放電指令信号ＣＣ１が放電指令である場合は、電力変換装置１３は、バッテリー１１の電力を商用電力網４３の電力形式に変換して、充放電装置２０へと出力する。このとき電力変換装置１３には、放電設定値ＤＳに基づいて決定された放電設定値ＤＳがセットされているため、電力変換装置１３からは、放電設定値ＤＳ（商用電力網４３の放電規制値）に則った形式で電力が出力される。
【００５６】
本実施の形態の充放電システムにおいても、実施の形態１と同様の効果が得られる。それに加え、本実施の形態では、電力変換装置１３に放電設定値ＤＳが設定された後に、スイッチ１６をオンにして、電動車両１０内の電力線を商用電力網４３に接続させるので、電力変換装置１３に適切な放電設定値ＤＳがセットされていない状態で、電動車両１０から商用電力網４３へ電力が放出されることを確実に防止できる。
【００５７】
実施の形態１，２では充放電装置２０が個人（電動車両１０のユーザー）の住宅３０に設置された例を示しているため、充放電装置２０はＨＥＭＳ３１の管理下に置かれているが、充放電装置２０の設置場所は住宅に限られない。例えば、充放電装置２０が工場に設置される場合、充放電装置２０は、工場内の電力需要を平滑化するファクトリーエネルギーマネージメントシステム（Factory Energy Management System；ＦＥＭＳ）の管理下に置かれる。同様に、ビルの駐車場に充放電装置２０が設置される場合、充放電装置２０は、ビルエネルギーマネージメントシステム（Building Energy Management System；ＢＥＭＳ）の管理下に置かれる。さらに、充放電装置２０が公共の充放電スポットとして使用される場合、充放電装置２０はＣＥＭＳ４４により直接制御される。充放電装置２０が、ＦＥＭＳ、ＢＥＭＳあるいはＣＥＭＳによって制御される場合でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 電動車両、１１ バッテリー、１２ 第１のコントローラ、１３ 電力変換装置、１４ 系統電力監視装置、１５ コネクタ、１６ スイッチ、２０ 充放電装置、２１ プラグ、２２ 接続ケーブル、２３ 第２のコントローラ、２４ 記憶領域、３０ 住宅、３１ ＨＥＭＳ、３２ 太陽光発電装置、３３ 電力負荷、４１ 需要家、４２ 発電所、４３ 商用電力網、４４ ＣＥＭＳ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを有する電動車両と、
商用電力網に接続し、前記電動車両の外部から前記バッテリーの充放電を行う充放電装置とを含み、
前記電動車両は、
前記充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記商用電力網の電力形式に変換して前記充放電装置内の前記商用電力網に繋がる電力線へ出力する電力変換装置と、
前記充放電装置が前記電力線に出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網に関する情報に基づいて決定する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする電動車両の充放電システム。
【請求項２】
前記充放電装置は、
前記バッテリーの放電を開始する前に、前記商用電力網の放電規制値を前記第１のコントローラに送信する第２のコントローラを備え、
前記第１のコントローラは、前記放電規制値に基づいて、前記放電設定値を決定する
請求項１記載の電動車両の充放電システム。
【請求項３】
前記電動車両は、
前記バッテリーの放電を開始する前に、前記商用電力網の電力の状態を確認し、その状態を示す電力状態信号を前記第１のコントローラに送信する系統電力監視装置をさらに備え、
前記第１のコントローラは、前記電力状態信号に基づいて、前記放電設定値を決定する
請求項１記載の電動車両の充放電システム。
【請求項４】
前記電動車両は、
前記放電設定値が前記電力変換装置にセットされてから、当該電力変換装置を前記電力線に接続させるスイッチをさらに備える
請求項３記載の電動車両の充放電システム。
【請求項５】
バッテリーと、
外部の充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記充放電装置が接続した商用電力網の電力形式に変換して出力する電力変換装置と、
前記バッテリーの放電時に前記充放電装置が出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網の電力形式に応じて決定するコントローラとを備える
ことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
外部の充放電装置による前記バッテリーの放電が開始される前に、前記商用電力網の電力の状態を確認し、その状態を示す電力状態信号を前記コントローラに送信する系統電力監視装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記放電設定値を、前記電力状態信号に基づいて決定する
請求項５記載の電動車両。
【請求項７】
前記放電設定値が前記電力変換装置にセットされてから、当該電力変換装置を前記商用電力網に繋がる電力線に接続させるスイッチをさらに備える
請求項６記載の電動車両。
【請求項１】
バッテリーを有する電動車両と、
商用電力網に接続し、前記電動車両の外部から前記バッテリーの充放電を行う充放電装置とを含み、
前記電動車両は、
前記充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記商用電力網の電力形式に変換して前記充放電装置内の前記商用電力網に繋がる電力線へ出力する電力変換装置と、
前記充放電装置が前記電力線に出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網に関する情報に基づいて決定する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする電動車両の充放電システム。
【請求項２】
前記充放電装置は、
前記バッテリーの放電を開始する前に、前記商用電力網の放電規制値を前記第１のコントローラに送信する第２のコントローラを備え、
前記第１のコントローラは、前記放電規制値に基づいて、前記放電設定値を決定する
請求項１記載の電動車両の充放電システム。
【請求項３】
前記電動車両は、
前記バッテリーの放電を開始する前に、前記商用電力網の電力の状態を確認し、その状態を示す電力状態信号を前記第１のコントローラに送信する系統電力監視装置をさらに備え、
前記第１のコントローラは、前記電力状態信号に基づいて、前記放電設定値を決定する
請求項１記載の電動車両の充放電システム。
【請求項４】
前記電動車両は、
前記放電設定値が前記電力変換装置にセットされてから、当該電力変換装置を前記電力線に接続させるスイッチをさらに備える
請求項３記載の電動車両の充放電システム。
【請求項５】
バッテリーと、
外部の充放電装置による前記バッテリーの放電時に、当該バッテリーの電力を前記充放電装置が接続した商用電力網の電力形式に変換して出力する電力変換装置と、
前記バッテリーの放電時に前記充放電装置が出力する放電電力の形式の設定値である放電設定値を、前記商用電力網の電力形式に応じて決定するコントローラとを備える
ことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
外部の充放電装置による前記バッテリーの放電が開始される前に、前記商用電力網の電力の状態を確認し、その状態を示す電力状態信号を前記コントローラに送信する系統電力監視装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記放電設定値を、前記電力状態信号に基づいて決定する
請求項５記載の電動車両。
【請求項７】
前記放電設定値が前記電力変換装置にセットされてから、当該電力変換装置を前記商用電力網に繋がる電力線に接続させるスイッチをさらに備える
請求項６記載の電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９３９９１（Ｐ２０１３−９３９９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４９５４（Ｐ２０１１−２３４９５４）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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