Technical Report
報文

カーボンニュートラル実現に向けたGS ユアサ V2X エネルギーソリューション
「 EVOX システム」の開発
Development of “EVOX System” asa self consumption type V2X energy solution forachieving carbon neutrality
横中栗山昌

央＊

坂昌

克＊

村亨＊

佐遠藤浩

輝＊

竹原俊之＊

藤大輔＊

西垣内

内

堀山

泰峻＊

義＊

富勝＊

林

村田

松健太郎＊
憲

島保＊
均＊

Masao Yokoyama
Hiroaki Endo
Shun Kakiuchi
Kentaro Hayashi
Toru Nakamura
Daisuke Sato
Yasuyoshi Nishiyama
Noriyasu Murata
Masakatsu Kurisaka
Toshiyuki Takehara
Tomikatsu Uchihori
Hitoshi MatsushimaAbstract
We have developed the "EVOX system" as a self-consumption type V2X energy solution that combines a PCS forphotovoltaic power generation, a LIB for power storage, and a charger / discharger for EV, which were previously
sold for each device. In this system, the three key technologies "renewable energy", "storage", and "electricity" thatare important for achieving carbon neutrality are handled by the PCS for photovoltaic power generation, the LIB
for power storage, and the charger / discharger for EV, respectively. It is a system that reduces the environmentalload in normal times and also contributes to improving disaster prevention functions and strengthening BCP in anemergency.

Key words : V2X, EV, carbon neutrality, BCP

1

まえがき

目標達成に向けて策定した「グリーン成長戦略」で，自動車分野では遅くとも 2030 年台半ばまでに，乗用2020 年 10 月，政府は二酸化炭素などの地球温暖車 ( 新車 ) の販売を全て電気自動車やハイブリッド自化につながる温室効果ガス排出量を 2050 年に実質ゼ動車などの電動車に転換する目標が設定された 1)．住ロにする「カーボンニュートラル」の目標を掲げた．

宅や建造物では，2030 年までに新築住宅や建造物の平均で CO2 排出量を実質ゼロにする目標も設定され＊

産 業電池電源事業部

‌ている 1)．2012 年から地球温暖化対策や国土強靭化

電源システム生産本部対策として，主に避難所や防災拠点となる文教施設，開発部© 2021 GS Yuasa International Ltd., All rights reserved.

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2021 年 12 月

第 18 巻第2号

福祉施設，行政施設に自家消費型の太陽光発電や定置ロジー「再エネ（太陽電池）」，「蓄電（蓄電池）」，「電用蓄電池を組み合わせた自立・分散型エネルギーシス化（電気自動車）」が揃い，「EVOX システム」の開発

テムの導入も進められている．近年では SDGs や ESGが可能となった．

投資，BCP 対策などを背景に，事務所・店舗・物流

本報告では，オール GS ユアサで構成する V2X ソ倉庫・工場・共同住宅などの民間施設にも導入が拡大

リューション「EVOX システム」の製品概要についてしている．

述べる．

上記のように，社会全体の脱炭素化実現に向けて，

2

産業・運輸・民生の各部門では電化が加速している．
そのために，エネルギー源となる電力部門の脱炭素化

EVOX システムの概要が進められる構図となる．再生可能エネルギー拡大に

EVOX システムの回路構成を図 1 に示す．
「EVOX向けて調整力不足（石炭火力発電所の休廃止問題）へシステム」は，定置用蓄電池対を搭載したパワーコンの対策が課題となり，その 1 つとして，再生可能エネディショナ（以下：PCS）と電気自動車（以下：EVルギーの割合が高まる電力部門を，交通部門や熱部門／ PHEV）用双方向充電器（以下：EVPS）で構成さなどの他の消費分野と連系・融合させる「セクターカッれ，商用系統と PCS 自立出力との切換回路を介してプリング」が注目されている．太陽光発電や定置用蓄接続する構成となっている．PCS には太陽電池も接続電池を用いた分散型電源と，交通部門を連携するシス可能であり，EV ／ PHEV 充電時には切換回路の商用テムとして「V2X システム」があり，カーボンニュー系統の受電端に具備された受電電力監視装置により商トラルの実現のために必要不可欠とされている「再エ用系統からの受電電力を抑制することで，太陽電池でネ」「蓄電」「電化」を具現化できるシステムである．

発電した再生可能エネルギーを EV ／ PHEV に充電す当 社 で は，2019 年 に V2X 双 方 向 充 電 器ることで，走行時の CO2 排出量をゼロにする「ゼロ「VOXSTAR」 を開発し，ダイヘン製の V2X システム

エミッション・モビリティ」を実現する．また，太陽に採用された．さらに，2020 年には蓄電池併設型太電池電力が小さい場合には定置用蓄電池から EV ／陽光発電用パワーコンディショナ「三相ラインバック

PHEV の充電をアシストして受電電力を抑制し，ピー＊2)マイスター」 を製品化したことで，カーボンニュー
3)トラルの実現に向けて必要となる 3 つのキーテクノ＊

図 1 EVOX システムの構成
Fig 1 Configuration diagram of EVOX System.

9V2X : Vehicle to EverythingGS Yuasa Technical Report

2021 年 12 月

第 18 巻

第2号各動作モードについて説明する．

クデマンドを削減することも可能となる．

2.1

停電発生時には切換回路が自動で切り換わり，重要停電時 PV 優先モード

負荷とともに EVPS も商用系統から切り離し，PCS の「停電時 PV 優先モード」は，再生可能エネルギー自立運転により動作可能な構成としている．このとである太陽光の発電分を重要負荷に優先的に利用し，き，EV の蓄電池も利用することができ，太陽電池，太陽電池の発電余剰分は定置用蓄電池に充電する動作

定置用蓄電池，EV の 3 つの電源を利用して長時間停モードである．太陽電池が発電不足の場合には EV ／電時においても重要負荷への電力供給が可能となってPHEV から放電することにより，定置用蓄電池からのおり，レジリエンス機能の向上や施設の BCP 強化，放電を最小化する．さらに，太陽電池の発電電力が一地域の防災・減災に貢献することができる．EV の電定値以下となると，EV ／ PHEV からの放電電力を増気が無くなれば，別の EV を接続することで電力供給加させ，負荷供給で余った分は定置用蓄電池に充電すを継続でき，別の充電ステーションで充電して戻ってることができ，自立運転の持続性を向上させる．太陽くることもできることから EV を単なる乗り物ではな

電池の発電が重要負荷より大きい発電余剰時には EV

く ʻ動く電池ʼ として活用できるため，BCP に適した／ PHEV を利用しないため，EV ／ PHEV も枯渇するシステムとなる．

ことなく長期間接続することが可能となる．図 2 にEVOX システムには，太陽電池，定置用蓄電池，停電時 PV 優先モードにおける，太陽電池発電なし，EV の 3 つの電源があり，停電発生時には電源の利用

太陽電池発電不足時，太陽電池発電余剰時の電力フ優先度を切り替えることによって EVOX システムのローを示す．
2.2

動作を変更することができ，EV の用途や想定する

停電時 EV 優先モード

BCP 対策に応じてシステムを最適化することができ「停電時 EV 優先モード」は，EV ／ PHEV からの放る．EVOX システムでは電源優先度の観点から「停電電電力最大値にて放電させて重要負荷に利用し，か時 PV 優先モード」「停電時 EV 優先モード」「停電時つ，定置用蓄電池に充電する動作モードである．太陽EV 充電モード」の 3 つのモードを設けた．以下に，電池が発電している場合は，その発電分全てを定置用（a）太陽電池発電なし（b）太陽電池発電不足（c）太陽電池発電余剰

図 2 停電時 PV 優先モードの電力フローFig 2 Power ﬂow of actively using photovoltaic power generation mode in case of power outage.

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3蓄電池に充電するため，言い換えれば，定置用蓄電池への充電を優先するモードである．PCS の自立運転の第 18 巻第2号

EVOX システムの構築

持続時間は定置用蓄電池の充電状態に依存するため，EVOX システムの構成機器を表 1 に示す．三相ライ

定置用蓄電池を複数バンク構成とし使用可能な EV ／ンバックマイスター（以下，三相マイスター）は，系PHEV を複数台用意することで，次々と EV ／ PHEV

統と自立の自動切換回路と受電電力検出装置を内蔵しを接続して定置用蓄電池に充電し災害に備えることがた三相 3 線の自立運転出力可能な蓄電池併設型の太可能となる．また，EV ／ PHEV からの出力を超える陽光発電用パワーコンディショナであり，停電時にポ負荷電力が接続された場合は，EV 優先であっても太ンプやエレベータなどの三相負荷をバックアップする陽電池発電および定置用蓄電池からの供給も可能であことを可能とした機器である． VOXSTAR は V2H 認る．図 3 に停電時 EV 優先モードにおける，太陽電池証を取得した EVPS であり，EV ／ PHEV 車両への充発電なし，太陽電池発電不足時，太陽電池発電余剰時放電を可能とした機器である．これらの機器には独自の電力フローを示す．の通信プロトコルを搭載しており，機器間の情報を集2.3

停電時 EV 充電モード約するための上位コントローラとして，ネットワーク「停電時 EV 充電モード」は停電時においても，EVカード（以下 NIC）4） を採用した．NIC は当社が開発／ PHEV を充電電力最大値にて運転させることで，したイーサネットインターフェイス機器であり，三相太陽電池，定置用蓄電池から充電することができる動作モードである．BCP 対策ではなく，災害時の派遣

表 1 EVOX システム構成機器
Table 1 Used own products for “EVOX System”.

用 EV ／ PHEV の充電ステーション用途に適している．
図 4 に停電時 EV 充電モードにおける，太陽電池発電機器
PCS
EVPS
定置用蓄電池機器間 I/Fなし，太陽電池発電不足時，太陽電池発電余剰時の電力フローを示す．

（a）太陽電池発電なし

製品名称
三相ラインバックマイスター
VOXSTAR
LIM50EL
ネットワークカード（NIC）（b）太陽電池発電不足（c）太陽電池発電余剰

図 3 停電時 EV 優先モードの電力フロー
Fig 3 Power ﬂow of actively using power from Electric Vehicle mode in case of power outage.

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2021 年 12 月（a）太陽電池発電なし

第 18 巻第2号（b）太陽電池発電不足（c）太陽電池発電余剰

図 4 停電時 EV 充電モードの電力フローFig 4 Power ﬂow of Electric Vehicle Charging mode in case of power outage.

( 式 (1) ) と，太陽電池低出力時の EV の放電電力 ( 式マイスターと VOXSTAR のどちらにも内蔵することができる．定置用蓄電池としては，産業用リチウムイオ(2) ) の大きい方を採用する制御式とした，これによン電池 LIM50EL を搭載し，これらを組合せることり，太陽電池発電時は EV の放電電力を抑制しつつも，で，EVOX システムを構成している．図 5 に，表 1

太陽電池の発電電力が小さくなれば重要負荷分の出力の機器で構成する EVOX システムの回路構成を示す．

を超えて，定置用蓄電池への充電を可能とした．停電

なお，重要負荷の最大容量は EV ／ PHEV がへの最大時 EV 優先モードにおいては，重要負荷電力に定置用充電量 10 kW を考慮して，10 kVA としている．

蓄電池の充電上限電力に対する余裕分を加算する制御

5）

図 5 に示すように，三相マイスターに内蔵した NIC式としている ( 式 (3))．これにより，EV から重要負にて，太陽電池電力や蓄電池電力など各種情報を取得

荷に供給しつつも，定置用蓄電池への充電が可能とな

し，VOXSTAR へ の 充 放 電 の 制 御 指 令 値 を 算 出 し，ることに加え，太陽電池電力のみで充電上限電力に達VOXSTAR に内蔵した NIC に指定値を送信している．ましている場合は，EVPS の交流出力電力を重要負荷電

た，NIC には Web ブラウザによる表示機能も有してお力までに抑え，機器の上限保護も同時に行っている．

り，システムの稼働状態を一目で確認することができ

停電時 EV 充電モードは，EV への指令値を充電最大る．以下，指令値制御方法と表示内容について述べる．

値である 10 kW 充電に設定するシンプルな制御とし

EVOX シ ス テ ム で は， 制 御 指 令 値 を 算 出 しPCS 交流出力電力，PEV は EV の放電電力，P CHG_MAX

3.1

制御方法

た ( 式 (4))．なお，P PV は太陽電池発電電力，P PCS はVOXSTAR の充放電電力を操作することで，前述したは定置用蓄電池充電上限電力である．

動作モードを実現している．各動作モードにおける制（停電時 PV 優先モード）

御指令値 Y（正：EV から放電）の算出式を式 (1) ～(4) に示す．式 (1) と式 (3) で示す (P PCS ＋ P EV ) は重要負荷電力を意味している．停電時 PV 優先モードにおいては，重要負荷電力に対する太陽電池電力の不足分

12y a ＝ (P PCS ＋ P EV ) − P PV…(1)y b ＝− 9.9 × P PV ＋ 9.9…(2)

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太陽電池

2021 年 12 月

第 18 巻第2号

PCS（三相ラインバックマイスター）20 kVA
3φ 3W 商用系統
AC 200V〜ー／〜

3φ 3W
AC 200V

蓄電池
監視装置

3φ 3W
AC 200V
機器間I/F（NIC）

定置用蓄電池（LIM50EL）

重要負荷

EV/PHEV

3φ 3W
AC 200V

機器間I/F（NIC）
EVPS（VOXSTAR）10 kVA

図 5 EVOX システム回路構成
Fig 5 “EVOX System” circuit configuration.

Y は y a と y b の大きい方	(0 ≤ Y ≤ 9.9)

（停電時 EV 優先モード）

Y ＝ (P PCS ＋ P EV ) ＋ (P CHG_MAX − P PV )

(0 ≤ Y ≤ 9.9)

…(3)（停電時 EV 充電モード）
Y ＝−10
3.2( −10 ≤ Y ≤ 0)

…(4)

表示内容

(a) ホーム画面（例）

EVOX システムでは，NIC によりシステム全体の稼働状況の見える化にも対応できるように設計した．図6 に EVOX システムの表示画面を示す．同一のローカルエリア内であれば Web ブラウザにより表示可能であり，図 6(a) に示すホーム画面では，EVOX システムの構成機器や負荷の稼働状況，システム内の電力の流れを一目で確認できる画面構成としている．さらに，図 6(b) に示すグラフ表示画面では，一日の発電電力量や定置用蓄電池，EV ／ PHEV の充放電電力量などの電力量使用状況を棒グラフで示すことに加え，ひと月分を一画面で表示することとした．これにより，曜日や天候による電力使用状況の実態を把握でき(b) 月次電力トレンドグラフ（例）るため，電力需要が高くなる時期を見定めて，EV ／PHEV への充電タイミングや定置用蓄電池の充電量を

図 6 EVOX システム表示画面
Fig 6 Display of EVOX SYSTEM.

確保する運用の提案材料にするなど，将来的な「コト13

最大10 kVAGS Yuasa Technical Report

2021 年 12 月

第 18 巻第2号

づくり」への展開にも繋げることが可能となる．

4

動作特性と実証試験

発電なし

EVOX システムの停電時における各モードの動作波

太陽電池 0 kW

発電余剰なし発電余剰あり太陽電池 5 kW

太陽電池 20 kW

負荷 7 kW形を図 7(a) ～ (c) に示す．いずれの波形も，負荷は 7

負荷電流

EVPS 出力 9 kW

kW 一定の条件で，太陽電池を 0 kW（太陽電池発電なし）から 5 kW（太陽電池発電余剰なし）へ変化さ＋2 kW0 kW

PCS 出力 2 kW＋5 kW＋7 kW

畜電池
2 kW
（充電）

畜電池 0 kW

EVPS
出力電流
PCS
出力電流

せた場合，および，5 kW（太陽電池発電余剰なし）から 20 kW（太陽電池発電余剰あり）へ変化させた場合における EVPS の指令結果（充放電状態）と定置

太陽電池電流

蓄電池電流
畜電池 13 kW（充電）用蓄電池への充放電状態を示している．図 7(a) は停
電時 PV 優先モードであり，太陽電池が 5 kW 発電す（a）停電時PV優先モード

ることで EVPS の交流出力電力が 9 kW から 2 kW に低下し，蓄電池電力は充放電ゼロとなった．太陽電池を 20 kW 発電に変化させ 13 kW の余剰を発生させ発電なし

た状態では，その余剰分全てを定置用蓄電池へ充電し太陽電池 0 kWていることが確認できる．これにより，太陽電池の電発電余剰なし

発電余剰あり太陽電池 5 kW

太陽電池 20 kW

負荷 7 kW

力を優先的に負荷へ供給する動作と，太陽電池の発電不足時は EVPS からも負荷へ電力を供給する動作を確認できた．図 7(b) は停電時 EV 優先モードであり，負荷電流

EVPS 出力 9 kW

7 kW

PCS 出力 2 kW

0 kW PCS
出力電流

太陽電池が発電しても EVPS からの出力は変わらず優先的に負荷供給に利用していることが確認できる．太太陽電池の発電分で定置用蓄電池を充電し，定置用蓄

EVPS
出力電流

蓄電池電流

畜電池
2 kW
（充電）

陽電池の発電電力を 20 kW 発電に変化させた場合は太陽電池電流

畜電池 7 kW畜電池 20 kW（充電）（b）停電時EV優先モード

電池の充電が最大に達すると，EVPS 出力電力が負荷電力値まで低下し PCS への電力がゼロとなることが確認できる．これにより，機器の上限保護も正常に動作していることが確認できた．図 7(c) は停電時 EV 充発電なし

電モードである．太陽電池の発電状態によらず EVPS

太陽電池 0 kWの電力は充電 10 kW 一定となっていることが確認で発電余剰あり
太陽電池 20 kW

負荷 7 kW

きた．

5

発電余剰なし太陽電池 5 kW

負荷電流

EVPS 出力 10 kW

まとめEVPS
出力電流
PCS
出力電流

PCS 出力 7 kW
畜電池
17 kW
（充電）

本稿では V2X ソリューション「EVOX システム」
について紹介した。太陽電池電力と負荷電力の大小関係において，いずれの動作モードでも仕様通りの電力

太陽電池電流畜電池 7 kW畜電池 3 kW（充電）

蓄電池電流（c）停電時EVモードフローとなることを確認できた。EVOX システムは内蔵するネットワークカードにより全自動で各種用途に図7適した動作が可能となるが，今後は，お客様にて準備各モードによる動作波形された EMS（エネルギーマネジメント）機器とのカップリングシステムや，既設の蓄電池併設型太陽光発電り」の販売形態に加えて，遠隔監視サービスやシステシステムにも追加できるような商品にブラッシュアッム全体の長期保証サービスなどの「コトづくり」へ展プしていく予定である。当該システムはオール GS ユ開することが可能となり，今後競合他社との差別化をアサで構成していることから，これまでの「モノづく図る付加価値の高い製品とするべく，さらなる改良を14

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2021 年 12 月

第 18 巻第2号

2) 佐藤大輔，栗坂昌克，水川雄太，林健太郎，瀬戸続ける予定である．

康太，西山泰義，吉岡佑介，長野友幸，山下健史，

参考文献

遠 藤 浩 輝， 竹 原 俊 之， 山 下 貴 士，GS Yuasa

Technical Report ，16 (2)，15 (2019)．

3) 本郷真一，栗坂昌克，佐藤美澄，山口明日輝，横1) 内閣官房 HP「2050 年カーボンニュートラルに

山 昌 央， 篠 田 雄 作， 遠 藤 浩 輝，GS Yuasa

伴 う グ リ ー ン 成 長 戦 略 」https://www.cas.go.jp/

Technical Report ，18 (1)，9 (2020)．

jp/seisaku/seicho/seichosenryakukaigi/dai6/4) 今泉博文，内堀富勝，髙坂幸雄，北方伸明，GSindex.html

Yuasa Technical Report ，11 (2)，36 (2014)．

5) 新商品紹介，GS Yuasa Technical Report ，17 (1)，
23 (2020)．

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