JP2016140224A - 給電システム及び分配給電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】給電車両を用いて複数の対象車両の充電を行うことができる給電システム及び分配給電装置を提供すること。
【解決手段】給電システム10は、対象車両100a〜100cに搭載された対象蓄電装置101a〜101cを充電するのに用いられる複数の充電装置11a〜11cを備えている。ここで、給電システム10は、給電車両200に搭載された給電蓄電装置203から供給される給電電力としての直流電力を、対象車両100a〜100cの充電に用いられる充電用電力としての交流電力に変換する電力変換部31を有するものであって当該交流電力を複数の充電装置11a〜11cに分配する分配給電装置12を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】給電システム10は、対象車両100a〜100cに搭載された対象蓄電装置101a〜101cを充電するのに用いられる複数の充電装置11a〜11cを備えている。ここで、給電システム10は、給電車両200に搭載された給電蓄電装置203から供給される給電電力としての直流電力を、対象車両100a〜100cの充電に用いられる充電用電力としての交流電力に変換する電力変換部31を有するものであって当該交流電力を複数の充電装置11a〜11cに分配する分配給電装置12を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、給電システム及び分配給電装置に関する。
従来から、蓄電装置が搭載された車両が知られており、このような蓄電装置が搭載された2台の車両間、すなわち給電を行う給電車両と充電対象である対象車両との間で電力のやりとりを行うV2V(Vehicle to Vehicle)システムが知られている(例えば特許文献1参照)。
ここで、場所や地域によっては、車両の蓄電装置を充電するインフラ設備が十分に整備されていない場合がある。この場合、対象車両の充電を行うことができないという不都合が生じ得る。
これに対して、例えば特許文献1に記載のV2Vシステムを適用することも考えられる。しかしながら、特許文献1に記載のV2Vシステムでは、1台の給電車両に対して1台の対象車両を充電することを想定しており、複数の対象車両の充電には十分に対応できない場合がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は給電車両を用いて複数の対象車両の充電を行うことができる給電システム及び分配給電装置を提供することである。
上記目的を達成する給電システムは、対象車両に搭載された対象蓄電装置を充電するのに用いられる複数の充電装置と、給電車両に搭載された給電蓄電装置から供給される給電電力を前記対象車両の充電に用いられる充電用電力に変換する電力変換部を有し、当該充電用電力を前記複数の充電装置に分配する分配給電装置と、前記給電車両が給電可能な電力量である給電可能電力量を把握する給電可能電力量把握部と、未充電の前記対象車両である未充電車両を把握する未充電車両把握部と、前記未充電車両把握部によって前記未充電車両が把握された場合に、前記給電可能電力量に基づいて、前記未充電車両への給電を行うか否かを判定する給電判定部と、を備え、前記給電判定部によって前記未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、前記分配給電装置から前記複数の充電装置のうち前記未充電車両の充電に用いられる対象充電装置に前記充電用電力が分配され、当該対象充電装置から前記未充電車両への給電が行われるようにすることを特徴とする。
かかる構成によれば、給電車両を用いて複数の対象車両の充電を行うことができる。よって、対象車両の充電に係るインフラ設備がない所であっても、複数の対象車両の充電が可能となる。また、未充電車両が把握された場合、給電可能電力量に基づいて、未充電車両への給電を行うか否かの判定が行われ、未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、未充電車両への給電が行われる。よって、複数の充電装置が設けられている構成において、未充電車両の充電を行うことができる。
更に、未充電車両への給電が行われる前段階において、給電可能電力量に基づいて未充電車両への給電の可否を判定することにより、例えば不十分な状態で未充電車両の充電が終了してしまったり、給電車両の移動等に支障が生じる程、給電車両の電力量が小さくなってしまったりすることを抑制できる。
上記給電システムについて、前記給電車両の現在位置の情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部により取得された現在位置と、スタンドの位置情報と、前記給電車両の燃費情報とに基づいて、前記給電車両が現在位置からスタンドまで移動するのに要する電力量である移動必要電力量を算出する移動必要電力量算出部と、を備え、前記給電可能電力量把握部は、現在の状況において前記給電車両が生成可能な電力量から前記移動必要電力量を減算した値を前記給電可能電力量とするとよい。かかる構成によれば、給電車両が現在位置からスタンドまで移動するのに必要な電力量を確保した状態で、未充電車両への給電の可否を判定することができる。これにより、給電車両がスタンドまで移動することができる範囲内で、未充電車両の充電を行うことができる。
上記給電システムについて、前記対象車両の充電が行われた度に、当該対象車両の充電に要した使用電力量を記憶しておく使用電力量記憶部と、複数の前記対象車両の充電が行われた場合に、前記使用電力量の平均である平均使用電力量を算出する平均使用電力量算出部と、前記平均使用電力量と前記給電可能電力量とに基づいて、充電可能な車両台数を算出する充電可能台数算出部と、を備えているとよい。かかる構成によれば、おおよその充電可能な車両台数を把握するができ、それを通じて前もって充電の予定や充電の可否判断を行うことができるため、利便性の向上を図ることができる。
上記給電システムについて、前記給電判定部は、前記給電可能電力量が前記未充電車両の前記対象蓄電装置の電池容量よりも大きい場合には、前記未充電車両への給電を行うと判定する一方、前記給電可能電力量が前記未充電車両の前記対象蓄電装置の電池容量よりも小さい場合には、前記未充電車両への給電を行わないと判定するとよい。かかる構成によれば、給電可能電力量との比較対象として、未充電車両の電池容量が採用されている。これにより、未充電車両の車種ごとの電池容量のバラつきを考慮して、未充電車両への給電の可否判定を行うことができる。
上記目的を達成する分配給電装置は、給電車両に搭載された給電蓄電装置から供給される給電電力を、対象車両に搭載された対象蓄電装置の充電に用いられる充電用電力に変換する電力変換部を有し、当該充電用電力を、前記対象蓄電装置の充電に用いられる複数の充電装置に分配するものであって、前記給電車両が給電可能な電力量である給電可能電力量を把握する給電可能電力量把握部と、未充電の前記対象車両である未充電車両を把握する未充電車両把握部と、前記未充電車両把握部によって前記未充電車両が把握された場合に、前記給電可能電力量に基づいて、前記未充電車両への給電を行うか否かを判定する給電判定部と、を備え、前記給電判定部によって、前記未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、前記複数の充電装置のうち前記未充電車両の充電に用いられる対象充電装置への前記充電用電力の分配を行うことを特徴とする。
かかる構成によれば、給電車両を用いて複数の対象車両の充電を行うことができる。よって、対象車両の充電に係るインフラ設備がない所であっても、複数の対象車両の充電が可能となる。また、未充電車両が把握された場合、給電可能電力量に基づいて、未充電車両への給電を行うか否かの判定が行われ、未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、分配給電装置から対象充電装置への充電用電力の分配が行われる。これにより、未充電車両への給電が行われる。よって、複数の充電装置が設けられている構成において、未充電車両の充電を行うことができる。
更に、分配給電装置から対象充電装置への充電用電力の分配が行われる前段階において、給電可能電力量に基づいて未充電車両への給電の可否を判定することにより、例えば不十分な状態で未充電車両の充電が終了してしまったり、給電車両の移動等に支障が生じる程、給電車両の電力量が小さくなってしまったりすることを抑制できる。
この発明によれば、給電車両を用いて複数の対象車両の充電を行うことができる。
以下、給電システム及び分配給電装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、給電システム10は、充電対象である対象車両100に搭載された対象蓄電装置101を充電するのに用いられる複数の充電装置11と、給電車両200からの電力を複数の充電装置11に分配可能な分配給電装置12とを備えている。
図1に示すように、給電システム10は、充電対象である対象車両100に搭載された対象蓄電装置101を充電するのに用いられる複数の充電装置11と、給電車両200からの電力を複数の充電装置11に分配可能な分配給電装置12とを備えている。
対象車両100は、例えば電気自動車(EV)、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)等といった乗用車である。対象車両100は、対象蓄電装置101に接続されたものであって充電装置11から供給される充電用電力を充電に適した電力に変換する充電器102と、充電器102を制御する対象車両制御ユニット103とを備えている。また、対象車両100は、充電装置11と通信を行う対象車両通信部104を備えている。
なお、充電器102の具体的な構成は任意であるが、例えば充電装置11から、充電用電力として交流電力が対象車両100に供給される構成においては、充電器102は、交流電力を直流電力に変換するAC/DC変換器であるとよい。
給電車両200は、例えば対象車両100よりも大型の車両であって、複数の対象車両100を充電可能な電力量を有するものである。例えば、給電車両200は、燃料電池201及び燃料タンク202と、対象蓄電装置101よりも容量が大きい給電蓄電装置203とを有する燃料電池バス(FCバス)である。給電車両200は、走行用モータを有しており、給電蓄電装置203に蓄電された電力を用いて走行する。なお、対象蓄電装置101及び給電蓄電装置203は、例えば二次電池や電気二重層キャパシタ等である。
また、給電車両200は、燃料電池201の制御や給電蓄電装置203の充放電制御等、給電車両200の各種制御を行う給電車両制御ユニット204を備えているとともに、分配給電装置12との通信を行う給電車両通信部205とを備えている。
次に、充電装置11について説明すると、充電装置11は、対象車両100に電気的に接続されることによって当該対象車両100を充電可能となる。充電装置11は、分配給電装置12から対象車両100に向かう電力線上に設けられた給電スイッチ21と、当該給電スイッチ21のON/OFF制御を行う充電装置制御ユニット22とを備えている。充電装置制御ユニット22は、給電スイッチ21のON/OFF制御を行うことにより、分配給電装置12から供給される充電用電力を、対象車両100に伝送させるか否かを制御する。なお、給電スイッチ21は、初期状態においては、分配給電装置12から対象車両100への電力伝送を遮断するOFF状態である。
ちなみに、本実施形態では、充電装置11と分配給電装置12とが接続され、且つ、給電スイッチ21がON状態となっている状態が、分配給電装置12から充電装置11に充電用電力が分配されている状態に対応する。一方、充電装置11と分配給電装置12とが接続され、且つ、給電スイッチ21がOFF状態となっている状態は、分配給電装置12から充電装置11に充電用電力が分配されていない状態である。
充電装置11は、対象車両通信部104と通信可能な充電装置通信部23を備えている。充電装置制御ユニット22と対象車両制御ユニット103とは、充電装置通信部23と対象車両通信部104との通信を通じて、情報のやり取りを行うことができる。
また、充電装置11は、各種報知を行う充電装置報知部24を備えている。充電装置報知部24は、例えばモニタや音声スピーカ等であり、充電に関する情報を報知するものである。
なお、本実施形態では、充電装置11は3つ設けられている。ここで、説明の便宜上、以降の説明において、3つの充電装置11を、第1充電装置11a、第2充電装置11b及び第3充電装置11cとする。また、第1充電装置11aによって充電される対象車両100を第1対象車両100aとし、第2充電装置11bによって充電される対象車両100を第2対象車両100bとし、第3充電装置11cによって充電される対象車両100を第3対象車両100cとする。対象車両100a〜100cは、充電装置11a〜11cに接続される車両であるとも言える。
なお、区別のために、第1充電装置11aの給電スイッチ21、充電装置制御ユニット22、充電装置通信部23、充電装置報知部24を、給電スイッチ21a、充電装置制御ユニット22a、充電装置通信部23a、充電装置報知部24aとする。同様に、第2充電装置11bの給電スイッチ21、充電装置制御ユニット22、充電装置通信部23、充電装置報知部24を、給電スイッチ21b、充電装置制御ユニット22b、充電装置通信部23b、充電装置報知部24bとする。そして、第3充電装置11cの給電スイッチ21、充電装置制御ユニット22、充電装置通信部23、充電装置報知部24を、給電スイッチ21c、充電装置制御ユニット22c、充電装置通信部23c、充電装置報知部24cとする。
また、第1対象車両100aの対象蓄電装置101、充電器102、対象車両制御ユニット103、対象車両通信部104を、対象蓄電装置101a、充電器102a、対象車両制御ユニット103a、対象車両通信部104aとする。第2対象車両100bの対象蓄電装置101、充電器102、対象車両制御ユニット103、対象車両通信部104を、対象蓄電装置101b、充電器102b、対象車両制御ユニット103b、対象車両通信部104bとする。第3対象車両100cの対象蓄電装置101、充電器102、対象車両制御ユニット103、対象車両通信部104を、対象蓄電装置101c、充電器102c、対象車両制御ユニット103c、対象車両通信部104cとする。
次に分配給電装置12について説明すると、図1に示すように、分配給電装置12は、給電車両200及び各充電装置11a〜11cの双方に接続可能に構成されている。分配給電装置12は、給電車両200(詳細には給電蓄電装置203)から供給される給電電力としての直流電力を、対象車両100a〜100cの充電に用いられる充電用電力としての交流電力に変換する電力変換部31を備えている。分配給電装置12は、複数の充電装置11a〜11cに接続された場合に、電力変換部31によって変換された交流電力を、各充電装置11a〜11cに分配可能に構成されている。
ちなみに、本実施形態では、分配給電装置12と給電車両200とを接続するケーブルは着脱可能に構成されている。このため、分配給電装置12と給電車両200とを接続したり、両者を切り離したりすることができる。同様に、本実施形態では、分配給電装置12と各充電装置11a〜11cとを接続するケーブルは着脱可能に構成されている。このため、分配給電装置12と各充電装置11a〜11cとを接続したり、両者を切り離したりすることができる。
分配給電装置12は、電力変換部31等を制御する分配給電装置制御ユニット32と、給電車両通信部205及び充電装置通信部23a〜23cの双方と通信可能な分配給電装置通信部33とを備えている。分配給電装置制御ユニット32は、分配給電装置通信部33と給電車両通信部205との通信を介して、給電車両制御ユニット204と情報のやり取りが可能であり、且つ、分配給電装置通信部33と充電装置通信部23a〜23cとの通信を介して、充電装置制御ユニット22a〜22cとの情報のやり取りが可能となっている。
また、分配給電装置12は、現在位置の情報を取得する位置情報取得部34を備えている。位置情報取得部34は、例えばGPS(グローバルポジショニングシステム)機能を有しており、自身の現在位置を取得する。
ここで、給電車両200と分配給電装置12とは、ケーブルを介して接続される。この場合、給電車両200と分配給電装置12とは、比較的近く(例えば数m〜数十m)に配置されている。このため、給電車両200と分配給電装置12とが接続されている状況において、分配給電装置12の位置情報は給電車両200の位置情報とも言える。
図1に示すように、分配給電装置12は、無線通信を行う無線通信部35を備えている。分配給電装置制御ユニット32は、無線通信部35による無線通信を介してインターネットやサーバ等にアクセスして、各種配信を行うことが可能となっている。
更に、分配給電装置12は、各種報知を行う分配給電装置報知部36を備えている。分配給電装置報知部36は、例えばモニタや音声スピーカ等であり、給電車両200の電力量等や充電に関する情報等を報知するものである。
ここで、例えば給電車両200は、分配給電装置12及び複数の充電装置11a〜11cが収容された状態で走行しており、所定の場所(例えば駐車場等)にて給電を行う場合には、これら分配給電装置12及び複数の充電装置11a〜11cを積み降ろして使用する。分配給電装置制御ユニット32は、給電車両200、分配給電装置12及び複数の充電装置11a〜11cの接続が完了し、分配給電装置通信部33と、給電車両通信部205及び充電装置通信部23a〜23cとの通信が確立した場合に、無線通信部35を用いて、位置情報とともに給電可能であることを示す給電可能配信を行う。
かかる状態において、分配給電装置制御ユニット32は、各充電装置11a〜11cのいずれかに未充電の対象車両100(以降単に未充電車両という)が新規に接続された場合、当該未充電車両を把握可能に構成されている。未充電車両とは、未充電であって、複数の充電装置11a〜11cのいずれかを用いて充電される対象車両100である。
詳細には、充電装置制御ユニット22a〜22cは、対象車両100a〜100cが接続された場合には、充電装置通信部23a〜23cを用いて、新規接続を確認した新規接続確認信号を分配給電装置制御ユニット32に送信する。例えば、第1充電装置11aの充電装置制御ユニット22aは、第1充電装置11aに第1対象車両100aが接続されたことに基づいて、充電装置通信部23aを用いて、新規接続確認信号を分配給電装置制御ユニット32(詳細には分配給電装置通信部33)に送信する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、分配給電装置通信部33によって上記新規接続確認信号が受信されることによって、未充電車両を把握する。なお、本実施形態では、分配給電装置制御ユニット32が「未充電車両把握部」に対応する。
分配給電装置制御ユニット32は、未充電車両が把握されたことに基づいて、新規に接続された対象車両100(すなわち未充電車両)への充電を開始する充電開始制御処理を実行する。当該充電開始制御処理について以下に詳細に説明する。
図2に示すように、分配給電装置制御ユニット32は、まずステップS101にて、未充電車両に対応する対象充電装置を把握する。対象充電装置とは、未充電車両の充電に用いられる充電装置11であり、詳細には未充電車両と接続された充電装置11である。例えば、第1充電装置11aに、第1対象車両100aが新規に接続された場合、対象充電装置は第1充電装置11aである。分配給電装置制御ユニット32は、複数の充電装置11a〜11cのうち、本充電開始制御処理の実行契機となった新規接続確認信号を送信した充電装置11を対象充電装置と判定する。
その後、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS102にて、未充電車両の車種を確認する。詳細には、例えば、未充電車両の対象車両制御ユニット103は、対象充電装置の充電装置制御ユニット22に向けて、自身の車種情報Vaを送信し、対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、その車種情報Vaを分配給電装置制御ユニット32に送信する。分配給電装置制御ユニット32は、未充電車両(対象車両100)の車種情報Vaに基づいて、未充電車両の車種を特定する。なお、対象車両100の車種情報Vaは、車種を特定することができれば、その具体的な内容は任意である。
続くステップS103では、分配給電装置制御ユニット32は、当該分配給電装置制御ユニット32に記憶された電池容量データ32aを参照して、未充電車両の対象蓄電装置101の電池容量Ccを導出する。電池容量データ32aとは、例えば図3に示すように、対象車両100の車種情報Vaと、対象蓄電装置101の電池容量Ccとが対応付けられて設定されたデータである。分配給電装置制御ユニット32は、電池容量データ32aを参照することにより、今回の未充電車両に対応する電池容量Ccを導出する。なお、電池容量Ccとは、対象蓄電装置101の最大蓄電量であり、車種ごとに予め定められた設計値である。
その後、図2に示すように、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS104にて、現在の状況において給電車両200が生成可能な電力量である生成可能電力量Crを算出する。詳細には、分配給電装置制御ユニット32は、現在の給電蓄電装置203の充電状態と、燃料タンク202に貯留されている燃料(例えば水素)の残量とに基づいて、生成可能電力量Crを算出する。
なお、具体的な算出態様については任意であるが、例えば給電蓄電装置203が満充電状態であり、且つ、燃料タンク202の燃料が満タンである場合に生成可能な電力量の総量に対して、現在の給電蓄電装置203の充電率や、燃料タンク202の総容量に対する残留燃料の割合を考慮して算出する構成が考えられる。また、例えば、現在の残留燃料で生成可能な電力量と、現在の給電蓄電装置203に蓄電されている電力量とを加算した値を生成可能電力量Crとしてもよい。なお、給電車両200が生成可能な電力量の総量は、例えば対象車両100の電池容量Ccの数倍〜数十倍であるとよい。
続くステップS105では、分配給電装置制御ユニット32は、給電車両200が現在位置からスタンドまで移動するのに要する電力量である移動必要電力量Cnの算出処理を実行する。なお、分配給電装置制御ユニット32が移動必要電力量Cnの算出処理を実行する機能が「移動必要電力量算出部」に対応する。
当該算出処理について詳細に説明すると、図4に示すように、分配給電装置制御ユニット32は、まずステップS201にて、位置情報取得部34の取得結果に基づいて、給電車両200(換言すれば分配給電装置12)の現在位置を把握する。
その後、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS202にて、現在位置と、スタンドの位置情報とに基づいて、現在位置からスタンドまでのルートを確認する。ちなみに、スタンドの位置情報については、分配給電装置制御ユニット32に予め記憶されている構成であってもよいし、無線通信部35から最寄りのスタンドの位置情報を取得する構成であってもよい。
続くステップS203及びステップS204では、分配給電装置制御ユニット32は、給電車両200の燃費情報Fを把握する。詳細には、分配給電装置制御ユニット32は、まずステップS203にて、給電車両制御ユニット204と通信することによって、給電車両200の車種情報Vbを取得する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS204にて、当該分配給電装置制御ユニット32に予め記憶されている燃費データ32bを参照して、今回分配給電装置12に接続されている給電車両200の燃費情報Fを把握する。燃費データ32bとは、例えば図5に示すように、給電車両200の車種情報Vbと燃費情報Fとが対応付けて設定されたデータである。分配給電装置制御ユニット32は、燃費データ32bを参照することにより、分配給電装置12に接続された給電車両200の燃費情報Fを把握する。
なお、燃費データ32bに設定されている燃費情報Fは、最低燃費に対応させて設定されているとよい。例えば、給電車両200が例えば燃料電池バス等といった複数の乗員が乗車可能な車両である場合、燃費データ32bにて設定されている燃費情報Fは、最大乗車人数が乗車した場合の燃費であるとよい。
分配給電装置制御ユニット32は、ステップS204の処理の実行後は、ステップS205にて、現在位置及びスタンドの位置情報によって導出される現在位置からスタンドまでのルートと、燃費情報Fとに基づいて、移動必要電力量Cnを算出して、本算出処理を終了する。
図2の説明に戻り、分配給電装置制御ユニット32は、移動必要電力量Cnの算出処理の実行後は、ステップS106に進み、給電可能な電力量である給電可能電力量Cpを把握(詳細には算出)する。給電可能電力量Cpは、ステップS104にて算出された生成可能電力量CrからステップS105にて算出された移動必要電力量Cnを差し引いた値である。なお、分配給電装置制御ユニット32がステップS106の処理を実行する機能が「給電可能電力量把握部」に対応する。
続くステップS107では、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS106にて算出された給電可能電力量Cpが、ステップS103にて導出された未充電車両の電池容量Ccよりも大きいか否かを判定する。分配給電装置制御ユニット32がステップS107の処理を実行する機能が「給電判定部」に対応する。
給電可能電力量Cpが電池容量Ccよりも大きい場合、給電車両200が現在位置からスタンドまで移動する電力量を確保しつつ、給電車両200を用いて未充電車両を満充電することが可能であることを意味する。この場合、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS107を肯定判定し、ステップS108に進む。ステップS108では、分配給電装置制御ユニット32は、充電が可能である旨の報知である充電可能報知が行われるように分配給電装置報知部36を制御する。
そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS109にて、未充電車両の充電を開始させて本充電開始制御処理を終了する。詳細には、分配給電装置制御ユニット32は、分配給電装置12から未充電車両の充電に用いられる対象充電装置に向けて交流電力が分配され、対象充電装置から未充電車両への給電が行われるようにする。具体的には、分配給電装置制御ユニット32は、対象充電装置の充電装置制御ユニット22に対して充電開始指令を送信する。対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、充電装置通信部23によって上記充電開始指令が受信されたことに基づいて、対象充電装置の給電スイッチ21を、OFF状態からON状態に切り替える。これにより、分配給電装置12からの交流電力が未充電車両に供給される。
なお、対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、対象充電装置の給電スイッチ21を、OFF状態からON状態に切り替えることに基づいて、充電中である旨の報知が行われるように対象充電装置の充電装置報知部24を制御する。
一方、分配給電装置制御ユニット32は、給電可能電力量Cpが未充電車両の電池容量Cc以下である場合には、ステップS107を否定判定し、充電を行わないことに対応した処理を実行する。詳細には、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS110にて、充電ができない旨の報知である充電不可報知が行われるように分配給電装置報知部36を制御する。また、分配給電装置制御ユニット32は、分配給電装置通信部33を用いて、対象充電装置の充電装置制御ユニット22に、充電不可通知を送信する。対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、充電装置通信部23によって上記充電不可通知が受信されたことに基づいて、対象充電装置の給電スイッチ21をOFF状態に維持するとともに、充電不可報知が行われるように対象充電装置の充電装置報知部24を制御する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS111にて、無線通信部35を用いた給電可能配信を停止する配信停止処理を実行して、本充電開始制御処理を終了する。
対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、未充電車両の充電が開始された場合、予め定められた充電終了条件が成立しているか否かを定期的に判定する。充電終了条件は任意であるが、例えば未充電車両の対象蓄電装置101の充電状態が満充電状態となったことや、充電装置11a〜11cに充電停止ボタンが設けられている構成においては対象充電装置の充電停止ボタンが操作されたこと等が考えられる。
対象充電装置の充電装置制御ユニット22は、充電終了条件が成立したことに基づいて、対象充電装置の給電スイッチ21を、ON状態からOFF状態に切り替える。これにより、充電対象となった対象車両100の充電が終了する。
ここで、分配給電装置制御ユニット32は、充電対象となった対象車両100の充電が終了したことに基づいて、充電終了対応処理を実行する。当該充電終了対応処理について以下に詳細に説明する。
図6に示すように、分配給電装置制御ユニット32は、まずステップS301にて、今回の充電対象となった対象車両100の充電に使用された使用電力量Cuを把握する。なお、使用電力量Cuの把握態様は任意であるが、例えば対象車両100a〜100cの対象蓄電装置101a〜101cに流れる電流を検出する電流センサ等が設けられている構成においては、分配給電装置制御ユニット32は、当該電流センサの検出結果から使用電力量Cuを算出する構成が考えられる。
そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS302にて、給電可能電力量Cpを更新する。分配給電装置制御ユニット32は、更新前の給電可能電力量Cpから使用電力量Cuを差し引いた値を、新たな給電可能電力量Cpとする。
続くステップS303では、分配給電装置制御ユニット32は、対象車両100の充電を行った履歴である充電履歴を更新する。充電履歴には、例えば充電対象となった対象車両100ごとの使用電力量Cuに関する情報が含まれる。すなわち、分配給電装置制御ユニット32は、対象車両100の充電が行われた度に、当該対象車両100の充電に要した使用電力量Cuを記憶しておく。分配給電装置制御ユニット32がステップS301及びステップS303の処理を実行する機能が「使用電力量記憶部」に対応する。
そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS304では、充電履歴に基づいて、使用電力量Cuの平均値である平均使用電力量Cuaveを算出する。分配給電装置制御ユニット32がステップS304の処理を実行する機能が「平均使用電力量算出部」に対応する。
続くステップS305では、分配給電装置制御ユニット32は、平均使用電力量Cuaveと更新後の給電可能電力量Cpとに基づいて、充電可能な車両台数である充電可能台数Nvを算出する。充電可能台数Nvは、給電可能電力量Cpを平均使用電力量Cuaveで除算した値である(Nv=Cp/Cuave)。分配給電装置制御ユニット32がステップS305の処理を実行する機能が「充電可能台数算出部」に対応する。
続くステップS306では、分配給電装置制御ユニット32は、充電可能台数Nvに関する報知が行われるように分配給電装置報知部36を制御する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS307にて、充電可能台数Nvに関する情報がインターネットにて配信されるように無線通信部35を制御して、本充電終了対応処理を終了する。
ちなみに、分配給電装置制御ユニット32は、充電可能台数Nvが「1」以下である場合には、ステップS306及びステップS307の処理に代えて、ステップS110の充電不可報知とステップS111の配信停止処理とを実行してもよい。
次に本実施形態の作用について説明する。
図7(a)に示すように、第1充電装置11aに、未充電車両としての第1対象車両100aが接続された場合、第1対象車両100aの電池容量Ccと、現在の状況における給電可能電力量Cpとが比較される。この場合、給電可能電力量Cpが第1対象車両100aの電池容量Ccよりも大きい場合(Cp>Cc)には、第1充電装置11aの給電スイッチ21aがOFF状態からON状態に切り替わる。これにより、図7(a)の矢印に示すように、分配給電装置12から第1充電装置11aに交流電力が分配され、当該交流電力が第1対象車両100aに供給される。
図7(a)に示すように、第1充電装置11aに、未充電車両としての第1対象車両100aが接続された場合、第1対象車両100aの電池容量Ccと、現在の状況における給電可能電力量Cpとが比較される。この場合、給電可能電力量Cpが第1対象車両100aの電池容量Ccよりも大きい場合(Cp>Cc)には、第1充電装置11aの給電スイッチ21aがOFF状態からON状態に切り替わる。これにより、図7(a)の矢印に示すように、分配給電装置12から第1充電装置11aに交流電力が分配され、当該交流電力が第1対象車両100aに供給される。
また、図7(b)に示すように、第3充電装置11cに、未充電車両としての第3対象車両100cが接続された場合、第3対象車両100cの電池容量Ccと、現在の状況における給電可能電力量Cpとが比較される。この場合、給電可能電力量Cpが第3対象車両100cの電池容量Ccよりも小さい場合(Cp<Cc)には、第3充電装置11cの給電スイッチ21cはOFF状態を維持する。このため、図7(b)の矢印に示すように、第3対象車両100cへの給電が行われない。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(1)給電システム10は、対象車両100a〜100cに搭載された対象蓄電装置101a〜101cを充電するのに用いられる複数の充電装置11a〜11cを備えている。給電システム10は、給電車両200に搭載された給電蓄電装置203から供給される給電電力としての直流電力を、対象車両100a〜100cの充電に用いられる充電用電力としての交流電力に変換する電力変換部31を有するものであって当該交流電力を複数の充電装置11a〜11cに分配する分配給電装置12を備えている。これにより、給電車両200を用いて複数の対象車両100a〜100cの充電を行うことができる。よって、対象車両100a〜100cの充電に係るインフラ設備がない所であっても、複数の対象車両100a〜100cの充電が可能となる。換言すれば、給電車両200を用いて、複数の対象車両100a〜100cを充電することができる移動式の充電スタンドを実現できる。
(1)給電システム10は、対象車両100a〜100cに搭載された対象蓄電装置101a〜101cを充電するのに用いられる複数の充電装置11a〜11cを備えている。給電システム10は、給電車両200に搭載された給電蓄電装置203から供給される給電電力としての直流電力を、対象車両100a〜100cの充電に用いられる充電用電力としての交流電力に変換する電力変換部31を有するものであって当該交流電力を複数の充電装置11a〜11cに分配する分配給電装置12を備えている。これにより、給電車両200を用いて複数の対象車両100a〜100cの充電を行うことができる。よって、対象車両100a〜100cの充電に係るインフラ設備がない所であっても、複数の対象車両100a〜100cの充電が可能となる。換言すれば、給電車両200を用いて、複数の対象車両100a〜100cを充電することができる移動式の充電スタンドを実現できる。
かかる構成において、分配給電装置12の分配給電装置制御ユニット32は、給電車両200が給電可能な電力量である給電可能電力量Cpを把握する。また、分配給電装置制御ユニット32は、未充電の対象車両100である未充電車両を把握し、当該未充電車両が把握された場合には、給電可能電力量Cpに基づいて、未充電車両への給電を行うか否かの判定である給電判定を行う。そして、給電システム10は、未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、分配給電装置12から、複数の充電装置11a〜11cのうち未充電車両の充電に用いられる対象充電装置への交流電力の分配が行われ、対象充電装置から未充電車両への給電が行われるようにする。詳細には、給電システム10は、対象充電装置の給電スイッチ21がOFF状態からON状態に切り替わるように対象充電装置を制御する。これにより、充電済みの対象車両100や対象車両100が接続されていない充電装置11に給電することなく、未充電車両の充電を行うことができる。また、未充電車両への給電が行われる前段階において、給電可能電力量Cpに基づいて給電判定を行うことにより、例えば不十分な状態で未充電車両の充電が終了してしまったり、給電車両200の移動等に支障が生じる程、給電車両200の電力量が小さくなってしまったりすることを抑制できる。
(2)分配給電装置制御ユニット32は、給電可能電力量Cpが未充電車両の電池容量Ccよりも大きい場合には、未充電車両への給電を行うと判定する一方、給電可能電力量Cpが未充電車両の電池容量Ccよりも小さい場合には、未充電車両への給電を行わないと判定する。これにより、(1)の効果を得ることができる。
また、給電可能電力量Cpとの比較対象として、未充電車両の電池容量Ccが採用されている。当該電池容量Ccは、車種ごとに異なるものであって、予め定められた設計値である。これにより、未充電車両の車種ごとの電池容量Ccのバラつきを考慮した、給電判定を行うことができる。
特に、電池容量Ccは、対象蓄電装置101が蓄電できる電力量の最大値であるため、給電可能電力量Cpが未充電車両の電池容量Ccよりも大きい場合には、未充電車両の対象蓄電装置101の充電状態に関わらず、当該対象蓄電装置101を満充電することができる。これにより、未充電車両の対象蓄電装置101の充電状態を考慮することなく、対象蓄電装置101を好適に充電することができる。
(3)分配給電装置12は、給電車両200の現在位置の情報を取得する位置情報取得部34を備えている。そして、分配給電装置制御ユニット32は、位置情報取得部34によって取得された現在位置と、スタンドの位置情報と、給電車両200の燃費情報Fとに基づいて、給電車両200が現在位置からスタンドまで移動するのに要する電力量である移動必要電力量Cnを算出する処理を実行する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、現在の状況において給電車両200が生成可能な電力量である生成可能電力量Crから移動必要電力量Cnを減算した値を給電可能電力量Cpとする。これにより、給電車両200が現在位置からスタンドまで移動するのに必要な電力量を確保した状態で給電判定を行うことができる。よって、給電車両200がスタンドまで移動することができる範囲内で、未充電車両の充電を行うことができる。
(4)分配給電装置制御ユニット32は、対象車両100の充電が行われた度に、当該対象車両100の充電に要した使用電力量Cuを記憶する。そして、分配給電装置制御ユニット32は、複数の対象車両100の充電が行われた場合には、使用電力量Cuの平均である平均使用電力量Cuaveを算出し、平均使用電力量Cuaveと給電可能電力量Cpとに基づいて、充電可能な車両台数である充電可能台数Nvを算出する。これにより、充電可能台数Nvを把握することを通じて、前もって充電の予定や充電の可否判断を行うことができるため、利便性の向上を図ることができる。
(5)給電車両200は燃料電池バスである。これにより、乗員を乗せて所定のルートを走行する輸送手段としての給電車両200を、必要に応じて移動式の充電スタンドとして機能させることができる。よって、燃料電池バスの有効活用を図ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 分配給電装置制御ユニット32は、各充電装置11a〜11cのいずれかにて充電が行われている状況において、それとは別の充電装置11に未充電車両が接続された場合に、好適に対応できる構成を備えていてもよい。
○ 分配給電装置制御ユニット32は、各充電装置11a〜11cのいずれかにて充電が行われている状況において、それとは別の充電装置11に未充電車両が接続された場合に、好適に対応できる構成を備えていてもよい。
例えば、図8に示すように、分配給電装置制御ユニット32は、充電開始制御処理において、ステップS101〜ステップS105の処理の実行後、ステップS401にて、当該充電開始制御処理の実行契機となった未充電車両とは別に、充電中の対象車両100が存在するか否かを判定する。
分配給電装置制御ユニット32は、充電中の対象車両100が存在しない場合、すなわち対象充電装置以外の充電装置11に、対象車両100が接続されていない場合又は充電済みの対象車両100が接続されている場合には、ステップS401を否定判定し、ステップS106の処理を実行する。
一方、分配給電装置制御ユニット32は、充電中の対象車両100が存在する場合、例えば未充電車両としての第2対象車両100bが第2充電装置11bに接続されたタイミングにおいて第1対象車両100aが充電中である場合等には、ステップS401を肯定判定し、ステップS402に進む。ステップS402では、分配給電装置制御ユニット32は、充電中の対象車両100の電池容量Cca(上記例では第1対象車両100aの電池容量Cc)を把握する。
そして、分配給電装置制御ユニット32は、ステップS403にて、給電可能電力量Cpを算出する。詳細には、分配給電装置制御ユニット32は、生成可能電力量Crから、移動必要電力量Cnと、ステップS402にて把握された対象車両100の電池容量Ccaとを減算した値を給電可能電力量Cpとする(Cp=Cr−Cn−Cca)。
分配給電装置制御ユニット32は、ステップS106又はステップS403の処理の実行後は、ステップS107〜ステップS111の処理を実行して、本充電開始制御処理を終了する。すなわち、本別例においては、分配給電装置制御ユニット32は、未充電車両が把握された場合に、当該未充電車両とは別の対象車両100が充電中である場合には、生成可能電力量Crから上記充電中の対象車両100の電池容量Ccaを減算した値を給電可能電力量Cpとして算出する。これにより、既に充電中の対象車両100の充電に要する電力量を十分に確保した状態で、給電判定を行うことができるため、後から接続された未充電車両の充電によって、既に充電中の対象車両100の充電が不十分な状態で終わってしまう等といった不都合を回避できる。
○ 位置情報取得部34は、分配給電装置12ではなく、給電車両200に搭載されている構成であってもよい。この場合、給電車両制御ユニット204は、給電車両通信部205と分配給電装置通信部33とを介して、給電車両200の位置情報を、分配給電装置制御ユニット32に送信するとよい。
○ 給電車両200は、燃料電池201及び燃料タンク202を省略した電気車両(EV)であってもよい。この場合、生成可能電力量Crとは、現在の状況において給電蓄電装置203に蓄電されている電力量である。また、給電車両200は、ハイブリッド車両(HV)であってもよいし、プラグインハイブリッド車両(PHV)であってもよい。
○ 給電車両200は、燃料電池バス等といった輸送手段として機能を有するものに限られない。例えば、給電車両200は、乗員が乗れるスペースを省略して、その分だけ蓄電装置を搭載した充電用車両であってもよい。当該充電用車両にあっては、対象車両100の充電にのみ用いるものであって、自身の走行に用いない専用の蓄電装置を有する構成であってもよい。この場合、専用の蓄電装置に蓄電されている電力量が給電可能電力量Cpとなる。
○ 給電可能電力量Cpとの比較対象は、電池容量Ccに限られない。例えば、分配給電装置制御ユニット32は、電池容量Ccに代えて、未充電車両の対象蓄電装置101の現在の充電状態から満充電に必要な電力量である必要電力量を算出し、当該必要電力量と給電可能電力量Cpとを比較する構成としてもよい。この場合、満充電が可能であるにもかかわらず、充電ができないと判定される事態を回避できる。なお、本別例においては、分配給電装置制御ユニット32は、充電装置制御ユニット22を介して対象蓄電装置101の充電状態を取得するとよい。
○ また、給電可能電力量Cpの比較対象として、電池容量Ccに代えて、予め定められた特定電力量を採用してもよい。
○ 電池容量データ32a及び燃費データ32bは、分配給電装置制御ユニット32に予め記憶されている必要はなく、例えば無線通信部35を介してサーバ等から取得される構成であってもよい。
○ 電池容量データ32a及び燃費データ32bは、分配給電装置制御ユニット32に予め記憶されている必要はなく、例えば無線通信部35を介してサーバ等から取得される構成であってもよい。
○ 分配給電装置12と給電車両200とを接続するケーブルは脱離不能に構成されていてもよいし、分配給電装置12と各充電装置11a〜11cとを接続するケーブルは脱離不能に構成されていてもよい。要は、給電車両200と、分配給電装置12と、複数の充電装置11a〜11cとの接続態様は、具体的な使用態様を考慮して、適宜設定すればよい。
○ 実施形態では、給電車両200に、分配給電装置12及び複数の充電装置11a〜11cが収容されていたが、これに限られない。例えば、複数の充電装置11a〜11cが駐車場等のスペースに設置されていてもよい。この場合、分配給電装置12が収容された給電車両200が上記スペースにて停車した場合に、分配給電装置12と複数の充電装置11a〜11cとを接続するとよい。
更に、分配給電装置12と複数の充電装置11a〜11cとが、互いに接続された状態で駐車場等のスペースに設置されてもよい。この場合、給電車両200が上記スペースに停車した場合に、当該給電車両200と分配給電装置12とを接続するとよい。
○ 給電スイッチ21a〜21cは、分配給電装置12に設けられていてもよい。この場合、分配給電装置制御ユニット32が各給電スイッチ21a〜21cを個別に制御するとよい。要は、給電システム10としては、分配給電装置12から対象充電装置への充電用電力の分配が行われるようにするために、分配給電装置12を制御してもよいし、対象充電装置を制御してもよい。
○ 給電車両200が停車した後の2回目以降の充電開始制御処理においては、ステップS105の処理を省略してもよい。また、2回目以降の充電開始制御処理のステップS106では、通常通り給電可能電力量Cpを算出してもよいし、充電終了対応処理のステップS302にて更新された給電可能電力量Cpを採用してもよい。
○ 移動必要電力量Cnは、現在位置からスタンドまでのルートと、燃費情報Fとに基づいて算出される構成であったが、予め定められた値であってもよいし、管理者等によって適宜設定された値であってもよい。同様に、給電可能電力量Cpの初期値は、管理者等によって適宜設定された値であってもよい。
○ 充電装置11は、対象車両100に電気的に接続されることによって当該対象車両100を充電可能となる構成であったが、これに限られず、非接触で対象車両100に給電を行う構成であってもよい。詳細には、充電装置11は、交流電力が供給される1次側コイルを備え、対象車両100は、1次側コイルに供給される交流電力を非接触で受電可能な2次側コイルを備えているとよい。また、充電装置11の数は任意である。
○ 未充電車両の把握態様は任意である。例えば、充電装置11と対象車両100とが無線通信を行う無線通信部を備えている構成においては、充電装置制御ユニット22は、上記無線通信を介して、未充電車両を把握し、その把握結果を分配給電装置制御ユニット32に送信する構成であってもよい。要は、分配給電装置制御ユニット32は、充電済みの対象車両100と未充電の対象車両100とを識別して把握できればその具体的な構成は任意である。
○ 充電開始制御処理の実行主体は、分配給電装置制御ユニット32に限られず、例えば充電装置制御ユニット22であってもよい。この場合、分配給電装置制御ユニット32は、充電開始制御処理に必要な情報を適宜充電装置制御ユニット22に送信するとよい。
○ 実施形態では、給電車両200は直流電力を給電し、対象車両100は交流電力を受電することによって充電を行う構成であったが、これに限られない。例えば給電車両200が交流電力を給電し、対象車両100が直流電力を受電することによって充電を行う構成でもよい。この場合、給電電力は交流電力であり、充電用電力は直流電力となる。
かかる構成においては、給電車両200は、給電蓄電装置203の直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換器を備えているとよい。そして、電力変換部31は、例えばAC/DC変換器であるとよい。この場合、充電装置11にDC/DCコンバータを設けてもよいし、対象車両100の充電器102を省略してもよい。
また、給電車両200が直流電力を給電し、対象車両100は直流電力を受電することによって充電する構成であってもよい。この場合、電力変換部31は例えばDC/DCコンバータであってもよい。
10…給電システム、11…充電装置、12…分配給電装置、31…電力変換部、32…分配給電装置制御ユニット、34…位置情報取得部、35…無線通信部、100…対象車両、101…対象蓄電装置、200…給電車両、203…給電蓄電装置、Cp…給電可能電力量、Cc…対象蓄電装置の電池容量、Cn…移動必要電力量、Cr…生成可能電力量、Cu…使用電力量、Cuave…平均使用電力量、Nv…充電可能台数。
Claims (5)
- 対象車両に搭載された対象蓄電装置を充電するのに用いられる複数の充電装置と、
給電車両に搭載された給電蓄電装置から供給される給電電力を前記対象車両の充電に用いられる充電用電力に変換する電力変換部を有し、当該充電用電力を前記複数の充電装置に分配する分配給電装置と、
前記給電車両が給電可能な電力量である給電可能電力量を把握する給電可能電力量把握部と、
未充電の前記対象車両である未充電車両を把握する未充電車両把握部と、
前記未充電車両把握部によって前記未充電車両が把握された場合に、前記給電可能電力量に基づいて、前記未充電車両への給電を行うか否かを判定する給電判定部と、
を備え、前記給電判定部によって前記未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、前記分配給電装置から前記複数の充電装置のうち前記未充電車両の充電に用いられる対象充電装置に前記充電用電力が分配され、当該対象充電装置から前記未充電車両への給電が行われるようにすることを特徴とする給電システム。 - 前記給電車両の現在位置の情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部により取得された現在位置と、スタンドの位置情報と、前記給電車両の燃費情報とに基づいて、前記給電車両が現在位置からスタンドまで移動するのに要する電力量である移動必要電力量を算出する移動必要電力量算出部と、
を備え、
前記給電可能電力量把握部は、現在の状況において前記給電車両が生成可能な電力量から前記移動必要電力量を減算した値を前記給電可能電力量とする請求項1に記載の給電システム。 - 前記対象車両の充電が行われた度に、当該対象車両の充電に要した使用電力量を記憶しておく使用電力量記憶部と、
複数の前記対象車両の充電が行われた場合に、前記使用電力量の平均である平均使用電力量を算出する平均使用電力量算出部と、
前記平均使用電力量と前記給電可能電力量とに基づいて、充電可能な車両台数を算出する充電可能台数算出部と、
を備えている請求項1又は請求項2に記載の給電システム。 - 前記給電判定部は、前記給電可能電力量が前記未充電車両の前記対象蓄電装置の電池容量よりも大きい場合には、前記未充電車両への給電を行うと判定する一方、前記給電可能電力量が前記未充電車両の前記対象蓄電装置の電池容量よりも小さい場合には、前記未充電車両への給電を行わないと判定する請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の給電システム。
- 給電車両に搭載された給電蓄電装置から供給される給電電力を、対象車両に搭載された対象蓄電装置の充電に用いられる充電用電力に変換する電力変換部を有し、当該充電用電力を、前記対象蓄電装置の充電に用いられる複数の充電装置に分配する分配給電装置であって、
前記給電車両が給電可能な電力量である給電可能電力量を把握する給電可能電力量把握部と、
未充電の前記対象車両である未充電車両を把握する未充電車両把握部と、
前記未充電車両把握部によって前記未充電車両が把握された場合に、前記給電可能電力量に基づいて、前記未充電車両への給電を行うか否かを判定する給電判定部と、
を備え、前記給電判定部によって、前記未充電車両への給電を行うと判定されたことに基づいて、前記複数の充電装置のうち前記未充電車両の充電に用いられる対象充電装置への前記充電用電力の分配を行うことを特徴とする分配給電装置。
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