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JP7561884B2 - 充放電制御システム及び充放電制御方法 - Google Patents

充放電制御システム及び充放電制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、充放電制御システム及び充放電制御方法に関する。
ＥＶを充電するための充電設備の不正利用を防止するための認証システムが開示されている（特許文献１）。特許文献１に記載された認証システムは、車載通信機器からの要求に応じて認証用サーバがサービス接続情報を作成し、サービス接続情報を車載通信機器及びサービス提供機器（充電設備）に送信し、さらに認証に必要な情報を車載通信機器に送信する。車載通信機器は取得したサービス接続情報と認証に必要な情報とをサービス提供機器に送信し、サービス提供機器は受信した認証に必要な情報を認証用サーバに送信し、認証用サーバからの認証に必要な情報の正当性の検証結果を受信する。これにより、充電設備の不正利用を防止する。
特開２０１８－１６０８２１号公報
しかしながら、特許文献１に記載された認証システムは、車載機器と認証用サーバ間、及びサービス提供機器と認証用サーバ間のそれぞれにおいて相互通信が必要となる。さらに、認証用サーバは、各々の車載機器から送信される要求に応じてサービス情報を生成し、サービス提供機器から送信される認証に必要な情報の正当性の検証を一括して行わなければならない。従って、認証用サーバは対応する車載機器の数の増えるほど処理負荷が増大し、より多くのコストを必要とする。さらに、車載機器と認証用サーバ間、及びサービス提供機器と認証用サーバ間のそれぞれにおいて相互通信をすることにより、通信コスト、及びサイバセキュリティのためのコストが増大する。
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、充放電設備の不正利用を防止しつつ、充放電をする際の認証に係るコストを低減することができる充放電制御システム及び充放電制御方法を提供することである。
本発明の一態様に係わる充放電制御システムは、充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであって、充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信する外部制御装置と、充放電要素の各々の充放電を許可する認証装置とを備える。制御信号を受信した充放電要素は、受信した制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号を認証装置へ送信する。許可依頼信号を受信した認証装置は、許可依頼信号が、充放電要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、充放電要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。
本発明の一態様によれば、充放電設備の不正利用を防止しつつ、充放電をする際の認証に係るコストを低減することができる。
図１は、第１実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る充放電制御システムの構成を示す模式図である。 図３は、第１実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図５Ａは、同報送信される制御信号の一例を示す図である。 図５Ｂは、第２実施形態に係る充放電制御システムにおける許可依頼信号の一例を示すグラフ（その１）である。 図５Ｃは、第２実施形態に係る充放電制御システムにおける許可依頼信号の一例を示すグラフ（その２）である。 図６は、第２実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャートである。 図７は、第３実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図８Ａは、第３実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート（その１）である。 図８Ｂは、第３実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート（その２）である。 図９は、第３実施形態の変形例に係る充放電制御システムにおける制御信号の一例を示す図である。 図１０Ａは、第３実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート（その１）である。 図１０Ｂは、第３実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート（その２）である。
図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、本発明における充放電制御システムは、充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであり、本実施形態では、充放電要素としてＥＶを想定した充放電制御システムについて説明する。
（第１実施形態）
［充放電制御システムの構成］
図１、図２を参照して、第１実施形態に係る充放電制御システムの構成を説明する。充放電制御システムは、ＥＶ１０（充放電要素の一例）、外部制御装置２０、認証装置５０、受給電装置７０で構成される。
ＥＶ１０は、ＥＶ１０に備わるバッテリ１４から電動機（不図示）へ電力を供給し、電動機を動力原として走行する車両である。ＥＶ１０は、走行及び放電（Ｖ２Ｈ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ，Ｖ２Ｂ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，Ｖ２Ｇ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｇｒｉｄ）によりバッテリ１４の充電電力量が低下した場合、認証装置５０を介して受給電装置７０から受電し、バッテリ１４を充電する。
ＥＶ１０は、バッテリ１４を充電する場合、外部制御装置２０から制御信号３０を受信し、受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を認証装置５０へ送信する。ＥＶ１０は、認証装置５０へ送信した許可依頼信号４０が、認証装置５０によって認証された場合、充放電を行うことができる。ＥＶ１０は、受信した制御信号３０に基づいて、充放電する際の充放電電力を制御する。
なお、本実施形態におけるＥＶ１０の定義は、電動機のみを動力原とする車両に限らず、プラグインハイブリッド車などの車両の外部に設置された受給電装置７０からの受電によりバッテリを充電する全ての車両を含む。
外部制御装置２０は、充放電を行うＥＶ１０が外部制御装置２０から送信される制御信号３０を受信できる位置に設置される。例えば、ＥＶ１０が受給電装置７０と接続するために停車する位置の上方に設置される。外部制御装置２０は、充放電を行う複数のＥＶ１０が利用可能な総電力を、電力を供給する電力インフラストラクチャからインターネット回線などの通信回線を介して取得し、充放電を行う複数のＥＶ１０に対して、充電に利用可能な総電力を含む制御信号３０を無線通信にて同報送信する。外部制御装置２０が送信する制御信号３０は、充放電を行うＥＶ１０の各々が自律的に充放電を制御するための信号である。
なお、外部制御装置２０は、充放電を行う複数のＥＶ１０が利用可能な総電力を含む、全ての電力需要量を制御して、電力の需要と供給のバランスを保つアグリゲータ（不図示）から充放電を行う複数のＥＶ１０が充電に利用可能な総電力を受信してもよい。又は、外部制御装置２０は、現在供給可能な総電力と現在消費されている総消費電力とを電力インフラストラクチャから取得し、充放電を行う複数のＥＶが充電に利用可能な総電力を算出してもよい。
認証装置５０は、ＥＶ１０が充放電を行う為の電力線であって、受給電装置７０から延びる、受給電装置７０とＥＶ１０とを接続する電力線に設置される。認証装置５０は、継電部５３を断接させることにより、受給電装置７０とＥＶ１０とを接続する電力線の断接を行う。
認証装置５０は、ＥＶ１０から送信された充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を受信し、受信した許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であるか否かを判断する。認証装置５０は、受信した制御信号３０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。
受給電装置７０は、柱型又は壁掛け型の変圧器であり、電力インフラストラクチャからの送電線８０に接続されている。受給電装置７０は、ＥＶ１０への給電、及び、ＥＶ１０からの受電を行う。
［ＥＶ１０の構成］
ＥＶ１０の構成について具体的に説明する。
ＥＶ１０は、受信部１１、演算部１２、送信部１３、バッテリ１４、充放電ポート１５を備えている。
受信部１１は、外部制御装置２０から無線通信にて同報送信された制御信号３０を受信するための受信機を備えており、受信した制御信号３０を演算部１２へ転送する。無線通信は、Ｗｉ－Ｆｉ（ワイファイ：登録商標）のような無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いることができる。
送信部１３は、演算部１２が出力した許可依頼信号４０を、無線通信にて認証装置５０へ送信するための送信機を備えており、許可依頼信号４０を認証装置５０へ送信する。
バッテリ１４は、電動機を駆動するための電力及び放電（Ｖ２Ｈ，Ｖ２Ｂ，Ｖ２Ｇ）して利用する電力を蓄電する。
充放電ポート１５は、受給電装置７０から延びる電力線のコネクタ９０を差し込むための充放電口である。充放電ポート１５は、電力線でバッテリ１４と接続されている。
演算部１２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータには、演算部１２として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは、演算部１２が備える複数の情報処理回路として機能する。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって演算部１２が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。
演算部１２は、認証装置５０に送信する許可依頼信号４０の出力、ＥＶ１０が充放電する際の充放電電力の算出、及び、ＥＶ１０の充放電電力の制御を行う。
演算部１２は、ＥＶ１０が充放電を行う場合、認証装置５０に充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を出力する。具体的には、演算部１２は、受給電装置７０から延びる電力線のコネクタ９０のコネクタナンバが取得され、コネクタ９０がＥＶ１０の充放電ポート１５に接続されていると判断した場合、制御信号３０の受信を開始する。演算部１２は、制御信号３０を受信した場合、制御信号３０を受信したことを証明する信号であって、認証装置５０との間で予め設定された信号を許可依頼信号４０として出力する。
演算部１２は、ＥＶ１０の充放電が開始された場合、充放電が開始されてからの時間をカウントし、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第１のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号４０を出力する。演算部１２は、第１のしきい時間が経過した時のバッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量以上である場合、充放電が完了したと判断し、許可依頼信号４０を出力しない。これにより、受給電装置７０からの受電、及び受給電装置７０への給電が停止され、ＥＶ１０の充放電が終了する。
しきい充放電電力量は、ＥＶ１０のユーザがバッテリ１４の充電電力量に基づいて設定した充電又は放電する電力量である。なお、充放電電力量は、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）で設定されてもよい。第１のしきい時間は、受給電装置７０の充電方法によって異なる。例えば、受給電装置７０が普通充電（３～６ｋＷ）の場合、第１のしきい時間は３０分に設定される。受給電装置７０が急速充電（２０～１００ｋＷ）の場合、第１のしきい時間は、１分に設定される。ＥＶ１０は、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第１のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号４０を出力することにより、充放電を継続することができる。
演算部１２は、コネクタナンバの取得の有無を判断することにより、ＥＶ１０が充放電をするか否かを判断することができる。演算部１２は、コネクタナンバを取得することにより、ＥＶ１０が充放電をする受給電装置７０に接続された認証装置５０に、許可依頼信号４０を送信することができる。これにより、他のＥＶ１０が送信する許可依頼信号４０との混線を防止することができる。
コネクタナンバの取得は、ＥＶ１０のユーザによってＥＶ１０に入力された値を取得してもよいし、ＥＶ１０に備わるカメラが取得した撮像画像から取得してもよい。
コネクタ９０と充放電ポート１５との接続は、ＥＶ１０のユーザが自ら行ってもよいし、コネクタ９０が充放電ポート１５に自動的に接続される構成であってもよい。なお、本実施形態では、コネクタ９０と充放電ポート１５とが有線接続されることにより、ＥＶ１０と受給電装置７０とが接続され、ＥＶ１０の充放電が行われるが、ＥＶ１０と受給電装置７０との接続は、無線接続によるワイヤレス充放電であってもよい。
ＥＶ１０と受給電装置７０との接続が無線接続の場合、演算部１２は、コネクタ９０に対応するワイヤレス給電用の受給電部と、充放電ポート１５に対応するワイヤレス充放電部とが電気的に接続可能な位置であることを確認できればよい。
認証装置５０との間で予め設定された許可依頼信号４０は、ＥＶ１０と認証装置５０との間で予めに設定されたパスワードであり、パスワードは数字と文字列の羅列である。ＥＶ１０のユーザは、受給電装置７０を利用する契約をすることによりパスワードが付与され、付与されたパスワードをＥＶ１０及び認証装置５０に登録する。これにより、演算部１２は、充放電を開始する際に、許可依頼信号４０として認証装置５０との間で予め設定されたパスワードを出力することができる。
演算部１２は、受信した制御信号３０に基づいて、ＥＶ１０が充電する際の充電電力を算出する。具体的には、演算部１２は、充放電を行う複数のＥＶ１０が利用可能な総電力、ＥＶ１０が充電する充電電力量、ＥＶ１０が充電を完了して走行を開始する時刻、及びＥＶ１０が充電する充電電力量を得るのに必要な時間を考慮して、充電電力を算出する。
演算部１２は、ＥＶ１０が放電する際の放電電力を算出する。具体的には、演算部１２は、制御信号３０に基づいて電力インフラストラクチャの供給電力が不足していると判断した場合、バッテリ１４の充電電力量に応じてＥＶ１０が放電可能な放電電力量を算出し、ＥＶ１０が放電可能であるか否かを判断する。演算部１２は、ＥＶ１０が放電可能な状態にあると判断した場合、放電を許可するか否かを確認するメッセージ、及び、放電する場合に放電可能な放電電力量を、ＥＶ１０の車室内に備わるモニタに出力する。ＥＶ１０のユーザは、放電を許可するか否か、及び、放電を許可する場合の放電電力量をＥＶ１０に入力する。演算部１２は、ＥＶ１０のユーザが放電を許可した場合、ＥＶ１０のユーザが入力した放電電力量に基づいて放電電力を算出する。なお、ＥＶ１０のユーザは、放電電力量に応じてインセンティブが得られるようになっている。
演算部１２は、算出した充放電電力となるように、バッテリ１４及び充放電ポート１５とバッテリ１４との間に備わる制御回路を制御し、充放電電力を制御する。なお、充放電電力を制御する制御回路、及び制御方法は、既知の技術で構成される。
［認証装置５０の構成］
認証装置５０の構成について具体的に説明する。
認証装置５０は、受信部５１、演算部５２、継電部５３、受給電ポート５４を備えている。
受信部５１は、ＥＶ１０から送信された許可依頼信号４０を受信する受信機を備えており、受信した許可依頼信号４０を演算部５２に転送する。
継電部５３は、ノーマルオープンのリレーであり、演算部５２によって制御電流が流された場合、スイッチをＯＮし、受給電装置７０とＥＶ１０とを接続する電力線であって、ＥＶ１０が充放電を行う為の電力線を接続する。
受給電ポート５４は、認証装置５０からＥＶ１０に接続するコネクタ９０までの電力線を接続する差し込み口であり、ＥＶ１０への給電、及び、ＥＶ１０からの受電を行う。
演算部５２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータであり、ハードウェア構成は、演算部１２と同様である。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって演算部５２が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。
演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号に基づく許可依頼信号４０であるか否かを判断する。具体的には、受信した許可依頼信号４０が、認証装置５０との間で予め設定された信号であって、ＥＶ１０と認証装置５０との間で予め設定されたパスワードであるか否かを判断する。演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、認証装置５０との間で予め設定された信号であると判断した場合、継電部５３を接続するよう制御し、充放電を行う為の電力線を接続する。
演算部５２は、ＥＶ１０の充放電が開始されてからの時間をカウントし、第１のしきい時間が経過時に、許可依頼信号４０を受信したか否かを判断する。なお、演算部５２がカウントする充放電が開始されてからの時間のカウント開始タイミングは、演算部１２と同時である。演算部５２は、ＥＶ１０の充放電が開始されてから第１のしきい時間が経過時に、許可依頼信号４０を受信したと判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。第１のしきい時間は、ＥＶ１０に設定されている第１のしきい時間と同じである。
なお、ＥＶ１０と認証装置５０で充放電が開始されてからの時間のカウント開始タイミングに誤差が発生することを考慮し、演算部５２は、第１のしきい時間が経過後、第３のしきい時間が経過するまでに、許可依頼信号４０を受信したか否かを判断してもよい。第３のしきい時間は、例えば１秒である。
なお、本実施形態では、認証装置５０が受給電装置７０とＥＶ１０とを接続する電力線に設置される例を示すが、認証装置５０の設置位置はこれに限定されない。例えば、認証装置５０は、受給電装置７０の中に搭載されていてもよいし、受給電装置７０と電力インフラストラクチャとの間に設置されていてもよい。
［充放電制御方法］
次に、図３を参照して、図１に示す充放電制御システムの処理の一例を説明する。図３のフローチャートでは、ＥＶ１０、外部制御装置２０、認証装置５０のそれぞれの処理を記載し、充放電制御システムとして、ＥＶ１０が充放電を開始する時からＥＶの充放電が終了するまでの処理を説明する。
ＥＶ１０の処理は、ＥＶ１０のパワースイッチがＯＮになると同時に開始され、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量以上となったと判断した時点で処理を終了する。外部制御装置２０及び認証装置５０は、電源が投入されている限り処理を継続して行う。
ステップＳ１０において、演算部１２は、受給電装置７０から延びる電力線のコネクタ９０のコネクタナンバを取得したか否かを判断する。演算部１２は、コネクタナンバを取得していない判断した場合（ステップＳ１０でＮＯ）、処理を終了する。
ステップＳ１０において、演算部１２は、コネクタナンバを取得したと判断した場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１において、演算部１２は、コネクタ９０がＥＶ１０の充放電ポート１５に接続されたか否かを判断する。演算部１２は、コネクタ９０がＥＶ１０の充放電ポート１５に接続されていないと判断した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、処理を終了する。
ステップＳ１１において、演算部１２は、コネクタ９０がＥＶ１０の充放電ポート１５に接続されたと判断した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０において、演算部１２は、制御信号３０の受信を開始し、受信した制御信号３０を取得する。
ステップＳ３０に進み、演算部１２は、受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を認証装置５０へ送信する。具体的には、制御信号３０を受信したことを証明する信号であって、認証装置５０との間で予め設定された信号を許可依頼信号４０として出力する。
ステップＳ４０に進み、演算部５２は、許可依頼信号４０を受信したか否かを判断する。演算部５２は、許可依頼信号４０を受信していないと判断した場合（ステップＳ４０でＮＯ）、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ４０において、演算部５２は、許可依頼信号４０を受信したと判断した場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、ステップＳ５０に進む。
ステップＳ５０において、演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であるか否かを判断する。具体的には、受信した許可依頼信号４０が、認証装置５０との間で予め設定された信号であるか否かを判断する。演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０でないと判断した場合（ステップＳ５０でＮＯ）、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ５０において、演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であると判断した場合（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ステップＳ７０に進む。
ステップＳ６０において、演算部５２は、継電部５３を切断するよう制御し、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を切断する。なお、演算部５２は、継電部５３が既に切断された状態である場合、切断された状態を保持する。
ステップＳ７０において、演算部５２は、継電部５３を接続するよう制御し、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。ここで処理が分岐し、ステップＳ８０及びステップＳ９０に進む。なお、演算部１２のステップＳ１１０以降の処理、及び、演算部５２のステップＳ９０以降の処理は、同時に行われる。
ステップＳ８０に進み、演算部１２は、充放電を開始する。演算部１２は、受信した制御信号３０に基づいて算出した充放電電力となるように、バッテリ１４及び制御回路を制御し、充放電電力を制御する。
ステップＳ１１０に進み、演算部１２は、充放電が開始されてからの時間をカウントする。ステップＳ１２０に進み、演算部１２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過したか否かを判断する。
ステップＳ１２０において、演算部１２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過していないと判断した場合（ステップＳ１２０でＮＯ）、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過するまで、ステップＳ１２０に滞留する。
ステップＳ１２０において、演算部１２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過したと判断した場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進む。
ステップＳ１３０において、演算部１２は、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量以上であるか否かを判断する。演算部１２は、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量以上であると判断した場合（ステップＳ１３０でＹＥＳ）、ＥＶ１０の充放電が完了したと判断し、処理を終了する。ＥＶ１０の充放電は完了となる。
ステップＳ１３０において、演算部１２は、バッテリ１４の充放電電力量がしきい充放電電力量未満であると判断した場合（ステップＳ１３０でＮＯ）、ステップＳ２０に戻る。演算部１２は、ステップＳ２０以降の処理を再度実行することにより、充放電を継続して実施するための許可依頼信号４０を送信することができる。
ステップＳ９０において、演算部５２は、充放電が開始されてからの時間をカウントする。ステップＳ１００に進み、演算部５２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過したか否かを判断する。
ステップＳ１００において、演算部５２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過していないと判断した場合（ステップＳ１００でＮＯ）、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過するまで、ステップＳ１００に滞留する。
ステップＳ１００において、演算部５２は、充放電が開始されてからの時間が第１のしきい時間を経過したと判断した場合（ステップＳ１００でＹＥＳ）、処理を終了し、ステップＳ４０からの処理を再度実行する。これにより、認証装置５０は、許可依頼信号４０を受信した場合、ＥＶ１０への給電、及び、ＥＶ１０からの受電を継続して行うことができる。
以上説明したように、第１実施形態によれば以下の作用効果が得られる。
ＥＶ１０は、充放電の許可を要求する場合、外部制御装置２０から充放電を行う複数のＥＶ１０に対して同報送信される制御信号３０を受信し、制御信号３０に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を認証装置５０へ送信する。ＥＶ１０から許可依頼信号４０を受信した認証装置５０は、許可依頼信号４０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であるか否かを判断する。これにより、認証装置５０は、ＥＶ１０が外部制御装置２０から送信された制御信号３０に従っているか否かを判断することができる。
認証装置５０は、ＥＶ１０から受信した制御信号３０が、ＥＶ１０が受信した制御信号３０に基づく許可依頼信号４０であると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。これにより、受給電装置７０は、制御信号３０に従って充電を行うＥＶ１０への給電、及び、制御信号３０に従って放電を行うＥＶ１０からの受電を行うことができる。
各々のＥＶ１０は、制御信号３０に基づいて自律的に充放電を制御する。これにより、各々のＥＶ１０の充放電電力を管理するためのアグリゲータが不要となり、設備に掛かるコストを低減することができる。
ＥＶ１０は、充放電の許可を要求する際に、外部制御装置２０及び認証装置５０との相互通信を必要としないので、通信およびサイバセキュリティに掛かるコストを低減することができる。
ＥＶ１０は、制御信号３０を受信したことを証明する信号であって、認証装置５０との間で予め設定された信号を許可依頼信号４０として送信する。これにより、認証装置５０は、受信した許可依頼信号４０が認証装置５０との間で予め設定された信号であるか否かを判断することで、ＥＶ１０が外部制御装置２０からの制御信号３０に従っているか否かを判断することができる。
ＥＶ１０は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、ＥＶ１０の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第１のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号４０を送信する。認証装置５０は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、第１のしきい時間が経過時に、許可依頼信号４０を受信したと判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。これにより、認証装置５０は、ＥＶ１０が制御信号３０に従って充放電していることを継続的に確認することができ、最初に充放電を許可した後に、制御信号３０を遮って、制御信号３０に従わないＥＶ１０の充放電を防止することができる。
（第２実施形態）
［充放電制御システムの構成］
図４を参照して、第２実施形態に係る充放電制御システムの構成について説明する。
第１実施形態との相違点は、外部制御装置２０が、充放電を行う複数のＥＶ１０に加え、複数の認証装置５０に制御信号３０を同報送信する点、認証装置５０が制御信号３０を受信する点、演算部１２及び演算部５２の一部処理である。よって、演算部１２及び演算部５２の相違する処理についてのみ説明し、その他共通する構成については説明を省略する。
演算部１２は、受信した制御信号３０、又は、受信した制御信号３０を編集した信号を許可依頼信号４０として出力する。
演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、許可依頼信号４０と同時刻に受信した制御信号３０、又は、制御信号３０を編集した信号であるか否かを判断する。
図５Ａから図５Ｃを参照して、演算部１２が出力する許可依頼信号４０について説明する。図５Ａは、外部制御装置２０から送信された制御信号３０を時系列に示した図であり、外部制御装置２０は、現在の時刻における充放電を行う複数のＥＶ１０が利用可能な総電力を送信する。
図５Ｂは、演算部１２が出力した許可依頼信号４１の一例を示している。例えば、現在の時刻がＴ６である場合、演算部１２は、許可依頼信号４０として４１Ｔ６を出力する。許可依頼信号４１Ｔ６は、時刻Ｔ６において外部制御装置２０が送信した制御信号３０と同値である。なお、全ての許可依頼信号４１Ｔ１から４１Ｔ６は、時刻Ｔ１からＴ６において送信された制御信号３０と同値である。このように、演算部１２は、受信した制御信号３０を許可依頼信号４１として出力する。
図５Ｃは、演算部１２が出力した許可依頼信号４２の一例を示している。例えば、現在の時刻がＴ６である場合、演算部１２は、許可依頼信号として４２Ｔ６を出力する。許可依頼信号４２Ｔ６は、時刻Ｔ６において外部制御装置２０から送信された制御信号３０の値と、制御信号３０の前回送信値である時刻Ｔ５において送信された制御信号３０との平均値である。なお、全ての許可依頼信号４２Ｔ１から４２Ｔ６は、各々の時刻において送信された制御信号３０と、各々の時刻において送信された制御信号３０の前回送信値との平均値である。このように、演算部１２は、制御信号３０を編集した信号を許可依頼信号４１として出力する。制御信号３０の編集方法は、演算部１２と演算部５２で予め共有されている。
［充放電制御方法］
次に、図６を参照して、図４の充放電制御システムの処理について説明する。第１実施形態との相違点は、ステップＳ２１の処理をさらに備える点、ステップＳ３０及びステップＳ５０の処理に代えて、ステップＳ３１及びステップＳ５１の処理を行う点である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
ステップＳ２１において、演算部５２は、受信部５１が受信した制御信号３０を取得する。
ステップＳ３１において、演算部１２は、受信した制御信号３０、又は、受信した制御信号３０を編集した信号を許可依頼信号４０として出力する。
ステップＳ５１において、演算部５２は、受信した許可依頼信号４０が、許可依頼信号４０と同時刻に受信した制御信号３０、又は、制御信号３０を編集した信号であるか否かを判断する。
以上説明したように、第２実施形態によれば第１実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
外部制御装置２０は、充放電を行う複数のＥＶ１０に加え、複数の認証装置５０に制御信号３０を同報送信し、ＥＶ１０は、受信した制御信号３０、又は、受信した制御信号３０を編集した信号を許可依頼信号４０として認証装置５０に送信する。認証装置５０は、制御信号３０及び許可依頼信号４０を受信し、許可依頼信号４０が、許可依頼信号４０と同時刻に受信した制御信号３０、又は、制御信号３０を編集した信号であると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。これにより、認証装置５０は、ＥＶ１０から受信した許可依頼信号４０が、同時刻に受信した制御信号３０に基づく信号であるか否かを判断することができ、ＥＶ１０が外部制御装置２０から送信された制御信号３０に従っているか否かを判断することができる。従って、認証装置５０は、当該判断結果に基づいて、ＥＶ１０に対する充放電の可否を判断することができる。さらに、許可依頼信号４０は、制御信号３０に基づいて経時的に変化するので、許可依頼信号４０の偽造を防止することができる。
（第３実施形態）
［充放電制御システムの構成］
図７を参照して、第３実施形態に係る充放電制御システムの構成について説明する。第２実施形態との相違点は、認証装置５０が電流計測部５５をさらに備える点、演算部１２及び演算部５２の一部処理である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する構成については説明を省略する。
電流計測部５５は、受給電ポート５４に接続され、ＥＶ１０への給電電流値、及び、ＥＶ１０からの受電電流値を計測することにより、ＥＶ１０の充放電電流値を計測する。
演算部１２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断し、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合、認証装置５０に充放電の許可を要求する許可依頼信号４０を出力する。しきい電流値は、例えば、受給電装置７０及びＥＶ１０が供給可能な最大電力を発生させた際に流れる電流値の７０％である。
演算部５２は、電流計測部５５が計測したＥＶ１０の充放電電流値を取得し、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上である場合、許可依頼信号４０を受信しているか否かを判断する。演算部５２は、許可依頼信号４０を受信していると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。演算部５２に設定されるしきい電流値は、演算部１２に設定されるしきい電流値と同値である。
［充放電制御方法］
次に、図８Ａ、図８Ｂを参照して、図７の充放電制御システムの処理について説明する。第２実施形態との相違点は、ステップＳ１０１、ステップＳ１４０、ステップＳ１４１の処理をさらに備える点である。よって、当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
ステップＳ１４１において、演算部１２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断する。演算部１２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値未満であると判断した場合（ステップＳ１４１でＮＯ）、ステップＳ１１０に戻り、充放電を継続する。
ステップＳ１４１において、演算部１２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合（ステップＳ１４１でＹＥＳ）、ステップＳ２０に戻る。演算部１２は、ステップＳ２０以降の処理を再度実行することにより、充放電を継続して実施するための許可依頼信号４０を送信することができる。
ステップＳ１０１において、電流計測部５５は、ＥＶ１０への給電電流値、及び、ＥＶ１０からの受電電流値を計測することにより、ＥＶ１０の充放電電流値を計測する。
ステップＳ１４０に進み、演算部５２は、電流計測部５５が計測したＥＶ１０の充放電電流値を取得し、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断する。演算部５２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値未満であると判断した場合（ステップＳ１４０でＮＯ）、ステップＳ９０に戻る。
ステップＳ１４０において、演算部５２は、ＥＶ１０の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合（ステップＳ１４０でＹＥＳ）、処理を終了し、ステップＳ２１にからの処理を再度実行する。これにより、認証装置５０は、許可依頼信号４０を受信した場合、ＥＶ１０への給電、及び、ＥＶ１０からの受電を継続して行うことができる。
以上説明したように、第３実施形態によれば第２実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
ＥＶ１０は、バッテリ１４の充放電電流値がしきい電流値以上となった場合、許可依頼信号４０を送信する。認証装置５０は、ＥＶ１０への給電電流値、及び、ＥＶ１０からの受電電流値を計測することにより、ＥＶ１０の充放電電流を計測する電流計測部５５をさらに備え、ＥＶ１０の充放電電流がしきい電流値以上となった場合、許可依頼信号４０を受信しているか否かを判断する。認証装置５０は、許可依頼信号４０を受信していると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。
しきい電流値以上で充放電を行っているＥＶ１０は、制御信号３０により、充放電電力を制限されている可能性が高い。そのため、認証装置５０は、ＥＶ１０がしきい電流値以上で充放電を行っている場合、ＥＶ１０から許可依頼信号４０を受信しているか否かを判断することにより、ＥＶ１０が制御信号３０に従って充放電をしているか否かを判断することができる。また、しきい電流値未満で充放電を行っているＥＶ１０は、制御信号３０によって充放電電力を制限されている可能性が低い。そのため、しきい電流値未満で充放電をしているＥＶ１０に対しては、許可依頼信号４０の受信の有無を判断しない。これにより、ＥＶ１０の通信コスト、及び、認証装置５０の処理負荷を低減することができる。
（第３実施形態の変形例）
［充放電制御システムの構成］
第３実施形態の変形例に係る充放電システムの構成について説明する。第３実施形態との相違点は、外部制御装置２０が送信する制御信号３０、演算部５２の一部処理である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
外部制御装置２０は、ＥＶ１０の充放電を停止する、又はＥＶ１０の充放電電力を低下させる制御信号３０を第２のしきい時間が経過する毎に送信する。
演算部５２は、ＥＶ１０が制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合、ＥＶ１０に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。具体的には、ＥＶ１０の充放電電流を計測し、充放電電流の変化からＥＶ１０が制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号３０と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。
図９を参照して、外部制御装置２０が送信する制御信号３０の一例について説明する。図９は、外部制御装置２０から送信された制御信号３０を時系列に示した図である。外部制御装置２０は、現在の時刻における充放電を行う複数のＥＶ１０が利用可能な総電力を送信するが、第２のしきい時間Ｔ７が経過する毎に、ＥＶ１０の充放電を停止する制御信号３０を、第３のしきい時間Ｔ８送信する。第２のしきい時間は、例えば１時間である。第３のしきい時間は、例えば１分である。
［充放電制御方法］
次に、図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、第３実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理について説明する。第３実施形態との相違点は、ステップＳ１４１の処理が無い点、ステップＳ１０１の処理がステップＳ１１０でＮＯの場合に行われる点、ステップＳ１４０の処理に代えて、ステップＳ１５０、ステップＳ１５１の処理が行われる点である。よって、当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
ステップＳ１５０において、演算部５２は、ＥＶ１０が制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号３０と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。演算部５２は、ＥＶ１０が制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号３０と同期して充放電電力を低下させていないと判断した場合（ステップＳ１５０でＮＯ）、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ１５０において、演算部５２は、ＥＶ１０が制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号３０と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合（ステップＳ１５０でＹＥＳ）、ステップＳ１５１に進む。
ステップＳ１５１において、演算部５２は、受信部５１が受信した制御信号３０を取得し、ステップＳ９０に戻る。
以上説明したように、第３実施形態の変形例によれば第３実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
外部制御装置２０は、ＥＶ１０の充放電を停止する、又は、ＥＶ１０の充放電電力を低下させる制御信号３０を第２のしきい時間が経過する毎に送信する。認証装置５０は、ＥＶ１０が、制御信号３０と同期して充放電を停止、又は、制御信号３０と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。これにより、ＥＶ１０が制御信号３０に従って充放電を行っているか否かを判断することができる。さらに、認証装置５０は、許可依頼信号４０との２重判定を行うことにより、ＥＶ１０の充放電の可否をより高い確度で判定することができる。
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
１０ 充放電要素（ＥＶ）
２０ 外部制御装置
３０ 制御信号
４０ 許可依頼信号
５０ 認証装置
７０ 受給電装置

Claims (7)

  1. 充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであって、
    充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信する外部制御装置と、
    前記充放電要素の各々の充放電を許可する認証装置と、を備え、
    前記制御信号を受信した前記充放電要素は、受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する前記許可依頼信号を前記認証装置へ送信し、
    前記許可依頼信号を受信した前記認証装置は、
    前記許可依頼信号が、前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、
    前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    充放電制御システム。
  2. 前記充放電要素は、前記制御信号を受信したことを証明する信号であって、前記認証装置との間で予め設定された信号を前記許可依頼信号として送信し、
    前記認証装置は、受信した前記許可依頼信号が前記認証装置との間で予め設定された信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    請求項１に記載の充放電制御システム。
  3. 前記充放電要素は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、前記充放電要素の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、前記充放電が開始されてから第１のしきい時間が経過する毎に前記許可依頼信号を送信し、
    前記認証装置は、前記充放電が開始されてからの時間をカウントし、前記第１のしきい時間が経過時に、前記許可依頼信号を受信したと判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項１又は２に記載の充放電制御システム。
  4. 前記外部制御装置は、前記充放電を行う複数の充放電要素に加え、複数の前記認証装置に前記制御信号を同報送信し、
    前記充放電要素は、受信した前記制御信号、又は、受信した前記制御信号を編集した信号を前記許可依頼信号として前記認証装置に送信し、
    前記認証装置は、
    前記制御信号及び前記許可依頼信号を受信し、
    前記許可依頼信号が、前記許可依頼信号と同時刻に受信した前記制御信号、又は前記制御信号を編集した信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    請求項１又は３の何れか一項に記載の充放電制御システム。
  5. 前記充放電要素は、前記充放電要素の充放電電流値がしきい電流値以上となった場合、前記許可依頼信号を送信し、
    前記認証装置は、
    前記充放電要素への給電電流値、及び、前記充放電要素からの受電電流値を計測することにより、前記充放電要素の充放電電流値を計測する電流計測部をさらに備え、
    前記充放電要素の充放電電流値が前記しきい電流値以上となった場合、前記許可依頼信号を受信しているか否かを判断し、
    前記許可依頼信号を受信していると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項１から４のいずれか一項に記載の充放電制御システム。
  6. 前記外部制御装置は、前記充放電要素の充放電を停止する、又は、前記充放電要素の充放電電力を低下させる前記制御信号を第２のしきい時間が経過する毎に送信し、
    前記認証装置は、
    前記充放電要素が、前記制御信号と同期して充放電を停止、又は、前記制御信号と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項５に記載の充放電制御システム。
  7. 充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御方法であって、
    外部制御装置が充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信し、
    前記制御信号を受信した前記充放電要素は、受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する前記許可依頼信号を認証装置へ送信し、
    前記許可依頼信号を受信した前記認証装置は、
    前記許可依頼信号が、前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、
    前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続することにより、前記充放電要素の各々の充放電を許可する
    充放電制御方法。
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