JP2023019074A - 蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ等を蓄電池として利用した所定規格の機器を備えた電力管理システムに用いられ、所定規格の機器の汎用性を高め、安価で容量選択自由度が高い蓄電システムを構築することができる蓄電インターフェース変換装置を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る蓄電インターフェース変換装置２０は、交流電源システムに接続され、第１の規格を有すると共に、第１の規格の蓄電装置の充放電が可能な充放電装置１０と、第１の規格とは異なる第２の規格を有する蓄電装置３０と、に接続可能であり、第１の規格と第２の規格とを相互に変換し、充放電装置１０と第２の規格を有する蓄電装置３０との間で通信される充放電に関する情報をそれぞれの規格に対応した情報に変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムに関する。

近年、家庭用再生可能エネルギーの平準化や、非常時の停電対策として、家庭用として３ＫＷＨから１０ＫＷＨ程度の容量の蓄電装置（以下、「ＥＳＳ」ということがある。）有する、様々な蓄電システムが製品化されているが、専用の充放電装置が必要であり、高価であった。また、メガソーラー等の巨大再生可能エネルギーの平準化の為に、複数の家庭用蓄電池や比較的小容量の蓄電装置を、統合して大きな蓄電装置として制御する仮想発電所（以下、「ＶＰＰ」ということがある。）の技術の開発が進んできた。

このような背景のもと、電気自動車（以下「ＥＶ」ということがある。）内蔵蓄電池を充電する専用インターフェース規格として、Ｖ２Ｈ（「ＶＥＨＩＣＬＥ ＴＯ ＨＯＭＥ」の略）機器の普及が進んでいるが、このＶ２Ｈ機器を備えＥＶを蓄電池として利用した電力管理システム（以下、「ＥＶＰＳ」と呼ぶことがある。）の開発も進められている。ＥＶＰＳは、家庭用交流電力を用いてＥＶの電池部を充電し、または逆に電池部から放電した電力を家庭用交流電力に変換しそれを電源とする家電製品を駆動可能とするシステムであり、かかる技術の普及が期待されている。

Ｖ２Ｈ機器を利用したシステムとして、特許文献１には、車載蓄電池の蓄電電力が不足するのを回避しながら余剰充電等に対応することができる蓄電システムが記載されている。

また、特許文献２には、電気自動車の蓄電池に電気的に接続された第１の電路を介して家庭内の分電器との間で充放電が可能な電力変換システムが記載されている。

また、特許文献３には定置型蓄電池装置にＶ２Ｈ規格の充放電インターフェース部を設けることにより、Ｖ２Ｈ規格の充放電コネクタにより充放電可能とした電力供給システムが記載されている。

特開２０２０－０３１４８４号公報 特開２０１５－２０８１９８号公報 特開２０１５－２２０７８２号公報

上記特許文献１に記載の蓄電システムでは、Ｖ２Ｈスタンドを介して電気自動車との充放電が可能であるが、Ｖ２Ｈスタンドは電気自動車専用であり、定置型の蓄電池ユニットとは別途専用の配線により接続されている。

上記特許文献２に記載の電力変換システムでは、Ｖ２Ｈ規格の電力変換器により電気自動車との間で充放電が可能ではあるが、他の定置型蓄電池を用いる場合には別の電力変換装置を用意する必要がある。

上記特許文献３に記載の電力供給システムでは、蓄電器にＶ２Ｈ規格の充放電インターフェース部を設ける必要があるため、専用の蓄電器が必要となる。

上記特許文献１及び２の電力システムでは、Ｖ２Ｈスタンドは電気自動車専用であり、他の定置型の蓄電池ユニットと接続するためには専用の電力変換器及び専用の配線が必要であるため、電気自動車の他に、定置型の蓄電池を設置する場合にはシステムが複雑になると共に、専用の電力変換器及び専用配線の設置場所などの制約も発生してしまう。

また、上記特許文献３に記載の電力供給システムでは、蓄電器にＶ２Ｈ規格の充放電インターフェース部を設ける必要があるため、専用の蓄電器が必要となり、市販の蓄電器の利用ができないという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、ＥＶ等を蓄電池として利用した所定規格の機器を備えた電力管理システムに用いられ、所定規格の機器の汎用性を高め、安価で容量選択自由度が高い蓄電システムを構築することができる蓄電インターフェース変換装置を提供することである。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の本発明の実施形態に係る蓄電インターフェース変換装置は、
交流電源システムに接続され、第１の規格を有すると共に、第１の規格の蓄電装置の充放電が可能な充放電装置と、
第１の規格とは異なる第２の規格を有する蓄電装置と、
に接続可能であり、
前記第１の規格と前記第２の規格とを相互に変換し、
前記充放電装置と前記第２の規格を有する蓄電装置との間で通信される充放電に関する情報をそれぞれの規格に対応した情報に変換することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、ＥＶ等を蓄電池として利用した所定規格の機器を備えた電力管理システムに用いられ、所定規格の機器の汎用性を高め、安価で容量選択自由度が高い蓄電システムを構築することができる蓄電インターフェース変換装置を提供することができる。

蓄電インターフェース変換装置が用いられる蓄電システムの使用態様を示す図である。 蓄電システムの概略図である。 蓄電システムのブロック図である。 蓄電システムの結線図である。 蓄電システムのシーケンス図である。 蓄電インターフェース変換装置が充放電情報に関して行う情報処理について説明するための図である。 蓄電インターフェース変換装置が充放電情報に関して行う別の情報処理について説明するための図である。 蓄電インターフェース変換装置の使用例である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムを説明する。但し、以下に示す実施形態は本発明の技術思想を具体化するための蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムを例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムについて、図１～図７を参照して説明する。

図１は蓄電インターフェース変換装置が用いられる蓄電システム１００の使用態様を示す図である。蓄電システム１００は、電気自動車用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有する電気自動車用充放電装置１０（以下「ＥＶＰＳ」という。）と、蓄電インターフェース変換装置２０（以下「Ｖ２Ｈ－ＩＦ」という。）と、独自の充放電インターフェース規格を備える蓄電装置３０（電力貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、以下「ＥＳＳ」という。）と、を備えている。

ＥＶＰＳ１０は、分電盤Ｄを介して家庭の交流系統に接続されていると共に、Ｖ２Ｈ規格の充放電用プラグを備えており、Ｖ２Ｈ規格のコネクタは、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の電力により走行可能な車両（以下「ＥＶ」という。）のコネクタに接続可能である。これにより、ＥＶＰＳ１０は家庭の交流系統からの交流の電力を直流に変換して、ＥＶを充電すると共に、その逆に、ＥＶからの直流の電力を交流に変換し、家庭の交流系統に供給することも可能である。

ＥＶＰＳ１０の充放電コネクタ１１は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０のコネクタ２１にも接続可能である。Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、独自規格を有するＥＳＳ３０に接続されている。Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、Ｖ２Ｈ規格のＥＶＰＳ１０と、独自規格のＥＳＳ３０とのインターフェースの機能を有している。これによりＶ２Ｈ規格のＥＶＰＳ１０から供給される直流電力により、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介して、ＥＳＳ３０が充電されると共に、その逆に、ＥＳＳ３０から放電された直流電力により、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介して、ＥＶＰＳ１０に直流電力が供給され、ＥＶＰＳ１０はＥＳＳ３０から供給された直流電力を交流電力に変換して家庭内の系統へ供給する。

図２は蓄電システム１００の概略図である。ＥＶＰＳ１０とＶ２Ｈ－ＩＦ２０との間の電力および通信の接続用インターフェースは、インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」であり、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０とＥＳＳ３０間の電力および通信の接続用インターフェースはＥＳＳ３０独自のインターフェース規格である。

蓄電システム１００のＥＶＰＳ１０は、家庭用交流電源用の分電盤に接続され、分電盤を介して、交流電源と、家庭用交流電力を電源とする負荷機器に接続されている。この蓄電システム１００のＥＶＰＳ１０は、ＥＶ（電気自動車）の充放電ポートに接続される充放電コネクタ１１を備え、この充放電コネクタ１１がＶ２Ｈ－ＩＦ２０のコネクタ２１に接続されるようになっている。

蓄電システム１００のＶ２Ｈ－ＩＦ２０は、有線または無線の通信インターフェースを有し、インターネット接続する機能を有し、インターネットＮ上のビッグデータサービスシステム１１０に接続する機能を有し、ビッグデータサービスシステム１１０の中の仮想ストレージ１１１にＥＳＳ３０から得られる電池の容量や充放電履歴や電池劣化情報などの詳細データを書き込みする機能を有し、仮想ストレージ１１１からの指令データを読み込み蓄電システム１００の充放電の制御を行う機能を有する。ビッグデータサービスシステム１１０においては、収集されたビッグデータを用いて機械学習などにより、各家庭、所定の地域単位、広域電力系統等のそれぞれの電力系統に関して、きめ細やかな需給予測を行うことが可能である。特に限定されるものでは無いが機械学習にはディープラーニング等を採用することができ、ビックデータには例えば気象データ、日時やカレンダー情報、イベント情報、ニュースや記事情報等を含めることができる。

保守制御システム１１２は、インターネットＮに接続され、ビッグデータサービスシステム１１０の仮想ストレージ１１１に格納された蓄電システム１００のＶ２Ｈ－ＩＦ２０から書き込まれた電池情報を収集し、故障または故障の予測を行い、必要に応じて充放電を停止させることを、遠隔にて行う機能を有する。複数の蓄電システム１００が同様にインターネットＮを介してビッグデータサービスシステム１１０に接続され、ビッグデータサービスシステム１１０の中の仮想ストレージ１１１にデータが蓄積される。

Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、ＥＳＳ３０が備える独自の充放電インターフェースをＥＶ用インターフェース規格“Ｖ２Ｈ”の規格に変換する装置である。このＶ２Ｈ－ＩＦ２０を設け、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介して、ＥＳＳ３０をＥＶＰＳ１０に接続する。このように蓄電システム１００を構築することによって、安価なＥＶＰＳ１０をＥＳＳ３０の充放電装置として利用可能とする安価で容量選択自由度が高い蓄電システム１００を構築することができる。その為、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、ＥＳＳ３０が備える独自の充放電インターフェースを用いて電池の情報を取り出し、Ｖ２Ｈで決められた形式や手順に変換し、ＥＳＳ３０の充放電をＥＶＰＳ１０を介して行えるようにする仲介を行う機能を有している。また、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、Ｖ２Ｈが必要とし、ＥＳＳ３０が備えていない情報や手順を追加して仲介を行う機能を有している。

また、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介して、ＥＳＳ３０をＥＶＰＳ１０に接続することによって構成される蓄電システム１００とすることで、単体としての蓄電システム１００のきめ細かな保守や制御を行うことを可能とし、また複数の蓄電システム１００を統合的に制御し、ネットワークＮで接続された蓄電システム１００群を用いたＶＰＰ（仮想発電所）システムの構築を可能とする。その為、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０の情報通信機能は、ＥＶＰＳ１０のみ接続されるのでは無く、独自に有線や無線手段を用いてインターネットＮ上のビッグデーターサービスシステムにも接続可能な機能を有している。

すなわち、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、ＥＳＳ３０が所有するがＶ２Ｈで規格化された以外の情報（例えば電池の充放電量、劣化情報、充放電履歴など）を、能動的または受動的に逐次にアップロードまたは専用の制御情報を逐次ダウンロードし、その情報を蓄電システム１００が設置されている場所とは別の場所から遠隔情報収集や遠隔制御を行うことを可能としている。このようなＶ２Ｈ－ＩＦ２０は、単体としての蓄電システム１００はもとより、複数の蓄電システム１００を統合的に制御することが可能な機能を有している。

図３は蓄電システム１００のブロック図である。図３を参照して蓄電システム１００の各構成について具体的に説明する。
＜ＥＶＰＳ１０の具体的構成について＞
ＥＶＰＳ１０は、双方向インバータ１２と、開閉器１３と、電力制御装置１４と、を有している。

双方向インバータ１２は、交流電力を直流電力に変換する機能および直流電力を交流電力に変換するものであり、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介してＥＳＳ３０の電池部３１に対して充放電を行う。この双方向インバータ１２は、電池部３１を充電する場合、分電盤を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換によって得られた直流電力を電池部３１に出力する。また、双方向インバータ１２は、電池部３１が放電する場合、電池部３１から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換によって得られた交流電力を分電盤を介して負荷機器に供給する。

開閉器１３は、交流電源と双方向インバータ１２との接続および切り離しを行う。

電力制御装置１４は、制御部１４ａと、通信部１４ｂとを含んでいる。
制御部１４ａは、双方向インバータ１２、開閉器１３、および通信部１４ｂに接続され、通信部１４ｂを介してＶ２Ｈ－ＩＦ２０との通信を行う。この制御部１４ａは、双方向インバータ１２の最大電流値がＶ２Ｈ－ＩＦ２０から得られるＥＳＳ３０の充放電可能な最大電流以下になるように双方向インバータ１２または開閉器１３を制御する。

通信部１４ｂは、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０との通信を可能とするため、制御部１４ａとの仲介機能をなす回路である。なお、通信部１４ｂの通信規格は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信に対応している。

＜Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０の具体的構成について＞
Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、電源部２２と、スイッチ２３と、電圧検出部２４と、温度検出部２５と、電流検出部２６と、開閉器２７と、充放電制御部２８と、通信部２９とを有している。

電源部２２は、ＥＳＳ３０のパワーラインからＤＣ１２Ｖを生成する電源回路である。

スイッチ２３は、電源部２２のＤＣ１２Ｖの電源をＥＶＰＳ１０に供給するスイッチ２３であり、ＥＳＳ３０の電力だけでＶ２Ｈ－ＩＦ２０を独自に運転する場合にのみ閉じられる。

電圧検出部２４は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０のパワーラインおよびローカル電源の電圧を検出するものである。

温度検出部２５は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０のパワーラインの温度を検出するものである。

電流検出部２６は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０のＥＶＰＳ１０とＥＳＳ３０とを中継するパワーラインに流れる電流を検出するものである。
これら電圧検出部２４、温度検出部２５および電流検出部２６による検出値は、制御部２８ａに出力される。
制御部２８ａは、これら電圧検出部２４、温度検出部２５および電流検出部２６から得られた電圧、温度、および電流の情報に基づいて、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０の状態を判断する。

開閉器２７は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０のパワーラインを開閉するものである。この開閉器２７の開閉動作によって、ＥＶＰＳ１０に繋がるパワーラインの接続および切り離しが行われる。

充放電制御部２８は、ＥＳＳ３０が備える独自の充放電インターフェースを用いて電池部３１の情報を取り出し、Ｖ２Ｈで決められた形式や手順に変換し、ＥＳＳ３０の充放電をＥＶＰＳ１０を介して行えるようにする仲介を行う機能を有している。また、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０は、Ｖ２Ｈが必要とし、ＥＳＳ３０が備えていない情報や手順を追加して仲介を行う機能を有している。

充放電制御部２８は、制御部２８ａと、通信部２８ｂと、通信部２８ｃと、含んでいる。
制御部２８ａは、通信部２８ｂによってＥＶＰＳ１０と通信を行い、通信部２８ｃによってＥＳＳ３０と通信を行う。また、制御部２８ａは、Ｖ２Ｈ規格に基づいてＥＶＰＳ１０からの指示を受け、ＥＳＳ３０とＶ２Ｈ－ＩＦ２０の状態を総合的に判断することによって、開閉器２７によるＥＶＰＳ１０との接続および切り離しを行う。

通信部２８ｂは、ＥＶＰＳ１０との通信を可能とするため、制御部２８ａとの仲介機能をなす回路である。なお、通信部２８ｂの通信規格は、車載ネットワークに用いられるＣＡＮ(Controller Area Network)通信に対応している。

通信部２８ｃは、ＥＳＳ３０との通信を可能とするため、制御部２８ａとの仲介機能をなす回路である。通信部２８ｃの通信規格は、ＥＳＳ３０の独自規格に対応している。なお、本実施形態では、通信部２８ｃの通信規格として、ＲＳ４８５を用いている。

＜ＥＳＳ３０の具体的構成について＞
ＥＳＳ３０は、電池部３１と、充放電インターフェース部３２と、を有している。

電池部３１は、所定の電圧や容量を得られるように複数の電池セルが並列かつ直列に接続されている。

充放電インターフェース部３２は、バッテリーマネジメントユニット３２ａと、電圧検出部３２ｂと、温度検出部３２ｃと、電流検出部３２ｄと、通信部３２ｅと、を含んでいる。

バッテリーマネジメントユニット３２ａは、電圧検出部３２ｂ、温度検出部３２ｃ、電流検出部３２ｄ、および、通信部３２ｅに接続され、各検出部から得られる検出値から電池部３１の各セル電圧、パワーラインに流れる電流、および、電池部３１の温度を監視する。このバッテリーマネジメントユニット３２ａは、電池部３１が充電あるいは放電可能か否かを判断し、通信部３２ｅを介してＶ２Ｈ－ＩＦ２０に充放電開始に必要な情報を送る。

電圧検出部３２ｂは、電池部３１の電圧および各セル電圧を検出し、温度検出部３２ｃは、電池部３１の温度を検出する。電流検出部２６は、電池部３１のパワーラインを流れる電流を検出する。これら電圧検出部３２ｂ、温度検出部３２ｃおよび電流検出部３２ｄによる検出値は、バッテリーマネジメントユニット３２ａに出力される。

通信部３２ｅは、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０の通信部２８ｃとの通信を行うものである。通信部３２ｅの通信規格は、ＥＳＳ３０の独自規格に対応している。なお、本実施形態では、通信部３２ｅの通信規格として、ＲＳ４８５を用いている。

なお、電池部３１と電流検出部３２ｄを繋ぐパワーラインにはヒューズが設けられ、このヒューズによって、パワーラインに過大な電流が流れた場合、電流を遮断して加熱を防止するようになっている。

次に、図４～図７を参照して蓄電システム１００において、ＥＶＰＳ１０によるＶ２Ｈ－ＩＦ２０を介したＥＳＳ３０の充放電制御について説明する。図４は蓄電システム１００の結線図である。図５は蓄電システム１００のシーケンス図である。図６は蓄電インターフェース変換装置２０が充放電情報に関して行う情報処理について説明するための図であり、図７は蓄電インターフェース変換装置２０が充放電情報に関して行う別の情報処理について説明するための図である。

＜ＥＶＰＳ１０の電力制御装置１４が行う制御について＞
操作者によってＥＶＰＳ１０のプラグがＶ２Ｈ－ＩＦ２０のソケットに接続されると、電力制御装置１４が充放電開始信号をＶ２Ｈ－ＩＦ２０に出力する（ステップＳ１０１）。この時、「充放電開始停止１」ラインはＤＣ１２Ｖとなり、「コネクタ接続確認」ラインはＧＮＤレベルとなる。

その後、電力制御装置１４が、ＥＶＰＳ１０の情報をＶ２Ｈ－ＩＦ２０に送信する（ステップＳ１０２）。
このステップＳ１０２の処理によって、ＥＶＰＳ１０とＶ２Ｈ－ＩＦ２０との間でのＣＡＮ通信が開始され、ＥＶＰＳ１０からＶ２Ｈ－ＩＦ２０に充電に必要な情報が送信され、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０において、充放電可能か否かが判断される。

その後、電力制御装置１４が、コネクタロックおよび絶縁診断を行う（ステップＳ１０３）。
ここで、電力制御装置１４は、「充放電許可禁止」ラインが「許可」となると、つまり、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０から充電許可信号を受信すると、コネクタロックおよび絶縁診断を行う。なお、コネクタのロックは、不図示のロック機構が電力制御装置１４によって自動で駆動されることによって行われる。

その後、電力制御装置１４が、充放電作動開始信号をＶ２Ｈ－ＩＦ２０に出力する（ステップＳ１０４）。すると、「充放電開始停止２」ラインが「動作」レベルとなり、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０に対して、充放電開始が指示される。

その後、電力制御装置１４が、双方向インバータ１２を動作する（ステップＳ１０５）。ここで電力制御装置１４は、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０とのＣＡＮ通信によって、定期的にＥＶＰＳ１０側からの情報を送信すると共に、定期的にＶ２Ｈ－ＩＦ２０から充放電情報を受信する。電力制御装置１４はＶ２Ｈ－ＩＦ２０から受信した充放電情報に基づき、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介してＥＳＳ３０に対して充放電を行うように双方向インバータ１２を動作する。
なお、制御部１４ａは、開閉器１３を制御し、双方向インバータ１２の最大電流値がＶ２Ｈ－ＩＦ２０から得られる充放電可能な最大電流以下になるように制御を行う。

その後、電力制御装置１４が、ＣＡＮ通信により、出力停止を示す旨の信号をＶ２Ｈ－ＩＦ２０に出力する（ステップＳ１０６）。なお、電力制御装置１４は、ステップS１０５のＣＡＮ通信によってＶ２Ｈ－ＩＦ２０から受信した充放電情報や家庭内の交流系統の状態等を考慮して、ステップＳ１０６において、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０に対して充放電禁止指示する旨の信号を送信する。

その後、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０が「充放電許可禁止」ラインが「禁止」とする、つまり、電力制御装置１４が、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０から充放電の停止を指示する旨の信号を受信すると、双方向インバータ１２を停止する（ステップＳ１０７）。

その後、電力制御装置１４が、コネクタロックの解除を行い、コネクタロックが解除されたことを確認する（ステップＳ１０８）。なお、コネクタロックの解除は、不図示のロック機構が電力制御装置１４によって自動でロック状態からロック解除状態に駆動される。電力制御装置１４は、ロック解除信号を受信することによってコネクタロックが解除されたことを確認する。

その後、電力制御装置１４が、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０とのＣＡＮ通信を終了する（ステップＳ１０９）。

その後、ＥＶＰＳ１０はＶ２Ｈ－ＩＦ２０へ「ＤＣ１２（ＥＶＰＳ１０）」によるＤＣ１２Ｖ電源供給を停止する（ステップＳ１１０）。ＤＣ１２Ｖ電源供給を停止すると、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０はパワーダウンし、操作者によってＥＶＰＳ１０とＶ２Ｈ－ＩＦ２０のコネクタ接続を解除可能な状態となる。

＜Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０の充放電制御部２８が行う制御について＞
先ず、充放電制御部２８がＥＶＰＳ１０から充電開始信号を受信する。この時、「充放電開始停止１」ラインはＤＣ１２Ｖとなり、「コネクタ接続確認」ラインはＧＮＤレベルとなる。すると、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０が起動されると共に、コネクタの接続が確認される（ステップＳ２０１）。ここで、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０が起動されると、「ＤＣ１２Ｖ（ＥＳＳ３０）」ラインからＥＳＳ３０に対してＤＣ１２Ｖ電源が供給されることにより、ＥＳＳ３０が起動される。

その後、充放電制御部２８が、ＥＳＳ３０からＣＡＮ通信によって、また、ＥＶＰＳ１０からＲＳ４８５通知によって、それぞれから充電に必要な情報を受信し、充放電可能かを判断し、充放電を行うためのパラメーターを決定する（Ｓ２０２）。なお、充放電制御部２８が、ＥＳＳ３０から受信する情報は、具体的には、リチウムイオン電池、リン酸型リチウムイオン電池、鉛電池、等の電池の種類、充電電圧上限値、充電電流上限値、放電電圧下限値、放電電流上限値、電池総容量、電池電圧（ＶＢ）、電池残容量（ＲＣ）、異常フラグ等である。
また、充放電制御部２８は、異常フラグから充放電可能か否かを判断し、充放電可能と判断した場合、ＥＳＳ３０から受信した情報に基づいて、温度パラメーターＴＣ１、ＴＣ１、ＴＣ３、ＴＤ１、ＴＤ２、充電電圧パラメーターＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４、充電電流パラメーターＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、放電電圧パラメーターＶＤ１、放電電流パラメーターＩＤ１、および、満充電パラメーターとして、満充電時電圧Ｖｃｆｕｌｌ、満充電時電流Ｉｃｆｕｌｌ、満充電検知時間Ｔｍｆｕｌｌ、充電待機時間Ｔｍｒｅｃｏｖｅｒを決定する。

その後、充放電制御部２８が、充放電許可信号をＥＶＰＳ１０に出力する（ステップＳ２０３）。この時、「充放電許可禁止」ラインが「許可」レベルとなる。

その後、充放電制御部２８が、ＥＶＰＳ１０から充放電動作開始信号を受信すると、すなわち、「充放電開始停止２」が「作動」レベルとなると、充放電制御部２８がＶ２Ｈ－ＩＦ２０の開閉器２７を閉じて通電状態にする（ステップＳ２０４）。これによって、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０を介してＥＶＰＳ１０とＥＳＳ３０との間での充放電が可能な状態となる。

その後、充放電制御部２８が、定期的にＣＡＮ通信によりＥＳＳ３０から、また、ＲＳ４８５通信によりＥＳＳ３０から情報を受信し、定期的にＥＶＰＳ１０に対して充放電情報をＣＡＮ通信によって送信する（ステップＳ２０５）。

充放電制御部２８は、図６に示すように、ステップＳ２０２において決定されたパラメーターに基づいて充電上限電流Ｉｃｍａｘ、および、充電上限電圧Ｖｃｍａｘを充放電情報として算出し、ＥＶＰＳ１０に送信する。
なお、充電上限電流Ｉｃｍａｘとは、電池部３１の検出電圧、あるいは、検出温度に基づいて電池部３１に充電可能とされる上限の電流値であり、充電上限電圧Ｖｃｍａｘとは、電池部３１の検出電圧、あるいは、検出温度に基づいて電池部３１に充電可能とされる上限の電圧値である。充放電制御部２８によって算出された充電上限電流Ｉｃｍａｘ、および、充電上限電圧Ｖｃｍａｘに基づいて、ＥＶＰＳ１０の制御部１４ａが充電の可否を判断する。
以下に、充放電制御部２８によって算出される充電上限電流Ｉｃｍａｘ、および、充電上限電圧Ｖｃｍａｘの具体例を（ａ）～（ｋ）に列挙する。
（ａ）電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＣ１未満の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ１を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断される。
（ｂ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ１未満の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ３を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断される。
（ｃ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ３より大きい場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝０を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断される。
（ｄ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ１以上ＴＣ２未満かつ電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＣ１以上ＶＣ２未満の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝ＩＣ１、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ２を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１の充電許可が判断される。
（ｅ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ１以上ＴＣ２未満かつ電池電圧ＶＢがＶＣ２以上ＶＣ３以下の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝ＩＣ２、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ３を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１の充電許可が判断される。
（ｆ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ１以上ＴＣ２未満かつ電池電圧ＶＢがＶＣ３より大きい場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ３を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断される。
（ｇ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ２以上ＴＣ３以下かつ電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＣ１以上ＶＣ２未満の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝ＩＣ１、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ２を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１の充電許可が判断される。
（ｈ）温度検出部２５によって検出されたＴＢがＴＣ２以上ＴＣ３以下かつ電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＣ２以上ＶＣ４未満の場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝ＩＣ３、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ４を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１の充電許可が判断される。
（ｉ）温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＣ２以上ＴＣ３以下かつ電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＣ４より大きい場合、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ４を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断される。
（ｊ）上述の（ｈ）の条件中、電池電圧ＶＢが満充電時電圧ＶＣｆｕｌｌ以上かつ、電池電流ＩＢが満充電時電流Ｉｃｆｕｌｌ以下の状態で満充電検知時間Ｔｍｆｕｌｌ以上の時間が継続した場合、充放電制御部２８が満充電を検知し、一定時間充電を休止し、充放電制御部２８がＩｃｍａｘ＝０、およびＶｃｍａｘ＝ＶＣ４を算出し、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への充電禁止が判断され、充電待機時間Ｔｍｒｅｃｏｖｅｒ経過後に充電を再開する。

また、充放電制御部２８は、図７に示すように、ステップＳ２０２において決定されたパラメーターに基づいて放電下限電圧Ｖｄｍｉｎ、および、放電上限電流Ｉｄｍａｘを充放電情報として算出し、ＥＶＰＳ１０に送信する。なお、放電下限電圧Ｖｄｍｉｎとは、電池部３１の検出電圧、あるいは、検出温度に基づいて電池部３１が放電可能とされる下限の電圧値であり、放電上限電流Ｉｄｍａｘとは、電池部３１の検出電圧、あるいは、検出温度に基づいて電池部３１が放電可能とされる上限の電流値である。充放電制御部２８によって算出された充電上限電流Ｉｃｍａｘ、および、充電上限電圧Ｖｃｍａｘに基づいて、ＥＶＰＳ１０の制御部１４ａが放電の可否を判断する。

以下に、充放電制御部２８によって算出される放電下限電圧Ｖｄｍｉｎ、および、放電上限電流Ｉｄｍａｘの具体例を（ｌ）～（о）に列挙する。
（ｌ）電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＤ１未満の場合、充放電制御部２８がＩｄｍａｘ＝０、およびＶｄｍｉｎ＝ＶＤ１を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への放電禁止が判断される。
（ｍ）電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＤ１以上かつ、温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＤ１未満の場合、充放電制御部２８がＩｄｍａｘ＝０、およびＶｄｍｉｎ＝ＶＤ１を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への放電禁止が判断される。
（ｎ）電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＤ１以上かつ、温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＤ２より大きい場合、充放電制御部２８がＩｄｍａｘ＝０、およびＶｄｍｉｎ＝ＶＤ１を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への放電禁止が判断される。
（о）電圧検出部２４によって検出された電池電圧ＶＢがＶＤ１以上かつ、温度検出部２５によって検出された電池温度ＴＢがＴＤ１以上ＴＤ２以下の場合、充放電制御部２８がＩｄｍａｘ＝ＩＤ１、およびＶｄｍｉｎ＝ＶＤ１を算出する。この算出された充放電情報から、電力制御装置１４の制御部１４ａによって電池部３１への放電許可が判断される。

その後、充放電制御部２８が、ＥＶＰＳ１０からＣＡＮ通信により出力停止を示す旨の信号を受信すると、充放電停止を確認し（ステップＳ２０６）、次に、充放電停止を指示する旨の信号をＥＶＰＳ１０およびＥＳＳ３０に出力する（ステップＳ２０７）。充放電停止を指示する旨の信号をＥＶＰＳ１０に出力する時には、「充電許可禁止」が「禁止」レベルとなる。また、充放電停止を指示する旨の信号をＥＳＳ３０に出力する時には、ＲＳ４８５通信により充放電停止を指示する信号が出力される。

その後、充放電制御部が、開閉器を開いて通電を停止する（ステップＳ２０８）。

その後、充放電制御部２８が、ＥＳＳ３０とのＲＳ４８５通信、及び、ＥＶＰＳ１０とのＣＡＮ通信をそれぞれ終了し、パワーダウンの準備を行う（ステップＳ２０９）。また、「ＤＣ１２Ｖ（ＥＳＳ３０）」によるＥＳＳ３０に対するＤＣ１２Ｖ電源供給を停止すると、ＥＳＳ３０はパワーダウンする。

その後、ＥＶＰＳ１０からの電源供給が停止される、つまり、「ＤＣ１２Ｖ（ＥＶＰＳ１０）」ラインからＤＣ１２Ｖ電供給が停止されると、充放電制御部２８が、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０をパワーダウンする（ステップＳ２１０）。

＜ＥＳＳ３０の充放電インターフェース部３２が行う制御について＞
Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０が起動されると、充放電インターフェース部３２から電源が供給され、すなわち、「ＤＣ１２Ｖ（ＥＳＳ３０）」からＤＣ１２Ｖ電源が供給され、ＥＳＳ３０が起動される（ステップＳ３０１）。

その後、充放電インターフェース部３２が、充放電開始に必要な情報をＲＳ４８５通信により、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０に送信する（ステップＳ３０２）。ＥＳＳ３０からＶ２Ｈ－ＩＦ２０に送信される情報は、具体的には、リチウムイオン電池、リン酸型リチウムイオン電池、鉛電池等の電池の種類、充電電圧上限値、充電電流上限値、放電電圧下限値、放電電流上限値、電池総容量、電池電圧（ＶＢ）、電池残容量（ＲＣ）、異常フラグ等である。

その後、充放電インターフェース部３２が、充放電の継続的動作に必要な情報をＲＳ４８５通信により、Ｖ２Ｈ－ＩＦに送信する（ステップＳ３０３）。ここで、充放電の継続動作に必要な情報とは、電圧検出部２４によって検出された電池電圧、温度検出部２５によって検出された電池温度、異常フラグ等である。

その後、充放電インターフェース部３２が、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０からＲＳ４８５通信により、充放電停止を指示する旨の信号を受信すると、ＥＳＳ３０のパワーダウンの準備をする（ステップＳ３０４）。

その後、Ｖ２Ｈ－ＩＦ２０からの電源供給が停止されると、すなわち、「ＤＣ１２Ｖ（ＥＳＳ３０）」ラインからのＤＣ１２Ｖ電源供給が停止されると、充放電インターフェース部３２がＥＳＳ３０をパワーダウンする（ステップＳ３０５）。

本発明の実施形態１に係るＶ２Ｈ－ＩＦ２０では、交流電源システムに接続され、第１の規格を有すると共に、第１の規格の蓄電装置EVの充放電が可能なＥＶＰＳ１０と、第１の規格とは異なる第２の規格を有するＥＳＳ３０と、に接続可能であり、第１の規格と第２の規格とを相互に変換し、ＥＶＰＳ１０と第２の規格を有するＥＳＳ３０との間で通信される充放電に関する情報をそれぞれの規格に対応した情報に変換することにより、規格の異なるＥＶＰＳ１０とＥＳＳ３０とがＶ２Ｈ－ＩＦ２０を介して充放電可能に接続されるため、ＥＶ等を蓄電池として利用した所定規格の機器を備えた電力管理システムに用い、所定規格の機器の汎用性を高め、安価で容量選択自由度が高い蓄電システムを構築することができる。

［第２実施形態］
図８を参照して、本発明の第２実施形態の蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムについて説明する。

図８（Ａ）は、双方向変換器を備えたＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ａの使用例である。図８（Ａ）に示したＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ａは、ＥＶ用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有する充放電装置ＥＶＰＳ１０と、ＥＶ用充放電インターフェース規格「V２Ｈ」を有するＥＶと、独自の充放電インターフェース規格を備える蓄電装置ＥＳＳ３０のインターフェース同士を相互に変換する機能を有し、内部にＥＳＳ３０とＥＶ内部の蓄電池の間の電圧調整を行う、双方向ＤＣＤＣ変換機２０ａを有し、ＥＳＳ３０の電力を双方向ＤＣＤＣ変換機２０ａを介して直接ＥＶに充電可能であり、また、ＥＶの電力を双方向ＤＣＤＣ変換機２０ａを介して直接ＥＳＳ３０に充電可能である。

図８（Ｂ）はＤＣ－ＡＣ変換器２０ｂを備えたＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ｂの使用例である。図８（Ｂ）に示したＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ｂは、ＥＶ用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有する充放電装置ＥＶＰＳ１０と、ＥＶ用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有するＥＶと、独自の充放電インターフェース規格を備える蓄電装置ＥＳＳ３０のインターフェース同士を相互に変換する機能を有し、内部にＥＳＳ３０またはＥＶ内部の蓄電池電力をＡＣ電力に変換するＤＣＡＣ変換機２０ｂを有し、ＳＳ３０の電力またはＥＶ内部の蓄電池電力をＤＣＡＣ変換機２０ｂを介して、家庭用のＡＣ電源入力機器に電力を出力可能である。

図８（Ｃ）は充電器２０ｃを備えたＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ｃの使用例である。図８（Ｃ）に示したＶ２Ｈ－ＩＦ２０Ｃは、ＥＶ用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有する充放電装置ＥＶＰＳ１０と、ＥＶ用充放電インターフェース規格「Ｖ２Ｈ」を有するＥＶと、独自の充放電インターフェース規格を備える蓄電装置ＥＳＳ３０のインターフェース同士を相互に変換する機能を有し、ソーラーパネルを接続するインターフェースを有し、内部にソーラーパネルからの電力を最大限引き出す制御を備えたＥＳＳ３０またはＥＶ内部の蓄電池を充電する充電器（ＭＰＰＴ充電器）２０ｃを有している。例えば、ソーラーパネルから供給された直流電力によって、ＭＰＰＴ充電器２０ｃを用いて、ＥＳＳ３０を充電することが可能である。また、例えば、ソーラーパネルから供給された直流電力によって、ＭＰＰＴ充電器２０ｃを用いて、ＥＶを充電することが可能である。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラム及び記憶媒体について説明する。
本発明の第３実施形態の蓄電インターフェース変換装置はインテリジェント蓄電システムに用いられる。
インテリジェント蓄電システムは、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ機能、双方向ＤＣ－ＡＣコンバータ機能、充放電装置、ＥＶＰＳ充電機能、ＭＰＰＴ充電器、蓄電機能、回路切り替え機能、クラウドによる監視、計測、制御機能等を有している。

これによりインテリジェント蓄電システムは、ソーラーパネルから供給された直流電力、ＥＶから供給された直流電力を蓄電すること、蓄電された直流電力を交流に変換して家庭内の系統に連携することが可能である。また、インテリジェント蓄電システムは、蓄電された電力によりＥＶを充電することも可能である。さらに、インテリジェント蓄電システムは、家庭内の系統から供給された交流電力を直流に変換し、蓄電すること、又は、ＥＶを充電することができる。インテリジェント蓄電システムは、例えばＥＳＳを内蔵している。インテリジェント蓄電システムに接続された家庭内の系統は、外部の電力系統にも接続される。

インテリジェント蓄電システムは、クラウドによる監視、計測、制御機能等を有するため、複数の家庭内系統、すなわち、所定の地域内の系統の電力需給制御が可能となる。この場合の電力需給制御のための電装路は、各家庭に接続されている電力系統だけでなく、ＥＶを利用した電力の流通も可能とする。また、地域内のソーラーパネル等の発電設備における発電電力を効率よく活用することが可能となる。このため、遠距離の大規模発電所からの大電力の伝送だけに頼らない地域内のスマート電力需給システムを構築することが可能である。これは、地域内の小規模発電施設の有効活用に繋がり、よりきめ細やかな電力需給管理が可能となる。したがって、インテリジェント蓄電システムは、余剰電力の有効な分配、小・中規模発電施設の有効活用、電力需要の逼迫や有事の際の電力不足などのリスクへの対応等、電力系統全体の効率化、安定化に資するものである。

以上、本発明の実施形態に係る蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラム説明したが、各実施形態は本発明の技術思想を具体化するための蓄電インターフェース変換装置、蓄電制御方法及び蓄電制御プログラムを例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、その他の実施形態のものにも等しく適用し得るものであり、また、これらの実施形態の一部を省略、追加、変更することや、各実施形態の態様を組み合わせることも可能である。

１０ …電気自動車用充放電装置（ＥＶＰＳ）
１１ …充放電コネクタ
１２ …双方向インバータ
１３ …開閉器
１４ …電力制御装置
１４ａ …制御部
１４ｂ …通信部
２０ …蓄電インターフェース変換装置（Ｖ２Ｈ－ＩＦ）
２１ …コネクタ
２２ …電源部
２３ …スイッチ
２４ …電圧検出部
２５ …温度検出部
２６ …電流検出部
２７ …開閉器
２８ …充放電制御部
２８ａ …制御部
２８ｂ、２８ｃ…通信部
３０ …蓄電装置（ＥＳＳ）
３１ …電池部
３２ …充放電インターフェース部
３２ａ …バッテリーマネージメントユニット
３２ｂ …電圧検出部
３２ｃ …温度検出部
３２ｄ …電流検出部
３２ｅ …通信部

Claims (3)

1. 交流電源システムに接続され、第１の規格を有すると共に、第１の規格の蓄電装置の充放電が可能な充放電装置と、
   第１の規格とは異なる第２の規格を有する蓄電装置と、
   に接続可能であり、
   前記第１の規格と前記第２の規格とを相互に変換し、
   前記充放電装置と前記第２の規格を有する蓄電装置との間で通信される充放電に関する情報をそれぞれの規格に対応した情報に変換することを特徴とする蓄電インターフェース変換装置。
2. 交流電源システムに接続され、第１の規格を有すると共に、第１の規格の蓄電装置の充放電を行うステップ、
   第１の規格とは異なる第２の規格を有する蓄電装置の充放電を行うステップ、
   前記充放電装置と前記第２の規格を有する蓄電装置との間で通信される充放電に関する情報をそれぞれの規格に対応した情報に変換するステップと、
   を含むことを特徴とする蓄電制御方法。
3. 請求項２の蓄電制御方法における各ステップをコンピュータにより実行することを特徴とする蓄電制御プログラム。

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