WO2023228492A1 - Ｅｖ管理システム - Google Patents

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WO2023228492A1
WO2023228492A1 PCT/JP2023/005961 JP2023005961W WO2023228492A1 WO 2023228492 A1 WO2023228492 A1 WO 2023228492A1 JP 2023005961 W JP2023005961 W JP 2023005961W WO 2023228492 A1 WO2023228492 A1 WO 2023228492A1
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WO
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deterioration
battery
capacity
management system
vehicle
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Application number
PCT/JP2023/005961
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English (en)
French (fr)
Inventor
大輝 小松
晋 山内
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to an EV management system that manages electric vehicles EV to utilize them for various purposes.
  • renewable energy such as solar power generation and wind power generation has been progressing toward the realization of a decarbonized society.
  • renewable energy is affected by weather and other factors, so if the planned amount of power generation cannot be met due to bad weather, or in other words, there is a shortage of supply to meet demand, there is a risk of power outages, etc.
  • Countermeasures include improving the accuracy of predicting the amount of power generated, compensating for the shortfall with other power generation such as thermal power generation, and performing demand response (DR) using adjustable consumer equipment such as air conditioning, lighting, and storage battery equipment.
  • DR demand response
  • storage battery equipment which is a regulating device for DR, is expected to be used for vehicle-to-grid (V2G) electric vehicles (EVs).
  • V2G vehicle-to-grid
  • EVs electric vehicles
  • Patent Document 1 discloses a technique for effectively utilizing batteries mounted on an electric moving object.
  • first data regarding the load applied to the vehicle body of an electric moving object is acquired
  • second data regarding the operation of a battery mounted on the moving object is acquired
  • Calculate the remaining life of the vehicle body calculate the remaining life of the battery based on the second data, compare the remaining life of the vehicle body with the remaining life of the battery, and if the remaining life of the vehicle body is shorter than the remaining life of the battery, move the vehicle.
  • the method instructs at least one of activating an unused function and improving the performance of a used function among a plurality of functions using electric power in the body.
  • Patent Document 1 does not disclose or suggest the use of EVs for various purposes including V2G. Therefore, with the battery utilization technology according to Patent Document 1, it is impossible to utilize EVs for various purposes including V2G.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an EV management system that can utilize EVs for various purposes including V2G.
  • an EV management system provides information acquisition that acquires information related to the operation history of an electric vehicle (EV) equipped with a battery and information related to the degree of battery deterioration based on actual measured values.
  • an estimation unit that estimates the degree of battery deterioration when the EV reaches a preset vehicle lifespan based on information related to the operation history of the EV and information related to the degree of battery deterioration; Based on the estimation results by the Department, the remaining capacity at vehicle lifespan is the charging/discharging capacity until the EV reaches the vehicle lifespan, and the lifetime remaining capacity is the charging/discharging capacity until the battery reaches the battery lifespan.
  • the main feature is that it is equipped with an output section that outputs surplus capacity as utilization surplus capacity.
  • the present invention since it is possible to determine the remaining capacity for use of an EV, which is the spare capacity of the battery, within a range that does not affect the vehicle lifespan, it is possible to accurately carry out EV management that takes into consideration EV vehicle utilization and V2X utilization. be able to.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an EV management system including an EV management device and EVs.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the internal configuration of an EV management device.
  • FIG. 3 is a flowchart diagram for explaining the operation of the EV management device.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram comparing the relationship between the guaranteed deterioration characteristic line and the degree of battery deterioration for each of a plurality of EVs, with elapsed time as the horizontal axis.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram comparing the relationship between a guaranteed deterioration characteristic line and the degree of battery deterioration for each of a plurality of EVs, with driving distance as the horizontal axis.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an EV management system including an EV management device and EVs.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the internal configuration of an EV management device.
  • FIG. 3 is a flowchart diagram for explaining the operation of the EV management
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing changes in battery deterioration degree with respect to charge/discharge capacity. It is a figure showing the example of a display of the indicator provided in the output part of an EV management device.
  • 1 is a configuration diagram of an EV management system that utilizes a deterioration prediction unit. It is a figure showing the data structure of storage deterioration prediction DB. It is a figure showing the data structure of cycle deterioration prediction DB. It is a flowchart figure showing the flow of processing when performing V2G utilization residual capacity calculation when EV operation history is short.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of processing when selecting priorities with reference to guaranteed deterioration characteristics and mileage of a plurality of EVs to be managed.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the concept of comparison between a guaranteed deterioration characteristic line, the degree of battery deterioration of each of a plurality of EVs, and elapsed time, and interval calculation.
  • the present invention discloses an EV management system 1 that can utilize an electric vehicle (EV) 13 for various purposes including power supply and demand adjustment related to V2G.
  • the EV management system 1 plays a role of suitably performing energy management, for example, in a factory, office, etc. that manages a plurality of commercial vehicles (EV13).
  • the vehicle life remaining capacity which is the charge/discharge capacity until the EV 13 reaches the vehicle life (set based on elapsed time and mileage), and the battery 19 (see Figure 2) reach the battery life.
  • the surplus power capacity related to EV13 may be used as a utilization surplus power and applied to V2X (Vehicle to Everything communication), which has a wider range of application than V2G (Vehicle to Grid). Thereby, for example, it is possible to adjust the power supply and demand balance between regions by using the available capacity related to the EV 13.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an EV management system 1 including an EV management device 11 and an EV 13.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the internal configuration of the EV management device 11.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the EV management device 11.
  • the EV management system 1 includes an EV management device 11, a plurality of electric vehicles EVs 13 placed in a space such as a parking lot of a business office, and a power grid 15 for charging and discharging. It is configured to include a plurality of chargers 17 that can be used.
  • the EV management device 11 has a function of acquiring and managing information about the plurality of EVs 13 and the plurality of chargers 17. The internal configuration of the EV management device 11 will be described in detail later.
  • a configuration is adopted in which one charger 17 is connected to each EV 13, but a configuration in which a plurality of EVs 13 are connected to one charger 17 may also be adopted.
  • the EV management device 11 acquires various information by performing CAN communication with the charger 17, for example. As long as information can be acquired from the EV 13 via IoT, any means is acceptable. With this configuration, the EV management device 11 can acquire and operate information on a plurality of EVs 13.
  • the EV management device 11 includes a guarantee characteristic estimation section (corresponding to the "information acquisition section” and “estimation section” of the present invention) 21, and a lifespan judgment section (corresponding to the "information acquisition section” and “estimation section” of the present invention). 23, an available power calculation section (corresponding to the “calculation section” of the present invention) 25, and an output section 27.
  • the lifespan determining unit 23 of the EV management device 11 acquires information on the EV operation history and the degree of battery deterioration (SOH: an index representing the health and deterioration state of the battery 19) via the EV 13 or the charger 17.
  • the EV operation history includes, for example, elapsed time/mileage, average battery temperature, and average charging rate (SOC).
  • SOH value may be acquired from the EV 13 side, or may be actually measured by the charger 17 side from the behavior of current voltage during charging or discharging, input/output power, and SOC behavior.
  • the lifespan determining unit 23 of the EV management device 11 acquires information on the amount of charging and discharging power (unit: kWh, sometimes referred to as charging and discharging capacity) as the V2G usage history via the charger 17.
  • the warranty characteristic estimation unit 21 (corresponding to a part of the “information acquisition unit” of the present invention) of the EV management device 11 inputs and sets the elapsed time and used mileage as the vehicle life.
  • the elapsed time and mileage guaranteed by the vehicle manufacturer are treated as the vehicle lifespan.
  • the vehicle life is calculated using, for example, a warranty period of 8 years and a guaranteed mileage of 160,000 km.
  • the life of the battery 19 is assumed to be 60% capacity maintenance rate (SOHQ: a subordinate concept of battery deterioration level).
  • the degree of battery deterioration (SOH) and capacity maintenance rate (SOHQ) are used as indicators representing the deterioration state of the battery 19, but these concepts (SOH/SOHQ) ) may be collectively referred to as "battery deterioration degree.”
  • the battery 19 is subject to storage deterioration that occurs during storage and cycle deterioration that occurs due to the number of charging and discharging cycles.
  • the following equations (1), (2), and (3) are employed to perform deterioration estimation.
  • Capacity reduction rate due to storage deterioration storage deterioration coefficient (based on average battery temperature and average SOC) x ⁇ elapsed time
  • Capacity reduction rate due to cycle deterioration cycle deterioration coefficient (based on average battery temperature) x charge/discharge capacity (kWh)
  • Capacity retention rate: SOHQ 100 - Capacity reduction rate due to storage deterioration - Capacity reduction rate due to cycle deterioration
  • the capacity deterioration rate due to storage deterioration is calculated using equation (1).
  • Storage deterioration is generally caused by the formation of a reactive inactive layer (Solid-Electrolyte-Interface: SEI) on the surface of the negative electrode inside the battery over time. Therefore, it is set according to the ⁇ law that is proportional to the elapsed time.
  • the storage deterioration coefficient is a coefficient that changes using the average battery temperature and average SOC as parameters. In the first embodiment, it is assumed that this storage deterioration coefficient is set in advance by a deterioration test of the battery 19 at the time of design.
  • Cycle deterioration differs from storage deterioration in that it does not deteriorate at a chemical rate, but is mainly caused by mechanical deterioration resulting from expansion and contraction associated with charging and discharging. Therefore, it does not necessarily follow the ⁇ rule. In the first embodiment, this is a temporary type using charge/discharge capacity (kWh). Further, the cycle deterioration coefficient is a coefficient that changes using the average temperature as a parameter. It is assumed that this cycle deterioration coefficient is also set in advance by a deterioration test of the battery 19 at the time of design.
  • the predicted value of the current capacity maintenance rate of the battery 19 is calculated using equation (3).
  • the guaranteed characteristic estimating unit 21 of the EV management device 11 estimates the guaranteed deterioration characteristic line of the battery 19 using the preset vehicle life and the deterioration formulas (1) to (3).
  • the guaranteed deterioration characteristic line is the basis for determining, using the deterioration formula described later, what SOH (degree of battery deterioration) is expected to satisfy the warranty given the current elapsed time and mileage. This is a characteristic line referred to as .
  • the guaranteed deterioration characteristic line includes the concept of "lifetime remaining capacity" of the present invention.
  • the criteria for determining the remaining utilization capacity related to EV13 is defined using the new concept of guaranteed deterioration characteristics, so that the remaining utilization capacity related to EV13 can be grasped easily and with high accuracy.
  • the manufacturer's warranty is provided, but for example, if the vehicle (EV13) is not owned by an individual but is leased or used in a shared manner, depreciation may be completed even if it is within the manufacturer's warranty. is assumed. Therefore, any elapsed time or mileage can be input and set as the vehicle life span.
  • the guaranteed characteristic estimation unit 21 adjusts the coefficients assuming the following equations (4) to (6).
  • Capacity reduction rate due to storage deterioration Storage deterioration coefficient (battery temperature/average charging rate 100%) x ⁇ Vehicle life elapsed time
  • Capacity reduction rate due to cycle deterioration cycle deterioration coefficient (battery temperature) x charge/discharge capacity over vehicle life (kWh) Equation (5)
  • Capacity maintenance rate during battery life 100 - Capacity reduction rate due to storage deterioration - Capacity reduction rate due to cycle deterioration Equation (6)
  • the charging/discharging capacity (kWh) until reaching the end of the vehicle life is calculated from the average electricity consumption of the EV 13 using equation (5), and only the battery temperature is used as a variable. For example, if the average electricity consumption is 10 km/kWh, the charging/discharging capacity until the end of the vehicle life (corresponding to the "vehicle life remaining capacity" of the present invention) is 160,000 km ⁇ 10 km/kWh x 2 (charging and discharging capacity until the end of the vehicle life). It is calculated as 32,000 kWh.
  • Equation (6) the left side is estimated assuming a capacity retention rate of 60% over the battery life, and the storage deterioration coefficient and cycle deterioration coefficient are adjusted using the battery temperature as a variable, and a value that gives SOHQ 60% is fitted. Thereby, a guaranteed deterioration characteristic line that satisfies the vehicle life span can be calculated.
  • the lifespan determination unit 23 of the EV management device 11 compares the relationship between the current SOH value and the guaranteed deterioration characteristic line. This will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram comparing the relationship between the guaranteed deterioration characteristic line and the SOH (degree of battery deterioration) of each of the plurality of EVs 13 with elapsed time as the horizontal axis.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram that compares the relationship between the guaranteed deterioration characteristic line and the degree of battery deterioration for each of the plurality of EVs 13, with driving distance as the horizontal axis.
  • vehicles A to D are a plurality of vehicles (EV13) of the same type but with different elapsed times and different mileage.
  • the life determination unit 23 compares the relationship between the current SOH and the guaranteed deterioration characteristic line for each of the vehicles A to D, and determines whether the relationship of SOH value ⁇ guaranteed deterioration characteristic line holds true. If the relationship of SOH value ⁇ guaranteed deterioration characteristic line holds true, there is a risk that the battery life will reach the end of its life before the vehicle life. In this case, it is not allowed to utilize V2G for the vehicle (EV13). In addition, when the relationship of SOH value ⁇ guaranteed deterioration characteristic line is established for either the vehicle life elapsed time or the vehicle life charge/discharge capacity (kWh), the life judgment unit 23 determines the battery life first than the vehicle life. It is assumed that this has been reached, and the remaining V2G utilization capacity of the corresponding battery 19 is set to 0.
  • the degree of battery deterioration (SOHQ) of vehicle C exceeds the guaranteed deterioration characteristic line in terms of elapsed time, but is less than the guaranteed deterioration characteristic line in terms of charging and discharging capacity (kWh) according to mileage. For this reason, there is a possibility that the guarantee cannot be satisfied, so the V2G utilization capacity is set to 0.
  • the available power calculation unit 25 calculates the available power related to the EV 13 (battery 19). Even if the vehicle lifespan has already been met, that is, 8 years and 160,000 km, the vehicle (EV13) is already waiting to be disposed of, so it is not possible to use the vehicle as a battery 19. There's no problem.
  • vehicle B and vehicle C are OK targets (there is available capacity for use). Note that vehicle D satisfies the requirements for a vehicle because its mileage exceeds the guaranteed distance (vehicle life mileage).
  • the available power calculation unit 25 uses a battery deterioration formula to calculate the remaining charging/discharging capacity (kWh) of the battery 19, which is the end of the vehicle life and the battery life. For this reason, the following equations (7) to (9) are established by utilizing equations (1) to (3).
  • Capacity reduction rate due to storage deterioration Storage deterioration coefficient (average battery temperature/average SOC) x ⁇ Vehicle life elapsed time
  • Capacity reduction rate due to cycle deterioration Cycle deterioration coefficient (average battery temperature) ⁇ (Charge/discharge capacity (kWh) until vehicle life is reached + Charge/discharge remaining capacity (kWh))
  • Capacity maintenance rate during battery life 100 - Capacity reduction rate due to storage deterioration - Capacity reduction rate due to cycle deterioration Equation (9)
  • a deterioration coefficient is formulated based on the battery temperature and average SOC obtained via EV13, and the capacity reduction rate when the vehicle life elapsed time is reached is calculated.
  • Equation (9) calculates the remaining charging/discharging capacity (kWh), which is the capacity maintenance rate for the battery life.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the transition of battery deterioration degree with respect to charge/discharge capacity.
  • the solid line shown in Figure 6 indicates when the remaining charge/discharge capacity (kWh) is 0, that is, when the target vehicle/battery has traveled in its current state (deterioration coefficient) until it reaches the elapsed time and mileage that define the vehicle life.
  • the diagram shows the guaranteed deterioration characteristic line before correction for the case.
  • the guaranteed deterioration characteristic line after correction which is obtained by adding the charge/discharge remaining capacity (kWh), which is the capacity maintenance rate for the battery life. This difference on the horizontal axis becomes the remaining charge/discharge capacity (kWh).
  • the guaranteed deterioration characteristic line represents the guaranteed deterioration characteristic line up to the present, and the guaranteed deterioration characteristic line after correction is simply the sum of equation (8) plus the remaining charge/discharge capacity (kWh). Calculated using the following calculation. Since the vehicle life elapsed time and the charging/discharging capacity (kWh) until the vehicle life is reached have already been exceeded, the current values are input and calculated. With this configuration, it is possible to expect the effect of utilizing the EV 13 that has reached the end of its vehicle life without wasting it.
  • the output unit 27 of the EV management device 11 displays the remaining V2G utilization capacity on an indicator 29, as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a display example of the indicator 29 provided in the output unit 27 of the EV management device 11.
  • the output unit 27 may also output the remaining V2G utilization capacity to a higher-level controller such as XEMS.
  • the EV management device 11 links and manages each vehicle number information with operating years, mileage, SOHQ information, and V2G utilization capacity, thereby managing the corresponding vehicle (EV13) that has exceeded its vehicle lifespan. It becomes possible to promote V2G utilization related to. Furthermore, by displaying the remaining utilization capacity related to the required EV13, it is possible to expect the effect of appropriately managing the remaining utilization capacity.
  • step S1 shown in FIG. 3 the EV management device 11 acquires information on the EV operation history, the degree of battery deterioration (SOH), and the V2G utilization history.
  • step S2 the lifespan determination unit 23 of the EV management device 11 compares the relationship between the current SOH value and the guaranteed deterioration characteristic line.
  • step S3 the lifespan determination unit 23 of the EV management device 11 employs a configuration that makes a conditional determination as to whether the current SOH value is equal to or higher than the guaranteed deterioration characteristic or exceeds the vehicle lifespan. Also good.
  • the EV management device 11 advances the process to step S4.
  • the EV management device 11 advances the processing flow to step S5.
  • step S5 the remaining capacity calculation unit 25 of the EV management device 11 calculates the remaining charge/discharge capacity (kWh) of the battery 19 using the battery deterioration formula described above.
  • the deterioration formula itself is corrected from actual measured values.
  • the deterioration formulas (1) to (3) are fixed at the design stage, but they may be modified in consideration of the actual driving environment of the vehicle (EV13). This content will be explained below. If there are no changes in the deterioration equations (1) to (3), the storage deterioration coefficient and the cycle deterioration coefficient are parameters that require prior design. These coefficients may differ from the preliminary deterioration test results under the actual charging/discharging test environment. Therefore, calculating these coefficients from, for example, statistical data analysis is effective in improving accuracy.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of the EV management system 1 that utilizes the deterioration prediction unit 200.
  • the basic configuration of the EV management system 1 shown in FIG. 8 is the same as that in FIG. 1, but a configuration in which the EV management device 11 and the deterioration prediction unit 200 communicate with each other is added.
  • the deterioration prediction unit 200 includes a storage deterioration prediction DB 201 and a cycle deterioration prediction DB 202. In reality, it is desirable that the deterioration prediction unit 200 be implemented in a cloud or a large server machine.
  • FIG. 9 is a diagram showing the data structure of the storage deterioration prediction DB.
  • equation (1) indicating storage deterioration
  • the capacity reduction rate due to storage deterioration can be calculated using the average SOC, average temperature, and time.
  • FIG. 10 is a diagram showing the data structure of the cycle deterioration prediction DB 202.
  • equation (2) indicating cycle deterioration
  • the capacity reduction rate due to cycle deterioration can be calculated from the average temperature, traveling distance, and V2G usage amount.
  • the cycle deterioration coefficient is calculated by processing such as machine learning. be able to. At this time, it is originally difficult to separate the capacity reduction rate due to cycle deterioration from the capacity reduction rate due to storage deterioration.
  • the battery charge/discharge remaining capacity is calculated based on the guaranteed deterioration characteristic line and the battery deterioration formula, as in the first embodiment. (kWh) is calculated.
  • the deterioration prediction formula is corrected using the information on the EV operation history and battery deterioration degree of each of the plurality of EVs 13, the effect of improving the accuracy of the available power for the EVs 13 is improved. can be expected.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of processing when calculating the V2G utilization surplus capacity when the EV operation history is short.
  • step S1 shown in FIG. 3 the EV management device 11 obtains information on the EV operation history, the degree of battery deterioration (SOH), and the V2G utilization history.
  • step S100 shown in FIG. 11 the EV management device 11 determines whether the EV operation history is less than a preset threshold.
  • the EV operation history is, for example, the number of years of operation and mileage.
  • the preset threshold value may be appropriately set to a value that can be considered to have a short EV operation history, such as the number of years of operation: 1 year, or the mileage of 20,000 km.
  • the EV management device 11 changes the process flow to step S2 (normal processing) in FIG. ).
  • step S100 if the EV operation history is less than a preset threshold, that is, if the EV operation history is short, the EV management device 11 advances the process to step S101 (exception processing).
  • step S100 the remaining utilization capacity calculation unit 25 of the EV management device 11 calculates the remaining capacity for V2G utilization using the following formula (10).
  • V2G utilization capacity Initial setting V2G utilization capacity - V2G utilization capacity Formula (10)
  • the initial setting V2G usable amount is the amount that V2G is allowed to use as set at the time of design. This value can be changed to any desired value at the time of design.
  • the V2G usage amount is the charging/discharging capacity (kWh) when the EV13 has implemented V2G up to now. In such a situation where the operating history is short, the progress of deterioration is small, and prediction accuracy cannot be maintained, exception handling is performed as shown in equation (10) above. According to the EV management system 1 according to the third embodiment, it is possible to promote the use of V2G in an undegraded state where the EV 13 with a short EV operation history is unlikely to affect the vehicle life.
  • the EV management system 1 discloses a new method in which the EV management device 11 selects the priority when utilizing V2G in a case where there are multiple EVs 13 as management targets. .
  • FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing when selecting a priority with reference to the guaranteed deterioration characteristics and the mileage of a plurality of EVs 13 to be managed. The process shown in FIG. 12 is performed after step S6 shown in FIG. 3.
  • step S200 shown in FIG. 12 the EV management device 11 calculates the guaranteed deterioration characteristic line and the interval between battery deterioration degrees for each vehicle (EV13) to be managed. This will be explained with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 plots the battery deterioration degree and operating years of four other vehicles (EV13) on the same graph as FIG. 4.
  • the "interval" mentioned in S200 means the vehicle E interval 300, the vehicle F interval 301, and the vehicle G interval 302, as shown in FIG. This corresponds to the length of the shortest path connecting the plot position of each vehicle (EV13) and the guaranteed deterioration characteristic line.
  • a vehicle H shown in FIG. 13 is a vehicle that has exceeded its vehicle lifespan but is still operable (has a surplus of utilization capacity). However, since Vehicle H is close to being scrapped, it should be used effectively with top priority. Therefore, in step S201, the EV management device 11 determines vehicles (EV13) with a high priority in the order of vehicle lifespan or longer and distance between vehicles.
  • the EV management device 11 applies priority when selecting V2G utilization targets in the order of vehicle lifespan or longer and long distance. Therefore, V2G can be utilized in the order of vehicle H, vehicle E, vehicle F, and vehicle G, thereby further improving economic efficiency and convenience.
  • V2G can be utilized in the order of vehicle H, vehicle E, vehicle F, and vehicle G, thereby further improving economic efficiency and convenience.
  • FIG. 13 the explanation has been given using an example in which the elapsed time is plotted on the horizontal axis, but as shown in FIG. Similar processing may be performed. According to the EV management system 1 according to the fourth embodiment, even in a case where there are a plurality of EVs 13 to be managed, the effect of selecting an appropriate EV 13 can be expected.

Abstract

ＥＶ管理システム（１）は、ＥＶ（１３）の稼働履歴に係る情報、及び実測値に基づく電池劣化度に係る情報に基づいて、ＥＶ（１３）が予め設定された車両寿命に到達した際の電池劣化度を推定する保証特性推定部（２１）と、保証特性推定部（２１）による推定結果に基づいて、ＥＶ（１３）が車両寿命に到達するまでの充放電容量である車両寿命到達残容量、及び電池（１９）が電池寿命に到達するまでの充放電容量である生涯寿命残容量を算出すると共に、車両寿命到達残容量に比べて生涯寿命残容量の方が大きい場合に、電池（１９）の余力容量の演算を行う活用余力演算部（２５）と、活用余力演算部（２５）の演算結果を活用余力として出力する出力部（２７）と、を備える。

Description

ＥＶ管理システム
　本発明は、電気自動車ＥＶを多用途に活用するための管理を行うＥＶ管理システムに関する。
　近年、脱炭素社会の実現に向けて、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーの導入が進められている。一方で再生可能エネルギーは天候等に左右されるため、悪天候等により計画していた発電量を充足できない、つまり、需要に対する供給が不足するケースでは停電等のリスクを生じる。
　この対策として、発電量の予測精度向上、火力発電等の他の発電で不足分を補償、空調や照明、蓄電池設備等の調整可能な需要家機器でデマンドレスポンス（Demand Response：ＤＲ）を行う補償等が種々検討されている。
　特に、ＤＲの調整機器である蓄電池設備のうち、電気自動車ＥＶ（Electric Vehicle）のビークル　ツウ　グリッド（Vehicleto Grid：Ｖ２Ｇ）への活用が期待されている。
　特許文献１には、電動の移動体に搭載された電池を有効活用する技術が開示されている。特許文献１に係る情報処理方法では、電動の移動体の車体にかかる負荷に関する第１データを取得し、移動体に搭載される電池の稼動に関する第２データを取得し、第１データに基づいて車体の残寿命を算出し、第２データに基づいて電池の残寿命を算出し、車体の残寿命と電池の残寿命とを比較し、車体の残寿命が電池の残寿命より短い場合、移動体における電力を用いる複数の機能のうちの使用していない機能の起動及び使用している機能の性能の向上の少なくとも一方を指示する。
　特許文献１に係る情報処理方法によれば、移動体に搭載された電池の残寿命を移動体の車体の残寿命に近づけることにより、電池を無駄なく有効活用することができる。
特開２０２２－１５０３８号公報
　しかしながら、特許文献１に係る電池活用技術では、Ｖ２Ｇを含む多用途にＥＶを活用することは開示も示唆もされていない。そのため、特許文献１に係る電池活用技術では、Ｖ２Ｇを含む多用途にＥＶを活用することまでは到底できない。
　本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、Ｖ２Ｇを含む多用途にＥＶを活用可能なＥＶ管理システムを提供することを課題とする。
　上記課題を解消するために、本発明に係るＥＶ管理システムは、電池が搭載された電気自動車（ＥＶ）の稼働履歴に係る情報、及び実測値に基づく電池劣化度に係る情報を取得する情報取得部と、前記ＥＶの稼働履歴に係る情報、及び前記電池劣化度に係る情報に基づいて、当該ＥＶが予め設定された車両寿命に到達した際の電池劣化度を推定する推定部と、前記推定部による推定結果に基づいて、当該ＥＶが前記車両寿命に到達するまでの充放電容量である車両寿命到達残容量、及び当該電池が電池寿命に到達するまでの充放電容量である生涯寿命残容量を算出すると共に、前記車両寿命到達残容量に比べて前記生涯寿命残容量の方が大きい場合に、前記電池の余力容量の演算を行う演算部と、当該演算部による演算結果である当該電池の余力容量を活用余力として出力する出力部と、を備えることを最も主要な特徴とする。
　本発明によれば、車両寿命に影響を与えない範囲で電池の余力容量であるＥＶに係る活用余力を求めることができるため、ＥＶの車両活用及びＶ２Ｘ活用を考慮したＥＶ管理を的確に遂行することができる。
ＥＶ管理装置及びＥＶを含むＥＶ管理システムの構成図である。 ＥＶ管理装置の内部構成を表す機能ブロック図である。 ＥＶ管理装置の動作説明に供するフローチャート図である。 保証劣化特性線及び複数の各ＥＶに係る電池劣化度の関係を、経過時間を横軸として比較した説明図である。 保証劣化特性線及び複数の各ＥＶに係る電池劣化度の関係を、走行距離を横軸として比較した説明図である。 充放電容量に対する電池劣化度の推移を表す説明図である。 ＥＶ管理装置の出力部に備わるインジケータの表示例を表す図である。 劣化予測部を活用したＥＶ管理システムの構成図である。 保存劣化予測ＤＢのデータ構造を表す図である。 サイクル劣化予測ＤＢのデータ構造を表す図である。 ＥＶ稼働履歴が短い場合にＶ２Ｇ活用余力演算を行う際の処理の流れを表すフローチャート図である。 保証劣化特性及び管理対象となる複数のＥＶの走行距離を参照して優先度を選定する際の処理の流れを表すフローチャート図である。 保証劣化特性線と複数の各ＥＶの電池劣化度、経過時間での比較及び間隔算出の概念を表す説明図である。
　以下、本発明の複数の実施形態について、適宜図面を参照して説明する。
　以下の説明は本発明の実施形態を示すものであり、本発明はこれらの説明に限定されるものではない。本発明を説明するための図面において、同一の機能を有するものには同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
　本発明は、Ｖ２Ｇに係る電力需給調整を含む多用途に電気自動車ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）１３を活用可能なＥＶ管理システム１について開示する。ＥＶ管理システム１は、例えば、複数の商用車（ＥＶ１３）を管理する工場・事業所等において、エネルギー管理を好適に遂行する役割を果たす。
　ＥＶ管理システム１では、ＥＶ１３が車両寿命（経過時間・走行距離に基づき設定される）に到達するまでの充放電容量である車両寿命到達残容量、及び電池１９（図２参照）が電池寿命に到達するまでの充放電容量である生涯寿命残容量を算出すると共に、車両寿命到達残容量に比べて生涯寿命残容量の方が大きい場合に、ＥＶ１３に係る余力容量（＝生涯寿命残容量－車両寿命到達残容量）を活用余力としてＶ２Ｇに係る電力需給調整に用いる。なお、ＥＶ１３に係る余力容量を活用余力として、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）と比べて適用範囲がより広範なＶ２Ｘ（Vehicle to Everything communication）に適用しても構わない。
　これにより、例えば、ＥＶ１３に係る活用余力を用いて、地域間の電力需給バランスの調整を図ることができる。
〔実施形態１〕
　本実施形態１では、ＥＶ管理システム１がＥＶ１３に係る活用余力を算出する例について説明する。
　図１は、ＥＶ管理装置１１及びＥＶ１３を含むＥＶ管理システム１の構成図である。図２は、ＥＶ管理装置１１の内部構成を表す機能ブロック図である。図３は、ＥＶ管理装置１１の動作説明に供するフローチャート図である。
　ＥＶ管理システム１は、図１及び図２に示すように、ＥＶ管理装置１１と、例えば事業所の駐車場等のスペースに置かれた複数の電気自動車ＥＶ１３と、電力系統１５に対して充放電可能な複数の充電器１７と、を備えて構成されている。
　ＥＶ管理装置１１は、複数のＥＶ１３及び複数の充電器１７の各情報を取得し管理する機能を有する。ＥＶ管理装置１１の内部構成について、詳しくは後記する。
　図１に示す例では、ＥＶ１３に対して充電器１７を各１台ずつ接続する構成をとるが、充電器１７：１台に対して複数のＥＶ１３を接続する構成を採用しても構わない。ＥＶ管理装置１１は、充電器１７との間で例えばＣＡＮ通信を行うことで各種の情報を取得する。ＥＶ１３からＩｏＴ経由で情報を取得できる場合には、その手段は問わない。こうした構成により、ＥＶ管理装置１１は複数のＥＶ１３の情報を取得し運用することができる。
　ＥＶ管理装置１１は、図２に示すように、保証特性推定部（本発明の「情報取得部」及び「推定部」に相当する。）２１と、寿命判断部（本発明の「情報取得部」の一部に相当する。２３と、活用余力演算部（本発明の「演算部」に相当する。）２５と、出力部２７と、を備えて構成されている。
　ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、ＥＶ１３又は充電器１７経由でＥＶ稼働履歴及び電池劣化度（ＳＯＨ：電池１９の健全度や劣化状態を表す指標）の情報を取得する。ＥＶ稼働履歴とは、例えば、現在までの経過時間・走行距離、平均電池温度、平均充電率（ＳＯＣ）である。
　ＳＯＨの値はＥＶ１３側から取得しても良いし、充電器１７側が充電又は放電時の電流電圧の挙動、入出力電力とＳＯＣの挙動から実測しても良い。
　また、ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、充電器１７経由でＶ２Ｇ活用履歴として充放電電力量（単位：ｋＷｈ、充放電容量と呼ぶ場合がある。）の情報を取得する。
　ＥＶ管理装置１１の保証特性推定部２１（本発明の「情報取得部」の一部に相当する。）は、車両寿命として経過時間や使用走行距離を入力設定する。本実施形態では、車両メーカ側が保証する経過時間・走行距離を車両寿命として取り扱う。具体的には、例えば、保証年数：８年、保証走行距離：１６万ｋｍを車両寿命の例として計算する。電池１９の寿命としては、容量維持率（ＳＯＨＱ：電池劣化度の下位概念）６０％とする。
　なお、本発明に実施形態の説明において、電池１９の劣化状態を表す指標として、電池劣化度（ＳＯＨ）及び容量維持率（ＳＯＨＱ）を用いて説明しているが、これらの概念（ＳＯＨ・ＳＯＨＱ）を包括して「電池劣化度」と呼ぶ場合があることを付言しておく。
　ここで、ＥＶ管理装置１１が使用する劣化式について述べる。電池１９には、保存時に起こる保存劣化と充放電の回数によって起こるサイクル劣化が存在する。本実施形態１では、下記式（１）（２）（３）を採用し劣化推定を実施する。
　保存劣化による容量減少率＝保存劣化係数（平均電池温度・平均ＳＯＣに基づく）×√経過時間　　　     式（１）
サイクル劣化による容量減少率＝サイクル劣化係数（平均電池温度に基づく）×充放電容量（ｋＷｈ）　　　式（２）
容量維持率：ＳＯＨＱ＝１００－保存劣化による容量減少率－サイクル劣化による容量減少率　　　式（３）
　式（１）にて保存劣化による容量劣化率を演算する。保存劣化は、一般的に電池内部の負極表面に反応不活性な層（Ｓｏｌｉｄ－Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ－Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＳＥＩ）が時間経過によって生成されることに由来する。そのため、経過時間の√に比例する√則で設定する。
　保存劣化係数は平均電池温度・平均ＳＯＣをパラメータとして変化する係数とする。本実施形態１では、この保存劣化係数は、設計時の電池１９の劣化試験によって予め設定されているものとする。
　同様に、サイクル劣化による容量減少率を式（２）にて演算する。
　サイクル劣化は、保存劣化と異なり化学的な速度での劣化ではなく、充放電に伴う膨張収縮に由来する機械的な劣化が主である。そのため、必ずしも√則に従うとは限らない。本実施形態１では、これを充放電容量（ｋＷｈ）による一時式とした。また、サイクル劣化係数は、平均温度をパラメータとして変化する係数とする。このサイクル劣化係数も、設計時の電池１９の劣化試験によって予め設定されているものとする。
　現在の電池１９に係る容量維持率の予測値は式（３）によって算出される。
　ＥＶ管理装置１１の保証特性推定部２１は、予め設定される車両寿命と式（１）～（３）の劣化式を用いて電池１９の保証劣化特性線を推定する。保証劣化特性線とは、後述する劣化式を用いて、現在の経過時間・走行距離であればＳＯＨ（電池劣化度）がいくつであれば保証を満足できる見込みであるかを判定する際の基礎として参照される特性線である。
　保証劣化特性線は、本発明の「生涯寿命残容量」の概念を含む。
　実施形態１では、ＥＶ１３に係る活用余力を判断する際の基準を、保証劣化特性という新規な概念を用いて定義したため、ＥＶ１３に係る活用余力を簡易かつ高精度で把握することができる。
　本実施形態ではメーカ保証としているが、例えば個人所有ではなくリース形態であったり、シェアリング形態で使用される車両（ＥＶ１３）であれば、メーカ保証内であっても減価償却が完了するケースも想定される。このため、任意の経過時間・走行距離を車両寿命として適宜入力設定できるものとする。
　保証特性推定部２１では、下記の式（４）～（６）を仮定し係数を調整する。
　保存劣化による容量減少率＝保存劣化係数（電池温度・平均充電率１００％）×√車両寿命経過時間　　　式（４）
　サイクル劣化による容量減少率＝サイクル劣化係数（電池温度）×車両寿命での充放電容量（ｋＷｈ）　　　式（５）
　電池寿命の容量維持率＝１００－保存劣化による容量減少率－サイクル劣化による容量減少率　　　式（６）
　まず、式（４）にて車両寿命の経過時間：８年を入力し、平均ＳＯＣは１００％とし、電池温度のみを変数とする。平均ＳＯＣ１００％とするのは、ＥＶ１３は高いＳＯＣの値に維持され保管されるケースが多いためである。
　また、式（５）にて車両寿命に到達するまでの充放電容量（ｋＷｈ）をＥＶ１３の平均電費から算出し、電池温度のみを変数とする。
　例えば、平均電費が１０ｋｍ／ｋＷｈであれば、車両寿命に到達するまでの充放電容量（本発明の「車両寿命到達残容量」に相当する。）は、１６００００ｋｍ÷１０ｋｍ／ｋＷｈ×２（充電及び放電を加味）から３２０００ｋＷｈと算出する。
　式（６）にて左辺は電池寿命の容量維持率６０％として試算し、保存劣化係数とサイクル劣化係数を電池温度を変数として調整し、ＳＯＨＱ６０％となる値をフィッティングする。これにより、車両寿命を満たすための保証劣化特性線を算出することができる。
　ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、現在のＳＯＨ値と保証劣化特性線との関係比較を行う。これについて、図４及び図５を参照して説明する。
　図４は、保証劣化特性線及び複数の各ＥＶ１３に係るＳＯＨ（電池劣化度）の関係を、経過時間を横軸として比較した説明図である。図５は、保証劣化特性線及び複数の各ＥＶ１３に係る電池劣化度の関係を、走行距離を横軸として比較した説明図である。
　図４及び図５において、車両Ａ～Ｄは、同一車種で経過時間、走行距離が異なる複数の車両（ＥＶ１３）である。
　寿命判断部２３は、車両Ａ～Ｄのそれぞれについて、現在のＳＯＨ及び保証劣化特性線の関係を比較し、ＳＯＨ値＜保証劣化特性線の関係が成立するか否かを判断する。ＳＯＨ値＜保証劣化特性線の関係が成立する場合、車両寿命よりも先に電池寿命に到達してしまうおそれがある。このケースでは、当該車両（ＥＶ１３）をＶ２Ｇ活用することはＮＧとなる。
　なお、寿命判断部２３は、車両寿命経過時間及び車両寿命充放電容量（ｋＷｈ）のいずれか一方でＳＯＨ値＜保証劣化特性線の関係が成立する場合に、車両寿命よりも電池寿命に先に到達するとみなして、該当する電池１９のＶ２Ｇ活用余力を０とする。
　図４及び図５に示す例では、車両Ｂ、車両ＣがＮＧ対象（活用余力＝０）となる。例えば、車両Ｃの電池劣化度（ＳＯＨＱ）は、経過時間の観点では保証劣化特性線を超えているが、走行距離に応じた充放電容量（ｋＷｈ）の観点では保証劣化特性線未満である。このため、保証を満足できないおそれがあるのでＶ２Ｇ活用余力を０とする。
　一方、ＳＯＨ値＝＞保証劣化特性線の関係が成立する場合、現在の使われ方では車両寿命の方が電池寿命よりも先に到達するため、電池１９に活用余力があるとみなす。
　この場合、活用余力演算部２５は、ＥＶ１３（電池１９）に係る活用余力の演算を行う。
　車両寿命を既に満たしている、つまり８年１６万ｋｍのいずれかを満たしている場合にも、もはや当該車両（ＥＶ１３）は廃棄を待つ状態であるため、当該車両を電池１９として活用しても何ら問題ない。
図４及び図５に示す例では、車両Ｂ、車両ＣがＯＫ対象（活用余力あり）となる。
　なお、車両Ｄに関しては、走行距離が保証距離（車両寿命走行距離）を超えている状態であるため、車両としての要求を満たしている。
　活用余力演算部２５は、電池劣化式を用いて車両寿命かつ電池寿命となる電池１９の充放電残容量（ｋＷｈ）を算出する。このため、式（１）～（３）を活用し、下記式（７）～（９）を立てる。
　保存劣化による容量減少率＝保存劣化係数（平均電池温度・平均ＳＯＣ）×√車両寿命経過時間　　　式（７）
　サイクル劣化による容量減少率＝サイクル劣化係数（平均電池温度）×（車両寿命に到達するまでの充放電容量（ｋＷｈ）＋充放電残容量（ｋＷｈ））　　　式（８）
　電池寿命の容量維持率＝１００－保存劣化による容量減少率－サイクル劣化による容量減少率　　　式（９）
　式（７）では、ＥＶ１３経由で取得した電池温度・平均ＳＯＣに基づき劣化係数を策定し、車両寿命経過時間に到達した際の容量減少率を算出している。
　式（８）では、ＥＶ１３経由で取得した電池温度・走行距離に基づき換算される充放電容量（ｋＷｈ）及びＶ２Ｇ活用量の和である現在までの充放電容量（ｋＷｈ）と充放電残容量（ｋＷｈ）の和に基づき容量減少率を算出する。
　式（９）では、電池寿命の容量維持率となる充放電残容量（ｋＷｈ）を算出する。このイメージを図６に示す。図６は、充放電容量に対する電池劣化度の推移を表す説明図である。
　図６に示す実線は、充放電残容量（ｋＷｈ）が０の時、つまり対象車両／電池が現在の状態（劣化係数）で車両寿命の定義としている経過時間・走行距離に到達するまで走行した場合の補正前の保証劣化特性線を示している。
　一方、図６に示す点線は、電池寿命の容量維持率になる充放電残容量（ｋＷｈ）を足した補正後の保証劣化特性線を示している。この横軸の差分が充放電残容量（ｋＷｈ）となる。車両寿命を超える車両Ｄに関しては、保証劣化特性線は現在までの保証劣化特性線とを表し、補正後の保証劣化特性線は、式（８）に充放電残容量（ｋＷｈ）を足したのみの計算で算出する。車両寿命経過時間と車両寿命に到達するまでの充放電容量（ｋＷｈ）は既に超過しているので現在値を入力して算出する。
　このように構成すれば、車両寿命が到来したＥＶ１３を無駄なく利用する効果を期待することができる。
　ＥＶ管理装置１１の出力部２７は、図７に示すように、Ｖ２Ｇ活用余力をインジケータ２９に表示する。図７は、ＥＶ管理装置１１の出力部２７に備わるインジケータ２９の表示例を表す図である。出力部２７は、インジケータ２９への表示以外に、ＸＥＭＳ等上位のコントローラにＶ２Ｇ活用余力を出力しても良い。
　ＥＶ管理装置１１は、図７に示すように、各車両番号情報と稼働年数、走行距離、ＳＯＨＱの情報、Ｖ２Ｇ活用余力を紐づけて管理することにより、車両寿命を超えた該当車両（ＥＶ１３）に係るＶ２Ｇ活用を促進することが可能となる。
　また、所要のＥＶ１３に係る活用余力を表示させることで活用余力の管理を適切に行う効果を期待することができる。
　次に、実施形態１に係るＥＶ管理装置１１の動作について、図３を参照して説明する。
　図３に示すステップＳ１において、ＥＶ管理装置１１は、ＥＶ稼働履歴、電池劣化度（ＳＯＨ）、及びＶ２Ｇ活用履歴の情報をそれぞれ取得する。
　ステップＳ２において、ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、現在のＳＯＨ値と保証劣化特性線との関係比較を行う。
　ステップＳ３において、ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性以上か否かの判定を行う。
　ステップＳ３の判定の結果、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性未満である場合、つまり、ＳＯＨ値＜保証劣化特性線の関係が成立する場合、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れをステップＳ４に進ませる。
　一方、ステップＳ３の判定の結果、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性以上である場合、つまり、ＳＯＨ値＝＞保証劣化特性線の関係が成立する場合、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れをステップＳ５に進ませる。
　なお、ステップＳ３において、ＥＶ管理装置１１の寿命判断部２３は、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性以上であるか、又は、車両寿命を超えているか否かの条件判定を行う構成を採用しても良い。
　この場合、ステップＳ３の判定の結果、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性未満であり、かつ、車両寿命以下である場合に、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れをステップＳ４に進ませる。
　一方、現在のＳＯＨ値が保証劣化特性以上であるか、又は、車両寿命を超えている（いずれか一方を充足している）場合に、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れをステップＳ５に進ませる。
　ステップＳ４において、ＥＶ管理装置１１の出力部２７は、Ｖ２Ｇ活用余力＝０（Ｖ２Ｇ活用余力なし）の情報を出力する。
　ステップＳ５において、ＥＶ管理装置１１の活用余力演算部２５は、前記した電池劣化式を用いて電池１９の充放電残容量（ｋＷｈ）を算出する。
　ステップＳ６において、ＥＶ管理装置１１の出力部２７は、Ｖ２Ｇ活用余力＝電池の充放電残容量０（Ｖ２Ｇ活用余力あり）の情報を出力する。
　その後、ＥＶ管理装置１１は、一連の処理の流れを終了させる。
〔実施形態２〕
　実施形態２では劣化式自体を実測値から補正する方式について説明する。実施形態１では劣化式（１）～（３）は設計段階で固定としていたが、実際の車両（ＥＶ１３）の運転環境を考慮して修正しても良い。
　以下、この内容について説明する。劣化式は式（１）～（３）で変更がない場合、保存劣化係数及びサイクル劣化係数が事前の設計を要するパラメータである。これらの係数は、実環境での充放電試験環境下で事前の劣化試験結果と異なるケースがある。このため、例えば統計的なデータ解析からこれらの係数を算出することが精度向上の点で有効である。
　この構成を図８に示す。図８は、劣化予測部２００を活用したＥＶ管理システム１の構成図である。
　図８に示すＥＶ管理システム１は、基本的な構成部分は図１と同様であるが、ＥＶ管理装置１１が劣化予測部２００と相互に通信を行う構成が追加されている。
　劣化予測部２００は、保存劣化予測ＤＢ２０１及びサイクル劣化予測ＤＢ２０２を備えて構成されている。劣化予測部２００は、実際には、クラウドや大型のサーバ機に実装するのが望ましい。
　保存劣化予測ＤＢ２０１の構成を図９に示す。図９は、保存劣化予測ＤＢのデータ構造を表す図である。
　保存劣化を示す前記式（１）に関しては、平均ＳＯＣと平均温度と時間によって保存劣化による容量減少率を算出することができる。
　従って、複数の各車両ごとの平均ＳＯＣ、平均温度、時間、保存劣化による容量減少率の各情報を保存劣化予測ＤＢ２０１に集約することで、機械学習等の処理により保存劣化係数を算出することができる。このとき、保存劣化による容量減少率は本来サイクル劣化による容量減少率と切り分けることは困難である。
　保存劣化予測ＤＢ２０１を活用する場合には、入力の時点でここを切り分けておくことが重要となる。このため、例えば、走行せずに保存のみをしていた休止期間のみを抽出して保存劣化予測ＤＢ２０１に入力することにより精度向上を図ることができる。
　サイクル劣化予測ＤＢ２０２の構成を図１０に示す。図１０は、サイクル劣化予測ＤＢ２０２のデータ構造を表す図である。
　サイクル劣化を示す前記式（２）に関しては、平均温度と走行距離とＶ２Ｇ活用量によってサイクル劣化による容量減少率を算出することができる。
　従って、複数の各車両ごとの平均温度、走行距離、Ｖ２Ｇ活用量、サイクル劣化による容量減少率の各情報をサイクル劣化予測ＤＢ２０２に集約することで、機械学習等の処理によりサイクル劣化係数を算出することができる。このとき、サイクル劣化による容量減少率は本来保存劣化による容量減少率と切り分けることは困難である。
　サイクル劣化予測ＤＢ２０２を活用する場合には、入力の時点でここを切り分けておくことが重要となる。このため、例えば、走行距離やＶ２Ｇ活用が多かった繁忙稼働期間のみに限定し、該当繁忙区間での保存劣化による容量減少率を差し引きサイクル劣化による容量減少率のみを抽出してサイクル劣化予測ＤＢ２０２に入力することにより精度向上を図ることができる。
　実施形態２では、劣化予測部２００を参照して算出された保存劣化係数及びサイクル劣化係数を用いて、実施形態１と同様に、保証劣化特性線及び電池劣化式に基づいて電池充放電残容量（ｋＷｈ）を算出する。
　実施形態２に係るＥＶ管理システム１によれば、劣化予測式を、複数のＥＶ１３に係るそれぞれのＥＶ稼働履歴及び電池劣化度の情報を用いて補正するため、ＥＶ１３に係る活用余力の精度向上効果を期待することができる。
〔実施形態３〕
　実施形態３では、使用履歴が少ない、つまり経過時間や走行距離が少ない車両（ＥＶ１３）では、実施形態１で示した処理を変更する内容について説明する。
　経過時間や走行距離が少ない場合には、劣化が進行していないため、Ｖ２Ｇで活用可能な活用余力にも余裕がある。また、どのような劣化推移を辿るかに関しては、ある程度の時間が経たないと把握が難しい。このため、劣化予測の精度も低下してしまう。
　そこで、劣化が進行していないタイミングでは、実施形態１に示したような推定処理を行わずに、設計時に把握した固定値を活用することが望ましい。
　実施形態３に係るＥＶ管理システム１の動作について、図１１を参照して説明する。
　図１１は、ＥＶ稼働履歴が短い場合のＶ２Ｇ活用余力演算を行う際の処理の流れを表すフローチャート図である。
　図３に示すステップＳ１において、ＥＶ管理装置１１は、ＥＶ稼働履歴、電池劣化度（ＳＯＨ）、及びＶ２Ｇ活用履歴の情報をそれぞれ取得する。
　図１１に示すステップＳ１００において、ＥＶ管理装置１１は、ＥＶ稼働履歴が予め設定される閾値未満か否かを判定する。
　ＥＶ稼働履歴とは、例えば稼働年数や走行距離である。予め設定される閾値としては、例えば稼働年数：１年、又は、走行距離２万ｋｍ等の、ＥＶ稼働履歴が短いとみなせる値を適宜設定すれば良い。
　ステップＳ１００の判定の結果、ＥＶ稼働履歴が予め設定される閾値以上である場合、つまり、ＥＶ稼働履歴がさほど短くない場合、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れを図３のステップＳ２（通常処理）に進ませる。
　一方、ステップＳ１００の判定の結果、ＥＶ稼働履歴が予め設定される閾値未満である場合、つまり、ＥＶ稼働履歴が短い場合、ＥＶ管理装置１１は、処理の流れをステップＳ１０１（例外処理）に進ませる。
　ステップＳ１００において、ＥＶ管理装置１１の活用余力演算部２５は、Ｖ２Ｇ活用余力を下記式（１０）を用いて演算する。
　Ｖ２Ｇ活用余力＝初期設定Ｖ２Ｇ活用可能量－Ｖ２Ｇ活用量　　　式（１０）
　初期設定Ｖ２Ｇ活用可能量とは、設計時に設定したＶ２Ｇに活用が許された量である。この値は、設計時において、任意の値に適宜設定変更可能である。
　Ｖ２Ｇ活用量とは、ＥＶ１３が現在までにＶ２Ｇを実施した際の充放電容量（ｋＷｈ）である。このように稼働履歴が短く、劣化進行が小さく、かつ、予測精度が保てない状況では、前記式（１０）のように例外処理を行う。
　実施形態３に係るＥＶ管理システム１によれば、ＥＶ稼働履歴が短いＥＶ１３について、車両寿命に影響しづらい未劣化の状態でのＶ２Ｇ活用を促進することができる。
〔実施形態４〕
　実施形態４では、管理対象として複数の車両（ＥＶ１３）が存するケースにおいて、複数のＥＶ１３のうち、ＥＶ管理装置１１がＶ２Ｇ活用する際の優先度を選定する方式について説明する。
　前提として、実施形態１～３の各方式を用いてＶ２Ｇ活用余力を算出したとしても、管理対象として複数のＥＶ１３が存するケースにおいて、例えば、１台分の需給調整力を要する場合に、どのＥＶ１３を優先的に使用するかを経済性要件等を考慮して的確に決定することは困難を伴う。
　これは、管理対象として複数のＥＶ１３が存するケースにおいて、仮にＥＶ稼働履歴が短いために活用余力が大きいＥＶが存するとしても、車両寿命間近で廃車予定タイミングが到来する車両（ＥＶ１３）が存する場合、後者を優先した方が経済的に有利である等の事情があるためである。
　こうした課題を解決するため、実施形態４に係るＥＶ管理システム１では、管理対象として複数のＥＶ１３が存するケースにおいて、ＥＶ管理装置１１がＶ２Ｇ活用する際の優先度を選定する新規な方式を開示する。
　図１２は、保証劣化特性及び管理対象となる複数のＥＶ１３の走行距離を参照して優先度を選定する際の処理の流れを表すフローチャート図である。図１２に示す処理は、図３に示すステップＳ６の後に行われる。
　図１２に示すステップＳ２００において、ＥＶ管理装置１１は、保証劣化特性線及び管理対象となる車両（ＥＶ１３）毎の電池劣化度の間隔を計算する。
　これについて図１３を参照して説明する。図１３は、図４と同じグラフに、別の車両（ＥＶ１３）４台の電池劣化度及び稼働年数をプロットしている。
　Ｓ２００において言及した「間隔」とは、図１３に示すように、車両Ｅ間隔３００、車両Ｆ間隔３０１、車両Ｇ間隔３０２を意味する。これは、各車両（ＥＶ１３）のプロット位置と、保証劣化特性線とを結ぶ最短経路の長さに相当する。この間隔が大きいほど、保証劣化特性線に対して活用余力があることを意味する。
　そのため、管理対象となる複数のＥＶ１３のうち、間隔がより大きい方の車両（ＥＶ１３）をＶ２Ｇ活用対象として優先的に選択する。これにより、Ｖ２Ｇ活用対象とすべきＥＶ１３を適切に選定することができる。
　図１３に示す車両Ｈは車両寿命を超過しているがまだ稼働可能な（活用余力のある）車両である。ただし、同車両Ｈは廃車間近であるため、最優先で有効活用すべきである。
　そこで、ステップＳ２０１において、ＥＶ管理装置１１は、優先度の高い車両（ＥＶ１３）を、車両寿命以上、間隔大の順序で決定する。
　従って、実施形態４に係る発明によれば、管理対象として複数のＥＶ１３が存するケースにおいて、ＥＶ管理装置１１がＶ２Ｇ活用対象を選定する際の優先度として、車両寿命以上、距離大の順で適用するため、車両Ｈ、車両Ｅ、車両Ｆ、車両Ｇの順でＶ２Ｇ活用とすることができ、経済性及び利便性を一層高めることができる。
　なお、本実施形態４では、図１３に示す通り、横軸に経過時間をとる例をあげて説明したが、図５に示すように、走行距離を横軸にとった場合のグラフを用いて同様の処理を行っても構わない。
　実施形態４に係るＥＶ管理システム１によれば、管理対象となる複数のＥＶ１３が存するケースであっても、適切なＥＶ１３を選定する効果を期待することができる。
〔実施形態の拡張〕
　本発明に係る複数の各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであって、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、前記した構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての構成を示しているとは限らない。
　　１　ＥＶ管理システム
　１１　ＥＶ管理装置
　１３　ＥＶ
　１５　電力系統
　１７　充電器
　１９　電池
　２１　保証特性推定部（情報取得部、及び推定部）
　２３　寿命判断部（情報取得部）
　２５　活用余力演算部（演算部）
　２７　出力部
　２９　インジケータ
　２００　劣化予測部
　２０１　保存劣化予測ＤＢ
　２０２　サイクル劣化予測ＤＢ
　３００　車両Ｅ間隔
　３０１　車両Ｆ間隔
　３０２　車両Ｇ間隔

Claims (10)

  1. 　電池が搭載されたＥＶの稼働履歴に係る情報、及び実測値に基づく電池劣化度に係る情報を取得する情報取得部と、
    　前記ＥＶのＥＶ稼働履歴に係る情報、及び前記電池劣化度に係る情報に基づいて、当該ＥＶが予め設定された車両寿命に到達した際の電池劣化度を推定する推定部と、
    　前記推定部による推定結果に基づいて、当該ＥＶが前記車両寿命に到達するまでの充放電容量である車両寿命到達残容量、及び当該電池が電池寿命に到達するまでの充放電容量である生涯寿命残容量を算出すると共に、前記車両寿命到達残容量に比べて前記生涯寿命残容量の方が大きい場合に、前記電池の余力容量の演算を行う演算部と、
    　当該演算部による演算結果である当該電池の余力容量を活用余力として出力する出力部と、
    　を備えることを特徴とするＥＶ管理システム。
  2. 　請求項１に記載のＥＶ管理システムであって、
    　前記推定部は、当該ＥＶの車両寿命と電池寿命を一致させる保証劣化特性を推定し、
    　前記演算部は、前記保証劣化特性に基づく寿命判断によって、当該ＥＶの電池寿命が車両寿命を超えている場合に、前記電池の余力容量を活用余力とみなす一方、当該ＥＶの電池寿命が車両寿命以下である場合に、当該電池の活用余力がないとみなす
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  3. 　請求項１又は２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　当該電池の活用余力はＶ２Ｘに活用される
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  4. 　請求項３に記載のＥＶ管理システムであって、
    　前記出力部は、前記Ｖ２Ｘに係る活用余力をインジケータに表示させる
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  5. 　請求項１又は２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　車両寿命として予め定義した経過時間・走行距離を超えて当該ＥＶが走行している場合、前記生涯寿命残容量と現在の充放電容量との差分である前記電池の余力容量を活用余力とみなす
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  6. 　請求項１又は２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　前記推定部は、電池劣化度を予測するための劣化予測式を、複数のＥＶに係るそれぞれのＥＶ稼働履歴及び電池劣化度を用いて補正する
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  7. 　請求項６に記載のＥＶ管理システムであって、
    　前記劣化予測式は、保存劣化及びサイクル劣化の予測に基づいて立てられており、
    　前記保存劣化の予測では、当該ＥＶの休止期間における平均ＳＯＣ、平均温度、当該休止期間における容量減少率に基づき劣化係数を決定し、
    　前記サイクル劣化の予測では、当該ＥＶの稼働期間における平均温度、走行距離、Ｖ２Ｇ活用量、当該稼働期間における保存劣化の影響を差し引いた容量減少率に基づき劣化係数を補正する
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  8. 　請求項１又は２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　前記推定部は、前記ＥＶ稼働履歴が予め定められる閾値未満である場合に、予め設定された当該電池に係る初期設定活用可能量から現在に至るまでにＥＶ以外の用途に活用した容量を差し引いた値を前記活用余力とみなす
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  9. 　請求項２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　複数のＥＶのうち、前記保証劣化特性と、当該ＥＶの稼働履歴に対する電池劣化度との間隔がより大きいＥＶを優先的にＶ２Ｘ活用するようにＥＶ管理を行う
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
  10. 　請求項１又は２に記載のＥＶ管理システムであって、
    　複数のＥＶのうち、車両寿命を超えているＥＶを優先的にＶ２Ｘ活用するようにＥＶ管理を行う
    　ことを特徴とするＥＶ管理システム。
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