図面 (/)

技術 電力管理システム

出願人 株式会社日立ビルシステム
発明者 嶋田尊衛吉田直充阿部裕道鹿野竜大
出願日 2019年6月6日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-106497
公開日 2020年12月17日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-202623
状態 未査定
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)
主要キーワード 設置目的 電力量単価 電力供給業者 車載蓄電池 充電目標値 電力センサ 気象予報 中央制御ユニット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年12月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

車載バッテリ定置バッテリの双方を備えた場合に、各バッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力目標に抑える。

解決手段

車載バッテリ1と定置バッテリ2と商用電源とが負荷に接続された電源系統で、車載バッテリ1と定置バッテリ2の充放電電力を制御して、商用電源からの受電電力を制御する制御装置16を備えた電力管理システムとする。ここで、車載バッテリ1および定置バッテリ2は、商用電源の受電点11より末端側の商用電源に、電力変換装置4,5を介して接続され、制御装置16は、車載バッテリ1の充電状態に応じて、車載バッテリ1と定置バッテリ2との充電電力放電電力電力配分を決定する。

概要

背景

災害時のBCP(Business Continuity Plan)対応のため、建物蓄電システムを導入する事例が増えてきている。このようなシステムでは、平常時には蓄電システムの充放電により、商用電源から建物に受電される電力ピーク値を抑制することで、契約電力を抑えて電気料金を低減する機能が求められている。一方で、近年は電気自動車の普及が始まっており、電気自動車に搭載された蓄電池の有効活用が期待されている。

特許文献1には、車載蓄電池定置型蓄電池のどちらに充電または放電するかを、それぞれの充電状態により決定する電力供給システムが開示されている。また、特許文献1には、車載蓄電池と定置型蓄電池を優先順位対応付けられた応答時間で充電量または放電量を変更することで、車載蓄電池と定置型蓄電池を同時に充電/放電できる電力供給システムが開示されている。

概要

車載バッテリと定置バッテリの双方を備えた場合に、各バッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力目標に抑える。車載バッテリ1と定置バッテリ2と商用電源とが負荷に接続された電源系統で、車載バッテリ1と定置バッテリ2の充放電電力を制御して、商用電源からの受電電力を制御する制御装置16を備えた電力管理システムとする。ここで、車載バッテリ1および定置バッテリ2は、商用電源の受電点11より末端側の商用電源に、電力変換装置4,5を介して接続され、制御装置16は、車載バッテリ1の充電状態に応じて、車載バッテリ1と定置バッテリ2との充電電力放電電力電力配分を決定する。

目的

本発明は、車載バッテリと定置バッテリの双方を備えた場合における、それぞれのバッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力を目標に抑えることができる電力管理システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

車載バッテリ定置バッテリ商用電源とが負荷に接続された電源系統で、前記車載バッテリと前記定置バッテリの充放電電力を制御して、前記商用電源からの受電電力を制御する制御装置を備える電力管理システムであって、前記車載バッテリおよび前記定置バッテリは、前記商用電源の受電点より末端側の前記商用電源に、電力変換装置を介して接続され、前記制御装置は、前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記車載バッテリと前記定置バッテリとの充電電力放電電力電力配分を決定することを特徴とする電力管理システム。

請求項2

前記制御装置は、前記商用電源からの受電電力の望ましい値である受電電力計画値を持ち、前記受電電力を受電電力計画値に近づけるように、前記車載バッテリと前記定置バッテリからの必要放電電力、または前記車載バッテリと前記定置バッテリへの必要充電電力を決定し、前記必要放電電力または前記必要充電電力を前記車載バッテリと前記定置バッテリに割り当てるように、前記車載バッテリと前記定置バッテリの放電電力または充電電力を決定することを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。

請求項3

前記制御装置は、前記受電電力を積算した受電電力量を、前記受電電力計画値を積算した受電電力量計画値に近づけるように、前記必要放電電力または前記必要充電電力を決定することを特徴とする請求項2に記載の電力管理システム。

請求項4

前記制御装置は、前記車載バッテリの充電状態が充電目標値に満たない場合、充電電力を前記車載バッテリに優先的に配分し、放電電力を前記定置バッテリに優先的に配分し、前記車載バッテリの充電状態が前記充電目標値を超える場合、充電電力を前記定置バッテリに優先的に配分し、放電電力を前記車載バッテリに優先的に配分することを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。

請求項5

複数の車載バッテリが電力変換装置を介して受電点より末端側の前記商用電源に接続され、前記制御装置は、それぞれの充電目標値に満たない充電状態の前記車載バッテリ、前記定置バッテリ、前記それぞれの充電目標値を超えた充電状態の前記車載バッテリ、の順に優先順位が低くなるよう充電電力を配分し、前記それぞれの充電目標値を超えた充電状態の前記車載バッテリ、前記定置バッテリ、前記それぞれの充電目標値に満たない充電状態の前記車載バッテリ、の順に優先順位が低くなるよう放電電力を配分することを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。

請求項6

前記電力変換装置は、一方が前記車載バッテリまたは前記定置バッテリに接続されたDC−DC変換器と、前記DC−DC変換器の他方と前記商用電源との間に接続されたDC−AC変換器と、前記DC−DC変換器と前記DC−AC変換器を制御する制御回路とを備え、前記電力変換装置の前記制御回路は、前記制御装置からの電力指令値に基づき、前記車載バッテリまたは前記定置バッテリの充放電を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力管理システム。

技術分野

0001

本発明は、電力管理システムに関する。

背景技術

0002

災害時のBCP(Business Continuity Plan)対応のため、建物蓄電システムを導入する事例が増えてきている。このようなシステムでは、平常時には蓄電システムの充放電により、商用電源から建物に受電される電力ピーク値を抑制することで、契約電力を抑えて電気料金を低減する機能が求められている。一方で、近年は電気自動車の普及が始まっており、電気自動車に搭載された蓄電池の有効活用が期待されている。

0003

特許文献1には、車載蓄電池定置型蓄電池のどちらに充電または放電するかを、それぞれの充電状態により決定する電力供給システムが開示されている。また、特許文献1には、車載蓄電池と定置型蓄電池を優先順位対応付けられた応答時間で充電量または放電量を変更することで、車載蓄電池と定置型蓄電池を同時に充電/放電できる電力供給システムが開示されている。

先行技術

0004

特開2018−19575号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に記載された電力供給システムでは、車載蓄電池と定置型蓄電池のどちらかに充電または放電する場合は、車載蓄電池と定置型蓄電池を同時に充電または放電できないため、両者を合計した最大電力が得られないという課題があった。また、車載蓄電池と定置型蓄電池を優先順位に対応付けられた応答時間で充電量または放電量を変更する場合、車載蓄電池の充電目標値を考慮したものではなく、充電目標値より高い充電状態の車載蓄電池を充放電して有効に活用することは難しいという課題があった。

0006

すなわち、定置型蓄電池の場合には、太陽光発電等からの発電電力の有効活用や、夜間等に蓄電して日中のピーク電力を削減する等の、設置目的に応じて充放電状態を設定するようにしている。一方、車載蓄電池の場合には、通常は車としての蓄電池の利用が優先され、ある程度の充電電力を車としての走行用に確保した上で、一部の充電容量を商用電源の受電電力平準化等に利用されている。したがって、車載蓄電池を電力系統に接続した場合に、車載蓄電池が有効活用されているとは言えない状況であった。

0007

本発明は、車載バッテリと定置バッテリの双方を備えた場合における、それぞれのバッテリの有効活用しながら、商用電源からの受電電力を目標に抑えることができる電力管理システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車載バッテリと定置バッテリと商用電源とが負荷に接続された電源系統で、車載バッテリと定置バッテリの充放電電力を制御して、商用電源からの受電電力を制御する制御装置を備えた電力管理システムに適用したものである。
そして、車載バッテリおよび定置バッテリは、商用電源の受電点より末端側の商用電源に、電力変換装置を介して接続され、制御装置は、車載バッテリの充電状態に応じて、車載バッテリと定置バッテリとの充電電力と放電電力電力配分を決定することを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、車載バッテリを受電電力の制御に活用しつつ、充電目標値まで充電し、かつ余分に充電することを防止した電力管理システムを提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の第1の実施の形態例に係るシステム全体の概略構成を示す図である。
本発明の第1の実施の形態例に係る監視システムのハードウェアの例を示す構成図である。
本発明の第1の実施の形態例に係る電力変換装置の例を示す構成図である。
本発明の第1の実施の形態例による車載バッテリの充電状態に応じて、車載バッテリと定置バッテリの電力配分を決定する処理例を示す特性図である。
本発明の第1の実施の形態例による車載バッテリの充電状態と充電目標値との大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を示す図である。
本発明の第2の実施の形態例に係るシステム全体の概略構成を示す図である。
本発明の第2の実施の形態例による複数の車載バッテリの充電状態と、それぞれの充電目標値との大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を示す図である。

実施例

0011

[1.第1の実施の形態例]
以下、本発明の第1の実施の形態例を、図1図5を参照して説明する。

0012

[1−1.全体構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態例の電力管理システムの概略構成図である。
建物8は商用電源の電力系統10から受電点11で受電し、建物8内の負荷9に給電している。受電点11より末端側の商用電源には、この負荷9の他に、車両(電気自動車)3に搭載された車載バッテリ1に接続された電力変換装置4と、定置バッテリ2に接続された電力変換装置5と、太陽電池7に接続された電力変換装置6とが接続されている。なお、車両3は、建物8の規定の駐車スペース駐車したときに、図1に示すように車載バッテリ1が電力変換装置4に接続される。したがって、車両3の走行時には、車載バッテリ1は図1に示す商用電源の系統から外れる。

0013

電力センサ12は、商用電源の電力系統10からの受電電力を検出する。電力センサ13は、負荷9で消費される需要電力を検出する。電力センサ14は、電力変換装置6から出力される太陽光発電電力を検出する。これらの電力センサ12〜14は、制御装置16に接続されている。また制御装置16は、インターネット15と、電力変換装置4と、電力変換装置5に接続されている。

0014

制御装置16は、車載バッテリ1と定置バッテリ2の充放電電力を制御し、電力センサ12で検出している商用電源の電力系統10からの受電電力を制御する。具体的には、まず過去に電力センサ13で測定した需要電力と、電力センサ14で測定した太陽光発電電力と、インターネット15から入力した気象予報等を用いて、需要電力と太陽光発電電力を予測する。この予測結果と、電力変換装置4から入力した車載バッテリ1の容量や充電状態、および電力変換装置5から入力した定置バッテリ2の容量や充電状態等の情報を用いて、制御装置16は受電電力計画値を決定する。そして、受電電力を受電電力計画値に近づけるように、車載バッテリ1と定置バッテリ2から放電すべき必要放電電力、または車載バッテリ1と定置バッテリ2へ充電すべき必要充電電力を決定する。

0015

この受電電力計画値は、例えば受電電力のピーク値を抑制するよう決定するか、または時間帯ごと電力量単価を考慮して電気料金を低減するよう決定すればよい。また、必要放電電力や必要充電電力は、受電電力の計測値と受電電力計画値との偏差をゼロに近づける制御系操作量として決定してもよい。あるいは、必要放電電力や必要充電電力は、受電電力の計測値を積算して求まる所定時間(例えば30分間)の受電電力量を、受電電力計画値を積算して求めた受電電力量計画値に合わせるように決定してもよい。

0016

制御装置16は、このようにして決定した必要放電電力または必要充電電力を分配し、車載バッテリ1と定置バッテリ2に割り当てる。そして、車載バッテリ1と定置バッテリ2の放電電力または充電電力を決定する。この決定に当たっては、車載バッテリ1の充電状態に応じて、車載バッテリ1と定置バッテリ2の電力配分を行う。

0017

このように制御装置16で決定した車載バッテリ1と定置バッテリ2の充放電電力は、それぞれの電力指令値として電力変換装置4と電力変換装置5に伝達される。電力変換装置4と電力変換装置5は、商用電源に入出力する電力がそれぞれ受信した電力指令値になるように、車載バッテリ1と定置バッテリ2の充放電を制御する。

0018

[1−2.ハードウェア構成例]
図2は、図1に示す制御装置16をコンピュータ装置100で構成した場合のハードウェア構成例を示す。
図2に示すコンピュータ装置100は、バスにそれぞれ接続されたCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)101、ROM(Read Only Memory)102、およびRAM(Random Access Memory)103を備える。さらに、コンピュータ装置100は、不揮発性ストレージ104、ネットワークインタフェース105、入力装置106、および表示装置107を備える。

0019

CPU101は、制御装置16での制御処理を実行するソフトウェアプログラムコードをROM102から読み出して実行する演算処理部である。
RAM103には、演算処理の途中に発生した変数パラメータ等が一時的に書き込まれる。

0020

入力装置106には、例えば、キーボードマウスなどが用いられる。
表示装置17は、例えば、0液晶ディスプレイモニタであり、この表示装置107によりコンピュータ装置で実行される計算処理の結果が表示される。

0021

不揮発性ストレージ104には、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)などの大容量情報記憶媒体が用いられる。不揮発性ストレージ104には、制御装置16が実行する制御機能についてのプログラムが記録される。

0022

ネットワークインタフェース105には、例えば、NIC(Network Interface Card)などが用いられる。ネットワークインタフェース105は、LAN(Local Area Network)、専用線などを介して外部と各種情報送受信を行う。

0023

なお、制御装置16を図2に示すコンピュータ装置100で構成するのは一例であり、コンピュータ装置以外のその他の演算処理装置で構成してもよい。例えば、制御装置16が行う機能の一部又は全部を、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific IntegratedCircuit)などのハードウェアによって実現してもよい。

0024

[1−3.電力変換装置の構成]
図3は、電力変換装置4,5の構成を示す。
電力変換装置4,5は、一方が端子24に接続されたDC−DC変換器21と、DC−DC変換器21の他方と端子25との間に接続されたDC−AC変換器22と、これらDC−DC変換器21とDC−AC変換器22を制御する制御回路23を備えている。DC−DC変換器21は、直流電圧を変換するものであり、DC−AC変換器22は、直流電圧を交流電圧への変換、あるいは交流電圧から直流電圧への変換を行うものである。

0025

端子24は、車載バッテリ1や定置バッテリ2に接続され、端子25は、商用電源に接続される。また、端子26は車両3の制御系や定置バッテリ2のコントローラに接続され、端子27は電力管理システムの制御装置16に接続される。
制御回路23は、端子27を介して制御装置16に車載バッテリ1や定置バッテリ2の容量や充電状態を伝達する。また、制御回路23は、制御装置16から端子27を介して受信した電力指令値に基づいて、DC−DC変換器21とDC−AC変換器22を制御して、車載バッテリ1や定置バッテリ2の充放電を制御する。このようにして、制御回路23は、端子25から商用電源に入出力する電力が、制御装置16から指示された電力指令値に合うよう制御する。

0026

[1−4.電力配分の決定処理
次に、図4を用いて、制御装置16が、車載バッテリ1の充電状態に応じて、車載バッテリ1と定置バッテリ2の電力配分を決定する方法を説明する。
図4グラフ横軸の(a1)〜(a10)は,それぞれ期間a1〜期間a10を表している。

0027

図4(A)の電力Pgc_rは決定した受電電力計画値、電力Pldは需要電力、電力Ppvは太陽光発電電力を表す。
図4(B)の電力Prqは必要充放電電力、電力Pstは後述する電力Pev(図4(C))と電力Pbt(図4(D))の合計を表している。なお、図4(B)に示す必要充放電電力Prqは、受電電力を受電電力計画値Pgc_rに合わせるために必要なものであり、車載バッテリ1や定置バッテリ2が放電する向きを正として示す。

0028

図4(C)の電力Pevは電力変換装置4から商用電源に入出力する電力であり、車載バッテリ1の放電、すなわち電力変換装置4から商用電源に出力する向きを正として示す。
図4(D)の電力Pbtは電力変換装置5から商用電源に入出力する電力であり、定置バッテリ2の放電、すなわち電力変換装置5から商用電源に出力する向きを正として示す。
なお、図4(C)の電力値PevHmおよびPevJmは、それぞれ電力Pevの最大放電電力および最大充電電力である。また、図4(D)の電力値PbtHmおよびPbtJmは、それぞれ電力Pbtの最大放電電力および最大充電電力である。これらの最大放電電力や最大充電電力は、それぞれのバッテリや電力変換装置の仕様に依存する。

0029

図4(E)の電力Sevは車載バッテリ1の充電状態(充電残量)を示す。
図4(F)の電力Sbtは定置バッテリ2の充電状態(充電残量)を示す。
図4(E),(F)に示す充電状態とは、完全放電状態を0、満充電状態を1として、バッテリの状態を表すものである。なお、バッテリは、充電状態の利用範囲に上限や下限を設けて、充電状態が0や1に達しないようにして運用することがある。本実施の形態例の場合にも、充電状態は0や1にはならいない例を示す。

0030

図4(E)に示す電力量SevHおよびSevLは、それぞれ車載バッテリ1の充電状態Sevの利用範囲の上限および下限を表している。また、図4(F)に示す電力量SbtHおよびSbtLは、それぞれ定置バッテリ2の充電状態Sbtの利用範囲の上限および下限を示す。
さらに、図4(E)に示す電力量SevRは、車載バッテリ1の充電目標値を表している。この充電目標値は、車載バッテリ1をどの程度の充電状態まで充電しておくかの目安となる設定値であり、車両3の使用者が設定してもよいし、建物8の管理者が設定してもよい。例えば、充電量に応じて車両3の使用者に料金が課金されるシステムでは車両3の使用者が設定し、車両3が従業員通勤に用いる自動車の場合には従業員を雇用している会社側が設定する等の運用方法が考えられる。

0031

制御装置16は、電力配分を決定する際に、まず必要充放電電力Prqを求める。事前に受電電力計画値Pgc_rを検討する段階においては、受電電力と太陽光発電電力と充放電電力の和が需要電力となるため、ある受電電力計画値Pgc_rを設定したときに、受電電力を受電電力計画値Pgc_rに合わせるために必要な充放電電力Prqは、次式で求める。
必要充放電電力Prq=需要電力Pld
−受電電力計画値Pgc_r
−太陽光発電電力Ppv
ここで、需要電力Pldおよび太陽光発電電力Ppvは、日付や時刻、平日か休日かといった情報や、気象予報等の情報を用いて求めた需要電力予測値や太陽光発電電力予測値を用いる。

0032

また、実際に受電電力が受電電力計画値Pgc_rに合うように制御する段階においては、例えば受電電力と受電電力計画値Pgc_rとの偏差がゼロになるように必要充放電電力Prqを求めればよい。具体的には、受電電力が受電電力計画値Pgc_rに満たない場合には、充電電力を大きくする、または放電電力を小さくするよう必要充放電電力Prqを負の方向に変化させる。逆に、受電電力が受電電力計画値Pgc_rを超過している場合には、充電電力を小さくする、または放電電力を大きくするよう必要充放電電力Prqを正の方向に変化させればよい。

0033

また,図4では、受電電力計画値Pgc_rを一定の値としたが、電力供給業者との契約内容や、他の負荷の運用状況等を考慮して、時間とともに変化させてもよい。
このようにして求めた必要充放電電力Prqを、車載バッテリ1が接続された電力変換装置4の電力Pevと、定置バッテリ2が接続された電力変換装置5の電力Pbtに配分する。以下、図4に示すそれぞれの期間ごとに配分方法を説明する。

0034

<期間a1の処理>
図4(B)に示す必要充放電電力Prqは負であり、このときの必要な電力は充電になる。ここで図4(E)に示すように、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRより低いため、必要充放電電力(充電電力)Prqを車載バッテリ1の充電電力Pevに優先的に割り当てている。この期間では、必要充放電電力(充電電力)Prqを車載バッテリ1の充電電力Pevで処理できるため、定置バッテリ2の充電電力Pbtはゼロである。したがって、期間a1では、車載バッテリ1が充電状態になり、定置バッテリ2は停止状態になる。

0035

<期間a2の処理>
期間a2では、引き続き図4(B)に示す必要充放電電力Prqは負であるが、充電方向に増加している。ここで、図4(E)に示す車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRより低いため、必要充放電電力(充電電力)Prqを車載バッテリ1の充電電力Pevに引き続き優先的に割り当てる。そして、充電電力Pevを最大充電電力PevJmに設定しても処理しきれない分を、定置バッテリ2の充電電力Pbtに割り当てている。したがって期間a2では、車載バッテリ1が最大電力で充電し、定置バッテリ2も充電状態になる。

0036

<期間a3の処理>
期間a3では、図4(E)の車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRをわずかに超える。このとき、必要充放電電力(充電電力)Prqを定置バッテリ2の充電電力Pbt(図4(D)参照)に優先的に割り当てる。ここでは、必要充放電電力(充電電力)Prqを充電電力Pbtで処理できるため、図4(C)に示す車載バッテリ1の充電電力Pevはゼロとなる。したがって期間a3では、車載バッテリ1は停止し、定置バッテリ2は充電状態となる。

0037

<期間a4の処理>
期間a4では、図4(B)の必要充放電電力Prqが充電方向に更に増加している。ここでは、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRを超えているため、引き続き必要充放電電力(充電電力)Prqを定置バッテリ2の充電電力Pbt(図4(D)参照)に優先的に割り当てる。そして、充電電力Pbtを最大充電電力PbtJmに設定しても処理しきれない分を、車載バッテリ1の充電電力Pevに割り当てている。すなわち、期間a4では、定置バッテリ2が最大電力で充電状態となり、車載バッテリ1も充電状態となる。したがって、この期間a4では、車載バッテリ1の充電状態Sevは、充電目標値SevRより高く上昇していく。

0038

<期間a5の処理>
期間a5では、図4(E)に示す定置バッテリ2の充電状態Sbtが上限SbtHに達し、定置バッテリ2の充電が停止し、必要充放電電力(充電電力)Prqは車載バッテリ1の充電電力Pev(図4(C)参照)に割り当てられる。このとき,充電電力Pevを最大充電電力PevJmに設定しても、必要充放電電力(充電電力)Prqを処理しきれない。このため、図4(C)の電力Pevと図4(D)の電力Pbtの合計となる電力Pstを、必要充電電力(充電電力)Prqに維持することはできなくなっている。したがって、この期間a5では、定置バッテリ2が停止し、車載バッテリ1は最大電力で充電状態となる。

0039

<期間a6の処理>
期間a6では、図4(B)の必要充放電電力(充電電力)Prqが減少している。ここでは、図4(F)の定置バッテリ2の充電状態Sbtが上限SbtHに達しているため、必要充電電力(充電電力)Prqは車載バッテリ1の充電電力Pevに割り当てられる。この期間a6では、定置バッテリ2が停止し、車載バッテリ1が充電状態となる。

0040

<期間a7の処理>
期間a7では、図4(B)の必要充放電電力Prqが正に変化し、必要充放電電力Prqは放電となっている。ここで、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRを超えているため、必要放電電力(放電電力)Prqを車載バッテリ1の放電電力Pevに優先的に割り当ている。必要充放電電力(放電電力)Prqを車載バッテリ1の放電電力Pevで処理できるため、定置バッテリ2の放電電力Pbtはゼロである。したがって、期間a7では、車載バッテリ1が放電し,定置バッテリ2は停止状態となる。

0041

<期間a8の処理>
期間a8では、図4(B)の必要充放電電力Prqは正のまま引き続き放電方向に増加している。ここでは、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRを超えているため、引き続き必要充放電電力(放電電力)Prqを車載バッテリ1の放電電力Pevに優先的に割り当てている。そして、車載バッテリ1の放電電力Pevを最大放電電力PevHmに設定しても処理しきれない分を、定置バッテリ2の放電電力Pbtに割り当てている。したがって、期間a8では、車載バッテリ1が最大電力で放電し、定置バッテリ2も放電状態となる。

0042

<期間a9の処理>
期間a9では、図4(E)の車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRをわずかに下回る状態になる。このとき、必要充放電電力(放電電力)Prqを定置バッテリ2の放電電力Pbtに優先的に割り当てる。ここでは、必要充放電電力(放電電力)Prqを定置バッテリ2の放電電力Pbtで処理できるため、車載バッテリ1の放電電力Pevはゼロとなる。したがって、期間a9では、車載バッテリ1は停止し、定置バッテリ2は放電状態となる。

0043

<期間a10の処理>
期間a10では、図4(B)の必要充放電電力Prqが放電方向に更に増加している。ここでは、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRを下回っているため、必要充放電電力(放電電力)Prqを定置バッテリ2の放電電力Pbtに引き続き優先的に割り当てる。そして、放電電力Pbtを最大放電電力PbtHmに設定しても処理しきれない分を、車載バッテリ1の放電電力Pevに割り当てている。したがって、期間a10では、定置バッテリ2が最大電力で放電し、車載バッテリ1も放電状態となる。車載バッテリ1の充電状態Sevは、充電目標値SevRを下回り低下していく。

0044

なお,車載バッテリの充電状態を充電目標値以上に保ちたい場合には、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRに満たないとき、車載バッテリ1から放電しないようにすればよい。

0045

以上のように,制御装置16は、図4(E)に示す車載バッテリ1の充電状態Sevを充電目標値SevRと比較し、優先順位の高い方のバッテリに優先的に必要充放電電力(放電電力)Prqを割り当てて、処理しきれない必要充放電電力(放電電力)Prqを他方のバッテリに割り当てる。なお、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRとほぼ一致しているときに、優先順位が頻繁に切り替わって動作が不安定になる現象を解消するためには、比較時にヒステリシスを設けて設定すればよい。

0046

図5は、車載バッテリ1の充電状態Sevと充電目標値SevRとの大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を表している。図5に示すように、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRに満たない場合には、必要充放電電力が充電方向の場合は車載バッテリ1に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向の場合は定置バッテリ2に優先的に配分する。一方、車載バッテリ1の充電状態Sevが充電目標値SevRを超える場合には、必要充放電電力が充電方向の場合は定置バッテリ2に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向の場合は車載バッテリ1に優先的に配分する。

0047

なお、実施の形態例では、優先順位の高い方のバッテリに優先的に電力を割り当てて、処理しきれない分を他方のバッテリに割り当てる動作を説明したが、優先順位の高い方のバッテリに余裕があるときには、全ての電力を割り当てなくてもよい。例えば、優先順位が低い方のバッテリに電力を割り当てるようにしてもよく、優先順位が高い方のバッテリに、優先順位が低い方のバッテリよりも大きな電力を割り当てるようにしてもよい。
また、実施の形態例では、電力指令値を電力変換装置の交流側すなわち商用電源に入出力する電力としたが、力変換装置の効率を考慮して、力変換装置の直流側すなわちバッテリの電力を指令するようにしてもよい。

0048

以上説明したように、本実施の形態例の電力管理システムでは、車載バッテリ1が充電目標値に達していない場合には車載バッテリ1を優先的に充電し、充電目標値に達した後は定置バッテリ2を優先的に充電するようになる。一方で、車載バッテリ1が充電目標値まで充電完了した状態でも、定置バッテリ2に充電しきれない分は車載バッテリ1に充電し、かつ放電については車載バッテリ1から優先的に実施するようにする。これにより、車載バッテリ1の充電が速やかに完了する。また、車両3の外出により不在になる可能性がある車載バッテリ1に余分に充電することを抑制しつつ、車載バッテリ1を充放電して受電電力制御に利用することができるようになる。

0049

なお、車載バッテリ1が充電目標値より低い充電状態では、定置バッテリ2から優先的に放電するが、このとき車載バッテリ1からも放電するか否かについては、車載バッテリ1の充電状態を充電目標値以上に維持することが要求されるかどうかにより決めればよい。

0050

[2.第2の実施の形態例]
次に、本発明の第2の実施の形態例を、図6図7を参照して説明する。この図6図7において、第1の実施の形態例で説明したものと同一箇所には同一符号を付し、重複説明を省略する。

0051

[2−1.全体構成]
図6は、本発明の第2の実施の形態例の電力管理システムの概略構成図である。
本実施の形態例では、第1の実施の形態例の電力管理システム(図1)と比較して、車両が2台になっている点が異なる。すなわち、受電点11より末端側の商用電源には、負荷9の他に、定置バッテリ2に接続された電力変換装置5と、太陽電池7に接続された電力変換装置6とが接続されている点は、図1に示す第1の実施の形態例の電力管理システムと同じである。そして、図6に示す構成の場合には、受電点11より末端側の商用電源に、さらに、車両3aに搭載された車載バッテリ1aに接続された電力変換装置4aと、車両3bに搭載された車載バッテリ1bに接続された電力変換装置4bとが接続されている。

0052

電力センサ12が商用電源の電力系統10からの受電電力を検出し、電力センサ13が負荷9で消費される需要電力を検出し、電力センサ14が電力変換装置6から出力される太陽光発電電力を検出している点は、第1の実施の形態例と同じである。これらの電力センサ12〜14は、制御装置17に接続されている。また、制御装置17は、インターネット15と、電力変換装置5と、電力変換装置4aと、電力変換装置4bとに接続されている。

0053

制御装置17は、2つの車載バッテリ1a,1bと、定置バッテリ2の充放電電力を制御し、電力センサ12で検出している商用電源の電力系統10からの受電電力を制御する。制御装置17が、過去に測定した需要電力と太陽光発電電力と、インターネット15から入力した気象予報等を用いて需要電力と太陽光発電電力を予測する点は、第1の実施の形態例の制御装置16と同様である。
制御装置17は、この予測結果と、電力変換装置4aから入力した車載バッテリ1aの容量や充電状態、電力変換装置4bから入力した車載バッテリ1bの容量や充電状態、並びに電力変換装置5から入力した定置バッテリ2の容量や充電状態等の情報を用いて、受電電力計画値を決定する。

0054

制御装置17は、受電電力を受電電力計画値に近づけるように、車載バッテリ1aと車載バッテリ1bと定置バッテリ2から放電すべき必要放電電力、または車載バッテリ1aと車載バッテリ1bと定置バッテリ2へ充電すべき必要充電電力を決定する。そして、制御装置17は、車載バッテリ1aと車載バッテリ1bの充電状態に応じて必要充放電電力を分配し、車載バッテリ1aと車載バッテリ1bと定置バッテリ2それぞれの充放電電力を決定する。このように決定したそれぞれ充放電電力は、それぞれの電力指令値として電力変換装置4aと電力変換装置4bと電力変換装置5とに伝達される。そして、電力変換装置4aと電力変換装置4bと電力変換装置5とは、商用電源に入出力する電力がそれぞれ受信した電力指令値になるように、車載バッテリ1aと車載バッテリ1bと定置バッテリ2の充放電を制御する。

0055

[2−2.充放電の制御状態
図7は、車載バッテリ1aおよび1bの充電状態Sev1およびSev2と、それぞれの充電目標値Sev1R及びSev2Rとの大小関係に基づく必要充電電力と必要放電電力の配分優先順位を表している。ここで、EV1バッテリは、車両3aの車載バッテリ1a、EV2バッテリは車両3bの車載バッテリ1bを表している。
車載バッテリ1a,1bともに充電状態が充電目標値を下回っている場合(Sev1<Sev1R,Sev2<Sev2R)には、必要充放電電力が充電方向のとき、車載バッテリ1a,1bに優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向のとき、定置バッテリ2に優先的に配分する。また、車載バッテリ1a,1bともに充電状態が充電目標値を上回っている場合(Sev1>Sev1R,Sev2>Sev2R)には、必要充放電電力が充電方向のとき、定置バッテリ2に優先的に配分し、必要充放電電力が放電方向のとき、車載バッテリ1a,1bに優先的に配分する。

0056

なお、車載バッテリ1aと車載バッテリ1bとの間の優先順位は、両者の充電状態や充電目標値、車両3aと車両3bの運行スケジュール等に基づいて決めればよい。例えば、充電状態が低い方の車載バッテリを優先的に充電し、充電状態が高い方の車載バッテリを優先的に放電するようにすればよい。または、充電目標値までの充電に要する電力量が大きい方の車載バッテリを優先的に充電し、充電目標値までの充電に要する電力量が小さい方の車載バッテリを優先的に放電する。さらにまた、充電目標値まで放電できる電力量が小さい方の車載バッテリを優先的に充電し、充電目標値まで放電できる電力量が大きい方の車載バッテリを優先的に放電してもよい。あるいは、車両の運行スケジュールを参照し、出発時間が早い方の車両に搭載された車載バッテリを優先的に充電し、出発時間が遅い方の車両に搭載された車載バッテリを優先的に放電するようにしてもよい。

0057

図7において、車載バッテリ1aの充電状態が充電目標値を下回っており、かつ車載バッテリ1bの充電状態が充電目標値を超えている場合(Sev1<Sev1R,Sev2>Sev2R)や、車載バッテリ1aの充電状態が充電目標値を超えており、かつ車載バッテリ1bの充電状態が充電目標値を下回っている場合(Sev1>Sev1R,Sev2<Sev2R)、制御装置17は、以下の優先順位で充電電力を配分する。
すなわち、必要充放電電力が充電方向の場合、制御装置17は、優先順位1:充電目標値を下回っている充電状態の車載バッテリ、優先順位2:定置バッテリ、優先順位3:充電目標値を超えている充電状態の車載バッテリ、の順序で充電電力を配分する。
一方、必要充放電電力が放電方向の場合、制御装置17は、優先順位1:充電目標値を超えている充電状態の車載バッテリ、優先順位2:定置バッテリ、優先順位3:充電目標値を下回っている充電状態の車載バッテリ、の順位で放電電力を配分する。

0058

以上のように本実施の形態例の電力管理システムでは、複数の車両に搭載された車載バッテリが接続されたシステムにおいても、車載バッテリの充電を速やかに完了し、かつ車両の外出により不在になる可能性がある車載バッテリに余分に充電することを抑制しつつ、車載バッテリを充放電して、商用電源の受電電力制御を行うことができる。
なお、充電目標値より低い充電状態の車載バッテリから放電するか否かについては、第1の実施の形態例と同様に、車載バッテリの充電状態を充電目標値以上に維持することが要求されるかどうかにより決めればよい。

0059

[3.変形例]
なお、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施の形態例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
例えば、第2の実施の形態例では、2台の車両3a,3bの車載バッテリ1a,1bを接続した例としたが、3台以上の車両に搭載された車載バッテリが接続された場合についても、第2の実施の形態例で説明した優先順位の決定処理を適用することができる。

0060

また、図1図3の構成図では、制御線情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

0061

また、実施の形態例で説明した構成は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカードSDカード光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

0062

1,1a,1b…車載バッテリ、2…定置バッテリ、3,3a,3b…車両、4,4a,4b,5,6,20…電力変換装置、7…太陽電池、8…建物、9…負荷、10…電力系統、11…受電点、12〜14…電力センサ、15…インターネット、16,17…制御装置、21…DC−DC変換器、22…DC−AC変換器、23…制御回路、24〜27…端子、100…コンピュータ装置、101…中央制御ユニット(CPU)、102…ROM、103…RAM、104…不揮発性ストレージ、105…ネットワークインタフェース、106…入力装置、107…表示装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 本田技研工業株式会社の「 バッテリ」が 公開されました。( 2021/02/04)

    【課題・解決手段】バッテリの現在の劣化の度合いを示す劣化度を外部から視認可能に表示するバッテリを提供する。電気で駆動する車両に対して着脱可能なバッテリは、バッテリの現在の充電量に拘わらず、バッテリの現... 詳細

  • 株式会社村田製作所の「 電池制御装置、電池制御方法、無停電電源装置、電力システム及び電動車両」が 公開されました。( 2021/02/04)

    【課題】電子機器に装着されている状態で二次電池の正極電位及び負極電位を推測し、充電カット電圧及び放電カット電圧を制御することによって過充電及び過放電を防止する。【解決手段】診断時に、二次電池を充電及び... 詳細

  • 本田技研工業株式会社の「 管理装置および管理システム」が 公開されました。( 2021/02/04)

    【課題・解決手段】電気で駆動する車両に対して着脱可能なバッテリを管理するとともに、サーバと通信可能な管理装置において、バッテリには、バッテリが装着された車両に関連する車両関連情報と車両を使用するユーザ... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ