JP2008136291A - 電動車両充電電力マネジメントシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】住宅内電力負荷12への電力を検出する電力検出装置13と、電力検出装置13の検出結果に基づいて住宅内電力負荷12の消費電力履歴を生成する電力履歴取得装置27と、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する予想充電電力計算装置28とを備え、車両充電電力予想値WVpと、充電要求電力値WVdと、住宅側供給可能電力(WA−WH)とを比較し、最も低い電力を充電電力WVに設定するようにした。
【選択図】図3
Description
請求項3の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムに適用される。そして、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する第1の演算手段と、電動車両の使用履歴情報に基づいて充電終了時刻を設定する第1の設定手段と、住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して充電終了時刻まで充電した場合に、蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第2の設定手段と、合計電力が外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、合計電力が第2の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項4の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へと分岐して、電動車両側へと分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムに適用される。そして、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、充電終了時刻を入力設定する入力手段と、住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して充電終了時刻まで充電した場合に、蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第2の設定手段と、合計電力が外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、第2の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
−第1の実施の形態−
図1は、本発明による車両充電用電力マネジメントシステムの第1の実施形態を示すブロック図であり、住宅10側の装置構成と電動車両30側の装置構成とを示したものである。住宅10側の配電盤11には、電力会社からの系統電力1が電力メータ2を介して接続されている。住宅10に供給された電力は配電盤11により分岐されて、住宅10内の様々な電気機器(ここでは、これらの機器全体を住宅内電力負荷12と呼ぶことにする)と住宅10に設けられた電動車両用充電器20とに供給される。電動車両用充電器20には、充電時に電動車両30のインレット35に接続される充電パドル25が設けられている。
図2は第1の実施の形態の車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートであり、このプログラムは充電器20のCPUにおいて実行される。ステップS1では、アンテナ26および36を介してバッテリコントローラ31から充電器20へ送信されるパドル接続信号の有無により、充電パドル25がインレット35に接続されているか否かを判定する。ステップS1の処理は充電パドル25の接続が検出されるまで繰り返され、接続が検出されるとステップS2へ進む。
図3は本発明の第2の実施の形態を説明する図であり、図1と同様のブロック図である。図3に示す車両充電用電力マネジメントシステムは、図1のシステムと比較した場合、電力履歴取得装置27および予想充電電力計算装置28を住宅10側に設けた点が異なっており、その他の構成については図1と同様である。以下では、図1のシステムと異なる部分を中心に説明する。
図8は第2の実施の形態の第1の変形例を示す図である。上述した第2の実施の形態では、住宅10側から電動車両30へ充電電力を伝える際に、充電パドル25およびインレット35を用いた電磁誘導により電力伝送を行った。一方、図8に示す変形例1では、充電プラグ25bとインレット35bを用いた交流電力による電力伝送を行うようにした。この場合、充電器20のコンバータ22は、AC/AC変換インバータ23bにより構成される。住宅内電力負荷検出装置13bは非接触形式の検出装置であって、例えば、電源線の必要部位にクランプメータを設置して検出を行う。
図19は、第2の実施の形態の第2の変形例を示す図である。上述した図5に示した充電終了時刻t2は、住宅内予想電力負荷値と車両充電電力予想値との和が最大契約電力WAと等しいとして算出された充電終了時刻である。そのため、図19に示すように、住宅内予想電力負荷値と車両充電電力予想値との和を最大契約電力WAよりも小さな値WCとすれば、住宅内電力負荷値の増加変動に対してΔW=WA−WCだけの余裕を持たせることができる。この場合、和をWAからWCに下げた分だけ、充電終了時刻はt2からt3のように遅くなる。
図20は、第2の実施の形態の第3の変形例を示す図である。第3の変形例では、住宅10において特殊料金契約(深夜電力契約等)が結ばれていて、特殊料金が適用される時間帯においては通常よりも料金が安い場合が前提となっている。充電時間帯にこの特殊料金時間帯が含まれている場合には、充電電力を積極的に増加させ、トータルの電気コストを低減させるようにする。
図9は本発明の第3の実施の形態を説明する図であり、図3と同様のブロック図である。図9に示す車両充電用電力マネジメントシステムは、上述した第2の実施の形態のシステムを発展させて機能拡張したものであって、住宅10側にインターフェイス29をさらに設けた点が異なる。その他の構成については図3と同様であり、以下では、図3のシステムと異なる点を中心に説明する。
図21は、第3の実施の形態の変形例を示す図である。上述した第3の実施の形態では、図14に示すように「供給時間帯」、「住宅内予想電力負荷」および「バッテリ32のSOC」に応じてケース1〜ケース8まで分類した。しかし、図21に示す変形例では、「バッテリ32のSOC」のみを考慮し、SOCが「設定値P未満」か「設定値P以上」かによって充電制御方法を変えるようにした。すなわち、図21(a)に示すようにSOCが設定値P未満の場合には、住宅内予想電力付加値と車両充電電力予想値との合計が電力W1となるように設定する。一方、SOCがP%〜100%(満充電)の領域では、合計が電力W2(<W1)となるように設定する。そして、図21(a)に基づいて、図21(b)に示すような予想充電電力プロファイルを設定する。
図15は、本発明の第4の実施の形態を説明するブロック図である。図15のブロック図の構成は、上述した図9のブロック図の電動車両30側に走行履歴取得装置37および確保電力量計算装置38をさらに追加した構成となっている。その他の構成については図9と同様であり、以下では、図9のシステムと異なる点を中心に説明する。
図16,17および図12は第4の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。なお、図12は図17に続く処理を示すフローチャートであるが、この部分の処理に関しては第3の実施の形態と同様なので、図12を兼用して説明する。図16,17のフローチャートに関しても、上述した図10,11に示すフローチャートと同様の処理のステップには同一の符号を付した。
Claims (10)
- 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電力と前記蓄電器への充電電力との和が、前記外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように前記充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項1に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、
前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する演算手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記許容値から前記住宅内予想消費電力を差し引いた電力と、前記電動車両側からの充電要求電力値と、前記許容値から前記検出手段により検出された電力を差し引いた電力とを比較し、最も低い電力を前記充電電力に設定することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、
前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する第1の演算手段と、
前記電動車両の使用履歴情報に基づいて充電終了時刻を設定する第1の設定手段と、
前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して前記充電終了時刻まで充電した場合に、前記蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第2の設定手段と、
前記合計電力が前記外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して前記充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、前記蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、前記合計電力が前記第2の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、
前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、
充電終了時刻を入力設定する入力手段と、
前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して前記充電終了時刻まで充電した場合に、前記蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第2の設定手段と、
前記合計電力が前記外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して前記充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、前記蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、前記第2の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項2に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
充電開始時刻から充電終了時刻までの時間帯に電気料金の安い特殊料金電力時間帯が含まれる場合に、前記特殊料金電力時間帯における前記合計電力が、特殊料金電力時間帯外よりも大きな値であって一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項1に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴を生成する生成手段と、
前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する住宅内予想消費電力演算手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との合計電力が、前記蓄電器の蓄電量が所定値に達した後の合計電力よりも大きくなるように充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項6に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との和が、一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項6または7に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記電動車両の走行履歴に基づいて、一充電あたりの走行必要電力量を算出する走行必要電力量演算手段を備え、
前記制御手段は、前記所定値に前記走行必要電力量を用いて制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項6〜8のいずれか一項に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記蓄電器の蓄電量が前記所定値に達したか否かの情報を含む充電状況を表示するための表示手段を備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。 - 請求項9に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
前記住宅内予想消費電力に基づいて充電終了時刻における予想充電電力量を算出する予想充電電力量演算手段と、
前記予想充電電力量演算手段で算出された予想充電電力量が前記所定値または満充電量を下回る場合に、そのことを警告情報として提示する提示手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
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