JP7136745B2 - 管理装置、管理方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
(1):この発明の一態様に係る管理装置は、電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、前記車両が備える回転機の上限回転数を記憶する記憶部と、前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記回転機の積算回転数を取得し、前記積算回転数が前記上限回転数以上の場合に、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両に電力を供給する外部電源装置に前記車両が接続されたとき、前記外部電源装置を介して前記積算回転数を取得する、管理装置である。
(2)によれば、車両への電力の供給を制限しないため、車両の走行に必要な電力を確保することができる。
(3)によれば、車両の走行時と充電時と電力系統への電力の供給時の回転数に基づいて、電力系統と二次電池との間の電力の授受を制限することで、回転機の性能を考慮して電力系統と二次電池との間の電力の授受を運用することができる。
(4)によれば、上限回転数を補正して第1単位期間の回転数の余裕分を第2単位期間に繰り越すことで、電力系統と二次電池との間の電力の授受を効率的に運用することができる。
(5)によれば、車両が備える電気機器への通電期間に基づいて電力系統と二次電池との間の電力の授受を制限することで、通電期間を考慮して電力系統と二次電池との間の電力の授受を効率的に運用することができる。
(6)によれば、イグニッションキーのオン状態とオフ状態の切り替え回数に基づいて電力系統と二次電池との間の電力の授受を制限することで、イグニッションキーの切り替え換え回数を考慮して電力系統と二次電池との間の電力の授受を効率的に運用することができる。
まず、V2G(Vehicle to Grid)システムの概要について説明する。V2Gシステムは、商用電力網を含む電力系統と車両との間で電力の融通を行うシステムである。V2Gシステムでは、車両が移動手段として用いられない時に、この車両に搭載された二次電池が電力貯蔵設備として利用される。このため、V2Gに参加する車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。
図1は、本実施形態に係る管理装置100を含むV2Gシステム1の構成と使用環境の一例を示す図である。図1に示すように、V2Gシステム1は、管理装置100と、複数の外部電源装置200(200-1,200-2,200-3,200-4,…)と、車両300と、電力事業者400と、端末500と、を含む。なお、以下の説明において、外部電源装置200-1,200-2,200-3,200-4,…のうちの1つを特定しない場合は、外部電源装置200という。なお、図1では、1つの車両300を示しているが、車両300は複数であってもよい。また、端末500は、複数であってもよい。
外部電源装置200は、例えば車両300の利用者の自宅260、利用者が勤める会社、利用者が利用する宿泊所等に設置されている。利用者は、例えば帰宅時に車両300を外部電源装置200に接続する。管理装置100は、外部電源装置200を介して、車両300に電力の供給を行うように制御し、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うように制御する。外部電源装置200と電力事業者400とは、送電線240を介して接続されている。管理装置100と外部電源装置200とは、ネットワークNWを介して接続されている。また、車両300と外部電源装置200とは、ケーブル220を介して接続される。なお、ケーブル220は、給電ケーブルであり、信号線を備えていてもよい。または、ケーブル220は、給電ケーブルに信号が重畳されていてもよい。なお、ネットワークNWは、例えば、インターネット、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
電力事業者400は、火力、風力、原子力又は太陽光等のエネルギーによって発電を行う発電所を含み、例えば割り当てられた地域に電力を供給する。なお、ここでの地域はどのように規定してもよく、地域は、例えば、都道府県や市町村などの行政区画を単位として規定してもよいし、変電所の管轄区域を単位として規定してもよい。電力事業者400は、電力需要に応じて車両300に搭載されている車載バッテリ310の充放電に対する指示(周波数調整(Frequency Regulation、瞬動予備力(Spinning Reserve)の提供)を、ネットワークNWを介して管理装置100に送信する。なお、図1に示す例は1つの地域の例であり、電力事業者400が1つの例である。
管理装置100は、通信部110と、制御部120と、記憶部130と、を備える。
外部電源装置200は、筐体202と、制御装置204と、通信部206と、ケーブル接続口208と、を備える。
車両300は、車載バッテリ310(二次電池)と、車両制御部320と、車両記憶部330と、回転機340と、センサ350と、コネクタ360(送受信部)と、IG370と、モータ380と、を備える。なお車両300は、図示しないが温度センサと、電圧センサと、電流センサと、インバーターと、トランスミッションと、車輪等を備える。
端末500は、端末通信部510と、端末制御部520と、端末記憶部530と、端末操作部540と、端末表示部550と、を備える。
次に、車両記憶部330が記憶する情報例を説明する。図2は、本実施形態に係る車両記憶部330が記憶する回転機340の積算回転数例を示す図である。図2に示すように、車両記憶部330は、回転機340毎に、例えば1年分の積算回転数を関連付けて記憶させる。なお、車両記憶部330は、積算回転数に、記憶させた際の日時を示す情報を関連付けて記憶させるようにしてもよい。
次に、管理装置100の記憶部130が記憶する情報例を説明する。図4は、本実施形態に係る管理装置100の記憶部130が記憶する情報例を示す図である。図4に示すように、記憶部130は、保証期間(N年間)に、上限通電時間(h(時間))(例えば54756時間)と、上限イグニッション回数(回)(例えば16500回)と、上限回転数(回)(例えば9億回)を関連付けて記憶する。また、記憶部130は、1年当たりの平均値の項目に、1年当たりの上限通電時間(h)(例えば54756時間/N年)と、1年当たりの上限イグニッション回数(回)(16500回/N年)と、1年当たりの上限回転数(回)(9億回/N年)を関連付けて記憶する。また、記憶部130は、1週間当たりの平均値の項目に、1週間当たりの上限通電時間(h)(例えば54756時間/N年/52)と、1週間当たりの上限イグニッション回数(回)(16500回/N年/52)と、1週間当たりの上限回転数(回)(9億回/N年/52)を関連付けて記憶する。また、記憶部130は、1日当たりの平均値の項目に、1日当たりの上限通電時間(h)(例えば54756時間/N年/52/7)と、1日当たりの上限イグニッション回数(回)(16500回/N年/52/7)と、1日当たりの上限回転数(回)(9億回/N年/52/7)を関連付けて記憶する。なお、上限イグニッション回数は、イグニッションキーを構成する部品のうち、最も使用可能な上限回数が少ない回数である。また、上限回転数は、回転機340のうち、最も使用可能な上限回数が少ない回転機340の上限回転数、または回転機340毎の上限回転数である。上限回転数は、例えば回転機340の部品スペック(例えば通電時間)に基づいて設定する。このように、本実施形態において、記憶部130が記憶する上限値は、保証期間全ての上限値であってもよく、所定期間(1年間、1ヶ月間、1週間、1日)の上限値であってもよい。なお、例えば1週間の上限値は、1週間当たりの平均値の上限通電時間、上限イグニッション回数、上限回転数である。
回転機340の耐久性が少なくとも車両300の保証期間を満足するためには、回転機340の各所定単位期間(1年間、1ヶ月間、1週間、1日間)の通電積算時間Tが、対応する上限回転数以内に収まるように、車載バッテリ310の充放電を制御する必要がある。なお、V2G運用に参加する場合、回転機340は、車両300の走行状態に加えてV2G運用時も回転する。このため、本実施形態では、通電積算時間と、イグニッションキー回数の積算数と、回転数の積算数とに基づいて、管理装置100が以下のようにV2G運用を制御する。図5は、本実施形態に係るV2Gシステム1の処理手順例のフローチャートである。
図5を用いて説明した処理では、例えば取得した積算回転数と積算回転上限回転数を比較してV2G参加の可否を判別する例を説明したが、これに限らない。例えば、前年の走行時間やV2G運用時間が少なく、平均的な回転数より少なく余裕がある場合もあり得る。以下の変形例では、上限値に対して積算値に余裕がある場合に繰り越す例を説明する。
次に、車両300の稼働例を説明する。
図8は、管理装置100が通電積算時間でV2Gへの参加を制限しない場合の、車両300の1日の稼働例を示す図である。なお、図8において、横軸は時刻(時)である。
(動作) (時間帯)
周波数調整 0:00~6:00、18:00~19:00
充電 6:00~7:00、8:00~8:45、13:00~13:45、
22:00~24:00
プレ空調 7:00~7:15
走行 7:15~8:00、12:00~13:00、17:00~18:00
瞬動予備力 19:00~22:00
(動作) (時間帯)
周波数調整 0:00~6:00、18:00~24:00
充電 6:00~7:00、8:00~8:45、13:00~13:45
プレ空調 7:00~7:15
走行 7:15~8:00、12:00~13:00、17:00~18:00
(動作) (時間帯)
周波数調整 0:00~24:00
100…管理装置、
110…通信部、
120…制御部、
130…記憶部、
200,200-1,200-2,200-3,200-4,・・・…外部電源装置、
202…筐体、
204…制御装置、
206…通信部、
208…ケーブル接続口、
220…ケーブル、
222…第1プラグ、
224…第2プラグ、
240…送電線、
300…車両、
310…車載バッテリ、
320…車両制御部、
330…車両記憶部、
340…回転機、
350…センサ、
360…コネクタ、
370…IG、
380…モータ、
400…電力事業者、
500…端末、
510…端末通信部、
520…端末制御部、
530…端末記憶部、
540…端末操作部、
550…端末表示部、
NW…ネットワーク
Claims (8)
- 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置であって、
前記車両が備える回転機の上限回転数を記憶する記憶部と、
前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記回転機の積算回転数を取得し、前記積算回転数が前記上限回転数以上の場合に、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記車両に電力を供給する外部電源装置に前記車両が接続されたとき、前記外部電源装置を介して前記積算回転数を取得する、管理装置。 - 前記制御部は、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する際に、前記電力系統から前記二次電池への電力供給は制限せず、前記二次電池から前記電力系統への電力供給を制限する、
請求項1記載の管理装置。 - 前記積算回転数は、前記車両の走行時の前記回転機の回転数と、前記二次電池の残容量を所定レベルに上げるために行う前記二次電池の充電時の前記回転機の回転数と、前記二次電池と前記電力系統との間で充放電する際の前記回転機の回転数と、を積算した値である、
請求項1または請求項2に記載の管理装置。 - 前記制御部は、
単位期間の上限回転数を算出し、
第1単位期間における前記積算回転数と、前記単位期間の前記回転機の回転数との差分を算出し、
前記差分に基づいて前記第1単位期間よりも後の第2単位期間の上限回転数を補正する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記記憶部は、前記車両が備える電気機器への上限通電時間を更に記憶し、
前記制御部は、前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記電気機器の積算通電時間を取得し、前記積算通電時間が前記上限通電時間以上の場合にも、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記記憶部は、前記車両が備えるイグニッションキーのオン状態とオフ状態の切り替え回数の上限切替回数を更に記憶し、
前記制御部は、前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記イグニッションキーのオン状態とオフ状態の切り替え回数の積算切替回数を取得し、前記積算切替回数が前記上限切替回数以上の場合にも、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限する、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の管理装置。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理し、前記車両が備える回転機の上限回転数を記憶する記憶部を有する管理装置が、
前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記回転機の積算回転数を取得し、
前記積算回転数が前記上限回転数以上の場合に、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限し、
前記車両に電力を供給する外部電源装置に前記車両が接続されたとき、前記外部電源装置を介して前記積算回転数を取得する、
管理方法。 - 電力系統と、車両に搭載され走行用の電力を蓄える二次電池との間の電力の授受を管理し、前記車両が備える回転機の上限回転数を記憶する記憶部を有する管理装置のコンピュータに、
前記車両の保証期間の開始時点から計測した前記回転機の積算回転数を取得させ、
前記積算回転数が前記上限回転数以上の場合に、前記電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を制限させ、
前記車両に電力を供給する外部電源装置に前記車両が接続されたとき、前記外部電源装置を介して前記積算回転数を取得させる、
プログラム。
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- 2020-05-22 US US16/881,048 patent/US11453304B2/en active Active
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