(57)【要約】【課題】電力料金を節約しつつ目標電池寿命を確保することのできる充放電管理システムを提供すること。【解決手段】車載電池（１２）の充放電管理システム（４０）は、ユーザの入力に基づいて、車載電池の目標電池寿命を設定する目標電池寿命設定手段（４２）と、車載電池の容量情報と、車載電池の寿命情報と、車両の電力使用情報と、を取得し、設定された目標電池寿命の期間において、車載電池から家屋電力系統に供給可能な余剰電力を算出する余剰電力算出手段（４４）と、家屋電力系統の電力使用情報と、時間帯別の電力料金情報と、を取得し、電力料金の高い時間帯から余剰電力を優先的に分配するように、車載電池の充放電パターンを算出する充放電パターン算出手段（４６）と、算出された充放電パターンにしたがって、車載電池の充放電を制御する充放電制御手段（４８）と、を備える。【選択図】図３
2015027164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外部の電力供給源（２０）に接続されて充電されるとともに、家屋（１４）の電力系統（１６）に接続されて前記家屋電力系統に放電する車載電池（１２）の充放電管理システムであって、
ユーザの入力に基づいて、前記車載電池の目標電池寿命を設定する目標電池寿命設定手段（４２）と、
前記車載電池の容量情報と、前記車載電池の寿命情報と、前記車両の電力使用情報と、を取得し、設定された前記目標電池寿命の期間において、前記車載電池から前記家屋電力系統に供給可能な余剰電力を算出する余剰電力算出手段（４４）と、
前記家屋電力系統の電力使用情報と、時間帯別の電力料金情報と、を取得し、電力料金の高い時間帯から前記余剰電力を優先的に分配するように、前記車載電池の充放電パターンを算出する充放電パターン算出手段（４６）と、
算出された前記充放電パターンにしたがって、前記車載電池の充放電を制御する充放電制御手段（４８）と、
を備えることを特徴とする充放電管理システム。
【請求項２】
前記目標電池寿命設定手段（４２）は、複数の前記目標電池寿命を設定し、
前記余剰電力算出手段（４４）は、設定された前記目標電池寿命毎に、前記余剰電力を算出し、
前記充放電パターン算出手段（４６）は、設定された前記目標電池寿命毎に、前記車載電池（１２）の充放電パターンを算出し、
設定された前記目標電池寿命毎に、前記余剰電力の供給によって節約できる節約料金を算出する節約料金算出手段（５０）と、
設定された前記目標電池寿命毎に、前記節約料金を、選択可能にユーザに通知する通知手段（５２）と、
前記通知を受けて前記ユーザにより入力される結果に基づき、複数の前記充放電パターンの中から１つを、前記充放電制御手段に出力する充放電パターンとして選択する選択手段（５４）と、
備えることを特徴とする請求項１に記載の充放電管理システム。
【請求項３】
前記目標電池寿命設定手段（４２）は、複数の前記目標電池寿命を設定し、
前記余剰電力算出手段（４４）は、設定された前記目標電池寿命毎に、前記余剰電力を算出し、
前記充放電パターン算出手段（４６）は、設定された前記目標電池寿命毎に、前記車載電池（１２）の充放電パターンを算出し、
前記車両の目標車両寿命を設定する目標車両寿命設定手段（５６）と、
設定された前記目標電池寿命毎に、前記余剰電力の供給によって節約できる節約料金を算出するとともに、前記車載電池の交換費用の情報を取得し、前記節約料金から前記交換費用を減算した総合料金を算出する総合料金算出手段（５８）と、
前記総合料金が最も高くなる前記目標電池寿命の前記充放電パターンを、複数の前記充放電パターンの中から前記充放電制御手段に出力する充放電パターンとして選択する選択手段（６０）と、
備えることを特徴とする請求項１に記載の充放電管理システム。
【請求項４】
前記余剰電力算出手段（４４）は、前記余剰電力として、前記目標電池寿命よりも短い単位期間当たりの余剰電力を算出し、
前記充放電パターン算出手段（４６）は、前記単位期間において、電力料金の高い時間帯から前記単位期間あたりの余剰電力を優先的に分配するように、前記車載電池の充放電パターンを算出することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の充放電管理システム。
【請求項５】
前記単位期間を一日とすることを特徴とする請求項４に記載の充放電管理システム。
【請求項６】
前記単位期間を複数日とすることを特徴とする請求項４に記載の充放電管理システム。
【請求項７】
前記充放電パターン算出手段（４６）は、前記家屋電力系統（１６）の電力使用情報に基づき、平日の朝時間帯又は昼時間帯の電力使用量が通常時よりも多い場合、前記家屋電力系統への放電をしないように前記車載電池（１２）の充放電パターンを算出することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の充放電管理システム。
【請求項８】
前記充放電パターン算出手段（４６）は、ユーザの外出予定情報を取得し、ユーザの外出予定日には前記家屋電力系統（１６）への放電をしないように前記車載電池（１２）の充放電パターンを算出することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の充放電管理システム。
【請求項９】
前記車載電池（１２）の充放電サイクル数をカウントする計数手段（６２）を備え、
前記計数手段は、前記車載電池の温度、充放電電流値に応じて、前記充放電サイクル数を補正し、
前記余剰電力算出手段は、前記車載電池の寿命情報として、補正された残サイクル数を取得することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の充放電管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両外部の電力供給源に接続されて充電されるとともに、家屋の電力系統に接続されて家屋電力系統に放電する車載電池の充放電管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両外部の電力供給源に接続されて充電されるとともに、家屋の電力系統に接続されて家屋電力系統に放電する車載電池の充放電管理システムとして、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１では、深夜電力料金の時間帯にのみ、給電電力系統（電力供給源）からの供給電力を用いて、二次電池（車載電池）の充電が行われるようになっている。また、車載電池の充電量が予め設定された基準残量を超える場合、二次電池の電池電力を家屋の電力系統に供給するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７５８９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、深夜電力を車載電池に充電し、車載電池から家屋の電力系統に電力を供給することで、電力料金を節約することができる。反面、充放電により車載電池の寿命が短くなり、ユーザが要求する目標電池寿命を満たすことができない、すなわちユーザを満足させることができない虞がある。
【０００６】
特に車載電池の寿命が短くなることで電池交換が必要となると、電池交換費用と家屋の電力料金とのトータルコストで損をする虞もある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、電力料金を節約しつつ目標電池寿命を確保することのできる充放電管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示された発明のひとつは、車両外部の電力供給源（２０）に接続されて充電されるとともに、家屋（１４）の電力系統（１６）に接続されて家屋電力系統に放電する車載電池（１２）の充放電管理システムであって、ユーザの入力に基づいて、車載電池の目標電池寿命を設定する目標電池寿命設定手段（４２）と、車載電池の容量情報と、車載電池の寿命情報と、車両の電力使用情報と、を取得し、設定された目標電池寿命の期間において、車載電池から家屋電力系統に供給可能な余剰電力を算出する余剰電力算出手段（４４）と、家屋電力系統の電力使用情報と、時間帯別の電力料金情報と、を取得し、電力料金の高い時間帯から余剰電力を優先的に分配するように、車載電池の充放電パターンを算出する充放電パターン算出手段（４６）と、算出された充放電パターンにしたがって、車載電池の充放電を制御する充放電制御手段（４８）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、ユーザの入力に基づいて目標電池寿命が設定され、この目標電池寿命を確保するように、車載電池（１２）から家屋電力系統（１６）に分配される余剰電力が決定される。換言すれば、目標電池寿命が達成されるように、家屋電力系統（１６）への放電が制御される。したがって、目標電池寿命を確保することができる。
【００１１】
また、余剰電力は、電力料金の高い時間帯から優先的に分配される。このように、電力料金の高い時間帯で余剰電力を家屋電力系統（１６）に供給するため、電力料金を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車載電池の充放電を説明するための図である。
【図２】充放電管理システムが搭載された車両の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る充放電管理システムの概略構成を示す図である。
【図４】充放電管理システムで実行される処理を示すフローチャートである。
【図５】時間帯別の電力料金情報を示す図である。
【図６】家屋における電力使用情報を示す図である。
【図７】図４の充放電パターン算出処理を示すフローチャートである。
【図８】充放電パターンを示す図である。
【図９】第２実施形態に係る充放電管理システムの概略構成を示す図である。
【図１０】充放電管理システムで実行される処理を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る充放電管理システムの概略構成を示す図である。
【図１２】充放電管理システムで実行される処理を示すフローチャートである。
【図１３】第４実施形態に係る充放電管理システムに用いられる家屋電力系統の電力使用情報を示す図である。
【図１４】単位期間を一日とする場合の充放電パターンを示す図である。
【図１５】第４実施形態に係る充放電管理システムにより得られる充放電パターンを示す図である。
【図１６】第５実施形態に係る充放電管理システムで実行される処理のうち、充放電パターン算出処理を示すフローチャートである。
【図１７】第６実施形態に係る充放電管理システムで実行される処理のうち、充放電パターン算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】第７実施形態に係る充放電管理システムの概略構成を示す図である。
【図１９】充放電電流値毎の車載電池の放電特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００１４】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、車載電池の充放電について説明する。
【００１５】
図１に示すように、車両１０は、図示しないモータに駆動電力を供給するための車載電池１２を備えている。車両１０としては、車両外部からの充電が可能であり、車両外部に対して放電が可能な車両、例えば電気自動車（ＥＶ）や、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）を採用することができる。車載電池１２は、充放電可能な直流電源であり、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池を採用することができる。
【００１６】
車載電池１２は、例えば図１に示すように、家屋１４の電力系統１６（以下、家屋電力系統１６と示す）と、配電システム１８を介して、電気的に接続される。また、配電システム１８を介して、電力供給源２０である電力網（具体的にはトランス）と電気的に接続される。
【００１７】
配電システム１８は、電力を交流、直流へ変換する、又は、昇圧、降圧などを行う。また、電力供給源２０、車載電池１２、及び家屋電力系統１６の接続を制御する。この配電システム１８は、家屋１４の図示しないスマートメータと一体に設けられても良いし、スマートメータよりも電力供給源２０（トランス）側に設けられても良い。さらには、家屋１４内に設けられ、配電システム１８が、家屋１４のスマートメータを介して、電力供給源２０と接続される構成としても良い。
【００１８】
車載電池１２は、図示しない充電設備を介して、配電システム１８と電気的に接続される。そして、車両１０は、配電システム１８を介して、電力供給源２０から電力の供給を受け、車載電池１２を充電する。一方、後述する余剰電力を放電する期間においては、配電システム１８を介して、余剰電力を家屋電力系統１６に放電する。
【００１９】
次に、図２に基づき、充放電管理システムが搭載された車両１０の構成について説明する。
【００２０】
図２に示すように、車両１０は、上記した車載電池１２以外に、電池ＥＣＵ２２、エネルギーマネジメントＥＣＵ２４（以下、エネマネＥＣＵ２４と示す）、走行制御ＥＣＵ２６、ナビゲーションシステム２８、ゲートウェイ３０を有している。
【００２１】
電池ＥＣＵ２２は、車載電池１２の状態を監視（センシング）するとともに、監視によって得られた情報により電池状態を演算する。また、エネマネＥＣＵ２４からの指示に基づき、車載電池１２の充放電を制御する。
【００２２】
エネマネＥＣＵ２４は、後述する充放電管理システムを搭載している。このエネマネＥＣＵ２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタなどを備えるマイコンを主体として構成されている。マイコンは、ＣＰＵが入力信号やＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ及びレジスタを一時的に記憶領域として用いつつ各種演算処理を実行する。
【００２３】
エネマネＥＣＵ２４は、配電システム１８を介して、家屋電力系統１６の電力使用情報を取得する。また、電池ＥＣＵ２２から、車載電池１２の電池容量情報、電池寿命情報（残寿命）、充電情報を取得するとともに、走行制御ＥＣＵ２６から、車両の電力使用情報を取得する。また、ナビゲーションシステム２８から、ユーザの入力情報を取得する。さらには、ゲートウェイ３０及び家屋１４側のルータ３２を介して、インターネット３４経由で、時間帯別の電力料金情報を取得する。そして、これら取得した各種情報に基づいて、ユーザが所望する電池寿命（目標電池寿命）を確保しつつ、電力料金を節約できるように車載電池１２の充放電パターンを算出する。そして、算出した充放電パターンにしたがい、電力供給源２０から電力が供給されて車載電池１２が充電されるとともに、車載電池１２から家屋電力系統１６に電力が供給されるように、電池ＥＣＵ２２及び配電システム１８に指示信号を出力する。
【００２４】
次に、図３に基づき、充放電管理システムの概略構成を説明する。
【００２５】
図３に示すように、充放電管理システム４０は、目標電池寿命設定部４２と、余剰電力算出部４４と、充放電パターン算出部４６と、充放電制御部４８と、を備えている。目標電池寿命設定部４２は、特許請求の範囲に記載の目標電池寿命設定手段に相当し、余剰電力算出部４４は、余剰電力算出手段に相当する。また、充放電パターン算出部４６は、充放電パターン算出手段に相当し、充放電制御部４８は、充放電制御手段に相当する。
【００２６】
目標電池寿命設定部４２は、ユーザの入力に基づいて、車載電池１２の目標電池寿命を設定する。本実施形態では、ナビゲーションシステム２８のモニタ（ディスプレイ）に、充放電パターン制御モードＳＷが表示され、該ＳＷを押すと、目標電池寿命の設定ができる画面に移行する。該設定画面においてユーザにより「１０年」と入力がなされると、目標電池寿命設定部４２は、目標電池寿命として１０年を設定する。これを元に、充放電パターンが算出される。
【００２７】
余剰電力算出部４４は、目標電池寿命設定部４２により設定される目標電池寿命の期間において、車載電池１２から家屋電力系統１６に供給可能な余剰電力を算出する。余剰電力算出部４４は、予め車載電池１２のスペックとして記憶された電池容量情報と、現時点での電池寿命情報とを、電池ＥＣＵ２２から取得する。また、車両１０の電力使用情報を走行制御ＥＣＵ２６から取得する。そして、設定された目標電池寿命と、取得した車両１０の電力使用情報とにより、目標電池寿命の期間における車両１０の消費電力を算出する。また、上記した車両１０の消費電力と、取得した電池容量情報及び電池寿命情報とにより、目標電池寿命の期間における余剰電力を算出する。本実施形態において、余剰電力算出部４４による余剰電力の算出は、目標電池寿命が設定される毎になされる。
【００２８】
充放電パターン算出部４６は、電力料金の高い時間帯から余剰電力を優先的に分配するように、車載電池１２の充放電パターンを算出する。このために、余剰電力算出部４４は、上記したように、インターネット３４経由で、時間帯別の電力料金情報を取得する。また、配電システム１８を介して、家屋電力系統１６の電力使用情報を取得する。そして、時間帯別の電力料金情報と家屋電力系統１６の電力使用情報とにより、充放電パターンを算出する。
【００２９】
本実施形態では、充放電パターン算出部４６が、電池ＥＣＵ２２から充電情報を取得する。例えば充電情報として、現時点より以前に行われた充電の平均充電電力を取得する。充放電パターン算出部４６は、この平均充電電力も加味し、電力料金の安い時間帯で充電がなされるように、充放電パターンを算出する。なお、充電情報としては、電池容量情報を用いても良い。また、予めメモリに格納された値（例えば７ｋＷｈ）を用いても良い。なお、充放電パターン算出部４６による充放電パターンの算出は、余剰電力が算出される毎になされる。
【００３０】
充放電制御部４８は、充放電パターン算出部４６により算出された充放電パターンにしたがって、車載電池１２の充放電を制御するように、電池ＥＣＵ２２及び配電システム１８に指示信号を出力する。例えば１０時から１７時の間に、４ｋＷｈを車載電池１２から家屋電力系統１６に放電し、放電時には、家屋電力系統１６が電力供給源２０から電力の供給を受けないように、指示信号を出力する。
【００３１】
次に、図４〜図８に基づき、充放電管理システムが実行する処理について説明する。図４に示す一連の処理は、ユーザによる入力毎に実行される。
【００３２】
上記したように、ユーザにより目標電池寿命が入力されると、図４に示すように、目標電池寿命設定部４２は、入力値を目標電池寿命として設定する（Ｓ１０）。例えば、目標電池寿命として１０年が設定されたとする。
【００３３】
次に、余剰電力算出部４４は、電池容量（電池スペックとして決定された容量）と、電池寿命（現時点における残寿命、換言すれば充放電可能な残り回数）とを、電池ＥＣＵ２２から取得するとともに（Ｓ１２）、車両１０の電力使用情報を、走行制御ＥＣＵ２６から取得する（Ｓ１４）。そして、取得した各情報と、目標電池寿命とに基づいて、余剰電力を算出する（Ｓ１６）。本実施形態では、余剰電力として、目標電池寿命よりも短い単位期間当たりの余剰電力を算出する。
【００３４】
例えば、電池容量が１０ｋＷｈ、電池寿命（充放電可能な残り回数）が３０００サイクル、車両１０の電力使用が１０００ｋＷｈ／年（＝１００サイクル／年）とする。すると、今後１０年間で車両１０が使う電力は、１０００サイクル分であるので、２０００サイクル分を家屋電力系統１６へ振り分けることができる。したがって、家屋電力系統１６へは、１０年間で２００００ｋＷｈ、一日あたり約５．５ｋＷｈの余剰電力を供給できることとなる。この５．５ｋＷｈ／日が、単位期間当たりの余剰電力に相当する。すなわち、本実施形態では、単位期間を一日としている。
【００３５】
次に、充放電パターン算出部４６は、時間帯別の電力料金情報を、インターネット３４経由で取得する（Ｓ１８）。また、充放電パターン算出部４６は、家屋電力系統１６の電力使用情報を、配電システム１８を介して家屋１４側から取得する（Ｓ２０）。さらに、充放電パターン算出部４６は、充電情報（平均充電電力）を電池ＥＣＵ２２から取得する（Ｓ２２）。そして、取得した各情報に基づいて、車載電池１２の充放電パターンを算出する処理を実行する（Ｓ２４）。
【００３６】
ここで、時間帯別の電力料金情報とは、図５に示すように、時間帯と電力単価との関係が示されたものである。図５に示す例では、ＰＭ１１時〜ＡＭ７時までの夜間（深夜）時間帯と、ＡＭ７時〜ＡＭ１０時までの朝時間帯と、ＡＭ１０時〜ＰＭ５時までの昼間時間帯と、ＰＭ５時〜ＰＭ１１時までの晩時間帯にわかれている。ただし、単価は、夜間が最も安く、昼間が最も高く、朝と晩は互いに同じ値であって、夜間と昼間の間となっている。
【００３７】
また、家屋電力系統１６の電力使用情報とは、図６に示すように、上記した時間帯（夜間、朝、昼間、晩）と電力使用量との関係が示されたものである。図６に示す例では、夜間時間帯において２ｋＷｈ、朝時間帯において３ｋＷｈ、昼間時間帯において４ｋＷｈ、晩時間帯において３ｋＷｈとなっている。
【００３８】
次に、図４のＳ２４に示す充放電パターン算出処理について説明する。
【００３９】
図７に示すように、先ず充放電パターン算出部４６は、選択可能な時間帯の中から、電力料金（単価）の一番安い時間帯を選択する（Ｓ３０）。本実施形態では、上記したように、余剰電力を配分する単位期間を一日としている。したがって、上記した４つの時間帯の中から、電力料金が一番安い夜間時間帯を選択する。
【００４０】
次に、充放電パターン算出部４６は、電池ＥＣＵ２２から充電情報（平均充電電力）を取得し、選択した時間帯において、車載電池１２の満充電が可能か否かを判定する（Ｓ３２）。Ｓ３２において満充電できると判定されると、次に充放電パターン算出部４６は、選択可能な時間帯の中から、電力料金（単価）の一番高い時間帯を選択する（Ｓ３４）。本実施形態では、上記した４つの時間帯の中から、電力料金が一番高い昼間時間帯を選択する。
【００４１】
次に、充放電パターン算出部４６は、余剰電力（単位期間当たりの余剰電力）が、Ｓ３４で選択した時間帯で必要とされる放電量（家屋電力系統１６の消費電力）よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３６）。そして、Ｓ３６において、余剰電力が放電量以下である、すなわち余剰電力が余らないと判定されると、充放電パターン算出部４６は、Ｓ３０〜Ｓ３６の結果に基づいて、充放電パターンを設定（算出）する（Ｓ３８）。この充放電パターンは、例えば図８に示すように時間帯と充放電電力との関係、より詳しくは時刻と充放電電力との関係（単位期間における充放電タイミング）が示されたものである。充放電パターンは、書き換え可能な不揮発性メモリに保存される。そして、ユーザにより目標電池寿命が再設定されると、充放電パターンが更新される。
【００４２】
なお、Ｓ３２において満充電できないと判定されると、Ｓ３０に戻り、充放電パターン算出部４６は、選択可能な時間帯の中から、電力料金（単価）の一番安い時間帯を選択する。先において一番安い時間帯（夜間）が選択された場合、ここでは、夜間を選択することはできないため、残りの時間帯、すなわち選択可能な時間帯のうち、一番安い朝時間帯又は晩時間帯を選択する。本実施形態では、車両１０が使われることを考慮し、晩時間帯であってできるだけ遅い時刻に充電がなされる。
【００４３】
また、Ｓ３６において余剰電力が放電量よりも大きい、すなわち余剰電力が余ると、Ｓ３４に戻り、充放電パターン算出部４６は、選択可能な時間帯の中から、電力料金（単価）の一番高い時間帯を選択する。先において一番高い時間帯（昼間）が選択された場合、ここでは、昼間を選択することはできないため、残りの時間帯、すなわち選択可能な時間帯のうち、一番高い朝時間帯又は晩時間帯を選択する。本実施形態では、車両１０が使われることを考慮し、晩時間帯であってできるだけ遅い時刻に放電がなされる。
【００４４】
Ｓ２４の処理が終わると、図４に示すように、充放電制御部４８は、Ｓ２４で算出された充放電パターンにしたがって、車載電池１２を制御する（Ｓ２６）。例えば、所定の時刻において、車載電池１２が家屋電力系統１６に所定電力放電するように、指示信号を電池ＥＣＵ２２及び配電システム１８に出力する。そして、車両１０が図示しない充電設備に接続されている場合、電池ＥＣＵ２２及び配電システム１８は、上記充放電パターンにしたがって、車載電池１２の充放電を制御する。
【００４５】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００４６】
本実施形態によれば、ユーザの入力に基づいて、目標電池寿命設定部４２がユーザの要求に応じた目標電池寿命を設定する。また、この目標電池寿命を確保するように、余剰電力算出部４４は、車載電池１２から家屋電力系統１６に分配可能な余剰電力を算出する。そして、目標電池寿命が達成されるように、家屋電力系統１６への放電が制御される。したがって、ユーザの要求に応じた目標電池寿命を確保することができる。
【００４７】
また、充放電パターン算出部４６は、電力料金の高い時間帯から優先的に余剰電力を分配するように、充放電パターンを算出する。このように、家屋電力系統１６に対し、電力料金の高い時間帯で余剰電力を供給するため、電力料金を節約することができる。
【００４８】
以上により、本実施形態に係る充放電管理システム４０によれば、電力料金を節約しつつ目標電池寿命を確保することができる。
【００４９】
さらに、充放電パターン算出部４６は、電力料金の安い時間帯で車載電池１２が充電するように、充放電パターンを算出する。これにより、電力料金をさらに節約することができる。
【００５０】
また、余剰電力算出部４４は、余剰電力として、目標電池寿命よりも短い単位期間当たりの余剰電力を算出し、充放電パターン算出部４６は、単位期間において、電力料金の高い時間帯から単位期間あたりの余剰電力を優先的に分配するように、車載電池の充放電パターンを算出する。これによれば、目標電池寿命の全期間に対して充放電パターンを算出する場合よりも、処理負荷を軽減することができる。
【００５１】
本実施形態では、単位期間を一日とするので、処理負荷を特に軽減することができる。特に、後述するように、目標電池寿命よりも短い所定期間毎に余剰電力及び充放電パターンの算出を行う場合には、充放電管理システム４０による予測と実際の電池寿命とのズレを小さくすることができる。
【００５２】
なお、余剰電力及び充放電パターンの算出は、上記したように目標電池寿命が設定される毎になされても良いし、目標電池寿命よりも短い所定期間毎（二時間毎、一日毎など）になされても良い。所定期間毎になされる場合、目標電池寿命は書き換え可能な不揮発性メモリに保存される。そして、メモリに保存された目標電池寿命に基づいて、現時点での目標電池寿命（目標電池寿命設置日からの経過分を差し引いた寿命）が算出され、余剰電力及び充放電パターンが更新されても良い。この点については、以下に示す各実施形態においても、同様である。
【００５３】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００５４】
本実施形態では、目標電池寿命設定部４２が、複数の目標電池寿命を設定し、余剰電力算出部４４が、設定された目標電池寿命毎に余剰電力を算出する。また、充放電パターン算出部４６は、設定された目標電池寿命毎に、車載電池１２の充放電パターンを算出する。さらに、充放電管理システム４０は、図９に示すように、節約料金算出部５０と、通知部５２と、選択部５４と、を有している。節約料金算出部５０は、特許請求の範囲に記載の節約料金算出手段に相当し、通知部５２は、通知手段に相当する。また、選択部５４は、選択手段に相当する。
【００５５】
節約料金算出部５０は、設定された目標電池寿命毎に、換言すれば充放電パターン毎に、家屋電力系統１６へ余剰電力を供給することで節約できる節約料金を算出する。通知部５２は、設定された目標電池寿命毎に、節約料金算出部５０にて算出された節約料金を、選択可能にユーザに通知する。選択部５４は、通知を受けてユーザにより入力される結果に基づき、複数の充放電パターンの中から１つを、充放電制御部４８に出力する充放電パターンとして選択する。
【００５６】
次に、図１０に基づき、充放電管理システム４０が実行する処理について説明する。
【００５７】
図１０に示すＳ１１０〜Ｓ１２４は、基本的に第１実施形態の図４に示すＳ１０〜Ｓ２４と同じである。例えば、Ｓ１１０は、Ｓ１０に１００を加算した番号となっている。異なる点は、Ｓ１１０において複数の目標電池寿命を設定、Ｓ１１６において目標電池寿命毎に余剰電力を算出、Ｓ１２４において目標電池毎に充放電パターンを算出する点である。
【００５８】
Ｓ１２４にて目標電池寿命毎に、充放電パターンが算出されると、節約料金算出部５０は、設定された目標電池寿命毎（充放電パターン毎）に、家屋電力系統１６へ余剰電力を供給することで節約できる節約料金を算出する。節約料金とは、例えば車載電池１２を充電した際の電力料金（単価）と、余剰電力を供給しない場合の同時間帯の電力料金との差に、放電した余剰電力を乗算して算出される。
【００５９】
節約料金が算出されると、次に、通知部５２は、設定された目標電池寿命毎の節約料金を、選択可能にユーザに通知する。本実施形態では、ナビゲーションシステム２８のモニタに表示するように、ナビゲーションシステム２８に指示信号を出力する。
【００６０】
そして、ナビゲーションシステム２８のモニタに、目標電池寿命毎の節約料金が表示され、この表示を見たユーザにより、目標電池寿命（換言すれば充放電パターン）の選択信号が入力されると、選択部５４は、選択信号に応じて、複数の中から一つの充放電パターンを選択する（Ｓ１３０）。充放電制御部４８は、選択された充放電パターンにしたがって、車載電池１２の充放電を制御する（Ｓ１３２）。
【００６１】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００６２】
本実施形態によれば、第１実施形態に記載の効果に加え、ユーザに対して、目標電池寿命毎に節約料金を通知し、充放電パターンを選択してもらうことができる。したがって、ユーザの好みに応じた充放電パターンを設定することができる。換言すれば、電池寿命と電力料金に関して、ユーザに納得感を与えることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、目標電池寿命毎の節約料金をユーザに通知し、ユーザによって目標電池寿命（充放電パターン）を選択してもらう。したがって、ユーザにより、複数の目標電池寿命が入力され、目標電池寿命設定部４２は、入力された複数の値に基づいて、複数の目標電池寿命を設定しても良い。それ以外にも、ユーザにより、充放電パターンの算出指示入力がされると、目標電池寿命設定部４２は、予めメモリに格納された複数の目標電池寿命を読みだして、複数の目標電池寿命を設定しても良い。この点については、第３実施形態においても、同様である。
【００６４】
（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６５】
本実施形態では、第２実施形態同様、目標電池寿命設定部４２が、複数の目標電池寿命を設定し、余剰電力算出部４４が、設定された目標電池寿命毎に余剰電力を算出する。また、充放電パターン算出部４６は、設定された目標電池寿命毎に、車載電池１２の充放電パターンを算出する。さらに、充放電管理システム４０は、図１１に示すように、目標車両寿命設定部５６と、総合料金算出部５８と、選択部６０と、を有している。目標車両寿命設定部５６は、特許請求の範囲に記載の目標車両寿命設定手段に相当し、総合料金算出部５８は、総合料金算出手段に相当する。また、選択部６０は、選択手段に相当する。
【００６６】
目標車両寿命設定部５６は、例えばユーザの入力に基づいて、車両１０の目標寿命（目標車両寿命）を設定する。本実施形態では、ナビゲーションシステム２８のモニタに、上記した充放電パターン制御モードＳＷが表示され、該ＳＷを押すと、目標電池寿命と目標車両寿命の設定ができる画面に移行する。該設定画面においてユーザにより「１５年」と入力がなされると、目標車両寿命設定部５６は、目標車両寿命として１５年を設定する。
【００６７】
総合料金算出部５８は、目標電池寿命設定部４２により設定された目標電池寿命毎に、余剰電力の供給によって節約できる節約料金を算出するとともに、車載電池１２の交換費用の情報を取得し、節約料金から交換費用を減算した総合料金を算出する。目標車両寿命が目標電池寿命よりも長い場合、車載電池１２の交換が少なくとも１回必要となり、本実施形態では、交換費用に交換回数を乗算した値を、節約料金から減算して総合料金（トータル利益）を算出する。
【００６８】
選択部６０は、複数の充放電パターンの中から、総合料金が最も高くなる目標電池寿命の充放電パターンを選択する。
【００６９】
次に、図１２に基づき、充放電管理システム４０が実行する処理について説明する。
【００７０】
上記したように、ユーザにより目標車両寿命が入力されると、図１２に示すように、目標車両寿命設定部５６は、入力値を目標車両寿命として設定する（Ｓ２００）。
【００７１】
Ｓ２１０〜Ｓ２２６は、第２実施形態の図１０に示すＳ１１０〜Ｓ１２６と同じである。例えば、Ｓ２１０は、Ｓ１１０に１００を加算した番号となっている。異なる点は、Ｓ２２６では、節約料金算出部５０に代えて、総合料金算出部５８が節約料金を算出する点である。
【００７２】
Ｓ１２６にて節約料金を算出すると、総合料金算出部５８は、例えばインターネット３４経由で、車載電池１２の交換費用情報を取得する（Ｓ２３８）。そして、総合料金算出部５８は、目標車両寿命より目標電池寿命が短いものについて、Ｓ１２６で算出した節約料金から、交換費用に交換回数を乗算した値を減算し、車両寿命毎の総合料金を算出する（Ｓ２３０）。
【００７３】
次に、選択部６０は、複数の充放電パターンの中から、総合料金が最も高くなる、すなわちトータル利益が最もでる充放電パターンを選択する（Ｓ２３２）。そして、充放電制御部４８は、選択された充放電パターンにしたがって、車載電池１２の充放電を制御する（Ｓ２３４）。
【００７４】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００７５】
本実施形態によれば、第１実施形態に記載の効果に加え、ユーザが要求する車両寿命を達成する前提で、電池交換費用を含めた総合料金（トータル利益）が最大となるように、充放電パターンが選択される。このため、車載電池１２の余剰電力を家屋電力系統１６に供給することによる節約料金だけでなく、電池交換も考慮して、ユーザの得の最大化を実現することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７７】
本実施形態では、余剰電力を分配する単位となる単位期間を、第１実施形態の一日ではなく、複数日とすることを特徴とする。具体的には一週間の例を示す。充放電管理システム４０の構成及び実行する処理については、第１実施形態と同様（図３，４，７参照）である。
【００７８】
図１３に示す例では、家屋電力系統１６の昼間時間帯の電力使用量は、平日と休日とで、大きく異なっている。それ以外の夜間時間帯、朝時間帯、晩時間帯では、平日と休日とで同じ電力使用量となっている。
【００７９】
ここで、第１実施形態同様、一日当たりの余剰電力を５．５ｋＷｈとする。また、時間帯別の電力料金は、第１実施形態（図５参照）と同じと、電池容量も、第１実施形態と同じ１０ｋＷｈとする。
【００８０】
単位期間を一日とすると、日毎に５．５ｋＷｈを分配するため、充放電パターンは、図１４に示すように、平日の場合、電力料金が一番高い昼間時間帯で放電１ｋＷｈとし、余剰電力が余るため、次に電力料金が高い晩時間帯で３ｋＷｈ、朝時間帯で１．５ｋＷｈとなる。なお、晩時間帯より、朝時間帯を優先しても良いが、車両１０が使われることを考慮し、晩時間帯を優先している。
【００８１】
休日の場合、図１４に示すように、電力料金が一番高い昼間時間帯で、余剰電力全て５．５ｋＷｈを放電する。したがって、休日においては、昼間時間帯の電力使用量１２ｋＷｈに対し、５．５ｋＷｈ分しか車載電池１２側から補填できない。
【００８２】
これに対し、単位期間を一週間とする場合、一週間で３８．５ｋｗｈを分配することとなる。そして、一週間単位で、電力料金が一番高い昼間時間帯に余剰電力を優先的に分配することができる。ただし、電池容量１０ｋＷｈを超える電力は放電することができないため、図１５に示すように、休日の昼間時間帯には、電池容量と等しい１０ｋＷｈを放電するものとする。また、平日の昼間時間帯には、電力使用量と等しい１ｋＷｈを放電するものとする。このように、一週間分の昼間時間帯に対し、２５ｋＷｈを優先的に分配する。なお、休日の昼間時間帯の電力使用量が電池容量を超えていない場合には、電力使用量と等しい電力を放電するようにすれば良い。
【００８３】
そして、余剰電力に１３．５ｋＷｈ余りがあるため、次に電力料金が高い時間帯に余剰電力を分配する。図１５に示す例では、平日の晩時間帯に２．７ｋＷｈずつ放電するものとする。なお、平日の晩時間帯より、平日の朝時間帯を優先しても良い。さらには、休日の晩時間帯や朝時間帯を優先しても良い。図１５では、朝時間帯や、休日の晩時間帯に車両１０が使われることを考慮し、平日の晩時間帯を優先している。
【００８４】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００８５】
本実施形態によれば、節約料金の効果が大きい時間帯で、できるだけ多く放電させるために、日をまたいで余剰電力を調整することができる。したがって、第１実施形態に記載の効果に加え、さらに電力料金を節約することができる。
【００８６】
（第５実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８７】
本実施形態では、余剰電力及び充放電パターンの算出が、例えば目標電池寿命よりも短い所定期間毎（例えば二時間毎）になされる。そして、充放電パターン算出部４６は、第１実施形態の図４（Ｓ２０）に示したように、配電システム１８を介して家屋電力系統１６の電力使用情報を二時間毎に取得する。そして、取得した電力使用情報に基づき、図１６に示すように、充放電パターン算出処理を実行する。
【００８８】
図１６に示すフローチャートは、図７に対して、Ｓ４０，Ｓ４２，Ｓ４４を追加したものとなっている。Ｓ３２の終了後、充放電パターン算出部４６は、現在が平日の朝時間帯又は昼時間帯であるか否かを判定する（Ｓ４０）。そして、朝時間帯又は昼時間帯であると判定されると、充放電パターン算出部４６は、家屋電力系統１６の電力使用量が、通常時の電力使用量（例えば同時間帯の平均値）よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４２）。
【００８９】
そして、Ｓ４２において、家屋電力系統１６の電力使用量が、通常時よりも大きいと判定されると、充放電パターン算出部４６は、当日（本日）の以後の放電をなしと決定する（Ｓ４４）。そして、家屋電力系統１６への放電をしないように、車載電池１２の充放電パターンを設定する（Ｓ３８）。
【００９０】
なお、Ｓ４０において、現在が平日の朝時間帯又は昼時間帯でないと判定されると、Ｓ３４に進み、以降の処理を実行する。また、Ｓ４２において、家屋電力系統１６の電力使用量が、通常時の電力使用量よりも大きくないと判定された場合も、Ｓ３４に進み、以降の処理を実行する。
【００９１】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００９２】
平日朝又は昼の電力使用量が多い場合、本来勤務で不在のはずが在宅（例えば有休を取得）しており、外出時に車両１０を使用する可能性がある。本実施形態によれば、このような場合でもあっても、車両１０を使用することができる。
【００９３】
（第６実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００９４】
本実施形態では、図示は省略するが、充放電パターン算出部４６が、例えば配電システム１８を介して、家屋１４側、例えばパソコンから、ユーザの外出予定情報を取得する。そして、充放電パターン算出部４６は、ユーザの外出予定日には家屋電力系統１６への放電をしないように、充放電パターンを算出する。
【００９５】
例えば図１７では、目標電池寿命よりも短い一日毎に、充放電パターンを算出する場合、ユーザの外出予定を考慮する例を示す。図１７に示すフローチャートは、図７に対して、Ｓ４６，Ｓ４８を追加したものとなっている。Ｓ３２の終了後、充放電パターン算出部４６は、本日が外出予定日か否かを判定する（Ｓ４６）。そして、外出予定日であると判定されると、充放電パターン算出部４６は、本日の放電なしと決定する（Ｓ４８）。そして、家屋電力系統１６への放電をしないように、車載電池１２の充放電パターンを設定する（Ｓ３８）。
【００９６】
なお、Ｓ４６において、本日が外出予定日ではないと判定されると、Ｓ３４に進み、以降の処理を実行する。
【００９７】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【００９８】
本実施形態によれば、パソコンのカレンダーツールによって、外出予定情報を取得し、外出のために車両１０が使用する電力を確保することができる。すなわち、ユーザの予定に合わせて、細やかな充放電制御を行いつつ、目標電池寿命の確保と電力料金を節約することができる。
【００９９】
なお、外出予定については、ナビゲーションシステム２８、家屋１４側のＨＥＭＳのユーザインターフェース、スマートフォンなどインターネットに接続できる機器によって入力されても良い。
【０１００】
（第７実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した充放電管理システム４０と共通する部分についての説明は割愛する。
【０１０１】
本実施形態では、充放電管理システム４０が、図１８に示すように、車載電池１２の充放電サイクル数をカウントする計数部６２を備える。この計数部６２は、図示しない電流センサから車載電池１２の充放電電流値を取得し、この充放電電流値に応じて、充放電サイクル数を補正する。そして、余剰電力算出部４４は、車載電池１２の寿命情報として、補正された残サイクル数を取得する。なお、残サイクル数とは、初期に設定された充放電可能なサイクル数から、実際に充放電を行ったサイクル数を減じたものである。また、図１８では、便宜上、充放電管理システム４０の一部のみを図示している。
【０１０２】
ところで、充放電電流の値により、充放電の１サイクルで放電できる電力が変化する。図１９は、一例として、充放電電流値毎の車載電池１２の放電特性を示している。そこで、計数部６２は、充放電電流値に基づいて充放電サイクル数を補正する。このとき次式を用いる。なお、放電量とは、各電流値で放電できる電力量である。
（数１）充放電サイクル数＝ｋ×放電量／電池容量
例えば、電池容量を１０ｋＷｈ、５Ａの充放電電流で、１サイクル９ｋＷｈ放電できるとする。この場合、ｋ＝１０／９＝１．１１となる。同様に、２．５Ａの充放電電流で、１サイクル１０ｋＷｈ放電できるとすると、ｋ＝１となる。さらに、０．５Aの充放電電流で、１サイクル１１ｋＷｈ放電できるとすると、ｋ＝０．９１となる。この定数ｋと充放電電流値との関係を予めメモリに記憶させておき、計数部６２は、測定された充放電電流値と対向するｋ値とから、充放電サイクル数を補正する。
【０１０３】
次に、本実施形態にかかる充放電管理システム４０の効果について説明する。
【０１０４】
本実施形態によれば、充放電電流値に応じて、充放電サイクル数を補正することができる。したがって、余剰電力をより精度よく算出することができる。すなわち、実際の電池寿命と目標車両寿命のズレを小さくすることができる。
【０１０５】
なお、充放電電流値以外にも、車載電池１２の温度によっても、１サイクルで放電できる電力が変化する。したがって、温度に基づいて充放電サイクル数を補正するようにしても良い。
【０１０６】
また、充放電管理システム４０が計数部６２を有する例を示したが、電池ＥＣＵ２２において、充放電電流値や温度によって充放電サイクル数が補正され、補正値が充放電管理システム４０の余剰電力算出部４４に入力されるようにしても良い。
【０１０７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１０８】
エネマネＥＣＵ２４だけでなく、充放電管理システム４０の一部が電池ＥＣＵ２２に搭載されても良い。例えば、上記した計数部６２が電池ＥＣＵ２２に構成され、この計数部６２を含んで充放電管理システム４０が構成されても良い。また、電池ＥＣＵ２２とエネマネＥＣＵ２４とを１つのＥＣＵとして構成することもできる。
【０１０９】
車両１０が新車の場合、車両の走行履歴（電力使用情報）が蓄積されていないため、例えばユーザにより電力使用情報を入力してもらっても良いし、乗り換える前の車の電力使用情報を取得して用いても良い。さらには、同一車種の平均値を、例えばインターネット３４経由で取得しても良い。
【０１１０】
ユーザからの入力については、ナビゲーションシステム２８に限定されず、例えば家屋１４側のＨＥＭＳのユーザインターフェース、車両１０のディーラ又は修理店、スマートフォンなどインターネットに接続できる機器によってなされても良い。
【０１１１】
また、充放電パターンを算出し、算出された充放電パターンによる車載電池１２の充放電を行った結果（使用した電池寿命、その寿命中の走行分、その寿命中の家屋電力系統１６への電力供給分、節約料金など）を、ユーザに通知するようにしても良い。これによれば、ユーザが目標電池寿命の再設定（見直し）をしやすくなる。
【０１１２】
夏場や冬場はエアコンの使用により、電力使用量が多くなる。したがって、シーズン毎の車両の電力使用情報を取得しても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１０・・・車両、１２・・・車載電池、１４・・・家屋、１６・・・家屋電力系統、１８・・・配電システム、２０・・・電力供給源、２２・・・電池ＥＣＵ、２４・・・エネマネＥＣＵ、２６・・・走行制御ＥＣＵ、２８・・・ナビゲーションシステム、３０・・・ゲートウェイ、３２・・・ルータ、３４・・・インターネット、４０・・・充放電管理システム、４２・・・目標電池寿命設定部、４４・・・余剰電力算出部、４６・・・充放電パターン算出部、４８・・・充放電制御部、５０・・・節約料金算出部、５２・・・通知部、５４・・・選択部、５６・・・目標車両寿命設定部、５８・・・総合料金算出部、６０・・・選択部、６２・・・計数部
【図１】
2015027164.tif 000003
【図２】
2015027164.tif 000004
【図３】
2015027164.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015027164.tif 000007
【図６】
2015027164.tif 000008
【図７】
2015027164.tif 000009
【図８】
2015027164.tif 000010
【図９】
2015027164.tif 000011
【図１０】
2015027164.tif 000012
【図１１】
2015027164.tif 000013
【図１２】
2015027164.tif 000014
【図１３】
2015027164.tif 000015
【図１４】
2015027164.tif 000016
【図１５】
2015027164.tif 000017
【図１６】
2015027164.tif 000018
【図１７】
2015027164.tif 000019
【図１８】
2015027164.tif 000020
【図１９】
2015027164.tif 000021