JP2012191736A - バッテリ充放電システム、エネルギーマネジメントシステムおよび電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両が複数のＥＭＳの管理下に置かれることがあっても、バッテリの充放電計画の破綻を防止する。
【解決手段】住宅１０は、ＨＥＭＳ１１と、ＨＥＭＳ１１に制御される充放電コントローラ１２とを備える。工場２０は、ＦＥＭＳ２１と、ＦＥＭＳ２１に制御される充放電コントローラ２２とを備える。ＨＥＭＳ１１は、車両１の利用計画を保持すると共に車両１のバッテリ２の充放電計画を作成する。それらの情報から得られるバッテリ２の残量計画は、車両１の記憶装置３によりＦＥＭＳ２１へと伝達される。ＦＥＭＳ２１は、ＨＥＭＳ１１から得たバッテリ２の残量計画を参照し、ＨＥＭＳ１１が作成したバッテリ２の充放電計画が破綻しないようにバッテリ２の充放電を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のバッテリの充放電システムに関するものである。

電力網に電力需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、電力需給の最適化が図られる。

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（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のバッテリの電力を、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。また、車両のバッテリに蓄積されている電力を住宅内に取り込んで使用できれば、停電などの非常時にも対応できるという利点もある。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。

スマートグリッドにより管理された電力網では、車両のバッテリの充電（住宅から車両への電力供給）だけでなく、バッテリの放電（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ジメントシステム（Energy Management System；ＥＭＳ）によって管理される。ＥＭＳは、太陽光発電（Photovoltaic 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負荷設備、車両のバッテリ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て、電力会社からの電力購入量が少なくて済むようにする。

電動車両のバッテリが電力需要の平滑化のバッファとして利用できるのは上記のとおりであるが、その充放電はＥＭＳが作成した計画（充放電計画）に則って行われる。下記の特許文献１には、需要家の行動を踏まえて車両のバッテリの充放電計画を作成するシステム（充放電管理装置）が提案されている。

特開２０１０−０８１７２２号公報

今後、スマートグリッドの広がりにより、住宅や工場、公共施設など、需要家の単位が細分化され、より多くのＥＭＳが社会に導入されることが予想される。一定の場所に固定される電気設備は常に同じＥＭＳで管理されるが、電動車両のように移動可能なものは、常に同じ需要家のもとにあるとは考えにくく、バッテリの充放電が複数のＥＭＳの管理下で実施されることも想定される。

例えば通勤用の車両は、早朝や夜間の時間帯にはユーザの自宅の充電コントローラに接続され、バッテリの充放電は自宅のＥＭＳの管理下に置かれるであろうが、昼間の勤務時間帯には勤務先の充電コントローラに接続され、バッテリの充放電が勤務先のＥＭＳの管理下に置かれるであろう。この場合、自宅のＥＭＳの充放電計画と無関係に、勤務先でバッテリの充放電が実行されると、車両が自宅に戻ったときのバッテリ残量によっては、自宅のＥＭＳが当初の計画どおりにバッテリの充放電を行うことができなくなる可能性がある。このように充放電計画に狂いが生じると、電力需給の最適化の妨げとなるため好ましくない。

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、電動車両が複数のＥＭＳの管理下に置かれた場合でも、バッテリの充放電計画の破綻を防止できる充放電システムおよびＥＭＳ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、前記電動車両の利用計画を保持すると共に、前記バッテリの充放電計画を作成する第１ＥＭＳ（エネルギーマネジメントシステム）と、前記第１ＥＭＳに制御され、前記バッテリの充放電計画に則り前記バッテリの充電および放電の少なくとも片方を行う第１充放電コントローラと、前記第１ＥＭＳとは異なる第２ＥＭＳと、前記第２ＥＭＳに制御され、前記バッテリの充電および放電の少なくとも片方が可能な第２充放電コントローラと、前記第１ＥＭＳから前記第２ＥＭＳへ、所定の情報の受け渡しを行う情報伝達手段とを備え、前記所定の情報は、前記電動車両の利用計画および前記バッテリの充放電計画、またはその両者から得られる前記バッテリの残量計画を含み、前記バッテリが前記第２充放電コントローラに接続されているとき、前記第２ＥＭＳは、前記情報伝達手段を介して前記第１ＥＭＳから取得した前記所定の情報に基づいて、前記第１ＥＭＳが作成した前記バッテリの充放電計画が破綻しないように前記バッテリの充放電を制御するものである。

本発明によれば、第１ＥＭＳ（主ＥＭＳ）と第２ＥＭＳ（従ＥＭＳ）との間で、電動車両の利用計画およびバッテリの充放電計画、またはその両者から得られるバッテリの残量計画が共有化される。第２ＥＭＳは、第１ＥＭＳが作成したバッテリの充放電計画が破綻しないようにバッテリの充放電を制御するため、電動車両が第１ＥＭＳの管理下に戻ったときに当初の計画通りの充放電が実施でき、電力需要の平滑化を図ることができる。

実施の形態１に係る充放電システムの構成図である。 家庭内電力需要の予測の一例を示す図である。 家庭内発電量の予測の一例を示す図である。 車両利用計画（走行スケジュール）の一例を示す図である。 バッテリ充放電計画の一例を示す図である。 バッテリ残量計画の一例を示す図である。 車両が複数のＥＭＳの管理下に置かれることにより生じる問題を説明するための図である。 実施の形態１に係る充放電システムのＦＥＭＳ（従ＥＭＳ）の動作を説明するための図である。 実施の形態２に係る充放電システムの構成図である。 実施の形態３に係る充放電システムの構成図である。 実施の形態４に係る充放電システムの構成図である。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る充放電システムの構成図である。同図において、各ブロック間の太線矢印は電力線、細線矢印は通信線を示している。

この充放電システムは、車両１と、車両１のユーザの自宅である住宅１０と、車両１のユーザの勤務先である工場２０とを含んでいる。住宅１０および工場２０には、電力会社３０から電力が供給されている。

車両１は、バッテリ２（蓄電池）に蓄積された電力を動力源とする電動車両（ＥＶやＰＨＶ等）であり、ユーザが住宅１０と工場２０と間の往復に利用しているものとする。図示の便宜上、図１には住宅１０側と工場２０側の２箇所に車両１示しているが、それらは同一のものを表している。

本実施の形態の充放電システムにおける車両１は、外部からアクセス可能で且つ書き換え可能な記憶装置３を搭載している。記憶装置３は、車両１内に固定されたメモリでもよいし、車両１に固定されたメモリ読み取り装置とそれに着脱される携帯型メモリ（例えばカード型やスティック型のメモリ）とで構成されていてもよい。記憶装置３の用途・機能については後述する。

住宅１０には、車両１のバッテリ２の充放電を行う充放電コントローラ１２、家庭用の発電設備である太陽光発電装置１３、電気温水器やエアコン等の負荷１４などの電気設備が備えられており、これらの電力需給は、家庭用エネルギーマネジメントシステム（Home Energy Management System；ＨＥＭＳ）１１によって管理されている。

ＨＥＭＳ１１は通信機能を有しており、太陽光発電装置１３の発電状況や負荷１４の電力消費状況などの情報を取得できる他、充放電コントローラ１２を通して車両１とも通信可能であり、バッテリ２の状態や車両１の走行履歴等を取得することができる。また電力会社３０から電力制御に関する情報を取得することもできる。ＨＥＭＳ１１は、それらの情報に基づいて、電力会社３０からの電力購入量が抑えられるように、住宅１０内の電力需要の平滑化を図る。その際、ＨＥＭＳ１１は、車両１のバッテリ２が電力需要の平滑化のバッファとなるように、当該バッテリ２の充放電計画（バッテリ充放電計画）を作成する。

一方、工場２０には、車両１のバッテリ２の充放電を行う充放電コントローラ２２、工場用の大規模な発電設備である太陽光発電装置２３、オフィスの照明や工場ラインの電動機器等の負荷２４などの電気設備が備えられており、これらの電力需給は、工場用エネルギーマネジメントシステム（Factory Energy Management System ；ＦＥＭＳ）２１によって管理されている。

ＦＥＭＳ２１は通信機能を有しており、太陽光発電装置２３の発電状況や負荷２４の電力消費状況などの情報を取得できる他、充放電コントローラ２２を通して車両１と通信可能であり、バッテリ２の状態や車両１の走行履歴等を取得することができる。ＦＥＭＳ２１は、それらの情報に基づいて工場２０内の電力需要の平滑化を図るが、その際、車両１が充放電コントローラ２２に接続されていれば、そのバッテリ２を平滑化のバッファとして利用する。

ここで、住宅１０のＨＥＭＳ１１が作成する車両１のバッテリ２の充放電計画の具体例を示す。ここでは住宅１０が備える蓄電デバイスは車両１のバッテリ２のみ、発電設備は太陽光発電装置１３のみと仮定するが、住宅１０が他の発電設備や蓄電デバイスを有していてもよい。

まずＨＥＭＳ１１は、住宅１０内の負荷１４による電力需要（家庭内電力需要）を予測する。図２は、その予測の一例である。一般的な家庭の電力需要は、図２のように深夜から早朝は低くなり、昼間に高くなるのが典型的である。電力需要を予測値は、例えば電力会社３０から提供される一般的な値でもよいし、ＨＥＭＳ１１が過去の電力需要の履歴から学習した値でもよいし、それらを組み合わせて精度を向上させた値でもよい。

さらにＨＥＭＳ１１は、住宅１０内の発電設備（太陽光発電装置１３）による発電量（家庭内発電量）を予測する。図３は、その予測の一例である。この予測値は、例えば電力会社３０から提供される住宅１０の所在地の日射予測情報と、太陽光発電装置２３の仕様から導出できる。図３のように、太陽光発電装置２３の発電量は、昼間に高くなり、夜間はほぼゼロである。

またＨＥＭＳ１１は車両１の利用計画（走行スケジュール）を保持している。車両１の利用計画は、車両１のユーザが予め入力したデータでもよいし、車両１のカーナビゲーションシステムに記録された走行履歴に基づいてＨＥＭＳ１１がユーザの行動パターンを予測した結果でもよい。図４にその一例を示す。図４に示す走行スケジュールには、各走行で消費される電力量（Wh）の予測が含まれているが、この値は、走行予定距離と車両１の電力使用量あたりの走行距離（km/kWh）とから算出できる。

ユーザがＨＥＭＳ１１に走行スケジュールのデータを入力する方法は任意でよい。例えば、ＨＥＭＳ１１付属のユーザインタフェイス（例えばキーボードやモニタ、タッチパネルなど）を用いて直接データを入力する方法や、ＨＥＭＳ１１に接続した他の電気製品（例えばテレビ）にデータを入力してそれをＨＥＭＳ１１に転送する方法や、車両１の電気機器（カーナビゲーションシステム等）にデータを入力してそれをＨＥＭＳ１１に転送する方法などが考えられる。

ＨＥＭＳ１１は、上記の家庭内電力需要予測、家庭内発電量予測および車両１の利用計画に基づいて、蓄電デバイスとしてのバッテリ２の充放電計画（バッテリ充放電計画）を作成する。ＨＥＭＳ１１は、この充放電計画に基づいて充放電コントローラ１２を制御し、バッテリ２の充放電（バッテリ２と住宅１０との間の電力のやりとり）を実施する。

図５は、図３の家庭用電力需要予測および図４の家庭内発電量予測に基づいて作成したバッテリ２の充放電計画の一例である。またこの充放電計画は、車両１が朝と夕方にユーザの通勤に使用され、昼間は車両１を勤務先に駐車される、という車両１の車両利用計画に基づいている。

図５のバッテリ充放電計画では、深夜は安価な深夜電力を利用してバッテリ２が充電される。早朝になると、ユーザが起床して活動を始めるため負荷１４による電力需要が増えるが、まだ日差しが弱いため太陽光発電装置１３による発電量では足りないことが予想される。そこでＨＥＭＳ１１は、車両１のバッテリ２に蓄積した電力を住宅１０へと供給するように、バッテリ２を放電させる。

その後、日差しが強くなってくると、負荷１４による電力需要を太陽光発電装置１３による発電量で賄えるようになるため、ＨＥＭＳ１１はバッテリ２から放電させる電力を小さくする。また、ユーザが出勤している時間帯は、車両１が住宅１０に不在になるので、ＨＥＭＳ１１はバッテリ２の充放電は行わない。

夕方になるとユーザが帰宅して車両１を充放電コントローラ１２に接続させる。ユーザが帰宅すると負荷１４による電力需要が増大し、また夕方は日差しが徐々に弱くなるため、負荷１４による電力需要を太陽光発電装置１３による発電量で賄えなくなる。そこでＨＥＭＳ１１は、車両１のバッテリ２を放電させて電力を住宅１０へと供給する。

深夜になると負荷１４による電力需要が減るため、ＨＥＭＳ１１はバッテリ２の放電を停止させる。そして再び、安価な深夜電力を利用してバッテリ２を充電する。

車両１の利用計画とバッテリ２の充放電計画が分かれば、各時刻でのバッテリ２の残量の計画（予測）を導出できる。図６は、図５のバッテリ充放電計画が実施されることを想定したときのバッテリ２の充電残量の計画（バッテリ残量計画）である。バッテリ２の残量は充電される期間は増え、放電（住宅１０への電力供給）の期間と走行中の期間は減少する（走行中でも回生ブレーキによる発電でバッテリ残量が増加することがあるが、走行で消費する電力に比べると小さいためここでは回生ブレーキによる発電は無視する）。

もし、車両１の走行中やバッテリ２の放電期間にバッテリ２の電力が枯渇すると、ＨＥＭＳ１１が作成した充放電計画は破綻する。またバッテリ２の劣化防止および安全確保の観点から、バッテリ２の過充電は防止する必要がある。そのためＨＥＭＳ１１は、バッテリ２の電力枯渇や過充電が生じないように、バッテリ２の残量計画を考慮しつつ、バッテリ２の充放電計画を作成する。つまりＨＥＭＳ１１が作成するバッテリ２の充放電計画は、バッテリ２の過充電を防止しつつ、バッテリ２の残量が車両１の走行に必要な電力量を下回らない範囲で、住宅１０での電力需要が平滑化されるようにバッテリ２の充放電を行うものとなる。

しかし今後スマートグリッドが普及し、ＥＭＳを導入した需要家が増えると、車両１が自宅以外のＥＭＳの管理下に置かれるケースも考えられる。図１に示した充放電システムはそのようなケースを想定している。

すなわち図１の充放電システムでは、住宅１０を自宅とするユーザは、車両１を使用して勤務先である工場２０へと出勤し、勤務時間中は車両１を工場２０に配備されている充放電コントローラ２２に接続させる。その間、車両１のバッテリ２は、工場２０のＦＥＭＳ２１の管理下で充放電され、工場２０内の電力需要の平滑化のために使用される。勤務先のＦＥＭＳ２１は、社員である車両１のユーザの通勤距離を把握しており、終業時刻には、少なくとも社員が車両１を使って帰宅するのに充分なだけの電力量はバッテリ２に確保される。

しかし、これまで提案されてきた充放電システムでは、勤務先のＦＥＭＳ２１は、ユーザの自宅のＨＥＭＳ１１が作成したバッテリ充放電計画を知ることができない。従って、ＦＥＭＳ２１の管理下でバッテリ２の充放電が行われると、ＨＥＭＳ１１が作成したバッテリ充放電計画が破綻する可能性がある。

例えば、工場２０のＦＥＭＳ２１の管理の下、バッテリ２がＨＥＭＳ１１の予想を超えて充電された場合、バッテリ２の残量は図７の実線Ａ１のような挙動となる（図７の破線はＨＥＭＳ１１が作成したバッテリ残量計画を示している）。この場合、帰宅時のバッテリ２の残量が計画よりも多いため、その後ＨＥＭＳ１１がバッテリ充放電計画（図５）に則ってバッテリ２の充放電を制御すると、過充電が生じる危険性がある。またバッテリ２が満充電の状態のときに太陽光発電装置１３による発電が開始されると、電力の逆潮流の問題も発生し得る。

逆に、工場２０のＦＥＭＳ２１の管理の下、バッテリ２がＨＥＭＳ１１の予想を超えて放電された場合、バッテリ２の残量は図７の実線Ａ２のような挙動となる。この場合、帰宅時のバッテリ２の残量が計画よりも少ないため、ＦＥＭＳ２１がバッテリ充放電計画（図５）に則ってバッテリ２の充放電を制御すると、途中でバッテリの電力が枯渇したり、翌朝のバッテリ２が充電不足になり車両１の利用に支障をきたしたりする可能性がある。

図１に示した本実施の形態に係る充放電システムは、これらの問題を解決することを可能にしている。まずこの充放電システムの前提として、車両１に対しては、当該車両１を主に管理し、そのバッテリ２の充放電計画を作成する「主ＥＭＳ」（第１ＥＭＳ）が１つ対応付けされており、それ以外のＥＭＳは「従ＥＭＳ」（第２ＥＭＳ）として主ＥＭＳとは区別される。ここでは、車両１の主ＥＭＳは、ユーザの自宅である住宅１０のＨＥＭＳ１１であり、勤務先の工場２０のＦＥＭＳ２１は車両１の従ＥＭＳであるものとする。

当該充放電システムでは、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）が作成した車両１のバッテリ２の残量計画（例えば図６のようなデータ）が、ＨＥＭＳ１１から車両１の記憶装置３へ転送（コピー）される。すなわち車両１の通信装置（不図示）は、ＨＥＭＳ１１から残量計画をダウンロードして記憶装置３に格納することができる。

ＨＥＭＳ１１と車両１（記憶装置３）との間の通信方式は任意でよい。図１では充放電コントローラ１２のケーブル内の通信線を用いる有線通信（ＬＡＮ（Local Area Network）通信やＣＡＮ（Controller Area Network）通信等）を仮定しているが、ケーブル内の電力線を通信線として用いるＰＬＣ（Power Line Communications）、あるいは近距離の無線通信であってもよい。また記憶装置３が車両１に固定されたメモリ読み取り装置とそれに着脱される携帯型メモリとで構成される場合、その携帯型メモリを媒体にしてＨＥＭＳ１１から車両１へデータを渡すことも可能である。

また車両１の記憶装置３に格納されたバッテリ残量計画は、ＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）へと転送（コピー）可能となっている。すなわち車両１の通信装置は、自己の記憶装置３からバッテリ２の残量計画をＦＥＭＳ２１へとアップロードすることができる。

ＦＥＭＳ２１と車両１（記憶装置３）との間の通信方式も任意でよい。図１では充放電コントローラ２２のケーブル内の通信線を用いる有線通信（ＬＡＮやＣＡＮ等）を仮定しているが、ケーブル内の電力線を通信線として用いるＰＬＣ、あるいは近距離の無線通信であってもよい。但し、システム構成の簡略化の観点から、ＦＥＭＳ２１と車両１との間の通信方式と同じであることが好ましい。

また記憶装置３がメモリ読み取り装置と携帯型メモリとで構成される場合、その携帯型メモリを媒体にして車両１からＦＥＭＳ２１へデータを渡すことも可能である。

車両１は、住宅１０を出発する前に、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）からバッテリ２の残量計画の情報を自動的にダウンロードして記憶装置３に格納する。そして車両１は、工場２０に到着して充放電コントローラ２２に接続されると、記憶装置３に格納されているバッテリ２の残量計画を自動的にＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）へとアップロードする。このように記憶装置３は、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へ情報（バッテリ２の残量計画）の受け渡しを行う情報伝達手段として機能する。

その後ＦＥＭＳ２１は、工場２０内の電力需要の平滑化を図るために車両１のバッテリ２の充放電を行う。その際、ＦＥＭＳ２１は、車両１からアップロードされたバッテリ２の残量計画を参照し、その計画が破綻しないようにバッテリ２の充放電を制御する。すなわちＦＥＭＳ２１は、車両１が自己の管理から離れる予定時刻（例えば終業時刻）までに、バッテリ２の残量をその充放電計画に合わせた値にする。

例えば、車両１のバッテリ２がＦＥＭＳ２１の管理下で放電された場合、図８のようにバッテリ２の残量がその残量計画を大きく下回るが、ＦＥＭＳ２１は、車両１が自己の管理下にある間に、バッテリ２を充電してその残量を残量計画と同等にする。この場合におけるバッテリ２の充電は、電力需要の平滑化の観点から、なるべく負荷２４での電力需要が少ないときに行うことが好ましい。

その結果、車両１がＦＥＭＳ２１の管理から離れるとき、そのバッテリ２の残量はＨＥＭＳ１１が作成した残量計画に則ったものとなっている。よってユーザが車両１で帰宅した後、住宅１０のＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）は当初の計画どおりにバッテリ２の充放電を行うことができる。

このように本実施の形態によれば、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）との間で、バッテリ２の残量計画が共有化される。従って車両１がＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）以外のＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）の管理下に一時的に置かれても、その後ＨＥＭＳ１１の管理下に戻れば、ＨＥＭＳ１１が作成した計画どおりの充放電が可能である。つまりバッテリ２の充放電計画が破綻することが防止される。

車両１の記憶装置３に格納されるバッテリ２の残量計画は、最新のものであることが望ましい。よって車両１がＨＥＭＳ１１からバッテリ２の残量計画をダウンロードするタイミングは、車両１が住宅１０から出発する直前、例えば車両１が充放電コントローラ１２から切断されるときが好ましい。しかし記憶装置３に格納されるデータが適切に更新されればそのタイミングは任意でよく、例えばＨＥＭＳ１１が新たな充放電計画を作成するごとにダウンロードしてもよいし、一定の間隔で定期的にダウンロードしてもよい。

車両１の主ＥＭＳは住宅用ＥＭＳ（ＨＥＭＳ）でなくてもよい。例えば、車両１が、企業所有の社用車であれば工場用ＥＭＳ（ＦＥＭＳ）やビル用ＥＭＳ（Building Energy Management System；ＢＥＭＳ）が主ＥＭＳとなる。

また車両１のバッテリ２に接続される充放電コントローラ（図１の充放電コントローラ１２，２２に相当）は、全てが充電と放電の両方の機能を有しなくてよく、その片方の機能を有するものが含まれていてもよい。またＥＭＳによる制御を受け付けるものであれば、車両１に搭載された充放電コントローラでもよい。

［変形例１］
以上の説明では、車両１がＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）からダウンロードして記憶装置３に格納し、ＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）へアップロードすることにより、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１とで共有化される情報は、バッテリ２の残量計画（図５）としたが、それに代えてバッテリ２の充放電計画（図３）と車両１および利用計画（図４）の情報を共有化してもよい。バッテリ２の残量計画はバッテリ２の充放電計画および車両１の利用計画から導出できる。よって、ＦＥＭＳ２１が自らそれを導出することによって、上記と同様の動作が可能である。

このようにバッテリ２の充放電計画と車両１の利用計画とを個別にＦＥＭＳ２１にアップロードする場合、ユーザはアップロード後にＦＥＭＳ２１を介して車両１の利用計画のみを修正することが容易になる。ＦＥＭＳ２１は、車両１の利用計画が変更されると、それに合わせてバッテリ２の残量計画を修正する。

例えばユーザが車両１の利用計画を変更し、工場２０からの帰りの走行予定距離が長くなった場合、ＦＥＭＳ２１は、その変更が帰宅後のバッテリ２の充放電計画（ＨＥＭＳ１１が作成した充放電計画）に影響しないように、バッテリ２に残す充電残量を増やす。ＨＥＭＳ１１が作成した充放電計画は、ＦＥＭＳ２１にアップロードされているため、ＦＥＭＳ２１はそのような適切な修正を行うことができる。

［変形例２］
車両１の記憶装置３に格納する情報には、当該車両１を管理下に置ける従ＥＭＳを限定する情報を含ませてもよい。例えば、ユーザの勤務先の従ＥＭＳの管理下に置かれることは許容するが、公共の従ＥＭＳの管理下に置かれることは禁止する（管理下でない単純な充電のみを許容する）、などの情報である。

これにより、車両１のユーザの個人情報（充放電計画もその一つに当たる可能性もある）が、不特定の従ＥＭＳにアップロードされることを防止でき、セキュリティ上の問題の発生を防止できる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、バッテリ２の残量計画をＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）からＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）へ受け渡す情報伝達手段として、車両１に搭載した記憶装置３を用いたが、実施の形態２では、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１とが通信により直接情報をやりとりする形態を示す。

図９は、本発明の実施の形態２に係る充放電システムの構成図である。同図において、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ので、ここではそれらの詳細については説明を省略する。

本実施の形態では、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１とがそれぞれ通信装置１５，２５を利用して相互通信を行い、それによってＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へバッテリ２の残量計画が伝達される。通信装置１５，２５の通信方式は任意でよく、広域の無線通信網（例えば携帯電話回線）や有線通信網（例えば固定電話回線やインターネット網）を利用することが考えられる。

ユーザは車両１を運転して工場２０に到着すると、車両１を充放電コントローラ２２に接続させ、自己の住宅１０のＨＥＭＳ１１を特定するアドレス（例えば電話番号やメールアドレス、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス等）をＦＥＭＳ２１に入力する。応じて、ＦＥＭＳ２１はＨＥＭＳ１１との通信を行う。

この通信では、まずＦＥＭＳ２１は、ＨＥＭＳ１１に対しバッテリ２の残量計画を問い合わせる（バッテリ２の残量計画の送信を要求する）。ＨＥＭＳ１１は、その問い合わせを受けると、自己が作成したバッテリ２の残量計画をＦＥＭＳ２１へ送信する。ＦＥＭＳ２１は、受信したバッテリ２の残量計画を保存する。その結果、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１とでバッテリ２の残量計画が共有化される。このように本実施の形態では、通信装置１５，２５が、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へ情報（バッテリ２の残量計画）の受け渡しを行う情報伝達手段として機能している。

その後、ＦＥＭＳ２１は、ＨＥＭＳ１１から受信したバッテリ２の残量計画を参照しつつ、実施の形態１と同様に車両１のバッテリ２の充放電を行う。すなわちＦＥＭＳ２１は、工場２０内の電力需要が平滑化されるようにバッテリ２の充放電を行うが、車両１がＦＥＭＳ２１の管理から離れる予定時刻までに、バッテリ２の残量をその充放電計画の値に合わせる。

その結果、車両１が住宅１０のＨＥＭＳ１１の管理下に戻った後でも、ＨＥＭＳ１１が作成した計画どおりの充放電が可能になり、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、ＨＥＭＳ１１がバッテリ２の充電残量情報をＦＥＭＳ２１に送信するタイミング（ＦＥＭＳ２１がＨＥＭＳ１１に送信を要求するタイミング）は任意でよいが、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１との間でいち早く情報が共有されるように、車両１が充放電コントローラ２２に接続されるときが好ましい。

［変形例１］
上の説明では、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）との通信は、ユーザがＨＥＭＳ１１のアドレスをＦＥＭＳ２１に入力し、ＦＥＭＳ２１からＨＥＭＳ１１にアクセスすることによって開始されるものとした。しかしＦＥＭＳ２１のアドレスが分かっていれば、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へアクセスして、予めＦＥＭＳ２１へバッテリ２の残量計画を送信してもよい。これにより、車両１のユーザがＦＥＭＳ２１にＨＥＭＳ１１のアドレスを入力する手間を省略でき、アドレスの入力ミスの心配もない。

その場合、車両１の利用計画の情報に「行き先」の情報を含ませるとよい。ＨＥＭＳ１１は、自己が保持している車両１の利用計画から、車両１の時間帯ごとの行き先を知ることができるため、車両１が各行き先に到着する前に、その行き先にある従ＥＭＳに車両１のバッテリ２の残量計画を送信することができる。特に、車両１が複数の目的地を辿る場合に有効である。

［変形例２］
本実施の形態では、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とが通信装置１５，２５を用いて情報を直接やりとりするため、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へ情報（バッテリ残量計画等）を送るだけでなく、逆にＦＥＭＳ２１からＨＥＭＳ１１へ情報を送ることも可能である。

例えばＦＥＭＳ２１からＨＥＭＳ１１へ、バッテリ２の充放電計画の変更依頼およびその変更内容を送信することにより、住宅１０におけるバッテリ２の充放電計画の変更を工場２０から実行できるなど、充放電システムの多機能化を図ることができる。

［変形例３］
本実施の形態においても、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とで共有する情報は、バッテリ２の充放電計画（図３）と車両１の利用計画（図４）の情報としてもよい。実施の形態１の変形例１と同様の効果が得られる。

＜実施の形態３＞
図１０は、本発明の実施の形態３に係る充放電システムの構成図である。同図において、図１および図９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、ここではそれらの詳細については説明を省略する。

図１０の充放電システムは、実施の形態２の構成に加え、車両１に記憶装置３を搭載した構成となっている。実施の形態１でも車両１に記憶装置３を搭載していたが、実施の形態３とはそこに格納する情報が異なる。すなわち実施の形態３では、車両１の記憶装置３には、主ＥＭＳであるＨＥＭＳ１１を特定するアドレス（例えば電話番号、メールアドレス、ＩＰアドレス等）を格納する。

車両１は、住宅１０を出発する前に、主ＥＭＳであるＨＥＭＳ１１からそのアドレスをダウンロードして記憶装置３に格納する。車両１は、工場２０に到着して充放電コントローラ２２に接続されると、記憶装置３に格納されているＨＥＭＳ１１のアドレスを自動的にＦＥＭＳ２１へとアップロードする。するとＦＥＭＳ２１は、アップロードされたアドレスに基づき、通信装置１５，２５を通して住宅１０のＨＥＭＳ１１との通信を実行する。以降の動作は実施の形態２と同様である。

本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる上、ユーザがＦＥＭＳ２１にＨＥＭＳ１１のアドレスを入力する手間を省略できる。この効果は実施の形態２の変形例１と同様であるが、本実施の形態ではＨＥＭＳ１１に予め車両１の行き先を登録しておく必要がないため、ユーザの作業負担はより軽減される。

本実施の形態でも、ＨＥＭＳ１１が作成したバッテリ２の充電残量情報をＦＥＭＳ２１に取得させるタイミングは任意でよいが、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１との間でいち早く情報が共有されるように、車両１が充放電コントローラ２２に接続されるときが好ましい。

［変形例１］
ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とが通信装置１５，２５を用いて行う通信において、その秘匿性を確保するために暗号化通信を行う場合、車両１の記憶装置３にその復号化キー（パスワード等）を記憶させてもよい。復号化に必要な復号化キーの伝達が、一般回線を用いた通信ではなく車両１による運搬によって行われるため、復号化キーの漏洩を確実に防止できセキュリティ性が向上する。

［変形例２］
本実施の形態でも、実施の形態２と同様にＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とが通信装置１５，２５を用いて情報を直接やりとりするため、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へ情報（バッテリ残量計画等）を送るだけでなく、逆にＦＥＭＳ２１からＨＥＭＳ１１へ情報を送ることも可能である。

例えばＦＥＭＳ２１からＨＥＭＳ１１へ、バッテリ２の充放電計画の変更依頼およびその変更内容を送信することにより、住宅１０におけるバッテリ２の充放電計画の変更を工場２０から実行できるなど、充放電システムの多機能化を図ることができる。

［変形例３］
本実施の形態においても、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とで共有する情報は、バッテリ２の充放電計画（図３）と車両１の利用計画（図４）の情報としてもよい。実施の形態１の変形例１と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態４＞
図１１は、本発明の実施の形態４に係る充放電システムの構成図である。当該充放電システムは、実施の形態３とほぼ同様の構成であるが、住宅１０の通信装置１５と工場２０の通信装置２５とが直接通信するのではなく、その間にデータセンター４０が介在している。データセンター４０は、通信装置１５，２５との通信を行う通信装置４２と、ＨＥＭＳ１１やＦＥＭＳ２１から受信した各種の情報を蓄積する記憶装置４１とを備える、一種の情報サーバーである。

ＨＥＭＳ１１は、自己が作成したバッテリ充放電計画や、ユーザが入力した車両１の利用計画、またそれらを元に作成したバッテリ残量計画などをデータセンター４０にアップロードする。なお、データセンター４０は多数の需要者のＥＭＳに開かれたものであり、データセンター４０にアップロードされた各種の情報は、その情報の発信元を特定できるアドレス（管理ナンバー等）に対応付けされて記憶装置４１に蓄積される。

車両１は、住宅１０を出発する前に、主ＥＭＳであるＨＥＭＳ１１から、そのアドレスの情報をダウンロードして記憶装置３に格納する。そして車両１は、工場２０に到着して充放電コントローラ２２に接続されると、記憶装置３に格納されているＨＥＭＳ１１のアドレスを自動的にＦＥＭＳ２１へと送信する。

ＦＥＭＳ２１は、そのアドレスに基づき、通信装置２５を用いてデータセンター４０にアクセスし、当該ユーザの住宅１０のＨＥＭＳ１１がアップロードしたバッテリ２の残量計画をダウンロードする。これにより、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１とでバッテリ２の残量計画が共有化される。以降の動作は実施の形態２と同様である。このように本実施の形態では、データセンター４０およびそれとの通信を行う通信装置１５，２５が、ＨＥＭＳ１１からＦＥＭＳ２１へと情報を伝達する情報伝達手段として機能している。

本実施の形態は、ＨＥＭＳ１１とＦＥＭＳ２１との間の情報のやりとりがデータセンター４０を介して行われることを除いて、基本的に実施の形態３と同様であり、それと同様の効果が得られる。

また本実施の形態のように、多数の需要家のＥＭＳに開かれたデータセンター４０を充放電システムに組み込むことにより、データセンター４０には各需要家の充放電計画や各車両の利用計画の情報が多く集まることになる。データセンター４０の管理者は、それら多くの情報を解析することにより、多数の需要家のＥＭＳの統合的な管理や、地域ごとに特化した電力需要計画の策定など、広い視野での電力需給の管理が可能になる。それにより電力需要の更なる平滑化が期待できる。

［変形例１］
ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）およびＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）が、データセンター４０と行う通信において、その秘匿性を確保するために暗号化通信を行う場合、車両１の記憶装置３にその復号化キー（パスワード等）を記憶させてもよい。復号化に必要な復号化キーの伝達が、一般回線を用いた通信ではなく車両１による運搬によって行われるため、復号化キーの漏洩を確実に防止できセキュリティ性が向上する。

［変形例２］
本実施の形態においても、ＨＥＭＳ１１（主ＥＭＳ）とＦＥＭＳ２１（従ＥＭＳ）とで共有する情報は、バッテリ２の充放電計画（図３）と車両１の利用計画（図４）の情報としてもよい。実施の形態１の変形例１と同様の効果を得ることができる。

１ 車両、２ バッテリ、３ 記憶装置、１０ 住宅、１１ ＨＥＭＳ、１２ 充放電コントローラ、１３ 太陽光発電装置、１４ 負荷、１５ 通信装置、２０ 工場、２１ ＦＥＭＳ、２２ 充放電コントローラ、２３ 太陽光発電装置、２４ 負荷、２５ 通信装置、３０ 電力会社、４０ データセンター、４１ 記憶装置、４２ 通信装置。

Claims (22)

1. バッテリを搭載する電動車両と、
   前記電動車両の利用計画を保持すると共に、前記バッテリの充放電計画を作成する第１ＥＭＳ（エネルギーマネジメントシステム）と、
   前記第１ＥＭＳに制御され、前記バッテリの充放電計画に則り前記バッテリの充電および放電の少なくとも片方を行う第１充放電コントローラと、
   前記第１ＥＭＳとは異なる第２ＥＭＳと、
   前記第２ＥＭＳに制御され、前記バッテリの充電および放電の少なくとも片方が可能な第２充放電コントローラと、
   前記第１ＥＭＳから前記第２ＥＭＳへ、所定の情報の受け渡しを行う情報伝達手段とを備え、
   前記所定の情報は、前記電動車両の利用計画および前記バッテリの充放電計画、またはその両者から得られる前記バッテリの残量計画を含み、
   前記バッテリが前記第２充放電コントローラに接続されているとき、前記第２ＥＭＳは、前記情報伝達手段を介して前記第１ＥＭＳから取得した前記所定の情報に基づいて、前記第１ＥＭＳが作成した前記バッテリの充放電計画が破綻しないように前記バッテリの充放電を制御する
   ことを特徴とするバッテリ充放電システム。
2. 前記電動車両は、前記所定の情報を格納可能な記憶装置をさらに備え、
   前記記憶装置が、前記情報伝達手段として機能する
   請求項１記載のバッテリ充放電システム。
3. 前記電動車両は、前記所定の情報を前記第１ＥＭＳから取得し、前記第２ＥＭＳに提供することが可能な通信装置をさらに備える
   請求項２記載のバッテリ充放電システム。
4. 前記第１ＥＭＳが外部との通信を行うための第１通信装置と、
   前記第２ＥＭＳが外部との通信を行うための第２通信装置とをさらに備え、
   前記第１ＥＭＳと前記第２ＥＭＳは、前記第１および第２通信装置を介して通信可能であり、
   前記第１および第２通信装置が、前記情報伝達手段として機能する
   請求項１記載のバッテリ充放電システム。
5. 前記電動車両は、前記第２ＥＭＳが行う通信において前記第１ＥＭＳを示すアドレスを格納する記憶装置をさらに備え、
   前記第２ＥＭＳは、前記記憶装置から前記アドレスを取得することにより前記第１ＥＭＳに対する通信が可能になる
   請求項４記載のバッテリ充放電システム。
6. 前記第１および第２通信装置は暗号化通信を行い、
   前記暗号化通信の復号化キーは前記記憶装置に格納され、
   前記第２ＥＭＳは、前記記憶装置から前記アドレスと共に前記復号化キーを取得する
   請求項５記載のバッテリ充放電システム。
7. 前記第１ＥＭＳが外部との通信を行うための第１通信装置と、
   前記第２ＥＭＳが外部との通信を行うための第２通信装置と、
   第１ＥＭＳが前記第１通信装置を介して前記所定の情報をアップロード可能であり、且つ前記第２ＥＭＳが前記第２通信装置を介して前記所定の情報をダウンロード可能なデータセンターとをさらに備え、
   前記第１および第２通信装置並びに前記データセンターが、前記情報伝達手段として機能する
   請求項１記載のバッテリ充放電システム。
8. 前記電動車両は、前記第１ＥＭＳが前記データセンターにアップロードした情報を示すアドレスを格納する記憶装置をさらに備え、
   前記第２ＥＭＳは、前記バッテリが前記第２充放電コントローラに接続されているとき前記記憶装置から前記アドレスを取得し、当該アドレスに基づいて前記データセンターに対する通信を行うことで前記第１ＥＭＳがアップロードした前記所定の情報を取得する
   請求項７記載のバッテリ充放電システム。
9. 前記第２ＥＭＳと前記データセンターとは暗号化通信を行い、
   前記暗号化通信の復号化キーは、前記記憶装置に格納されており、
   前記第２ＥＭＳは、前記バッテリが前記第２充放電コントローラに接続されているとき、前記記憶装置から前記復号化キーを取得する
   請求項８記載のバッテリ充放電システム。
10. 電動車両の利用計画を保持する手段と、
    前記電動車両のバッテリの充放電計画を作成する手段と、
    前記電動車両の利用計画および前記バッテリの充放電計画、またはその両者から得られる前記バッテリの残量計画を外部に出力する情報出力手段とを備える
    ことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
11. 前記情報出力手段は、当該エネルギーマネジメントシステムの管理下にある電動車両との通信装置である
    請求項１０記載のエネルギーマネジメントシステム。
12. 前記情報出力手段は、他のエネルギーマネジメントシステムとの通信装置である
    請求項１０記載のエネルギーマネジメントシステム。
13. 前記情報出力手段は、複数のエネルギーマネジメントシステムがアクセス可能なデータセンターとの通信装置である
    請求項１０記載のエネルギーマネジメントシステム。
14. 他のエネルギーマネジメントシステムが作成した、電動車両の利用計画および前記電動車両のバッテリの充放電計画、または前記バッテリの残量計画を取得する情報取得手段を備え、
    前記電動車両のバッテリの充放電を、前記バッテリの充放電計画が破綻しないように制御する
    ことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
15. 前記情報取得手段は、当該エネルギーマネジメントシステムの管理下にある電動車両との通信装置である
    請求項１４記載のエネルギーマネジメントシステム。
16. 前記情報取得手段は、他のエネルギーマネジメントシステムとの通信装置である
    請求項１４記載のエネルギーマネジメントシステム。
17. 前記情報取得手段は、複数のエネルギーマネジメントシステムがアクセス可能なデータセンターとの通信装置である
    請求項１４記載のエネルギーマネジメントシステム。
18. バッテリと、
    記憶装置と、
    前記バッテリの充放電を管理するＥＭＳ（エネルギーマネジメントシステム）との通信を行う通信装置と
    を備える電動車両であって、
    前記通信手段は、特定のＥＭＳの管理下にあるときは前記特定のＥＭＳから前記所定の情報を取得して前記記憶装置に格納し、他のＥＭＳの管理下にあるときは前記記憶装置に格納されている前記所定の情報を前記他のＥＭＳに提供し、
    前記所定の情報は、当該電動車両の利用計画および前記バッテリの充放電計画、またはその両者から得られる前記バッテリの残量計画を含む
    ことを特徴とする電動車両。
19. バッテリと、
    記憶装置と、
    前記バッテリの充放電を管理するＥＭＳ（エネルギーマネジメントシステム）との通信を行う通信装置と
    を備える電動車両であって、
    前記通信手段は、特定のＥＭＳの管理下にあるときは前記特定のＥＭＳから前記所定の情報を取得して前記記憶装置に格納し、他のＥＭＳの管理下にあるときは前記記憶装置に格納されている前記所定の情報を前記他のＥＭＳに提供し、
    前記所定の情報は、ＥＭＳ間で行われる通信において前記特定のＥＭＳを示すアドレスを含む
    ことを特徴とする電動車両。
20. 前記ＥＭＳ間で行われる通信は暗号化通信であり、
    前記所定の情報は、前記暗号化通信における複合化キーをさらに含む
    請求項１９記載の電動車両。
21. バッテリと、
    記憶装置と、
    前記バッテリの充放電を管理するＥＭＳ（エネルギーマネジメントシステム）との通信を行う通信装置と
    を備える電動車両であって、
    前記通信手段は、特定のＥＭＳの管理下にあるときは前記特定のＥＭＳから前記所定の情報を取得して前記記憶装置に格納し、他のＥＭＳの管理下にあるときは前記記憶装置に格納されている前記所定の情報を前記他のＥＭＳに提供し、
    前記所定の情報は、ＥＭＳが複数のＥＭＳからアクセス可能なデータセンターとの間で行う通信において前記特定のＥＭＳがアップロードした情報を示すアドレスを含む
    ことを特徴とする電動車両。
22. 前記ＥＭＳが複数のＥＭＳからアクセス可能なデータセンターとの間で行う通信は暗号化通信であり、
    前記所定の情報は、前記暗号化通信における複合化キーをさらに含む
    請求項２１記載の電動車両。

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