JP7070369B2

JP7070369B2 - 情報処理システム

Info

Publication number: JP7070369B2
Application number: JP2018220212A
Authority: JP
Inventors: 英輝鎌谷; 清一松田; 貴道堀; 絢乃花房; 貴文近藤; 頼史石山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: JP2020086911A

Description

本開示は、情報処理システムに関し、より特定的には、電力に関する情報を処理する情報処理システムに関する。

近年、プラグインハイブリッド車、電気自動車など、走行用の蓄電装置が搭載され、かつ、車両外部との電力の授受が可能に構成された車両の普及が進んでいる。このような車両に関連する環境対策として、二酸化炭素などの温室効果ガスの排出を低減するための技術が提案されている。

たとえば特開２０１０－１４９５８６号公報（特許文献１）には、ユーザに適切な環境対策情報を提供することが可能な車両用の環境対策システムが開示されている。この環境対策システムでは、ソーラーシステムや風力発電などのエコ発電システムが住居に導入されている場合に、エコ発電システムによる地球環境保護への貢献度合いが表示される。具体的には、月間の車両への累積充電量と、ソーラーシステムや風力発電などによる月間の累積エコ発電量とのバランスが表示される。

特開２０１０－１４９５８６号公報

上記車両は、蓄電装置の蓄電電力をユーザの自宅などの家屋へと給電することも可能に構成されている。これら車両の普及に伴い、今後、車両からの給電が行われる状況が増加すると考えられる。

車両の蓄電装置に蓄えられた電力には、火力発電所、原子力発電所、風力発電設備、水力発電設備、太陽光発電設備などの様々な発電所または発電設備により発電されたものが含まれている可能性がある。また、車両がプラグインハイブリッド車両である場合には、エンジンを駆動させてモータジェネレータにより発電された電力が含まれている可能性もある。

発電態様が異なると、その電力が発電された際に排出された温室効果ガスの排出量により定まる環境負荷が異なり得る。車両からの給電においては、環境負荷をできるだけ小さくすることが望ましい。

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、車両から車外への給電における環境負荷を小さくすることである。

本開示のある局面に従う情報処理システムは、蓄電装置が搭載された車両から車外への給電に関連する情報を処理する。情報処理システムは、環境負荷算出部と、対価算出部とを備える。環境負荷算出部は、蓄電装置に蓄えられた電力が発電された際に生じた単位電力量当たりの温室効果ガスの排出量が所定量よりも小さい低環境負荷電力量と、蓄電装置に蓄えられた電力が発電された際に生じた単位電力量当たりの温室効果ガスの排出量が所定量よりも大きい高環境負荷電力量とを算出するように構成される。対価算出部は、車両のユーザに還元される、車両からの給電の対価を低環境負荷電力量と高環境負荷電力量との比率に基づいて算出するように構成される。上記対価は、上記比率が小さいほど大きい。

環境負荷が小さいほど、ユーザに還元される対価が大きい。これにより、環境負荷ができるだけ小さい電力を給電する動機付けがユーザに生じる。したがって、上記構成によれば、車両からの給電における環境負荷を小さくすることができる。

本開示によれば、車両から車外への給電における環境負荷を小さくすることができる。

本実施の形態に係る情報処理システムが適用される電力システムの全体図である。車両の構成を概略的に示すブロック図である。電力情報の伝達を説明するためのブロック図である。バッテリに蓄えられた電力量を説明するための図である。発電態様毎のＣＯ_２排出量を説明するための図である。管理ＥＣＵの機能ブロック図である。低環境負荷率の算出手法を説明するための図である。対価マップの概念図である。本実施の形態における対価算出処理を示すフローチャートである。

以下、本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。

［実施の形態］
＜電力システムの全体構成＞
本実施の形態に係る情報処理システムは電力システムに適用される。以下では、まず、本実施の形態に係る情報処理システムの適用先の電力システムの構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る情報処理システムが適用される電力システムの全体図である。図１を参照して、電力システム１０は、車両１と、電力ケーブル２と、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）スタンド３と、家屋４と、送電線５と、パワーグリッド６とを備える。

車両１は、走行用の蓄電装置としてバッテリ１３０（図２参照）が搭載され、かつ、車両外部との電力の授受が可能に構成された電動車両である。本実施の形態では、車両１がプラグインハイブリッド車である構成を例に説明する。ただし、車両１は、電気自動車または燃料電池自動車であってもよい。車両１にはインレット１６１（図２参照）が設けられている。インレット１６１は、電力ケーブル２のコネクタを接続することが可能に構成されている。

Ｖ２Ｈスタンド３は、車両１と家屋４との間で安全に電力を授受するための装置である。車両１は、電力ケーブル２およびＶ２Ｈスタンド３を通じて、家屋４から電力の供給を受けてバッテリ１３０を充電することができる。また、車両１は、電力ケーブル２およびＶ２Ｈスタンド３を通じて、バッテリ１３０に蓄えられた電力を家屋４に供給することもできる。なお、Ｖ２Ｈスタンド３は、一般的には車両１の駐車スペース近辺に配置されるが、家屋４内に配置したり分電盤４２（後述）と一体化したりしてもよい。

家屋４は、送電線５に接続され、送電線５を介してパワーグリッド６と電力を授受することができる。家屋４には、太陽電池４１と、分電盤４２とが設けられている。太陽電池４１は、太陽光を受けて発電し、その発電電力を分電盤４２に出力する。分電盤４２には、コンセントなどを介して電気負荷４３が電気的に接続されているとともに、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）４４が電気的に接続されている。

パワーグリッド６は、多数の発電設備を含む系統電源である。図示しないが、パワーグリッド６には、火力発電所、原子力発電所、水力発電所、地熱発電所、風力発電設備、太陽光発電設備、バイオマス発電設備などの様々な発電所／発電設備が含まれている。

ＨＥＭＳ４４は、太陽電池４１の発電電力および電気負荷４３の消費電力を考慮した家屋４全体の電力の不足と余剰とに応じて、車両１と家屋４との間の電力需給を管理する。すなわち、ＨＥＭＳ４４は、家屋４において電力の余剰が生じている場合に家屋４から車両１への電力供給（車両１の充電）を行ったり、家屋４において電力の不足が生じている場合に車両１から家屋４への電力供給（車両１からの給電）を行ったりすることができる。たとえば、ＨＥＭＳ４４は、夏季に家屋４の電力消費のピークが昼間に生じたり、冬季に家屋４の電力消費のピークが夕方に生じたりした場合に車両１からの給電を行うことができる。また、ＨＥＭＳ４４は、時間帯毎の電力コストに基づいて電力需給を管理してもよい。たとえば、ＨＥＭＳ４４は、系統電力が安価な深夜時間帯に車両１への充電を行うことができる。

＜車両構成＞
図２は、車両１の構成を概略的に示すブロック図である。図２を参照して、車両１は、エンジン１１０と、モータジェネレータ１１１，１１２と、動力分割装置１２１と、駆動輪１２２と、バッテリ１３０と、システムメインリレー１４０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）１５０と、インレット１６１と、コンセント１６２と、電力変換ユニット１７０と、ソーラーユニット１８０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。

エンジン１１０は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。

モータジェネレータ１１１，１１２の各々は、交流回転電機であり、たとえば３相交流同期電動機である。モータジェネレータ１１１は、エンジン１１０によって駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン１１０を始動することが可能な回転電機としても用いられる。モータジェネレータ１１１が発電することによって得られる電力をモータジェネレータ１１２の駆動に用いることができる。また、モータジェネレータ１１１が発電することによって得られる電力を車両１に接続される外部機器へ供給することができる。モータジェネレータ１１２は、主として駆動輪１２２を駆動する回転電機として用いられる。

動力分割装置１２１は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構（いずれも図示せず）を含む。動力分割装置１２１は、エンジン１１０の駆動力をモータジェネレータ１１１の回転軸に伝達される動力と、駆動輪１２２に連結された駆動軸に伝達される動力とに分割する。駆動軸は、モータジェネレータ１１２の回転軸にも連結されている。

バッテリ１３０は、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。ただし、車両１は、バッテリ１３０に代えて電気二重層キャパシタを搭載してもよい。バッテリ１３０は、車両１の走行時にはコンバータ１５１に供給するための電力を放電する一方で、車両１の回生制動時にはコンバータ１５１からの電力によって充電される。また、バッテリ１３０は、車両外部から供給される電力によっても充電される。

システムメインリレー１４０は、バッテリ１３０とコンバータ１５１との間に電気的に接続されている。システムメインリレー１４０は、バッテリ１３０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行うためのリレーであり、車両ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉（開放／閉成）する。

ＰＣＵ１５０は、コンバータ１５１と、インバータ１５２，１５３とを含む。コンバータ１５１は、バッテリ１３０からの電圧を昇圧して、インバータ１５２，１５３へ供給する。また、コンバータ１５１は、モータジェネレータ１１１，１１２で発電されインバータ１５２，１５３で整流された電圧を降圧してバッテリ１３０を充電する。

インバータ１５２，１５３は、コンバータ１５１に対して互いに並列に接続されている。インバータ１５２，１５３は、コンバータ１５１から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１１１，１１２をそれぞれ駆動する。

インレット１６１は、車両１の電力を外部負荷（家屋４の電気負荷４３など）へ給電するための給電口と、外部電源（家屋４の太陽電池４１など）から車両１を充電するための充電口とを兼用可能に構成されている。コンセント１６２は、車室内に設けられ、電気機器（図示せず）を接続可能に構成されている。

電力変換ユニット１７０は、インレット１６１に接続される外部機器（図示せず）との間で電力を授受可能に構成されている。さらに、電力変換ユニット１７０は、コンセント１６２に接続された電気機器へ電力を供給可能に構成されている。より具体的には、電力変換ユニット１７０は、充電器１７１と、給電インバータ１７２と、リレー１７３，１７４とを含む。

充電器１７１は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介してインレット１６１と電気的に接続され、かつ、リレー１７３を介して正極線ＰＬ１，負極線ＮＬに接続されている。給電インバータ１７２の入力側は、正極線ＰＬ１，負極線ＮＬに接続されている。給電インバータ１７２の出力側は、リレー１７４と電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とを介してインレット１６１に電気的に接続されている。さらに、給電インバータ１７２の出力側は、コンセント１６２にも電気的に接続されている。

充電器１７１は、車両ＥＣＵ１００からの指令に基づいて、インレット１６１に接続された外部機器から供給される充電電力をバッテリ１３０の電圧レベルに変換してバッテリ１３０へ出力する。

給電インバータ１７２は、バッテリ１３０の蓄電電力およびモータジェネレータ１１１の発電電力のうちの少なくとも一方を家屋への供給電力に変換し、変換された電力を家屋４に出力する。電気機器への供給電力に変換し、インレット１６１に接続された電力ケーブル２を経由して、変換された電力を家屋等へ出力する。また、給電インバータ１７２は、バッテリ１３０の蓄電電力をコンセント１６２に接続された電気機器への供給電力に変換し、変換された電力を電気機器へ出力する。

リレー１７３，１７４は、車両ＥＣＵ１００からの指令に応答して開閉する。リレー１７３は、車両外部からの充電時に閉成され、車両外部への給電時に開放される。リレー１７４は、車両外部からの充電時に開放され、車両外部への給電時に閉成される。

ソーラーユニット１８０は、太陽光を受けて発電する。ソーラーユニット１８０は、ソーラーパネル１８１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２と、リレー１８３とを含む。

ソーラーパネル１８１は、太陽光を受けて発電する。ソーラーパネル１８１は、たとえば車両１の屋根の表面に搭載されるが、搭載位置は特に限定されず、屋根以外の箇所（ボンネット等）の表面に搭載されてもよい。ソーラーパネル１８１により発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２およびリレー１８３を経由してバッテリ１３０に供給される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２は、車両ＥＣＵ１００からの指令に基づいて、ソーラーパネル１８１により発電された直流電力の電圧をバッテリ１３０の充電が可能な電圧に変換する。

リレー１８３は、車両ＥＣＵ１００からの指令に応答して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２とバッテリ１３０との間を接続したり遮断したりする。

なお、ソーラーユニット１８０は、ソーラーバッテリと、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）とをさらに含んで構成されてもよい。

ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータは、ソーラーパネル１８１とソーラーバッテリとの間に電気的に接続される。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータは、車両ＥＣＵ１００からの指令に基づいて、ソーラーパネル１８１により発電された直流電力の電圧をソーラーバッテリの充電が可能な電圧に変換し、ソーラーバッテリに供給する。

ソーラーバッテリは、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータに電気的に接続されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２に電気的に接続される。ソーラーバッテリは、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータから供給された電力（ソーラーパネル１８１により発電された電力）を一時的に蓄える。ソーラーバッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が所定値を上回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２は、ソーラーバッテリに蓄えられた電力をバッテリ１３０へと移す。

車両ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリおよび入出力ポート等を含んで構成される。車両ＥＣＵ１００は、各センサおよび機器からの信号（指令）ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。

車両ＥＣＵ１００により実行される主要な制御として、車両１への充電と車両１からの給電とが挙げられる。車両ＥＣＵ１００は、インレット１６１に外部電源が接続されると、電力変換ユニット１７０を制御することによって、バッテリ１３０の充電（以下、車両１への充電とも記載する）を実行する。また、車両ＥＣＵ１００は、インレット１６１に外部負荷が接続されると、電力変換ユニット１７０を制御することによって、バッテリ１３０からの給電（以下、車両１からの給電とも記載する）を実行する。

＜電力情報の伝達＞
車両１およびＨＥＭＳ４４の各々は、車両１への充電電力および車両１からの給電電力に関連する情報（電力情報）を処理したり相互に伝達したりすることが可能に構成されている。

図３は、電力情報の伝達を説明するためのブロック図である。図３を参照して、ＨＥＭＳ４４は、管理ＥＣＵ４００と、通信機４４１と、管理モニタ４４２とを含む。車両１は、車両ＥＣＵ１００に加えて、ＤＣＭ（Data Communication Module）１０１と、ディスプレイ１０２とを含む。

管理ＥＣＵ４００は、車両ＥＣＵ１００と同様に、ＣＰＵ、メモリおよび入出力ポート等を含んで構成されている。管理ＥＣＵ４００の詳細については図４にて説明する。

通信機４４１は、外部に設置されたデータセンタ７との双方向通信が可能に構成されている。データセンタ７は、後述する変換係数を算出するためのデータ（図６参照）や、対価マップＭＰを有している。通信機４４１は、車両１のＤＣＭ１０１との双方向通信も可能に構成されている。

管理モニタ４４２は、たとえば、家屋４の壁面などに設けられた液晶モニタである。管理モニタ４４２は、管理ＥＣＵ４００の制御に基づき、太陽電池４１の発電状況を表示したり電気負荷４３の消費電力を表示したりする。また、詳細は後述するが、管理モニタ４４２は、車両１から家屋４への給電の際に、車両１からの給電量を表示したり、その給電のための電力が発電された際に生じたＣＯ_２排出量を表示したり、ユーザの給電の対価として得る電気料金の割引額を表示したりする。

ＤＣＭ１０１は、通信機４４１との双方向通信が可能に構成されている。図示しないが、ＤＣＭ１０１は、データセンタ７との双方向通信が可能に構成されていてもよい。

ディスプレイ１０２は、たとえばカーナビゲーションシステムに含まれる液晶ディスプレイである。ディスプレイ１０２は、管理モニタ４４２と同様に、車両１からの給電量、ＣＯ_２排出量または電気料金の割引額など（詳細は後述）を表示するのに用いることができる。

＜バッテリの蓄電量の電力構成＞
図４は、バッテリ１３０に蓄えられた電力量［単位：ｋＷｈ］を説明するための図である。図４を参照して、車両１のバッテリ１３０に蓄えられた電力量（以下、「蓄電量」とも記載する）には、パワーグリッド６から家屋４を介して供給された電力量、すなわち、火力発電所、原子力発電所、水力発電所等の様々な発電所／発電設備により発電された電力量が含まれている。以下では、これらの電力量を「パワーグリッド電力量」と呼ぶこととする。

さらに、バッテリ１３０には、家屋４に設置された太陽電池４１による発電量が含まれている可能性があるとともに、車載のソーラーパネル１８１による発電量が含まれている可能性がある。また、プラグインハイブリッド車である車両１においては、エンジン１１０を駆動させてモータジェネレータ１１１により発電（以下、「エンジン発電」とも記載する）された電力量がバッテリ１３０に含まれている可能性もある。

このように、バッテリ１３０の蓄電量には、様々な発電態様に由来するものが含まれ得る。そして、発電態様が異なると、発電に際して生じた温室効果ガスの排出量が異なり得る。以下では、代表的な温室効果ガスである二酸化炭素（ＣＯ_２）を例に説明する。

図５は、発電態様毎のＣＯ_２排出量を説明するための図である。図５には、火力、太陽光、風力、原子力、地熱発電および水力発電について、単位電力量（単位エネルギー）［単位：ｋＷｈ］を発電するために生じるＣＯ_２排出量［単位：ｇ］が示されている。このＣＯ_２排出量は、原料の採掘から発電設備の運用や保守まで全ての過程を考慮に入れたものである。火力発電所による発電では、他の発電設備（原子力発電所、風力発電設備、水力発電設備、太陽光発電設備など）による発電と比べて、単位電力量当たりのＣＯ_２排出量が大きいことが分かる。

車両１からの家屋４への給電において、車両１からの給電電力（バッテリ１３０に蓄えられた電力）が発電された際にどの程度のＣＯ_２が排出されたかを考慮することが望ましい。発電の際のＣＯ_２排出量ができるだけ少ない電力を給電することで、地球環境への負荷が低減されるためである。

そこで、本実施の形態においては、車両１のバッテリ１３０の蓄電量について、それがどのような発電態様によるものかを区別し、発電態様別の環境負荷（単位電力量当たりのＣＯ_２排出量）に応じた対価を車両１のユーザに還元する構成を採用する。より具体的には、発電時に生じたＣＯ_２排出量が小さいほど、ユーザに還元される対価を大きくする。この処理を「対価算出処理」と称する。本実施の形態では、対価算出処理は、ＨＥＭＳ４４の管理ＥＣＵ４００により実行される。管理ＥＣＵ４００が対価算出処理を実行することにより、できるだけ小さい環境負荷により発電された電力を車両１から給電する動機付け（インセンティブ）をユーザに与えることが可能になる。

＜環境負荷および対価の算出＞
図６は、管理ＥＣＵ４００の機能ブロック図である。図６を参照して、管理ＥＣＵ４００は、給電量取得部４０１と、発電区別部４０２と、環境負荷算出部４０３と、対価算出部４０４と、マップ記憶部４０５とを含む。

給電量取得部４０１は、車両１から家屋４に給電された電力量（給電量ΔＷ）を取得する。給電量ΔＷは、たとえば、分電盤４２に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値から算出することができる。しかし、給電量ΔＷの取得手法はこれに限定されるものではない。給電量ΔＷは、たとえば、Ｖ２Ｈスタンド３に設けられた電流センサ（図示せず）から取得してもよい。あるいは、バッテリ１３０の蓄電量の減少量をバッテリ１３０に設けられた電圧センサおよび電流センサ（いずれも図示せず）を用いて算出し、その減少量を車両１から家屋４への給電量ΔＷとしてもよい。給電量取得部４０１により取得された給電量ΔＷは、環境負荷算出部４０３に出力される。

発電区別部４０２は、バッテリ１３０の蓄電量を、その発電態様に応じて区別し、発電態様別の蓄電量を算出する。より詳細に説明すると、発電区別部４０２は、バッテリ１３０の蓄電量を、車両１のソーラーパネル１８１により発電されたもの、家屋４の太陽電池４１により発電されたもの、エンジン発電によるもの、および、パワーグリッド６からのものに区別する。

発電態様別の各蓄電量は、車両１または分電盤４２に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値を管理ＥＣＵ４００が取得することによって算出することができる。具体的には、車両１のソーラーパネル１８１による発電由来の蓄電量は、たとえば、ソーラーユニット１８０に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値に基づいて算出することができる。家屋４の太陽電池４１による発電由来の蓄電量は、分電盤４２に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値に基づいて算出することができる。エンジン発電による蓄電量は、コンバータ１５１内のリアクトル電流を検出する電流センサ（図示せず）の検出値に基づいて算出することができる。パワーグリッド６から家屋４を介して供給された電力量は、分電盤４２に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値に基づいて算出することができる。発電態様毎の蓄電量は、環境負荷算出部４０３に出力される。

環境負荷算出部４０３は、発電区別部４０２により算出された発電態様毎の蓄電量に基づいて、以下に説明する「低環境負荷率Ｒ」を算出する。

図７は、低環境負荷率Ｒの算出手法を説明するための図である。図７を参照して、本実施の形態においては、バッテリ１３０の蓄電量のうち、発電の際の単位電力量当たりのＣＯ_２排出量が所定量よりも小さい電力量を「低環境負荷電力量Ｗ１」と呼ぶ。一方、バッテリ１３０の蓄電量のうち、発電の際の単位電力量当たりのＣＯ_２排出量が上記所定量よりも大きい電力量を「高環境負荷電力量Ｗ２」と呼ぶ。低環境負荷電力量Ｗ１と高環境負荷電力量Ｗ２とを分ける所定量としては、一例として、１００ｇに設定することができる（図５参照）。

このように所定量を設定した場合、図７に示すように、バッテリ１３０の蓄電量のうち、家屋４に設置された太陽電池４１の発電由来の蓄電量と、車両１に設置されたソーラーパネル１８１の発電由来の蓄電量との合計量が低環境負荷電力量Ｗ１に相当する。

これに対し、パワーグリッド６からの供給電力量には、火力発電によるもの、太陽光発電によるもの、風力発電によるもの、原子力発電によるものなど、様々な電力量が含まれる。本実施の形態では、パワーグリッド６からの供給電力量において、火力発電によるものの割合が他の発電態様によるものの割合よりも高い状況を想定する。図５に示したように、火力発電による単位電力量当たりのＣＯ_２排出量は、他の発電態様による単位電力量当たりのＣＯ_２排出量よりも大幅に高い。そのため、パワーグリッド６からの供給電力量の中で火力発電による供給電力量がある程度高い場合、パワーグリッド６からの供給電力量全体として、単位電力量当たりのＣＯ_２排出量が所定量（この例では１００ｇ）よりも大きくなる。また、図５には示されていないものの、エンジン発電における単位電力量当たりのＣＯ_２排出量は、所定量（１００ｇ）よりも大きい。

したがって、図７に示すように、バッテリ１３０の蓄電量のうち、エンジン発電による蓄電量と、パワーグリッド６からの供給電力量との合計量が高環境負荷電力量Ｗ２に相当する。

車両１の走行時には回生電力が発生し得る。回生制動による蓄電量の低環境負荷電力量Ｗ１／高環境負荷電力量Ｗ２の区別については以下のように考えることができる。すなわち、車両１の走行時には、低環境負荷電力量Ｗ１および高環境負荷電力量Ｗ２のうち、低環境負荷電力量Ｗ１から先に消費（使用）され、低環境負荷電力量Ｗ１がなくなった後に高環境負荷電力量Ｗ２が消費されると考える。そして、直前（所定時間だけ前の時刻から現時刻までの間）の車両１の走行に伴い消費された電力が低環境負荷電力量Ｗ１からのものである場合には、回生制動による蓄電量を低環境負荷電力量Ｗ１に組み込む（戻す）ことができる。一方、直前の車両１の走行に伴い消費された電力が高環境負荷電力量Ｗ２からのものである場合には、回生制動による蓄電量を高環境負荷電力量Ｗ２に組み込むことができる。なお、直前走行時の消費電力が低環境負荷電力量Ｗ１由来のものか高環境負荷電力量Ｗ２由来のものかが不明である場合（そのような情報がなかった場合）には、回生制動による蓄電量を低環境負荷電力量Ｗ１に組み込むことができる。

このように低環境負荷電力量Ｗ１および高環境負荷電力量Ｗ２が定義される場合に、環境負荷算出部４０３は、バッテリ１３０の合計蓄電量（Ｗ１＋Ｗ２）に対する低環境負荷電力量Ｗ１の比率を「低環境負荷率Ｒ」として算出する（下記式（１）参照）。
Ｒ＝Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）・・・（１）

ただし、低環境負荷率Ｒの定義は、上記式（１）に限定されるものではない。たとえば、下記式（２）に示すように、高環境負荷電力量Ｗ２に対する低環境負荷電力量Ｗ１の比率を低環境負荷率Ｒとして定義してもよい。低環境負荷率Ｒは、対価算出部４０４に出力される。
Ｒ＝Ｗ１／Ｗ２・・・（２）

対価算出部４０４は、車両１から家屋４への給電量ΔＷと、低環境負荷率Ｒとに基づき、車両１からの給電の対価を算出する。本実施の形態では、ユーザが受け取る対価がユーザの家屋４における電気料金の割引である例について説明する。対価の算出（電気料金の割引額の算出）には、たとえば、車両１からの給電量ΔＷと低環境負荷率Ｒと対価との間の関係を規定した対価マップＭＰ（図８参照）が用いられる。

マップ記憶部４０５は、対価算出部４０４が対価を算出するのに用いられる対価マップＭＰ（図８参照）を記憶している。マップ記憶部４０５に記憶された対価マップＭＰは、対価算出部４０４により適宜参照される。なお、対価マップＭＰは、データセンタ７（図４参照）から送信される情報に基づき、定期的に更新されてもよい。

なお、環境負荷算出部４０３は、バッテリ１３０の蓄電量を低環境負荷電力量Ｗ１と高環境負荷電力量Ｗ２とに分類した上で、低環境負荷でのＣＯ_２排出量と高環境負荷でのＣＯ_２排出量とを算出してもよい。たとえば、給電量ΔＷと低環境負荷率ＲとＣＯ_２排出量との間の対応関係を規定したマップ（図示せず）を予め準備しておくことにより、給電量ΔＷおよび低環境負荷率Ｒから低環境負荷電力の発電時におけるＣＯ_２排出量を算出することができる。同様に、環境負荷算出部４０３は、給電量ΔＷおよび低環境負荷率Ｒから高環境負荷電力の発電時におけるＣＯ_２排出量を算出することができる。そして、対価算出部４０４は、低環境負荷のＣＯ_２排出量と高環境負荷のＣＯ_２排出量との比率に基づいて対価を算出することができる。

さらに、より厳密に、環境負荷算出部４０３は、バッテリ１３０の蓄電量を発電態様に応じて区別したもの（車両１のソーラーパネル１８１の発電による蓄電量、家屋４の太陽電池４１の発電による蓄電量、エンジン発電による蓄電量、および、パワーグリッド６からの供給電力による蓄電量）の各々についてのＣＯ_２排出量を算出し、それらを低環境負荷と高環境負荷との別に足し合わせてもよい。

この場合には、発電態様別に、発電量（または供給電力量）からＣＯ_２排出量を算出するための変換係数が用いられる。この変換係数［単位：ｇ／ｋＷｈ］は、図５に示したように、単位電力量（１ｋＷｈ）当たりのＣＯ_２排出量［単位：ｇ］として定義される。

より詳細に説明すると、車両１のソーラーパネル１８１の発電における変換係数、および、エンジン発電における変換係数としては、車両１の車種に応じた固定値を用いることができる。たとえば、車両１は、車両１から家屋４への給電時に車両１の車種に関する情報をデータセンタ７に送信する。これにより、データセンタ７は、車両１の車種に応じた変換係数を家屋４の管理ＥＣＵ４００に送信することができる。

また、家屋４の太陽電池４１による発電における変換係数については、管理ＥＣＵ４００は、太陽電池４１の種類（仕様）、設置面積または設置場所等に応じた値をデータセンタ７から取得してもよい。あるいは、管理ＥＣＵ４００は、予め定められた固定値を図示しない記憶部から読み出して用いてもよい。

さらに、パワーグリッド６からの電力供給における変換係数については、管理ＥＣＵ４００は、パワーグリッド６を運営する電力会社における発電電力の構成（電源構成、エネルギーミックスとも呼ばれる）に応じた値をデータセンタ７から取得することができる。たとえば、ある電力会社において、火力発電の構成比率がＡであり、原子力発電の構成比率がＢであり、太陽発電の構成比率がＣである場合、火力発電の変換係数と原子力発電の変換係数と太陽光発電の変換係数（図５参照）とをＡ：Ｂ：Ｃの割合で重み付けして平均化した値（加重平均値）を上記変換係数として用いることができる。

図８は、対価マップＭＰの概念図である。図８に示すように、対価マップＭＰは、車両１からの給電量ΔＷが大きいほど対価が大きくなり、かつ、低環境負荷率Ｒが高いほど対価が大きくなるように規定されている。ただし、対価マップＭＰが車両１からの給電量ΔＷと低環境負荷率Ｒと対価との３次元マップであることは必須ではなく、対価マップＭＰは、低環境負荷率Ｒと対価との２次元マップであってもよい。２次元マップである場合にも対価マップＭＰは、環低環境負荷率Ｒが高いほど対価が大きくなるように規定されている。

＜対価算出フロー＞
図９は、本実施の形態における対価算出処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば、車両１から家屋４への給電が行われる場合に管理ＥＣＵ４００により実行される。このフローチャートに含まれる各ステップ（以下、「Ｓ」と略す）は、基本的には管理ＥＣＵ４００によるソフトウェア処理によって実現されるが、管理ＥＣＵ４００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図３および図９を参照して、Ｓ１において、管理ＥＣＵ４００は、車両１から家屋４に給電された電力量（給電量ΔＷ）を取得する。前述のように、給電量ΔＷは、分電盤４２に設けられた電流センサ（図示せず）の検出値などから算出することができる。

Ｓ２において、管理ＥＣＵ４００は、車両１のバッテリ１３０の蓄電量を発電態様に応じて区別し、発電態様別の蓄電量を算出する。より具体的には、車両１は、前回の車両１から家屋４への給電時（あるいは前回の家屋４から車両１への充電時）から今回の車両１から家屋４への給電時まで期間の車両１のソーラーパネル１８１による発電量とエンジン発電による発電量とを、車両１の走行に伴い消費される分も含め、逐次演算しておく。そうすると、管理ＥＣＵ４００は、車両１との通信を行うことによって、車両１のバッテリ１３０の蓄電量のうち、ソーラーパネル１８１による発電由来のものとエンジン発電由来のものとを別々に取得することができる。

一方、家屋４の太陽電池４１による発電量、および、パワーグリッド６からの供給電力量については、管理ＥＣＵ４００は、前回の家屋４から車両１への充電時に車両１に供給された電力量の大きさと、その構成比率（太陽電池４１による発電量とパワーグリッド６からの供給電力量との比率）とを車両１に通知し、車両１において、車両１の走行に伴い消費された分を逐次演算する。車両１との通信により、管理ＥＣＵ４００は、車両１のバッテリ１３０の蓄電量のうち、家屋４の太陽電池４１による発電由来のものとパワーグリッド６からの電力供給由来のものとを取得することができる。

Ｓ３において、管理ＥＣＵ４００は、Ｓ２にて取得された発電態様別の蓄電量に基づき、車両１のバッテリ１３０の低環境負荷率Ｒを取得する。この算出手法については図７にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。

Ｓ４において、管理ＥＣＵ４００は、図８に示した対価マップＭＰを参照することによって、給電量ΔＷと環境負荷とから、車両１からの給電に伴いユーザに還元される対価を算出する。

そして、管理ＥＣＵ４００は、対価の算出結果をデータセンタ７に送信するように通信機４４１を制御する（Ｓ５）。また、管理ＥＣＵ４００は、対価の算出結果を管理モニタ４４２に表示させる（Ｓ６）。なお、管理ＥＣＵ４００は、対価の算出結果をユーザの携帯端末（図示しないスマートフォンなど）に送信してもよい。

以上のように、本実施の形態においては、車両１から家屋４への給電電力（バッテリ１３０の蓄電電力）が発電された際のＣＯ_２排出量が小さいほど、すなわち環境負荷が小さいほど、ユーザに還元される対価を大きくする。これにより、できるだけ大きな対価を得るため、環境負荷が小さい発電態様を積極的に選択する動機付けがユーザに生じる。また、プラグインハイブリッド車のユーザにとっては、環境負荷が相対的に大きいエンジン発電をできるだけ抑制する動機付けが生じ得る。そうすると、たとえば、家屋４に太陽電池４１を設置したり、ソーラーパネル１８１付きの車両１を購入したりするユーザが増加すると考えられる。このような動機付けがユーザに与えられる結果、バッテリ１３０に蓄えられた電力が元々発電された際の環境負荷が小さくなるため、車両１から家屋４への給電における環境負荷についても小さくすることができる。

なお、本実施の形態では、車両１から家屋４への給電が行われる状況を想定して説明した。しかし、車両１から他の車両（プラグインハイブリッド車など）への給電を行う状況下においても同様に、発電時の環境負荷が小さいほどユーザに還元される対価を大きくすることができる。また、このような車車間の給電においては、給電元の車両１と給電先の車両（図示せず）との間の環境負荷の差が大きいほど対価を大きくしてもよい。つまり、給電元の車両１のバッテリ１３０に蓄えられた電力が発電された際の環境負荷が小さく、かつ、給電先の車両のバッテリに蓄えられた電力が発電された際の環境負荷が大きいほど、対価を大きくすることができる。

また、本実施の形態においては、対価算出処理がＨＥＭＳ４４の管理ＥＣＵ４００により実行されると説明した。すなわち、管理ＥＣＵ４００が本開示に係る「情報処理システム」に相当する。しかし、対価算出処理の実行主体は特に限定されず、対価算出処理は、データセンタ７により実行されてもよいし、車両１により実行されてもよい。また、管理ＥＣＵ４００、データセンタ７および車両１のうちの２つまたは３つが協調して対価算出処理を実行してもよい。

代表的な温室効果ガスである二酸化炭素（ＣＯ_２）を例に説明したが、温室効果ガスの種類はこれに限定されるものではない。二酸化炭素に代えてまたは加えて、メタン（ＣＨ_４）、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣｓ）、パーフルオロカーボン類（ＰＦＣｓ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）などの他の温室効果ガスの排出量に基づいて環境負荷を算出してもよい。温室効果ガスの種類が異なると環境負荷の大きさも異なるところ、二酸化炭素を基準として、各温室効果ガスが大気中に放出された際の濃度当たりの温室効果の大きさを表す「地球温暖化係数」が知られている。二酸化炭素以外の温室効果ガスを考慮する場合には、地球温暖化係数を用いることによって、その温室効果ガスの排出量から環境負荷の大きさを定量化することができる。

さらに、本実施の形態では、ユーザに還元される対価が電気料金の割引である例を説明した。しかし、これは対価の一例に過ぎず、対価は、大小関係を規定できるものであれば特に限定されない。対価は、たとえば、自動車税等の税金の優遇であってもよい。また、対価は、家屋４に設置された太陽電池４１の保守費用の割引（保守費用の援助）であってよいし、家屋に電池を設置したり車両にソーラーパネルを設置したりするための費用援助であってもよい。あるいは、対価は、たとえば、車両１が外出する際の駐車料金の値引きであってもよいし、利便性が高い場所に設けられた駐車場を優先的に利用するためのポイントであってもよい。

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。本開示の範囲は、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車両、２電力ケーブル、３Ｖ２Ｈスタンド、４家屋、５送電線、６パワーグリッド、７データセンタ、１０電力システム、４１太陽電池、４２分電盤、４３電気負荷、６０ソーラーバッテリ、１０２ディスプレイ、１００車両ＥＣＵ、１１０エンジン、１１１，１１２モータジェネレータ、１２１動力分割装置、１２２駆動輪、１３０バッテリ、１４０システムメインリレー、１５０ＰＣＵ、１５１コンバータ、１５２，１５３インバータ、１６１インレット、１６２コンセント、１７０電力変換ユニット、１７１充電器、１７２給電インバータ、１７３，１７４リレー、１８０ソーラーユニット、１８１ソーラーパネル、１８２ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８３リレー、４００管理ＥＣＵ、４０１給電量取得部、４０２発電区別部、４０３負荷率算出部、４０４環境負荷算出部、４０５対価算出部、４０６マップ記憶部、４４１通信機、４４２管理モニタ、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２電力線。

Claims

蓄電装置が搭載された車両から車外への給電に関連する情報を処理する情報処理システムであって、
前記蓄電装置に蓄えられた電力が発電された際に生じた単位電力量当たりの温室効果ガスの排出量が所定量よりも小さい低環境負荷と、前記蓄電装置に蓄えられた電力が発電された際に生じた単位電力量当たりの温室効果ガスの排出量が前記所定量よりも大きい高環境負荷とを算出するように構成された環境負荷算出部と、
前記車両のユーザに還元される、前記車両からの給電の対価を前記低環境負荷と前記高環境負荷との比率に基づいて算出するように構成された対価算出部とを備え、
前記対価は、前記低環境負荷の比率が高いほど大きい、情報処理システム。