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技術 充放電制御装置及び制御プログラム

出願人 住友電気工業株式会社
発明者 加悦裕幸藤井純一鵜殿直嗣
出願日 2015年8月25日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2015-166137
公開日 2017年3月2日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2017-046421
状態 特許登録済
技術分野 交流の給配電 電池等の充放電回路 二次電池の保守(充放電、状態検知) 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード 所定目標値 目標値テーブル 外部系統 活動時間帯 外出予定 Fi規格 電力料金データ 接続タイミング
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重要な関連分野

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図面 (20)

課題

電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる充放電制御装置を提供する。

解決手段

充放電制御装置1は、バッテリ21を搭載した車両Cに着脱可能に接続され、外部系統Gの電力によるバッテリ21の充電及び宅内負荷4への放電を制御する。充放電制御装置1は、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、バッテリ21の充放電に係る異なる目標値を記憶する記憶部13と、時計17と、該時計17が前記深夜時間帯の時刻を計時している場合、バッテリ21の残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるようにバッテリ21の充電を制御し、時計17が一の前記非深夜時間帯を計時している場合、バッテリ21の残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないようにバッテリ21の放電を制御する制御部12とを備える。

概要

背景

プラグインハイブリッド車(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle)及び電気自動車EV: Electric Vehicle)等の車両に搭載されたバッテリに蓄えられた電力家庭用電力として利用するV2H(Vehicle to Home)システムが実用化されている。V2Hシステムは、安価な深夜電力にて車両のバッテリを充電し、バッテリに蓄えた電力を昼間に利用することによって、電気料金の節約、及びピーク時における電力需要を抑えるピークシフトを実現することができる。

特許文献1には、商用の外部系統連係した太陽光発電システムが開示されている。前記太陽光発電システムは、太陽光発電された電力を売電できなくなる電圧抑制の発生を、日時、外気温気象状況等に基づいて予測し、電圧抑制の発生が予測される場合、余剰電力定置蓄電池又は電気自動車のバッテリに蓄電する。特許文献1に係る太陽光発電システムによれば、太陽光発電された電力を無駄なく利用することができる。

特許文献2には、太陽光発電システムにおいて、車両に搭載されたバッテリの充放電制御を行う充放電制御装置が開示されている。充放電制御装置は、電力会社から提供される電力料金データと、日照時間帯データとを取得し、各データに基づいて、バッテリの充放電計画を作成する。充放電計画は、電力料金単価が最も安い時間帯においてバッテリを充電し、日照がある時間帯においてバッテリから宅内負荷への放電を行うように充放電予定を設定したものである。充放電制御装置は、かかる充放電計画に従って、バッテリの充放電を制御することによって、電気料金を抑え、かつ太陽光発電された余剰電力の売電量を増加させることができる。

概要

電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる充放電制御装置を提供する。充放電制御装置1は、バッテリ21を搭載した車両Cに着脱可能に接続され、外部系統Gの電力によるバッテリ21の充電及び宅内負荷4への放電を制御する。充放電制御装置1は、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、バッテリ21の充放電に係る異なる目標値を記憶する記憶部13と、時計17と、該時計17が前記深夜時間帯の時刻を計時している場合、バッテリ21の残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるようにバッテリ21の充電を制御し、時計17が一の前記非深夜時間帯を計時している場合、バッテリ21の残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないようにバッテリ21の放電を制御する制御部12とを備える。

目的

本発明の目的は、電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる充放電制御装置及び制御プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を制御する充放電制御装置であって、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶する記憶部と、現時刻が前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、現時刻が一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する制御部とを備える充放電制御装置。

請求項2

前記制御部は、現時刻が一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満であるとき、前記バッテリの充電を制御する請求項1に記載の充放電制御装置。

請求項3

外出予定の有無を受け付ける受付部と、前記バッテリの残量を示す情報を取得する残量情報取得部とを備え、前記制御部は、外出予定があり、かつ、前記バッテリの残量が一の前記非深夜時間帯に係る目標値未満である場合、前記バッテリの残量が該目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する請求項1又は請求項2に記載の充放電制御装置。

請求項4

外出予定の有無、外出時に必要な前記バッテリの残量に係る目標値及び外出予定時刻を受け付ける受付部と、前記バッテリの残量を示す情報を取得する残量情報取得部とを備え、前記制御部は、前記バッテリの残量が前記受付部にて受け付けた目標値未満である場合、前記外出予定時刻前に前記バッテリの残量が該目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する請求項1又は請求項2に記載の充放電制御装置。

請求項5

前記車両が自機に接続されたか否かを判定する接続判定部を備え、前記受付部は、前記車両が自機に接続されたと判定した場合、外出予定の有無を受け付ける請求項3又は請求項4に記載の充放電制御装置。

請求項6

前記負荷が設けられた建物で発生した自然エネルギー及び外部系統の電力を前記バッテリの充電用の電力に変換する電力変換部と、前記負荷で消費されなかった前記自然エネルギーの余剰電力を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記非深夜時間帯であり、前記検出部が余剰電力を検出した場合、前記電力変換部によって前記自然エネルギーの余剰電力を充電用の電力に変換させ、前記深夜時間帯である場合、外部系統の電力を充電用の電力に変換させる請求項1〜請求項5のいずれか一つに記載の充放電制御装置。

請求項7

外部系統の電力料金単価に係る情報を取得する料金情報取得部と、該料金情報取得部にて取得した情報が示す電力料金単価が閾値以下か否かを判定する料金判定部とを備え、前記制御部は、前記料金判定部が前記閾値以下と判定した場合、前記深夜時間帯であるか否かに拘わらず、前記深夜時間帯に係る目標値又は所定目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する請求項1〜請求項6のいずれか一つに記載の充放電制御装置。

請求項8

前記車両の接続が解除されたか否かを判定する解除判定部と、該解除判定部にて前記車両の接続が解除されたと判定されたときの時刻に基づいて、前記複数の非深夜時間帯を決定する決定部とを備える請求項1〜請求項7のいずれか一つに記載の充放電制御装置。

請求項9

1日は前記深夜時間帯、該深夜時間帯の後に順に続く第1の前記非深夜時間帯及び第2の前記非深夜時間帯に3区分されており、前記第1の非深夜時間帯に係る目標値は、前記第2の非深夜時間帯に係る目標値よりも大きい請求項1〜請求項8のいずれか一つに記載の充放電制御装置。

請求項10

前記バッテリの残量の上限値及び下限値を示す情報を取得するバッテリ情報取得部を備え、前記深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の上限値又は少なくとも該上限値に基づく値を示し、前記第1の非深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の上限値及び下限値の間の値を示し、前記第2の非深夜時間帯に係る目標値は前記バッテリの残量の下限値又は少なくとも該下限値に基づく値を示している請求項9に記載の充放電制御装置。

請求項11

バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を行う充放電制御装置に、前記バッテリの充放電を制御させる制御プログラムであって、前記充放電制御装置に、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶し、前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する処理を実行させる制御プログラム。

技術分野

0001

本発明は、バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、該バッテリの充放電を制御する充放電制御装置及び制御プログラムに関する。

背景技術

0002

プラグインハイブリッド車(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle)及び電気自動車EV: Electric Vehicle)等の車両に搭載されたバッテリに蓄えられた電力家庭用電力として利用するV2H(Vehicle to Home)システムが実用化されている。V2Hシステムは、安価な深夜電力にて車両のバッテリを充電し、バッテリに蓄えた電力を昼間に利用することによって、電気料金の節約、及びピーク時における電力需要を抑えるピークシフトを実現することができる。

0003

特許文献1には、商用の外部系統連係した太陽光発電システムが開示されている。前記太陽光発電システムは、太陽光発電された電力を売電できなくなる電圧抑制の発生を、日時、外気温気象状況等に基づいて予測し、電圧抑制の発生が予測される場合、余剰電力定置蓄電池又は電気自動車のバッテリに蓄電する。特許文献1に係る太陽光発電システムによれば、太陽光発電された電力を無駄なく利用することができる。

0004

特許文献2には、太陽光発電システムにおいて、車両に搭載されたバッテリの充放電制御を行う充放電制御装置が開示されている。充放電制御装置は、電力会社から提供される電力料金データと、日照時間帯データとを取得し、各データに基づいて、バッテリの充放電計画を作成する。充放電計画は、電力料金単価が最も安い時間帯においてバッテリを充電し、日照がある時間帯においてバッテリから宅内負荷への放電を行うように充放電の予定を設定したものである。充放電制御装置は、かかる充放電計画に従って、バッテリの充放電を制御することによって、電気料金を抑え、かつ太陽光発電された余剰電力の売電量を増加させることができる。

先行技術

0005

特許第5485392号公報
特許第5404756号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1及び2に係るシステムは、バッテリを搭載した車両が太陽光発電システムから切り離されることを考慮しておらず、外出時に車両のバッテリの残量が不足するという技術的な不具合が生じるおそれがあった。
また、車両のバッテリに蓄えた電力を、家屋以外の任意の建物へ供給する充放電制御システム、太陽光発電システムを備えない充放電制御システム等においても同様の不具合が発生するおそれがあった。

0007

本発明の目的は、電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる充放電制御装置及び制御プログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一態様に係る充放電制御装置は、バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を制御する充放電制御装置であって、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶する記憶部と、現時刻が前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、現時刻が一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する制御部とを備える。

0009

本発明の一態様に係る制御プログラムは、バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を行う充放電制御装置に、前記バッテリの充放電を制御させる制御プログラムであって、前記充放電制御装置に、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶し、前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する処理を実行させる。

0010

なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える充放電制御装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする充放電制御方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、充放電制御の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、充放電制御を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。

発明の効果

0011

上記によれば、電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる充放電制御装置及び制御プログラムを提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施形態1に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
実施形態1に係る目標値テーブルの一例を示す概念図である。
各時間帯の目標値を示す概念図である。
実施形態1に係る目標値設定処理手順を示すフローチャートである。
実施形態1に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
車両を用いた外出が無かったときの充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
車両を用いた外出があったときの充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
車両を用いた外出があったときの充放電制御結果の他の例を示すタイミングチャートである。
実施形態2に係る目標値テーブルの一例を示す概念図である。
実施形態2に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態3に係る充電要否受付の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態4に係る充電要否受付の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態4に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態4に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態5に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
実施形態5に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態5に係る充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
実施形態6に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
実施形態6に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
実施形態7に係る時間帯設定の処理手順を示すフローチャートである。

実施例

0013

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

0014

(1)本発明の一態様に係る充放電制御装置は、バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を制御する充放電制御装置であって、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶する記憶部と、現時刻が前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、現時刻が一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する制御部とを備える。

0015

本態様によれば、制御部は、深夜時間帯において、バッテリの残量が該深夜時間帯に係る目標値以上になるように充電を制御する。従って、安価な深夜電力を用いて、車両のバッテリを充電することができる。なお、バッテリの残量は深夜時間帯における目標値を必ずしも超える必要は無く、目標値に達した時点で充電を停止するようにしても良い。
また、制御部は、非深夜時間帯において、バッテリの残量が該非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように放電を制御する。従って、ピークシフトを実現することができる。
更に、記憶部は複数の非深夜時間帯毎に異なる目標値を記憶しており、制御部は、該複数の非深夜時間帯毎に異なる目標値を用いて、バッテリの放電を制御する。例えば、制御部は、第1の非深夜時間帯においてはバッテリの残量を多く保持するように放電を制御することができ、第2の非深夜時間帯においてはバッテリの残量が少なくなるまで放電を制御することができる。第1の非深夜時間帯においてはバッテリの残量が保持されているため、車両を用いた外出が可能である。第2の非深夜時間帯においては、電力需要を効果的に抑えることができる。

0016

(2)前記制御部は、現時刻が一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満であるとき、前記バッテリの充電を制御する構成が好ましい。

0017

本態様によれば、車両を走行させた場合、バッテリの残量が非深夜時間帯に係る目標値未満になることがある。前記車両が充放電制御装置に接続された場合、該車両のバッテリを充電することが可能な状況になる。制御部は、バッテリの残量が一の前記非深夜時間帯に係る目標値未満である場合、バッテリの充電を行う。
従って、車両を用いた外出に必要なバッテリの残量を確保することができる。

0018

(3)外出予定の有無を受け付ける受付部と、前記バッテリの残量を示す情報を取得する残量情報取得部とを備え、前記制御部は、外出予定があり、かつ、前記バッテリの残量が一の前記非深夜時間帯に係る目標値未満である場合、前記バッテリの残量が該目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する構成が好ましい。

0019

本態様によれば、車両を走行させた場合、バッテリの残量が非深夜時間帯に係る目標値未満になることがある。前記車両が充放電制御装置に接続された場合、該車両のバッテリを充電することが可能な状況になる。更に車両を使用する予定がある場合、バッテリを充電すべきであるが、深夜時間帯になるまで車両を使用する予定が無ければ、昼間の高額な電力でバッテリを充電する必要は必ずしも無い。そこで、受付部は、外出予定の有無を受け付ける。そして、制御部は、外出予定があり、かつ、バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満である場合、バッテリの充電を行う。なお、外出予定の有無を受け付けるタイミングは特に限定されない。
従って、車両を用いた外出に必要なバッテリの残量を確保することができる。

0020

(4)外出予定の有無、外出時に必要な前記バッテリの残量に係る目標値及び外出予定時刻を受け付ける受付部と、前記バッテリの残量を示す情報を取得する残量情報取得部とを備え、前記制御部は、前記バッテリの残量が前記受付部にて受け付けた目標値未満である場合、前記外出予定時刻前に前記バッテリの残量が該目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する構成が好ましい。

0021

本態様によれば、態様(3)と同様、車両を走行させた場合、バッテリの残量が該非深夜時間帯に係る目標値未満になることがある。受付部は、外出予定の有無、外出時に必要な前記バッテリの残量に係る目標値及び外出予定時刻を受け付ける。そして、制御部は、前記バッテリの残量が前記受付部にて受け付けた目標値未満である場合、外出予定時刻前に前記バッテリの残量が該目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する。
従って、外出予定時刻前にバッテリの残量が所望の目標値に近づくように、バッテリを充電することができる。
なお、バッテリの充電制御は、前記車両が充放電制御装置に接続された場合に、バッテリの充電を直ちに開始しても良いし、外出予定時刻まで時間が十分にある場合、時間をおいてバッテリの充電を開始しても良い。前記目標値は、あくまで目標値であって、充電を開始するタイミングによっては、外出予定時刻前にバッテリの残量が目標値に到達しないことがあっても良い。

0022

(5)前記車両が自機に接続されたか否かを判定する接続判定部を備え、前記受付部は、前記車両が自機に接続されたと判定した場合、外出予定の有無を受け付ける構成が好ましい。

0023

本態様によれば、受付部は、車両が充放電制御装置に接続された場合に、次の外出予定の有無を受け付ける。つまり、次の外出予定の有無が比較的はっきりしているタイミングにおいて外出予定の有無を受け付ける。従って、バッテリの充電をより的確に制御することができ、電気料金の削減及び電力需要の抑制を実現することができる。

0024

(6)前記負荷が設けられた建物で発生した自然エネルギー及び外部系統の電力を前記バッテリの充電用の電力に変換する電力変換部と、前記負荷で消費されなかった前記自然エネルギーの余剰電力を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記非深夜時間帯であり、前記検出部が余剰電力を検出した場合、前記電力変換部によって前記自然エネルギーの余剰電力を充電用の電力に変換させ、前記深夜時間帯である場合、外部系統の電力を充電用の電力に変換させる構成が好ましい。

0025

本態様によれば、非深夜時間帯において自然エネルギーの余剰電力が発生している場合、制御部は目標値を超えてバッテリの充電を制御する。従って、車両を用いた外出に要するバッテリの残量を確実に確保することができる。

0026

(7)外部系統の電力料金単価に係る情報を取得する料金情報取得部と、該料金情報取得部にて取得した情報が示す電力料金単価が閾値以下か否かを判定する料金判定部とを備え、前記制御部は、前記料金判定部が前記閾値以下と判定した場合、前記深夜時間帯であるか否かに拘わらず、前記深夜時間帯に係る目標値又は所定目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する構成が好ましい。

0027

本態様によれば、外部系統の電力料金単価が閾値以下である場合、現時刻が深夜時間帯であるか否かに拘わらず、制御部は、深夜時間帯に係る目標値又は所定目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御する。
従って、安価な電力にてバッテリを充電し、車両を用いた外出に要する残量を確実に確保することができる。

0028

(8)前記車両の接続が解除されたか否かを判定する解除判定部と、該解除判定部にて前記車両の接続が解除されたと判定されたときの時刻に基づいて、前記複数の非深夜時間帯を決定する決定部とを備える構成が好ましい。

0029

本態様によれば、決定部は、車両と、充放電制御装置との接続が解除された時刻に基づいて、複数の非深夜時間帯を決定する。つまり、車両を用いた外出に合わせた目標値を自動的に設定することができる。

0030

(9)1日は前記深夜時間帯、該深夜時間帯の後に順に続く第1の前記非深夜時間帯及び第2の前記非深夜時間帯に3区分されており、前記第1の非深夜時間帯に係る目標値は、前記第2の非深夜時間帯に係る目標値よりも大きい構成が好ましい。

0031

本態様によれば、1日は深夜時間帯と、該深夜時間帯に続く第1の非深夜時間帯と、該第1の非深夜時間帯に続く第2の非深夜時間帯とに3区分されている。第2の非深夜時間帯は前記深夜時間帯に続いており、3つの時間帯は循環している。第1の非深夜時間帯に係る目標値は、車両を用いた外出を考慮し、第2の非深夜時間帯に係る目標値よりも大きい値となっている。
従って、3つの各時間帯、及び各時間帯に係る目標値を設定するのみで、充放電制御装置を動作させることができる。つまり、第1の非深夜時間帯においては車両を用いた外出に備えてバッテリの残量を保持することができ、第2の非深夜時間帯においてはバッテリを放電することにより電力需要を抑えることができる。

0032

(10)前記バッテリの残量の上限値及び下限値を示す情報を取得するバッテリ情報取得部を備え、前記深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の上限値又は少なくとも該上限値に基づく値を示し、前記第1の非深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の上限値及び下限値の間の値を示し、前記第2の非深夜時間帯に係る目標値は前記バッテリの残量の下限値又は少なくとも該下限値に基づく値を示している構成が好ましい。

0033

本態様によれば、バッテリ情報取得部にてバッテリの残量の上限値及び下限値を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて、各時間帯の目標値を設定することができる。
従って、ユーザが目標値の設定を行わなくても、充放電制御装置を動作させることができる。なお、前記深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の上限値そのものであっても良いし、該上限値に基づく所定の演算によって得られる値であっても良いし、前記上限値及び下限値の双方に基づいて得られる値であっても良い。同様に、前記第2の非深夜時間帯に係る目標値は、前記バッテリの残量の下限値そのものであっても良いし、該下限値に基づく所定の演算によって得られる値であっても良いし、前記上限値及び下限値の双方に基づいて得られる値であっても良い。

0034

(11)本発明の一態様に係る制御プログラムは、バッテリを搭載した車両に着脱可能に接続され、外部系統の電力による前記バッテリの充電及び負荷への放電を行う充放電制御装置に、前記バッテリの充放電を制御させる制御プログラムであって、前記充放電制御装置に、深夜時間帯及び複数の非深夜時間帯毎に、前記バッテリの充放電に係る異なる目標値を記憶し、前記深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が前記深夜時間帯に係る目標値以上になるように前記バッテリの充電を制御し、一の前記非深夜時間帯である場合、前記バッテリの残量が該一の非深夜時間帯に係る目標値未満にならないように前記バッテリの放電を制御する処理を実行させる。

0035

本態様によれば、態様(1)と同様、電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に車両のバッテリの残量が不足することが無いように該バッテリの充放電を制御することができる。

0036

[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る充放電制御装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0037

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。充放電制御システムは、プラグインハイブリッド車及び電気自動車等の車両Cに搭載されたバッテリ21の充放電を制御する充放電制御装置1を備え、バッテリ21に蓄えられた電力を家庭用電力として利用するV2Hシステムを構成している。

0038

充放電制御装置1は、直流及び交流の電力を双方向に変換する電力変換部11を備える。電力変換部11は、交流の電力が入出力する図示しない交流入出力端子を有し、該交流入出力端子には、家屋に設置された分電盤3を介して商用の外部系統Gに繋がるケーブルが接続されている。分電盤3には宅内負荷4が接続されている。電力変換部11は、直流の電力が入出力する図示しない直流入出力端子を有し、該直流入出力端子には、給電線の一端部が接続されている。給電線の他端部には、車両Cのインレットに接続される充電ガンが設けられている。充電ガンが車両Cのインレットに接続されることによって、車両Cのバッテリ21と、電力変換部11の直流入出力端子とが接続される。
電力変換部11は、交流入出力端子に接続された双方向インバータ11aと、直流入出力端子に接続された双方向DC/DCコンバータ11bとを備える。バッテリ21の充電動作時においては、双方向インバータ11aは、交流入出力端子に入力した交流の電力を直流の電力にAC/DC変換し、AC/DC変換された直流の電力を双方向DC/DCコンバータ11bへ出力する。DC/DCコンバータ11bは、双方向インバータ11aから出力された直流の電力を、バッテリ21充電用の電力に変換し、電圧変換された電力を、給電線を介してバッテリ21へ出力する。バッテリ21の放電動作時においては、DC/DCコンバータ11bは、給電線を介してバッテリ21から出力された直流の電力を、所定電圧の電力に電圧変換し、電圧変換された電力を双方向インバータ11aへ出力する。双方向インバータ11aは、DC/DCコンバータ11bから出力された直流の電力を、交流の電力にDA変換し、DA変換された交流の電力を、分電盤3を介して宅内負荷4へ出力する。

0039

電力変換部11には制御部12が接続されており、該電力変換部11の動作は制御部12によって制御される。制御部12は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部12の入出力インタフェースには、電力変換部11、記憶部13、操作部14、無線通信部15、通信部16及び時計17が接続されている。
ROMはコンピュータの初期動作に必要なプログラムを記憶している。RAMは、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等のメモリであり、制御部12の演算処理を実行する際に記憶部13から読み出された後述の制御プログラム10a、又は制御部12の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。CPUは制御プログラム10aを実行することにより、各構成部の動作を制御し、バッテリ21の充放電を制御する。

0040

記憶部13は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、本発明に係る充放電制御に必要な制御プログラム10aと、目標値テーブルとを記憶している。目標値テーブルの詳細は後述する。

0041

また、本実施形態に係る制御プログラム10aは、記録媒体10にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部13は、図示しない読出装置によって記録媒体10から読み出された制御プログラム10aを記憶する。記録媒体10はCD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)等の光ディスクフレキシブルディスクハードディスク等の磁気ディスク磁気光ディスク、半導体メモリ等である。また、通信網Nに接続されている図示しない外部コンピュータから本実施形態に係る制御プログラム10aをダウンロードし、記憶部13に記憶させても良い。

0042

操作部14は、例えば表示部の表面又は内部に設けられたタッチセンサ機械式操作ボタン等である。タッチセンサは、ユーザの指が表示部に触れたこと、指が触れた位置等を検出することにより、ユーザの操作を受け付け、受け付けた操作情報を制御部12に与える。つまり、制御部12は操作部14にてユーザの操作を受け付けることができる。

0043

無線通信部15は、外部の通信端末6との間で各種情報送受信する通信機であり、例えばIEEE802.11規格、WiFi規格準拠した無線通信を行う。宅内にルータ5が設置されている場合、無線通信部15及び通信端末6は、ルータ5に無線接続し、ルータ5を介して各種情報を送受信する。

0044

通信端末6は、充放電制御装置1を遠隔操作するための専用機であっても良いし、スマートフォンタブレット端末等の汎用機であっても良い。通信端末6は、ユーザの操作を受け付け、受け付けた操作情報を無線通信部15へ送信することができる。制御部12は無線通信部15及び通信端末6を介してユーザの操作を受け付けることができる。

0045

通信部16には、通信線の一端部が接続され、通信線の他端部は充電ガンに接続されている。充電ガンが車両Cのインレットに接続されることによって、車両Cに搭載された充電ECU22と、充放電制御装置1の通信部16とが接続される。通信線は、前記給電線と共に充電ケーブルを構成している。通信部16は、充電ECU22との間で、バッテリ21の充放電に必要な各種情報を送受信する回路である。通信部16は、例えば、チャデモCHAdeMO)規格及びコンボ(Combo)方式等に従って通信を行う。通信部16の動作は制御部12によって制御される。充放電制御装置1は、充電ECU22との間で通信を行うことにより、充電ガンの接続確認、充電に必要な各種パラメータ交換、安全確認、充放電の開始及び停止制御等の処理を実行し、バッテリ21の充放電を制御する。

0046

時計17は、時刻を計時する回路、例えばリアルタイムクロックである。制御部12は該時計17から現時刻を取得することができる。

0047

図2は、実施形態1に係る目標値テーブルの一例を示す概念図である。目標値テーブルは、「時間帯区分」、「開始時刻」、「終了時刻」及び「目標バッテリ残量」のフィールドからなり、時間帯区分と、該時間帯区分の開始時刻及び終了時刻と、該時間帯区分における充放電の目標バッテリ残量とを対応付けて記憶する。
「時間帯区分」は、24時間を複数に区分けしてなる各区分の名称識別番号等を格納する。本実施形態1においては、24時間を、深夜時間帯、活動時間帯及び低活動時間帯の3つに区分けした各時間帯が「時間帯区分」に格納されている。深夜時間帯は、安価な深夜電力によってバッテリ21の充電を行うことが可能な時間帯である。活動時間帯は、車両C及び充放電制御装置1の接続が解除される可能性がある時間帯、つまりユーザが活動して車両Cを用いて外出する可能性がある時間帯である。低活動時間帯は、ユーザの活動が低下して車両C及び充放電制御装置1の接続が解除される可能性が低い時間帯である。
「開始時刻」及び「終了時刻」は、各時間帯の開始時刻と、終了時刻とを格納する。
「目標バッテリ残量」は、充放電に係る目標値を格納する。

0048

図3は、各時間帯の目標値を示す概念図である。横軸は時間、縦軸バッテリ残量を示す。
深夜時間帯に対応付けて目標値テーブルに格納される第1目標値は、深夜電力を用いた充電によって達成すべきバッテリ21の残量である。例えば、第1目標値は、バッテリ21の劣化を招くことなく充電可能なバッテリ容量最大値である。具体的には、第1目標値は、バッテリ容量の90%の値である。
活動時間帯に対応付けて目標値テーブルに格納される第2目標値は、放電時においても保持すべきバッテリ21の残量であり、車両Cを用いた外出が可能な残量を格納する。例えば、第2目標値は、バッテリ容量の50%の値である。
低活動時間帯に対応付けて目標値テーブルに格納される第3目標値は、放電時においても保持すべきバッテリ21の残量であり、車両Cの外出を想定しない残量を格納する。例えば、第3目標値は、バッテリ21の劣化を招くことなく放電可能なバッテリ容量の下限値である。具体的には、第3目標値は、バッテリ容量の20%の値である。

0049

図4は、実施形態1に係る目標値設定の処理手順を示すフローチャートである。初回動作時の目標値テーブルには、目標バッテリ残量が格納されていないため、制御部12は、目標値の設定に係る以下の処理を実行する。なお、深夜時間帯、活動時間帯及び低活動時間帯を規定する開始時刻及び終了時刻の情報については、所定の初期値が予め目標値テーブルに格納されているものとする。

0050

制御部12は、操作部14又は通信端末6の操作状態監視しており、バッテリ21の充放電を制御するための目標値の設定を行うための操作が行われたか否かを判定する(ステップS11)。目標値の設定を行うための操作が行われたと判定した場合(ステップS11:YES)、制御部12は、深夜時間帯、活動時間帯及び低活動時間帯と、各時間帯に係る目標値を、操作部14又は通信端末6にて受け付ける(ステップS12)。そして、制御部12は、受け付けた各時間帯及び目標値を記憶する(ステップS13)。

0051

ステップS13の処理を終えた場合、又はステップS11において目標値の設定を行うための操作が行われていないと判定した場合(ステップS11:NO)、制御部12は、時間帯及び目標値が未設定であるか否かを判定する(ステップS14)。未設定であると判定した場合(ステップS14:YES)、制御部12は、充電ECU22との間で通信を行い、バッテリ容量の上限値及び下限値を取得する(ステップS15)。次いで、取得したバッテリ容量の上限値及び下限値に基づいて、第1目標値、第2目標値及び第3目標値を算出する(ステップS16)。具体的には、取得した前記上限値を、深夜時間帯に係る第1目標値とし、取得した下限値を低活動時間帯に係る第3目標値とする。そして、取得した上限値に所定割合を乗じて得られる値を活動時間帯における第2目標値とする。
なお、バッテリ容量の上限値及び下限値をそれぞれ、第1目標値及び第3目標値として設定する方法を説明したが、かかる設定方法は一例である。バッテリ容量の上限値又は下限値に基づいてそれぞれ所定の演算を行い、所定の演算によって得られた各値をそれぞれ第1目標値及び第3目標値として設定しても良い。所定の演算は、例えばバッテリ容量の上限値及び下限値に対して所定の割合を乗じたり、上限値から所定値を減算したり、下限値に所定値を加算したりする処理である。また、バッテリ容量の上限値及び下限値の双方を用いて、第1目標値を算出しても良い。同様に、上限値及び下限値の双方を用いて、第3目標値を算出しても良い。

0052

次いで、制御部12は、算出した各目標値を記憶部13に記憶させ(ステップS17)、処理を終える。具体的には、制御部12は、ステップS16にて算出した第1目標値、第2目標値及び第3目標値を目標値テーブルの「目標バッテリ残量」フィールドに格納する。

0053

図5は、実施形態1に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は以下の処理を繰り返し実行する。まず、制御部12は、時計17にて現時刻を計時し(ステップS51)、現時刻が深夜時間帯であるか否かを判定する(ステップS52)。深夜時間帯であると判定した場合(ステップS52:YES)、制御部12は、記憶部13から第1目標値を読み出して、バッテリ21の充電に係る目標値として第1目標値を設定する(ステップS53)。そして、制御部12は、充電ECU22と通信を行い、バッテリ21の残量を検知する(ステップS54)。そして、制御部12は、バッテリ21の残量が第1目標値未満であるか否かを判定する(ステップS55)。バッテリ21の残量が第1目標値未満であると判定した場合(ステップS55:YES)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS56)、処理を終える。バッテリ21の残量が第1目標値以上であると判定した場合(ステップS55:NO)、制御部12は、処理を終える。

0054

ステップS52において、現時刻が深夜時間帯で無いと判定した場合(ステップS52:NO)、制御部12は、現時刻が活動時間帯であるか否かを判定する(ステップS57)。活動時間帯であると判定した場合(ステップS57:YES)、制御部12は、目標値テーブルから第2目標値を読み出して、バッテリ21の充放電に係る目標値として第2目標値を設定する(ステップS58)。活動時間帯で無いと判定した場合、つまり低活動時間帯であると判定した場合(ステップS57:NO)、制御部12は、目標値テーブルから第3目標値を読み出して、バッテリ21の放電に係る目標値として第3目標値を設定する(ステップS59)。

0055

ステップS58又はステップS59の処理を終えた制御部12は、充電ECU22と通信を行い、バッテリ21の残量を検知する(ステップS60)。そして、制御部12は、バッテリ21の残量が目標値以上であるか否かを判定する(ステップS61)。バッテリ21の残量が目標値以上であると判定した場合(ステップS61:YES)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で放電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の放電制御を行い(ステップS62)、処理を終える。バッテリ21の残量が目標値未満であると判定した場合(ステップS61:NO)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS56)、処理を終える。

0056

図6は、車両Cを用いた外出が無かったときの充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。図6Aはバッテリ21の残量を示すタイミングチャート、図6Bは宅内負荷4における消費電力を示すタイミングチャート、図6Cはバッテリ21が充電した電力を示すタイミングチャート、図6Dはバッテリ21が放電した電力を示すタイミングチャート、図6Eは外部系統Gから購入した電力を示すタイミングチャートである。各図の横軸は時間を示している。図6A中、太線横棒は、各時間帯における充放電の目標値を示している。

0057

深夜時間帯においては、図6A、図6C及び図Eに示すように、充放電制御装置1は、外部系統Gから電力を購入し、購入した電力にてバッテリ21の充電を行っている。充放電制御装置1は、バッテリ21の残量が第1目標値に達するまでバッテリ21の充電を制御する。図6に示す例では、23時から充電を開始し、5時に第1目標値に到達している。バッテリ21の残量が第1目標値に達した場合、充放電制御装置1はバッテリ21の充電を停止する。深夜時間帯において宅内負荷4が必要とする電力は、図6B及び図6Eに示すように外部系統Gから供給される。また深夜時間帯においては、図6Dに示すようにバッテリ21から宅内負荷4へ電力が供給されることは無い。
このように充電制御を行うことによって、安価な深夜電力にてバッテリ21を充電することができ、電気料金の節約を図ることができる。

0058

昼間の活動時間帯においては、図6A、図6B及び図6Dに示すように、充放電制御装置1は、深夜電力によって電力を蓄えたバッテリ21の放電を行っている。バッテリ21から放電された電力は、分電盤3を介して宅内負荷4へ供給される。ただし、充放電制御装置1は、車両Cを用いた外出を考慮し、バッテリ21の残量が第2目標値未満にならない範囲でバッテリ21の放電を制御する。図6に示す例では、15時、バッテリ21の残量は第2目標値である50%に達している。バッテリ21の残量が第2目標値に達した場合、充放電制御装置1はバッテリ21の放電を停止する。その後、宅内負荷4に必要な電力は、図6B及び図6Eに示すように外部系統Gから供給される。以上の通り、活動時間帯において宅内負荷4に必要な電力は、可能な限り車両Cのバッテリ21から供給され、図6Eに示すように外部系統Gから宅内負荷4へ電力が供給されないようにする。
このように放電制御を行うことによって、車両Cを用いた外出時に必要なバッテリ21の残量を確保しつつ、深夜電力によってバッテリ21に蓄えた電力を宅内負荷4へ供給することにより、電力需要を抑制することができる。

0059

昼間の低活動時間帯においては、活動時間帯と同様、充放電制御装置1は、深夜電力によって電力を蓄えたバッテリ21の放電を行っている。ただし、充放電制御装置1は、車両Cを用いた外出を考慮せず、バッテリ21の残量が第3目標値未満にならない範囲でバッテリ21の放電を制御する。図6に示す例では、18時頃までは外出の可能性を考慮し、バッテリ21の残量が第2目標値未満にならないように放電を停止しているが、図6Dに示すように、18時以降は、バッテリ21の放電を再開している。ただし、バッテリ21が劣化しないよう、バッテリ21の残量が第3目標値に達した場合、充放電制御装置1はバッテリ21の放電を停止する。図6に示す例では、22時頃、バッテリ21の残量は第3目標値に達している。その後、宅内負荷4が必要とする電力は、図6B及び図6Eに示すように外部系統Gから供給される。以上の通り、外出を考慮して放電を控えていた電力を、低活動時間帯において宅内負荷4へ供給することによって、低活動時間帯における電力需要を抑制することができる。

0060

再び、深夜時間帯になると、充放電制御装置1は、上述のように深夜電力を用いたバッテリ21の充電を開始し、以後、同様の充放電制御を繰り返し、実行する。

0061

図7は、車両Cを用いた外出があったときの充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。図7A〜図7Eは、図6と同様、バッテリ21の残量、宅内負荷4における消費電力、バッテリ21が充電した電力、バッテリ21が放電した電力、外部系統Gから購入した電力をそれぞれ示している。図7に示す例では、活動時間帯における9時〜11時の間と、16時〜18時までの間に、車両Cが充放電制御装置1から切り離されている。車両Cを駆動する際、バッテリ21の電力が消費されるため、外出後のバッテリ21の残量は、外出前の比べて減少している。
図7Aに示すように、活動時間帯における15時過ぎにバッテリ21の残量が第2目標値に達しているため、充放電制御装置1はバッテリ21の放電を停止している。従って、その後、16時頃の外出時においても、バッテリ21は第2目標値以上の残量を保持しており、使用者はバッテリ21切れ心配すること無く、車両Cを用いて外出することができる。

0062

図8は、車両Cを用いた外出があったときの充放電制御結果の他の例を示すタイミングチャートである。図8A〜図8Eは、図7と同様、バッテリ21の残量、宅内負荷4における消費電力、バッテリ21が充電した電力、バッテリ21が放電した電力、外部系統Gから購入した電力をそれぞれ示している。図8に示す例は、外出によって車両Cのバッテリ21の残量が第2目標値未満になっている点が図7と異なる。活動時間帯において、バッテリ21の残量が第2目標値未満になった場合、図8A、図8C及び図8Dに示すように、充放電制御装置1は、バッテリ21の残量が第2目標値に達するまで、外部系統Gの電力によって車両Cのバッテリ21を充電する。従って、その後、16時頃の外出時においても、バッテリ21は第2目標値以上の残量を保持しており、使用者はバッテリ21切れを心配すること無く、車両Cを用いて外出することができる。

0063

このように構成された実施形態1に係る充放電制御装置1によれば、電気料金の節約及びピークシフトを実現すると共に、外出時に該車両Cのバッテリ21の残量が不足することが無いように該バッテリ21の充放電を制御することができる。

0064

また、活動時間帯において、バッテリ21の残量が第2目標値未満になった場合、バッテリ21の充電を行うことによって、外出時に必要なバッテリ21の残量を確保することができる。

0065

更に、ユーザは、深夜時間帯、活動時間帯及び低活動時間帯の3つの時間帯と、各時間帯に係る目標値を設定するのみで、充放電制御装置1を動作させることができる。

0066

更にまた、ユーザは、各時間帯の目標値を設定しなくても、充放電制御装置1が自動的に各時間帯の目標値を設定することができ、充放電制御装置1を動作させることができる。

0067

なお、本実施形態では、充放電制御装置1を家屋に設置し、バッテリ21に蓄えられた電力を家庭用電力として利用するV2Hシステムを説明したが、外部系統の電力を消費する負荷を有する任意の建物に充放電制御装置1を設置しても良い。充放電制御装置1は、車両Cのバッテリ21に蓄えた電力を前記建物の負荷へ供給することもできる。

0068

(実施形態2)
実施形態1に係る充放電制御装置1は、活動時間帯においてバッテリ21の残量が第2目標値未満になった場合、無条件でバッテリ21の充電制御を行う構成であったが、活動時間帯又は低活動時間帯における充電の要否はユーザによって異なる。例えば、1日に複数回外出するユーザの場合、又は低活動時間帯でも外出する可能性があるユーザの場合、バッテリ21を充電すべきであるが、1日に1回しか外出しないユーザの場合、バッテリ21を充電する必要が無い。実施形態2に係る充放電制御装置1は、活動時間帯及び低活動時間帯におけるバッテリ21の充電制御の要否を設定可能にした点が実施形態1と異なる。
充放電制御装置1の構成は実施形態1と同様であり、目標値テーブルの内容と、充放電の制御内容のみが実施形態1と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0069

図9は、実施形態2に係る目標値テーブルの一例を示す概念図である。実施形態2に係る目標値テーブルは、「時間帯区分」、「開始時刻」、「終了時刻」及び「目標バッテリ残量」のフィールドに加え、「残量不足時の充電要否」フィールドを備える。「残量不足時の充電要否」フィールドは、活動時間帯及び低活動時間帯において、外部系統Gの電力を用いた充電を要するか否かを示す情報を格納する。制御部12は、充電を要するか否かを示す情報を操作部14又は通信端末6にて受け付け、受け付けた情報を目標値テーブルに格納する。

0070

図10は、実施形態2に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。
制御部12は、実施形態1におけるステップS51〜ステップS59と同様の処理をステップS251〜ステップS259にて実行する。ステップS258又はステップS259の処理を終えた場合、制御部12は、目標値テーブルを参照し、充電の要否を判定する(ステップS260)。充電を要すると判定した場合(ステップS260:YES)、制御部12は、目標値テーブルから第2目標値を読み出して、バッテリ21の充放電に係る目標値として第2目標値を設定する(ステップS261)。
ステップS261の処理を終えた場合、又は充電が不要であると判定した場合(ステップS260:NO)、制御部12は、充電ECU22と通信を行い、バッテリ21の残量を検知する(ステップS262)。そして、制御部12は、バッテリ21の残量が目標値以上であるか否かを判定する(ステップS263)。ステップS263において、バッテリ21の残量が目標値以上であると判定した場合(ステップS263:YES)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で放電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の放電制御を行い(ステップS264)、処理を終える。バッテリ21の残量が目標値未満であると判定した場合(ステップS263:NO)、制御部12は、目標値テーブルを参照し、充電の要否を判定する(ステップS265)。充電が不要であると判定した場合(ステップS265:NO)、制御部12は処理を終える。充電を要すると判定した場合(ステップS265:YES)、制御部12は電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS256)、処理を終える。

0071

このように構成された実施形態2に係る充放電制御装置1によれば、活動時間帯又は低活動時間帯においてバッテリ21の残量が第2目標値未満になった場合、ユーザの設定内容に従って、充電の要否を判定し、必要に応じてバッテリ21の充電を行うことができる。従って、充放電制御装置1は、ユーザの行動パターンに応じて、バッテリ21の残量確保を優先した充放電を行うこともできるし、電気料金の節約を優先した充放電制御を行うこともできる。

0072

(実施形態3)
実施形態3に係る充放電制御装置1は、車両Cに充電ガンが接続された場合に、充電の要否を受け付けるように構成してある点が実施形態2と異なる。
充放電制御装置1の構成は実施形態1及び2と同様であり、充放電の制御内容のみが実施形態1及び2と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0073

図11は、実施形態3に係る充電要否受付の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は、充電ECU22と通信を行うことにより、自機に車両Cが接続されたか否か、つまり、車両Cのインレットに充放電制御装置1の充電ガンが接続されたか否かを判定する(ステップS311)。充放電制御装置1及び車両Cが接続されていないと判定した場合(ステップS311:NO)、制御部12は処理を終える。

0074

充放電制御装置1及び車両Cが接続されたと判定した場合(ステップS311:YES)、制御部12は、操作部14にて充電の要否を受け付け(ステップS312)、受け付けた充電の要否を記憶部13に記憶させ(ステップS313)、処理を終える。具体的には、制御部12は、活動時間帯及び低活動時間帯に対応付けて、充電の要否を示す情報を目標値テーブルに格納する。そして、制御部12は、実施形態2と同様の充放電制御を行う。なお、ステップS312においては、制御部12は、操作部14にて活動時間帯における充電の要否と、低活動時間帯における充電の要否とを格別に受け付けるように構成しても良い。
また、制御部12は、ステップS313の処理で記憶した充電の要否を示す情報を、特定のタイミングで削除すると良い。例えば、充電の要否を受け付けてから24時間が経過した場合、深夜時間帯を跨いだ場合等、特定の条件で、制御部12は、記憶部13に記憶させて充電の要否を示す情報を削除すると良い。もちろん、制御部12は、ユーザによる手動操作を操作部14にて受け付けて、前記情報を削除しても良い。

0075

このように構成された実施形態3に係る充放電制御装置1によれば、車両Cが充放電制御装置1に接続された場合、バッテリ21の残量が第2目標値未満になったとき、充放電制御装置1は操作部14にて充電の要否を受け付ける。ユーザが外出を終えた後、車両Cに充放電制御装置1の充電ガンを接続した時点においては、ユーザの次の外出予定の有無が比較的はっきりしている。従って、充放電制御装置1及び車両Cの接続タイミングで、充放電の要否を受け付けることによって、ユーザの行動予定に従ったより的確な充放電制御を行うことができる。つまり、外出予定がある場合、バッテリ21の残量確保を優先した充放電を行い、外出予定が無い場合、電気料金の節約を優先した充放電制御を行うことができる。

0076

(実施形態4)
実施形態4に係る充放電制御装置1は、車両Cに充電ガンが接続されたとき、次の外出予定時刻及び必要なバッテリ残量を受け付けるように構成してある点が実施形態1と異なる。
充放電制御装置1の構成は実施形態1と同様であり、充放電の制御内容のみが実施形態1と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0077

図12は、実施形態4に係る充電要否受付の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は、充電ECU22と通信を行うことにより、自機に車両Cが接続されたか否かを判定する(ステップS411)。充放電制御装置1及び車両Cが接続されていないと判定した場合(ステップS411:NO)、制御部12は処理を終える。

0078

充放電制御装置1及び車両Cが接続されたと判定した場合(ステップS411:YES)、制御部12は、操作部14にて次の外出予定時刻を受け付ける(ステップS412)。次いで、制御部12は、操作部14にて外出に必要なバッテリ21の容量として第4目標値を受け付ける(ステップS413)。そして、制御部12は、受け付けた次の外出予定時刻及び第4目標値を記憶部13に記憶し(ステップS414)、処理を終える。

0079

図13及び図14は、実施形態4に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は、実施形態1におけるステップS51〜ステップS59と同様の処理を、ステップS451〜ステップS459にて実行する。ステップS458又はステップS459にて目標値の設定を終えた制御部12は、次の外出予定があるか否かを判定する(ステップS460)。具体的には、制御部12は、記憶部13が外出予定時刻及び第4目標値を記憶しているか否かに基づいて、外出予定の有無を判定する。

0080

外出予定があると判定した場合(ステップS460:YES)、制御部12は、記憶部13が記憶する外出予定時刻を経過しているか否かを判定する(ステップS461)。つまり、時計17が計時している時刻が、外出予定時刻より後であるか否かを判定する。外出予定時刻を経過していると判定した場合(ステップS461:YES)、制御部12は、外出予定時刻及び第4目標値を削除する(ステップS462)。つまり、過去の外出予定に係る情報を削除する。なお、単純に外出の予定が遅れていることもあるため、外出予定時刻を所定時間以上経過している場合に第4目標値を削除するように構成しても良い。
外出予定時刻を経過していないと判定した場合(ステップS461:NO)、制御部12は、記憶部13が記憶する第4目標値を読み出し、バッテリ21の充放電に係る目標値として設定する(ステップS463)。

0081

ステップS460にて外出予定が無いと判定した場合(ステップS460:NO)、ステップS462又はステップS463の処理を終えた場合、制御部12は、充電ECU22と通信を行い、バッテリ21の残量を検知する(ステップS464)。そして、制御部12は、バッテリ21の残量が目標値以上であるか否かを判定する(ステップS465)。目標値として第4設定値が設定されている場合、制御部12は、バッテリ21の残量が第4目標値以上であるか否かを判定する。バッテリ21の残量が目標値以上であると判定した場合(ステップS465:YES)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で放電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の放電制御を行い(ステップS470)、処理を終える。バッテリ21の残量が目標値未満であると判定した場合(ステップS465:NO)、制御部12は、充電の要否を判定する(ステップS466)。具体的には、制御部12は、外出予定がある場合、つまり、記憶部13が外出予定時刻及び第4目標値を記憶している場合、充電を要すると判定する。充電が不要であると判定した場合(ステップS466:NO)、制御部12は処理を終える。充電を要すると判定した場合(ステップS466:YES)、制御部12は、充電所要時間より外出予定時刻までの時間の方が長いか否かを判定する(ステップS467)。外出予定時刻までの時間は、時計17が計時する現時刻と、ステップS412にて受け付けた外出予定時刻との差分を算出することによって求めることができる。バッテリ21の充電所要時間は、バッテリ21の残量と、第4目標値とを用いて推定する。最も簡易な方法としては、記憶部13にバッテリの残量が中程度のときの充電時間と、充電量との関係を記憶させておき、制御部12は該記憶部13が記憶する前記関係と、バッテリ21の残量と、第4目標値とを用いて、充電所要時間を算出すれば良い。また、温度、充放電回数など、その他の諸条件を加味して充電所要時間を算出しても良い。充電所要時間より外出予定時刻までの時間の方が長いと判定した場合(ステップS467:YES)、制御部12は、充放電制御を行わずに待機し(ステップS469)、処理を終える。充電所要時間が、外出予定時刻までの時間以上であると判定した場合(ステップS467:NO)、制御部12は電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS468)、処理を終える。

0082

このように構成された実施形態4に係る充放電制御装置1によれば、車両Cが充放電制御装置1に接続された場合、次の外出予定時刻及び必要なバッテリ残量を受け付けることができる。そして、充放電制御装置1は、外出予定時刻前にバッテリ21の残量が所望の第4目標値に近づくように、バッテリ21を充電することができる。

0083

(実施形態5)
実施形態5に係る充放電制御システムは、系統連係した太陽光発電システムを備える点が実施形態1と異なる。実施形態5に係る充放電制御装置1のその他の構成は実施形態1と同様であり、太陽光発電に係る構成、及び充放電の制御内容のみが実施形態1と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0084

図15は、実施形態5に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態5に係る充放電システムは、家屋に設置されたPV(photovoltaic)パネルを備える。PVパネル7は、直列接続された複数の太陽電池モジュールからなるストリングを複数有する。複数のストリングは図示しない接続箱並列的に接続され、PVパネル7で発電した直流の電力が接続箱に入力する。接続箱はPVパネル7の各ストリングから出力された電力を集約し、集約された直流の電力を充放電制御装置1へ出力する。

0085

充放電制御装置1は、電力変換部11、制御部12、記憶部13、操作部14、無線通信部15、通信部16及び時計17部に加え、DC/ACコンバータ18を備える。DC/ACコンバータ18は、PVパネル7から出力された直流の電力を、交流の電力にDA変換し、DA変換された交流の電力を電力変換部11及び分電盤3へ出力する。電力変換部11が停止している場合、DC/ACコンバータ18から出力された電力は、分電盤3を経由して宅内負荷4へ供給され、宅内負荷4で消費されなかった余剰電力は外部系統Gへ供給される。電力変換部11がAC/DC変換を行っている場合、DC/ACコンバータ18から出力された電力の一部は、電力変換部11によって直流の電力に変換され、バッテリ21へ供給される。

0086

また、充放電制御装置1は、外部系統Gから宅内へ流れる電流を検出する第1電流センサ19aと、宅内負荷4へ流れる電流を検出する第2電流センサ19bと、PVパネル7からDC/ACコンバータ18を介して出力される電流を検出する第3電流センサ19cとを備え、第1〜第3電流センサ19cの検出結果が図示しない信号線を通じて制御部12に入力するように構成されている。第1〜第3電流センサ19a,19b,19cは、例えばカレントトランスである。なお、第1〜第3電流センサ19a,19b,19cは、家屋に設置されている既存のセンサであっても良い。制御部12は、宅内負荷4に流れる電流値、外部系統Gから宅内に流れる電流値、PVパネル7から出力される電流値に係る情報を取得できるインタフェースを有していれば足りる。

0087

図16は、実施形態5に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。実施形態5に係る制御部12は、実施形態1におけるステップS51〜ステップS61と同様の処理をステップS551〜561にて実行する。ステップS561において、バッテリ21の残量が目標値未満であると判定した場合(ステップS561:NO)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS556)、処理を終える。

0088

バッテリ21の残量が目標値以上であると判定した場合(ステップS561:YES)、第1〜第3電流センサ19a,19b,19cにて各部の電流を検出し、太陽光発電の余剰電力が発生しているか否かを判定する(ステップS562)。例えば、制御部12は、DC/DCコンバータ11bから出力される電流が、宅内負荷4へ流れる電流よりも多く、宅内から外部系統Gへ電流が流れ出ている場合、余剰電力が発生していると判定する。余剰電力が発生していると判定した場合(ステップS562:YES)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で充電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の充電制御を行い(ステップS556)、処理を終える。

0089

余剰電力が発生していないと判定した場合(ステップS562:NO)、制御部12は、電力変換部11を駆動すると共に、充電ECU22との間で放電制御に係る情報の通信を行うことにより、バッテリ21の放電制御を行い(ステップS563)、処理を終える。

0090

図17は、実施形態5に係る充放電制御結果の一例を示すタイミングチャートである。図17A〜図17Eは、図6と同様、バッテリ21の残量、宅内負荷4における消費電力、バッテリ21が充電した電力、バッテリ21が放電した電力、外部系統Gから購入した電力をそれぞれ示している。図17Bに示す太線は、PVパネル7にて太陽光発電した電力を示している。図17に示す例では、活動時間帯においてPVパネル7は太陽光発電を行っており、特に10時〜16時の時間帯において太陽光発電の余剰電力が発生している。充放電制御装置1は、余剰電力が発生している場合、バッテリ21の残量に拘わらず充電を行う。

0091

このように構成された実施形態2に係る充放電制御装置1によれば、バッテリ21の残量が第2目標値以上であっても、太陽光発電の余剰電力が発生している場合、バッテリ21の充電を行うため、車両Cを用いた外出に要するバッテリ21の残量を確実に確保することができる。

0092

なお、図15では、充放電制御システムの各部を流れる電流を第1〜第3電流センサ19a,19b,19cにて検出する例を説明したが、第1電流センサ19aのみを用いて、余剰電力の有無を判定するように構成しても良い。
また、PVパネル7を系統連係する例を説明したが、風力発電水力発電等、その他の自然エネルギーに係る電力を発電する発電装置を系統連係させたシステムに本発明を適用しても良い。
更に、本実施形態5では、PVパネルから出力された電力をDA変換するDC/ACコンバータ18を充放電制御装置に備える例を説明したが、PVパネルから出力された電力の電圧値を変換するDC/DCコンバータを備え、DC/DCコンバータの出力端子を、双方向DC/DCコンバータと、双方向コンバータ11bとの間に接続するように構成しても良い。また、DC/ACコンバータ18及び前記DC/DCコンバータを充放電制御装置の外部機器として設置するように構成しても良い。

0093

(実施形態6)
実施形態6に係る充放電制御システムは、電力料金単価に応じた充放電制御を行う点が実施形態1と異なる。実施形態6に係る充放電制御装置1の構成は実施形態1と同様であり、充放電の制御内容のみが実施形態1と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0094

図18は、実施形態6に係る充放電制御システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態6に係る充放電制御システムは、実施形態1と同様の充放電制御装置1を備える。宅内に設置されたルータ5は通信網Nに接続されている。該通信網Nには、電力需給の状況に応じて変動する外部系統Gの電力料金単価に係る情報を提供する情報提供装置8が接続されている。電力料金単価は、電力需給に応じて変動するものとする。

0095

図19は、実施形態6に係る充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は、実施形態1におけるステップS51〜ステップS56と同様の処理をステップS651〜ステップS656にて実行する。ステップS652において、現時刻が深夜時間帯で無いと判定した場合(ステップS652:NO)、制御部12は、情報提供装置8から、外部系統Gの電力料金単価に係る情報を取得する(ステップS657)。具体的には、充放電制御装置1は、ルータ5及び通信網Nを介して情報提供装置8に電力料金単価の情報を要求し、情報提供装置8は要求に応じて該情報を充放電制御装置1へ送信する。充放電制御装置1は、情報提供装置8から送信された前記情報を、無線通信部15にて受信する。

0096

そして、制御部12は、電力料金単価が所定の閾値未満であるか否かを判定する(ステップS658)。電力料金単価が閾値未満であると判定した場合(ステップS658:YES)、制御部12は、ステップS653〜ステップS656において第1目標値を用いた充電制御を実行する。電力料金単価が閾値以上であると判定した場合(ステップS658:NO)、制御部12は、実施形態1におけるステップS57〜ステップS62と同様の充放電処理を、ステップS659〜ステップS664にて実行する。

0097

このように構成された実施形態6に係る充放電制御装置1によれば、外部系統Gの電力料金単価が閾値以下である場合、現時刻が深夜時間帯であるか否かに拘わらず、制御部12は、深夜時間帯に係る第1目標値に達するまでバッテリ21の充電を制御する。
従って、安価な電力にてバッテリ21を充電し、車両Cを用いた外出に要する残量を確実に確保することができる。また、安価な電力をバッテリ21に蓄えておくことにより、後に発生する電力需要が増大した場合に、バッテリ21の放電制御を行うことにより電力需要を抑えることができる。更に、電力需要が増大した場合、電力料金単価が上昇するが、バッテリ21から宅内負荷4へ電力を供給することによって、外部系統Gから購入する電力を削減し、電気料金を抑えることもできる。
なお、電力料金単価が閾値未満になった場合、第1目標値にて充電制御を行う例を説明したが、バッテリ21の残量が第1目標値以外の他の所定目標値以上になるように充電制御を行うように構成しても良い。

0098

(実施形態7)
実施形態7に係る充放電制御装置1は、活動時間帯を学習し、自動設定することができる点が実施形態1〜実施形態6と異なる。実施形態7に係る充放電制御装置1の構成は実施形態1〜6と同様であり、充放電の制御内容のみが実施形態1〜6と異なるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0099

図20は、実施形態7に係る時間帯設定の処理手順を示すフローチャートである。制御部12は、自機に車両Cが接続されたか否かを判定する(ステップS711)。充放電制御装置1及び車両Cが接続されていないと判定した場合(ステップS711:NO)、制御部12は処理を終える。充放電制御装置1及び車両Cが接続されたと判定した場合(ステップS711:YES)、制御部12は、時計17が計時している時刻を外出時刻として記憶部13に記憶する(ステップS712)。つまり、制御部12は、外出時刻の情報を蓄積する。

0100

次いで、制御部12は、記憶部13が記憶した一又は複数の外出時刻に基づいて、活動時間帯を決定する(ステップS713)。例えば、以後に外出する可能性が所定値未満になる時刻を特定し、該時刻を活動時間帯の終了時刻、及び低活動時間帯の開始時刻として決定すれば良い。深夜時間帯が固定されている場合、活動時間帯が特定されることによって、低活動時間帯も決定される。そして、制御部12は、決定した活動時間帯及び低活動時間帯を記憶部13に記憶させる(ステップS714)。つまり、制御部12は、活動時間帯の終了時刻と、低活動時間帯の開始時刻とを目標値テーブルに格納する。

0101

このように構成された実施形態7に係る充放電制御装置1によれば、活動時間帯及び低活動時間帯を自動的に設定することができる。

0102

なお、実施形態1〜7に係る充放電制御装置1を説明したが、各実施形態1〜7の構成を任意に組み合わせることができる。

0103

1充放電制御装置
3分電盤
4宅内負荷
5ルータ
6通信端末
7PVパネル
8情報提供装置
10記録媒体
10a制御プログラム
11電力変換部
11a双方向インバータ
11b DC/DCコンバータ
12 制御部
13 記憶部
14 操作部
15無線通信部
16通信部
17時計
18 DC/ACコンバータ
19a 第1電流センサ
19b 第2電流センサ
19c 第3電流センサ
21バッテリ
22充電ECU
C 車両
G外部系統
N 通信網

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