JP2023034582A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車載バッテリの劣化の進行を抑制しつつ、車載バッテリに蓄電された電力を電力系統に供給する。【解決手段】車両は、制御装置を備え、前記制御装置は、１つまたは複数のプロセッサと、メモリと、を有し、前記プロセッサは、前記メモリに含まれるプログラムと協働し、前記車載バッテリの充電を完了させる予定の時刻に基づいて、前記充電を開始させる予定の時刻である充電開始時刻を設定することと、前記給電要求の受信時刻が前記充電開始時刻より前であれば、前記電力系統への前記給電を開始させることと、前記充電開始時刻に到達するまでに、前記車載バッテリのＳＯＣが所定の閾値以下となるように、前記給電の電力を制御することと、前記給電の電力を、前記車載バッテリにおける前記給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御することと、を含む処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関する。

例えば、特許文献１には、車載バッテリに蓄電された電力を電力系統に給電することが可能な車両が開示されている。かかる技術では、夜間に電力系統から車載バッテリへの充電が行われ、昼間に車載バッテリから電力系統への給電が行われる。

特許第６０６０９５６号公報

電力系統としては、車載バッテリからの給電の電力が大きいことを望む。しかし、給電の電力が大きくなると、車載バッテリにおける劣化が進行するおそれがある。

そこで、本発明は、車載バッテリの劣化の進行を抑制しつつ、車載バッテリに蓄電された電力を電力系統に供給することが可能な車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る車両は、
電力系統と電気的に接続可能な充電口と、
前記充電口と電気的に接続可能な車載バッテリと、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記電力系統から供給される電力による前記車載バッテリの充電を制御可能であり、
前記車載バッテリに蓄電された電力を前記電力系統に供給する給電を要求する給電要求の受信に応じて、前記給電を制御可能であり、
前記プロセッサは、前記メモリに含まれるプログラムと協働し、
前記車載バッテリの充電を完了させる予定の時刻に基づいて、前記充電を開始させる予定の時刻である充電開始時刻を設定することと、
前記給電要求の受信時刻が前記充電開始時刻より前であれば、前記電力系統への前記給電を開始させることと、
前記充電開始時刻に到達するまでに、前記車載バッテリのＳＯＣが所定の閾値以下となるように、前記給電の電力を制御することと、
前記給電の電力を、前記車載バッテリにおける前記給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御することと、
を含む処理を実行する。

本発明によれば、車載バッテリの劣化の進行を抑制しつつ、車載バッテリに蓄電された電力を電力系統に供給することが可能となる。

図１は、本実施形態にかかる電力システムの構成を示す概略図である。 図２は、制御装置の動作の概要を説明する図である。 図３は、制御装置の機能を示すブロック図である。 図４は、給電の電力の制御について説明する図である。 図５は、第１ＳＯＰの導出に関する他の例を説明する図である。 図６は、給電の電力の詳細な制御を説明する図である。 図７は、プレ充電実行部の動作の流れを説明するフローチャートである。 図８は、給電制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。 図９は、給電制御処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる電力システム１の構成を示す概略図である。電力システム１は、給電設備１０、電力系統１２および車両１４を含む。車両１４は、電気自動車またはハイブリッド車である。

給電設備１０は、電力変換装置２０、充電ケーブル２２および充電コネクタ２４を備える。電力変換装置２０は、電力系統１２に電気的に接続される。充電ケーブル２２の２つの末端のうち第１の末端は、電力変換装置２０に接続される。充電コネクタ２４は、充電ケーブル２２の２つの末端のうち第２の末端に設けられる。充電コネクタ２４は、後述するが、車両１４の充電口４４と接続可能である。

電力変換装置２０は、電力系統１２から供給される電力を変換して、変換後の電力を充電コネクタ２４に供給する。充電コネクタ２４が充電口４４と接続された状態において、電力変換装置２０は、充電コネクタ２４を通じて車両１４に電力を供給することができる。また、充電コネクタ２４が充電口４４と接続された状態において、電力変換装置２０は、充電コネクタ２４を通じて車両１４から受電することができる。電力変換装置２０は、車両１４から受電した電力を変換して、変換後の電力を電力系統１２に供給することができる。

給電設備１０は、制御装置３０を備える。制御装置３０は、１つまたは複数のプロセッサ３２と、プロセッサ３２に接続される１つまたは複数のメモリ３４とを備える。メモリ３４は、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭを含む。制御装置３０のプロセッサ３２は、メモリ３４に含まれるプログラムと協働して、給電設備１０全体を制御する。例えば、プロセッサ３２は、電力系統１２と車両１４との間の電力の受け渡しに関する処理を実行する。また、制御装置３０は、充電ケーブル２２および充電コネクタ２４を通じて車両１４と通信することができる。

車両１４は、車載バッテリ４０を備える。車載バッテリ４０は、例えば、リチウムイオンバッテリなどの二次電池である。車載バッテリ４０は、車両１４の駆動源であるモータジェネレータに電力を供給する。モータジェネレータは、車両１４の車輪を駆動させる。また、モータジェネレータは、車両１４の減速時に発電する。車載バッテリ４０は、モータジェネレータによって生成された電力によって充電される。

車両１４は、制御ＢＯＸ４２、充電口４４を備える。充電口４４は、充電コネクタ２４と接続可能である。制御ＢＯＸ４２は、例えば、充電口４４と車載バッテリ４０との電気的な接続をオンオフするスイッチを有する。充電コネクタ２４が充電口４４と接続されると、制御ＢＯＸ４２は、給電設備１０を通じて電力系統１２と電気的に接続される。

充電コネクタ２４が充電口４４と接続された状態において、車両１４は、給電設備１０を通じて電力系統１２から受電することができる。給電設備１０の制御装置３０は、電力変換装置２０を制御し、変換後の電力を充電口４４に伝達する。制御ＢＯＸ４２がオン状態であれば、給電設備１０から充電口４４に伝達された電力が車載バッテリ４０に伝達される。すなわち、電力変換装置２０は、電力系統１２から供給される電力によって車載バッテリ４０を充電することができる。例えば、電力変換装置２０は、車載バッテリ４０に接続される端子の電圧を、車載バッテリ４０の入出力端子の電圧より高い電圧に制御する。そうすると、電力変換装置２０から車載バッテリ４０に電流が流れる。これにより、給電設備１０を通じて制御ＢＯＸ４２に供給された電力が、車載バッテリ４０に供給される。

また、充電コネクタ２４が充電口４４と接続され、制御ＢＯＸ４２がオン状態において、電力変換装置２０は、車載バッテリ４０に蓄電された電力を、電力系統１２に供給することができる。例えば、電力変換装置２０は、車載バッテリ４０に接続される端子の電圧を、車載バッテリ４０の入出力端子の電圧より低い電圧に制御する。そうすると、車載バッテリ４０から電力変換装置２０に電流が流れる。そして、車載バッテリ４０から電力変換装置２０に供給された電力が、電力系統１２に供給される。

車両１４は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、１つまたは複数のプロセッサ５２と、プロセッサ５２に接続される１つまたは複数のメモリ５４とを備える。メモリ５４は、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭを含む。制御装置５０のプロセッサ５２は、メモリ５４に含まれるプログラムと協働して、車両１４全体を制御する。例えば、プロセッサ５２は、電力系統１２から供給される電力による車載バッテリ４０の充電、および、車載バッテリ４０に蓄電された電力の電力系統１２への給電、に関する処理を実行する。プロセッサ５２が実行する処理については、後に詳述する。また、制御装置５０は、充電口４４を通じて給電設備１０と通信することができる。制御装置５０は、給電設備１０の制御装置３０と通信することで、制御装置３０を介して電力変換装置２０を間接的に制御することができる。つまり、制御装置５０は、車載バッテリ４０の充電および電力系統１２への給電を実質的に制御することができる。また、制御装置５０は、制御ＢＯＸ４２のオンオフを制御することができる。

車両１４は、電圧センサ６０および温度センサ６２を備える。電圧センサ６０は、車載バッテリ４０の入出力端子の電圧を検出する。温度センサ６２は、車載バッテリ４０の温度を検出する。

図２は、制御装置５０の動作の概要を説明する図である。図２は、車載バッテリ４０におけるＳＯＣ（State Of Charge）の時間推移の一例を示す。ＳＯＣは、車載バッテリ４０における電荷状態を示す指標である。具体的には、ＳＯＣは、満充電容量を１００％としたときの現在の充電容量を百分率で示す指標である。ＳＯＣは、車載バッテリ４０が充電されると上昇し、車載バッテリ４０から放電されると低下する。

図２の例において、時刻Ｔ１１のときに、車両１４の所有者が充電コネクタ２４を充電口４４に接続したとする。このとき、車両１４の所有者は、充電終了時刻を車両１４に入力する。あるいは、制御装置５０は、車両１４における過去の充電履歴に基づいて充電終了時刻を予測して設定する。充電終了時刻は、給電設備１０を通じて電力系統１２から供給される電力による車載バッテリ４０の充電を終了させる予定の時刻を示す。

制御装置５０は、矢印Ａ１１で示すように、充電終了時刻までに車載バッテリ４０のＳＯＣが予め設定された所定のＳＯＣ以上となるように充電を実行する。所定のＳＯＣは、例えば、１００％などとするが、この例に限らず、任意の値に設定することができる。

このような充電を行うために、制御装置５０のプロセッサ５２は、充電終了時刻に基づいて充電開始時刻を設定する処理を実行する。充電開始時刻は、電力系統１２から供給される電力による車載バッテリ４０の充電を開始させる予定の時刻である。制御装置５０は、現在の時刻が充電開始時刻に到達すると、車載バッテリ４０の充電を開始させる。なお、制御装置５０は、充電の電力が所定の上限値以下となるように充電の電力を制限してもよい。

ここで、電力系統１２における制御装置は、電力系統１２における電力需要が増大すると、給電設備１０に給電要求を送信する。給電要求は、車両１４の車載バッテリ４０から電力系統１２への給電を要求する情報を示す。給電設備１０の制御装置３０は、充電コネクタ２４が充電口４４に接続されていれば、受信した給電要求を車両１４に送信する。車両１４の制御装置５０は、給電設備１０を通じて給電要求を受信することが可能である。

制御装置５０のプロセッサ５２は、給電要求を受信すると、矢印Ａ１２で示すように、給電要求の受信時刻が充電開始時刻より前であれば、電力系統１２への給電を開始させる処理を実行する。なお、制御装置５０は、矢印Ａ１１で示す充電の実行中に給電要求を受信した場合、給電要求に基づく給電を実行しない。

図２の例では、設定された充電開始時刻より前の時刻Ｔ１２において、車載バッテリ４０のＳＯＣが１００％になっているとする。そして、時刻Ｔ１２において、制御装置５０が給電要求を受信したとする。給電要求の受信時刻での車載バッテリ４０のＳＯＣは、図２の一点鎖線Ｂ１０で示す給電停止ＳＯＣ以上であるとする。給電停止ＳＯＣは、給電の停止を判断するための基準となる所定の閾値を示す。給電停止ＳＯＣは、図２の一点鎖線Ｂ１０で示すように、比較的低い値に設定される。給電停止ＳＯＣは、例えば、２０％などとするが、任意の値に設定することができる。

制御装置５０は、給電要求を受信すると、給電要求の受信時刻での車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以上であれば、給電を開始させる。このため、給電要求の受信時刻は、給電開始時刻に相当する。給電開始時刻は、車載バッテリ４０から電力系統１２への給電が開始された時刻を示す。車載バッテリ４０に蓄電された電力は、給電設備１０を通じて電力系統１２に供給される。このような給電により、車両１４は、電力系統１２における電力供給源の一部として機能する。

制御装置５０のプロセッサ５２は、現在の時刻が充電開始時刻に到達するまでに、車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下となるように、給電の電力を制御する処理を実行する。

給電が実行されて車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下となると、制御装置５０は、車載バッテリ４０からの給電を停止させる。図２では、給電が停止された直後に充電開始時刻に到達した例を示している。

充電開始時刻に到達するまでに給電を行うことで、制御装置５０は、車載バッテリ４０の充電と、自車両を電力系統１２における電力供給源の一部として機能させることと、を両立させることができる。また、ＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下となるように給電させることで、制御装置５０は、車両１４から電力系統１２に供給する電力の総量を極力多くすることができる。

ところで、電力系統１２としては、車載バッテリ４０からの給電の電力が大きいことを望む。しかし、給電の電力が大きくなると、車載バッテリ４０における劣化が進行するおそれがある。

そこで、制御装置５０のプロセッサ５２は、給電の電力を、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御する処理を実行する。具体的には、制御装置５０は、車載バッテリ４０から電力系統１２に給電する電力の上限値を設定する。制御装置５０は、車載バッテリ４０から電力系統１２に給電する電力を、当該上限値以下に制限する。給電に関する制御については、後に詳述する。

制御装置５０は、給電の電力を制限することで、車載バッテリ４０の劣化の進行を抑制しつつ、車載バッテリ４０に蓄電された電力を電力系統１２に供給することができる。

充電コネクタ２４が充電口４４に接続されると、矢印Ａ１３で示すように、制御装置５０は、車載バッテリ４０のプレ充電を実行する。プレ充電は、給電要求を受信する前に予め実行される充電である。プレ充電は、給電要求に基づく給電の後に実行される充電とは異なる充電である。

プレ充電の実行中において、車載バッテリ４０のＳＯＣが、予め設定された所定のＳＯＣ以上となると、制御装置５０は、プレ充電を終了する。所定のＳＯＣは、例えば、１００％とするが、この例に限らず、任意の値に設定することができる。

プレ充電の終了後、矢印Ａ１４で示すように、制御装置５０は、電力系統１２からの給電要求を待ち受ける待機状態となる。そして、制御装置５０は、待機状態において給電要求を受信すると、上述のように給電を開始させる。なお、制御装置５０は、プレ充電中に給電要求を受信した場合、プレ充電を中止させて、給電要求に基づく給電を実行させてもよい。

給電の実行を開始する前にプレ充電を行うことで、制御装置５０は、車両１４から電力系統１２に供給する電力の総量を極力多くすることができる。

図３は、制御装置５０の機能を示すブロック図である。制御装置５０のプロセッサ５２は、メモリ５４に含まれるプログラムと協働して、プレ充電実行部７０、給電制御部７２および充電実行部７４として機能する。

プレ充電実行部７０は、充電コネクタ２４が充電口４４に接続されると、プレ充電を実行する。また、プレ充電実行部７０は、充電コネクタ２４が充電口４４に接続されたときに、車両１４に入力された充電終了時刻を取得する。

給電制御部７２は、給電要求を受信すると、充電終了時刻に基づいて充電開始時刻を設定する。また、給電制御部７２は、給電要求の受信時刻が充電開始時刻より前であれば、給電を開始させる。給電制御部７２は、車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下となるように給電の電力を制御する。給電制御部７２は、給電の電力を、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御する。

充電実行部７４は、現在の時刻が充電開始時刻に到達すると、車載バッテリ４０の充電を開始する。充電実行部７４は、車載バッテリ４０のＳＯＣが、予め設定された所定のＳＯＣ以上となると充電を終了する。

図４は、給電の電力の制御について説明する図である。本実施形態では、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な電力の指標として、連続ＳＯＰ（State Of Power）および第１ＳＯＰを定義する。

連続ＳＯＰは、給電を連続して実行しても、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な給電の電力の最大値を示す。連続ＳＯＰは、車載バッテリ４０の種類または特性に基づいて車載バッテリ４０ごとに設定される固定値である。図４の二点鎖線Ｃ１０は、連続ＳＯＰで給電を行った場合のＳＯＣの時間推移の一例を示す。連続ＳＯＰは、二点鎖線Ｃ１０の傾きに相当する。

第１ＳＯＰは、連続ＳＯＰ以下の所定の電力を示す。図４の実線Ｃ１１は、第１ＳＯＰで給電を行った場合のＳＯＣの時間推移の一例を示す。

制御装置５０のプロセッサ５２は、給電要求の受信時刻から充電開始時刻までの時間に基づいて、第１ＳＯＰを決定する処理を実行する。給電要求の受信時刻は、給電開始時刻に相当する。具体的には、給電要求の受信時刻から充電開始時刻までの時間を、給電の実行を予定している時間である給電予定時間と仮定する。そして、この給電予定時間中、第１ＳＯＰで給電を継続すると仮定する。そうすると、第１ＳＯＰは、図２の実線Ｃ１１で示すように、ＳＯＣの時間推移における給電予定時間中の傾きに相当する。

このことから、給電制御部７２は、給電要求の受信時刻から充電開始時刻までの給電予定時間を導出する。給電制御部７２は、給電要求の受信時刻でのＳＯＣから充電開始時刻での目標ＳＯＣを減算して給電予定ＳＯＣを導出する。目標ＳＯＣは、給電停止ＳＯＣ以下に設定される。給電制御部７２は、給電予定ＳＯＣを給電予定時間で除算して第１ＳＯＰを導出する。

なお、給電要求の受信時刻によっては、給電予定時間が比較的短くなることがあり得る。給電予定時間が短いと、給電予定時間と給電予定ＳＯＣとから導出された第１ＳＯＰが、連続ＳＯＰよりも大きな値となるおそれがある。このような場合、給電制御部７２は、給電停止ＳＯＣを、予め設定された給電停止ＳＯＣよりも大きな値に変更してもよい。給電停止ＳＯＣが大きな値に変更されると、給電予定ＳＯＣを小さくすることができる。そうすると、給電制御部７２は、給電予定ＳＯＣに基づいて導出される第１ＳＯＰを、連続ＳＯＰ以下に設定することが可能となる。

図５は、第１ＳＯＰの導出に関する他の例を説明する図である。図４の例では、給電要求の受信時刻から充電開始時刻までの時間を給電予定時間としていた。これに対し、図５では、給電要求の受信時刻と充電開始時刻との間に、給電終了時刻を仮定する。給電終了時刻は、給電を終了させる予定の時刻を示す。図５の例における給電予定時間は、給電要求の受信時刻から給電終了時刻までの時間となる。給電終了時刻から充電開始時刻までの時間は、矢印Ａ１５で示すように、待機時間となる。

給電制御部７２は、充電開始時刻に基づいて給電終了時刻を設定する。給電制御部７２は、給電要求の受信時刻から給電終了時刻までの給電予定時間を導出する。給電制御部７２は、給電要求の受信時刻でのＳＯＣから給電終了時刻での目標ＳＯＣを減算して給電予定ＳＯＣを導出する。目標ＳＯＣは、給電停止ＳＯＣ以下に設定される。給電制御部は、給電予定ＳＯＣを給電予定時間で除算して第１ＳＯＰを導出する。

このように、給電制御部７２は、給電終了時刻を設定してから第１ＳＯＰを設定してもよい。これにより、給電制御部７２は、充電開始時刻でのＳＯＣを給電停止ＳＯＣ以下にさせ易くすることができる。

図６は、給電の電力の詳細な制御を説明する図である。図６の二点鎖線Ｃ２０は、給電開始時刻から継続して第１ＳＯＰで給電されたと仮定したときのＳＯＣの時間推移を示す。図６の実線Ｃ２１は、実際のＳＯＣの時間推移の一例を示す。

電力系統１２では、電力需要が時々刻々と変化する。例えば、車両１４から電力系統１２に給電が開始された後、電力系統１２における電力需要が電力供給に対して減少したとする。そうすると、電力系統１２としては、電力系統１２内の電力供給で電力需要を賄うことが可能となり、車両１４からの電力が不要となることがある。このような場合、車両１４としては、電力系統１２への給電が中断される。

図６の例では、時刻Ｔ１２において給電が開始され、矢印Ａ２１で示すように、給電の電力が第１ＳＯＰによって抑制されたとする。例えば、時刻Ｔ１２の後の時刻Ｔ２１において、矢印Ａ２２で示すように、給電が中断されたとする。給電が中断されると、車載バッテリ４０のＳＯＣは、実線Ｃ２１で示すように、給電が中断されたときのＳＯＣで維持される。そうすると、充電開始時刻に到達するまでに、車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下に到達しない可能性が高くなる。

そこで、本実施形態では、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な電力の指標として、さらに、第２ＳＯＰを定義する。

第２ＳＯＰは、短時間の給電であれば、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な給電の電力の最大値を示す。短時間とは、例えば、数分などであるが、具体的な時間は、この例に限らない。第２ＳＯＰは、連続ＳＯＰよりも大きな値である。第２ＳＯＰは、車載バッテリ４０の状態などによって変動する変動値である。給電制御部７２は、第２ＳＯＰマップに基づいて第２ＳＯＰを導出する。第２ＳＯＰマップは、制御装置５０のメモリ５４に予め記憶されている。

第２ＳＯＰマップは、車載バッテリ４０のＳＯＣ、車載バッテリ４０の温度、第２ＳＯＰに従って給電された時間、および、第２ＳＯＰがそれぞれ関連付けられたマップである。例えば、車載バッテリ４０の温度が高いほど車載バッテリ４０の劣化が進行する可能性が高いため、第２ＳＯＰマップは、車載バッテリ４０の温度が高いほど第２ＳＯＰが低くなるように設定される。また、車載バッテリ４０のＳＯＣが高いほど車載バッテリ４０の劣化が進行する可能性が高いため、第２ＳＯＰマップは、車載バッテリ４０のＳＯＣが高いほど第２ＳＯＰが低くなるように設定される。また、第２ＳＯＰに従って給電された時間が長いほど車載バッテリ４０の劣化が進行する可能性が高いため、第２ＳＯＰマップは、第２ＳＯＰに従って給電された時間が長いほど第２ＳＯＰが低くなるように設定される。

給電制御部７２は、車載バッテリ４０の現在のＳＯＣ、車載バッテリ４０の現在の温度、および、第２ＳＯＰに従って給電された時間を第２ＳＯＰマップに当てはめて、第２ＳＯＰを導出する。なお、給電制御部７２は、車載バッテリ４０のＳＯＣ、車載バッテリ４０の温度、および、第２ＳＯＰに従って給電された時間、の少なくともいずれか１つ以上に基づいて、第２ＳＯＰを導出してもよい。

制御装置５０のプロセッサ５２は、給電の実行中において、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達するか否かを判断する。制御装置５０のプロセッサ５２は、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下に到達すると判断された場合、第１ＳＯＰに従って給電の電力を制御する処理を実行する。制御装置５０のプロセッサ５２は、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下に到達しないと判断された場合、第２ＳＯＰに従って給電の電力を制御する処理を実行する。

具体的には、給電制御部７２は、給電の実行中において、現在の実際のＳＯＣを取得する。給電制御部７２は、給電開始時刻から継続して第１ＳＯＰで給電されたと仮定したときの現在のＳＯＣを示す対象ＳＯＣを導出する。給電制御部７２は、現在の実際のＳＯＣと対象ＳＯＣとの差を示すＳＯＣ差に基づいて、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達するか否かを判断する。

例えば、現在の時刻が、時刻Ｔ２１の後の時刻Ｔ２２であるとする。この場合、現在の実際のＳＯＣは、図６の黒丸Ｄ１１で示すＳＯＣである。対象ＳＯＣは、図６の黒丸Ｄ１２で示すＳＯＣである。給電制御部７２は、現在の実際のＳＯＣから対象ＳＯＣを減算して、図６の矢印Ｄ１３で示すＳＯＣ差を導出する。

給電制御部７２は、導出されたＳＯＣ差が所定値未満であれば、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達すると判断する。すなわち、給電制御部７２は、導出されたＳＯＣ差が所定値未満であれば、第１ＳＯＣに従って給電の電力を制御する。

給電制御部７２は、導出されたＳＯＣ差が所定値以上であれば、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達しないと判断する。すなわち、給電制御部７２は、導出されたＳＯＣ差が所定値未満であれば、第２ＳＯＣに従って給電の電力を制御する。なお、ＳＯＣ差の比較基準となる所定値は、任意に設定することができる。

図６の例では、時刻Ｔ２２において、ＳＯＣ差が所定値以上となったとする。これにより、給電制御部７２は、時刻Ｔ２２において、給電の電力の上限値を第２ＳＯＰに設定する。そうすると、時刻Ｔ２２以降、給電の電力が第２ＳＯＰ以下に制限される。

図６の例では、時刻Ｔ２２の後の時刻Ｔ２３まで、電力系統１２の電力供給が電力需要よりも多い状態が継続されたとする。つまり、図６の例では、時刻Ｔ２３まで、給電が中断されている。そして、時刻Ｔ２３において、電力系統１２の電力需要が電力供給よりも多くなり、給電が再開されたとする。このとき、給電の電力の上限値が第２ＳＯＰに設定されているため、給電の電力が第１ＳＯＰより大きな第２ＳＯＰまで許容される。給電制御部７２は、時刻Ｔ２３以降、図６の矢印Ａ２３で示すように、第２ＳＯＰに従って電力系統１２に電力を供給する。

第２ＳＯＰに従って給電の電力が制御されると、第１ＳＯＰに従って給電の電力が制御されることと比べ、ＳＯＣの単位時間当たりの減少量が多くなる。これにより、給電制御部７２は、実際のＳＯＣと対象ＳＯＣとのＳＯＣ差を減少させることができる。すなわち、給電制御部７２は、充電開始時刻に到達するまでに車載バッテリ４０のＳＯＣを給電停止ＳＯＣ以下に到達させるように修正することができる。

また、給電制御部７２は、第２ＳＯＰに従って給電の電力を制御する際、第２ＳＯＰを、第２ＳＯＰマップを用いて逐次更新する。これにより、給電制御部７２は、車載バッテリ４０の劣化の進行を適切に抑制することができる。

図６の例では、時刻Ｔ２３の後の時刻Ｔ２４において、実際のＳＯＣと対象ＳＯＣとのＳＯＣ差が所定値未満となったとする。これにより、給電制御部７２は、図６の矢印Ａ２４で示すように、時刻Ｔ２４以降、第１ＳＯＰに従って給電の電力を制御する。

また、時刻Ｔ２４の後の時刻Ｔ２５において、図６の矢印Ａ２５で示すように、給電が中断されたとする。時刻Ｔ２５の後の時刻Ｔ２６において、実際のＳＯＣと対象ＳＯＣとのＳＯＣ差が所定値以上となったとする。給電制御部７２は、時刻Ｔ２６において、給電の電力の上限値を第２ＳＯＰに設定する。時刻Ｔ２６の後の時刻Ｔ２７において、給電が再開されたとする。給電制御部７２は、図６の矢印Ａ２６で示すように、時刻Ｔ２７以降、第２ＳＯＰに従って給電の電力を制御する。時刻Ｔ２７の後の時刻Ｔ２８において、実際のＳＯＣと対象ＳＯＣとのＳＯＣ差が所定値未満となったとする。給電制御部７２は、図６の矢印Ａ２７で示すように、時刻Ｔ２８以降、第１ＳＯＰに従って給電の電力を制御する。その後、車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣとなり、時刻Ｔ２９において、充電が開始されている。

給電制御部７２は、第１ＳＯＰに従った給電と第２ＳＯＰに従った給電とを切り替えることで、車載バッテリ４０の劣化の進行を抑制しつつ、適切に給電することができる。

図７は、プレ充電実行部７０の動作の流れを説明するフローチャートである。プレ充電実行部７０は、所定の制御周期で訪れる所定の割込みタイミングごとに、図７の一連の処理を繰り返し実行する。

まず、プレ充電実行部７０は、充電コネクタ２４が充電口４４に接続されたか否かを判断する（Ｓ１０）。充電コネクタ２４が充電口４４に接続されていない場合（Ｓ１０におけるＮＯ）、プレ充電実行部７０は、一連の処理を終了する。

車両１４の所有者は、車載バッテリ４０の充電を行う場合、充電コネクタ２４を充電口４４に接続するとともに、充電終了時刻を車両１４に入力する。

充電コネクタ２４が充電口に接続された場合（Ｓ１０におけるＹＥＳ）、プレ充電実行部７０は、入力された充電終了時刻を取得する（Ｓ１１）。次に、プレ充電実行部７０は、プレ充電の実行を開始する（Ｓ１２）。具体的には、プレ充電実行部７０は、制御ＢＯＸ４２におけるスイッチをオン状態にさせ、充電口４４と車載バッテリ４０とを電気的に接続させる。プレ充電実行部７０は、給電設備１０と通信し、給電設備１０の制御装置３０を介して電力変換装置２０を制御し、制御ＢＯＸ４２における車載バッテリ４０に接続される端子の電圧を、車載バッテリ４０の入出力端子の電圧より高くさせる。そして、プレ充電実行部７０は、給電設備１０に車両１４への電力の供給を開始させる。

プレ充電実行部７０は、所定の終了条件を満たすまで、プレ充電を継続して実行する（Ｓ１３におけるＮＯ）。所定の終了条件は、例えば、車載バッテリ４０のＳＯＣが１００％に到達したこととする。なお、所定の終了条件は、この例に限らず、任意の値に設定することができる。また、所定の終了条件は、給電要求を受信したことであってもよい。所定の終了条件を満たした場合（Ｓ１３におけるＹＥＳ）、プレ充電実行部は、一連の処理を終了する。

図８は、給電制御部７２の動作の流れを説明するフローチャートである。給電制御部７２は、所定の制御周期で訪れる所定の割込みタイミングごとに、図８の一連の処理を繰り返し実行する。

まず、給電制御部７２は、給電要求を受信したか否かを判断する（Ｓ２０）。給電要求を受信していない場合（Ｓ２０におけるＮＯ）、給電制御部７２は、一連の処理を終了する。給電要求を受信した場合（Ｓ２０におけるＹＥＳ）、給電制御部７２は、ステップＳ２１以降の処理を実行する。

ステップＳ２１において、給電制御部７２は、充電終了時刻に基づいて充電開始時刻を設定する（Ｓ２１）。例えば、給電制御部７２は、車載バッテリ４０のＳＯＣを給電停止ＳＯＣから所定値以上までに上昇させることが可能な充電開始時刻を設定する。ここでの所定値は、例えば、１００％とするが、この例に限らず、任意の値に設定することができる。

次に、給電制御部７２は、給電要求の受信時刻が充電開始時刻より前であるか否かを判断する（Ｓ２２）。給電要求の受信時刻が充電開始時刻より後である場合（Ｓ２２におけるＮＯ）、給電制御部７２は、一連の処理を終了する。この場合、給電が行われない。

給電要求の受信時刻が充電開始時刻より前である場合（Ｓ２２におけるＹＥＳ）、給電制御部７２は、給電要求の受信時刻と充電開始時刻とに基づいて、給電予定時間を導出する（Ｓ２３）。

次に、給電制御部７２は、電圧センサ６０によって検出された車載バッテリ４０の電圧に基づいて、現在のＳＯＣを取得する（Ｓ２４）。

次に、給電制御部７２は、現在のＳＯＣ、給電停止ＳＯＣおよび給電予定時間に基づいて、第１ＳＯＰを決定する（Ｓ２５）。

次に、給電制御部７２は、車両１４から電力系統１２に供給する電力の最大値を第１ＳＯＰに制限して、給電を開始させる（Ｓ２６）。給電制御部７２は、給電の終了条件を満たすまで、給電の電圧を制御する給電制御処理を実行する（Ｓ２７）。給電制御処理の流れについては、後に詳述する。

図９は、給電制御処理（Ｓ２７）の詳細な流れを説明するフローチャートである。給電制御処理において、まず、給電制御部７２は、現在の時刻が充電開始時刻に到達したか否かを判断する（Ｓ３０）。

現在の時刻が充電開始時刻に到達していない場合（Ｓ３０におけるＮＯ）、給電制御部７２は、充電開始時刻までにＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達可能であるか否かを判断する（Ｓ３１）。具体的には、給電制御部７２は、電圧センサ６０によって検出された車載バッテリ４０の電圧に基づいて現在のＳＯＣを取得する。給電制御部７２は、給電開始時刻でのＳＯＣと第１ＳＯＰとに基づいて、現在の対象ＳＯＣを導出する。給電制御部７２は、現在のＳＯＣから対象ＳＯＣを減算してＳＯＣ差を導出する。ＳＯＣ差が所定値未満であれば、給電制御部７２は、充電開始時刻までにＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達可能であると判断する。

給電開始時刻までにＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達可能である場合（Ｓ３１におけるＹＥＳ）、給電制御部７２は、車両１４から電力系統１２に給電する電力の最大値を第１ＳＯＰに制限し（Ｓ３２）、ステップＳ３５の処理に進む。つまり、給電制御部７２は、第１ＳＯＰに従って給電を制御する。

給電開始時刻までにＳＯＣが給電停止ＳＯＣに到達できない場合（Ｓ３１におけるＮＯ）、給電制御部７２は、第２ＳＯＰを導出する（Ｓ３３）。例えば、給電制御部７２は、電圧センサ６０によって検出された車載バッテリ４０の電圧に基づいて現在のＳＯＣを取得する。給電制御部７２は、温度センサ６２によって検出された車載バッテリ４０の現在の温度を取得する。給電制御部７２は、第２ＳＯＰに従って給電された時間を取得する。給電制御部７２は、車載バッテリ４０の現在のＳＯＣ、車載バッテリ４０の現在の温度および第２ＳＯＰに従って給電された時間を第２ＳＯＰマップに当てはめて第２ＳＯＰを導出する。そして、給電制御部７２は、車両１４から電力系統１２に給電する電力の最大値を第２ＳＯＰに制限し（Ｓ３４）、ステップＳ３５の処理に進む。

ステップＳ３５において、給電制御部７２は、電圧センサ６０によって検出された車載バッテリ４０の電圧に基づいて、現在のＳＯＣを取得する（Ｓ３５）。

給電制御部７２は、現在のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下であるか否かを判断する（Ｓ３６）。現在のＳＯＣが給電停止ＳＯＣより高い場合（Ｓ３６におけるＮＯ）、給電制御部７２は、ステップＳ３０以降の処理を繰り返す。

ステップＳ３０において、現在の時刻が充電開始時刻に到達した場合（Ｓ３０におけるＹＥＳ）、給電制御部は、給電を停止させ（Ｓ３７）、一連の処理を終了する。この場合、車載バッテリ４０のＳＯＣが給電停止ＳＯＣまで低下するよりも先に、現在の時刻が充電開始時刻に到達したため、給電が停止されて、充電が開始される。

ステップＳ３６において、現在のＳＯＣが給電停止ＳＯＣ以下となった場合（Ｓ３６におけるＹＥＳ）、給電制御部７２は、給電を停止させ（Ｓ３７）、一連の処理を終了する。この場合、制御装置５０は、現在の時刻が充電開始時刻に到達するまで待機状態となる。

以上のように、本実施形態の車両１４の制御装置５０は、給電の電力を、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御する。これにより、本実施形態の車両１４では、電力系統１２への給電の電力が制限されるため、車載バッテリ４０における給電による劣化の進行を抑制することが可能となる。

したがって、本実施形態の車両１４によれば、車載バッテリ４０の劣化の進行を抑制しつつ、車載バッテリ４０に蓄電された電力を電力系統１２に供給することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１２ 電力系統
１４ 車両
４０ 車載バッテリ
４２ 制御ＢＯＸ
５０ 制御装置
５２ プロセッサ
５４ メモリ

Claims (5)

1. 電力系統と電気的に接続可能な充電口と、
   前記充電口と電気的に接続可能な車載バッテリと、
   制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   １つまたは複数のプロセッサと、
   前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
   を有し、
   前記電力系統から供給される電力による前記車載バッテリの充電を制御可能であり、
   前記車載バッテリに蓄電された電力を前記電力系統に供給する給電を要求する給電要求の受信に応じて、前記給電を制御可能であり、
   前記プロセッサは、前記メモリに含まれるプログラムと協働し、
   前記車載バッテリの充電を完了させる予定の時刻に基づいて、前記充電を開始させる予定の時刻である充電開始時刻を設定することと、
   前記給電要求の受信時刻が前記充電開始時刻より前であれば、前記電力系統への前記給電を開始させることと、
   前記充電開始時刻に到達するまでに、前記車載バッテリのＳＯＣが所定の閾値以下となるように、前記給電の電力を制御することと、
   前記給電の電力を、前記車載バッテリにおける前記給電による劣化の進行を抑制可能な所定の上限値以下に制御することと、
   を含む処理を実行する、車両。
2. 前記給電を連続して実行しても、前記車載バッテリにおける前記給電による劣化の進行を抑制可能な前記給電の電力の最大値を連続ＳＯＰとし、
   前記連続ＳＯＰ以下の所定の電力を第１ＳＯＰとし、
   前記連続ＳＯＰよりも大きな電力であり、短時間の前記給電であれば、前記車載バッテリにおける前記給電による劣化の進行を抑制可能な前記給電の電力の最大値を第２ＳＯＰとし、
   前記プロセッサは、
   前記給電の実行中において、前記充電開始時刻に到達するまでに前記車載バッテリのＳＯＣが前記閾値以下に到達すると判断された場合、前記第１ＳＯＰに従って前記給電の電力を制御し、前記充電開始時刻に到達するまでに前記車載バッテリのＳＯＣが前記閾値以下に到達しないと判断された場合、前記第２ＳＯＰに従って前記給電の電力を制御すること、
   を含む処理を実行する、請求項１に記載の車両。
3. 前記車載バッテリにおける現在の実際のＳＯＣと、前記給電が開始された時刻である給電開始時刻から継続して前記第１ＳＯＰで給電されたと仮定したときの現在のＳＯＣとの差をＳＯＣ差とし、
   前記プロセッサは、
   前記給電の実行中において、前記ＳＯＣ差が所定値未満であれば、前記第１ＳＯＰに従って前記給電の電力を制御し、前記ＳＯＣ差が前記所定値以上であれば、前記第２ＳＯＰに従って前記給電の電力を制御すること、
   を含む処理を実行する、請求項２に記載の車両。
4. 前記プロセッサは、
   前記給電要求の受信時刻から前記充電開始時刻までの時間に基づいて、前記第１ＳＯＰを決定すること、
   を含む処理を実行する、請求項２または３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記プロセッサは、
   前記車載バッテリのＳＯＣ、前記車載バッテリの温度、および、前記第２ＳＯＰに従って給電された時間、の少なくともいずれか１つ以上に基づいて、前記第２ＳＯＰを逐次更新すること、
   を含む処理を実行する、請求項２から４のいずれか１項に記載の車両。

Images