JP5071545B2 - 電力需給システム - Google Patents
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Description
電力系統と車両側蓄電池との間で充放電を行うために、電力を授受可能に連結される施設側充放電部および車両側充放電部と、
車両に設けられ、車両側蓄電池に関する蓄電池情報を取得する車両側制御部と、を備え、
車両は、電力系統に、当該電力系統における電力の配分を制御する施設側制御部が設けられているか否かを検知する検知手段を備え、
更に、検知手段による施設側制御部の有無に応じて、電力系統の電力に関する施設側電力情報、および蓄電池情報に基づいて、施設側充放電部または車両側充放電部に充放電指令を出力する指令機能を施設側制御部と車両側制御部とのいずれか一方が担うように設定する設定手段を備えることを特徴としている。
所定の時期までに目標とする充電量を要求する場合に、指令機能は、車両側蓄電池に対する充電電力量と充電完了時刻とを情報取得部から受領し、施設側電力情報、および蓄電池情報に基づいて充放電計画を作成し、作成した充放電計画に基づき、電力指令、電流指令、あるいは電圧指令を施設側充放電部または車両側充放電部に出力することを特徴としている。
充放電指令値そのものを指示する要求が発生した場合に、指令機能は、施設側電力情報、および蓄電池情報に基づいて、電力指令、電流指令、あるいは電圧指令を施設側充放電部または車両側充放電部に出力することを特徴としている。
以下、本発明の電力需給システムの第1実施形態について、図1〜図9を用いて説明する。図1、図2は施設100および車両200における概略構成を示す構成図、図3は1次側充放電器150および2次側充放電器230の各種電力変換要領を示す一覧表、図4は施設100および車両200間での電力需給を実行する際の制御フロー、図5はモード1、モード2における指令内容を示す一覧表、図6はモード1を実行する際の施設100および車両200間での各構成の機能を示すブロック図、図7は図4のステップS130(ステップS140)における制御内容を示す制御フロー、図8はモード2を実行する際の施設100および車両200間での各構成の機能を示すブロック図、図9は図4のステップS150における制御内容を示す制御フローである。
1−1 各構成の機能
まず、図6を用いて住宅100および車両200間における各構成の機能を簡単に説明する。家庭制御装置160内には、HEMS情報取得部10が設けられ、また、車両ECU225内には、車両充放電制御部20、バッテリ情報取得部21が設けられている。そして、本モード1においては、パワー指令部1Aの機能が家庭制御装置160内に設定される。1次側充放電器150は、変換器定格情報を保持する情報保持部11を有し、また、2次側充放電器230は、変換器定格情報を保持する情報保持部22を有している。
次に、図7に示す制御フローを用いてモード1におけるパワー指令部1Aが実行する住宅100および車両200間の充放電の制御要領について詳細に説明する。
(数1)
Ereal=Efull×SOC
として算出される。ただし、SOC(State of Charge)はバッテリ充電率である。
(数2)
Win=min(WBin、WHout)、
(数3)
Wout=min(WBout、WHin)、
として算出される。
(数4)
Pmax=min(Win、Wout)
として算出される。
(数5)
Ttimedate=Schedule−Treal
と設定する。
(数6)
Etarget=Efull×SOCtarget
として算出する。
(数7)
予想必要時間T=(Etarget−Ereal)/Pmax
として算出する。なおここで、各充電器150、230の変換定格がPmaxよりも小さい場合は、この値をPmaxにセットした後、数式7を用いて予想必要時間Tを算出する。
(数8)
Ecom=Etarget−Ereal
として算出される。
(数9)
最低エネルギー量=Etarget−Pmax×(Schedule−Treal)
とし、
バッテリ140、210が劣化しない最低ラインSOC20%のエネルギー量を、
(数10)
最低ラインエネルギー量=Efull×SOC20%
としたとき、放電可能下限Eminは、
(数11)
放電可能下限Emin=max(最低エネルギー量、最低ラインエネルギー量)
として設定される。
(数12)
充電可能限界Emax=Efull×SOC90%
相当として設定する。ここでは詳細を記載しないが、入力部224からの設定によりこの値を変更することも可能である。充電可能限界Emaxおよび放電可能下限Eminは、本発明の充放電可能な充放電エネルギーの上限値および下限値に対応する。
本モードは、上記の「モード1、HEMS有り」に対して、住宅100にHEMS(家庭制御部160)が無い場合であり、車両ECU225にパワー指令部1Aの機能を持たせて電力需給の制御を行う。本モードでは、HEMSが無い場合であるので、HEMS情報取得部10から情報が取得できない。よって、デフォルト値(深夜電力帯のコスト等)に基づき計画を立てることも可能であり、デフォルト値はHMI情報取得部2を通して変更することが可能である。加えて、車両200側の各種情報を用いて、図7で説明した制御フローに基づいて制御する。
モード2における各構成の機能を図8に、また、制御要領を図9の制御フローに示す。図8において、1−1で説明した図6に対して、パワー指令部1Bは、バッテリ情報取得部21からの信号に応じて直接的にバッテリ情報(充放電直接要求)を読み込む点が異なる。バッテリ情報取得部21は、例えば計時するためのタイマー機能、バッテリ210の充電回数をカウントするカウント機能、あるいは充電時の電力を積算する電力積算機能を備えており、タイマー機能によって所定の時間(例えば1ヶ月)が経過すると、あるいはカウント機能によって充電回数が所定回数になると、あるいは所定の充電積算量に達すると、バッテリ210の性能チェックのために、パワー指令部1Bに所定時間が経過した信号、あるいは所定の充電回数をカウントした信号、あるいは所定の充電積算量になったことを示す信号をパワー指令部1Bに伝える。パワー指令部1Bは、この信号をもって、バッテリ情報取得部21からバッテリ情報を読み込むことになる。
上記第1実施形態に対して、例えば住宅100側に、配電系統100Aと車両200のバッテリ210との間で行われた充放電に伴う電力料金の収支を使用者に表示する表示部を設けるようにしても良い。
上記各実施形態では、充電要求情報は、例えば車両200の入力部224から使用者が入力するようにしたが、入力部224に加えて、携帯端末や、ネットワーク接続されたパーソナルコンピュータ等からも充電要求情報の入力が可能となるようにしても良い。充電要求情報は、新規な要求情報、すでに入力した情報を変更するための変更情報等とすることができる。これにより、充電要求情報の入力や変更が容易となる。
100 住宅(施設)
100A 配電系統(電力系統)
150 1次側充放電器(施設側充放電部)
160 家庭制御装置(施設側制御部)
200 車両
210 バッテリ(車両側蓄電池)
224 入力部(充電要求情報入力部)
225 車両ECU(車両側制御部)
230 2次側充放電器(車両側充放電部)
S120 検知手段
S130、S140 設定手段
Claims (12)
- 施設に設けられて電力を供給する電力系統と、車両に設けられた車両側蓄電池との間で電力授受を可能として、前記電力系統と前記車両側蓄電池との間で充放電制御が行われる電力需給システムにおいて、
前記電力系統と前記車両側蓄電池との間で充放電を行うために、電力を授受可能に連結される施設側充放電部および車両側充放電部と、
前記車両に設けられ、前記車両側蓄電池に関する蓄電池情報を取得する車両側制御部と、を備え、
前記車両は、前記電力系統に、当該電力系統における電力の配分を制御する施設側制御部が設けられているか否かを検知する検知手段を備え、
更に、前記検知手段による前記施設側制御部の有無に応じて、前記電力系統の電力に関する施設側電力情報、および前記蓄電池情報に基づいて、前記施設側充放電部または前記車両側充放電部に充放電指令を出力する指令機能を前記施設側制御部と前記車両側制御部とのいずれか一方が担うように設定する設定手段を備えることを特徴とする電力供給システム。 - 前記施設側制御部が設けられている場合、前記設定手段は、前記指令機能を前記施設側制御部が担うように設定することを特徴とする請求項1記載の電力需給システム。
- 前記施設側制御部が設けられていない場合、前記設定手段は、前記指令機能を前記車両側制御部が担うように設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力需給システム。
- 前記車両側蓄電池の充放電に際して、充放電を行うための充放電指令値そのものを指示する要求を発生する場合と、前記充放電指令値を指示することなく、所定の時期までに目標とする充電量を要求する場合とがあり、
前記所定の時期までに目標とする充電量を要求する場合に、前記指令機能は、前記車両側蓄電池に対する充電電力量と充電完了時刻とを情報取得部から受領し、前記施設側電力情報、および前記蓄電池情報に基づいて充放電計画を作成し、作成した前記充放電計画に基づき、電力指令、電流指令、あるいは電圧指令を前記施設側充放電部または前記車両側充放電部に出力することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の電力需給システム。 - 前記車両側蓄電池の充放電に際して、充放電を行うための充放電指令値そのものを指示する要求を発生する場合と、前記充放電指令値を指示することなく、所定の時期までに目標とする充電量を要求する場合とがあり、
前記充放電指令値そのものを指示する要求が発生した場合に、前記指令機能は、前記施設側電力情報、および前記蓄電池情報に基づいて、電力指令、電流指令、あるいは電圧指令を前記施設側充放電部または前記車両側充放電部に出力することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の電力需給システム。 - 前記充放電指令値そのものを指示する要求は、前記車両側蓄電池の性能評価のために定期的に発生される要求であることを特徴とする請求項5に記載の電力需給システム。
- 前記施設側電力情報、および前記蓄電池情報から充放電可能なパワー量の最大値と、充放電可能な充放電エネルギーの上限値および下限値とを設定し、この制約を満足する範囲で前記指令機能を作動させることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の電力需給システム。
- 前記施設側充放電部または前記車両側充放電部の最大変換可能量に関する情報を取得し、この範囲内で前記指令機能を作動させることを特徴とする請求項7に記載の電力需給システム。
- 前記指令機能は、前記施設側電力情報、および前記蓄電池情報のいずれかが得られない場合は、予め定められたデフォルト値を用いて前記充放電指令を出力することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の電力需給システム。
- 前記電力系統と前記車両側蓄電池との間で行われた充放電に伴う電力料金の収支を使用者に表示する表示部を備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の電力需給システム。
- 前記指令機能は、前記施設側電力情報、および前記蓄電池情報に対して、前記車両の車両負荷予測情報、前記車両側蓄電池に充電する際に使用者によって充電要求情報入力部から入力される充電要求情報の少なくとも1を加えて、前記充放電指令を出力することを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1つに記載の電力需給システム。
- 前記充電要求情報は、前記充電要求情報入力部に加えて、携帯端末もしくはネットワーク接続されたパーソナルコンピュータからも入力可能であることを特徴とする請求項11に記載の電力需給システム。
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