成果報告書詳細
管理番号20120000000498
タイトル平成22~23年度成果報告書 蓄電複合システム化技術開発 要素技術開発 電気自動車に搭載した蓄電池を他用途に利活用するための要素技術の研究開発
公開日2012/6/27
報告書年度2010 - 2011
委託先名三菱商事株式会社 三菱電機株式会社 三菱自動車工業株式会社
プロジェクト番号P10008
部署名スマートコミュニティ部
和文要約(1) V2Xでのユースケース等の分析
電気自動車の蓄電池を他用途に利活用するV2X を実現する場合に、誰がどのような役割を果たすかといったユースケース(利用シーン)の分析が現状では不十分である。V2X に関するユースケースの分析を行うために、国内外におけるV2Xに関する技術動向調査を実施し、国内外におけるV2Xの標準化に向けたユースケースの検討状況の情報収集を行った。
(2) 工場におけるエネルギー管理システム(FEMS)の開発
a) 工場におけるエネルギー管理システム(FEMS)の開発
本FEMSシステムは電気自動車、定置型蓄電池を設置した需要家、特に大規模工場を対象として、太陽電池により発生する出力電力と工場内の負荷電力を計測するとともに、EISを通じて得られる電気自動車の情報に基づいて、最適なエネルギーマネジメントを可能とするものである。
全体システム構成(ネットワーク、サーバ、ファイアウォール、電力系統)を決定し、基本機能の明確化、外部インタフェースの規定を行い、基本仕様、システム仕様を策定した。
・V2Xに必要となる電気自動車からの充放電機構について、急速充電口経由で設備側と接続する仕様を固めた。また、放電のプロトコルとしては、急速充電のCHAdeMOプロトコルをベースに本機能を拡張したものを検討した。
・ユースケースを検討し、FEMSの基本機能として、計画、監視、制御、監視制御状態・統計量の表示、EISへの情報通知、システム運用などを抽出した。
・FEMSの外部インタフェースとして、FEMS-EIS間でやり取りするデータ仕様、ベースとなる通信プロトコル(HTTP、XML記述)、FEMS-シーケンサ(電気自動車用PCS、定置用蓄電池用PCS、太陽電池用PCS、工場内電力計測点)間でやり取りするデータ仕様、ベースとなる通信プロトコル(TCPソケット通信)を決定した。
b) 電気自動車用蓄電池のリユースに関する検討
今後、電気自動車が普及した場合、使用後の車両駆動用の蓄電池の処分が課題となる。この場合、車両駆動用としては、性能的に不十分であっても、これを別の用途にリユースでき、電気自動車の経済性を向上しうる可能性がある。そこで、電気自動車の使用済み蓄電池を定置用蓄電池として採用し、蓄電池性能等の具体的データを収集し、リユースに向けた課題について検討するために定置用蓄電池の要求仕様に関する情報を収集した。
(3) 汎用性の高い電気自動車向けEV Integration System(EIS)の開発
a) V2Xを実施する際に必要となるアグリゲータ向けの共通基盤モデルの開発
電気自動車が普及しても、車両1台あたりで期待される蓄電池としての活用可能量が不明であると、電気自動車の蓄電池を他用途に利活用する際に支障が出ることとなる。そこで、この課題を解決するために、電気自動車に搭載されている蓄電池の充電量等の情報について管理するモデルを開発することが必要となる。このため、まず自動車の利用実態の把握、V2Xを用いたアグリゲーションビジネスの取り組みの現状の情報収集を行った。
b) V2Xを実現するための車両側からの情報発信に関する共通基盤モデルの開発
V2Xを実現するためには、電気自動車に対し車両としての機能をまず確保する必要がある。
このため本研究では、電気自動車が車両と蓄電池の二つの機能を両立させるために必要となる車両側情報を調査した。
また、これら車両内部のデータを、安全にかつ機密性を確保して取り出すことのできるゲートウェイを開発した。
c) 汎用性の高い電気自動車向けEV Integration System(EIS)の開発
EISの基本機能の明確化、データベース構造、外部インタフェースの規定を行い、基本仕様、システム仕様を策定した。
・ユースケースを検討し、EISの基本機能として、ユーザ認証、サーバ機能、電気自動車使用スケジュール・予定変更登録、ユーザと電気自動車の紐付け、電気自動車車両情報取得、アグリゲータ、EIS配下の電気自動車の状態表示などを抽出した。
・EISが管理する情報のデータベースの論理構造を規定した。
・EISの外部インタフェースとして、FEMS-EIS間でやり取りするデータ仕様、通信プロトコルを決定した。また、EIS-電気自動車利用者端末間でやり取りするデータ仕様、ベースとなる通信プロトコル(HTTP)を決定した。
英文要約(1) Study on EV use cases (use scenario) for V2X
In order to realize V2X with batteries on EVs, we conducted a study on EV use cases and researched who plays what kind of role in each use case. To study on EV use cases for V2X we investigated technical trend of V2X in Japan and abroad, and collected information on the status of other studies on EV use cases for standardization of V2X.
(2) Development of FEMS (Factory Energy Management Systems)
a) Development of FEMS (Factory Energy Management Systems)
Based on information regarding EV gathered through EIS along with measurement of generated photovoltaic power and power consumption, FEMS aims at optimization of energy management for demand side, especially a large scale factory, in which EV and stationary storage battery facilities are installed.
System configuration of network, server, security and power system for FEMS, EIS, EVs, and PVs was determined. Extension of quick charge protocol “CHAdeMO” is considered for discharging battery.
We extracted fundamental functions of FEMS such as plan, supervision, control, information display, information provision to EIS, and system operation by considering use cases. Interfaces between FEMS and external systems such as EIS, EV-PCS, Battery-PCS, PV-PCS and power meters were also specified. As the results, we completed system design and clarified its system specifications.
b) Study on EV battery reuse
Once EVs become common, disposal of EV batteries will be a major issue. Even after battery capacity becomes low and not suitable for EV, batteries still can be used for other purposes. We collected information on requirements for facility uses, and put together issues on EV battery reuse so that we can use EV batteries for other purposes.
(3) Development of EV Integration System (EIS); versatile IT system for EV
a) Development of common infrastructure system for V2X to be operated by aggregators
It is difficult to utilize EV batteries for other purposes without knowing SOC of each battery on EV. In order to solve this problem, we are planning to develop a battery information system which can manage information on battery status such as SOC, and driving schedule, etc. We investigated into actual situation of vehicle usage and current status of aggregation business which is making use of V2X.
b) Development of fundamental information model from the vehicle to realize V2X.
To realize V2X, we have to keep EV’s most important function as a vehicle.
So in this study, we investigate which information from the vehicle is needed, in order to realize both function as a vehicle and function as a battery.
And we have developed a gateway, which can output vehicle internal data with safety and high security.
c) Development of universal EV Integration System (EIS)
Fundamental functions of EIS, its database configuration, and interfaces between EIS and external systems were clarified.
We extracted fundamental functions of EIS such as user authentication, server for user information, EV schedule management, identification of users and their EVs, and reception of EV status such as SOC by considering use cases.
Interfaces between EIS and external systems such as FEMS and user information terminals were also specified. As the results, we completed system design and clarified its system specifications.
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