JP6892895B2 - 管理装置、管理方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
(1):この発明の一態様に係る管理装置は、電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得する取得部と、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上のしきい値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上のしきい値を取得し、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上のしきい値のそれぞれと比較し、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御する制御部と、を備え、前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、前記制御部は、前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を下限充電率付近で行うように制御し、前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、管理装置である。
(2):この発明の一態様に係る管理装置は、電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得する取得部と、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上のしきい値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上のしきい値を取得し、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上のしきい値のそれぞれと比較し、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御する制御部と、を備え、前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、前記制御部は、前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御し、前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、管理装置である。
(8):この発明の一態様に係る管理方法は、電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置が、前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得し、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得し、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較し、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御し、前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御し、前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、管理方法である。
(10):この発明の一態様に係るプログラムは、電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置のコンピュータに、前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得させ、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得させ、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較させ、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御させ、前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御させ、前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、プログラムである。
(2)によれば、劣化している二次電池に対してV2G制御を制限(含む禁止)することで、二次電池の過度な劣化を低減することができる。
(3)によれば、二次電池の劣化に応じて、二次電池の充電を行う充電率の範囲を変化させることで、バッテリの劣化に応じた制御を行うことができる。
(4)によれば、周波数調整を下限充電率付近で実施するように制御することで、バッテリの劣化に応じた制御を行うことができる。
(5)によれば、周波数制御充電率と下限充電率の間でV2Gを実施するように制御することで、バッテリの劣化に応じた制御を行うことができる。
まず、V2G(Vehicle to Grid)システムの概要について説明する。V2Gシステムは、商用電力網を含む電力系統と車両300との間で電力の融通を行うシステムである。V2Gシステムでは、車両が移動手段として用いられない時に、この車両に搭載された二次電池が電力貯蔵設備として利用される。このため、V2Gに参加する車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。
図1は、本実施形態に係る管理装置100を含むV2Gシステム1の構成と使用環境の一例を示す図である。図1に示すように、V2Gシステム1は、管理装置100と、複数の外部電源装置200(200−1,200−2,200−3,200−4,…)と、車両300と、電力事業者400を含む。なお、以下の説明において、外部電源装置200−1,200−2,200−3,200−4,…のうちの1つを特定しない場合は、外部電源装置200という。なお、図1では、1つの車両300を示しているが、車両300は複数であってもよい。
外部電源装置200は、例えば車両300の利用者の自宅260、利用者が勤める会社、利用者が利用する宿泊所等に設置されている。利用者は、例えば帰宅時に車両300を外部電源装置200に接続する。管理装置100は、外部電源装置200を介して、車両300に電力の供給を行うように制御し、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うように制御する。外部電源装置200と電力事業者400とは、送電線240を介して接続されている。管理装置100と外部電源装置200とは、ネットワークNWを介して接続されている。また、車両300と外部電源装置200とは、ケーブル220を介して接続される。なお、ケーブル220は、給電ケーブルであり、信号線を備えていてもよい。または、ケーブル220は、給電ケーブルに信号が重畳されていてもよい。なお、ネットワークNWは、例えば、インターネット、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
電力事業者400は、火力、風力、原子力又は太陽光等のエネルギーによって発電を行う発電所を含み、例えば割り当てられた地域に電力を供給する。なお、ここでの地域はどのように規定してもよく、地域は、例えば、都道府県や市町村などの行政区画を単位として規定してもよいし、変電所の管轄区域を単位として規定してもよい。電力事業者400は、電力需要に応じて車両300に搭載されている車載バッテリ310の充放電に対する指示(周波数調整(Frequency Regulation、瞬動予備力(Spinning Reserve)の提供)を、ネットワークNWを介して管理装置100に送信する。なお、図1に示す例は1つの地域の例であり、電力事業者400が1つの例である。
管理装置100は、通信部110(取得部)と、制御部120と、記憶部130と、を備える。
外部電源装置200は、筐体202と、制御装置204と、通信部206と、ケーブル接続口208と、を備える。
車両300は、車載バッテリ310(二次電池)と、バッテリセンサ320と、車両制御部330と、車両記憶部340と、センサ350と、コネクタ360(送受信部)と、を備える。なお車両300は、図示しないがインバーターと、モータと、トランスミッションと、車輪等を備える。
次に、車両300の車両記憶部340が記憶する情報例を説明する。図2は、実施形態に係る車両300の車両記憶部340が記憶する情報例を示す図である。図2に示すように、車両記憶部340は、車両識別情報に、登録日(車載バッテリ310の運用が開始された日時を示す情報、または車載バッテリ310が登録された日時を示す情報、あるいは車両300が登録された日時を示す情報のうち少なくとも1つ)とバッテリ情報を関連付けて記憶する。
次に、管理装置100の記憶部130が記憶する情報例を説明する。図3は、本実施形態に係る管理装置100の記憶部130が記憶する情報例を示す図である。図3に示すように、記憶部130は、保証残期間それぞれに、第1しきい値と第2しきい値を関連付けて記憶する。例えば、記憶部130は、保証残期間が15年に、第1しきい値が0.8と第2しきい値が0.9を関連付けて記憶する。このように、本実施形態において、第2しきい値は、第1しきい値より大きい値である。なお、保証残期間は、図3のように年数であってもよく、月数であってもよく、日数であってもよく、時間であってもよい。また、保証残年数は、車両の車種に応じた年数、販売する国や地域に応じた年数であってもよい。なお、図3に示した例では、保証残期間それぞれに、2つのしきい値を関連付けて記憶させる例を説明したが、しきい値は3つ以上であってもよい。しきい値は、例えば周囲温度に応じた3つ以上のしきい値であってもよい。このように、記憶部130が3つ以上のしきい値を記憶する場合、制御部120は、車両300から取得した情報に基づいて、3つ以上のしきい値から2つ以上のしきい値を読み出すようにしてもよい。
次に、車載バッテリ310の充放電状態例と用語を、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係る車載バッテリ310の充放電状態例を示す図である。符号g11は、時刻に対する充電率(SOC)の変化を示す。符号g11において、横軸は時刻(秒)である。縦軸はSOC(%)である。符号g12は、瞬動予備力指示を表す。瞬動予備力指示において、H(ハイ)レベルの期間が瞬動予備力指示された期間である。また、瞬動予備力指示において、横軸は時刻である。
次に、保証残期間の算出方法例を説明する。管理装置100の制御部120は、車両300から取得した車両情報に含まれる登録日(車載バッテリ310の運用が開始された日時を示す情報、または車載バッテリ310が登録された日時を示す情報、あるいは車両300が登録された日時を示す情報のうち少なくとも1つ)を抽出する。次に制御部120は、現在の日時から抽出した登録日を減算して使用された年数(または日数あるいは時間)を算出する。なお、制御部120は、例えばネットワークNWを介して現在の日時を取得する。または、管理装置100に不図示のタイムサーバーが接続されている場合、制御部120は、タイムサーバーから現在の日時を取得するようにしてもよい。次に制御部120は、予め定められている保証すべき年数(または日数あるいは時間)から使用された年数(または日数あるいは時間)を減算して保証残期間を算出する。
次に、バッテリ残存性能の算出方法例を説明する。管理装置100の制御部120は、車両300から取得した車両情報に含まれるバッテリ情報を抽出する。次に制御部120は、車載バッテリ310の初期最大容量と最大蓄電時の容量の情報に基づいてバッテリ残存性能を算出する。例えば、初期状態では車載バッテリ310が劣化していないため、初期最大容量と最大蓄電時の容量が一致する。制御部120は、バッテリ残存性能を[1−{(初期最大容量)−(最大蓄電時の容量)}/(初期最大容量)]によって算出する。例えば初期最大容量を例えば62(kWh)とし、現在の最大蓄電時の容量を49.6(kWh)とすると、制御部120は、バッテリ残存性能を0.8(=1−(62−49.6)/62)と算出する。また、初期状態のバッテリ残存性能は約1である。また、容量が仮に半分になった際のバッテリ残存性能は0.5(=1−(62−31)/62)である。
次に管理装置100の制御部120の処理手順例を説明する。図6は、本実施形態に係る管理装置100の制御部120の処理手順例のフローチャートである。
バッテリ残存性能が第1しきい値以上かつ第2しきい値未満の場合、制御部120は、図4の時刻t4から時刻t5のように下限SOC付近で周波数調整制御を実施する。また、バッテリ残存性能が第2しきい値以上の場合、制御部120は、図4の符号g13のように周波数制御SOCと下限SOCの間でV2Gを実施するように制御する。このように、本実施形態では、車載バッテリ310の使用期間が増え車載バッテリ310の劣化が進んでいる場合、下限SOC付近で周波数調整制御を行うことで、車載バッテリ310の劣化の進行を抑制することができる。なお、制御部120は、車載バッテリ310の残存性能が第1しきい値以上かつ第2しきい値未満の場合、第2しきい値以上の場合に比して、車載バッテリ310の充電率を狭い範囲で制御する。
100…管理装置、
110…通信部、
120…制御部、
130…記憶部、
200,200−1,200−2,200−3,200−4,・・・…外部電源装置、
202…筐体、
204…制御装置、
206…通信部、
208…ケーブル接続口、
220…ケーブル、
222…第1プラグ、
224…第2プラグ、
240…送電線、
300…車両、
310…車載バッテリ、
320…バッテリセンサ、
330…車両制御部、
340…車両記憶部、
350…センサ、
360…コネクタ、
400…電力事業者、
NW…ネットワーク
Claims (10)
- 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得する取得部と、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上のしきい値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上のしきい値を取得し、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上のしきい値のそれぞれと比較し、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御する制御部と、
を備え、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を下限充電率付近で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
管理装置。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得する取得部と、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上のしきい値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上のしきい値を取得し、前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上のしきい値のそれぞれと比較し、比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御する制御部と、
を備え、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
管理装置。 - 前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値未満の場合、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する、
請求項1または請求項2に記載の管理装置。 - 前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記第2しきい値以上の場合に比して、前記二次電池の充電率を狭い範囲で制御する、
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を下限充電率付近で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
請求項2に記載の管理装置。 - 前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記制御部は、
前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
請求項1に記載の管理装置。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置が、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得し、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得し、
前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較し、
比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御し、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を下限充電率付近で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
管理方法。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置が、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得し、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得し、
前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較し、
比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御し、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御し、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
管理方法。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置のコンピュータに、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得させ、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得させ、
前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較させ、
比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御させ、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記二次電池の残存性能が前記第1しきい値以上かつ前記第2しきい値未満の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を下限充電率付近で行うように制御させ、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
プログラム。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置のコンピュータに、
前記二次電池の残存性能と前記二次電池の使用期間を示す情報とを取得させ、
前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対して二以上の閾値が対応付けられた参照情報から、前記二次電池の使用期間に基づく期間情報に対応する二以上の閾値を取得させ、
前記二次電池の残存性能を前記取得した二以上の閾値のそれぞれと比較させ、
比較した結果に基づいて、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制御させ、
前記二以上のしきい値は、第1しきい値と、前記第1しきい値よりも残存性能が高いことを示す第2しきい値とを含み、
前記二次電池の残存性能が前記第2しきい値以上の場合、前記車両に対して、電力系統の周波数を一定に保つための周波数調整制御を、下限充電率より高い充電率の周波数制御充電率から前記下限充電率の間で行うように制御させ、
前記下限充電率は、前記車両の次回走行時に運転者によって予め設定された距離を走行するために消費される電力量を前記二次電池が出力可能な充電率である、
プログラム。
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