WO2022172046A1 - 充放電制御システム及び充放電制御方法 - Google Patents

充放電制御システム及び充放電制御方法 Download PDF

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WO2022172046A1
WO2022172046A1 PCT/IB2021/000084 IB2021000084W WO2022172046A1 WO 2022172046 A1 WO2022172046 A1 WO 2022172046A1 IB 2021000084 W IB2021000084 W IB 2021000084W WO 2022172046 A1 WO2022172046 A1 WO 2022172046A1
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池添圭吾
鈴木健太
村井謙介
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日産自動車株式会社
ルノー エス. ア. エス.
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a charge/discharge control system and a charge/discharge control method.
  • Patent Document 1 An authentication system for preventing unauthorized use of charging facilities for charging EVs has been disclosed (Patent Document 1).
  • an authentication server creates service connection information in response to a request from an in-vehicle communication device, transmits the service connection information to the in-vehicle communication device and the service providing device (charging facility), Furthermore, the information necessary for authentication is transmitted to the in-vehicle communication device.
  • the in-vehicle communication device sends the acquired service connection information and information required for authentication to the service providing device, and the service providing device sends the received information required for authentication to the authentication server, and receives authentication from the authentication server. Receive validation results for the correctness of required information. This prevents unauthorized use of the charging facility.
  • the authentication system described in Patent Document 1 requires mutual communication between the vehicle-mounted device and the authentication server and between the service providing device and the authentication server. Furthermore, the authentication server must generate service information in response to requests sent from each vehicle-mounted device, and collectively verify the validity of information required for authentication sent from the service-providing device. . Therefore, the processing load on the authentication server increases as the number of on-vehicle devices that support the authentication server increases, and the cost increases. Furthermore, mutual communication between the in-vehicle device and the authentication server and between the service providing device and the authentication server increases communication costs and cyber security costs.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to prevent unauthorized use of charging and discharging equipment, and to reduce the cost related to authentication when charging and discharging. It is to provide a system and a charge/discharge control method.
  • a charge/discharge control system is a charge/discharge control system in which each charge/discharge element autonomously controls charge/discharge, and a control signal is sent to a plurality of charge/discharge elements that perform charge/discharge.
  • An external control device for broadcast transmission and an authentication device for permitting charging/discharging of each charging/discharging element are provided.
  • the charging/discharging element that has received the control signal transmits to the approval device a permission request signal requesting permission for charging/discharging, which is a permission request signal based on the received control signal.
  • the approval device Upon receiving the permission request signal, the approval device determines whether the permission request signal is based on the control signal received by the charge/discharge element, and determines whether the permission request signal is based on the control signal received by the charge/discharge element. When it is determined that it is, a power line for charging/discharging is connected to the charging/discharging element.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the charge/discharge control system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the charge/discharge control system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing processing of the charge/discharge control system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a charge/discharge control system according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of a control signal that is broadcast.
  • 5B is a graph (part 1) showing an example of a permission request signal in the charge/discharge control system according to the second embodiment;
  • FIG. 5C is a graph (part 2) showing an example of a permission request signal in the charge/discharge control system according to the second embodiment
  • FIG. FIG. 6 is a flowchart showing processing of the charge/discharge control system according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a charge/discharge control system according to the third embodiment.
  • FIG. 8A is a flowchart (Part 1) showing processing of the charge/discharge control system according to the third embodiment.
  • FIG. 8B is a flowchart (part 2) showing processing of the charge/discharge control system according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of control signals in the charge/discharge control system according to the modification of the third embodiment.
  • 10A is a flowchart (Part 1) showing processing of the charge/discharge control system according to the modification of the third embodiment.
  • 10B is a flowchart (part 2) showing processing of the charge/discharge control system according to the modification of the third embodiment; FIG.
  • the charge/discharge control system in the present invention is a charge/discharge control system in which each charge/discharge element autonomously controls charge/discharge. explain.
  • the charge/discharge control system includes an EV 10 (an example of a charge/discharge element), an external control device 20 , an authentication device 50 , and a power supply/reception device 70 .
  • EV 10 an example of a charge/discharge element
  • external control device 20 an example of a charge/discharge element
  • authentication device 50 an authentication device
  • power supply/reception device 70 a power supply/reception device
  • the EV 10 is a vehicle that supplies electric power from a battery 14 provided in the EV 10 to an electric motor (not shown) and runs using the electric motor as a power source.
  • the EV 10 receives power from the power receiving/supplying device 70 via the authentication device 50 when the charging power amount of the battery 14 decreases due to running and discharging (V2H: Vehicle to Home, V2B: Vehicle to Building, V2G: Vehicle to Grid). , to charge the battery 14 .
  • the EV 10 When charging the battery 14, the EV 10 receives a control signal 30 from the external control device 20, and transmits a permission request signal 40 based on the received control signal 30, which requests permission for charging/discharging, to the authentication device. 50.
  • the authorization request signal 40 transmitted to the authentication device 50 is authenticated by the authentication device 50, the EV 10 can charge and discharge.
  • the EV 10 controls charging/discharging power during charging/discharging based on the received control signal 30 .
  • the definition of the EV 10 in this embodiment is not limited to a vehicle that uses only an electric motor as a power source, but includes all vehicles that charge a battery by receiving power from a power supply/reception device 70 installed outside the vehicle, such as a plug-in hybrid vehicle. Including vehicles.
  • the external control device 20 is installed at a position where the EV 10 that charges and discharges can receive the control signal 30 transmitted from the external control device 20 . For example, it is installed above a position where the EV 10 stops to connect with the power supply/reception device 70 .
  • the external control device 20 acquires the total power that can be used by the plurality of charging/discharging EVs 10 from an electric power infrastructure that supplies power via a communication line such as an internet line, and supplies the power to the plurality of charging/discharging EVs 10. wirelessly broadcasts a control signal 30 containing the total power available for charging.
  • a control signal 30 transmitted by the external control device 20 is a signal for each of the EVs 10 that perform charging and discharging to autonomously control charging and discharging.
  • the external control device 20 controls all power demand, including the total power that can be used by the multiple EVs 10 that charge and discharge, and charges from an aggregator (not shown) that maintains a balance between power demand and supply.
  • a plurality of discharging EVs 10 may receive the total power available for charging.
  • the external control device 20 acquires the total power that can be currently supplied and the total power consumption that is currently being consumed from the power infrastructure, and calculates the total power that can be used for charging the multiple EVs that are charging and discharging. may
  • the authentication device 50 is a power line for the EV 10 to charge and discharge, and is installed on a power line that extends from the power receiving/supplying device 70 and connects the power receiving/supplying device 70 and the EV 10 .
  • the authentication device 50 connects/disconnects the power line connecting the power supply/reception device 70 and the EV 10 by connecting/disconnecting the relay unit 53 .
  • Authentication device 50 receives permission request signal 40 requesting permission for charging/discharging transmitted from EV 10, and determines whether received permission request signal 40 is permission request signal 40 based on control signal 30 received by EV 10. to judge whether When authentication device 50 determines that received control signal 30 is authorization request signal 40 based on control signal 30 received by EV 10 , authentication device 50 connects EV 10 to a power line for charging and discharging.
  • the supply/reception device 70 is a pole-type or wall-mounted transformer and is connected to a transmission line 80 from the power infrastructure.
  • the power supply/reception device 70 supplies power to the EV 10 and receives power from the EV 10 .
  • the EV 10 includes a receiver 11, a calculator 12, a transmitter 13, a battery 14, and a charge/discharge port 15.
  • the receiving unit 11 includes a receiver for receiving the control signal 30 broadcasted by wireless communication from the external control device 20 , and transfers the received control signal 30 to the calculating unit 12 .
  • Wireless communication can use a wireless LAN (Local Area Network) such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark).
  • Wi-Fi registered trademark
  • Bluetooth registered trademark
  • the transmission unit 13 includes a transmitter for transmitting the permission request signal 40 output by the calculation unit 12 to the authentication device 50 by wireless communication, and transmits the permission request signal 40 to the authentication device 50 .
  • the battery 14 stores electric power for driving the electric motor and electric power that is discharged (V2H, V2B, V2G) and used.
  • the charging/discharging port 15 is a charging/discharging port for inserting a power line connector 90 extending from the power supply/receiving device 70 .
  • the charge/discharge port 15 is connected to the battery 14 via a power line.
  • the computing unit 12 is a general-purpose microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, and an input/output unit.
  • a computer program is installed in the microcomputer for functioning as the calculation unit 12 .
  • the microcomputer functions as a plurality of information processing circuits included in the calculation section 12 .
  • an example of realizing a plurality of information processing circuits provided in the calculation unit 12 by software is shown. It is also possible to configure Also, a plurality of information processing circuits may be configured by individual hardware.
  • the calculation unit 12 outputs the permission request signal 40 to be sent to the authentication device 50, calculates the charging/discharging power when the EV 10 is charged/discharged, and controls the charging/discharging power of the EV 10.
  • the calculation unit 12 When the EV 10 performs charging/discharging, the calculation unit 12 outputs a permission request signal 40 requesting permission for charging/discharging to the authentication device 50 . Specifically, when the calculating unit 12 acquires the connector number of the connector 90 of the power line extending from the power supply/receiving device 70 and determines that the connector 90 is connected to the charge/discharge port 15 of the EV 10, the control signal 30 Start receiving. When the control signal 30 is received, the calculation unit 12 outputs a signal certifying that the control signal 30 has been received, which is preset with the authentication device 50 , as the permission request signal 40 .
  • the calculating unit 12 When the charging/discharging of the EV 10 is started, the calculating unit 12 counts the time after the charging/discharging is started, and when the charging/discharging electric energy of the battery 14 is less than the threshold charging/discharging electric energy, the charging/discharging is stopped. A permission request signal 40 is output each time the first threshold time elapses after the start. If the charge/discharge power amount of the battery 14 after the first threshold time has passed is equal to or greater than the threshold charge/discharge power amount, the calculation unit 12 determines that the charge/discharge is completed, and outputs a permission request signal 40. do not do. As a result, power reception from and power supply to the power supply/reception device 70 are stopped, and charging/discharging of the EV 10 is completed.
  • the threshold charging/discharging power amount is the amount of charging or discharging power set by the user of the EV 10 based on the charging power amount of the battery 14 .
  • the charge/discharge power amount may be set by SOC (State Of Charge).
  • SOC State Of Charge
  • the first threshold time varies depending on the charging method of power supply/reception device 70 . For example, when the power supply/reception device 70 is normally charged (3 to 6 kW), the first threshold time is set to 30 minutes. When the power supply/reception device 70 is for rapid charging (20 to 100 kW), the first threshold time is set to 1 minute.
  • the EV 10 When the charge/discharge power amount of the battery 14 is less than the threshold charge/discharge power amount, the EV 10 outputs the permission request signal 40 each time the first threshold time elapses after the start of charging/discharging. Charging and discharging can be continued.
  • the calculation unit 12 can determine whether or not the EV 10 charges and discharges by determining whether or not the connector number has been acquired. By acquiring the connector number, the computing unit 12 can transmit the authorization request signal 40 to the authentication device 50 connected to the power receiving/supplying device 70 with which the EV 10 charges and discharges. This can prevent crosstalk with permission request signals 40 transmitted by other EVs 10 .
  • the connector number may be obtained from the value input to the EV 10 by the user of the EV 10, or from the captured image obtained by the camera provided in the EV 10.
  • connection between the connector 90 and the charge/discharge port 15 may be made by the user of the EV 10 himself or may be configured such that the connector 90 is automatically connected to the charge/discharge port 15 .
  • the EV 10 and the power receiving/supplying device 70 are connected by wire connection between the connector 90 and the charging/discharging port 15, and the EV 10 is charged/discharged.
  • the connection may be wireless charging/discharging by wireless connection.
  • the calculation unit 12 electrically connects the power supply/reception unit for wireless power supply corresponding to the connector 90 and the wireless charging/discharging unit corresponding to the charging/discharging port 15 . It is sufficient if it can be confirmed that the connection is possible.
  • the permission request signal 40 preset with the authentication device 50 is a password preset between the EV 10 and the authentication device 50, and the password is a string of numbers and characters.
  • a user of the EV 10 is given a password by making a contract to use the power receiving/supplying device 70 , and registers the given password in the EV 10 and the authentication device 50 .
  • the calculation unit 12 can output the password set in advance with the authentication device 50 as the permission request signal 40 when charging and discharging is started.
  • the calculation unit 12 calculates charging power when the EV 10 is charged based on the received control signal 30 . Specifically, the calculation unit 12 calculates the total power available to the plurality of EVs 10 that charge and discharge, the amount of power charged by the EVs 10, the time at which the EVs 10 complete charging and start running, and the time at which the EVs 10 charge. The charging power is calculated in consideration of the time required to obtain the charging power amount.
  • the calculation unit 12 calculates the discharge power when the EV 10 discharges. Specifically, when the calculation unit 12 determines that the power supply of the electric power infrastructure is insufficient based on the control signal 30, the discharge power amount that can be discharged by the EV 10 is determined according to the charge power amount of the battery 14. Then, it is determined whether or not the EV 10 can be discharged. When the calculation unit 12 determines that the EV 10 is in a dischargeable state, a message for confirming whether or not to permit discharge and a discharge power amount that can be discharged when discharging are provided in the vehicle interior of the EV 10. Output to monitor. The user of the EV 10 inputs into the EV 10 whether or not the discharge is permitted, and if the discharge is permitted. When the user of the EV 10 permits discharge, the calculation unit 12 calculates the discharge power based on the amount of discharge power input by the user of the EV 10 . In addition, the user of the EV 10 can obtain an incentive according to the amount of discharged power.
  • the calculation unit 12 controls the battery 14 and the control circuit provided between the charge/discharge port 15 and the battery 14 to control the charge/discharge power so that the charge/discharge power is calculated.
  • a control circuit for controlling charging/discharging power and a control method are configured by a known technique.
  • the authentication device 50 includes a receiving section 51 , a computing section 52 , a relay section 53 and a power receiving port 54 .
  • the receiving unit 51 has a receiver that receives the permission request signal 40 transmitted from the EV 10 and transfers the received permission request signal 40 to the calculation unit 52 .
  • the relay unit 53 is a normally open relay, and when a control current is supplied by the calculation unit 52, the switch is turned on, and is a power line connecting the power supply/receiving device 70 and the EV 10, and the EV 10 charges and discharges. Connect the power line for
  • the power receiving port 54 is an outlet for connecting a power line from the authentication device 50 to the connector 90 that connects to the EV 10, and powers the EV 10 and receives power from the EV 10.
  • the computing unit 52 is a general-purpose microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an input/output unit, and has the same hardware configuration as the computing unit 12.
  • a CPU Central Processing Unit
  • memory a memory
  • input/output unit a hardware configuration as the computing unit 12.
  • an example of realizing a plurality of information processing circuits provided in the calculation unit 52 by software is shown. It is also possible to configure Also, a plurality of information processing circuits may be configured by individual hardware.
  • the calculation unit 52 determines whether the received permission request signal 40 is the permission request signal 40 based on the control signal received by the EV 10 . Specifically, it determines whether or not the received permission request signal 40 is a signal preset with the authentication device 50 and a password preset between the EV 10 and the authentication device 50. do. When the calculation unit 52 determines that the received permission request signal 40 is a signal set in advance with the authentication device 50, the calculation unit 52 controls the relay unit 53 to connect to the power line for charging and discharging. to connect.
  • the calculation unit 52 counts the time from when the charging and discharging of the EV 10 is started, and determines whether or not the permission request signal 40 has been received when the first threshold time has elapsed. Note that the counting start timing of the time from the start of charging/discharging counted by the computing unit 52 is the same as that of the computing unit 12 . When the calculation unit 52 determines that the permission request signal 40 has been received after the first threshold time has passed since the charging/discharging of the EV 10 is started, the power line for charging/discharging the EV 10 is continued. to connect.
  • the first threshold time is the same as the first threshold time set for EV10.
  • the calculation unit 52 performs the third threshold time after the first threshold time has passed. It may be determined whether or not the permission request signal 40 has been received before the elapse of the threshold time.
  • the third threshold time is, for example, 1 second.
  • the installation position of the authentication device 50 is not limited to this.
  • the authentication device 50 may be installed in the power receiving/supplying device 70, or may be installed between the power receiving/supplying device 70 and the power infrastructure.
  • FIG. 3 describes the processing of each of the EV 10, the external control device 20, and the authentication device 50.
  • a charging/discharging control system the processing from when the EV 10 starts charging/discharging to when the charging/discharging of the EV ends is described. explain.
  • the processing of the EV 10 is started at the same time that the power switch of the EV 10 is turned ON, and ends when it is determined that the charge/discharge power amount of the battery 14 has reached or exceeded the threshold charge/discharge power amount.
  • the external control device 20 and the authentication device 50 continue processing as long as the power is on.
  • step S10 the calculation unit 12 determines whether or not the connector number of the connector 90 of the power line extending from the power supply/reception device 70 has been acquired. If the calculation unit 12 determines that the connector number has not been acquired (NO in step S10), the processing ends.
  • step S10 when the calculation unit 12 determines that the connector number has been acquired (YES in step S10), the process proceeds to step S11.
  • step S11 the calculation unit 12 determines whether or not the connector 90 is connected to the charging/discharging port 15 of the EV10.
  • calculating unit 12 determines that connector 90 is not connected to charging/discharging port 15 of EV 10 (NO in step S11)
  • step S11 when the calculation unit 12 determines that the connector 90 is connected to the charge/discharge port 15 of the EV 10 (YES in step S11), the process proceeds to step S20.
  • step S20 the calculation unit 12 starts receiving the control signal 30 and acquires the received control signal 30.
  • the calculation unit 12 transmits to the authentication device 50 a permission request signal 40 based on the received control signal 30 and requesting permission for charging and discharging. Specifically, a signal certifying that the control signal 30 has been received and a signal preset with the authentication device 50 is output as the permission request signal 40 .
  • step S40 the calculation unit 52 determines whether or not the permission request signal 40 has been received.
  • calculating unit 52 determines that permission request signal 40 has not been received (NO in step S40)
  • processing proceeds to step S60.
  • step S40 when the calculation unit 52 determines that the permission request signal 40 has been received (YES in step S40), the process proceeds to step S50.
  • step S50 the calculation unit 52 determines whether or not the received permission request signal 40 is based on the control signal 30 received by the EV 10. Specifically, it determines whether or not the received permission request signal 40 is a signal preset with the authentication device 50 . When the calculation unit 52 determines that the received permission request signal 40 is not the permission request signal 40 based on the control signal 30 received by the EV 10 (NO in step S50), the process proceeds to step S60.
  • step S50 when the calculation unit 52 determines that the received permission request signal 40 is the permission request signal 40 based on the control signal 30 received by the EV 10 (YES in step S50), the process proceeds to step S70.
  • step S60 the calculation unit 52 controls the relay unit 53 to disconnect and disconnects the power line for charging and discharging the EV10. Note that, when the relay unit 53 is already disconnected, the calculation unit 52 maintains the disconnected state.
  • step S70 the calculation unit 52 controls to connect the relay unit 53, and connects the power line for charging and discharging the EV10.
  • the process branches here and proceeds to steps S80 and S90. It should be noted that the processing after step S110 of the computing unit 12 and the processing after step S90 of the computing unit 52 are performed at the same time.
  • step S80 the calculation unit 12 starts charging and discharging.
  • the calculation unit 12 controls the battery 14 and the control circuit to control the charge/discharge power so that the charge/discharge power is calculated based on the received control signal 30 .
  • step S110 the calculation unit 12 counts the time from the start of charging/discharging. Proceeding to step S120, the calculation unit 12 determines whether or not the time from the start of charging/discharging has passed the first threshold time.
  • step S120 if the calculation unit 12 determines that the time from the start of charging/discharging has not passed the first threshold time (NO in step S120), the time from the start of charging/discharging remains in step S120 until elapses of the first threshold time.
  • step S120 when the calculation unit 12 determines that the time from the start of charging/discharging has passed the first threshold time (YES in step S120), the process proceeds to step S130.
  • step S130 the calculation unit 12 determines whether or not the charge/discharge power amount of the battery 14 is equal to or greater than the threshold charge/discharge power amount.
  • calculating unit 12 determines that the charging/discharging power amount of battery 14 is equal to or greater than the threshold charging/discharging power amount (YES in step S130)
  • calculation unit 12 determines that charging/discharging of EV 10 is completed, and terminates the process. Charging and discharging of the EV 10 is completed.
  • step S130 when the calculation unit 12 determines that the charge/discharge power amount of the battery 14 is less than the threshold charge/discharge power amount (NO in step S130), the process returns to step S20.
  • the calculation unit 12 can transmit the permission request signal 40 for continuing charging and discharging by executing the processing after step S20 again.
  • step S90 the calculation unit 52 counts the time after charging/discharging is started. Proceeding to step S100, the calculation unit 52 determines whether or not the time from the start of charging/discharging has passed the first threshold time.
  • step S100 when calculating unit 52 determines that the time from the start of charging/discharging has not passed the first threshold time (NO in step S100), the time from the start of charging/discharging remains in step S100 until elapses of the first threshold time.
  • step S100 when the calculation unit 52 determines that the time from the start of charging/discharging has passed the first threshold time (YES in step S100), the processing ends, and the processing from step S40 is performed. Try again. Accordingly, when the authentication device 50 receives the permission request signal 40 , the authentication device 50 can continuously supply power to the EV 10 and receive power from the EV 10 .
  • the EV 10 When requesting permission for charging/discharging, the EV 10 receives a control signal 30 broadcast from the external control device 20 to the plurality of EVs 10 that are to be charged/discharged, and receives a permission request signal based on the control signal 30. , a permission request signal 40 requesting permission for charging/discharging is transmitted to the authentication device 50 . Upon receiving the permission request signal 40 from the EV 10 , the authentication device 50 determines whether the permission request signal 40 is the permission request signal 40 based on the control signal 30 received by the EV 10 . This allows authentication device 50 to determine whether EV 10 complies with control signal 30 transmitted from external control device 20 .
  • the authentication device 50 determines that the control signal 30 received from the EV 10 is the permission request signal 40 based on the control signal 30 received by the EV 10, the authentication device 50 connects the EV 10 to a power line for charging and discharging. Accordingly, the power supply/reception device 70 can supply power to the EV 10 that charges according to the control signal 30 and receive power from the EV 10 that discharges according to the control signal 30 .
  • Each EV 10 autonomously controls charging and discharging based on the control signal 30. This eliminates the need for an aggregator for managing the charge/discharge power of each EV 10, thus reducing the cost of equipment.
  • the EV 10 does not require mutual communication with the external control device 20 and the authentication device 50 when requesting permission for charging and discharging, it is possible to reduce communication and cybersecurity costs.
  • the EV 10 transmits a signal certifying that it has received the control signal 30 and a signal set in advance with the authentication device 50 as the permission request signal 40 .
  • authentication device 50 determines whether or not received permission request signal 40 is a signal preset with authentication device 50 , thereby allowing EV 10 to operate according to control signal 30 from external control device 20 . It is possible to determine whether there is
  • the EV 10 counts the time after charging/discharging is started, and if the charging/discharging power amount of the EV 10 is less than the threshold charging/discharging power amount, the first threshold time elapses after the charging/discharging is started.
  • a permission request signal 40 is transmitted every time.
  • the authentication device 50 counts the time from the start of charging/discharging, and when it determines that the authorization request signal 40 has been received when the first threshold time elapses, the EV 10 is charged/discharged. continue to connect power lines. As a result, the authentication device 50 can continuously confirm that the EV 10 is being charged and discharged according to the control signal 30, and after initially permitting charging and discharging, interrupts the control signal 30 and returns to the control signal 30. It is possible to prevent charging and discharging of the EV 10 that does not comply.
  • the difference from the first embodiment is that the external control device 20 broadcasts the control signal 30 to a plurality of authentication devices 50 in addition to the plurality of EVs 10 that charge and discharge, and the authentication device 50 transmits the control signal 30. It is a partial process of the calculation unit 12 and the calculation unit 52 for receiving. Therefore, only the different processing of the calculation unit 12 and the calculation unit 52 will be described, and the description of the other common configurations will be omitted.
  • the calculation unit 12 outputs the received control signal 30 or a signal obtained by editing the received control signal 30 as the permission request signal 40 .
  • the calculation unit 52 determines whether the received permission request signal 40 is the control signal 30 received at the same time as the permission request signal 40 or a signal obtained by editing the control signal 30 .
  • FIG. 5A is a diagram showing the control signal 30 transmitted from the external control device 20 in chronological order. do.
  • FIG. 5B shows an example of the permission request signal 41 output by the calculation unit 12.
  • the calculation unit 12 when the current time is T6, the calculation unit 12 outputs 41T6 as the permission request signal 40.
  • the permission request signal 41T6 has the same value as the control signal 30 transmitted by the external control device 20 at time T6. All permission request signals 41T1 to 41T6 have the same value as the control signal 30 transmitted from time T1 to T6.
  • the calculation unit 12 outputs the received control signal 30 as the permission request signal 41 .
  • FIG. 5C shows an example of the permission request signal 42 output by the calculation unit 12.
  • the calculation unit 12 when the current time is T6, the calculation unit 12 outputs 42T6 as the permission request signal.
  • Permission request signal 42T6 is the average value of the value of control signal 30 transmitted from external control device 20 at time T6 and the value of control signal 30 transmitted at time T5, which is the previous transmission value of control signal 30 .
  • All the permission request signals 42T1 to 42T6 are average values of the control signal 30 transmitted at each time and the previous transmission value of the control signal 30 transmitted at each time.
  • the calculation unit 12 outputs a signal obtained by editing the control signal 30 as the permission request signal 41 .
  • a method of editing the control signal 30 is shared in advance between the calculation unit 12 and the calculation unit 52 .
  • step S21 is further provided, and that the processing of steps S31 and S51 is performed instead of the processing of steps S30 and S50. Therefore, only the difference will be described, and description of other common processes will be omitted.
  • step S21 the computing unit 52 acquires the control signal 30 received by the receiving unit 51.
  • step S ⁇ b>31 the calculation unit 12 outputs the received control signal 30 or a signal obtained by editing the received control signal 30 as the permission request signal 40 .
  • step S51 the calculation unit 52 determines whether the received permission request signal 40 is the control signal 30 received at the same time as the permission request signal 40 or a signal obtained by editing the control signal 30.
  • the external control device 20 broadcasts the control signal 30 to a plurality of authentication devices 50 in addition to the plurality of EVs 10 that charge and discharge, and the EV 10 receives the control signal 30 or edits the received control signal 30.
  • the signal is sent to the authentication device 50 as the authorization request signal 40 .
  • the authentication device 50 receives the control signal 30 and the permission request signal 40, and determines that the permission request signal 40 is the control signal 30 received at the same time as the permission request signal 40 or a signal obtained by editing the control signal 30.
  • a power line for charging and discharging is connected to the EV 10 .
  • authentication device 50 can determine whether permission request signal 40 received from EV 10 is based on control signal 30 received at the same time.
  • the authentication device 50 can determine whether or not the EV 10 can be charged/discharged based on the determination result. Furthermore, since the permission request signal 40 changes over time based on the control signal 30, the forgery of the permission request signal 40 can be prevented.
  • the current measuring unit 55 is connected to the power receiving port 54 and measures the charging/discharging current value of the EV 10 by measuring the value of the current supplied to the EV 10 and the value of the current received from the EV 10 .
  • the calculation unit 12 determines whether or not the charging/discharging current value of the EV 10 is equal to or higher than the threshold current value.
  • a permission request signal 40 requesting permission for discharge is output.
  • the threshold current value is, for example, 70% of the current value that flows when the power supply/reception device 70 and the EV 10 generate the maximum power that can be supplied.
  • the calculation unit 52 acquires the charge/discharge current value of the EV 10 measured by the current measurement unit 55, and if the charge/discharge current value of the EV 10 is equal to or greater than the threshold current value, determines whether or not the permission request signal 40 has been received. to decide. If the calculation unit 52 determines that the permission request signal 40 has been received, the calculation unit 52 continues to connect the power line for charging and discharging the EV 10 .
  • the threshold current value set in the calculator 52 is the same value as the threshold current value set in the calculator 12 .
  • step S141 the calculation unit 12 determines whether the charge/discharge current value of the EV 10 is equal to or greater than the threshold current value.
  • calculating unit 12 determines that the charging/discharging current value of EV 10 is less than the threshold current value (NO in step S141)
  • the process returns to step S110 to continue charging/discharging.
  • step S141 when the calculation unit 12 determines that the charge/discharge current value of the EV 10 is equal to or greater than the threshold current value (YES in step S141), the process returns to step S20.
  • the calculation unit 12 can transmit the permission request signal 40 for continuing charging and discharging by executing the processing after step S20 again.
  • step S101 the current measuring unit 55 measures the charging/discharging current value of the EV 10 by measuring the current value supplied to the EV 10 and the current value received from the EV 10.
  • step S140 the calculation unit 52 acquires the charge/discharge current of the EV 10 measured by the current measurement unit 55, and determines whether the charge/discharge current value of the EV 10 is equal to or greater than the threshold current value.
  • the process returns to step S90.
  • step S140 when the calculation unit 52 determines that the charging/discharging current value of the EV 10 is equal to or greater than the threshold current value (YES in step S140), the processing ends and the processing from step S21 is executed again. Accordingly, when the authentication device 50 receives the permission request signal 40 , the authentication device 50 can continuously supply power to the EV 10 and receive power from the EV 10 .
  • the EV 10 transmits a permission request signal 40 when the charging/discharging current value of the battery 14 exceeds the threshold current value.
  • the authentication device 50 further includes a current measuring unit that measures the charging/discharging current of the EV 10 by measuring the value of the current supplied to the EV 10 and the value of the current received from the EV 10. The charging/discharging current of the EV 10 is the threshold current. If it is greater than or equal to the value, it is determined whether or not the permission request signal 40 has been received. When the authentication device 50 determines that the authorization request signal 40 is received, the authentication device 50 continuously connects the power line for charging and discharging the EV 10 .
  • the control signal 30 limits the charge/discharge power of the EV 10 that is charging/discharging at a threshold current value or higher. Therefore, when the EV 10 is charging/discharging at the threshold current value or higher, the authentication device 50 determines whether or not the permission request signal 40 is received from the EV 10 , so that the EV 10 charges/discharges according to the control signal 30 . You can judge whether you are doing Also, the EV 10 that is charging/discharging at less than the threshold current value is less likely to have its charging/discharging power limited by the control signal 30 . Therefore, whether or not the permission request signal 40 has been received is not determined for the EV 10 that is charging and discharging at less than the threshold current value. Thereby, the communication cost of the EV 10 and the processing load of the authentication device 50 can be reduced.
  • the external control device 20 transmits a control signal 30 to stop charging/discharging of the EV 10 or reduce the charging/discharging power of the EV 10 each time the second threshold time elapses.
  • the calculation unit 52 determines that the EV 10 stops charging/discharging in synchronization with the control signal 30 or reduces the charging/discharging power in synchronization with the control signal, the EV 10 is charged/discharged. continue to connect power lines. Specifically, the charging/discharging current of the EV 10 is measured, and the EV 10 stops charging/discharging in synchronization with the control signal 30 based on changes in the charging/discharging current, or decreases the charging/discharging power in synchronization with the control signal 30. determine whether there is
  • FIG. 9 is a diagram showing the control signal 30 transmitted from the external control device 20 in chronological order.
  • the external control device 20 transmits the total power that can be used by the plurality of EVs 10 that are charging and discharging at the current time, but every time the second threshold time T7 elapses, the control signal stops charging and discharging the EVs 10. 30 for a third threshold time T8.
  • the second threshold time is, for example, one hour.
  • the third threshold time is, for example, 1 minute.
  • step S150 the calculation unit 52 determines whether the EV 10 stops charging/discharging in synchronization with the control signal 30 or decreases charging/discharging power in synchronization with the control signal 30. If the calculation unit 52 determines that the EV 10 has not stopped charging/discharging in synchronization with the control signal 30 or has not lowered the charging/discharging power in synchronization with the control signal 30 (NO in step S150), the process proceeds to step S60. move on.
  • step S150 If the calculation unit 52 determines in step S150 that the EV 10 stops charging/discharging in synchronization with the control signal 30 or decreases charging/discharging power in synchronization with the control signal 30 (YES in step S150). , the process proceeds to step S151.
  • step S151 the computing unit 52 acquires the control signal 30 received by the receiving unit 51, and returns to step S90.
  • the external control device 20 transmits a control signal 30 to stop charging/discharging the EV 10 or reduce the charging/discharging power of the EV 10 each time the second threshold time elapses.
  • Authentication device 50 determines whether EV 10 stops charging/discharging in synchronization with control signal 30 or reduces charging/discharging power in synchronization with control signal 30 . Thereby, it can be determined whether or not the EV 10 is charging/discharging according to the control signal 30 . Furthermore, the authentication device 50 can determine whether or not the EV 10 can be charged/discharged with higher accuracy by performing double determination with the permission request signal 40 .
  • charge and discharge element (EV) 10 charge and discharge element (EV) 20 external control device 30 control signal 40 permission request signal 50 authentication device 70 power supply/reception device

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Abstract

本発明の一態様に係わる充放電制御システムは、充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであって、充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信する外部制御装置と、充放電要素の各々の充放電を許可する認証装置とを備える。制御信号を受信した充放電要素は、受信した制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号を承認装置へ送信する。許可依頼信号を受信した承認装置は、許可依頼信号が、充放鼋要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、充放電要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、充放鼋要素に対して、充放鼋を行う為の電力線を接続する。

Description

充放電制御システム及び充放電制御方法
 本発明は、充放電制御システム及び充放電制御方法に関する。
 EVを充電するための充電設備の不正利用を防止するための認証システムが開示されている(特許文献1)。特許文献1に記載された認証システムは、車載通信機器からの要求に応じて認証用サーバがサービス接続情報を作成し、サービス接続情報を車載通信機器及びサービス提供機器(充電設備)に送信し、さらに認証に必要な情報を車載通信機器に送信する。車載通信機器は取得したサービス接続情報と認証に必要な情報とをサービス提供機器に送信し、サービス提供機器は受信した認証に必要な情報を認証用サーバに送信し、認証用サーバからの認証に必要な情報の正当性の検証結果を受信する。これにより、充電設備の不正利用を防止する。
特開2018−160821号公報
 しかしながら、特許文献1に記載された認証システムは、車載機器と認証用サーバ間、及びサービス提供機器と認証用サーバ間のそれぞれにおいて相互通信が必要となる。さらに、認証用サーバは、各々の車載機器から送信される要求に応じてサービス情報を生成し、サービス提供機器から送信される認証に必要な情報の正当性の検証を一括して行わなければならない。従って、認証用サーバは対応する車載機器の数の増えるほど処理負荷が増大し、より多くのコストを必要とする。さらに、車載機器と認証用サーバ間、及びサービス提供機器と認証用サーバ間のそれぞれにおいて相互通信をすることにより、通信コスト、及びサイバセキュリティのためのコストが増大する。
 本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、充放電設備の不正利用を防止しつつ、充放電をする際の認証に係るコストを低減することができる充放電制御システム及び充放電制御方法を提供することである。
 本発明の一態様に係わる充放電制御システムは、充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであって、充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信する外部制御装置と、充放電要素の各々の充放電を許可する認証装置とを備える。制御信号を受信した充放電要素は、受信した制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号を承認装置へ送信する。許可依頼信号を受信した承認装置は、許可依頼信号が、充放電要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、充放電要素が受信した制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。
 本発明の一態様によれば、充放電設備の不正利用を防止しつつ、充放電をする際の認証に係るコストを低減することができる。
図1は、第1実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図2は、第1実施形態に係る充放電制御システムの構成を示す模式図である。 図3は、第1実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャートである。 図4は、第2実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図5Aは、同報送信される制御信号の一例を示す図である。 図5Bは、第2実施形態に係る充放電制御システムにおける許可依頼信号の一例を示すグラフ(その1)である。 図5Cは、第2実施形態に係る充放電制御システムにおける許可依頼信号の一例を示すグラフ(その2)である。 図6は、第2実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャートである。 図7は、第3実施形態に係る充放電制御システムの構成を示すブロック図である。 図8Aは、第3実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート(その1)である。 図8Bは、第3実施形態に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート(その2)である。 図9は、第3実施形態の変形例に係る充放電制御システムにおける制御信号の一例を示す図である。 図10Aは、第3実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート(その1)である。 図10Bは、第3実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理を示すフローチャート(その2)である。
 図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、本発明における充放電制御システムは、充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであり、本実施形態では、充放電要素としてEVを想定した充放電制御システムについて説明する。
 (第1実施形態)
[充放電制御システムの構成]
 図1、図2を参照して、第1実施形態に係る充放電制御システムの構成を説明する。充放電制御システムは、EV10(充放電要素の一例)、外部制御装置20、認証装置50、受給電装置70で構成される。
 EV10は、EV10に備わるバッテリ14から電動機(不図示)へ電力を供給し、電動機を動力原として走行する車両である。EV10は、走行及び放電(V2H:Vehicle to Home,V2B:Vehicle to Building,V2G:Vehicle to Grid)によりバッテリ14の充電電力量が低下した場合、認証装置50を介して受給電装置70から受電し、バッテリ14を充電する。
 EV10は、バッテリ14を充電する場合、外部制御装置20から制御信号30を受信し、受信した制御信号30に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号40を認証装置50へ送信する。EV10は、認証装置50へ送信した許可依頼信号40が、認証装置50によって認証された場合、充放電を行うことができる。EV10は、受信した制御信号30に基づいて、充放電する際の充放電電力を制御する。
 なお、本実施形態におけるEV10の定義は、電動機のみを動力原とする車両に限らず、プラグインハイブリッド車などの車両の外部に設置された受給電装置70からの受電によりバッテリを充電する全ての車両を含む。
 外部制御装置20は、充放電を行うEV10が外部制御装置20から送信される制御信号30を受信できる位置に設置される。例えば、EV10が受給電装置70と接続するために停車する位置の上方に設置される。外部制御装置20は、充放電を行う複数のEV10が利用可能な総電力を、電力を供給する電力インフラストラクチャからインターネット回線などの通信回線を介して取得し、充放電を行う複数のEV10に対して、充電に利用可能な総電力を含む制御信号30を無線通信にて同報送信する。外部制御装置20が送信する制御信号30は、充放電を行うEV10の各々が自律的に充放電を制御するための信号である。
 なお、外部制御装置20は、充放電を行う複数のEV10が利用可能な総電力を含む、全ての電力需要量を制御して、電力の需要と供給のバランスを保つアグリゲータ(不図示)から充放電を行う複数のEV10が充電に利用可能な総電力を受信してもよい。又は、外部制御装置20は、現在供給可能な総電力と現在消費されている総消費電力とを電力インフラストラクチャから取得し、充放電を行う複数のEVが充電に利用可能な総電力を算出してもよい。
 認証装置50は、EV10が充放電を行う為の電力線であって、受給電装置70から延びる、受給電装置70とEV10とを接続する電力線に設置される。認証装置50は、継電部53を断接させることにより、受給電装置70とEV10とを接続する電力線の断接を行う。
 認証装置50は、EV10から送信された充放電の許可を要求する許可依頼信号40を受信し、受信した許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であるか否かを判断する。認証装置50は、受信した制御信号30が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。
 受給電装置70は、柱型又は壁掛け型の変圧器であり、電力インフラストラクチャからの送電線80に接続されている。受給電装置70は、EV10への給電、及び、EV10からの受電を行う。
 [EV10の構成]
 EV10の構成について具体的に説明する。
 EV10は、受信部11、演算部12、送信部13、バッテリ14、充放電ポート15を備えている。
 受信部11は、外部制御装置20から無線通信にて同報送信された制御信号30を受信するための受信機を備えており、受信した制御信号30を演算部12へ転送する。無線通信は、Wi−Fi(ワイファイ:登録商標)のような無線LAN(Local Area Network)又はBluetooth(登録商標)を用いることができる。
 送信部13は、演算部12が出力した許可依頼信号40を、無線通信にて認証装置50へ送信するための送信機を備えており、許可依頼信号40を認証装置50へ送信する。
 バッテリ14は、電動機を駆動するための電力及び放電(V2H,V2B,V2G)して利用する電力を蓄電する。
 充放電ポート15は、受給電装置70から延びる電力線のコネクタ90を差し込むための充放電口である。充放電ポート15は、電力線でバッテリ14と接続されている。
 演算部12は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータには、演算部12として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは、演算部12が備える複数の情報処理回路として機能する。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって演算部12が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。
 演算部12は、認証装置50に送信する許可依頼信号40の出力、EV10が充放電する際の充放電電力の算出、及び、EV10の充放電電力の制御を行う。
 演算部12は、EV10が充放電を行う場合、認証装置50に充放電の許可を要求する許可依頼信号40を出力する。具体的には、演算部12は、受給電装置70から延びる電力線のコネクタ90のコネクタナンバが取得され、コネクタ90がEV10の充放電ポート15に接続されていると判断した場合、制御信号30の受信を開始する。演算部12は、制御信号30を受信した場合、制御信号30を受信したことを証明する信号であって、認証装置50との間で予め設定された信号を許可依頼信号40として出力する。
 演算部12は、EV10の充放電が開始された場合、充放電が開始されてからの時間をカウントし、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第1のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号40を出力する。演算部12は、第1のしきい時間が経過した時のバッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量以上である場合、充放電が完了したと判断し、許可依頼信号40を出力しない。これにより、受給電装置70からの受電、及び受給電装置70への給電が停止され、EV10の充放電が終了する。
 しきい充放電電力量は、EV10のユーザがバッテリ14の充電電力量に基づいて設定した充電又は放電する電力量である。なお、充放電電力量は、SOC(State Of Charge)で設定されてもよい。第1のしきい時間は、受給電装置70の充電方法によって異なる。例えば、受給電装置70が普通充電(3~6kW)の場合、第1のしきい時間は30分に設定される。受給電装置70が急速充電(20~100kW)の場合、第1のしきい時間は、1分に設定される。EV10は、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第1のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号40を出力することにより、充放電を継続することができる。
 演算部12は、コネクタナンバの取得の有無を判断することにより、EV10が充放電をするか否かを判断することができる。演算部12は、コネクタナンバを取得することにより、EV10が充放電をする受給電装置70に接続された認証装置50に、許可依頼信号40を送信することができる。これにより、他のEV10が送信する許可依頼信号40との混線を防止することができる。
 コネクタナンバの取得は、EV10のユーザによってEV10に入力された値を取得してもよいし、EV10に備わるカメラが取得した撮像画像から取得してもよい。
 コネクタ90と充放電ポート15との接続は、EV10のユーザが自ら行ってもよいし、コネクタ90が充放電ポート15に自動的に接続される構成であってもよい。なお、本実施形態では、コネクタ90と充放電ポート15とが有線接続されることにより、EV10と受給電装置70とが接続され、EV10の充放電が行われるが、EV10と受給電装置70との接続は、無線接続によるワイヤレス充放電であってもよい。
 EV10と受給電装置70との接続が無線接続の場合、演算部12は、コネクタ90に対応するワイヤレス給電用の受給電部と、充放電ポート15に対応するワイヤレス充放電部とが電気的に接続可能な位置であることを確認できればよい。
 認証装置50との間で予め設定された許可依頼信号40は、EV10と認証装置50との間で予めに設定されたパスワードであり、パスワードは数字と文字列の羅列である。EV10のユーザは、受給電装置70を利用する契約をすることによりパスワードが付与され、付与されたパスワードをEV10及び認証装置50に登録する。これにより、演算部12は、充放電を開始する際に、許可依頼信号40として認証装置50との間で予め設定されたパスワードを出力することができる。
 演算部12は、受信した制御信号30に基づいて、EV10が充電する際の充電電力を算出する。具体的には、演算部12は、充放電を行う複数のEV10が利用可能な総電力、EV10が充電する充電電力量、EV10が充電を完了して走行を開始する時刻、及びEV10が充電する充電電力量を得るのに必要な時間を考慮して、充電電力を算出する。
 演算部12は、EV10が放電する際の放電電力を算出する。具体的には、演算部12は、制御信号30に基づいて電力インフラストラクチャの供給電力が不足していると判断した場合、バッテリ14の充電電力量に応じてEV10が放電可能な放電電力量を算出し、EV10が放電可能であるか否かを判断する。演算部12は、EV10が放電可能な状態にあると判断した場合、放電を許可するか否かを確認するメッセージ、及び、放電する場合に放電可能な放電電力量を、EV10の車室内に備わるモニタに出力する。EV10のユーザは、放電を許可するか否か、及び、放電を許可する場合の放電電力量をEV10に入力する。演算部12は、EV10のユーザが放電を許可した場合、EV10のユーザが入力した放電電力量に基づいて放電電力を算出する。なお、EV10のユーザは、放電電力量に応じてインセンティブが得られるようになっている。
 演算部12は、算出した充放電電力となるように、バッテリ14及び充放電ポート15とバッテリ14との間に備わる制御回路を制御し、充放電電力を制御する。なお、充放電電力を制御する制御回路、及び制御方法は、既知の技術で構成される。
 [認証装置50の構成]
 認証装置50の構成について具体的に説明する。
 認証装置50は、受信部51、演算部52、継電部53、受給電ポート54を備えている。
 受信部51は、EV10から送信された許可依頼信号40を受信する受信機を備えており、受信した許可依頼信号40を演算部52に転送する。
 継電部53は、ノーマルオープンのリレーであり、演算部52によって制御電流が流された場合、スイッチをONし、受給電装置70とEV10とを接続する電力線であって、EV10が充放電を行う為の電力線を接続する。
 受給電ポート54は、認証装置50からEV10に接続するコネクタ90までの電力線を接続する差し込み口であり、EV10への給電、及び、EV10からの受電を行う。
 演算部52は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータであり、ハードウェア構成は、演算部12と同様である。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって演算部52が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。
 演算部52は、受信した許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号に基づく許可依頼信号40であるか否かを判断する。具体的には、受信した許可依頼信号40が、認証装置50との間で予め設定された信号であって、EV10と認証装置50との間で予め設定されたパスワードであるか否かを判断する。演算部52は、受信した許可依頼信号40が、認証装置50との間で予め設定された信号であると判断した場合、継電部53を接続するよう制御し、充放電を行う為の電力線を接続する。
 演算部52は、EV10の充放電が開始されてからの時間をカウントし、第1のしきい時間が経過時に、許可依頼信号40を受信したか否かを判断する。なお、演算部52がカウントする充放電が開始されてからの時間のカウント開始タイミングは、演算部12と同時である。演算部52は、EV10の充放電が開始されてから第1のしきい時間が経過時に、許可依頼信号40を受信したと判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。第1のしきい時間は、EV10に設定されている第1のしきい時間と同じである。
 なお、EV10と認証装置50で充放電が開始されてからの時間のカウント開始タイミングに誤差が発生することを考慮し、演算部52は、第1のしきい時間が経過後、第3のしきい時間が経過するまでに、許可依頼信号40を受信したか否かを判断してもよい。第3のしきい時間は、例えば1秒である。
 なお、本実施形態では、認証装置50が受給電装置70とEV10とを接続する電力線に設置される例を示すが、認証装置50の設置位置はこれに限定されない。例えば、認証装置50は、受給電装置70の中に搭載されていてもよいし、受給電装置70と電力インフラストラクチャとの間に設置されていてもよい。
 [充放電制御方法]
 次に、図3を参照して、図1に示す充放電制御システムの処理の一例を説明する。図3のフローチャートでは、EV10、外部制御装置20、認証装置50のそれぞれの処理を記載し、充放電制御システムとして、EV10が充放電を開始する時からEVの充放電が終了するまでの処理を説明する。
 EV10の処理は、EV10のパワースイッチがONになると同時に開始され、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量以上となったと判断した時点で処理を終了する。外部制御装置20及び認証装置50は、電源が投入されている限り処理を継続して行う。
 ステップS10において、演算部12は、受給電装置70から延びる電力線のコネクタ90のコネクタナンバを取得したか否かを判断する。演算部12は、コネクタナンバを取得していない判断した場合(ステップS10でNO)、処理を終了する。
 ステップS10において、演算部12は、コネクタナンバを取得したと判断した場合(ステップS10でYES)、ステップS11に進む。
 ステップS11において、演算部12は、コネクタ90がEV10の充放電ポート15に接続されたか否かを判断する。演算部12は、コネクタ90がEV10の充放電ポート15に接続されていないと判断した場合(ステップS11でNO)、処理を終了する。
 ステップS11において、演算部12は、コネクタ90がEV10の充放電ポート15に接続されたと判断した場合(ステップS11でYES)、ステップS20に進む。
 ステップS20において、演算部12は、制御信号30の受信を開始し、受信した制御信号30を取得する。
 ステップS30に進み、演算部12は、受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号40を認証装置50へ送信する。具体的には、制御信号30を受信したことを証明する信号であって、認証装置50との間で予め設定された信号を許可依頼信号40として出力する。
 ステップS40に進み、演算部52は、許可依頼信号40を受信したか否かを判断する。演算部52は、許可依頼信号40を受信していないと判断した場合(ステップS40でNO)、ステップS60に進む。
 ステップS40において、演算部52は、許可依頼信号40を受信したと判断した場合(ステップS40でYES)、ステップS50に進む。
 ステップS50において、演算部52は、受信した許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であるか否かを判断する。具体的には、受信した許可依頼信号40が、認証装置50との間で予め設定された信号であるか否かを判断する。演算部52は、受信した許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40でないと判断した場合(ステップS50でNO)、ステップS60に進む。
 ステップS50において、演算部52は、受信した許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であると判断した場合(ステップS50でYES)、ステップS70に進む。
 ステップS60において、演算部52は、継電部53を切断するよう制御し、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を切断する。なお、演算部52は、継電部53が既に切断された状態である場合、切断された状態を保持する。
 ステップS70において、演算部52は、継電部53を接続するよう制御し、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。ここで処理が分岐し、ステップS80及びステップS90に進む。なお、演算部12のステップS110以降の処理、及び、演算部52のステップS90以降の処理は、同時に行われる。
 ステップS80に進み、演算部12は、充放電を開始する。演算部12は、受信した制御信号30に基づいて算出した充放電電力となるように、バッテリ14及び制御回路を制御し、充放電電力を制御する。
 ステップS110に進み、演算部12は、充放電が開始されてからの時間をカウントする。ステップS120に進み、演算部12は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過したか否かを判断する。
 ステップS120において、演算部12は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過していないと判断した場合(ステップS120でNO)、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過するまで、ステップS120に滞留する。
 ステップS120において、演算部12は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過したと判断した場合(ステップS120でYES)、ステップS130に進む。
 ステップS130において、演算部12は、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量以上であるか否かを判断する。演算部12は、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量以上であると判断した場合(ステップS130でYES)、EV10の充放電が完了したと判断し、処理を終了する。EV10の充放電は完了となる。
 ステップS130において、演算部12は、バッテリ14の充放電電力量がしきい充放電電力量未満であると判断した場合(ステップS130でNO)、ステップS20に戻る。演算部12は、ステップS20以降の処理を再度実行することにより、充放電を継続して実施するための許可依頼信号40を送信することができる。
 ステップS90において、演算部52は、充放電が開始されてからの時間をカウントする。ステップS100に進み、演算部52は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過したか否かを判断する。
 ステップS100において、演算部52は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過していないと判断した場合(ステップS100でNO)、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過するまで、ステップS100に滞留する。
 ステップS100において、演算部52は、充放電が開始されてからの時間が第1のしきい時間を経過したと判断した場合(ステップS100でYES)、処理を終了し、ステップS40からの処理を再度実行する。これにより、認証装置50は、許可依頼信号40を受信した場合、EV10への給電、及び、EV10からの受電を継続して行うことができる。
 以上説明したように、第1実施形態によれば以下の作用効果が得られる。
 EV10は、充放電の許可を要求する場合、外部制御装置20から充放電を行う複数のEV10に対して同報送信される制御信号30を受信し、制御信号30に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する許可依頼信号40を認証装置50へ送信する。EV10から許可依頼信号40を受信した認証装置50は、許可依頼信号40が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であるか否かを判断する。これにより、認証装置50は、EV10が外部制御装置20から送信された制御信号30に従っているか否かを判断することができる。
 認証装置50は、EV10から受信した制御信号30が、EV10が受信した制御信号30に基づく許可依頼信号40であると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。これにより、受給電装置70は、制御信号30に従って充電を行うEV10への給電、及び、制御信号30に従って放電を行うEV10からの受電を行うことができる。
 各々のEV10は、制御信号30に基づいて自律的に充放電を制御する。これにより、各々のEV10の充放電電力を管理するためのアグリゲータが不要となり、設備に掛かるコストを低減することができる。
 EV10は、充放電の許可を要求する際に、外部制御装置20及び認証装置50との相互通信を必要としないので、通信およびサイバセキュリティに掛かるコストを低減することができる。
 EV10は、制御信号30を受信したことを証明する信号であって、認証装置50との間で予め設定された信号を許可依頼信号40として送信する。これにより、認証装置50は、受信した許可依頼信号40が認証装置50との間で予め設定された信号であるか否かを判断することで、EV10が外部制御装置20からの制御信号30に従っているか否かを判断することができる。
 EV10は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、EV10の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、充放電が開始されてから第1のしきい時間が経過する毎に許可依頼信号40を送信する。認証装置50は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、第1のしきい時間が経過時に、許可依頼信号40を受信したと判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。これにより、認証装置50は、EV10が制御信号30に従って充放電していることを継続的に確認することができ、最初に充放電を許可した後に、制御信号30を遮って、制御信号30に従わないEV10の充放電を防止することができる。
 (第2実施形態)
[充放電制御システムの構成]
 図4を参照して、第2実施形態に係る充放電制御システムの構成について説明する。
 第1実施形態との相違点は、外部制御装置20が、充放電を行う複数のEV10に加え、複数の認証装置50に制御信号30を同報送信する点、認証装置50が制御信号30を受信する点、演算部12及び演算部52の一部処理である。よって、演算部12及び演算部52の相違する処理についてのみ説明し、その他共通する構成については説明を省略する。
 演算部12は、受信した制御信号30、又は、受信した制御信号30を編集した信号を許可依頼信号40として出力する。
 演算部52は、受信した許可依頼信号40が、許可依頼信号40と同時刻に受信した制御信号30、又は、制御信号30を編集した信号であるか否かを判断する。
 図5Aから図5Cを参照して、演算部12が出力する許可依頼信号40について説明する。図5Aは、外部制御装置20から送信された制御信号30を時系列に示した図であり、外部制御装置20は、現在の時刻における充放電を行う複数のEV10が利用可能な総電力を送信する。
 図5Bは、演算部12が出力した許可依頼信号41の一例を示している。例えば、現在の時刻がT6である場合、演算部12は、許可依頼信号40として41T6を出力する。許可依頼信号41T6は、時刻T6において外部制御装置20が送信した制御信号30と同値である。なお、全ての許可依頼信号41T1から41T6は、時刻T1からT6において送信された制御信号30と同値である。このように、演算部12は、受信した制御信号30を許可依頼信号41として出力する。
 図5Cは、演算部12が出力した許可依頼信号42の一例を示している。例えば、現在の時刻がT6である場合、演算部12は、許可依頼信号として42T6を出力する。許可依頼信号42T6は、時刻T6において外部制御装置20から送信された制御信号30の値と、制御信号30の前回送信値である時刻T5において送信された制御信号30との平均値である。なお、全ての許可依頼信号42T1から42T6は、各々の時刻において送信された制御信号30と、各々の時刻において送信された制御信号30の前回送信値との平均値である。このように、演算部12は、制御信号30を編集した信号を許可依頼信号41として出力する。制御信号30の編集方法は、演算部12と演算部52で予め共有されている。
 [充放電制御方法]
 次に、図6を参照して、図4の充放電制御システムの処理について説明する。第1実施形態との相違点は、ステップS21の処理をさらに備える点、ステップS30及びステップS50の処理に代えて、ステップS31及びステップS51の処理を行う点である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
 ステップS21において、演算部52は、受信部51が受信した制御信号30を取得する。
 ステップS31において、演算部12は、受信した制御信号30、又は、受信した制御信号30を編集した信号を許可依頼信号40として出力する。
 ステップS51において、演算部52は、受信した許可依頼信号40が、許可依頼信号40と同時刻に受信した制御信号30、又は、制御信号30を編集した信号であるか否かを判断する。
 以上説明したように、第2実施形態によれば第1実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
 外部制御装置20は、充放電を行う複数のEV10に加え、複数の認証装置50に制御信号30を同報送信し、EV10は、受信した制御信号30、又は、受信した制御信号30を編集した信号を許可依頼信号40として認証装置50に送信する。認証装置50は、制御信号30及び許可依頼信号40を受信し、許可依頼信号40が、許可依頼信号40と同時刻に受信した制御信号30、又は、制御信号30を編集した信号であると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を接続する。これにより、認証装置50は、EV10から受信した許可依頼信号40が、同時刻に受信した制御信号30に基づく信号であるか否かを判断することができ、EV10が外部制御装置20から送信された制御信号30に従っているか否かを判断することができる。従って、認証装置50は、当該判断結果に基づいて、EV10に対する充放電の可否を判断することができる。さらに、許可依頼信号40は、制御信号30に基づいて経時的に変化するので、許可依頼信号40の偽造を防止することができる。
 (第3実施形態)
[充放電制御システムの構成]
 図7を参照して、第3実施形態に係る充放電制御システムの構成について説明する。第2実施形態との相違点は、認証装置50が電流計測部55をさらに備える点、演算部12及び演算部52の一部処理である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する構成については説明を省略する。
 電流計測部55は、受給電ポート54に接続され、EV10への給電電流値、及び、EV10からの受電電流値を計測することにより、EV10の充放電電流値を計測する。
 演算部12は、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断し、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合、認証装置50に充放電の許可を要求する許可依頼信号40を出力する。しきい電流値は、例えば、受給電装置70及びEV10が供給可能な最大電力を発生させた際に流れる電流値の70%である。
 演算部52は、電流計測部55が計測したEV10の充放電電流値を取得し、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上である場合、許可依頼信号40を受信しているか否かを判断する。演算部52は、許可依頼信号40を受信していると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。演算部52に設定されるしきい電流値は、演算部12に設定されるしきい電流値と同値である。
 [充放電制御方法]
 次に、図8A、図8Bを参照して、図7の充放電制御システムの処理について説明する。第2実施形態との相違点は、ステップS101、ステップS140、ステップS141の処理をさらに備える点である。よって、当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
 ステップS141において、演算部12は、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断する。演算部12は、EV10の充放電電流値がしきい電流値未満であると判断した場合(ステップS141でNO)、ステップS110に戻り、充放電を継続する。
 ステップS141において、演算部12は、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合(ステップS141でYES)、ステップS20に戻る。演算部12は、ステップS20以降の処理を再度実行することにより、充放電を継続して実施するための許可依頼信号40を送信することができる。
 ステップS101において、電流計測部55は、EV10への給電電流値、及び、EV10からの受電電流値を計測することにより、EV10の充放電電流値を計測する。
 ステップS140に進み、演算部52は、電流計測部55が計測したEV10の充放電電流を取得し、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であるか否かを判断する。演算部52は、EV10の充放電電流値がしきい電流値未満であると判断した場合(ステップS140でNO)、ステップS90に戻る。
 ステップS140において、演算部52は、EV10の充放電電流値がしきい電流値以上であると判断した場合(ステップS140でYES)、処理を終了し、ステップS21にからの処理を再度実行する。これにより、認証装置50は、許可依頼信号40を受信した場合、EV10への給電、及び、EV10からの受電を継続して行うことができる。
 以上説明したように、第3実施形態によれば第2実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
 EV10は、バッテリ14の充放電電流値がしきい電流値以上となった場合、許可依頼信号40を送信する。認証装置50は、EV10への給電電流値、及び、EV10からの受電電流値を計測することにより、EV10の充放電電流を計測する電流計測部をさらに備え、EV10の充放電電流がしきい電流値以上となった場合、許可依頼信号40を受信しているか否かを判断する。認証装置50は、許可依頼信号40を受信していると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。
 しきい電流値以上で充放電を行っているEV10は、制御信号30により、充放電電力を制限されている可能性が高い。そのため、認証装置50は、EV10がしきい電流値以上で充放電を行っている場合、EV10から許可依頼信号40を受信しているか否かを判断することにより、EV10が制御信号30に従って充放電をしているか否かを判断することができる。また、しきい電流値未満で充放電を行っているEV10は、制御信号30によって充放電電力を制限されている可能性が低い。そのため、しきい電流値未満で充放電をしているEV10に対しては、許可依頼信号40の受信の有無を判断しない。これにより、EV10の通信コスト、及び、認証装置50の処理負荷を低減することができる。
 (第3実施形態の変形例)
[充放電制御システムの構成]
 第3実施形態の変形例に係る充放電システムの構成について説明する。第3実施形態との相違点は、外部制御装置20が送信する制御信号30、演算部52の一部処理である。よって当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
 外部制御装置20は、EV10の充放電を停止する、又はEV10の充放電電力を低下させる制御信号30を第2のしきい時間が経過する毎に送信する。
 演算部52は、EV10が制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合、EV10に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する。具体的には、EV10の充放電電流を計測し、充放電電流の変化からEV10が制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号30と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。
 図9を参照して、外部制御装置20が送信する制御信号30の一例について説明する。図9は、外部制御装置20から送信された制御信号30を時系列に示した図である。外部制御装置20は、現在の時刻における充放電を行う複数のEV10が利用可能な総電力を送信するが、第2のしきい時間T7が経過する毎に、EV10の充放電を停止する制御信号30を、第3のしきい時間T8送信する。第2のしきい時間は、例えば1時間である。第3のしきい時間は、例えば1分である。
[充放電制御方法]
 次に、図10A、図10Bを参照して、第3実施形態の変形例に係る充放電制御システムの処理について説明する。第3実施形態との相違点は、ステップS141の処理が無い点、ステップS101の処理がステップS110でNOの場合に行われる点、ステップS140の処理に代えて、ステップS150、ステップS151の処理が行われる点である。よって、当該相違点についてのみ説明し、その他共通する処理については説明を省略する。
 ステップS150において、演算部52は、EV10が制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号30と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。演算部52は、EV10が制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号30と同期して充放電電力を低下させていないと判断した場合(ステップS150でNO)、ステップS60に進む。
 ステップS150において、演算部52は、EV10が制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号30と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合(ステップS150でYES)、ステップS151に進む。
 ステップS151において、演算部52は、受信部51が受信した制御信号30を取得し、ステップS90に戻る。
 以上説明したように、第3実施形態の変形例によれば第3実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
 外部制御装置20は、EV10の充放電を停止する、又は、EV10の充放電電力を低下させる制御信号30を第2のしきい時間が経過する毎に送信する。認証装置50は、EV10が、制御信号30と同期して充放電を停止、又は、制御信号30と同期して充放電電力を低下させているか否かを判断する。これにより、EV10が制御信号30に従って充放電を行っているか否かを判断することができる。さらに、認証装置50は、許可依頼信号40との2重判定を行うことにより、EV10の充放電の可否をより高い確度で判定することができる。
 上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
 10 充放電要素(EV)
 20 外部制御装置
 30 制御信号
 40 許可依頼信号
 50 認証装置
 70 受給電装置

Claims (7)

  1.  充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御システムであって、
     充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信する外部制御装置と、
     前記充放電要素の各々の充放電を許可する認証装置と、を備え、
     前記制御信号を受信した前記充放電要素は、受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する前記許可依頼信号を前記認証装置へ送信し、
     前記許可依頼信号を受信した前記認証装置は、
     前記許可依頼信号が、前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、
     前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    充放電制御システム。
  2.  前記充放電要素は、前記制御信号を受信したことを証明する信号であって、前記認証装置との間で予め設定された信号を前記許可依頼信号として送信し、
     前記認証装置は、受信した前記許可依頼信号が前記認証装置との間で予め設定された信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    請求項1に記載の充放電制御システム。
  3.  前記充放電要素は、充放電が開始されてからの時間をカウントし、前記充放電要素の充放電電力量がしきい充放電電力量未満である場合、前記充放電が開始されてから第1のしきい時間が経過する毎に前記許可依頼信号を送信し、
     前記認証装置は、前記充放電が開始されてからの時間をカウントし、前記第1のしきい時間が経過時に、前記許可依頼信号を受信したと判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項1又は2に記載の充放電制御システム。
  4.  前記外部制御装置は、前記充放電を行う複数の充放電要素に加え、複数の前記認証装置に前記制御信号を同報送信し、
     前記充放電要素は、受信した前記制御信号、又は、受信した前記制御信号を編集した信号を前記許可依頼信号として前記認証装置に送信し、
     前記認証装置は、
     前記制御信号及び前記許可依頼信号を受信し、
     前記許可依頼信号が、前記許可依頼信号と同時刻に受信した前記制御信号、又は前記制御信号を編集した信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続する
    請求項1又は3の何れか一項に記載の充放電制御システム。
  5.  前記充放電要素は、前記充放電要素の充放電電流値がしきい電流値以上となった場合、前記許可依頼信号を送信し、
     前記認証装置は、
     前記充放電要素への給電電流値、及び、前記充放電要素からの受電電流値を計測することにより、前記充放電要素の充放電電流値を計測する電流計測部をさらに備え、
     前記充放電要素の充放電電流値が前記しきい電流値以上となった場合、前記許可依頼信号を受信しているか否かを判断し、
     前記許可依頼信号を受信していると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項1から4のいずれか一項に記載の充放電制御システム。
  6.  前記外部制御装置は、前記充放電要素の充放電を停止する、又は、前記充放電要素の充放電電力を低下させる前記制御信号を第2のしきい時間が経過する毎に送信し、
     前記認証装置は、
     前記充放電要素が、前記制御信号と同期して充放電を停止、又は、前記制御信号と同期して充放電電力を低下させていると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を継続して接続する
    請求項5に記載の充放電制御システム。
  7.  充放電要素の各々が自律的に充放電を制御する充放電制御方法であって、
     外部制御装置が充放電を行う複数の充放電要素に対して制御信号を同報送信し、
     前記制御信号を受信した前記充放電要素は、受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であって、充放電の許可を要求する前記許可依頼信号を認証装置へ送信し、
     前記許可依頼信号を受信した前記認証装置は、
     前記許可依頼信号が、前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であるか否かを判断し、
     前記充放電要素が受信した前記制御信号に基づく許可依頼信号であると判断した場合、前記充放電要素に対して、充放電を行う為の電力線を接続することにより、前記充放電要素の各々の充放電を許可する
    充放電制御方法。
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