JP2021027696A - 充電制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力平準化の要請に対して応答性の高い充電の実施を可能とする。【解決手段】ＥＣＵは、コネクタが接続され、かつ、スリープ状態であると判定され（Ｓ２００にてＹＥＳ）、次回のＤＲ開始時刻が確定している場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、充電システムの起動時刻を推定するステップと、次回のＤＲ開始時刻が確定していない場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、次回のＤＲ開始時刻を推定するステップ（Ｓ２０４）と、起動時刻に到達した場合に（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、充電システムを起動するステップ（Ｓ２１０）と、ＤＲ信号を受信する場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、ＤＲ要請に従った充電制御を実行するステップ（Ｓ２１４）とを含む、処理を実行する。【選択図】図４

Description

本開示は、電力平準化の要請に応じて外部の電力網から供給される電力を用いて車載の蓄電装置を充電する充電制御システムに関する。

従来、工場あるいは住宅に駐車する電動車両に搭載された蓄電装置などの小規模のエネルギーリソースをサーバ等を用いて遠隔・統合制御することであたかも一つの発電所のように機能するバーチャルパワープラント（以下、ＶＰＰと記載する）が公知である。このＶＰＰにおいては、たとえば、電動車両に搭載された蓄電装置の充放電を行なうことにより電力網における電力の需要量を変化させて電力需要の平準化が可能になる。

電動車両と電力網とは、たとえば、電動車両の外部に設けられる充放電器を介して車載の蓄電装置が充電可能に接続される。

特開２０１３−１８８１０３号公報（特許文献１）には、たとえば、充放電の実施スケジュールが予め設定された電動車両が車両外部の充放電器の所定範囲内に近づいたときに充放電器を起動させることによって、無駄な待機電力を削減する技術が開示される。

特開２０１３−１８８１０３号公報

しかしながら、電動車両において車載の蓄電装置の充電を開始するために実行される処理が完了していない場合には、サーバから電力需要の平準化のため充電の要請に対して応答が遅れ、適切なタイミングで充電を実施できない場合がある。その結果、電力需要の平準化が適切に図れない場合がある。特許文献１には、上述の課題について考慮されていない。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力平準化の要請に対して応答性の高い充電の実施を可能とする充電制御システムを提供することである。

本開示のある局面に係る充電制御システムは、蓄電装置と、車両外部の電力網から供給される電力を用いて蓄電装置を充電可能に構成される充電装置と、充電装置を制御する制御装置とを備える電動車両と、電動車両に対して電力網における電力平準化の要請に従う蓄電装置の充電を指示可能に構成されるサーバとを備える。制御装置は、要請によって蓄電装置の充電が開始される時刻である開始時刻よりも前に蓄電装置の充電が可能な状態になるように充電装置を作動させる。開始時刻は、要請の履歴を用いて推定される開始時刻と、電力平準化の要請元から予め予告された開始時刻とのうちのいずれかを含む。

このようにすると、電力平準化の要請によって蓄電装置の充電が開始される時刻よりも前に、充電装置が蓄電装置の充電が可能な状態になるため、開始時刻において速やかに蓄電装置の充電を行なうことができる。そのため、サーバからの充電の要請に対して応答性の高い蓄電装置の充電を実施することができる。

本開示によると、電力平準化の要請に対して応答性の高い充電の実施を可能とする充電制御システムを提供することができる。

本開示の実施の形態に係る充電制御システムを含むＶＧＩシステムの構成の一例を示す図である。 ＶＧＩシステムの通信系統図である。 ＥＶの構成の一例を示す図である。 サーバおよびＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。 変形例におけるサーバおよびＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本開示の実施の形態に係る充電制御システムを含むＶＧＩ（Vehicle Grid Integration）システム１の構成の一例を示す図である。本実施の形態では、充電制御システムが下位アグリゲータＥ３に含まれるサーバとＥＶ５０とによって構成される場合を一例として説明する。図１を参照して、ＶＧＩシステム１は、電力会社Ｅ１と、上位アグリゲータＥ２と、下位アグリゲータＥ３とを含む。

電力会社Ｅ１は、発電および電力の供給を行なう。電力会社Ｅ１は、サーバ１０と、発電所１１と、送配電設備１２と、スマートメータ１３とを含む。

発電所１１は、電気を発生させるための発電装置を備え、発電装置によって生成された電力を送配電設備１２に供給するように構成される。送配電設備１２は、送電線、変電所、および配電線を含み、発電所１１から供給される電力の送電および配電を行なうように構成される。発電所１１および送配電設備１２によって電力系統（電力網）が構築されている。

スマートメータ１３は、所定時間経過ごとに電力使用量を計測し、計測した電力使用量を記憶するとともにサーバ１０へ送信するように構成される。

上位アグリゲータＥ２に属する各事業者（以下、「親ＡＧ」とも称する）は、下位アグリゲータＥ３に属する複数の事業者（以下、「子ＡＧ」とも称する）を管理し、管轄内の子ＡＧが制御した電力量を束ねることによってエネルギーマネジメントサービスを提供する。

サーバ１０は、管轄内の複数の親ＡＧ（たとえば、サーバ１０に登録された親ＡＧ）の情報を管理するように構成される。上位アグリゲータＥ２は、親ＡＧごとに設けられた複数のサーバ（たとえば、サーバ２０Ａ〜２０Ｃ）を含む。以下、区別して説明する場合を除いて、上位アグリゲータＥ２に含まれる各サーバを「サーバ２０」と記載する。図１には、一例として３個のサーバ２０（サーバ２０Ａ〜２０Ｃ）が示されている。

上位アグリゲータＥ２に含まれる各サーバ２０は、管轄内の複数の子ＡＧ（たとえば、サーバ２０に登録された子ＡＧ）の情報を管理するように構成される。下位アグリゲータＥ３に属する各事業者（子ＡＧ）は、ＤＲ信号（デマンドレスポンス信号）によって各需要家に電力平準化（すなわち、電力需要の抑制または増加）を要請することにより電力量を制御する。下位アグリゲータＥ３は、子ＡＧごとに設けられた複数のサーバ（たとえば、サーバ３０Ａ〜３０Ｃ）を含む。以下、区別して説明する場合を除いて、下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバを「サーバ３０」と記載する。図１に示すサーバ３０Ａ〜３０Ｃは、共通のサーバ２０（たとえば、サーバ２０Ｂ）によって管理される。図１には、一例として３個のサーバ３０（サーバ３０Ａ〜３０Ｃ）が示されている。

図１に示すＶＧＩシステム１において子ＡＧ（ひいては、サーバ３０）が管理する需要家は、ＥＶ（電気自動車）である。ＥＶは、ＥＶＳＥ（車両用給電設備）から電力の供給を受けることができる。この実施の形態において、ＶＧＩシステム１は、たとえば、住宅内に設置されたＡＣ方式（交流電力供給方式）のＥＶＳＥ（たとえば、普通充電器）を含む。なお、ＶＧＩシステム１は、ＡＣ方式のＥＶＳＥと、ＤＣ方式（直流電力供給方式）のＥＶＳＥ（たとえば、急速充電器）とのうちの少なくともいずれかを含んでいればよい。また、ＥＶＳＥは、たとえば、ＨＥＭＳ−ＧＷ（Home Energy Management System−GateWay）によって管理される。

ＶＧＩシステム１は、ＥＶＳＥ、ＥＶ、およびＨＥＭＳ−ＧＷの各々を複数含む（図１には、各々１つのみ図示）。以下、区別して説明する場合を除いて、ＶＧＩシステム１に含まれる各ＥＶＳＥ、各ＥＶ、各ＨＥＭＳ−ＧＷを、それぞれ「ＥＶＳＥ４０」、「ＥＶ５０」、「ＨＥＭＳ−ＧＷ６０」と記載する。

下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバ３０は、管轄内の複数のＥＶ５０（たとえば、サーバ３０に登録されたＥＶ）の情報を管理するように構成される。ＥＶ５０を識別するための識別情報（以下、「車両ＩＤ」とも称する）がＥＶ５０ごとに付与されている。サーバ３０は、ＥＶ５０ごとの情報を車両ＩＤで区別して管理している。また、下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバ３０は、管轄内の各ＨＥＭＳ−ＧＷ６０（たとえば、サーバ３０に登録されたＨＥＭＳ−ＧＷ）と通信可能に構成され、管轄内のＥＶＳＥ４０（たとえば、サーバ３０に登録されたＥＶＳＥ）の状態をＨＥＭＳ−ＧＷ６０から取得するように構成される。ＨＥＭＳ−ＧＷ６０は、サーバ３０から情報（たとえば、後述するＤＲ信号）を受信するとともに、ＥＶＳＥ４０の状態をサーバ３０へ送信するように構成される。

ＥＶＳＥ４０は、スマートメータ１３を介して電力会社Ｅ１の電力系統に接続されている。ＥＶＳＥ４０における電力使用量（たとえば、ＥＶの充電に使用した電力量）は、スマートメータ１３によって計測され、サーバ１０へ送信される。スマートメータ１３は、ＶＧＩシステム１に含まれるＥＶＳＥ４０ごとに設けられている。ＶＧＩシステム１に含まれる各ＥＶＳＥ４０は、電力会社Ｅ１によって管理されるとともに、電力会社Ｅ１から電力の供給を受けている。

以下、図２を用いて、ＶＧＩシステム１を構成する各要素の機能について説明する。図２は、ＶＧＩシステム１の通信系統図である。図２において、ＥＶ５０ＡおよびＥＶ５０Ｂの各々は、前述したＥＶ５０（図１）の一例に相当する。ただし、ＥＶ５０Ａは、たとえば、ＥＶＳＥ４０が設置された住宅の駐車スペースに駐車した状態で、充電ケーブルを介してＥＶＳＥ４０と電気的に接続されている。一方、ＥＶ５０Ｂは走行中である。

図２を参照して、ＶＧＩシステム１では、サーバ１０とサーバ２０との間、および、サーバ２０とサーバ３０との間は、いずれも所定の通信方式で相互通信可能に構成される。

サーバ３０は、ＥＶ５０ＢおよびＨＥＭＳ−ＧＷ６０の各々と通信可能に構成される。サーバ３０とＨＥＭＳ−ＧＷ６０とは、たとえばインターネットを介して相互に通信するように構成される。サーバ３０と各ＥＶ５０（すなわち、ＥＶ５０ＡおよびＥＶ５０Ｂ）とは、たとえば、相互に無線通信するように構成される。

ＨＥＭＳ−ＧＷ６０とＥＶＳＥ４０とは、たとえば、有線または無線のＬＡＮ（Local Area Network）を介して相互通信するように構成される。ＥＶＳＥ４０とＥＶ５０Ａとは、たとえば充電ケーブルを介してＣＡＮ（Controller Area Network）またはＰＬＣ（Power Line Communication）などの通信方式で相互通信するように構成される。

ＶＧＩシステム１は、データセンタ７０と、データセンタ７０に登録された携帯端末８０とをさらに含む。

データセンタ７０は、たとえばインターネットを介してサーバ３０と通信するように構成される。データセンタ７０は、登録された複数の携帯端末８０の情報（たとえば、端末ＩＤやユーザが所有する車両の車両ＩＤなどの情報）を管理するように構成される。携帯端末８０は、たとえば、ユーザごとに携帯され、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォン等を含む。

携帯端末８０は、所定のアプリケーションソフトウェアを通じてＨＥＭＳ−ＧＷ６０およびデータセンタ７０の各々と情報のやり取りが可能に構成される。携帯端末８０は、たとえばインターネットを介してＨＥＭＳ−ＧＷ６０およびデータセンタ７０の各々との無線通信が可能に構成される。

サーバ１０は、ＤＲ（デマンドレスポンス）を利用して電力の需給バランスを調整するように構成される。サーバ１０が、こうした調整を行なうときには、まず、上位アグリゲータＥ２に含まれる各サーバ２０（たとえば、図１に示すサーバ２０Ａ〜２０Ｃ）に対してＤＲへの参加を要請するＤＲ信号（以下、「ＤＲ要請」とも称する）を送信する。ＤＲ要請には、当該ＤＲの対象となる地域、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲまたは上げＤＲ）、およびＤＲ期間が含まれる。

電力会社Ｅ１は、たとえば、電力の需要を増やしたいときに、上げＤＲへの参加を要請するＤＲ要請をサーバ１０から各サーバ２０へ送信する。たとえば、電力の需要量が、日中に多くなり、深夜に少なくなるような変化を示す傾向がある場合、電力会社Ｅ１は、深夜の時間帯に上げＤＲへの参加を上位アグリゲータＥ２に要請することにより、深夜の電力需要量を増やして、電力需要の負荷平準化を図ることができる。

サーバ２０は、サーバ１０からＤＲ要請を受信したときに、ＤＲ可能量（すなわち、ＤＲに従って調整可能な電力量）を求めてサーバ１０へ送信するように構成される。サーバ２０は、たとえば管轄内の各子ＡＧのＤＲ容量（すなわち、ＤＲ対応可能な容量）の合計に基づいてＤＲ可能量を求めることができる。サーバ２０は、たとえばサーバ３０に問い合わせることによって管轄内の各子ＡＧのＤＲ容量を取得することができる。サーバ１０は、上位アグリゲータＥ２に含まれる各サーバ２０から受信したＤＲ可能量に基づいて親ＡＧごとのＤＲ量（すなわち、親ＡＧに依頼する電力調整量）を決定し、各親ＡＧのサーバ２０にＤＲ実行を指示する信号（以下、「第１ＤＲ実行指示」とも称する）を送信する。第１ＤＲ実行指示には、当該ＤＲの対象となる地域、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲまたは上げＤＲ）、親ＡＧごとのＤＲ量、およびＤＲ期間が含まれる。

サーバ３０は、管轄内の各ＥＶ５０の状態を示す情報（たとえば、車両の位置、バッテリ残量、走行スケジュールおよび走行条件）を各ＥＶ５０から逐次取得し、保存するように構成される。こうしたデータが蓄積されることによって、管轄内の各ＥＶ５０の充電履歴および走行履歴がサーバ３０に保存されることになる。また、サーバ３０は、管轄内の各ＥＶＳＥ４０の状態を示す情報（たとえば、充電中であるか否かを示す情報、充電スケジュール、充電条件）を、各ＥＶＳＥ４０に接続される各ＨＥＭＳ−ＧＷ６０から逐次取得し、保存するように構成される。こうしたデータが蓄積されることによって、管轄内の各ＥＶＳＥ４０の充電履歴がサーバ３０に保存されることになる。

サーバ３０は、サーバ２０から前述の問合せがあった場合に、上述したＥＶ５０、ＥＶＳＥ４０、およびユーザの各々に関する情報に基づいて当該サーバ３０に対応する子ＡＧのＤＲ容量を求めて、そのＤＲ容量をサーバ２０へ送信するように構成される。サーバ２０は、サーバ１０から前述の第１ＤＲ実行指示を受信すると、下位アグリゲータＥ３に含まれる各サーバ３０から受信したＤＲ容量に基づいて子ＡＧごとのＤＲ量（すなわち、子ＡＧに調整を依頼する電力量）を決定し、各子ＡＧのサーバ３０にＤＲ実行を指示する信号（以下、「第２ＤＲ実行指示」とも称する）を送信する。第２ＤＲ実行指示には、当該ＤＲの対象となる地域、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲまたは上げＤＲ）、子ＡＧごとのＤＲ量、およびＤＲ期間が含まれる。

サーバ３０は、第２ＤＲ実行指示を受信すると、管轄内のＥＶ５０のうちＤＲ対応可能な各ＥＶ５０に対してＤＲ量の割当てを行ない、ＤＲへの参加車両となるＥＶ５０ごとのＤＲ信号を作成するとともに各ＥＶ５０にＤＲ信号を送信する。ＤＲ信号には、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲまたは上げＤＲ）、ＥＶ５０ごとのＤＲ量、およびＤＲ期間が含まれる。

図３は、ＥＶ５０の構成の一例を示す図である。図３を参照して、ＥＶ５０は、ＭＧ（Motor Generator）５１と、動力伝達ギア５２と、駆動輪５３と、ＰＣＵ（Power Control Unit５４と、ＳＭＲ（System Main Relay）５５と、充電システム５８と、インレット５９と、バッテリ１１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００と、通信装置２１０とを備える。ＥＣＵ２００は、充電装置５６を用いてＥＶ５０の充電制御を行なうように構成される。

バッテリ１１０は、走行用の電力を蓄電するように構成される蓄電装置である。バッテリ１１０は、たとえばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池のような二次電池を含む。二次電池は、単電池であってもよいし、組電池であってもよい。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタのような他の蓄電装置を採用してもよい。

バッテリ１１０とＰＣＵ５４とは、電源線ＰＬ１，ＮＬ１によって接続される。電源線ＰＬ１，ＮＬ１の途中にＳＭＲ５５が設けられる。電源線ＰＬ１におけるＳＭＲ５５とバッテリ１１０との間の位置に電源線ＰＬ２の一方端が接続される。また、電源線ＮＬ１におけるＳＭＲ５５とバッテリ１１０との間の位置に電源線ＮＬ２の一方端が接続される。電源線ＰＬ２，ＮＬ２の各他方端は、充電装置５６に接続される。電源線ＰＬ２，ＮＬ２の各一方端と、各他方端との間には、充電リレー５７が設けられる。

充電システム５８は、充電リレー５７と、充電装置５６とを含む。充電リレー５７は、充電装置５６とバッテリ１１０との間を接続状態（閉状態）と、遮断状態（開状態）とのうちのいずれか一方から他方の状態に切り替え可能に構成される。充電リレー５７は、たとえば、充電装置５６を用いた充電制御の実行が要求される場合に接続状態になるように制御される。また、充電リレー５７は、たとえば、充電装置５６を用いた充電制御の実行が要求されていない場合に遮断状態になるように制御される。

インレット５９は、ＥＶＳＥ４０に設けられる充電コネクタと接続可能な形状を有する。インレット５９に充電コネクタが接続されると、ＥＶ５０の外部の電力網からインレット５９を経由して充電装置５６に交流電力が供給可能な状態になる。

充電装置５６は、インレット５９と充電リレー５７との間に設けられる。充電装置５６は、インレット５９を経由して電力網から受電した交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力をバッテリ１１０に供給するように構成される。

充電システム５８は、ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて動作する。充電システム５８は、たとえば、ＥＣＵ２００から起動要求を受けると、充電リレー５７を接続状態にするとともに充電装置５６のスリープ状態（あるいは、作動停止状態）から復帰し、電力網からの交流電力を用いたバッテリ１１０の充電が可能な状態になる。このとき、充電装置５６は、ＥＣＵ２００からＤＲ要請に従ったバッテリ１１０の充電指示に対して速やかにバッテリ１１０の充電が可能な状態になる。

ＳＭＲ５５は、バッテリ１１０とＰＣＵ５４との間を接続状態（閉状態）と、遮断状態（開状態）とのうちのいずれか一方から他方の状態に切り替え可能に構成される。ＳＭＲ５５は、ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて動作する。ＳＭＲ５５が接続状態（閉状態）であるときにはバッテリ１１０とＰＣＵ５４との間で電力の授受を行なうことが可能になる。一方、ＳＭＲ５５が遮断状態（開状態）であるときにはバッテリ１１０とＰＣＵ５４との間で電力の授受を行なうことができなくなる。ＳＭＲ５５は、ＥＶ５０の走行時に接続状態になるように制御される。また、ＳＭＲ５５は、ＥＶ５０の駐車時や電力網から供給される電力を用いた充電時においては遮断状態になるように制御される。

ＭＧ５１は、たとえば三相交流モータジェネレータである。ＭＧ５１は、ＰＣＵ５４によって駆動され、駆動輪５３を回転させるように構成される。ＰＣＵ５４は、たとえば、制御装置と、インバータと、コンバータと（いずれも図示せず）を含んで構成される。ＰＣＵ５４の制御装置は、ＥＣＵ２００からの指示（制御信号）を受信し、その指示に従ってＰＣＵ５４のインバータおよびコンバータを制御するように構成される。ＭＧ５１の出力トルクは、減速機の役割を果たす動力伝達ギア５２を介して駆動輪５３に伝達される。ＭＧ５１は、バッテリ１１０からＰＣＵ５４のインバータおよびコンバータを経て供給される電力を用いてＥＶ５０の走行駆動力を発生させるように構成される。また、ＭＧ５１は、回生発電を行ない、発電した電力をバッテリ１１０に供給するように構成される。ＥＶ５０の駆動方式は任意であり、たとえば前輪駆動であってもよいし、４輪駆動であってもよい。図３ではＭＧが１つだけ設けられる構成が示されるが、ＭＧの数はこれに限定されず、ＭＧを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。

バッテリ１１０の状態（たとえば、温度、電流、および電圧）は、たとえば、図示しない各種センサによって検出され、その検出結果がＥＣＵ２００に出力される。ＥＣＵ２００は、各種センサの検出結果を用いてバッテリ１１０の状態（たとえば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ（State Of Charge）、および内部抵抗）を取得することができる。

ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリとを含んで構成される。メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および、書き換え可能な不揮発性メモリを含む。メモリ（たとえば、ＲＯＭ）に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。ＥＣＵ２００は、各種センサから受ける信号、ならびに、メモリに記憶されたマップ、数式、および各種パラメータやプログラムに基づいて、ＥＶ５０が所望の状態となるように各機器を制御する。ＥＣＵ２００が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。なお、本実施の形態においては、１つのＥＣＵ２００によって各種制御を実行するものとして説明するが、たとえば、制御ごとに複数のＥＣＵが設定されてもよい。

通信装置２１０は、サーバ３０、ＥＶＳＥ４０、および、携帯端末８０の各々と通信可能に構成される。また、通信装置２１０は、ＨＥＭＳ−ＧＷ６０およびデータセンタ７０の各々と通信可能に構成されてもよい。

このような構成を有するＶＧＩシステム１において、ＥＶ５０と電力網とは、上述したとおり、ＥＶＳＥ４０によって接続され、車載のバッテリ１１０が充電可能となる。

しかしながら、ＥＣ５０において車載のバッテリ１１０の充電を開始するために事前に実行される処理（たとえば、充電システム５８の異常の有無を診断する処理等）が完了していない場合には、サーバ３０から受信するＤＲ要請に対して応答が遅れ、適切なタイミングで充電を実施できない場合がある。その結果、電力需要の平準化が適切に図れない場合がある。

そこで、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請によってバッテリ１１０の充電が開始される時刻である開始時刻よりも前にバッテリ１１０の充電が可能な状態になるように充電装置５６を作動させるものとする。なお、開始時刻は、開始時刻は、ＤＲ要請の履歴を用いて推定される開始時刻と、ＤＲ要請の要請元（たとえば、電力会社Ｅ１）から予め予告された開始時刻とのうちのいずれかを含む。

このようにすると、ＤＲ要請によるバッテリ１１０の充電の開始時刻よりも前に、充電装置５６がバッテリ１１０の充電が可能な状態になるため、開始時刻において速やかにバッテリ１１０の充電を開始することができる。そのため、ＤＲ要請に対して応答性の高いバッテリ１１０の充電を実施することができる。

以下、図４を参照して、サーバ３０およびＥＶ５０のＥＣＵ２００でそれぞれ実行される制御処理の一例を説明する。図４は、サーバ３０およびＥＣＵ２００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図４の左側のフローチャートには、サーバ３０で実行される処理が示される。一方、図４の右側のフローチャートには、ＥＶ５０のＥＣＵ２００で実行される処理が示される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、サーバ３０は、ＤＲ要請の実行条件が成立するか否かを判定する。サーバ３０は、たとえば、サーバ２０から第２ＤＲ実行指示を受信する場合にＤＲ要請の実行条件が成立すると判定してもよい。ＤＲ要請の実行条件が成立すると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、サーバ３０は、ＤＲ信号をＤＲの参加車両に対して送信する。ユーザは、たとえば、携帯端末８０を用いて登録処理を実行することによって所有するＥＶ５０をＤＲの参加車両としてサーバ３０に記憶される車両リストに登録される。車両リストには、ＤＲの参加車両を特定するための車両ＩＤと各種情報とが対応づけて記憶される。サーバ３０は、車両リストに登録される各車両ＩＤに対応するＥＶ５０をＤＲの参加車両として特定し、ＤＲ信号を送信する。なお、ＤＲ要請の実行条件が成立していないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了される。

次に、Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、インレット５９にＥＶＳＥ４０のコネクタが接続されており、かつ、スリープ状態であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、接触センサ等（図示せず）を用いてインレット５９にコネクタが接続されているか否かを判定してもよい。さらに、ＥＣＵ２００は、たとえば、ＥＶ５０がスリープ状態に移行した場合にオン状態に設定されるフラグの状態に基づいてスリープ状態であるか否かを判定してもよい。コネクタが接続されており、かつ、スリープ状態であると判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、次回のＤＲ開始時刻が確定しているか否かを判定する。ＤＲ開始時刻は、サーバ３０からのＤＲ要請に従った充電制御の開始時刻を示す。ＥＣＵ２００は、たとえば、事前にサーバ１０、サーバ２０およびサーバ３０のうちの少なくともいずれかからＤＲ開始時刻が予告されている場合には、メモリの所定領域に予告されている時刻についての情報を記憶する。ＥＣＵ２００は、たとえば、メモリの所定領域に予告されている時刻についての情報が記憶されており、予告されている時刻が現在時刻から所定期間以内の時刻である場合に、次回のＤＲ開始時刻が確定していると判定してもよい。所定期間としては、たとえば、１日あるいは数時間が設定されてもよい。次回のＤＲ開始時刻が確定していると判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。

一方、次回のＤＲ開始時刻が確定していないと判定される場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、次回のＤＲ開始時刻を推定する。ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請の履歴を用いて次回のＤＲ開始時刻を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、ＤＲ要請に従ったバッテリ１１０の充電を開始する毎に開始時刻を履歴としてメモリに記憶する。ＥＣＵ２００は、たとえば、１日を１５分毎に区分し、区分された時間帯のうちのＤＲ要請に従った充電が開始される回数が最も多い時間帯を特定し、特定された時間帯の始期を次回のＤＲ開始時刻として推定する。ＥＣＵ２００は、その後処理をＳ２０６に移す。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ２００は、充電システム５８の起動時刻を設定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、次回のＤＲ開始時刻から予め定められた時間だけ遡った時刻を充電システム５８の起動時刻として設定する。

予め定められた時間としては、たとえば、少なくとも充電システム５８に起動要求を出力してから充電システム５８によるバッテリ１１０の充電が可能な状態になるまでの時間であって、かつ、通信遅れ等のばらつきを考慮した最大時間が設定される。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ２００は、起動時刻に到達したか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、図示しない計時回路等を用いて取得された現在の時刻が起動時刻を経過している場合に起動時刻に到達したと判定する。起動時刻に到達したと判定される場合（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。なお、起動時刻に到達していないと判定される場合（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２０８に戻される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ２００は、充電システム５８を起動させる。ＥＣＵ２００は、たとえば、充電システム５８に起動要求を送信し、充電リレー５７を接続状態にするとともに、充電装置５６をスリープ状態から復帰させることによって電力網からの交流電力を用いてバッテリ１１０を充電可能な状態にする。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ２００は、サーバ３０からＤＲ信号を受信するか否かを判定する。ＤＲ信号については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。サーバ３０からＤＲ信号を受信すると判定される場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。なお、サーバ３０からＤＲ信号を受信しないと判定される場合（Ｓ２１２にてＮＯ）、この処理はＳ２１２に戻される。Ｓ２１４にて、ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請に従った充電制御を実行する。ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請に従った充電制御の完了後においては、ＥＶ５０をスリープ状態に移行させる。

なお、充電コネクタがインレット５９に接続されていなかったり、あるいは、ＥＶ５０がスリープ状態でないと判定される場合（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了される。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＶＧＩシステム１に含まれる充電制御システムの動作について説明する。

＜次回のＤＲ開始時刻が予告されている場合＞
たとえば、電力会社Ｅ１から事前に所定時刻にＤＲ要請が行なわれることについてサーバ２０，３０を介してＥＶ５０に予告され、予告されたＤＲ開始時刻がＥＣＵ２００のメモリに記憶されている場合を想定する。

コネクタがインレット５９に接続された状態であって、かつ、ＥＶ５０がスリープ状態である場合には（Ｓ２００にてＹＥＳ）、次回のＤＲ開始時刻が確定しているか否かが判定される（Ｓ２０２）。

この場合において、次回のＤＲ開始時刻が確定していると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、確定している次回のＤＲ開始時刻から予め定められた時間だけ遡った時刻が充電システム５８の起動時刻として設定される（Ｓ２０６）。

そのため、現在の時刻が充電システム５８の起動時刻に到達したときに（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、充電システム５８が起動される（Ｓ２１０）。

また、サーバ３０においてサーバ２０からの第２ＤＲ実行指示を受信するなどしてＤＲ要請の実行条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＤＲの参加車両であるＥＶ５０に対してＤＲ信号が送信される（Ｓ１０２）。

ＥＶ５０において、サーバ３０からＤＲ信号を受信すると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、ＤＲ要請に従った充電制御が実行される（Ｓ２１４）。

＜次回のＤＲ開始時刻が予告されていない場合＞
たとえば、電力会社Ｅ１からＤＲ要請が行なわれることについての予告がされてない場合を想定する。

コネクタがインレット５９に接続された状態であって、かつ、ＥＶ５０がスリープ状態である場合には（Ｓ２００にてＹＥＳ）、次回のＤＲ開始時刻が確定しているか否かが判定される（Ｓ２０２）。

この場合において、次回のＤＲ開始時刻が確定していないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、過去のＤＲ要請に従った充電の開始時刻の履歴から充電が開始される回数が最も多い時間帯が特定され、特定された時間帯の始期が次回のＤＲ開始時刻として推定される（Ｓ２０４）。そして、推定された次回のＤＲ開始時刻から予め定められた時間だけ遡った時刻が充電システム５８の起動時刻として設定される（Ｓ２０６）。

そのため、現在の時刻が充電システム５８の起動時刻に到達したときに（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、充電システム５８が起動される（Ｓ２１０）。

サーバ３０からＤＲ信号を受信すると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、ＤＲ要請に従った充電制御が実行される（Ｓ２１４）。

以上のようにして、本実施の形態に係る充電制御システムによると、ＤＲ要請によってバッテリ１１０の充電が開始される時刻よりも前に、充電システム５８の起動によって、充電装置５６および充電リレー５７がバッテリ１１０の充電が可能な状態になるため、開始時刻において速やかにバッテリ１１０の充電を行なうことができる。そのため、サーバ３０からの充電の要請に対して応答性の高いバッテリ１１０の充電を実施することができる。したがって、電力平準化の要請に対して応答性の高い充電の実施を可能とする充電制御システムを提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、ＥＶ５０は、ＥＶＳＥ４０（すなわち、電力網）からの電力供給を受けることによってＥＶ５０に搭載されるバッテリ１１０の充電が可能な構成を有するものとして説明したが、ＥＶ５０は、バッテリ１１０の充電が可能な構成に加えて、または、代えて、ＥＶ５０に搭載されるバッテリ１１０の電力をＥＶＳＥ４０（すなわち、電力網）に供給（放電）することが可能な構成を有するようにしてもよい。

すなわち、ＥＣＵ２００は、たとえば、ＤＲ要請によってバッテリ１１０の放電が開始される時刻である開始時刻よりも前にバッテリ１１０の放電が可能な状態になるようにＥＶ５０を制御するようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、ＥＶ５０は、電力網から供給される交流電力を充電装置５６を用いて直流電力に変換してバッテリ１１０を充電する構成を有するものとして説明したが、たとえば、電力網から供給される直流電力を用いてバッテリ１１０を充電する構成を有していてもよい。

さらに上述の実施の形態では、ＥＣＵ２００によって、次回のＤＲ開始時刻が確定していると判定される場合、あるいは、次回のＤＲ開始時刻が推定される場合に、充電システム５８のの起動時刻が設定され、サーバ３０からＤＲ信号を受信する場合にＤＲ要請に従った充電制御を実行するものとして説明したが、たとえば、これらの処理は、たとえば、サーバ３０において実行されてもよい。

以下、図５を参照してこの変形例においてサーバ３０およびＥＣＵ２００で実行される処理について説明する。図５は、変形例におけるサーバ３０およびＥＣＵ２００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図５の左側のフローチャートには、サーバ３０で実行される処理が示される。一方、図５の右側のフローチャートには、ＥＣＵ２００で実行される処理が示される。

Ｓ３００にて、サーバ３０は、次回のＤＲ開始時刻が確定しているか否かを判定する。サーバ３０は、たとえば、事前にサーバ１０およびサーバ２０のうちの少なくともいずれかからＤＲ開始時刻が予告されている場合には、メモリの所定領域に予告されている時刻についての情報を記憶する。サーバ３０は、たとえば、メモリの所定領域に予告されている時刻についての情報が記憶されており、予告されている時刻が現在時刻から所定期間以内の時刻である場合に、次回のＤＲ開始時刻が確定していると判定してもよい。所定期間としては、たとえば、１日あるいは数時間が設定されてもよい。次回のＤＲ開始時刻が確定していると判定される場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４に移される。

一方、次回の開始時刻が確定していないと判定される場合（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３０２に移される。

Ｓ３０２にて、サーバ３０は、次回のＤＲ開始時刻を推定する。推定方法については、上述の図４のフローチャートのＳ２０４の処理において説明した推定方法と比較して推定主体がサーバ３０であることを除き同様の推定方法である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ３０４にて、サーバ３０は、充電システム５８の起動時刻を設定する。サーバ３０は、たとえば、次回のＤＲ開始時刻から予め定められた時間だけ遡った時刻を充電システム５８の起動時刻として設定する。予め定められた時間については、上述の図４のフローチャートのＳ２０６の処理において説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ３０６にて、サーバ３０は、起動時刻に到達したか否かを判定する。サーバ３０は、たとえば、図示しない計時回路等を用いて取得された現在の時刻が起動時刻を経過している場合に起動時刻に到達したと判定する。起動時刻に到達したと判定される場合（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、処理はＳ３０８に移される。なお、起動時刻に到達していないと判定される場合（Ｓ３０６にてＮＯ）、処理はＳ３０６に戻される。

Ｓ３０８にて、サーバ３０は、充電システム５８の起動指示をＤＲの参加車両に対して送信する。ＤＲの参加車両については、図４のフローチャートのＳ１０２において説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ３１０にて、ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請の実行条件が成立するか否かを判定する。サーバ３０は、たとえば、サーバ２０から第２ＤＲ実行指示を受信する場合にＤＲ要請の実行条件が成立すると判定してもよい。ＤＲ要請の実行条件が成立すると判定される場合（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３１２に移される。

Ｓ３１２にて、サーバ３０は、ＤＲ信号をＤＲの参加車両に対して送信する。なお、ＤＲ要請の実行条件が成立しないと判定される場合（Ｓ３１０にてＮＯ）、この処理は終了される。

次に、Ｓ４００にて、ＥＣＵ２００は、インレット５９にＥＶＳＥ４０のコネクタが接続されており、かつ、スリープ状態であるか否かを判定する。この処理は、図４のＳ２００の処理と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。コネクタが接続されており、かつ、スリープ状態であると判定される場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ４０２に移される。

Ｓ４０２にて、ＥＣＵ２００は、サーバ３０から充電システム５８の起動指示を受信するか否かを判定する。サーバ３０から充電システム５８の起動指示を受信すると判定される場合（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、処理はＳ４０４に移される。なお、サーバ３０から充電システム５８の起動指示を受信しないと判定される場合（Ｓ４０２にてＮＯ）、処理はＳ４００に戻される。

Ｓ４０４にて、ＥＣＵ２００は、充電システム５８を起動させる。ＥＣＵ２００は、たとえば、充電システム５８に起動要求を送信し、充電リレー５７を接続状態にするとともに、充電装置５６をスリープ状態から復帰させることによって電力網からの交流電力を用いてバッテリ１１０を充電可能な状態にする。

Ｓ４０６にて、ＥＣＵ２００は、サーバ３０からＤＲ信号を受信するか否かを判定する。ＤＲ信号については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。サーバ３０からＤＲ信号を受信すると判定される場合（Ｓ４０６にてＹＥＳ）、処理はＳ４０８に移される。なお、サーバ３０からＤＲ信号を受信しないと判定される場合（Ｓ４０６にてＮＯ）、この処理はＳ４０６に戻される。Ｓ４０８にて、ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請に従った充電制御を実行する。ＥＣＵ２００は、ＤＲ要請に従った充電制御の完了後においては、ＥＶ５０をスリープ状態に移行させる。

このようにしても、次回のＤＲ開始時刻が確定している場合や（Ｓ３００にてＹＥＳ）、次回のＤＲ開始時刻が確定していないため（Ｓ３００にＮＯ）、次回のＤＲ開始時刻が推定された場合（Ｓ３０２）、次回のＤＲ開始時刻から予め定められた時間だけ遡った時刻が充電システム５８の起動時刻として設定される（Ｓ３０４）。

そのため、現在の時刻が起動時効に到達したときに（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、充電システム５８の起動指示がＤＲの参加車両に送信される（Ｓ３０８）。

ＥＶ５０においては、コネクタがインレット５９に接続された状態であって、かつ、ＥＶ５０がスリープ状態である場合には（Ｓ４００にてＹＥＳ）、充電システム５８の起動指示を受信するか否かが判定される（Ｓ４０２）。

そのため、ＥＶ５０において、サーバ３０からの充電システム５８の起動指示を受信すると（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、充電システム５８が起動させられる（Ｓ４０４）。

サーバ３０においてサーバ２０からの第２ＤＲ実行指示を受信するなどしてＤＲ要請の実行条件が成立すると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、ＤＲの参加車両であるＥＶ５０に対してＤＲ信号が送信される（Ｓ３１２）。

ＥＶ５０において、サーバ３０からＤＲ信号を受信すると（Ｓ４０６にてＹＥＳ）、ＤＲ要請に従った充電制御が実行される（Ｓ４０８）。

そのため、ＤＲ要請によってバッテリ１１０の充電が開始される時刻よりも前に、充電システム５８の起動によって、充電装置５６および充電リレー５７がバッテリ１１０の充電が可能な状態になるため、開始時刻において速やかにバッテリ１１０の充電を行なうことができる。そのため、サーバ３０からの充電の要請に対して応答性の高いバッテリ１１０の充電を実施することができる。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ＶＧＩシステム、１０，２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，３０，３０Ａ，３０Ｃ サーバ、１１ 発電所、１２ 送配電設備、１３ スマートメータ、４０ ＥＶＳＥ、５０ ＥＶ、５１ ＭＧ、５２ 動力伝達ギア、５３ 駆動輪、５４ ＰＣＵ、５５ ＳＭＲ、５６ 充電装置、５７ 充電リレー、５８ 充電システム、５９ インレット、７０ データセンタ、８０ 携帯端末、１１０ バッテリ、２００ ＥＣＵ、２１０ 通信装置、Ｅ１ 電力会社、Ｅ２ 上位アグリゲータ、Ｅ３ 下位アグリゲータ、ＮＬ１，ＮＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２ 電源線。

Claims (1)

1. 蓄電装置と、車両外部の電力網から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電可能に構成される充電装置と、前記充電装置を制御する制御装置とを備える電動車両と、
   前記電動車両に対して前記電力網における電力平準化の要請に従う前記蓄電装置の充電を指示可能に構成されるサーバとを備え、
   前記制御装置は、前記要請によって前記蓄電装置の充電が開始される時刻である開始時刻よりも前に前記蓄電装置の充電が可能な状態になるように前記充電装置を作動させ、
   前記開始時刻は、前記要請の履歴を用いて推定される前記開始時刻と、前記電力平準化の要請元から予め予告された前記開始時刻とのうちのいずれかを含む、充電制御システム。

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