JP5595456B2 - バッテリ充放電システム - Google Patents

Description

本発明は、電動車両のバッテリ充放電システムに関するものである。

２次電池（バッテリ）の電力によってモータを駆動して動力を得る電気自動車（ＥＶ；Electric Vehicle）は、一般的に、航続距離が従来のガソリン車よりも短くなる。電気自動車の航続距離に対するユーザの不安を解消する技術として、例えば特許文献１には、各地の充電施設で、走行により消費されたバッテリをフル充電されたバッテリに交換するシステムが考案されている。このシステムによれば、バッテリを充電するための時間を必要とせずに、電気自動車による長距離の移動が可能になる。特許文献１のシステムは、インターネット回線を通して、電気自動車の位置情報（ＧＰＳ（Global Positioning System）情報）やバッテリに蓄積された電力の残量（以下、単に「残量」という）を総合管理し、電気自動車のユーザをバッテリの交換が可能な充電施設へと案内するように構成されている。

電力網における電力の流れを電力の供給側と需要側の両方から制御することで電力需給を平衡化させる次世代の電力網システムは、「スマートグリッド」と呼ばれ、近年注目を浴びている。スマートグリッドでは、バッテリが電力需要の平準化のためのバッファとして用いられ、当該バッファとして、例えば電気自動車のバッテリを用いる試みが成されている。

現在の電気自動車のバッテリは、軽乗用車タイプであっても１５ｋＷｈ程度の充電容量を有している。これは、一般家庭での１〜２日分の電力を賄うことが可能な容量である。電気自動車のバッテリに蓄えられた電力を住宅に供給することを可能とする、電力マネジメントシステムが、例えば下記の特許文献２に開示されている。

特許文献２には、第一のエネルギー関連システム（例えば、住宅）と、移動体である第二のエネルギー関連システム（例えば、電気自動車）との間でやりとりされる電気エネルギーを管理するエネルギー管理システムが開示されている。特許文献２のエネルギー管理システムは、第一のエネルギー関連システムにおける消費電力の情報を取得し、その情報に基づいて、第一のエネルギー関連システムと第二のエネルギー関連システムとが接続される前に、第二のエネルギー関連システムから第一のエネルギー関連システムへ供給する電気エネルギーを、第二のエネルギー関連システムで生成・蓄積させる。

特開２００６−３３１４０５号公報 特開２０１０−２５２６２５号公報

特許文献１のシステムでは、充電施設に設置されているバッテリの充電のみをマネジメントしており、電気自動車に搭載されているバッテリのマネジメントはなされていない。

また、特許文献２に開示のエネルギー管理システムでは、例えば住宅で消費する電気エネルギーに応じて電気自動車で電力を生成・蓄積させ、バッテリの残量を制御してから、電気自動車を住宅の充放電器（充放電パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning System））に接続させることができる。しかし、特許文献２では、電気自動車のバッテリの残量を制御する手段は、オルタネータや回生モータなど、回生充電手段のみである。そのため、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの大量導入によって電力供給過多になった場合に、余剰電力を電気自動車のバッテリに充電して電力需要の平準化を図ることは考慮されていない。よって、電力供給過多時において、電力系統が不安定になったり、太陽光発電システムの動作を停止させる必要が生じるなど、電力マネジメントを有効に実施することが困難になることが懸念される。

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、電動車両が充放電ＰＣＳに接続される前に、電動車両のバッテリの空き容量を制御し、電力供給過多時での電力需要平準化における電動車両のバッテリの貢献度を向上させることが可能なバッテリ充放電システムを提供することを目的とする。

本発明に係るバッテリ充放電システムは、バッテリを搭載する電動車両と、前記バッテリの充放電を行う充放電ＰＣＳ（Power Conditioning System）と、前記バッテリの充放電計画を立案し、当該充放電計画に基づき前記充放電ＰＣＳの動作を制御する電力マネジメントシステムと、前記電動車両および前記電力マネジメントシステムと通信可能であり、前記電力マネジメントシステムから取得した前記充放電計画および前記電動車両から取得した前記バッテリの残量に基づいて、前記電動車両に対して前記バッテリの空き容量を増やすためのバッテリ空き容量増大指示を送信する情報管理装置とを備え、前記電動車両は、前記情報管理装置からの前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記バッテリの残量の減少を促進するように、当該電動車両を制御する車両電力管理装置と、走行ルートの案内を表示する表示器とを備え、前記車両電力管理装置は、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両のモータの回生電力が低減される走行ルートの案内を、前記表示器に表示させることによって、前記電動車両の走行による回生電力が低減されるように、当該電動車両を制御する。

本発明に係るバッテリ充放電システムによれば、電動車両が充放電ＰＣＳに接続される前にそのバッテリの空き容量を必要に応じて大きくできるため、電力供給過多時における電動車両のバッテリを用いた電力需要の平準化を、より効果的に実施することが可能になる。

本発明の実施の形態に係るバッテリ充放電システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電力マネジメントシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＥＶ情報管理装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両電力管理装置の動作を示すフローチャートである。

＜バッテリ充放電システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るバッテリ充放電システム１の全体構成を示すブロック図である。当該バッテリ充放電システム１は、複数の電力マネジメントシステム１０を含む、スマートグリッドの電力網である。

各電力マネジメントシステム１０は、太陽光発電システム１２（ＰＶ）による発電、蓄電池１３を用いた電力の充放電、負荷装置１４による電力需要、並びに充放電ＰＣＳ１１に接続された電気自動車２０（電動車両）のバッテリ２１の充放電を管理することによって、電力需要の平準化処理を行う。

電力マネジメントシステム１０による電力需要の平準化処理は、太陽光発電システム１２による発電量や、負荷装置１４による電力需要を予想して行うことが有効である。電力マネジメントシステム１０は、気象情報を配信する気象情報サーバ４２にインターネット４０を通して接続でき、気象情報サーバ４２から取得した日射量や気温の予想情報に基づいて、太陽光発電システム１２による発電量を予想することができる。また電力マネジメントシステム１０は、負荷装置１４の過去の動作履歴（消費電力データ）や、ユーザが設定した負荷装置１４の動作スケジュールから、負荷装置１４による電力需要を予想することができる。

電力マネジメントシステム１０は、充放電ＰＣＳ１１に接続された電気自動車２０のバッテリ２１の充放電も管理しており、蓄電池１３と共に電気自動車２０のバッテリ２１も電力需要の平準化のためのバッファとして用いることができる。

電気自動車２０は、バッテリ２１、モータ２２、モータ制御装置２３、補機２４、情報通信装置２５、表示器２６、車両電力管理装置２７、油圧ブレーキ制御装置２８を備えている。モータ２２は電気自動車２０の走行駆動および回生電力の生成を行うものであり、その動作はモータ制御装置２３によって制御される。補機２４は、モータ２２以外の電装品であり、例えばパワーステアリング装置や、エアコン、照明装置、各種電子制御ユニットなどである。モータ２２および補機２４の動作に必要な電力は、バッテリ２１から供給される。

情報通信装置２５は、基地局４１を介する無線通信によって、インターネット４０に接続可能であり、ＥＶ情報管理装置３０との間で信号および情報を送受信を行う。電気自動車２０からＥＶ情報管理装置３０へは、ＧＰＳ衛星４５からの電波を受信して得られる自己の位置情報や、車載のバッテリ２１の総容量、残量および充放電可能な電力量などの情報が送信される。ＥＶ情報管理装置３０から電気自動車２０へは、バッテリ２１の空き容量（バッテリ２１の総容量と残量との差、すなわち充電可能な容量）を増やすための指示（バッテリ空き容量増大指示）が送信される。

表示器２６は、電気自動車２０のユーザ（運転者）への情報提供手段であり、例えば電気自動車２０の推奨走行ルートや、電気自動車２０を接続可能な（空きの）充放電ＰＣＳ１１への案内情報などを表示する機能を有している。

車両電力管理装置２７は、電気自動車２０での電力消費を管理する機能を有している。車両電力管理装置２７は、ＥＶ情報管理装置３０から受信したバッテリ空き容量増大指示に基づいて、モータ２２および補機２４の動作を制御したり、表示器２６を用いてユーザに消費電力が増大するルートを案内したりすることによって、電気自動車２０のバッテリ２１の空き容量を増大させる。それにより、電力需要の平準化のために必要なバッテリ２１の空き容量を確保した状態で、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１の場所に到着できるようにする。上記の「消費電力が増大するルート」は、単純に走行距離を長したものでもよいが、実際の走行環境が反映されるように、道路の勾配（上り下り）や、気象情報サーバ４２が配信する気象情報（気温や風向き等）、交通情報サーバ４３が配信する交通情報（渋滞、工事、交通信号の情報等）なども加味して算出されることが好ましい。

油圧ブレーキ制御装置２８は、電気自動車２０の油圧ブレーキ（不図示）の油圧を制御して、油圧ブレーキの制動力を調整する機能を有している。

なお、電気自動車２０は、電動のモータだけを動力源とするものに限らず、例えばモータとガソリンエンジンとを併用したプラグインハイブリッド車でもよい。

また、バッテリ充放電システム１は、電気自動車２０のユーザが使用可能なユーザ端末４４を含んでいる。電気自動車２０のユーザは、ユーザ端末４４を用いて、電気自動車２０の利用スケジュールや、充放電ＰＣＳ１１の利用スケジュール（バッテリ２１の充電スケジュール）、次回出発時におけるバッテリ２１の残量の希望値などを、インターネット４０を通してＥＶ情報管理装置３０へ送信することができる。

電力マネジメントシステム１０は、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続されるスケジュールやバッテリ２１の残量などの情報をＥＶ情報管理装置３０から取得し、蓄電池１３、並びに、充放電ＰＣＳ１１に接続された電気自動車２０のバッテリ２１の充放電計画を立て、その計画に従って、電力需要の平準化を実施する。また、電力マネジメントシステム１０は、電気自動車２０のバッテリ２１の充放電計画を、ＥＶ情報管理装置３０へ送信することができる。

ＥＶ情報管理装置３０は、電力マネジメントシステム１０が立案した電気自動車２０のバッテリ２１の充放電計画や、充放電ＰＣＳ１１の空き状況、電気自動車２０の位置情報、バッテリ２１の残量および空き容量、気象情報サーバ４２が配信する気象情報、交通情報サーバ４３が配信する交通情報、ユーザ端末４４に登録された電気自動車２０の利用スケジュールや充放電ＰＣＳ１１の利用スケジュールを、インターネット４０を介して取得し、管理データベース３１（管理ＤＢ）に保存する。なお、バッテリ２１の空き容量の情報は、電気自動車２０の車両電力管理装置２７がＥＶ情報管理装置３０に送信してもよいし、ＥＶ情報管理装置３０がバッテリ２１の総容量から残量を差し引いて算出してもよい。

また、ＥＶ情報管理装置３０は、管理データベース３１に保存した情報に基づき、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続されたとき（充放電ＰＣＳ１１の場所に到着したとき）のバッテリ２１の残量の予想値を演算し、その値を当該バッテリ２１総容量から差し引いて空き容量の予想値を求め、電力需要の平準化処理に必要な空き容量がバッテリ２１に確保されるかを判断する。バッテリ２１の空き容量の予想値が、電力需要の平準化処理のためにバッテリ２１に充電したい電力量（つまり余剰の電力量）に対して不足していれば、ＥＶ情報管理装置３０は、電気自動車２０に対してバッテリ空き容量増大指示を送信する。バッテリ空き容量増大指示を受けた電気自動車２０は、自己の消費電力を増加あるいは回生電力を抑制させることにより、バッテリ２１の残量の減少を促進させ、その空き容量を増大させる。

また、ＥＶ情報管理装置３０は、ユーザ端末４４や電気自動車２０の情報通信装置２５に、接続可能な充放電ＰＣＳ１１の情報を送信する。電気自動車２０のユーザは、ユーザ端末４４や電気自動車２０の表示器２６を通して案内された充放電ＰＣＳ１１に電気自動車２０を接続させ、電力マネジメントシステム１０の制御のもと、電気自動車２０のバッテリ２１を充放電させる。

電力マネジメントシステム１０は、充放電ＰＣＳ１１に電気自動車２０が接続されると、電気自動車２０のバッテリ２１を充放電させて、電力需要の平準化に貢献させる。例えば、太陽光発電システム１２の出力が負荷装置１４の消費電力より多くなったときに、余剰電力をバッテリ２１に充電させる。この動作は、電力の逆潮流を防止して、電力系統の不安定化を防止する効果もある。また、太陽光発電システム１２の出力が負荷装置１４の消費電力に対して不足するときに、バッテリ２１を放電させて電力を補う。

このようにして電力需要が平準化されると、ピーク電力が低くなるため、契約電気料金を下げることができる。また、電力マネジメントシステム１０は、電気自動車２０の次回出発時までに、バッテリ２１の残量がユーザの指定した希望値以上になるようにバッテリ２１を充電する。

電気自動車２０が電力マネジメントシステム１０の電力需要の平準化に貢献したときには、電力マネジメントシステム１０はそれを示す情報をＥＶ情報管理装置３０へと通知する。ＥＶ情報管理装置３０は、電気自動車２０が電力平準化に貢献したことを検知すると、その電気自動車２０のユーザに対し、貢献度に応じてキャッシュバックや料金割引などのサービスを提供する。このように電力需要の平準化による利益の一部がユーザに還元される仕組みにすると、ユーザが積極的に電力需要の平準化へ貢献するようになり、電力需要の平準化が一層図られるようになる。このキャッシュバックや料金割引などの課金管理は、ＥＶ情報管理装置３０とは別のサーバ（課金管理サーバ）を設置して行ってもよい。

＜バッテリ充放電システムの動作＞
図２は、本発明の実施の形態に係るバッテリ充放電システム１における各電力マネジメントシステム１０の動作を示すフローチャートである。同図を用いて、電力マネジメントシステム１０の動作を説明する。

電力マネジメントシステム１０は、まず、気象情報サーバ４２から、日射量や気温の予想値など、太陽光発電システム１２による発電量の予想に必要な気象情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、取得した気象情報に基づき、太陽光発電システム１２４での発電量を予想する（ステップＳ１０２）。

次に、電力マネジメントシステム１０は、負荷装置１４による電力需要の予想を行う（ステップＳ１０３）。負荷装置１４による電力需要は、過去の負荷装置１４の消費電力データや、ユーザが設定した負荷装置１４の動作スケジュールなどから予想可能であるが、その予想手法は任意でよい。

続いて、電力マネジメントシステム１０は、ＥＶ情報管理装置３０から、電気自動車２０に関する各種の情報（車両情報）を取得する（ステップＳ１０４）。電力マネジメントシステム１０が取得する車両情報には、例えば、電気自動車２０による充放電ＰＣＳ１１の利用スケジュール、電気自動車２０の現在位置、バッテリ２１の総容量、残量および空き容量、当該電力マネジメントシステム１０が管理する充放電ＰＣＳ１１の場所へ到着する予想時刻およびその時のバッテリ２１の残量、並びに、充放電可能な電力量の予想値、次回出発時の時刻およびその時のバッテリ２１の残量の希望値などが含まれる。

次に、電力マネジメントシステム１０は、自己が管理する設備における現在の電力需給状況を確認する（ステップＳ１０５）。具体的には、太陽光発電システム１２４の発電量、負荷装置１４の消費電力、蓄電池１３の充放電可能な電力量などである。また充放電ＰＣＳ１１にＥＶ情報管理装置３０が接続されていれば、その電気自動車２０の車両番号、バッテリ２１の充放電状況、バッテリ２１の残量、空き容量および充放電可能な電力量などが確認される。

電力マネジメントシステム１０は、太陽光発電システム１２４での発電量の予想値、負荷装置１４による電力需要の予想値、電気自動車２０に関する各種の情報、現在の電力需給状況に基づいて、電力需要の平準化のための蓄電池１３および電気自動車２０のバッテリ２１の充放電計画を立案する（ステップＳ１０６）。

電力マネジメントシステム１０が立案する充放電計画には、充放電ＰＣＳ１１に実際に接続されている電気自動車２０のバッテリ２１に対する充放電計画だけでなく、充放電ＰＣＳ１１にこれから接続される予定の電気自動車２０のバッテリ２１に対する充放電計画も含まれている。

ここで、電力需要のピークカットのための放電計画について、電気自動車２０のバッテリ２１よりも蓄電池１３を優先的に放電させるようにしてもよい。また、電力需要が少ない時期の充電計画については、蓄電池１３よりも電気自動車２０のバッテリ２１を優先的に充電させるようにしてもよい。このように放電に関しては蓄電池１３を優先させ、充電に関しては電気自動車２０のバッテリ２１を優先させると、電気自動車２０のバッテリ２１の残量が多く確保できるようになり、例えば電気自動車２０の出発時刻が予定よりも早まったときなどにも対応できるようになる。

電力マネジメントシステム１０は、充放電計画を立案すると、それに基づいて電気自動車２０のバッテリ２１および蓄電池１３の充放電制御を実施する（ステップＳ１０７）。また、電力マネジメントシステム１０は、立案した充放電計画と現在の電力需給状況を、ＥＶ情報管理装置３０へと送信する（ステップＳ１０８）。

電力マネジメントシステム１０は、以上の動作を繰り返し実行する。

このように、電力マネジメントシステム１０は、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続される前から、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続されたときのバッテリ２１の残量並びに充放電可能な電力量の予想値を考慮して充放電計画を立て、その情報をＥＶ情報管理装置３０へと送信する。

図３は、ＥＶ情報管理装置３０の動作を示すフローチャートである。ＥＶ情報管理装置３０は、まず、電気自動車２０の情報通信装置２５から車両情報を取得する（ステップＳ２０１）。電気自動車２０から取得する車両情報としては、バッテリ２１の総容量、残量および空き容量、モータ２２の消費電力、補機２４の消費電力や、電気自動車２０の位置情報などが含まれる。

次に、ＥＶ情報管理装置３０は、電気自動車２０のユーザのユーザ端末４４からも車両情報を取得する（ステップＳ２０２）。ユーザ端末４４から取得される車両情報としては、例えば、充放電ＰＣＳ１１の場所への到着時刻およびその後の出発予定時刻、その出発時におけるバッテリ２１の残量の希望値、電力マネジメントシステム１０による管理の下でバッテリ２１が充放電可能な電力量、電気自動車２０の車両番号、ユーザの属性情報などが含まれる。

さらに、ＥＶ情報管理装置３０は、交通情報サーバ４３から、電気自動車２０の走行予定ルートや充放電ＰＣＳ１１周辺の交通情報を取得する（ステップＳ２０３）。交通情報としては、渋滞情報、信号機の数および青、赤の点灯状況、工事情報、事故情報などが含まれる。

次に、ＥＶ情報管理装置３０は、電力マネジメントシステム１０から、充放電計画と現在の電力需給状況を取得する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４は、図２のステップＳ１０８に対応する。先に述べたように、電力マネジメントシステム１０が立案した充放電計画には、充放電ＰＣＳ１１にこれから接続される予定の電気自動車２０のバッテリ２１に対する充放電計画も含まれている。つまり、充放電計画には、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続するときに、必要とされるバッテリ２１の残量および空き容量や、その電気自動車２０の接続を希望する充放電ＰＣＳ１１の識別番号および位置情報などの情報も含まれている。

次に、ＥＶ情報管理装置３０は、充放電ＰＣＳ１１に接続される予定の電気自動車２０に関して、当該電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１の場所に到着するときにおけるバッテリ２１の空き容量の予想値を演算する（ステップＳ２０５）。具体的には、まず、電気自動車２０の位置情報と、それが接続する充放電ＰＣＳ１１の位置情報とから、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１の場所に到着するまでにモータ２２や補機２４で消費される電力を算出し、それを現在のバッテリ２１の残量から差し引くことで、充放電ＰＣＳ１１の場所に到着するときのバッテリ２１の残量の予想値を求める。そして、バッテリ２１の総容量から残量の予想値を差し引くことにより、バッテリ２１の空き容量の予想値が求められる。

そして、ＥＶ情報管理装置３０は、充放電計画において電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続するときに必要とされるバッテリ２１の空き容量（以下「必要バッテリ空き容量」）と、ステップＳ２０５で算出した電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１の場所に到着するときのバッテリ２１の空き容量の予想値（以下「予想バッテリ空き容量」）とを比較する（ステップＳ２０６）。

このとき、必要バッテリ空き容量が予想バッテリ空き容量以下であれば（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、電気自動車２０のバッテリ２１の空き容量を増大させずとも、電力マネジメントシステム１０が立案した充放電計画を実行可能である。その場合、電気自動車２０のバッテリ２１の空き容量を増大させる必要はないので、バッテリ２１の空き容量を予想バッテリ空き容量に対して増加させる量（バッテリ空き容量増大量）の値を「０」に設定する（ステップＳ２０７）。

逆に、必要バッテリ空き容量が予想バッテリ空き容量よりも大きければ（ステップＳ２０６でＮＯ）、電気自動車２０における消費電力を増加あるいは回生電力を抑制して、バッテリ２１の空き容量をより多く確保しなければ充放電計画どおりの充放電処理ができない。この場合、ＥＶ情報管理装置３０は、以下のように、バッテリ２１の残量減少を促進させるための処理を行う。

まず、ＥＶ情報管理装置３０は、バッテリ空き容量増大量を演算する（ステップＳ２０８）。バッテリ空き容量増大量は、例えば、必要バッテリ空き容量と予想バッテリ空き容量との差とすることが考えられる。

次に、所定の演算により、バッテリ２１の残量減少を促進させる手段（バッテリ残量低減手段）を決定する（ステップＳ２０９）。バッテリ残量低減手段としては、「モータ消費電力増大」、「モータ回生電力抑制」、「油圧ブレーキ増加」、「補機出力増大」、「消費電力増大ルート表示」のいずれか１つ以上が選択される。

「モータ消費電力増大」は、モータ制御装置２３を用いて、走行中のモータ２２の消費電力を増大することによるバッテリ残量低減手段である。具体的には、モータ制御装置２３のアクセル開度および車速に対する駆動トルクマップを変更してもよく、現在のモータ出力値に対してある割合で目標駆動トルクを増大させる設定にすることなどが考えられる。

「モータ回生電力抑制」は、モータ制御装置２３を用いて、走行中のモータ２２による回生電力を抑制することによるバッテリ残量低減手段である。具体的には、モータ制御装置２３のアクセル開度および車速に対する回生トルクマップを変更してもよく、現在のモータ出力値に対してある割合で目標回生トルクを抑制する設定にすることなどが考えられる。

「油圧ブレーキ増加」は、油圧ブレーキの油圧を高くして、油圧ブレーキの制動力を高くすることによるバッテリ残量低減手段である。油圧ブレーキの制動力が高くなると、相対的にモータ２２による回生ブレーキの使用が少なくなるため、上記の「モータ回生電力抑制」と同様に回生電力の抑制効果が得られる。また、「油圧ブレーキ増加」と「モータ回生電力抑制」とを協調させることで、ブレーキ開度に対する減速度を一定に保ちつつ、回生電力を抑制することができる。それにより、運転者の運転感覚に影響を与えずに、バッテリ２１の残量減少を促進させることができる。

「補機出力増大」は、補機２４の出力を抑制することによるバッテリ残量低減手段である。例えば補機２４の１つであるエアコンを用いる場合、その設定温度を暖房時は高く、冷房時は低く設定する手法や、エアコンの出力をある割合で強くする手法、エアコンの暖房と冷房とを同時または交互に駆動させる手法などが考えられる。

「消費電力増大ルート表示」は、表示器２６を用いて、電気自動車２０の運転者に、モータ２２または補機２４の消費電力が増大するルートを案内することによるバッテリ残量低減手段である。消費電力が増大するルートとしては、例えば、信号が多いルート、赤信号が多くなるルート、上り勾配が多いルート、エアコン出力を強くする必要がある外気温のルート、渋滞や工事が多いルート、向かい風が多いルートなどが考えられる。

バッテリ残量低減手段を決定する方法は任意でよい。例えば、バッテリ空き容量増大量が小さい場合には、運転者の運転感覚や快適性に与える影響が小さい手段を選択し、バッテリ空き容量増大量が大きい場合には、バッテリ２１の残量低減効果のより高い手法を選択することが考えられる。

また、選択されるバッテリ残量低減手段は、１つでも複数でもよい。複数の手段を選択した場合は、バッテリ２１の残量低減の影響を特定の機器に集中させずに分散させることができるため、運転者の運転感覚や快適性を極端に低減させることなくバッテリ２１の残量を低減させることができる。なお、複数のバッテリ残量低減手段が選択される場合、その各々にバッテリ空き容量増大量を所定の割合で分担させる。

また、電気自動車２０のユーザの意思を尊重できるように、バッテリ２１の空き容量増大を許可するか否かを設定するスイッチを電気自動車２０に設置し、ユーザが希望するときのみバッテリ２１の空き容量制御が行われるようにしてもよい。

図３に戻り、バッテリ残量低減手段およびバッテリ空き容量増大量が決定すると、ＥＶ情報管理装置３０は、決定したバッテリ残量低減手段およびバッテリ空き容量増大量の情報を含むバッテリ空き容量増大指示を、電気自動車２０の情報通信装置２５へと送信する（ステップＳ２１０）。このとき、当該電気自動車２０が接続予定の充放電ＰＣＳ１１の識別番号も、情報通信装置２５へと送信される。

ＥＶ情報管理装置３０は、以上の動作を繰り返し実行する。

ＥＶ情報管理装置３０から送信されたバッテリ空き容量増大指示（バッテリ残量低減手段およびバッテリ空き容量増大量を含む）が電気自動車２０に受信されると、電気自動車２０の車両電力管理装置２７が、そのバッテリ空き容量増大指示に基づいて、バッテリ２１の残量減少が促進されるように、電気自動車２０の動作を制御する。

なお、電気自動車２０がＥＶ情報管理装置３０からのバッテリ空き容量増大指示に従った動作を行っても、電力マネジメントシステム１０が必要とするバッテリ２１の空き容量（必要バッテリ空き容量）を確保できない場合は、電気自動車２０からその旨を電力マネジメントシステム１０へ通知する、あるいは、電気自動車２０と電力マネジメントシステム１０との調停を行うように構成してもよい。そのような構成にすることで、電気自動車２０に達成不可能なバッテリ空き容量増大指示が届いたときに、電力マネジメントシステム１０に充放電計画を変更させることができる。

図４は、電気自動車２０の車両電力管理装置２７の動作を示すフローチャートである。車両電力管理装置２７は、まず、電気自動車２０が備える各種のセンサから、アクセル開度、ブレーキ開度、モータ電流、モータ電圧、車速、バッテリ２１の残量および空き容量、電池電圧、電池電流、電池温度、補機出力、エアコン設定温度、車内温度、などの情報（センサ情報）を取得する（ステップＳ３０１）。

次に、車両電力管理装置２７は、ＥＶ情報管理装置３０から、バッテリ空き容量増大指示（バッテリ残量低減手段およびバッテリ空き容量増大量を含む）や、接続予定の充放電ＰＣＳ１１の識別番号を取得する（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０２は、図３のステップＳ２１０に対応する。

車両電力管理装置２７は、バッテリ残量低減手段として「モータ消費電力増大」、「モータ回生電力抑制」、「油圧ブレーキ増加」、「補機出力増大」、「消費電力増大ルート表示」のどれが選択されているかを調べる。

「モータ消費電力増大」が選択されていれば（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、モータ２２の消費電力を増大させるための制御指示をモータ制御装置２３に送信する（ステップＳ３０４）。「モータ消費電力増大」が選択されていなければ（ステップＳ３０３でＮＯ）、アクセル開度、ブレーキ開度、車速やバッテリ２１の残量に応じた、モータ２２の通常の駆動制御指示をモータ制御装置２３に送信する（ステップＳ３０５）。

「モータ回生電力増大」が選択されていれば（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、モータ２２の回生電力を抑制するための制御指示をモータ制御装置２３に送信する（ステップＳ３０７）。「モータ消費電力増大」が選択されていなければ（ステップＳ３０６でＮＯ）、アクセル開度、ブレーキ開度、車速やバッテリ２１の残量に応じた、モータ２２の通常の回生制御指示をモータ制御装置２３に送信する（ステップＳ３０８）。

「油圧ブレーキ増加」が選択されていれば（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、油圧ブレーキの油圧を高くする制御指示を油圧ブレーキ制御装置２２に送信する（ステップＳ３１０）。「油圧ブレーキ増加」が選択されていなければ（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、アクセル開度、ブレーキ開度、車速やバッテリ２１の残量に応じた、油圧ブレーキの通常の制御指示を油圧ブレーキ制御装置２２に送信する（ステップＳ３１１）。

「補機出力増大」が選択されていれば（ステップＳ３１２でＹＥＳ）、補機２４の消費電力を増大させるための制御指示を補機２４に送信する（ステップＳ３１３）。「補機出力増大」が選択されていなければ（ステップＳ３１２でＮＯ）、車内気温やバッテリ２１の残量に応じた通常の制御指示を補機２４に送信する（ステップＳ３１４）。

「消費電力増大ルート表示」が選択されていれば（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、消費電力が増大するルートの案内を表示器２６に表示する（ステップＳ３１６）。「消費電力増大ルート表示」が選択されていなければ（ステップＳ３１５でＮＯ）、例えば所要時間、走行距離、通行料金等を重視した通常のルート案内を表示器２６に表示する（ステップＳ３１７）。

次に、車両電力管理装置２７は、バッテリ２１の残量および空き容量、モータ２２の消費電力および回生電力、補機の消費電力、車両センサ情報などの車両情報を、情報通信装置２５を通してＥＶ情報管理装置３０へ送信する（ステップＳ３１８）。

車両電力管理装置２７は、以上の動作を繰り返し実行する。

このように、本実施の形態に係るバッテリ充放電システム１においては、電気自動車２０の車両電力管理装置２７が、ＥＶ情報管理装置３０から受信した消費電力抑制制御指示に基づいて、電気自動車２０における電力消費の増大または回生電力の抑制を行い、バッテリ２１の空き容量を増大させる。これにより、電気自動車２０が充放電ＰＣＳ１１に接続されるときにおけるバッテリ２１の空き容量を、必要に応じて大きく確保することができる。よって、電力マネジメントシステム１０は、バッテリ２１を電力需要の平準化処理に効果的に貢献させることができ、電力需要のピークカット性能も向上する。また電力供給過多時の余剰電力をバッテリ２１に充電させることで、電力の逆潮流を防止し、電力系統の不安定化を防止することもできる。

さらに、電気自動車２０のバッテリ残量低減手段を「モータ消費電力増大」、「モータ回生電力抑制」、「油圧ブレーキ増加」、「補機出力増大」、「消費電力増大ルート表示」のうちから複数選択でき、それらを組み合わせてバッテリ２１の空き容量を制御できるため、運転者の運転感覚や快適性に与える影響を少なくできる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ バッテリ充放電システム、１０ 電力マネジメントシステム、１１ 充放電ＰＣＳ、１２ 太陽光発電システム、１３ 蓄電池、１４ 負荷装置、２０ 電気自動車、２１ バッテリ、２２ モータ、２３ モータ制御装置、２４ 補機、２５ 情報通信装置、２６ 表示器、２７ 車両電力管理装置、３０ ＥＶ情報管理装置、３１ 管理データベース、４０ インターネット、４１ 基地局、４２ 気象情報サーバ、４３ 交通情報サーバ、４４ ユーザ端末、４５ ＧＰＳ衛星。

Claims (8)

1. バッテリを搭載する電動車両と、
   前記バッテリの充放電を行う充放電ＰＣＳ（Power Conditioning System）と、
   前記バッテリの充放電計画を立案し、当該充放電計画に基づき前記充放電ＰＣＳの動作を制御する電力マネジメントシステムと、
   前記電動車両および前記電力マネジメントシステムと通信可能であり、前記電力マネジメントシステムから取得した前記充放電計画および前記電動車両から取得した前記バッテリの残量に基づいて、前記電動車両に対して前記バッテリの空き容量を増やすためのバッテリ空き容量増大指示を送信する情報管理装置とを備え、
   前記電動車両は、
   前記情報管理装置からの前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記バッテリの残量の減少を促進するように、当該電動車両を制御する車両電力管理装置と、
   走行ルートの案内を表示する表示器とを備え、
   前記車両電力管理装置は、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両のモータの回生電力が低減される走行ルートの案内を、前記表示器に表示させることによって、前記電動車両の走行による回生電力が低減されるように、当該電動車両を制御する
   バッテリ充放電システム。
2. 前記車両電力管理装置はさらに、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両の走行に要する消費電力が増大するように、当該電動車両を制御する
   請求項１記載のバッテリ充放電システム。
3. 前記車両電力管理装置は、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両のモータの駆動出力特性を上げる
   請求項２記載のバッテリ充放電システム。
4. 前記車両電力管理装置はさらに、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両のモータの消費電力が増大する走行ルートの案内を、前記表示器に表示させる
   請求項２または請求項３記載のバッテリ充放電システム。
5. 前記車両電力管理装置はさらに、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記電動車両のモータの回生出力特性を下げることによって、前記電動車両の走行による回生電力が低減されるように、当該電動車両を制御する
   請求項１から請求項４のいずれか一項記載のバッテリ充放電システム。
6. 前記電動車両は、
   油圧ブレーキと、
   前記油圧ブレーキの油圧を制御する油圧ブレーキ制御装置をさらに備え、
   前記車両電力管理装置は、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記油圧ブレーキ制御装置を用いて前記油圧ブレーキの油圧を高くする
   請求項１から請求項５のいずれか一項記載のバッテリ充放電システム。
7. 前記電動車両は、前記バッテリの電力が供給される補機をさらに備え、
   前記車両電力管理装置は、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記補機の消費電力を増大させるように当該補機を制御する
   請求項１から請求項６のいずれか一項記載のバッテリ充放電システム。
8. 前記車両電力管理装置はさらに、前記バッテリ空き容量増大指示に基づき、前記補機の消費電力が増大する走行ルートの案内を、前記表示器に表示させる
   請求項７記載のバッテリ充放電システム。
   
   

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