(57)【要約】      （修正有）【課題】電気自動車に搭載される駆動用バッテリの状態を最適に維持可能であるホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ）を提供する。【解決手段】電気自動車を充電可能なＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される蓄電池２０、家電機器５０及び制御装置４０と、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４及び電子制御ユニット１２と、を備える。制御装置は、ユーザからの入力として、電気自動車の明日の出発時間及び明日の目的地に基づく駆動用バッテリへの充電量及び充電時間を算出する。充電前の駆動用バッテリの残量は、初期値として満充電の半分以下に設定され、出発時間前までに充電コストを考慮して残量は充電量だけ増加され、出発時刻の直前に残量は最小予備充電量だけ更に増加される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅に設置される蓄電池、家電機器及び制御装置と、
電気自動車に搭載される駆動用バッテリ及び電子制御ユニットと、
を備えるホーム・エネルギー・マネジメント・システム（以下、「ＨＥＭＳ」と称する）であって、
前記蓄電池には、前記家電機器及び前記制御装置並びに前記駆動用バッテリが電気的に接続され、
前記制御装置は、前記蓄電池の充電による使用電力、前記家電機器の使用電力、及び、前記駆動用バッテリへの充電による使用電力を管理し、
前記制御装置は、ユーザからの入力として、前記電気自動車の明日の出発時間及び明日の目的地を受け付け、前記出発時間及び前記目的地に基づく前記駆動用バッテリへの充電量及び充電時間を算出し、
充電前の前記駆動用バッテリの残量は、初期値として満充電の半分以下に設定され、
前記出発時間前までに、充電コストを考慮して前記駆動用バッテリの前記残量は、前記充電量だけ増加され、
前記出発時刻の直前に、前記駆動用バッテリの前記残量は、最小予備充電量だけ更に増加され、
前記住宅の外気温又は前記駆動用バッテリの温度が所定温度以下である時に、前記制御装置は、前記駆動用バッテリにおける前記最小予備充電量による充電を急速充電に設定することを特徴とする電気自動車を充電可能なＨＥＭＳ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に搭載される駆動用バッテリを最適に充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システム（以下、「ＨＥＭＳ」と称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示された充電システムによれば、ユーザは、自宅内で、住宅が備える電源から車載バッテリへの充電開始時刻及び充電終了条件（満充電、９０パーセント充電等の充電容量、或いは、充電終了時刻）を設定することができる（特許文献１の段落［０００８］、［００２７］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９６８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばリチウム電池等で構成される駆動用バッテリは、単に充電するだけでは、駆動用バッテリの容量は、劣化してしまう（ＳＯＨの低下）。また、真冬の朝等、電気自動車の始動時には、駆動用バッテリの温度が低温であるため、その性能が低下している。
【０００５】
本発明の１つの目的は、電気自動車に搭載される駆動用バッテリの状態を最適に維持可能であるＨＥＭＳを提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【０００７】
本態様において、電気自動車を充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ）は、住宅に設置される蓄電池、家電機器及び制御装置と、電気自動車に搭載される駆動用バッテリ及び電子制御ユニットと、を備える。前記蓄電池には、前記家電機器及び前記制御装置並びに前記駆動用バッテリが電気的に接続され、前記制御装置は、前記蓄電池の充電による使用電力、前記家電機器の使用電力、及び、前記駆動用バッテリへの充電による使用電力を管理し、前記制御装置は、ユーザからの入力として、前記電気自動車の明日の出発時間及び明日の目的地を受け付け、前記出発時間及び前記目的地に基づく前記駆動用バッテリへの充電量及び充電時間を算出し、充電前の前記駆動用バッテリの残量は、初期値として、満充電の半分以下に設定され、前記出発時間前までに、充電コストを考慮して前記駆動用バッテリの前記残量は、前記充電量だけ増加され、前記出発時刻の直前に、前記駆動用バッテリの前記残量は、最小予備充電量だけ更に増加され、前記住宅の外気温又は前記駆動用バッテリの温度が所定温度以下である時に、前記制御装置は、前記駆動用バッテリにおける前記最小予備充電量による充電を急速充電に設定する。
【０００８】
本態様によれば、充電前の駆動用バッテリの残量は、満充電の半分以下で、好ましくは、３０％〜５０％の範囲に設定される。言い換えれば、電気自動車を住宅で保管する際に、或いは、電気自動車を使用しない時には、基本的に、駆動用バッテリの充電率（ＳＯＣ）を中央（好ましくは、５０％）に出来るだけ近く設定することができる。
【０００９】
次に、明日、電気自動車への乗車が予定される時に、ユーザは、電気自動車の明日の出発時間及び明日の目的地を制御装置に入力することができる。これに応じて、制御装置は、明日の出発時間及び明日の目的地に基づく駆動用バッテリへの充電量及び充電時間を算出し、出発時間前までに、充電コストを考慮して駆動用バッテリの残量は、充電量だけ増加される（好ましくは、３０％〜５０％＋充電量）。ここで、充電コストが考慮されるので、ＨＥＭＳは、最適な時間帯で電気自動車を充電することができる。
【００１０】
更に、出発時刻の直前に、駆動用バッテリの前記残量は、最小予備充電量だけ更に増加される（好ましくは、３０％〜５０％＋充電量＋α）。言い換えれば、最小予備充電量だけ電気自動車は、走行可能になる。ユーザは、目的地を経由して住宅（元の場所である自宅）に戻ると、基本的には、充電量だけが消費されるので、駆動用バッテリの充電率（ＳＯＣ）は、再び、初期値（好ましくは、３０％〜５０％の範囲）又はその付近に戻る。したがって、駆動用バッテリの容量の劣化（ＳＯＨの低下）を常に回避することができ、駆動用バッテリの状態を最適に維持することができる。
【００１１】
加えて、真冬の朝等、電気自動車の始動時には、駆動用バッテリの温度が低温であることがあるが、その場合には、駆動用バッテリにおいて、最小予備充電量（＋α）による充電が急速充電によって実施される。急速充電によって、駆動用バッテリが暖められ、駆動用バッテリの性能低下が回避され、駆動用バッテリの状態を最適に維持することができる。
【００１２】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電気自動車を充電可能なＨＥＭＳの構成例を説明するための概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００１５】
図１に示されるホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ）１００は、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４を最適に充電することができる。具体的には、ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される蓄電池２０、家電機器５０及び制御装置４０と、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４及び電子制御ユニット１２と、を備える。好ましくは、ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される発電ユニットとして、太陽光発電ユニット３０を更に備える。また、ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置されるセンサとして、住宅の外気温を検出可能である温度センサ６０を更に備えることができる。
【００１６】
なお、温度センサ６０は、例えば、家電機器５０としてのエアコンの室外機に設けられた温度センサであってもよく、或いは、住宅１内に設置されるインターネット回線（図示せず）から温度が取得可能である家電機器５０、制御装置４０等の装置であってもよい。代替的に、ＨＥＭＳ１００は、住宅の外気温を検出可能である温度センサ６０の代わりに、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４の温度センサ（図示せず）又は駆動用バッテリ１４の温度を管理・検出可能である電子制御ユニット１２であってもよい。
【００１７】
図１の例において、ＨＥＭＳ１００の制御装置４０は、蓄電池２０の充電による使用電力、家電機器５０の使用電力、及び、駆動用バッテリ１４への充電による使用電力を管理することができる。本明細書においてＨＥＭＳ１００の詳細な構成及び説明は既知であるので省略するが、一般的には、蓄電池２０には、家電機器５０及び制御装置４０並びに駆動用バッテリ１４が電気的に接続されている。また、住宅１には、電力会社から電力が提供され、好ましくは、発電時には太陽光発電ユニット３０からも電力が提供される。蓄電池２０、家電機器５０、制御装置４０及び駆動用バッテリ１４の各々は、何れか一方又は両方の電力を使用することができる。場合によっては、停電時等、住宅１には、駆動用バッテリ１４からの電力が提供されてもよい。
【００１８】
図１の電子制御ユニット１２は、好ましくは、駆動用バッテリ１４の充電を管理及び制御可能であるバッテリＥＣＵである。電気自動車５が住宅１に駐車され、電気自動車５の走行用電源（スタートスイッチ又はパワースイッチ）がオフされた時に、或いは、電気自動車５（駆動用バッテリ１４）と住宅１とが充電ケーブルで接続された時に、電子制御ユニット１２又はバッテリＥＣＵは、駆動用バッテリ１４のＳＯＣ、ＳＯＨ、ＳＯＰ（充放電可能電力）、駆動用バッテリ１４の温度等の駆動用バッテリ１４に関するバッテリ情報を制御装置４０に送信することができる。
【００１９】
図１の制御装置４０は、例えば、電子制御ユニット１２（バッテリＥＣＵ）と、太陽光発電ユニット３０のパワーコンディショナと例えばパワーコンディショナ、蓄電池２０、家電機器５０等への電力を分配する家庭用分電盤とに接続されるエネルギ計測ユニットと、蓄電池２０のコントローラと、家電機器５０と、に通信（好ましくは無線通信）可能であるホームゲートウェイを備えることができる。加えて、制御装置４０は、ホームゲートウェイと通信し、太陽光発電ユニット３０の発電電力と例えば蓄電池２０、家電機器５０、駆動用バッテリ１４等の使用電力とをモニタするタブレット端末又は住宅１の室内壁に設定される表示端末を、更に備えることができる。制御装置４０のタブレット端末又は住表示端末は、例えばユーザからの要求に応じて、駆動用バッテリ１４のＳＯＣ、ＳＯＨ、ＳＯＰ（充放電可能電力）、駆動用バッテリ１４の温度等の駆動用バッテリ１４に関するバッテリ情報を表示することもできる。
【００２０】
制御装置４０のホームゲートウェイは、好ましくは、住宅１に設置されるブロードバンドルータに接続される。言い換えれば、制御装置４０がタブレット端末又は表示端末を備えない時に、制御装置４０は、ユーザのスマートフォン、パーソナルコンピュータ等の情報端末に、或いは、インターネット上の管理サーバ又はクラウドサーバに、ブロードバンドルータを介して、発電電力、使用電力及びバッテリ情報をモニタ又は表示させることができる。
【００２１】
ユーザは、例えば、制御装置４０のタブレット端末又は表示端末を介して、或いは、ユーザの情報端末を介して、電気自動車５の明日の出発時間及び明日の目的地を制御装置４０に入力することができる。制御装置４０は、住宅１の位置（又は電気自動車５の駐車位置）と、入力された目的地と、に基づき、好ましくは、ユーザの電気自動車５の運転履歴を考慮しながら、電気自動車５が住宅１を出発し、目的地を経由して、住宅１に戻るまでの走行経路及びそれに基づく使用電力を算出することができる。したがって、制御装置４０は、電気自動車５の使用電力（予定又は推定される使用電力）に基づく駆動用バッテリ１４の充電量を決定し、その充電量だけ駆動用バッテリ１４のＳＯＣ（初期値として、満充電の半分以下であり、３０％〜５０％の範囲内であることが好ましい）を増加させることができる。また、制御装置４０は、その充電量に応じた充電時間を、好ましくは、充電前の駆動用バッテリ１４のＳＯＣを考慮しながら、算出することができる。
【００２２】
制御装置４０は、直ちに駆動用バッテリ１４の充電を開始することもできるが、住宅１の電力プラン、深夜電気料金、太陽光発電ユニット３０の発電量、売電料金、家電機器５０の使用電力等、駆動用バッテリ１４の充電コストを考慮しながら、最適な時間帯で電気自動車５を充電することができる。したがって、制御装置４０は、例えば時間毎使用電力（電力消費）マップ及び時間毎電気代（充電コスト）マップを蓄積することが好ましく、更に、それらに基づき明日の出発時間までの時間毎使用電力及び時間毎電気代を推定し、算出した充電量及び充電時間に応じた充電計画を決定する。ここで、充電計画は、出発時間前までに、充電コストを考慮して、駆動用バッテリ１４の残量（充電前のＳＯＣ）は、充電量だけ増加するものである（増加後又は充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ＋充電量）。
【００２３】
この充電後、ユーザは直ちに電気自動車５に乗り込み、運転することもできるが、制御装置４０は、例えばユーザによって設定可能である最小予備充電量だけ駆動用バッテリ１４の残量（＝充電前のＳＯＣ＋充電量）を更に増加することができる（最終的な充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ＋充電量＋最小予備充電量）。これにより、ユーザは、最小予備充電量の分だけ余裕を持って電気自動車５を運転することができる。
【００２４】
ところで、真冬の朝等、電気自動車５の始動時には、駆動用バッテリ１４の温度が低温であるため、その性能が低下している。したがって、制御装置４０は、この最小予備充電量を急速充電することで、駆動用バッテリ１４を温め、駆動用バッテリ１４の性能低下を防止することができる。したがて、住宅１の外気温又は駆動用バッテリ１４の温度が所定温度以下である時に、制御装置４０は、出発時刻の直前に、駆動用バッテリ１４の残量（充電前のＳＯＣ＋充電量）は、最小予備充電量だけ急速充電によって更に増加することができる（最終的な充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ＋充電量＋最小予備充電量（低温時のみ急速充電））。
【００２５】
ユーザは、目的地を経由して住宅（元の場所である自宅）に戻ると、基本的には、充電量だけが消費されるので、駆動用バッテリ１４の残量又は充電率（ＳＯＣ）は、再び、初期値（満充電の半分以下で、好ましくは、３０％〜５０％の範囲）又はその付近に戻る。したがって、駆動用バッテリ１４の容量の劣化（ＳＯＨの低下）を常に回避することができ、駆動用バッテリ１４の状態を最適に維持することができる。
【００２６】
なお、電気自動車５が自宅１に戻った時に、駆動用バッテリ１４の残量（ＳＯＣ）と初期値（満充電の半分以下で、好ましくは、３０〜５０％の範囲）との間に相違がある場合、制御装置４０は、その相違を考慮し、対処することができる。具体的には、帰宅後のＳＯＣが例えば初期値未満である時に、制御装置４０は、初期値まで、充電コストを考慮して充電することができる。代替的に、帰宅後のＳＯＣが例えば初期値を超える時に、制御装置４０は、帰宅後のＳＯＣを初期値まで駆動用バッテリ１４の電力を使用又は放電してもよく、或いは、帰宅後のＳＯＣをそのまま維持しながらその超過分（帰宅後のＳＯＣ−初期値）だけ次の充電量を減少させ算出してもよい（次回の最終的な充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ（帰宅後のＳＯＣ＞初期値）＋次回の充電量（予定又は推定される使用電力−超過分（帰宅後のＳＯＣ−初期値））＋次回の最小予備充電量（低温時のみ急速充電）。
【００２７】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・住宅、５・・・電気自動車、１０・・・車載機器、１２・・・電子制御ユニット、１４・・・駆動用バッテリ、２０・・・蓄電池、３０・・・太陽光発電ユニット、４０・・・制御装置、５０・・・家電機器、６０・・・温度センサ、１００・・・ＨＥＭＳ。
【図１】
2020065395.tif 000003