JP2021166438A - 電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージを抑制しつつ、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下を抑制できる電力制御装置を提供する。【解決手段】車両５０において、蓄電システム２の電力制御装置（ＥＣＵ２００）は、バッテリ１００の電流経路に設けられたリレー１４０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。ＥＣＵは、リレーがＯＮ状態である電流経路を通じて実行されているバッテリの充電又は放電を停止する際に、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の上限値に対する余裕度である回数余裕度と、リレーがＯＮ状態である積算時間の上限値に対する余裕度である時間余裕度とを比較し、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合にはリレーをＯＦＦ状態にすることにより充電又は放電を停止し、回数余裕度が時間余裕度よりも小さい場合には、リレーをＯＮ状態にしたまま充電又は放電を停止する。【選択図】図２

Description

本開示は、電力制御装置に関する。

特開２０１３−２３５３７７号公報（特許文献１）には、リレーの開閉動作回数（ＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数）に基づいてリレーの寿命を予測する技術が開示されている。

特開２０１３−２３５３７７号公報

ところで、蓄電装置を備える蓄電システムにおいては、蓄電装置の充電及び放電の少なくとも一方を行なうための電流経路に、電流経路の接続／遮断を切り替えるリレーが設けられることがある。こうした蓄電システムでは、リレーのＯＮ／ＯＦＦ制御を通じて蓄電装置の充電及び／又は放電が制御される。リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数が増えるほどリレーの劣化が進行する傾向がある（特許文献１参照）。

リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加を抑制するために、リレーをＯＮ状態にしたまま電流を流したり止めたりすることも考えられる。たとえば、蓄電装置からリレーを介して電力が供給される装置の電子回路によって電流の通電／遮断を切り替えることが考えられる。しかし、リレーをＯＮ状態に維持すると、リレーで電流が遮断されなくなるため、蓄電装置からリレーを介して上記装置の電子回路に電圧が印加され続け、上記装置の電子回路が劣化しやすくなる。

このため、リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージを抑制しつつ、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下を抑制することが課題になる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージを抑制しつつ、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下を抑制できる電力制御装置を提供することである。

本開示に係る電力制御装置は、蓄電装置の充電及び放電の少なくとも一方を行なうための電流経路に設けられたリレーのＯＮ／ＯＦＦを制御するように構成される。この電力制御装置は、リレーがＯＮ状態である上記電流経路を通じて実行されている蓄電装置の充電又は放電を停止する際に、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の上限値（以下、「第１上限値」とも称する）に対する余裕度である回数余裕度と、リレーがＯＮ状態である積算時間の上限値（以下、「第２上限値」とも称する）に対する余裕度である時間余裕度とを比較し、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合にはリレーをＯＦＦ状態にすることにより充電又は放電を停止し、回数余裕度が時間余裕度よりも小さい場合には、リレーをＯＮ状態にしたまま充電又は放電を停止するように構成される。

回数余裕度が小さくなるほど、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下（以下、「切替えダメージ」とも称する）が生じやすくなる。また、時間余裕度が小さくなるほど、リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージ（以下、「電圧印加ダメージ」とも称する）が生じやすくなる。たとえば、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数が第１上限値に達したとき（すなわち、回数余裕度が０になったとき）に切替えダメージが限界に達し、リレーがＯＮ状態である積算時間が第２上限値に達したとき（すなわち、時間余裕度が０になったとき）に電圧印加ダメージが限界に達する。回数余裕度及び時間余裕度のうち一方だけが過剰に減少すると、切替えダメージと電圧印加ダメージとのいずれかが早期に限界に達しやすくなる。そこで、上記電力制御装置は、以下に説明する制御により、回数余裕度と時間余裕度とのバランスを調整している。

上記電力制御装置は、蓄電装置の充放電を停止する際に回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合には、リレーをＯＮ状態（接続状態）からＯＦＦ状態（遮断状態）に切り替えることにより、充放電を停止する。リレーがＯＮからＯＦＦに切り替わることにより回数余裕度は減少するが、リレーがＯＦＦ状態になることによって時間余裕度の減少は止まる。他方、蓄電装置の充放電を停止する際に回数余裕度が時間余裕度よりも小さい場合には、リレーがＯＮ状態（接続状態）に維持されたまま充放電が停止される。リレーがＯＮ状態に維持されることによって時間余裕度は引き続き減少するが、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えが行なわれないため、回数余裕度は減らない。

上記制御では、時間余裕度と比べて回数余裕度が小さいときには回数余裕度の減少を抑制し、回数余裕度と比べて時間余裕度が小さいときには時間余裕度の減少を抑制する。上記電力制御装置は、上述した制御により、回数余裕度及び時間余裕度のうち一方だけが過剰に減少することを抑制することができる。このため、上記電力制御装置は、電圧印加ダメージ（すなわち、リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージ）を抑制しつつ切替えダメージ（すなわち、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下）を抑制できる。

上記電力制御装置は、上記の電流経路に設けられた電子回路（たとえば、インバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータ）を制御することにより、リレーをＯＮ状態にしたまま充電又は放電を停止するように構成されてもよい。

上記電力制御装置は、今回の充電又は放電を停止してから次回の充電又は放電が開始されるまでの時間（以下、「充放電間隔」とも称する）が所定範囲内である場合に、上述した回数余裕度と時間余裕度との比較及びその比較結果に基づく制御を実行するように構成されてもよい。上記電力制御装置は、充放電間隔が上記所定範囲よりも長い場合には、上述した比較を行なうことなく、リレーをＯＦＦ状態にすることにより充電又は放電を停止するように構成されてもよい。上記電力制御装置は、充放電間隔が上記所定範囲よりも短い場合には、上述した比較を行なうことなく、リレーをＯＮ状態にしたまま充電又は放電を停止するように構成されてもよい。

充放電間隔が長い場合にリレーをＯＮ状態に維持すると、次回充放電が開始されるまでにリレーが長時間ＯＮ状態に維持され、時間余裕度が著しく減少する可能性がある。そのため、上記電力制御装置は、充放電間隔が上記所定範囲よりも長い場合には、回数余裕度と時間余裕度とのバランス調整よりも時間余裕度の減少を抑制することを優先して、上記のようにリレーをＯＦＦ状態にしてもよい。

充放電間隔が短い場合にリレーをＯＦＦ状態にして充放電を停止すると、次回充放電の開始時に再びリレーをＯＮ状態にすることになり、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えが短期間に２回行なわれ、回数余裕度の減少が著しくなる。一方で、充放電間隔が短い場合に次回充放電が開始されるまでリレーをＯＮ状態に維持しても時間余裕度はほとんど減少しない。そのため、上記電力制御装置は、充放電間隔が上記所定範囲よりも短い場合には、回数余裕度と時間余裕度とのバランス調整よりも回数余裕度の減少を抑制することを優先して、上記のようにリレーをＯＮ状態にしたまま充電又は放電を停止してもよい。

上記電力制御装置は、次回の充電又は放電が未定である場合には、上述した比較を行なうことなく、リレーをＯＦＦ状態にすることにより充電又は放電を停止するように構成されてもよい。こうした構成によれば、時間余裕度の過剰な減少を抑制することができる。

上記電力制御装置は、リレーがＯＮ状態を継続する時間が所定値を超えると、リレーをＯＮからＯＦＦに切り替えるように構成されてもよい。こうした構成によれば、時間余裕度の過剰な減少を抑制することができる。

上記電力制御装置は、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数が第１上限値を超えた場合と、リレーがＯＮ状態である積算時間が第２上限値を超えた場合との少なくとも一方において、リレーが劣化したことの報知と、リレーが劣化したことの記録との少なくとも一方を行なってもよい。

上述したいずれかの電力制御装置は、上記の蓄電装置及びリレーとともに、蓄電システムに搭載されてもよい。蓄電システムは、リレーがＯＮ状態であるときに蓄電装置から電力が供給される装置（以下、「受電デバイス」とも称する）をさらに備えてもよい。受電デバイスは、充放電器、モータ駆動装置、空調機器、及びコンセント装置の少なくとも１つを含んでもよい。

上記蓄電装置は、電力網と電気的に接続可能に構成されてもよい。上記電力制御装置は、電力網の需給調整を行なうために上記蓄電装置の充電及び／又は放電を実行するように構成されてもよい。電力網の需給調整を行なうための充電及び／又は放電が遠隔操作によって行なわれるように、上記電力制御装置が遠隔操作可能に構成されてもよい。

上記蓄電装置は、電動車両に搭載された蓄電装置であってもよいし、定置用の蓄電装置（たとえば、住宅又は工場に設置された蓄電装置）であってもよい。電動車両は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行するように構成される車両である。電動車両には、ＥＶ（電気自動車）、ＨＶ（ハイブリッド車両）、及びＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）のほか、ＦＣ車（燃料電池自動車）、レンジエクステンダーＥＶなども含まれる。

本開示によれば、リレーをＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システムのダメージを抑制しつつ、リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレーの寿命低下を抑制できる電力制御装置を提供することが可能になる。

本開示の実施の形態に係る電力システムの概略的な構成を示す図である。 本開示の実施の形態に係る電力システムに含まれる各電動車両の構成を示す図である。 回数余裕度と時間余裕度とのバランスについて説明するための図である。 本開示の実施の形態に係る充放電停止制御において、時間余裕度が回数余裕度よりも大きい場合に実行される処理を示す図である。 本開示の実施の形態に係る充放電停止制御において、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合に実行される処理を示す図である。 本開示の実施の形態に係る充放電停止制御において使用される切替カウンタ及びＯＮ時間カウンタの各々の更新処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係る電力制御装置によって実行される充電停止制御を示すフローチャートである。 図７に示した充電停止制御における充放電間隔の長さ判定について説明するための図である。 ＤＲスケジュールが示す充電プロファイルの一例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る充放電停止制御において、余裕度バランス判定に使用されるマップの一例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る電力制御装置によって実行される給電停止制御の一例を示すフローチャートである。 図１１に示した給電停止制御における充放電間隔の長さ判定について説明するための図である。 ＤＲスケジュールが示す放電プロファイルの一例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る充放電停止制御が実行される場合の切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値の推移の一例を示す図である。 図２に示した構成の変形例を示す図である。

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。図中、同一又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、この実施の形態に係る電力システムの概略的な構成を示す図である。図１を参照して、この実施の形態では、電力系統ＰＧと、サーバ１０，３０と、スマートメータ１１と、ＥＶＳＥ４０Ａ〜４０Ｄと、車両５０Ａ〜５０Ｄと、携帯端末８０Ａ〜８０Ｄとによって、ＶＧＩ（Vehicle Grid Integration）システム１が構築される。ＶＧＩシステム１は、電力システムの一例に相当する。以下、区別して説明する場合を除いて、車両５０Ａ〜５０Ｄの各々を「車両５０」と記載し、ＥＶＳＥ４０Ａ〜４０Ｄの各々を「ＥＶＳＥ４０」と記載する。ＥＶＳＥは、車両用給電設備（Electric Vehicle Supply Equipment）を意味する。

図１において、携帯端末８０Ａ〜８０Ｄは、それぞれ車両５０Ａ〜５０Ｄのユーザが携帯する携帯端末に相当する。以下、区別して説明する場合を除いて、携帯端末８０Ａ〜８０Ｄの各々を「携帯端末８０」と記載する。この実施の形態では、各携帯端末８０として、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォンを採用する。ただしこれに限られず、各携帯端末８０としては、任意の携帯端末を採用可能であり、タブレット端末、スマートフォン、ウェアラブルデバイス（たとえば、スマートウォッチ）、又は電子キーなども採用可能である。

図１には、車両、携帯端末、及びＥＶＳＥが４つずつ示されているが、ＶＧＩシステム１に含まれる車両、携帯端末、及びＥＶＳＥの数は、各々独立して任意であり、１０個以上であってもよいし、１００個以上であってもよい。ＶＧＩシステム１は、個人が所有する車両（ＰＯＶ）と、ＭａａＳ（Mobility as a Service）事業者が管理する車両（ＭａａＳ車両）との少なくとも一方を含んでもよい。ＶＧＩシステム１は、特定のユーザのみが使用可能な非公共のＥＶＳＥ（たとえば、家庭用のＥＶＳＥ）と、不特定多数のユーザが使用可能な公共のＥＶＳＥとの少なくとも一方を含んでもよい。

ＶＧＩシステム１における車両５０Ａ〜５０Ｄは、互いに異なる構成を有してもよい。ただし、この実施の形態では、ＶＧＩシステム１における車両５０Ａ〜５０Ｄの各々が図２に示す構成を有するものとする。図２は、ＶＧＩシステム１に含まれる各車両５０の構成を示す図である。

図２を参照して、車両５０は、電動車両であり、蓄電システム２を備える。蓄電システム２は、走行用の電力を蓄電するバッテリ１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。この実施の形態に係るＥＣＵ２００は、本開示に係る「電力制御装置」の一例に相当する。ＥＣＵ２００は、バッテリ１００の充電制御及び放電制御を行なうように構成される。また、ＥＣＵ２００は、車両５０の外部との通信を制御するように構成される。車両５０は、バッテリ１００に蓄えられた電力のみを用いて走行可能な電気自動車（ＥＶ）であってもよいし、バッテリ１００に蓄えられた電力とエンジン（図示せず）の出力との両方を用いて走行可能なプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）であってもよい。この実施の形態では、車両５０がユーザによって運転されるが、車両５０は自動運転可能に構成されてもよい。

バッテリ１００は、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池のような二次電池を含んで構成される。この実施の形態では、二次電池として、複数のリチウムイオン電池を含む組電池を採用する。組電池は、複数の単電池（一般に「セル」とも称される）が互いに電気的に接続されて構成される。なお、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。この実施の形態に係るバッテリ１００は、本開示に係る「蓄電装置」の一例に相当する。

蓄電システム２は、バッテリ１００の状態を監視する監視モジュール１１０をさらに含む。監視モジュール１１０は、バッテリ１００の状態（たとえば、電圧、電流、及び温度）を検出する各種センサを含み、検出結果をＥＣＵ２００へ出力する。ＥＣＵ２００は、監視モジュール１１０の出力（すなわち、各種センサの検出値）に基づいてバッテリ１００の状態（たとえば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ（State Of Charge）、及び内部抵抗）を取得することができる。

蓄電システム２は、ＭＧ（Motor Generator）５１、ＰＣＵ（Power Control Unit）５２、及びＳＭＲ（System Main Relay）５３をさらに含む。

ＳＭＲ５３は、バッテリ１００とＰＣＵ５２とを結ぶ電流経路に設けられている。ＳＭＲ５３は、たとえば電磁式のメカニカルリレーである。ＳＭＲ５３の状態（接続／遮断）は、ＥＣＵ２００によって制御される。ＳＭＲ５３がＯＮ状態（閉状態）であるときにはバッテリ１００とＰＣＵ５２との間で電力の授受を行なうことが可能になり、ＳＭＲ５３がＯＦＦ状態（開状態）であるときにはバッテリ１００とＰＣＵ５２との間で電力の授受を行なうことができなくなる。ＳＭＲ５３は、車両走行時にＯＮ状態にされる。

ＭＧ５１は、たとえば三相交流モータジェネレータである。ＭＧ５１は、ＰＣＵ５２によって駆動され、車両５０の駆動輪５５を回転させるように構成される。ＰＣＵ５２は、「モータ駆動装置」の一例に相当する。ＰＣＵ５２は、たとえば、プロセッサを含んで構成される制御装置と、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。ＰＣＵ５２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ＰＣＵ５２のインバータ及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５４を介して車両５０の駆動輪５５に伝達される。ＭＧ５１は、バッテリ１００からＰＣＵ５２のインバータ及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１００に供給するように構成される。図２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。

蓄電システム２は、リレー１４０、充放電器１５０、及びインレット１６０をさらに含む。リレー１４０は、充放電器１５０とバッテリ１００との間に位置する。リレー１４０は、インレット１６０からバッテリ１００までの電流経路の接続／遮断を切り替えるように構成される。リレー１４０がＯＮ状態（閉状態）であるときには電流経路が接続され、リレー１４０がＯＦＦ状態（開状態）であるときには電流経路が遮断される。リレー１４０は、ＥＣＵ２００によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。充放電器１５０は、インレット１６０とリレー１４０との間に位置する。インレット１６０は、車両５０の外部から供給される電力を受電するように構成される。また、インレット１６０は、充放電器１５０から供給される電力を車両５０の外部へ出力するように構成される。なお、図２には、充放電器１５０及びインレット１６０のみを示しているが、車両５０は、複数種の給電方式（たとえば、ＡＣ方式及びＤＣ方式）に対応できるように、給電方式ごとの複数のインレット及び充放電器を備えてもよい。

充放電器１５０は、インバータ１５１（たとえば、双方向インバータ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２（たとえば、双方向コンバータ）とを含む。インバータ１５１は、半導体スイッチング素子及びダイオードを有し、インレット１６０から入力された交流電力を直流電力に変換するように構成される。また、インバータ１５１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２から入力された直流電力を交流電力に変換するように構成される。ただし、インバータ１５１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２から入力された直流電力を直流電力のままインレット１６０へ出力することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、半導体スイッチング素子を有し、半導体スイッチング素子により直流電力の変圧（昇圧又は降圧）を行なうように構成される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、上記の半導体スイッチング素子によって電流経路の接続／遮断を切替可能に構成される。充放電器１５０に含まれるインバータ１５１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の各々は、ＥＣＵ２００によって制御される。車両５０は、充放電器１５０の状態を監視する監視モジュール１５３をさらに備える。監視モジュール１５３は、充放電器１５０の状態（たとえば、電圧、電流、及び温度）を検出する各種センサを含み、検出結果をＥＣＵ２００へ出力する。この実施の形態では、監視モジュール１５３が、充放電器１５０に入力される電圧及び電流と、充放電器１５０から出力される電圧及び電流とを検出するように構成される。

図１及び図２を参照して、車両５０外部のＥＶＳＥ４０とインレット１６０とが充電ケーブル４２を介して接続されることにより、ＥＶＳＥ４０と車両５０との間で電力の授受を行なうことが可能になる。このため、車両５０による外部充電（すなわち、車両５０の外部から電力の供給を受けて車両５０のバッテリ１００を充電すること）が可能になる。外部充電のための電力は、たとえばＥＶＳＥ４０から充電ケーブル４２を通じてインレット１６０に供給される。充放電器１５０は、インレット１６０が受電した電力をバッテリ１００の充電に適した電力に変換し、変換された電力をバッテリ１００へ出力するように構成される。また、ＥＶＳＥ４０とインレット１６０とが充電ケーブル４２を介して接続されることにより、車両５０による外部給電（すなわち、車両５０から充電ケーブル４２を通じてＥＶＳＥ４０に給電を行なうこと）が可能になる。外部給電のための電力は、バッテリ１００から充放電器１５０に供給される。充放電器１５０は、バッテリ１００から供給される電力を外部給電に適した電力に変換し、変換された電力をインレット１６０へ出力するように構成される。外部充電及び外部給電のいずれかを実行するときにはリレー１４０がＯＮ状態にされ、外部充電及び外部給電のいずれも実行しないときにはリレー１４０がＯＦＦ状態にされる。

なお、充放電器１５０は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路、絶縁回路（たとえば、絶縁トランス）、及びフィルタ回路の少なくとも１つを含んでもよい。車両５０がＡＣ方式のＥＶＳＥに対して外部給電を行なう場合には、バッテリ１００から放電された電力に充放電器１５０がＤＣ／ＡＣ変換を行ない、変換後の交流電力が車両５０からＥＶＳＥへ供給されてもよい。車両５０がＤＣ方式のＥＶＳＥに対して外部給電を行なう場合には、車両５０からＥＶＳＥへ直流電力が供給され、ＥＶＳＥに内蔵されるインバータによってＤＣ／ＡＣ変換が行なわれるようにしてもよい。ＤＣ方式のＥＶＳＥの規格は、ＣＨＡｄｅＭＯ、ＣＣＳ（Combined Charging System）、ＧＢ／Ｔ、Ｔｅｓｌａのいずれであってもよい。

再び図２を参照して、ＥＣＵ２００は、プロセッサ２１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２０、記憶装置２３０、及びタイマ２４０を含む。プロセッサ２１０としては、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）を採用できる。ＲＡＭ２２０は、プロセッサ２１０によって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置２３０は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置２３０は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置２３０には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ）が記憶されている。この実施の形態では、記憶装置２３０に記憶されているプログラムをプロセッサ２１０が実行することで、ＥＣＵ２００における各種制御が実行される。ただし、ＥＣＵ２００における各種制御は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で実行することも可能である。なお、ＥＣＵ２００が備えるプロセッサの数は任意であり、所定の制御ごとにプロセッサが用意されてもよい。

タイマ２４０は、設定時刻の到来をプロセッサ２１０に知らせるように構成される。タイマ２４０に設定された時刻になると、タイマ２４０からプロセッサ２１０へその旨を知らせる信号が送信される。この実施の形態では、タイマ２４０としてタイマ回路を採用する。ただし、タイマ２４０は、ハードウェア（タイマ回路）ではなく、ソフトウェアによって実現してもよい。また、ＥＣＵ２００は、ＥＣＵ２００に内蔵されるリアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路（図示せず）を利用して現在時刻を取得できる。

車両５０は、通信機器３００、入力装置３１０、及び報知装置３２０をさらに備える。

通信機器３００は、各種通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）を含んで構成される。通信機器３００は、ＤＣＭ（Data Communication Module）を含んでもよい。通信機器３００は、５Ｇ（第５世代移動通信システム）対応の通信Ｉ／Ｆを含んでもよい。ＥＣＵ２００は、通信機器３００を通じて車両５０外部の通信装置と無線通信を行なうように構成される。

入力装置３１０は、ユーザからの入力を受け付ける装置である。入力装置３１０は、ユーザによって操作され、ユーザの操作に対応する信号をＥＣＵ２００へ出力する。通信方式は有線でも無線でもよい。入力装置３１０の例としては、各種スイッチ、各種ポインティングデバイス、キーボード、タッチパネルが挙げられる。入力装置３１０は、カーナビゲーションシステムの操作部であってもよい。入力装置３１０は、音声入力を受け付けるスマートスピーカであってもよい。

報知装置３２０は、ＥＣＵ２００から要求があったときに、ユーザ（たとえば、車両５０の乗員）へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知装置３２０は、表示装置（たとえば、タッチパネルディスプレイ）、スピーカ、及びランプ（たとえば、ＭＩＬ（故障警告灯））の少なくとも１つを含んでもよい。報知装置３２０は、メータパネル、ヘッドアップディスプレイ、又はカーナビゲーションシステムであってもよい。

再び図１を参照して、ＥＶＳＥ４０は、電源回路４１を備える。ＥＶＳＥ４０には、充電ケーブル４２が接続される。充電ケーブル４２は、常にＥＶＳＥ４０に接続されていてもよいし、ＥＶＳＥ４０に対して着脱可能であってもよい。充電ケーブル４２は、先端にコネクタ４３を有し、内部に電力線を含む。インレット１６０には、充電ケーブル４２のコネクタ４３を接続することができる。ＥＶＳＥ４０につながれた充電ケーブル４２のコネクタ４３が車両５０のインレット１６０に接続されることで、ＥＶＳＥ４０と車両５０とが電気的に接続される。これにより、ＥＶＳＥ４０から充電ケーブル４２を通じて車両５０に電力を供給することが可能になる。

図１に示す車両５０ＡはＥＶＳＥ４０Ａと電気的に接続されている。この実施の形態では、ＥＶＳＥ４０Ａが、逆潮流に対応するＡＣ充電設備（たとえば、普通充電器）である。ただし、ＶＧＩシステム１は、逆潮流に対応しない充電設備を含んでもよいし、ＤＣ充電設備（たとえば、急速充電器）を含んでもよい。ＥＶＳＥ４０Ａにつながれた充電ケーブル４２のコネクタ４３が車両５０Ａのインレット１６０に接続されることで、車両５０ＡとＥＶＳＥ４０Ａとの間での通信が可能になるとともに、ＥＶＳＥ４０Ａと車両５０Ａとの間で電力の授受を行なうことが可能になる。これにより、外部充電及び外部給電の準備が完了する。車両５０Ａに搭載された通信機器３００は、充電ケーブル４２を介してＥＶＳＥ４０Ａと通信するように構成される。ＥＶＳＥ４０Ａと車両５０Ａとの通信方式は任意であり、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）であってもよいし、ＰＬＣであってもよい。ＥＶＳＥ４０Ａと車両５０Ａとの通信に関する規格は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５１１８でもよいし、ＩＥＣ６１８５１でもよい。

車両５０は、外部充電の準備が完了した状態（たとえば、図１に示す車両５０Ａの状態）で、外部充電の開始条件が成立すると、外部充電を開始する。この実施の形態では、ＥＣＵ２００に予約されたタイマ充電又はＤＲスケジュール（詳細は後述）の開始時刻が到来すると、外部充電の開始条件が成立する。ユーザは入力装置３１０を通じてタイマ充電をＥＣＵ２００に予約することができる。タイマ充電のスケジュール（たとえば、開始時刻及び終了時刻）は、ユーザが入力装置３１０を通じて任意に設定できる。ＥＣＵ２００にタイマ充電もＤＲスケジュールも予約されていない場合には、ＥＶＳＥ４０につながれた充電ケーブル４２のコネクタ４３が車両５０のインレット１６０に接続されると、即時充電の開始条件が成立する。即時充電は、車両５０における外部充電の準備が完了すると、すぐに開始される外部充電である。また、ＥＶＳＥ４０又は車両５０に対してユーザによる所定の充電開始操作がなされた場合にも、外部充電の開始条件が成立する。充電開始操作は任意に設定できる。充電開始操作は、たとえばユーザが所定のボタンを押す操作であってもよい。なお、外部充電は、サーバ３０による車両５０の遠隔操作で行なわれてもよい。

車両５０は、外部給電の準備が完了した状態（たとえば、図１に示す車両５０Ａの状態）で、外部給電の開始条件が成立すると、外部給電を開始する。この実施の形態では、ＥＣＵ２００に予約されたＤＲスケジュール（詳細は後述）の開始時刻が到来すると、外部給電の開始条件が成立する。ＥＣＵ２００にＤＲスケジュールが予約されていない場合には、たとえばＥＶＳＥ４０又は車両５０に対してユーザによる所定の給電開始操作がなされた場合に外部給電の開始条件が成立する。給電開始操作は任意に設定できる。給電開始操作は、たとえばユーザが所定のボタンを押す操作であってもよい。なお、外部給電は、サーバ３０による車両５０の遠隔操作で行なわれてもよい。

ＥＶＳＥ４０Ａに内蔵される電源回路４１は、スマートメータ１１を介して電力系統ＰＧと電気的に接続されている。たとえば、電力系統ＰＧから電源回路４１及び充電ケーブル４２を経由して車両５０Ａへ電力が供給されることで、バッテリ１００の外部充電が行なわれる。また、車両５０ＡがＥＶＳＥ４０Ａに対して外部給電を行なうことによって、車両５０Ａから充電ケーブル４２及び電源回路４１を経由して電力系統ＰＧへ電力を逆潮流させることができる。電源回路４１は、電力系統ＰＧから供給される電力を外部充電に適した電力に変換するとともに、車両５０Ａから供給される電力を逆潮流に適した電力に変換する。

スマートメータ１１は、ＥＶＳＥ４０Ａから車両５０Ａに供給された電力量を計測するように構成される。また、スマートメータ１１は、車両５０ＡからＥＶＳＥ４０Ａに逆潮流された電力量も計測するように構成される。スマートメータ１１は、所定時間経過ごと（たとえば、３０分経過ごと）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。スマートメータ１１とサーバ１０との間の通信プロトコルとしては、たとえばＩＥＣ（ＤＬＭＳ／ＣＯＳＥＭ）を採用できる。また、サーバ１０は、サーバ３０へスマートメータ１１の計測値を随時送信する。サーバ１０は、定期的に送信してもよいし、サーバ３０からの要求に応じて送信してもよい。

ＶＧＩシステム１に含まれる各車両５０に搭載された通信機器３００は、たとえば移動体通信網（テレマティクス）を介してサーバ３０と無線通信するように構成される。通信機器３００とサーバ３０との間でやり取りされる信号は暗号化されていてもよい。さらに、この実施の形態では、車両５０Ａに搭載された通信機器３００と携帯端末８０Ａとが相互に無線通信するように構成される。ＥＣＵ２００は、無線通信により携帯端末８０Ａを制御して、ユーザに対する報知を携帯端末８０Ａに行なわせることができる。通信機器３００と携帯端末８０Ａとの通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような近距離通信（たとえば、車内及び車両周辺の範囲での直接通信）であってもよい。

この実施の形態では、ＶＧＩシステム１がＶＰＰ（仮想発電所）として機能する。ＶＰＰは、ＩｏＴ（モノのインターネット）を利用した高度なエネルギーマネジメント技術により多数の分散型エネルギーリソース（以下、「ＤＥＲ（Distributed Energy Resources）」とも称する）を束ね、これらＤＥＲを遠隔・統合制御することによってあたかも１つの発電所のように機能させる仕組みである。ＤＥＲの例としては、各需要家が保有するエネルギーリソース（以下、「ＤＳＲ（Demand Side Resources）」とも称する）が挙げられる。ＶＧＩシステム１では、ＶＰＰを実現するためのＤＳＲとして、蓄電装置を備える電動車両（より特定的には、図２に示した構成を有する車両５０）を採用する。

ＶＰＰにおいて、ＤＥＲを束ねてエネルギーマネジメントサービスを提供する電気事業者は、「アグリゲータ」と称される。電力会社は、たとえばアグリゲータと連携することにより、デマンドレスポンス（以下、「ＤＲ」とも称する）によって電力の需給バランスを調整することができる。ＤＲは、デマンドレスポンス信号（以下、「ＤＲ信号」とも称する）によって各需要家に所定の要請を行なうことにより電力の需給バランスを調整する手法である。ＤＲ信号は、電力需要の抑制又は逆潮流を要請するＤＲ信号（以下、「下げＤＲ信号」とも称する）と、電力需要の増加を要請するＤＲ信号（以下、「上げＤＲ信号」とも称する）との２種類に大別される。

サーバ１０は、送配電事業者に帰属するサーバである。この実施の形態では、電力会社が発電事業者及び送配電事業者を兼ねる。電力会社は、図示しない発電所及び送配電設備によって電力網（すなわち、電力系統ＰＧ）を構築するとともに、サーバ１０、スマートメータ１１、ＥＶＳＥ４０Ａ〜４０Ｄ、及び電力系統ＰＧを保守及び管理する。電力会社は、たとえば電力を使用する需要家（たとえば、個人又は会社）と取引を行なうことにより利益を得ることができる。この実施の形態では、電力会社が、電力系統ＰＧを運用する系統運用者に相当する。

サーバ３０は、サーバ１０、車両５０Ａ〜５０Ｄ、及び携帯端末８０Ａ〜８０Ｄの各々と通信可能に構成される。サーバ３０は、アグリゲータに帰属するサーバである。サーバ１０とサーバ３０とは、たとえばＶＰＮ（Virtual Private Network）を介して相互通信可能に構成される。サーバ１０とサーバ３０との通信プロトコルは、ＯｐｅｎＡＤＲであってもよい。この実施の形態では、アグリゲータの端末（たとえば、サーバ３０）が、電力会社の端末（たとえば、サーバ１０）及び車両ユーザの端末（たとえば、通信機器３００及び携帯端末８０）の各々と通信可能に構成される。しかしこれに限られず、ＶＧＩシステム１は、電力会社に連絡するサーバと、車両ユーザに連絡するサーバとを別々に含んでもよい。これらのサーバは、異なる電気事業者（たとえば、上位／下位アグリゲータ）に管理されてもよい。

サーバ３０は、制御装置３１と、記憶装置３２と、通信装置３３とを含んで構成される。制御装置３１は、プロセッサを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置３３を制御するように構成される。記憶装置３２は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置３３は各種通信Ｉ／Ｆを含む。制御装置３１は、通信装置３３を通じて外部と通信するように構成される。

サーバ１０は、ＤＲ（デマンドレスポンス）を利用して電力平準化を行なうように構成される。サーバ１０が、電力平準化を行なうときには、まず、複数のアグリゲータサーバ（サーバ３０を含む）の各々に対してＤＲへの参加を要請する信号（以下、「ＤＲ参加要請」とも称する）を送信する。ＤＲ参加要請には、当該ＤＲの対象となる地域、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲ又は上げＤＲ）、及びＤＲ期間が含まれる。ＤＲ期間は、ＤＲ開始時刻からＤＲ終了時刻までの期間である。サーバ３０は、サーバ１０からＤＲ参加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３０は、たとえば管轄内の各需要家のＤＲ容量（すなわち、電力調整力）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１０は、各アグリゲータサーバから受信したＤＲ可能量に基づいてアグリゲータごとのＤＲ量（すなわち、アグリゲータに依頼する電力調整量）を決定し、各アグリゲータサーバ（サーバ３０を含む）にＤＲ実行を指示する信号（以下、「ＤＲ実行指示」とも称する）を送信する。ＤＲ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又は上げＤＲ）、アグリゲータに対するＤＲ量、及びＤＲ期間が含まれる。サーバ３０は、ＤＲ実行指示を受信すると、管轄内の車両５０のうちＤＲ対応可能な各車両５０に対してＤＲ量の割当てを行ない、車両ごとのＤＲ信号を作成するとともに各車両５０へＤＲ信号を送信する。ＤＲ信号は、ＤＲスケジュールを含む。ＤＲスケジュールは、ＤＲ期間における充電プロファイル（たとえば、図９参照）又は放電プロファイル（たとえば、図１３参照）を示す情報である。サーバ３０は、ＤＲに参加することを承諾した車両５０へＤＲ信号を送信する。車両５０がＤＲ信号を受信すると、ＤＲ信号が示すＤＲスケジュールがＥＣＵ２００に予約される。

ＤＲ信号は、車両５０のユーザに需給調整を促す価格シグナルであってもよい。価格シグナルは、ＤＲの種類（たとえば、下げＤＲ又は上げＤＲ）、車両５０に対するＤＲスケジュール、及びインセンティブ情報を含んでもよい。価格シグナルは、車両５０に代えて又は加えて、携帯端末８０へ送信されてもよい。なお、ＤＲ信号は、サーバ３０が車両５０を直接的に制御するための充電指令又は給電指令であってもよい。車両５０が遠隔操作（たとえば、サーバ３０によるディスパッチ）を許可しているときには、ＤＲ期間においてサーバ３０が充電指令又は給電指令を車両５０へ送信することによって直接的に車両５０を制御することが可能になる。

電気事業者は、ＤＲ信号を送信することにより、車両５０のユーザに電力系統ＰＧの需給調整を要請することができる。ＤＲ信号は、上述のようにＤＲ実行指示に従ってサーバ３０から車両５０へ送信されることがある。また、ＤＲ信号は、電力市場情報に基づいてサーバ３０から車両５０へ送信されることもある。ＥＣＵ２００は、車両外部から通信機器３００を通じてＤＲ信号を受信するように構成される。また、車両５０のユーザは、携帯端末８０によってＤＲ信号を受信してもよい。車両５０のユーザは、ＥＣＵ２００及び／又は携帯端末８０が上記のＤＲ信号を受信した場合に、ＥＶＳＥ４０及び車両５０を用いてＤＲ信号に従う外部充電又は外部放電を行なうことによって、電気事業者（たとえば、電力会社又はアグリゲータ）が要請する電力系統ＰＧの需給調整に貢献することができる。この実施の形態では、電気事業者が要請する電力系統ＰＧの需給調整に車両５０のユーザが貢献したときには、車両５０のユーザと電気事業者との間の取り決めに従い、貢献量に応じたインセンティブが電気事業者から車両５０のユーザへ支払われる。貢献量は、たとえばＤＲ信号に従う外部充電又は外部放電によって調整された電力量に相当する。この実施の形態では、スマートメータ１１によって貢献量が計測される。

なお、電気事業者が上記貢献量を計測する方法は、スマートメータ１１で計測する方法に限られず任意である。電気事業者は、ＥＶＳＥ４０に内蔵される電力量計（図示せず）の測定値を用いて上記貢献量を求めてもよい。電気事業者は、車両５０に搭載されたセンサの測定値を用いて上記貢献量を求めてもよい。持運び可能な充電ケーブルにメータ機能を持たせて、充電ケーブルにより計測された電力量に基づいて電気事業者が上記貢献量を求めてもよい。

この実施の形態では、サーバ３０とＥＶＳＥ４０との間では通信が行なわれないが、サーバ３０とＥＶＳＥ４０とは相互通信可能に構成されてもよい。サーバ３０はＥＶＳＥ４０を経由して車両５０と通信するように構成されてもよい。ＥＶＳＥ４０は、ＥＶＳＥ管理用クラウドと通信可能に構成されてもよい。ＥＶＳＥ４０とＥＶＳＥ管理用クラウドとの通信プロトコルは、ＯＣＰＰ（Open Charge Point Protocol）であってもよい。

図２に示した蓄電システム２においては、バッテリ１００の充電及び放電を行なうための電流経路に、電流経路の接続／遮断を切り替えるリレー１４０が設けられている。蓄電システム２では、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ制御を通じてバッテリ１００の充電及び放電が制御される。しかし、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数が増えるほどリレー１４０の劣化が進行する傾向がある。以下、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数を、「リレー切替積算回数」とも称する。

リレー切替積算回数の増加を抑制するために、リレー１４０をＯＮ状態にしたまま電流を流したり止めたりすることが考えられる。蓄電システム２におけるＥＣＵ２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２を制御することによって電流の通電／遮断を切り替えることができる。しかし、リレー１４０をＯＮ状態に維持すると、リレー１４０で電流が遮断されなくなるため、バッテリ１００からリレー１４０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１５２に電圧が印加され続け、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２が劣化しやすくなる。以下、リレー１４０がＯＮ状態である積算時間を、「リレーＯＮ積算時間」とも称する。

この実施の形態では、リレー切替積算回数が第１上限値に達したときに切替えダメージ（すなわち、リレー切替積算回数の増加に起因したリレー１４０の寿命低下）が限界に達する。また、リレーＯＮ積算時間が第２上限値に達したときに電圧印加ダメージ（すなわち、リレー１４０をＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システム２のダメージ）が限界に達する。第１上限値及び第２上限値の各々は、たとえば実験又はシミュレーションによって求めることができる。

第１上限値に対する余裕度である回数余裕度と、第２上限値に対する余裕度である時間余裕度とのうち、一方だけが過剰に減少すると、切替えダメージと電圧印加ダメージとのいずれかが早期に限界に達しやすくなる。いずれかのダメージが限界に達したときには、何らかの対処（たとえば、部品交換）が要求され、蓄電システム２の使用をそのまま継続することは難しくなる。

図３は、回数余裕度と時間余裕度とのバランスについて説明するための図である。図３を参照して、この例では、時間余裕度に比べて回数余裕度の減少が著しい。このため、時間余裕度が大きいにもかかわらず、切替えダメージが限界に達し、蓄電システム２の使用を継続できなくなることが予想される。

そこで、この実施の形態に係るＥＣＵ２００は、以下に説明する制御により、回数余裕度と時間余裕度とのバランスを調整している。図４は、時間余裕度が回数余裕度よりも大きい場合の充放電停止制御を示す図である。図５は、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合の充放電停止制御を示す図である。

図４を参照して、バッテリ１００の充放電（充電又は放電）を停止する際に時間余裕度が回数余裕度よりも大きい場合には、ＥＣＵ２００は、リレー１４０をＯＮ状態に維持したまま充放電を停止する。破線Ｃ１で示されるように、リレー１４０がＯＮ状態に維持されることによって時間余裕度は引き続き減少するが、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ切替えが行なわれないため、回数余裕度は減らない。

図５を参照して、バッテリ１００の充放電（充電又は放電）を停止する際に回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合には、ＥＣＵ２００は、リレー１４０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えることにより、充放電を停止する。破線Ｃ２で示されるように、リレー１４０がＯＮからＯＦＦに切り替わることにより回数余裕度は減少するが、リレー１４０がＯＦＦ状態になることによって時間余裕度の減少は止まる。

上記充放電停止制御では、時間余裕度と比べて回数余裕度が小さいときには回数余裕度の減少を抑制し、回数余裕度と比べて時間余裕度が小さいときには時間余裕度の減少を抑制する。このため、上述した充放電停止制御によれば、回数余裕度及び時間余裕度のうち一方だけが過剰に減少することを抑制することが可能になる。

この実施の形態では、リレー切替積算回数を示す切替カウンタと、リレーＯＮ積算時間を示すＯＮ時間カウンタとが、各車両５０の記憶装置２３０（図２）に記憶されている。初期状態（たとえば、出荷時の状態）では、いずれのカウンタも０である。その後、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ切替えが行なわれるたびに切替カウンタが増加する。また、リレー１４０がＯＮ状態になっている期間においては、ＯＮ時間カウンタが増加する。

図６は、上記切替カウンタ及びＯＮ時間カウンタの各々が更新される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定周期で繰り返し実行される。

図２とともに図６を参照して、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１００では、リレー１４０がＯＮ状態であるか否かを、ＥＣＵ２００が判断する。リレー１４０がＯＮ状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ１０１において、現在のリレー１４０の状態（すなわち、ＯＮ状態）を現在時刻と紐付けて記憶装置２３０に保存する。また、リレー１４０がＯＦＦ状態である場合（Ｓ１００にてＮＯ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ２０１において、現在のリレー１４０の状態（すなわち、ＯＦＦ状態）を現在時刻と紐付けて記憶装置２３０に保存する。

上記Ｓ１０１の処理後、ＥＣＵ２００は、Ｓ１０２においてＯＮ時間カウンタをインクリメントする。そして、ＥＣＵ２００は、Ｓ１０３において、前回の処理ルーチンのＳ１０１又はＳ２０１で記憶装置２３０に保存されたリレー１４０の状態（以下、「前回リレー状態」とも称する）を確認し、前回リレー状態がＯＮ状態であるか否かを判断する。前回リレー状態がＯＮ状態である場合（Ｓ１０３にてＹＥＳ）には、処理が最初のステップ（Ｓ１００）に戻る。他方、前回リレー状態がＯＦＦ状態である場合（Ｓ１０３にてＮＯ）には、ＥＣＵ２００が、Ｓ２００において切替カウンタをインクリメントした後、処理が最初のステップ（Ｓ１００）に戻る。Ｓ１０３においてＮＯと判断されることは、リレー１４０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられたことを意味する。

上記Ｓ２０１の処理後、ＥＣＵ２００は、Ｓ２０２において、前回リレー状態がＯＦＦ状態であるか否かを判断する。前回リレー状態がＯＮ状態である場合（Ｓ２０２にてＮＯ）には、ＥＣＵ２００が、Ｓ２００において切替カウンタをインクリメントした後、処理が最初のステップ（Ｓ１００）に戻る。Ｓ２０２においてＮＯと判断されることは、リレー１４０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられたことを意味する。他方、前回リレー状態がＯＦＦ状態である場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）には、いずれのカウンタもインクリメントされることなく、処理が最初のステップ（Ｓ１００）に戻る。

図７は、ＥＣＵ２００によって実行される充電停止制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、実行中の外部充電の停止タイミングが到来すると、開始される。図７に示す処理が開始された時点では、外部充電が実行されており、図２に示したリレー１４０がＯＮ状態になっている。図７中のＳ１５，Ｓ１６の処理（詳細は後述）により、上記実行中の外部充電（以下、「今回充電」と称する）が停止される。図７に示す処理の説明では、今回充電が停止された後、次に開始される外部充電又は外部給電を、「次回充放電」と称する。

この実施の形態では、ＥＣＵ２００が、ＤＲスケジュールに従う外部充電（以下、「ＤＲ充電」とも称する）と、タイマ充電と、即時充電とを実行するように構成される。ＥＣＵ２００は、これらの外部充電の実行中において所定の終了条件が成立すると、外部充電の停止タイミングが到来したと判断する。終了条件は、たとえばバッテリ１００のＳＯＣが所定ＳＯＣ値以上になったときに成立する。タイマ充電に関しては、タイマ充電の終了時刻が到来したときにも終了条件が成立する。ＤＲ充電に関しては、ＤＲスケジュールが示す充電停止タイミングが到来したときにも終了条件が成立する。

図２とともに図７を参照して、Ｓ１１では、次回充放電が予定されているか否かを、ＥＣＵ２００が判断する。この実施の形態では、タイマ充電のスケジュール又はＤＲスケジュールによって次回充放電の開始時刻がＥＣＵ２００に予約されている場合には、Ｓ１１においてＹＥＳと判断される。他方、次回充放電の開始時刻がＥＣＵ２００に予約されていない場合には、Ｓ１１においてＮＯと判断される。次回充放電が未定である場合（Ｓ１１にてＮＯ）には、後述するＳ１６に処理が進む。

Ｓ１１においてＹＥＳと判断されると、ＥＣＵ２００は、Ｓ１２において、充放電間隔（すなわち、今回充電の停止タイミングから次回充放電の開始時刻までの時間）が所定の閾値Ｔｈ１１以下であるか否かを判断する。図７に示す一連の処理は、今回充電の停止タイミングが到来すると開始されるため、今回充電の停止タイミングは現在時刻に相当する。充放電間隔が閾値Ｔｈ１１以下である場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ１３において、充放電間隔が所定の閾値Ｔｈ１２以上であるか否かを判断する。閾値Ｔｈ１２は、閾値Ｔｈ１１よりも小さい値に設定される。閾値Ｔｈ１１は、１〜５時間であってもよく、たとえば３時間であってもよい。閾値Ｔｈ１２は、３〜３０分間であってもよく、たとえば１０分間であってもよい。ただしこれに限られず、閾値Ｔｈ１２が閾値Ｔｈ１１よりも小さい範囲で、閾値Ｔｈ１１及びＴｈ１２の各々は任意に設定できる。

上記Ｓ１２，Ｓ１３の処理により、充放電間隔が所定範囲（すなわち、閾値Ｔｈ１２以上かつ閾値Ｔｈ１１以下の範囲）内であるか否かが判断される。充放電間隔が所定範囲内である場合（Ｓ１２及びＳ１３の両方でＹＥＳ）には、処理はＳ１４に進む。充放電間隔が所定範囲よりも長い場合（Ｓ１２にてＮＯ）には、処理はＳ１４を経ずにＳ１６に進む。充放電間隔が所定範囲よりも短い場合（Ｓ１３にてＮＯ）には、処理はＳ１４を経ずにＳ１５に進む。

図８は、上記Ｓ１２，Ｓ１３の処理（すなわち、充放電間隔の長さ判定）について説明するための図である。図８を参照して、次回充放電の開始時刻が基準値ｔａ１よりも前であれば、充放電間隔は閾値Ｔｈ１２よりも短い。次回充放電の開始時刻が基準値ｔａ２よりも後であれば、充放電間隔は閾値Ｔｈ１１よりも長い。図８に示す次回充放電の開始時刻は、基準値ｔａ１から基準値ｔａ２までの期間内であるため、充放電間隔Ｔ１は、閾値Ｔｈ１２以上かつ閾値Ｔｈ１１以下の範囲内である。

図９は、ＤＲスケジュールが示す充電プロファイルの一例を示す図である。図９を参照して、この充電プロファイルでは、外部充電が断続的に行なわれる。初回の充電は、タイミングｔ１で開始され、タイミングｔ２１で終了する。２回目の充電は、タイミングｔ１１で開始され、タイミングｔ２２で終了する。３回目の充電は、タイミングｔ１２で開始され、タイミングｔ２３で終了する。４回目の充電は、タイミングｔ１３で開始され、タイミングｔ２４で終了する。そして、最後の充電（すなわち、５回目の充電）は、タイミングｔ１４で開始され、タイミングｔ２で終了する。

上記タイミングｔ２１〜ｔ２４の各々は、充電停止タイミングに相当する。タイミングｔ２１〜ｔ２４から次回充電開始（タイミングｔ１１〜ｔ１４）までの各間隔は、たとえば１秒以上３０秒以下であり、閾値Ｔｈ１２よりも短い。このため、図９に示す充電プロファイルに従うＤＲ充電（間欠充電）において、図９中のタイミングｔ２１〜ｔ２４のいずれかで図７に示す充電停止制御が開始された場合には、図７のＳ１３においてＮＯと判断される。

再び図２とともに図７を参照して、Ｓ１４では、ＥＣＵ２００が、前述した切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値に基づいて、回数余裕度が時間余裕度よりも小さいか否かを判断する。切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値は、前述した図６の処理により逐次更新されている。ＥＣＵ２００は、たとえば記憶装置２３０に記憶されているマップを参照して、回数余裕度が時間余裕度よりも小さいか否かを判断する。

図１０は、上記Ｓ１４の処理（すなわち、余裕度バランス判定）において使用されるマップの一例を示す図である。図１０を参照して、線Ｌ１は、回数余裕度と時間余裕度とが一致する条件（切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値）を示している。切替カウンタ値が線Ｌ１よりも大きい領域Ａは、回数余裕度が時間余裕度よりも小さくなる条件を示している。ＯＮ時間カウンタ値が線Ｌ１よりも大きい領域Ｂは、回数余裕度が時間余裕度よりも大きくなる条件を示している。この実施の形態では、図７のＳ１４において、切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値が領域Ａに属するか否かが判断される。切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値が領域Ａに属する場合には、図７のＳ１４においてＹＥＳと判断され、切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値が領域Ａに属さない場合には、図７のＳ１４においてＮＯと判断される。上記のマップは、たとえば実験又はシミュレーションに基づいて作成されて記憶装置２３０に格納されてもよい。

再び図２とともに図７を参照して、回数余裕度が時間余裕度よりも小さい場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ１５において、リレー１４０をＯＮ状態にしたまま外部充電を停止する。この実施の形態では、ＥＣＵ２００が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２によって充電電流を遮断する。

他方、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合（Ｓ１４にてＮＯ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ１６において、リレー１４０をＯＦＦ状態にすることにより外部充電を停止する。この実施の形態では、回数余裕度が時間余裕度と同じ場合にも、Ｓ１４においてＮＯと判断され、処理がＳ１６に進む。しかしこれに限られず、回数余裕度が時間余裕度と同じ場合には、Ｓ１４においてＹＥＳと判断され、処理が前述のＳ１５に進むようにしてもよい。

図１１は、ＥＣＵ２００によって実行される給電停止制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、実行中の外部給電の停止タイミングが到来すると、開始される。図１１に示す処理が開始された時点では、外部給電が実行されており、図２に示したリレー１４０がＯＮ状態になっている。図１１中のＳ２５，Ｓ２６の処理（詳細は後述）により、上記実行中の外部給電（以下、「今回給電」と称する）が停止される。図１１に示す処理の説明では、今回給電が停止された後、次に開始される外部充電又は外部給電を、「次回充放電」と称する。

この実施の形態では、ＥＣＵ２００が、ＤＲスケジュールに従う外部給電（以下、「ＤＲ給電」とも称する）と、ユーザ操作に基づく給電とを実行するように構成される。ＥＣＵ２００は、これらの外部給電の実行中において所定の終了条件が成立すると、外部給電の停止タイミングが到来したと判断する。終了条件は、たとえばバッテリ１００のＳＯＣが所定ＳＯＣ値以下になったときに成立する。ＤＲ給電に関しては、ＤＲスケジュールが示す放電停止タイミングが到来したときにも終了条件が成立する。

図２とともに図１１を参照して、Ｓ２１では、次回充放電が予定されているか否かを、ＥＣＵ２００が判断する。この実施の形態では、タイマ充電のスケジュール又はＤＲスケジュールによって次回充放電の開始時刻がＥＣＵ２００に予約されている場合には、Ｓ２１においてＹＥＳと判断される。他方、次回充放電の開始時刻がＥＣＵ２００に予約されていない場合には、Ｓ２１においてＮＯと判断される。次回充放電が未定である場合（Ｓ２１にてＮＯ）には、後述するＳ２６に処理が進む。

Ｓ２１においてＹＥＳと判断されると、ＥＣＵ２００は、Ｓ２２において、充放電間隔（すなわち、今回給電の停止タイミングから次回充放電の開始時刻までの時間）が所定の閾値Ｔｈ２１以下であるか否かを判断する。図１１に示す一連の処理は、今回給電の停止タイミングが到来すると開始されるため、今回給電の停止タイミングは現在時刻に相当する。充放電間隔が閾値Ｔｈ２１以下である場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ２３において、充放電間隔が所定の閾値Ｔｈ２２以上であるか否かを判断する。閾値Ｔｈ２２は、閾値Ｔｈ２１よりも小さい値に設定される。閾値Ｔｈ２１は、１〜５時間であってもよく、たとえば３時間であってもよい。閾値Ｔｈ２２は、３〜３０分間であってもよく、たとえば１０分間であってもよい。ただしこれに限られず、閾値Ｔｈ２２が閾値Ｔｈ２１よりも小さい範囲で、閾値Ｔｈ２１及びＴｈ２２の各々は任意に設定できる。

上記Ｓ２２，Ｓ２３の処理により、充放電間隔が所定範囲（すなわち、閾値Ｔｈ２２以上かつ閾値Ｔｈ２１以下の範囲）内であるか否かが判断される。充放電間隔が所定範囲内である場合（Ｓ２２及びＳ２３の両方でＹＥＳ）には、処理はＳ２４に進む。充放電間隔が所定範囲よりも長い場合（Ｓ２２にてＮＯ）には、処理はＳ２４を経ずにＳ２６に進む。充放電間隔が所定範囲よりも短い場合（Ｓ２３にてＮＯ）には、処理はＳ２４を経ずにＳ２５に進む。

図１２は、上記Ｓ２２，Ｓ２３の処理（すなわち、充放電間隔の長さ判定）について説明するための図である。図１２を参照して、次回充放電の開始時刻が基準値ｔｂ１よりも前であれば、充放電間隔は閾値Ｔｈ２２よりも短い。次回充放電の開始時刻が基準値ｔｂ２よりも後であれば、充放電間隔は閾値Ｔｈ２１よりも長い。図１２に示す次回充放電の開始時刻は、基準値ｔｂ１から基準値ｔｂ２までの期間内であるため、充放電間隔Ｔ２は、閾値Ｔｈ２２以上かつ閾値Ｔｈ２１以下の範囲内である。

図１３は、ＤＲスケジュールが示す放電プロファイルの一例を示す図である。図１３を参照して、この放電プロファイルでは、外部給電が断続的に行なわれる。初回の給電は、タイミングｔ３で開始され、タイミングｔ４１で終了する。２回目の給電は、タイミングｔ３１で開始され、タイミングｔ４２で終了する。３回目の給電は、タイミングｔ３２で開始され、タイミングｔ４３で終了する。４回目の給電は、タイミングｔ３３で開始され、タイミングｔ４４で終了する。そして、最後の給電（すなわち、５回目の給電）は、タイミングｔ３４で開始され、タイミングｔ４で終了する。

上記タイミングｔ４１〜ｔ４４の各々は、放電停止タイミングに相当する。タイミングｔ４１〜ｔ４４から次回給電開始（タイミングｔ３１〜ｔ３４）までの各間隔は、たとえば１秒以上３０秒以下であり、閾値Ｔｈ２２よりも短い。このため、図１３に示す放電プロファイルに従うＤＲ給電（間欠給電）において、図１３中のタイミングｔ４１〜ｔ４４のいずれかで図１１に示す給電停止制御が開始された場合には、図１１のＳ２３においてＮＯと判断される。

再び図２とともに図１１を参照して、Ｓ２４では、ＥＣＵ２００が、前述した切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値に基づいて、回数余裕度が時間余裕度よりも小さいか否かを判断する。切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値は、前述した図６の処理により逐次更新されている。ＥＣＵ２００は、たとえば前述の図１０に示したマップを参照して、回数余裕度が時間余裕度よりも小さいか否かを判断する。

回数余裕度が時間余裕度よりも小さい場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ２５において、リレー１４０をＯＮ状態にしたまま外部給電を停止する。この実施の形態では、ＥＣＵ２００が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２によって給電電流を遮断する。他方、回数余裕度が時間余裕度よりも大きい場合（Ｓ２４にてＮＯ）には、ＥＣＵ２００は、Ｓ２６において、リレー１４０をＯＦＦ状態にすることにより外部給電を停止する。この実施の形態では、回数余裕度が時間余裕度と同じ場合にも、Ｓ２４においてＮＯと判断され、処理がＳ２６に進む。しかしこれに限られず、回数余裕度が時間余裕度と同じ場合には、Ｓ２４においてＹＥＳと判断され、処理が前述のＳ２５に進むようにしてもよい。

この実施の形態に係るＥＣＵ２００は、図７に示した充電停止制御と、図１１に示した給電停止制御（放電停止制御）とを実行する。図１４は、この実施の形態に係る充放電停止制御が実行される場合の切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値の推移の一例を示す図である。図１４中の線Ｌ１は、図１０中の線Ｌ１と同じである。

図７、図１１、及び図１４を参照して、図７に示した充電停止制御では、時間余裕度と比べて回数余裕度が小さいとき（Ｓ１４にてＹＥＳ）には回数余裕度の減少を抑制し（Ｓ１５）、回数余裕度と比べて時間余裕度が小さいとき（Ｓ１４にてＮＯ）には時間余裕度の減少を抑制する（Ｓ１６）。また、図１１に示した給電停止制御では、時間余裕度と比べて回数余裕度が小さいとき（Ｓ２４にてＹＥＳ）には回数余裕度の減少を抑制し（Ｓ２５）、回数余裕度と比べて時間余裕度が小さいとき（Ｓ２４にてＮＯ）には時間余裕度の減少を抑制する（Ｓ２６）。上記のように、図７に示した充電停止制御と図１１に示した給電停止制御との各々によって回数余裕度と時間余裕度とのバランスが調整される。このため、切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値は、時間の経過に伴い、図１４中に線Ｌ２で示すように、概ね線Ｌ１に沿って推移すると考えられる。この実施の形態に係るＥＣＵ２００は、上述した制御により、電圧印加ダメージ（すなわち、リレー１４０をＯＮ状態に維持することに起因した蓄電システム２のダメージ）を抑制しつつ切替えダメージ（すなわち、リレー１４０のＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の増加に起因したリレー１４０の寿命低下）を抑制できる。

上記切替カウンタ値及びＯＮ時間カウンタ値の少なくとも一方は、充放電停止制御以外の制御に使用されてもよい。たとえば、ＥＣＵ２００は、リレー１４０がＯＮ状態になってからのＯＮ時間カウンタの上昇量が所定値を超えると、リレー１４０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるように構成されてもよい。また、ＥＣＵ２００は、切替カウンタ値が所定値を超えたときに、リレー１４０が劣化したことの報知及び記録を行なうように構成されてもよい。ＥＣＵ２００は、報知装置３２０を制御することにより、上記の報知を行なうことができる。報知の方法は任意である。ＥＣＵ２００は、たとえば、表示、音（音声を含む）、ランプ点灯（点滅を含む）の少なくとも１つによって、ユーザに報知してもよい。また、ＥＣＵ２００は、記憶装置２３０に対して上記記録を行なうことができる。記憶装置２３０に記録された情報はＯＢＤ（自己診断）で使用されてもよい。

図７に示した充電停止制御の少なくとも一部の処理は、サーバ３０による車両５０の遠隔操作で実行されてもよい。サーバ３０の制御装置３１が、充電停止制御を行なう電力制御装置として機能してもよい。図７に示した充電停止制御は適宜変更可能である。たとえば、図７の処理において、Ｓ１１〜Ｓ１３の少なくとも１つを割愛してもよい。充電停止制御において、常にＳ１４の処理が実行されるとともに、Ｓ１４の比較結果に基づいてＳ１５，Ｓ１６のいずれかの処理が実行されるようにしてもよい。

図１１に示した給電停止制御の少なくとも一部の処理は、サーバ３０による車両５０の遠隔操作で実行されてもよい。サーバ３０の制御装置３１が、給電停止制御を行なう電力制御装置として機能してもよい。図１１に示した給電停止制御は適宜変更可能である。たとえば、図１１の処理において、Ｓ２１〜Ｓ２３の少なくとも１つを割愛してもよい。給電停止制御において、常にＳ２４の処理が実行されるとともに、Ｓ２４の比較結果に基づいてＳ２５，Ｓ２６のいずれかの処理が実行されるようにしてもよい。

車両の構成は、図２に示した構成に限られない。図１５は、図２に示した構成の変形例を示す図である。図１５を参照して、この変形例に係る蓄電システム２Ａは、受電デバイス５００を含む。ＳＭＲ５３がＯＮ状態であるときにバッテリ１００から受電デバイス５００に電力が供給される。受電デバイス５００は、空調装置及びコンセント装置の少なくとも一方を含む。空調装置は、バッテリ１００から供給される電力によって駆動され、車室内の空調を行なう。コンセント装置は、たとえば、バッテリ１００から供給される直流電力を所定電圧の交流電力に変換して、車室内に設けられたコンセントに、その交流電力を出力するように構成される。

蓄電システム２Ａでは、リレー１４０だけでなくＳＭＲ５３も、インレット１６０からバッテリ１００までの電流経路に配置されている。このため、外部充電及び外部給電のいずれかを実行するときには、リレー１４０だけでなくＳＭＲ５３もＯＮ状態（閉状態）にされる。リレー１４０及びＳＭＲ５３の各々がＯＮ状態になると、バッテリ１００からＰＣＵ５２、充放電器１５０、及び受電デバイス５００の各々に電力が供給される。こうした蓄電システム２Ａでは、ＰＣＵ５２、充放電器１５０、及び受電デバイス５００の各々の耐久性を考慮して、第２上限値（電圧印加ダメージの上限値）が決定されてもよい。

図２又は図１５に示した構成において、充放電器１５０の代わりに、外部充電のみ可能な充電装置、又は外部給電のみ可能な給電装置を採用してもよい。また、車両は、非接触充電可能に構成されてもよい。車両は、乗用車に限られず、バス又はトラックであってもよい。

電力制御装置が適用される対象は、車両に搭載された蓄電システムに限られず任意である。適用対象は、他の乗り物（船、飛行機等）に搭載された蓄電システムであってもよいし、無人の移動体（無人搬送車（ＡＧＶ）、農業機械、移動型ロボット、ドローン等）に搭載された蓄電システムであってもよいし、携帯機器（スマートフォン、ウェアラブルデバイス等）に搭載された蓄電システムであってもよいし、建物（住宅、工場等）に設置された蓄電システムであってもよい。

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、上記した実施の形態の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及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、２，２Ａ 蓄電システム、１０ サーバ、１１ スマートメータ、３０ サーバ、３１ 制御装置、３２ 記憶装置、３３ 通信装置、４１ 電源回路、４２ 充電ケーブル、４３ コネクタ、５０，５０Ａ〜５０Ｄ 車両、５１ ＭＧ、５２ ＰＣＵ、５３ ＳＭＲ、５４ 動力伝達ギア、５５ 駆動輪、８０，８０Ａ〜８０Ｄ 携帯端末、１００ バッテリ、１１０ 監視モジュール、１４０ リレー、１５０ 充放電器、１５１ インバータ、１５２ コンバータ、１５３ 監視モジュール、１６０ インレット、２００ ＥＣＵ、２１０ プロセッサ、２２０ ＲＡＭ、２３０ 記憶装置、２４０ タイマ、３００ 通信機器、３１０ 入力装置、３２０ 報知装置、５００ 受電デバイス、ＰＧ 電力系統。

Claims (1)

1. 蓄電装置の充電及び放電の少なくとも一方を行なうための電流経路に設けられたリレーのＯＮ／ＯＦＦを制御する電力制御装置であって、
   前記リレーがＯＮ状態である前記電流経路を通じて実行されている前記蓄電装置の充電又は放電を停止する際に、前記リレーのＯＮ／ＯＦＦ切替えの積算回数の上限値に対する余裕度である回数余裕度と、前記リレーがＯＮ状態である積算時間の上限値に対する余裕度である時間余裕度とを比較し、
   前記回数余裕度が前記時間余裕度よりも大きい場合には前記リレーをＯＦＦ状態にすることにより前記充電又は前記放電を停止し、
   前記回数余裕度が前記時間余裕度よりも小さい場合には、前記リレーをＯＮ状態にしたまま前記充電又は前記放電を停止するように構成される、電力制御装置。

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