CN105122585A - 电动车辆管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动车辆管理系统中,电动车辆(5)内的用户所持有的便携终端(6)将包含由便携终端(6)的位置检测部(61)检测到的便携终端(6)的位置信息(S7)的电动车辆(5)的车辆状态信息(S4)发送至设置于需求家庭(1)的能源管理系统(EMS)(2)的车辆状态接收部(24)。EMS(2)的电池充放电计划制定部(25)利用电动车辆(5)的车辆状态信息(S4)来制定电池(52)的充放电计划(S6)。充放电装置(3)根据制订出的电池充放电计划(S6)进行电动车辆(5)的电池(52)的充电及放电中的至少一种。

Description

电动车辆管理系统
技术领域
本发明涉及利用能源管理系统(EnergyManagementSystem;简称:EMS)来进行电动车辆电池的充放电的控制的电动车辆管理系统。
背景技术
在电力网中组装了电力供需的自动控制单元的被称为“智能电网(smartgrid)”的下一代电力网的开发近年来广受关注。在智能电网中,不仅从供给侧对电力网中电力的流动进行控制,还从需求侧对其进行控制,从而实现电力供需的最优化或平衡化。
若举例说明,则能将各家庭所具有的电动车辆的蓄电池(电池(battery))用作为用于降低电力需求的峰值并实现平滑化的缓冲器。例如,在电力需求的峰值时期,在住宅中使用在深夜等电力需求较少的时间段进行了充电的电动车辆的电池的电力,由此能降低电力需求的峰值。此外,深夜等电力需求较少的时间段与白天等电力需求较多的时间段相比,电费设定得较便宜,因此能节省各家庭的电费。智能电网能自动地进行上述这样的电力供需控制。
在由智能电网管理的电力网中,设想不仅通过从住宅向电动车辆提供电力来对电动车辆的电池进行充电,也通过从电动车辆向住宅提供电力来积极地对电动车辆的电池进行放电。该电力的流动由各需求家庭所配备的能源管理系统(EnergyManagementSystem;简称:EMS)来管理。
EMS将太阳能发电(Photovoltaicpowergeneration;简称:PV)装置等发电设备、电热水器及空气调节器等主要的大型电力负载设备、以及车辆的电池等蓄电设备等纳入管理下,并对上述发电设备、电力负载设备及蓄电设备进行控制,使得电力需求平滑化。由此,实现电力供需的平衡化,且从电力公司购买的电量较少即可。
尝试将这些技术的对象范围从家庭内扩展开,以提高社会整体的环境性能。此外,也开始进行如下实验及构想:例如,将以包含邻居、邻近的工厂及建筑等邻近的需求家庭在内的街单位及都市单位中的电力需求的平滑化及电力供需的平衡化为目的的社区能源管理系统(CommunityEnergyManagementSystem;简称:CEMS)配备于商用电力网。
搭载于电动车辆的电池使用大容量的电池,以在用户日常的行驶中确保足够的续航距离。搭载于电动车辆的电池的容量是能以一台电动车辆来维持一般家庭几天所使用的电力这一程度的大容量。因而,EMS在制定需求家庭的电力供需运用计划的情况下,能否使用电池成为关键的要素。
然而,电动车辆用于用户的行驶,因此在用户使电动车辆行驶的期间,无法将电动车辆的电池用于住宅的电力需求的平滑化。并且,电动车辆的行驶会使用储存在电池中的电力,因此出发时和返回时,电池中剩余的电量(以下,有时也称为“电池余量”)不同。此外,在出发前,用户需要预先在电动车辆的电池中储存行驶所需的电力。
因而,在与电动车辆相对应的EMS中,不仅需要考虑仅与需求家庭的电力使用的预测相对应的电力需求的平滑化,也需要考虑电动车辆的利用计划及电动车辆的状态等,来制定、运用电动车辆的电池的充放电计划(例如,参照专利文献1)。
在电动车辆的行驶过程中,若预先知道电动车辆的行驶预定、尤其是行驶路线,则能通过行驶路线和预先测定到的单位行驶距离所需的电量来计算出由电动机消耗的电池的电量。在与电动车辆相对应的EMS中,基于电动车辆的行驶预定,计算在电动车辆的行驶过程中消耗的电池的电量,事先制定将电动车辆返回时的电池余量也考虑在内的充放电计划。
然而,不保证电动车辆按预先规定的行驶路径行驶。例如,有时会由于因路径间错误、堵塞而导致的电力消耗,或在停靠地点的电池的充放电等,而不以事先推定的返回时的电池余量返回。
为了应对上述情况,在每一台电动车辆上搭载电动车辆管理探针。电动车辆管理探针对电动车辆的状态(以下,有时称为“车辆状态”)进行测量,通过通信将测量结果即探针信息发送至EMS。由此,开始研究将探针信息灵活运用到智能电网的情况(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4713623号公报
专利文献2:日本专利特开2012-196028号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在将电动车辆管理探针作为车载专用品直接安装于电动车辆的情况下,便携电话设备等通信终端装置(以下,有时简称为“通信终端”)的生命周期及耐环境要求不同,电动车辆管理探针需要配合电动车辆的生命周期及耐环境要求来进行设计。此处,“生命周期”是指产品在设计上所设想的寿命。
通信终端每年进行对新的通信标准的支持及通信终端自身功能的提高,因此设想以约2~3年的周期进行更换来设计产品。另一方面,对于电动车辆,在日本国内的情况下,与以汽油为驱动源来进行行驶的家用车辆同样,设想以约10年前后的周期进行更换来设计产品。
在将电动车辆管理探针作为车载专用品直接安装于电动车辆的情况下,电动车辆管理探针与电动车辆的生命周期同样地,需要设想约10年前后的生命周期来进行设计。因而,需要在电动车辆管理探针中使用比通信终端所使用的元器件寿命要长且耐久性更高的元器件。
其结果是,电动车辆管理探针自身的价格变高,不仅对用户的初期投资造成负担,也阻碍了与电动车辆管理探针相对应的EMS的普及。
近年来,伴随加入者及加入线路的增加,对电动车辆管理探针提供通信线路的通信供应商为了以有限的较少的频带确保更多的通信量,正不断向效率优异的通信方式进行置换。预测今后也将以较短的周期不断进行技术革新。
与此相对,电动车辆管理探针的生命周期如上所述与电动车辆相同,由于与通信终端大不相同,因此可能会阻碍通信供应商所进行的通信方式的置换。若不能进行通信方式的置换,则通信供应商不得不长年并用新旧双方的通信方式。
其结果是,会产生以下问题。通信供应商需要重新确保用于设置新方式的基站装置的面积。并且,旧方式的基站装置的维护费用也在增加。由于使新旧双方的通信方式的基站装置同时工作,因此电力使用量有所增加。
此外,较多的情况下,拥有电动车辆的用户、例如驾驶电动车辆的驾驶员在驾驶过程中除了电动车辆管理探针以外,还持有便携电话设备或智能手机等通信终端,该通信终端具有通信功能,能与互联网相连接。在该情况下,电动车辆内作为具有通信功能的装置(以下,有时称为“通信装置”),至少存在电动车辆管理探针和用户所持有的通信终端这两个。
电动车辆管理探针主要在用户的驾驶过程中进行动作,即进行通信。相反,通信终端在电动车辆的驾驶过程中不进行通信。因而,用户针对不同时使用的两个通信装置向通信供应商支付各自的通信费,成为增大用户的金钱负担的原因。
在一个用户拥有多辆电动车辆的情况下,存在与电动车辆的辆数相对应数量的电动车辆管理探针,用户向通信供应商支付的通信费的金钱负担进一步增大。
本发明的目的在于,提供一种能抑制电动车辆的用户的初期导入费用及通信费,并能实现包含电动车辆的电力网的管理的电动车辆管理系统。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的电动车辆管理系统包括:电动车辆,该电动车辆具有行驶所使用的电动机、以及向所述电动机提供电力的电池;能源管理系统,该能源管理系统具有制定所述电池的充放电计划的电池充放电计划制定部;便携终端装置,该便携终端装置是可携带的便携终端装置,具有获取表示本装置的位置的终端位置信息的位置获取部、以及利用通信线路与所述能源管理系统进行通信的终端侧通信部;以及充放电装置,该充放电装置根据所述电池的充放电计划,进行所述电池的充电及放电的至少一种,所述终端侧通信部在所述便携终端装置存在于所述电动车辆的内部时,将包含由所述位置获取部获取的所述终端位置信息在内的表示所述电动车辆的状态的车辆状态信息发送至所述能源管理系统,所述能源管理系统具有接收由所述终端侧通信部发送的所述车辆状态信息的车辆状态接收部,所述电池充放电计划制定部利用由所述车辆状态接收部接收的所述车辆状态信息来制定所述电池的充放电计划。
发明效果
根据本发明的电动车辆管理系统,在便携终端装置存在于电动车辆的内部时,由终端侧通信部将包含由位置获取部获取的终端位置信息的电动车辆信息发送至能源管理系统。车辆状态信息所包含的终端位置信息由于在便携终端装置存在于电动车辆的内部时由位置获取部来获取,因此表示电动车辆的位置。包含该终端位置信息的车辆状态信息由能源管理系统的车辆状态接收部来接收。利用接收到的车辆状态信息,由电池充放电计划制定部来制定电池的充放电计划。根据制定出的电池的充放电计划,进行电动车辆的电池的充电及放电中的至少一种。由该电池向电动机提供电力,使用电动机使电动车辆行驶。
由此,电池的充放电计划的制定所使用的车辆状态信息从便携终端装置的终端侧通信部被发送至能源管理系统。车辆状态信息中包含的表示电动车辆的位置的终端位置信息由便携终端装置的位置获取部来获取。由此,无需为了获取表示电动车辆的位置的信息,并发送包含该信息的车辆状态信息,而在各电动车辆中设置专用的通信终端装置。因而,能抑制电动车辆的用户的初期导入费用及通信费,并能实现包含电动车辆的电力网的管理。
本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下详细的说明和附图会变得更为明了。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电动车辆管理系统10的简要结构的框图。
图2是表示本发明的实施方式1的电动车辆管理系统10中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图3是表示本发明的实施方式1的电动车辆管理系统10中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图4是表示需求家庭1的电力使用量的过去数据的一个示例及预测结果的一个示例的图。
图5是表示每个家电产品4的消耗电力及发电电力的过去数据的一个示例及预测结果的一个示例的图。
图6是表示需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例的图。
图7是表示电动车辆5的利用计划信息S2的一个示例的图。
图8是排列表示需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划及电池充放电计划的一个示例的图。
图9是排列表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划及电池充放电计划的一个示例的图。
图10是表示本发明的实施方式2的电动车辆管理系统10A中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图11是表示本发明的实施方式2的电动车辆管理系统10A中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图12是表示电动车辆能耗推定部27中能耗推定值的计算处理的处理步骤的流程图。
图13是表示电动车辆能耗推定部27中的电动车辆的制驱动力的计算处理的处理步骤的流程图。
图14是表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划、电池余量的变化的推定结果及变更前的电池充放电计划的一个示例的图。
图15是表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划、电池余量的变化的推定结果及变更后的电池充放电计划的一个示例的图。
图16是表示本发明的实施方式3的电动车辆管理系统10B中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图17是表示本发明的实施方式3的电动车辆管理系统10B中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。
图18是表示本发明的实施方式4的电动车辆管理系统10C中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6及服务器装置9的结构的框图。
图19是表示本发明的实施方式4的电动车辆管理系统10C中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6及服务器装置9的结构的框图。
图20是表示本发明的实施方式5的电动车辆管理系统10D中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6及服务器装置9的结构的框图。
图21是表示本发明的实施方式5的电动车辆管理系统10D中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6及服务器装置9的结构的框图。
具体实施方式
<实施方式1>
图1是表示本发明的实施方式1的电动车辆管理系统10的简要结构的框图。电动车辆管理系统10包含需求家庭1、能源管理系统(EMS)2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端装置6、基站装置8及服务器装置9、后述图3所示的通信线路20而构成。
EMS2、充放电装置3及家电产品4设置于需求家庭1中。家电产品4例如包含太阳能发电(简称:PV)装置4a、空气调节器(以下称为“空调”)4b、AV(AudioVisual:视听)设备4c及冰箱4d。电动车辆5包括电动机51及电池52。基站装置8由通信供应商设置。
EMS2以能够分别与需求家庭1内的家电产品4、与充放电装置3相连的电动车辆5、基站装置8及服务器装置9进行通信的方式与这些设备相连接。EMS2将家电产品4及电动车辆5的电池52纳入管理下,并对家电产品4及电动车辆5的电池52进行控制,以使电力需求平滑化。由此,实现电力供需的平衡化。
需求家庭1所配备的EMS2因其控制对象不同而称呼方式不同。例如,在控制对象为一般家庭的情况下,EMS2被称为家用能源管理系统(HomeEnergyManagementSystem;简称:HEMS)。在控制对象为办公楼及百货商场等建筑物的情况下,EMS2被称为建筑能源管理系统(BuildingEnergyManagementSystem;简称:BEMS)。在控制对象为工厂的情况下,EMS2被称为工厂能源管理系统(FactoryEnergyManagementSystem;简称:FEMS)。
充放电装置3由EMS2进行控制。充放电装置3经由未图示的充放电设备侧连接器、电力线及控制信号线与电动车辆5相连接。与电动车辆5的充放电有关的控制通过在充放电装置3和电动车辆5之间交换命令及信息来进行。命令及信息的交换经由控制信号线来进行。
与电动车辆5的充放电有关的电力的接受和传输在充放电装置3和电池52之间经由电力线来进行。充放电装置3构成为能从未图示的电力系统接受电力的提供,并向电力系统输出电力即进行放电。电力系统包含商用电力网。
电动车辆5例如是电动车(ElectricVehicle;简称:EV)或插入式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle;简称:PHEV)。在电动车辆5是EV的情况下,电动车辆5将电动机51作为驱动源来进行行驶。在电动车辆5是PHEV的情况下,电动车辆5将电动机51和未图示的发动机双方作为驱动源来进行行驶。
便携终端装置(以下,有时称为“便携终端”)6由电动车辆5的用户、例如驾驶员持有。便携终端6接收由全球定位系统(GlobalPositioningSystem;简称:GPS)卫星7发送的电波信号。便携终端6例如利用从GPS卫星7接收到的电波信号,来测量便携终端6的当前位置。
当便携终端6存在于电动车辆5的内部时,例如持有便携终端6的用户乘坐到电动车辆5中时,便携终端6的当前位置(以下,有时简称为“位置”)相当于电动车辆5的当前位置。因此,通过测量便携终端6的当前位置,能测量电动车辆5的当前位置。
便携终端6基于测量得到的便携终端6的当前位置,生成表示便携终端6的当前位置的终端位置信息。终端位置信息相当于表示电动车辆5的位置的车辆位置信息。
便携终端6经由基站装置8以能够与EMS2进行通信的方式与EMS2相连接。便携终端6与EMS2之间进行信息的收发。例如,便携终端6将相当于表示电动车辆5的当前位置的车辆位置信息的终端位置信息经由基站装置8发送至EMS2。
服务器装置9例如进行电动车辆5行驶时的能耗的推定,计算出由电动车辆5消耗的能量的推定值即能耗推定值。将服务器装置9计算得到的能耗推定值发送到EMS2。
图2及图3是表示本发明的实施方式1的电动车辆管理系统10中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。图2和图3在边界线BL1的位置处相连接。电动车辆管理系统10构成为包括:需求家庭1、EMS2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端6及通信线路20、上述图1所示的基站装置8及服务器装置9。图2及图3中,以虚线框表示在电动车辆管理系统10内所进行处理的信息。图2及图3中,为了便于理解,仅提取出本发明的需求家庭1、EMS2及电动车辆5的说明中不可或缺的功能来进行记载。
首先,对电动车辆5及便携终端6进行说明。电动车辆5包括电动机51、电池52及电池管理装置53。电池52在电动车辆5行驶时向电动机51提供电力。电池管理装置53与电池52相连接,对电池52的状态进行管理。具体而言,电池管理装置53从电池52获取与电池52有关的信息即电池信息,并基于获取到的电池信息来管理电池52的状态。电池信息例如包含与电池52中剩余的电量(以下,有时称为“电池余量”)有关的电池余量信息S5。
本实施方式中,电池余量信息S5表示电池52中剩余的电量值。电池管理装置53测量电池52中剩余的电量,并生成表示测定到的电量值的电池余量信息S5。
在电动车辆5停在需求家庭1中的情况下,电动车辆5为了储存下次行驶所需的电力、或为了需求家庭1的电力需求的平滑化而与充放电装置3相连接。在电动车辆5与充放电装置3相连接后,电动车辆5的电池52被纳入EMS2的管理下。
在电动车辆5与充放电装置3相连接后,电池管理装置53向充放电装置3发送电池52的电池余量信息S5。充放电装置3将由电动车辆5发送的电池52的电池余量信息S5发送至EMS2。充放电装置3基于由电动车辆5发送的电池52的电池余量信息S5,对电动车辆5的电池52进行充电或放电。
作为连接充放电装置3和电动车辆5的方法,例如存在以下方法,即:通过电动车辆5的未图示的供电口将充放电装置3和电池52直接连接,从而进行电力的供需和控制信号等的收发。在该情况下,由于电动车辆5的电池52的电压及电力的形式例如是直流,需求家庭1接收的电压及电力的形式例如为交流,因此需要进行电压及电力的形式转换的转换器。关于这些电压及电力的转换器,可以设置于充放电装置3的内部,也可以设置于电动车辆5的内部。
连接充放电装置3和电动车辆5的方法除了上述那样直接连接充放电装置3和电池52的方法以外,例如也可以是通过非接触供电技术进行连接的方法。通过非接触供电技术进行连接的方法也能与本实施方式同样地实施。
在电动车辆5处于行驶中的情况下,设为电动车辆5中存在有用户即电动车辆5的驾驶员所持有的便携终端6。此时,便携终端6存在于电动车辆5的内部即可,无需与电动车辆5相连接并进行信号的收发。并非禁止便携终端6和电动车辆5之间的连接,而是在本实施方式中不必连接便携终端6和电动车辆5,可以为了其他目的而连接便携终端6和电动车辆5。在连接便携终端6和电动车辆5的情况下,也能与本实施方式同样地实施。
便携终端6包括位置检测部61及终端侧通信部62。位置检测部61获取表示本装置即便携终端6的位置的位置信息(以下,有时称为“便携终端6的位置信息”)S7。便携终端6的位置信息S7相当于终端位置信息,位置检测部61相当于位置获取部。
本实施方式中,位置检测部61构成为包含GPS传感器。位置检测部61利用由图1所示的GPS卫星7发送的电波信息,通过运算求出包含测定点的纬度、经度及高度在内的位置、以及位置的获取时间。位置检测部61将表示通过运算求得的包含测定点的纬度、经度及高度在内的位置的信息作为便携终端6的位置信息S7来生成。位置检测部61进一步根据求得的测定点的纬度、经度、高度以及获取时间,运算并求出本装置即便携终端6的速度及方位。
作为位置检测部61所进行的位置的测量方法,除了利用由GPS卫星7发送的电波信号的方法以外,也存在有将便携终端6进行通信的基站装置8的位置信息作为便携终端6的位置信息S7来使用的方法。该方法是在基站装置8的通信范围十分小的情况下有效的方法。
在由GPS卫星7发送的电波信号无法到达的场所,位置检测部61另外利用便携终端6所具备的加速度传感器、磁传感器及倾斜传感器等,测量便携终端6的位置,获取便携终端6的位置信息S7。
终端侧通信部62将表示电动车辆5的状态(以下,有时称为“车辆状态”)的车辆状态信息S4经由通信线路20发送至EMS2。电动车辆5的车辆状态信息S4至少包含由位置检测部61获取的便携终端6的位置信息S7。便携终端6的位置信息S7由于是在便携终端6存在于电动车辆5的内部时获取得到,因此相当于上述车辆位置信息,表示电动车辆5的位置。
通信线路20例如是公众无线线路或互联网线路。对于通信线路20的种类,并不限于此。图2及图3中虽然省略了记载,但通信线路20与上述图1所示的基站装置8相连。便携终端6经由基站装置8与EMS2进行通信。
电动车辆5的车辆状态信息S4除了便携终端6的位置信息S7以外,也可以包含便携终端6的加速度传感器、磁传感器及倾斜传感器等检测到的信息。此外,电动车辆5的车辆状态信息S4也可以包含表示由上述位置检测部61求得的测定点的位置的获取时间、便携终端6的速度及方位等的信息。
便携终端6将包含便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4发送至EMS2的动作由便携终端6的硬件和在便携终端6的硬件上进行动作的软件来执行。软件例如由EMS2的制造商、电动车辆5的制造商等提供。便携终端6的硬件本身由通信供应商或便携终端6的制造商销售给用户。
为了防止软件的不必要的动作,便携终端6包括能选择软件动作的执行及停止的选择单元。由此,用户能使软件仅在电动车辆5行驶时动作。因而,在不使用电动车辆5进行移动时、例如使用公共交通机关进行移动、徒步、或使用自行车等进行移动时,能防止电动车辆管理系统10发生误动作。
也可以在软件中设置图形用户界面(GraphicalUserInterface;简称:GUI),在不停止软件的动作的情况下,向用户提供执行及停止终端侧通信部62的动作的单元。
在便携终端6设置于电动车辆5的内部的情况下,不对其具体的设置场所进行限定,但在位置检测部61构成为包含GPS传感器的情况下,需要设置在不会阻碍GPS卫星7和位置检测部61之间的通信的场所。便携终端6也需要与通信供应商的基站装置8进行通信,因此需要以也不会阻碍与基站装置8之间的通信的方式来设置便携终端6。
换言之,只要是不会阻碍便携终端6和GPS卫星7之间的通信、以及便携终端6和基站装置8之间的通信这两者的场所,便携终端6就可以设置在电动车辆5的任何场所。便携终端6不必固定于电动车辆5。电动车辆5的用户自身可以在电动车辆5的驾驶过程中将便携终端6带在身上。
接着,对设置于需求家庭1的EMS2及充放电装置3进行说明。EMS2对设置于需求家庭1中的需求家庭1内的家电产品4的电力使用状况进行测量。此外,EMS2基于需求家庭1内的家电产品4的电力使用状况,在可控制的范围内对各个家电产品4的电力消耗进行控制,使得需求家庭1从未图示的商用电力网购入的电量(以下有时称为“购买电量”)变得尽可能少。
作为成为EMS2的控制对象的家电产品4,可举出空调4b、AV设备4c、冰箱4d、电热水器及感应加热(InductionHeating;简称:IH)烹调加热器等消耗电力较大的电力负载设备。消耗电力比较大的电力负载设备动作时的消耗电力占需求家庭1的总电力消耗的比重较大,对EMS2所进行的需求家庭1的购买电量的调整带来较大的影响,因此设为EMS2的控制对象。
成为EMS2的控制对象的家电产品4中还包含PV装置4a等热电联产系统(cogenerationsystem)。在热电联产系统的情况下,与通常的家电产品不同,不是消耗电力的抑制控制,而成为发电电力的抑制控制。下面,对发电电力的抑制控制进行说明。
需求家庭1构成为在需求家庭1的发电电量(以下有时简称为“发电量”)大幅超过需求家庭1的耗电量的情况下,向商用电力网销售电力即售电,以使得剩余的电力能经由构成电力系统的商用电力网被需求家庭1的邻近的其他需求家庭、例如邻居所消耗。
然而,在需求家庭1所连接的配电网中的电力需求较少的情况下,会引起配电网内的系统电压的上升及频率的变动。因而,对于向电力系统售电的热电联产系统,需要抑制发电量。
在太阳能发电的情况下,如上所述的结构设置在功率调节器的内部,并利用与所谓的逆潮流有关的系统联系的技术,以设备为单位来独立进行动作,上述功率调节器将太阳能电池板进行发电而得到的电转换成适合于电力系统的电力。
在导入了EMS2的需求家庭1中,在热电联产系统的发电量增加的情况下,不仅对发电量进行抑制,并通过暂时性地使其他家电产品4的耗电量增加,从而减少从需求家庭1到电力系统的逆潮流,调整需求家庭1的电力供需平衡。
EMS2除了上述功能以外,还对电动车辆5的电池52进行充放电的管理。为了实现对电动车辆5的电池52的充放电的管理,EMS2包括电力使用量预测部21、利用计划输入部22、EMS侧参数获取部23、车辆状态接收部24、电池充放电计划制定部25及EMS侧通信部26。
电力使用量预测部21在使用前一天计算对使用当日的需求家庭1的每小时的电力使用量进行预测而得到的值(以下有时称为“电力使用量预测值”),以作为表示需求家庭1的电力使用量预测值的信息(以下有时称为“电力使用量预测信息”)S1。
图4是表示需求家庭1的电力使用量的过去数据的一个示例及预测结果的一个示例的图。图4(a)表示需求家庭1的电力使用量的过去数据,图4(b)表示需求家庭1的电力使用量的预测结果。图4中示出包含各家电产品4的消耗电力及发电电力所有在内的需求家庭1的总电力使用量的过去数据和预测结果。
图4(a)及图4(b)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示消耗电力(kW),所述点划线下侧的纵轴表示发电电力(kW)。此外,图4(a)及图4(b)中,横轴表示时刻(小时)。电力使用量预测部21例如如以下那样求出需求家庭1的电力使用量预测信息S1。
例如,EMS2如图4(a)所示那样存储需求家庭1的过去几天的电力使用量的数据。各数据包含获取该数据那一天的日期、星期、天气及气温的信息。以下的说明中,日期以“〇/△”的形式记载,星期用圆括弧括住,以“(□)”的形式记载。此外,气温按最低气温、最高气温的顺序,以“气温×℃/×℃”的形式记载。在图4所示的示例中,各数据所包含的日期及星期是“〇/△(□)”,天气是“晴天”,气温是“气温×℃/×℃”。
电力使用量预测部21将预测的使用当日的天气和气温、以及法定节假日和季节考虑在内,从存储的数据中提取出与使用当日的天气和气温、以及法定节假日和季节最为接近的过去的电力使用量的数据。电力使用量预测部21如图4(b)所示那样将提取到的电力使用量的数据用作为使用当日的需求家庭1的电力使用量预测信息S1。
电力使用量预测部21在使用前一天计算一次需求家庭1的电力使用量预测信息S1。电力使用量预测部21在使用当日并不持续使用在使用前一日计算得到的需求家庭1的电力使用量预测信息S1,而是在使用当日每隔预定期间,根据电力实际使用量和使用前一日的电力使用量预测值之间的偏差,对接下来的电力使用量预测值进行校正。
图4中说明了如下方法:不使用各个家电产品4的消耗电力及发电电力,而使用包含各个家电产品4的消耗电力及发电电力所有在内的需求家庭1的总发电使用量作为过去的电力使用量,来求出使用当日的需求家庭1的电力使用量预测信息S1的方法,但求出需求家庭1的电力使用量预测信息S1的方法并不限于此。
例如,为了提高需求家庭1的电力使用量预测信息S1的精度,EMS2可以如后述的图5所示那样,预先存储各家电产品4过去的消耗电力及发电电力,将预测的使用当日的天气和气温、以及法定节假日和季节考虑在内来求出需求家庭1的电力使用量预测信息S1。
图5是表示每个家电产品4的消耗电力及发电电力的过去数据的一个示例及预测结果的一个示例的图。图6是表示需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例的图。
图5(a)、图5(c)及图5(e)表示各家电产品4的过去消耗电力或发电电力的数据。具体而言,图5(a)表示空调4b过去的消耗电力的数据,图5(c)表示冰箱4d过去的消耗电力的数据,图5(e)表示PV装置4a过去的发电电力的数据。
图5(b)、图5(d)及图5(f)表示各家电产品4的消耗电力或发电电力的预测结果。具体而言,图5(b)表示空调4b的消耗电力的预测结果,图5(d)表示冰箱4d的消耗电力的预测结果,图5(f)表示PV装置4a的发电电力的预测结果。
图5(a)~图5(d)的纵轴表示消耗电力(kW),图5(e)及图5(f)的纵轴表示发电电力(kW)。图6中,横轴方向上水平的点划线上侧表示消耗电力(kW),所述点划线下侧表示发电电力(kW)。此外,图5(a)~图5(f)及图6中,横轴表示时刻(小时)。
EMS2可以例如如以下那样求出需求家庭1的电力使用量预测信息S1。EMS2如图5(a)、图5(c)及图5(e)所示那样,在未图示的存储部中预先存储几天的各家电产品4的消耗电力及发电电力的数据。各数据包含获取该数据那一天的日期、星期、天气及气温的信息。在图5所示的示例中,各数据所包含的日期及星期是“〇/△(□)”,天气是“晴天”,气温是“气温×℃/×℃”。
电力使用量预测部21将预测的使用当日的天气和气温、以及法定节假日和季节考虑在内,如图5(b)、图5(d)、图5(f)所示那样,分别从存储的各家电产品4的数据中提取出与使用当日的天气和气温、以及法定节假日和季节最为接近的过去的数据。电力使用量预测部21对提取到的家电产品4的消耗电力及发电电力进行加法运算及减法运算,计算出需求家庭1整体的电力使用量的预测值,并用作为图6所示的需求家庭1的电力使用量预测信息S1。
为了进一步提高预测精度,EMS2可以将多个需求家庭1过去的电力使用量的数据预先保存在服务器装置9中,利用电力使用量预测部21从比较多的数据样本中获取与提取条件相一致的数据,并用作为需求家庭1的电力使用量预测信息S1。
电动车辆5的利用计划信息S2被输入至利用计划输入部22。电动车辆5的利用计划信息S2例如包含使用日、出发时间、返回时间及行驶时间等与电动车辆5的使用日期时间有关的信息、以及目的地、经由地、行驶预定距离及电池52的耗电量等与电动车辆5的行驶有关的信息中的一个或多个。耗电量是单位时间例如每一小时的消耗电力。电动车辆5的利用计划信息S2可以包含使用时间段以取代出发时间、返回时间及行驶时间。
图7是表示电动车辆5的利用计划信息S2的一个示例的图。图7所示的示例中,电动车辆5的利用计划信息S2包含使用日、使用时间段、目的地、行驶预定距离及电池52的耗电量。图7中,以○/○、△/△、…、×/×表示使用日,以○:〇~〇:〇、△:△~△:△、…、×:×~×:×表示使用时间段。电动车辆5的利用计划信息S2例如如图7所示,利用附加于每辆电动车辆5的电动车辆管理编号(No.)而被每辆电动车辆5所管理。
电动车辆5的利用计划信息S2例如使用利用计划输入部22如以下所示那样被登录。例如,用户从所持有的便携终端6、设置于需求家庭1内的个人计算机(简称:PC)或电视接收机(以下简称为“电视机”)等经由网络,访问EMS2的利用计划输入部22,在几天到几个月的范围内输入使用预定。用户可以一次输入多次使用预定。用户同样地访问EMS2的利用计划输入部2,变更或删除之前输入的使用预定。
在无法利用上述网络的情况下,也可以使EMS2自身具有输入画面,提供可输入电动车辆5的利用计划信息S2的利用计划输入部22。
对于由利用计划输入部22输入的电动车辆5的利用计划信息S2的所有内容,可以由用户输入,也可以对于一部分的内容,在利用计划输入部22中对用户的输入内容进行补全或修正,并输出电动车辆5的利用计划信息S2。
实际的运用中,用户输入的内容例如仅是电动车辆5的出发时间及返回时间、目的地及经由地。对于行驶时间和行驶预定距离、以及电池52的耗电量,利用计划输入部22访问EMS2内部的地图信息、或者服务器装置9的地图信息等,基于行驶路径的检索结果,对不足信息进行补全。
对属于EMS2的每辆电动车辆5生成电动车辆5的利用计划信息S2。也就是说,在由EMS2管理多辆电动车辆5的情况下,生成与电动车辆5的辆数相对应数量的电动车辆5的利用计划信息S2。所生成的电动车辆5的利用计划信息S2如上所述,利用附加于每辆电动车辆5的电动车辆管理编号(No.)而被每辆电动车辆5所管理。
EMS侧参数获取部23获取在后述的电池充放电计划制定部25中对电池52的充放电计划(以下有时称为“电池充放电计划”)进行制定所需的电动车辆5的电动车辆参数信息S3。在后述的电池充放电计划制定部25中运算电池充放电计划信息S6时需要电动车辆参数信息S3。电动车辆参数信息S3例如包含与电动车辆5的电池容量、充电及放电时的电力输入输出有关的限制、相对于行驶距离及行驶时间的耗电量。
由EMS侧参数获取部23进行的电动车辆参数信息S3的获取例如如下所示那样进行。例如,用户可以在购入电动车辆5时,从所持有的便携终端6、设置于需求家庭1内的PC或电视机等经由网络访问EMS2的EMS侧参数获取部23,个别地设定电动车辆参数信息S3。通过由用户设定电动车辆参数信息S3,从而在EMS侧参数获取部23中获取到电动车辆参数信息S3。
EMS侧参数获取部23也可以从服务器装置9下载并获取与电动车辆5相一致的数据。EMS侧参数获取部23也可以在为了电力的充放电而使电动车辆5与充放电装置3相连接时,将EMS侧通信部26从电动车辆5的电池管理装置53获取到的信息作为电动车辆参数信息S3来登录。对于已经登录的电动车辆参数信息S3,EMS2可以基于充放电装置3的动作状况反馈数据并再次进行登录、即进行更新。
车辆状态接收部24与通信供应商提供的通信线路20相连接。车辆状态接收部24经由通信线路20接收从电动车辆5内的便携终端6发送的电动车辆5的车辆状态信息S4。本实施方式中,电动车辆5的车辆状态信息S4中至少包含便携终端6的位置信息S7。
对于车辆状态接收部24和通信供应商提供的通信线路20之间的连接方法并没有进行限定,例如与需求家庭1的其他信息设备共用互联网线路等通信线路即可。
对电动车辆5与充放电装置3相连接的情况下的电池充放电计划制定部25的动作进行说明。图8是排列表示需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划及电池充放电计划的一个示例的图。图8(a)表示需求家庭1的电力使用量预测信息S1所表示的需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例。图8(b)表示电动车辆5的利用计划信息S2所表示的电动车辆5的利用计划的一个示例。图8(c)表示电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的一个示例。图8(c)一并表示应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应对电动车辆5充电的时间段。
图8(a)~图8(c)中,横轴表示时刻(小时)。图8(a)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示消耗电力(kW),所述点划线下侧的纵轴表示发电电力(kW)。图8(c)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示充电电力,所述点划线下侧的纵轴表示放电电力。
电池充放电计划制定部25生成满足“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的的电池充放电计划信息S6。
在以“需求家庭1的电力需求的平滑化”为目的的计划制定中,电池充放电计划制定部25如图8(a)所示,从需求家庭1的电力使用量预测信息S1中提取出需求家庭1的消耗电力增加的时间段和发电电力增加的时间段。在图8(a)所示的示例中,需求家庭1的消耗电力增加的时间段是3点~8点和16点~24点。需求家庭1的发电电力增加的时间段为9点~15点。
电池充放电计划制定部25基于提取到的时间段和图8(b)所示的电动车辆5的利用计划信息S2中的电动车辆5与充放电装置3相连接的时间段,如图8(c)所示,提取出应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应对电动车辆5充电的时间段。
在图8(b)所示的示例中,电动车辆5与充放电装置3相连接的时间段是0点~6点、8点~16点及18点~24点。在图8(c)所示的示例中,应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段是3点~6点和18点~24点。应对电动车辆5充电的时间段是9点~15点。
电池充放电计划制定部25最终如图8(c)所示那样,基于应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段及应对电动车辆5充电的时间段,求出规定了充电电力和放电电力的电池充放电计划信息S6。
此时,求得的电池充放电计划信息S6的充电电力和放电电力为利用电动车辆参数信息S3所包含的电池52的能力、电池余量信息S5及充放电装置3所具备的功率转换器的转换能力对根据需求家庭1的电力使用量预测信息S1计算出的“需求家庭1想要减少的消耗电力及想要减少的放电电力”进行限制后得到的值。电池52的能力由电池52的总容量、可使用的容量范围及电流限制所规定。
在以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为目的的计划制定中,电池充放电计划制定部25根据电动车辆5的利用计划信息S2中的电动车辆5出发的时刻、由行驶消耗的电量,对以“需求家庭1的电力需求的平滑化”为目的而计划制定得到的电池充放电计划信息S6进行修正,以使得在电动车辆5出发的时刻之前在电池52中确保行驶所需的电量。
电池充放电计划信息S6的修正中,在仅通过对一开始计划制定得到的“需求家庭1的电力需求的平滑化”进行充放电量的变更,无法在电动车辆5出发的时刻之前在电池52中确保行驶所需的电量的情况下,电池充放电计划制定部25重新生成充电的计划,并对电池充放电计划信息S6追加预定。
在以“需求家庭1的电力需求的平滑化”为目的的计划制定和以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为目的的计划制定中,优先进行以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为目的的计划制定,从而不会让电动车辆5的用户感到不便。然而,EMS2并不一定固定成以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为优先,而构成为能由用户选择以哪一方为优先。此外,本实施方式的说明中,针对以“需求家庭1的电力需求的平滑化”为目的的计划制定修正以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为目的的计划制定,但也可以相互进行调整。
接着,对用户利用电动车辆5外出时的电池充放电计划制定部25的动作进行说明。图9是排列表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划及电池充放电计划的一个示例的图。
图9(a)表示需求家庭1的电力使用量预测信息S1所表示的需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例。图9(b)表示当初的电动车辆5的利用计划信息S2所表示的电动车辆5的利用计划的一个示例。图9(c)表示最新的电动车辆5的利用计划信息S2所表示的电动车辆5的利用计划的一个示例。图9(d)表示最新的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的一个示例。图9(d)一并表示应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应对电动车辆5充电的时间段。图9(a)相当于图8(a),图9(b)相当于图8(b)。
图9(a)~图9(d)中,横轴表示时刻(小时)。图9(a)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示消耗电力(kW),所述点划线下侧的纵轴表示发电电力(kW)。图9(d)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示充电电力,所述点划线下侧的纵轴表示放电电力。
电池充放电计划制定部25中,在电动车辆5出发前已生成了电池充放电计划信息S6,以满足“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的。
在利用电动车辆5外出的情况下,用户使安装于便携终端6中的软件进行动作,因此车辆状态接收部24从用户的便携终端6接收包含便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4。电池充放电计划制定部25基于车辆状态接收部24接收到的便携终端6的位置信息S7,检测出当初预定的电动车辆5的利用计划信息S2中发生了变更。例如,图9(c)所示的最新的电动车辆5的利用计划中示出,相对于图9(b)所示的当初的电动车辆5的利用计划,电动车辆5的返回发生了推迟。
电动车辆5的返回推迟了多久能根据便携终端6的位置信息S7和需求家庭1的位置信息之间的偏差及所述偏差的减少比例来推定。即,电动车辆5的返回时间能根据便携终端6的位置信息S7和需求家庭1的位置信息之间的偏差及所述偏差的减少比例来推定。
电池充放电计划制定部25利用变更后的电动车辆5的利用计划信息S2,再次进行电池充放电计划信息S6所表示的电池的充放电计划(以下有时称为“电池充放电计划”)的制定。此时,电池充放电计划制定部25使放电开始预定时刻与返回的推迟相对应地推迟例如1小时。其结果是,如图9(d)所示,由双点划线的曲线来表示的当初的电池充放电计划被修正为实线的曲线。
由此,对于应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段,上述图8(c)所示的18点~24点的时间段被缩短一小时,变成3点~6点和19点~24点。应对电动车辆5充电的时间段与图8(c)所示的情况相同,变为9点~15点。
利用经上述变更后的电动车辆5的利用计划信息S2,再次制定电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划,从而能根据电动车辆5的利用状况来修正电池充放电计划。由此,能更适当地进行电力需求的平滑化及电力供需的平衡化。
本实施方式中,说明了相对于当初的电动车辆5的利用计划,电动车辆5的返回发生了推迟的情况,但并不限于此。例如,在相对于当初的电动车辆5的利用计划,电动车辆5的返回提早的情况下,也能通过与本实施方式同样地再次生成电池充放电计划信息S6,来获得同样的效果。此时的电池充放电计划信息S6的生成方法与电动车辆5与充放电装置3相连时的方法相同,因此省略说明。
本实施方式中,如上所述,单纯地利用便携终端6的位置信息S7和需求家庭1的位置信息之间的偏差、及所述偏差的减少比例,即电动车辆5和需求家庭1之间的直线性的位置关系来进行返回时间的推定。但并不限于此,例如也可以不使用电动车辆5和需求家庭1之间的直线性的位置关系,而反映行驶路径信息,使用剩余的行驶距离和剩余的行驶距离的减少比例来进行到达时刻的推定。该情况下,若根据道路交通信息通信系统(VehicleInformationandCommunicationSystem;简称:VICS(注册商标))等的信息来考虑堵塞状况等,则能获得更准确的返回时间。
有时即使电动车辆5与充放电装置3相连,也通过车辆状态接收部24接收从用户的便携终端6发送的电动车辆5的车辆状态信息S4。在该情况下,用户将电动车辆5留在需求家庭1中,利用其他的移动手段外出,从而使安装于便携终端6中的软件维持错误的动作的可能性较高。该情况下,电池充放电计划制定部25进行电动车辆5与上述的充放电装置3相连时的动作。
此外,在利用电动车辆5外出时,有时会出现下述情况,即:利用车辆状态接收部24没有接收从用户的便携终端6发送的电动车辆5的车辆状态信息S4的情况,或接收了从用户的便携终端6发送的电动车辆5的车辆状态信息S4,但位置信息没有更新的情况。上述情况下,虽然用户利用电动车辆5来外出,但忘了使安装于便携终端6的软件开始动作或将便携终端6遗忘在需求家庭1中的可能性较高。上述情况下,电池充放电计划制定部25保持在电动车辆5外出前制定的计划。在任一种情况下,EMS2的电池充放电计划制定部25返回到基于以往的电池充放电计划信息6的动作。
EMS侧通信部26与设置于需求家庭1的充放电装置3进行通信。若电动车辆5与充放电装置3相连,则EMS侧通信部26从电动车辆5的电池管理装置53获取电池余量信息S5。EMS侧通信部26基于电池充放电计划制定部25所计划得到的电池充放电计划信息S6,将与充放电有关的指令发送到充放电装置3,对电动车辆5的电池52进行电力供需。EMS侧通信部26为了在电池52的充放电时对电池状态进行监视,从电池管理装置53连续地接收电池余量信息S5。
由此,电池充放电计划的制定所使用的电动车辆5的车辆状态信息S4从便携终端6的终端侧通信部62被发送至EMS2。由便携终端6的位置获取部61获取电动车辆5的车辆状态信息S4中包含的表示电动车辆5的位置的便携终端6的位置信息S7。由此,无需为了获取表示电动车辆5的位置的便携终端6的位置信息S7,并发送包含便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4,而在各电动车辆5中设置专用的通信终端装置。因而,能抑制电动车辆5的用户的初期导入费用及通信费,并能实现包含电动车辆5的电力网的管理。
若进行具体阐述,则本实施方式的电动车辆管理系统10利用包括位置检测部61的便携终端6来取代作为车载专用品的电动车辆管理探针,将相当于电动车辆5的位置信息的便携终端6的位置信息S7发送至EMS2。由此,EMS2的电池充放电计划制定部25能如以往那样实现电动车辆5的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的制定及修正。此外,能抑制电动车辆5的用户的初期导入费用,并能促进与电动车辆5的运行相关联的EMS2的普及。
本实施方式中,以电动车辆5及充放电装置3为了需求家庭1的电力需求的平滑化而能对电池52的电力进行放电为前提进行了说明,但电动车辆5及充放电装置3并不一定要支持放电。例如,也可以是仅能支持用于储存下一次行驶所需的电力的充电的情况。
在该情况下,本实施方式能利用电动车辆5的车辆状态信息S4来进行电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的制定及修正。该情况下,本实施方式所说明的电池充放电计划制定部25在“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的中,对后者“确保电动车辆5行驶所需的电力”进行重点控制。
<实施方式2>
图10及图11是表示本发明的实施方式2的电动车辆管理系统中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。图10和图11在边界线BL2的位置处相连接。本实施方式的电动车辆管理系统与上述实施方式1的电动车辆管理系统10的结构相类似,因此对于相同的结构标注相同的参照标号,并省略共同的说明。以下的说明中,对本实施方式的电动车辆管理系统标注参照标号“10A”来表示。
本实施方式的电动车辆管理系统10A构成为包括:需求家庭1、EMS2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端6及通信线路20、上述图1所示的基站装置8及服务器装置9。
本实施方式中,EMS2包括电动车辆能耗推定部27。即、EMS2包括电力使用量预测部21、利用计划输入部22、EMS侧参数获取部23、车辆状态接收部24、电池充放电计划制定部25、EMS侧通信部26及电动车辆能耗推定部27。电动车辆能耗推定部27根据电动车辆参数信息S3及电动车辆5的车辆状态信息S4来进行因电动车辆5的行驶而产生的能耗量的推定。具体而言,电动车辆能耗推定部27运算能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值。
图12是表示电动车辆能耗推定部27中能耗推定值的计算处理的处理步骤的流程图。图12所示的流程图的各处理由电动车辆能耗推定部27来执行。若电动车辆能耗推定部27从EMS侧参数获取部23获得电动车辆参数信息S3,从车辆状态接收部24获得电动车辆5的车辆状态信息S4,则开始图12所示的流程图的处理,从而转移到步骤a1。
步骤a1中,电动车辆能耗推定部27基于电动车辆5的车辆状态信息S4所包含的便携终端6的位置信息S7,进行电动车辆的加速度的计算。位置检测部61获取到的便携终端6的位置信息S7中包含测定点的纬度、经度、高度、获取时间、速度及方位。电动车辆的加速度Acc能根据最新的GPS的获取时间及速度的信息和一周期前测定到的GPS的获取时间及速度的信息,并利用以下所示的式(1)来求出。在利用GPS的位置测定方法中,在由GPS卫星7发送的电波信号无法到达的场所等,由于数据的获取间隔变宽,因此可以另外利用便携终端所具有的加速度传感器,对电动车辆5的加速度Acc的数据进行补全。
[数学式1]
A c c = Vel n e w - Vel o l d t n e w - t o l d ... ( 1 )
步骤a2中,电动车辆能耗推定部27与加速度Acc同样地,基于电动车辆5的车辆状态信息S4所包含的便携终端6的位置信息S7,进行电动车辆5的行驶坡度的计算。电动车辆5的行驶坡度θ能根据便携终端6的位置信息S7所包含的最新的GPS的获取时间及高度的信息和一周期前测定到的GPS的获取时间及高度的信息,并利用以下所示的式(2)来求出。
与电动车辆的加速度Acc的计算相同,在利用GPS的位置测定方法中,在由GPS卫星7发送的电波信号无法到达的场所等,由于数据的获取间隔变宽,因此可以另外利用便携终端所具有的倾斜传感器,对电动车辆5的行驶坡度θ的数据进行补全。
[数学式2]
&theta; = Alt n e w - Alt o l d t n e w - t o l d ... ( 2 )
步骤a3中,电动车辆能耗推定部27基于步骤a1中获得的电动车辆的加速度Acc、步骤a2中获得的电动车辆的行驶坡度θ、及便携终端6的位置信息S7中包含的电动车辆5的速度Vel,进行电动车辆的制驱动力的计算。利用图13所示的流程图对电动车辆的制驱动力的计算进行说明。
图13是表示电动车辆能耗推定部27中的电动车辆的制驱动力的计算处理的处理步骤的流程图。图13所示的流程图的各处理由电动车辆能耗推定部27来执行。图13所示的流程图的处理在图12所示的流程图的步骤a2的处理结束后开始,并转移至步骤b1。
步骤b1中,电动车辆能耗推定部27进行电动车辆5的上坡阻力(graderesistance)Rs的计算。上坡阻力Rs是在电动车辆5开上斜面时产生的斜面方向的分力。上坡阻力Rs能根据电动车辆5的车重m、重力加速度g、及电动车辆5的行驶坡度θ,并利用以下所示的式(3)来求出。
[数学式3]
Rs=m×g×sinθ…(3)
步骤b2中,电动车辆能耗推定部27进行滚动阻力Rr的计算。滚动阻力Rr基本而言是轮胎和路面之间产生的阻力,是轮胎的材质、结构、尺寸所固有的值。滚动阻力Rr能根据电动车辆5的车重m、重力加速度g、及电动车辆5所固有的系数μr,并利用以下所示的式(4)来求出。滚动阻力Rr是仅在轮胎滚动时产生的阻力,因此在速度Vel为0km/h的情况下不发生。即、速度Vel为0km/h的情况下,滚动阻力Rr为零(Rr=0)。
[数学式4]
Rr=m×g×μr(Vel≠0的情况)…(4)
步骤b3中,电动车辆能耗推定部27进行空气阻力Rl的计算。空气阻力Rl是车体与空气之间的摩擦力、及车体的前表面与空气碰撞的力等,是因空气产生的能量损耗。空气阻力Rl是与车体的前表面投影面积A、空气阻力系数μa、速度Vel的平方成比例的值,能利用以下所示的式(5)来求出。
[数学式5]
Rl=μa×A×Vel2…(5)
步骤b4中,电动车辆能耗推定部27进行加速阻力Ra的计算。加速阻力Ra是在电动车辆5进行加速及减速时产生的惯性力。加速阻力Ra是与电动车辆的车重m和电动车辆5的加速度Acc成比例的值,能利用以下所示的式(6)来求出。
[数学式6]
Ra=m×Acc…(6)
步骤b5中,电动车辆能耗推定部27进行电动车辆的制驱动力的计算。步骤b1求出的上坡阻力Rs、步骤b2求出的滚动阻力Rr、步骤b3求出的空气阻力Rl、及步骤b4求出的加速阻力Ra是电动车辆5的前后方向的运动产生的阻力,与电动车辆5的制驱动力Ftrac相等。因此,电动车辆的制驱动力Ftrac能利用以下所示的式(7)来求出。
[数学式7]
Ftrac=Rs+Rr+Rl+Ra…(7)
以上式(3)~(7)中使用的系数中,若电动车辆5的车辆规格确定,则电动车辆5的车重m、轮胎系数μr、车体的前表面投影面积A、及空气阻力系数μa为唯一确定的值。对于上述系数,由EMS侧参数获取部23获取,并作为电动车辆参数信息S3进行保存。重力加速度g是固定值,作为电动车辆参数信息S3来保存并用于计算中。
图12的步骤a3中的电动车辆的制驱动力的计算、即图13的步骤b1~步骤b5中的计算所使用的上述式(3)~(7)是求出车辆的前后方向的运动时使用的公式,记载在以下的参考文献中。
参考文献:“汽车工程学-基础-(自動車工学-基礎-)”、初版、社团法人汽车技术协会(社団法人自動車技術会)、2002年12月31日、第2章2.2节
返回图12,步骤a4中,电动车辆能耗推定部27进行电动机的转矩及转速的计算。具体而言,电动车辆能耗推定部27求出电动机51的输出转矩Tmtr及电动机转速Nmtr。上述电动车辆的制驱动力Ftrac是电动车辆5的驱动轮(轮胎)与路面之间的接地面所产生的力。为了将电动车辆的制驱动力Ftrac转换成电动机的输出转矩,利用轮胎的半径r转换为驱动轴转矩Ttrac,并除以驱动轴和电动机之间的齿轮比G。即,电动机51的输出转矩Tmtr能利用以下所示的式(8)来求出。
[数学式8]
Tmtr=Ttrac÷G=Ftrac×r÷G…(8)
此外,为了求出电动机51的转速,根据车速Vel求出车轮速度W,并乘上驱动轴和电动机之间的齿轮比G。即,电动机51的转速Nmtr能利用以下所示的式(9)来求出。
[数学式9]
N m t r = W &times; G = ( V e l 2 &pi; r ) &times; G ... ( 9 )
其中,上述式(8)及式(9)是驱动轴和电动机之间存在齿轮的情况,在电动机51直接与轮胎相连的情况下,齿轮比G为“1”。此外,也考虑到齿轮比G可通过控制来改变的结构,该情况下,需要通过控制来改变运算所使用的齿轮比G的值。轮胎的半径r及齿轮比G是根据电动车辆5的规格而唯一确定的值,由EMS侧参数获取部23获取,并作为电动车辆参数信息S3进行保存,并用于运算中。
步骤a5中,电动车辆能耗推定部27进行电池52的输入输出能量的计算。具体而言,电动车辆能耗推定部27求出输入到电池52、以及从电池52输出的能量E。能量E能利用以下所示的式(10)来求出。
[数学式10]
E=(Tmtr×Nmtr)×ηmtr×ηinv…(10)
上述式(10)的ηmtr表示电动机51的效率,ηinv表示连接在电动机51和电池52之间的逆变器的效率。电动机51的效率ηmtr及逆变器的效率ηinv均是会受到电动机输出转矩Tmtr、电动机转速Nmtr及能量的输入输出方向影响的变量。电动机51的效率ηmtr及逆变器的效率ηinv是根据电动车辆5的规格而唯一确定的值,由EMS侧参数获取部23获取,并作为电动车辆参数信息S3进行保存,用于运算中。
步骤a6中,电动车辆能耗推定部27进行能耗推定值的计算。具体而言,电动车辆能耗推定部27求出表示因电动车辆5的行驶而消耗的能耗推定值的能耗推定值信息S8。能耗推定值在上述(10)中是从测量开始到当前为止求出的能量E的总和,能利用以下所示的式(11)来求出。
[数学式11]
E c = &Sigma; t = 0 E t ... ( 11 )
如上所述,电动车辆能耗推定部27根据电动车辆5的车辆状态信息S4及电动车辆参数信息S3来求出能耗推定值信息S8。
本实施方式的电动车辆能耗推定部27中,仅对占电池52的消耗电力的比例较大的电动车辆5的前后方向的运动、即直接因行驶而消耗的能耗量进行运算,并作为由能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值,但为了提高电动车辆5的能耗推定值的推定精度,也可以将与行驶无关的辅助设备类的消耗电力纳入考虑。
例如,对于电动车辆5附带的空调及AV设备等的消耗电力,能认为是基本固定的消耗电力,因此可以将与驾驶时间成比例的耗电量和能耗推定值相加。此外,认为电动车辆5的雨刷、灯类的消耗电力是受到雨天或夜间这样的环境影响的消耗电力,因此可以在考虑环境条件的基础上,将与驾驶时间成比例的耗电量和能耗推定值相加。
本实施方式的电池充放电计划制定部25在上述实施方式1进行的满足“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的的电池充放电计划信息S6的生成中,进一步利用能耗推定值信息S8来进行计划。以下,对反映了能耗推定值信息S8的电池充放电计划制定部25的动作进行说明。
图14是排列表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划、电池余量的变化的推定结果及变更前的电池充放电计划的一个示例的图。
图14(a)表示需求家庭1的电力使用量预测信息S1所表示的需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例。图14(b)表示电动车辆5的利用计划信息S2所表示的电动车辆5的利用计划的一个示例。图14(c)表示电池余量的变化的推定结果的一个示例。图14(d)表示变更前的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的一个示例。图14(d)一并表示应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应对电动车辆5充电的时间段。图14(a)相当于图8(a),图14(b)相当于图8(b),图14(d)相当于图8(c)。
图14(a)~图14(d)中,横轴表示时刻(小时)。图14(a)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示消耗电力(kW),所述点划线下侧的纵轴表示发电电力(kW)。图14(c)中,纵轴表示作为电池余量的电池余量(%)。图14(d)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示充电电力,所述点划线下侧的纵轴表示放电电力。
图14示出利用电动车辆5外出时的电池充放电计划制定部25的动作。电池充放电计划制定部25与实施方式1相同,在电动车辆5出发前已生成了满足“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的的电池充放电计划信息S6。
本实施方式与实施方式1相同,在利用电动车辆5外出的情况下,用户使安装于便携终端6中的软件进行动作,因此车辆状态接收部24从用户的便携终端6接收包含便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4。在电动车辆能耗推定部27中,EMS2根据电动车辆5的车辆状态信息S4中包含的便携终端6的位置信息S7计算出推定为当前外出中的电动车辆5正消耗的电量,以作为能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值。
对电动车辆5与充放电装置3相连接的情况下的电池充放电计划制定部25的动作进行说明。本实施方式的电池充放电计划制定部25与实施方式1同样地,生成满足“需求家庭1的电力需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的的电池充放电计划信息S6。
在以“需求家庭1的电力需求的平滑化”为目的的计划制定中,本实施方式的电池充放电计划制定部25与实施方式1相同,从需求家庭1的电力使用量预测信息S1中提取出需求家庭1的消耗电力增加的时间段和发电电力增加的时间段。电池充放电计划制定部25基于提取的时间段和电动车辆5的利用计划信息S2中的电动车辆5与EMS2相连接的时间段,提取出应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应充电的时间段。
本实施方式的电池充放电计划制定部25除了进行与实施方式1的电池充放电计划制定部25所执行的处理相同的处理以外,还进行预测一天的电池余量的变化的处理。具体而言,电池充放电计划制定部25基于从充放电装置3获得的电动车辆5的电池余量信息S5和电动车辆5的利用计划信息S2中包含的耗电量,预测也包含返回后在内的一天的电池余量的变化。
在图14所示的示例中,如图14(b)所示,电动车辆5不与充放电装置3相连接的时间段、即用户利用电动车辆5外出的时间段为6点~8点的第一外出时间段T1和16点~18点的第二外出时间段T2。电池充放电计划制定部25根据电动车辆5的利用计划信息S2推定作为第一外出时间段T1及第二外出时间段T2的终点、即作为返回时的电动车辆5的电池52的余量的电池余量。
之后,电池充放电计划制定部25根据之前提取出的应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段及应充电的时间段,求出电池充放电计划信息S6。电池充放电计划信息S6包含充电电力及放电电力的值。
此时求得的电池充放电计划信息S6中包含的充电电力及放电电力的值与实施方式1同样,为利用电动车辆参数信息S3对根据需求家庭1的电力使用量预测信息S1计算出的“需求家庭1想要减少的消耗电力及发电电力”的值进行限制而得到的值。具体而言,为被电动车辆参数信息S3中包含的电池52的能力、电池余量信息S5、及充放电装置3所具备的功率转换器的转换能力所限制的值。此处,电池52的能力由电池52的总容量、可使用的容量范围及电流限制来表示。
在以“确保电动车辆5行驶所需的电力”为目的的计划制定中,与实施方式1同样,电池充放电计划制定部25对电池充放电计划信息S6进行修正。具体而言,电池充放电计划制定部25根据电动车辆5的利用计划信息S2中的电动车辆5出发的时间、因行驶而消耗的电量,对以“需求家庭1的电流需求的平滑化”为目的而计划制定得到的电池充放电计划信息S6进行修正,以使得在电动车辆5出发的时刻之前在电池52中确保行驶所需的电量。
电池充放电计划信息S6的修正中,在仅通过对一开始计划制定得到的“需求家庭1的电流需求的平滑化”改变充放电量,无法在电动车辆5出发的时间之前在电池52中确保行驶所需的电量的情况下,电池充放电计划制定部25重新生成充电的计划,并对电池充放电计划信息S6追加预定。
接着,对利用电动车辆5外出时的电池充放电计划制定部25的动作进行说明。图15是排列表示用户利用电动车辆5外出时的需求家庭1的电力使用量的预测结果、电动车辆5的利用计划、电池余量的变化的推定结果及变更后的电池充放电计划的一个示例的图。
图15(a)表示需求家庭1的电力使用量预测信息S1所表示的需求家庭1的电力使用量的预测结果的一个示例。图15(b)表示电动车辆5的利用计划信息S2所表示的电动车辆5的利用计划的一个示例。图15(c)表示电池余量的变化的推定结果。图15(d)表示变更后的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的一个示例。图15(d)一并表示应从电动车辆5对需求家庭1放电的时间段和应对电动车辆5充电的时间段。图15(a)相当于图8(a),图15(b)相当于图8(b)。
图15(a)~图15(d)中,横轴表示时刻(小时)。图15(a)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示消耗电力(kW),所述点划线下侧的纵轴表示发电电力(kW)。图15(c)中,纵轴表示作为电池余量的电池余量(%)。图15(d)中,横轴方向上水平的点划线上侧的纵轴表示充电电力,所述点划线下侧的纵轴表示放电电力。
电池充放电计划制定部25中,在电动车辆5出发前已生成了满足“需求家庭1的电流需求的平滑化”和“确保电动车辆5行驶所需的电力”这两个目的的电池充放电计划信息S6。
若电动车辆能耗推定部27推定的由能耗推定值信息S8表示的能耗推定值大幅偏离电动车辆5的利用计划信息S2中包含的耗电量,则电池充放电计划制定部25对事先预测到的一天的电池余量的变化反映能耗推定值,对一天的电池余辆的变化施加变更。
图15(c)中,作为一个示例以参照标号“11”所示的实线表示事先预测到的一天的电池余量的变化,以参照标号“12”所示的双点划线表示变更后的一天的电池余量的变化。例如,考虑事先预测到的一天的电池余量的变化成为如图15(c)的参照标号“11”所示的实线那样的情况。在该情况下,若推定在第二外出时间段T2中,因电动车辆5的行驶而导致能耗增加,则预测第二外出时间段T2的终点即返回时的电流余量大幅度低于当初的预测值。因而,电池余量的推定值如参照标号“12”所示的双点划线那样降低。
电池充放电计划制定部25之后基于施加了变更后的一天的电池余量的变化,再次生成电池充放电计划信息S6。例如,在推定为因用户的路径错误或道路状况等而导致实际行驶时的能耗量相对于事先由电动车辆5的利用计划信息S2计划得到的行驶时的能耗量有所增加的情况下,如图15(d)所示,在电动车辆5的返回前进行降低返回后的放电电力这样的电池充放电计划信息S6的变更。由此,EMS2能早期地判断出无法期待电动车辆5返回后的放电电力实现事先的计划,能早期地减少其它家电产品4的电力使用量。
本实施方式的电池充放电计划制定部25中,也能一并进行因使用了便携终端6的位置信息S7的返回时间的变更而导致的电池充放电计划信息S6的变更。
在以上所示的本发明的实施方式2的电动车辆管理系统10A中,根据电动车辆5的车辆状态信息S4及电动车辆参数信息S3,并利用电动车辆能耗推定部27来运算能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值,利用从电动车辆能耗推定部27获得的能耗推定值信息S8,由电池充放电计划制定部25运算电池充放电计划信息S6。因此,即使在外出过程中当初预测到的电动车辆5的返回时的电池余量发生变化的情况下,也能迅速地进行电动车辆5的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的变更。由此,本实施方式中,能针对充放电的电量事先改变计划,能实现电池充放电计划信息S6的高度化。
<实施方式3>
图16及图17是表示本发明的实施方式3的电动车辆管理系统中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、及便携终端6的结构的框图。图16和图17在边界线BL3的位置处相连接。本实施方式的电动车辆管理系统与上述实施方式1的电动车辆管理系统10的结构相类似,因此对于相同的结构标注相同的参照标号,并省略共同的说明。以下的说明中,对本实施方式的电动车辆管理系统标注参照标号“10B”来表示。
本实施方式的电动车辆管理系统10B构成为包括:需求家庭1、EMS2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端6及通信线路20、上述图1所示的基站装置8及服务器装置9。
本实施方式中,便携终端6包括终端侧参数获取部63及电动车辆能耗推定部64。即,便携终端6包括位置检测部61、终端侧通信部62、终端侧参数获取部63及电动车辆能耗推定部64。终端侧参数获取部63及电动车辆能耗推定部64利用便携终端6进行与实施方式2中的EMS2的EMS侧参数获取部23及电动车辆能耗推定部27同样的功能,并运算能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值。
终端侧通信部62经由通信线路将由位置检测部61获取的便携终端6的位置信息S7和表示电动车辆能耗推定部64运算出的能耗推定值的能耗推定值信息S8作为电动车辆5的车辆状态信息S4发送至EMS2。
EMS2的电池充放电计划制定部25再计算电池充放电计划信息S6的间隔为几分钟~几小时。现状下,即使以所述间隔以下的周期对充放电计划信息S6进行再计算,EMS2进行指令而不追踪家电产品4的控制的情况较多,此外,为了提高追踪性,EMS2及家电产品4分别需要具有高运算能力的微机、以及具有高控制性能的致动器。并且,在EMS2和各家电产品4之间的通信中,也产生确保高速的通信单元的需要,因此相对于EMS2及支持EMS2的家电产品4的导入费用,需求家庭1的电力需求的平滑化而产生的节电效果变得薄弱。
在表示电动车辆5的能耗推定值信息S8的能耗推定值的运算中的电动车辆5的加速度的计算(图12的步骤a1)及电动车辆5的行驶坡度的计算(图12的步骤a2)中,为了维持固定的精度,优选将计算间隔设为1秒左右。这是由于,电动车辆的用户由于信号等而停车、或进行再加速时的加减速时间为5~20秒左右,为了推定因加减速而产生的能耗,需要将计算间隔设为1秒左右。
在上述实施方式2中,构成为利用EMS2的电动车辆能耗推定部27进行电动车辆5的能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值的运算,因此为了确保电动车辆5的能耗推定值的运算精度,便携终端6需要以电动车辆能耗推定部27所需的较短间隔将电动车辆5的车辆状态信息S4发送至EMS2。为了空出从便携终端6发送至EMS2的发送间隔,需要汇集多次的获取数据来进行发送。在该情况下,一次的发送数据量与发送间隔成比例地增大。
与此相对,本发明的实施方式3的电动车辆管理系统10B构成为由便携终端6的电动车辆能耗推定部64来进行电动车辆5的能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值的运算。由此,终端侧通信部62能不被电动车辆能耗推定部64内的运算间隔所左右,能以电池充放电计划制定部25所需的间隔来发送包含电动车辆能耗推定部27的运算结果即能耗推定值的电动车辆5的车辆状态信息S4。
因而,便携终端6的终端侧通信部62能扩大对EMS2的车辆状态接收部24发送电动车辆5的车辆状态信息S4的通信间隔。也能减少通信量。
本实施方式的EMS2包括电力使用量预测部21、利用计划输入部22、EMS侧参数获取部23、车辆状态接收部24、电池充放电计划制定部25、及EMS侧通信部26。
由本实施方式的车辆状态接收部24接收的电动车辆5的车辆状态信息S4中包含便携终端6的位置信息S7和电动车辆5的能耗推定值信息S8。电池充放电计划制定部25基于由车辆状态接收部24接收到的电动车辆5的车辆状态信息S4,进行与实施方式2相同的运算,运算电池充放电计划信息S6。
在以上所示的本发明的实施方式3的电动车辆管理系统10B中,根据电动车辆5的车辆状态信息S4及电动车辆参数信息S3,并利用便携终端6的电动车辆能耗推定部64运算能耗推定值信息S8所表示的能耗推定值。利用从该电动车辆能耗推定部64获得的能耗推定值信息S8,由电池充放电计划制定部25计算电池充放电计划信息S6。由此,即使在外出过程中返回时的电池余量发生变化,也能进行电动车辆5的电池充放电计划信息S6的变更。
由此,本实施方式中,与实施方式2相同,也能针对充放电的电量事先改变计划,能实现电池充放电计划信息S6的高度化。
实施方式2的电动车辆管理系统10A构成为利用EMS2进行电动车辆5的能耗推定,但本实施方式的电动车辆管理系统10B构成为在便携终端6中进行能耗推定。因而,能进一步削减使用通信供应商所提供的公众无线线路及互联网线路等通信线路20的便携终端6和EMS2之间的通信量。
<实施方式4>
图18及图19是表示本发明的实施方式4的电动车辆管理系统中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6、及服务器装置9的结构的框图。图18和图19在边界线BL4的位置处相连接。本实施方式的电动车辆管理系统与上述实施方式1的电动车辆管理系统10的结构相类似,因此对于相同的结构标注相同的参照标号,并省略共同的说明。以下的说明中,对本实施方式的电动车辆管理系统标注参照标号“10C”来表示。
本实施方式的电动车辆管理系统10C构成为包括:需求家庭1、EMS2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端6、服务器装置9及通信线路20、上述图1所示的基站装置8。
本实施方式中,特别对服务器装置9、向服务器装置9发送电动车辆5的车辆状态信息S4的便携终端6内的终端侧通信部62、及接收从服务器装置9发送的电动车辆5的车辆状态信息S4的车辆状态接收部24进行说明。
上述实施方式2中,利用通信供应商提供的通信线路20将电动车辆5的车辆状态信息S4发送至EMS2。本实施方式中,终端侧通信部62利用通信供应商提供的通信线路20将电动车辆5的车辆状态信息S4发送至服务器装置9。
服务器装置9中设有电动车辆参数服务器91,从中取出电动车辆5的电动车辆参数信息S3。其中,该电动车辆参数服务器91预先存储有包含电动车辆5的多个电动车辆参数信息S3。并且,服务器装置9中包括推定电动车辆5的能耗推定值信息S8的电动车辆能耗推定部92。电动车辆能耗推定部92根据包含电动车辆5的电动车辆参数信息S3和从便携终端6接收到的便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4,推定电动车辆5的能量推定值信息S8。
电动车辆能耗推定部92中的电动车辆5的电动车辆参数信息S3的推定方法与实施方式2的电动车辆能耗推定部27及实施方式3的电动车辆能耗推定部61为相同内容,因此省略说明。
本实施方式的车辆状态接收部24从服务器装置9接收包含电动车辆能耗推定部92的推定结果即能耗推定值信息S8和便携终端6的位置信息S7的电动车辆5的车辆状态信息S4。
之后,在EMS2的电池充放电计划制定部25中,关于对电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划进行运算的方法,由于与实施方式2相同,因此省略说明。
由此,本实施方式的电动车辆管理系统10C在实施方式1的电动车辆管理系统10的结构的基础上,服务器装置9还具有根据电动车辆5的车辆状态信息S4及电动车辆参数信息S3推定能耗推定值信息S8的电动车辆能耗推定部92。电池充放电计划制定部25利用从电动车辆能耗推定部92获得的能耗推定值信息S8,运算电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划。由此,即使在外出过程中返回时的电池余量发生变化,也能进行电动车辆5的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的变更。
因而,相对于实施方式1仅能支持充放电的开始时间的变更,本实施方式中,与实施方式2及实施方式3相同,也能针对充放电的电量事先改变计划。由此,能实现电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的高度化。
本实施方式中,在服务器装置9中进行实施方式2及实施方式3中由EMS2或便携终端6进行的电动车辆能耗推定部的处理。由此,即使在电动车辆能耗推定部的运算内容复杂化的情况下,也能削减EMS2及便携终端6的双方的运算负荷。
对于本实施方式的服务器装置9,不必一定由EMS2的制造商提供,也能由电动车辆5的制造商来提供。由此,EMS2的制造商不再需要提供分别与市场上存在的所有电动车辆相对应的电动车辆能耗推定部、以及也无需进行用于推定电动车辆能耗的电动车辆参数的确定。因此,对于上述应对,由于能委托给服务器装置9的提供者,因此能削减开发工作量。
假设由电动车辆5的制造商提供服务器装置9的情况,该情况下,认为能利用通常不公开的电动车辆5的详细的参数、例如上述式(10)中使用的电动机51的效率ηmtr、连接在电动机51和电池52之间的逆变器的效率ηinv等,来运算能耗推定值,从而提高EMS2所进行的电池充放电计划信息S6所表示的电池充放电计划的计划精度。
在同样由电动车辆5的制造商提供服务器装置9的情况下,即使是组装有反映了不希望向同行业的其它公司公开的设计上的秘密的电动车辆参数信息S3、以及不希望对外公开的详细的控制逻辑的能耗推定值的运算方法的电动车辆能耗推定部92,电动车辆5的制造商也能将这些内容留在服务器装置9内,能采用仅将作为运算结果的表示能耗推定值的能耗推定值信息S8提供给EMS2的结构。由此,电动车辆5的制造商无需公开电动车辆5的内部信息,使得参与本方式的电动车辆管理系统变得容易。
本实施方式的EMS侧参数获取部23也考虑从服务器装置9的电动车辆参数服务器91获取电动车辆参数信息S3的结构。该情况下,对于与电动车辆5有关的固有的参数,能全部汇集到服务器装置9的电动车辆参数服务器91。例如,即使在已经销售的电动车辆中,产生需要改变EMS2的运算所需的电动车辆参数的状况,若设为EMS2的EMS侧参数获取部23以固定的更新周期获取电动车辆参数服务器91的电动车辆参数信息S3并进行设定,则能对市场的所有EMS2附加新的电动车辆参数信息S3。
<实施方式5>
图20及图21是表示本发明的实施方式5的电动车辆管理系统中的需求家庭1、EMS2、电动车辆5、便携终端6、及服务器装置9的结构的框图。图20和图21在边界线BL5的位置处相连接。本实施方式的电动车辆管理系统与上述实施方式3的电动车辆管理系统10B的结构相类似,因此对于相同的结构标注相同的参照标号,并省略共同的说明。以下的说明中,对本实施方式的电动车辆管理系统标注参照标号“10D”来表示。
本实施方式的电动车辆管理系统10D构成为包括:需求家庭1、EMS2、充放电装置3、家电产品4、电动车辆5、便携终端6及通信线路20、上述图1所示的基站装置8及服务器装置9。本实施方式的电动车辆管理系统10D构成为在上述实施方式3的EMS2中还包括输入电池余量、具体而言输入电池余量信息S5的电池余量输入部28。
电池余量输入部28获取电动车辆5的最新的电池余量信息S5。对于电池余量输入部28的输入方法,并没有进行限定,若示出一个示例,则从用户所持有的便携终端6、设置于需求家庭1内的PC或电视机等,利用网络访问EMS2的电池余量输入部28,由用户输入最新的电池余量信息S5。除上述以外,也可以在公众的电动车辆5的未图示的充电桩处,在电动车辆5充电结束时,由充电桩自动地访问EMS2的电池余量输入部28,并进行输入。
本实施方式中,至此为止在电动车辆5与充放电装置3相连接时,仅利用EMS侧通信部26来获取电池余量信息S5,但也能利用来自EMS2的外部的访问,更新电池余量信息S5。由此,例如即使电动车辆5在需求家庭1的充放电装置3以外的充电桩处进行充电,用户也能利用便携终端6访问EMS2的电池余量输入部28,重新设定充电后的最新的电池余量信息S5。
即使因某种原因而导致电动车辆能耗推定部64运算的能耗推定值和电动车辆5实际的能耗量之间的偏离变大,也能通过在上述时刻利用电池余量输入部28重新输入电池余量信息S5,来消除电动车辆能耗推定部64运算的能耗推定值和电动车辆5实际的能耗量之间的偏离。
由此,本实施方式的电动车辆管理系统10D在实施方式3的电动车辆管理系统10B的结构的基础上,EMS2还具有输入电池余量信息S5的电池余量输入部28。由此,使得即使从EMS2的外部进行访问,也能更新电池余量信息S5。由此,能提供如下电动车辆管理系统10D:即使电动车辆5在需求家庭1的充放电装置3以外的充电桩处进行充电,用户也能利用便携终端6访问EMS2的电池余量输入部28,重新设定最新的电池余量信息S5。
另外,本发明在其发明的范围内可对各实施方式进行自由组合。能适当变更或省略各实施方式的任意结构要素。
本发明进行了详细的说明,但上述说明仅是所有方面中的示例,本发明并不局限于此。未举例示出的无数变形例可解释为是在不脱离本发明的范围内可设想到的。
标号说明
1需求家庭
2能源管理系统(EMS)
3充放电装置
4家电产品
5电动车辆
6便携终端装置
7全球定位系统(GPS)卫星
8基站装置
9服务器装置
10电动车辆管理系统
20通信线路
21电力使用量预测部
22利用计划输入部
23EMS侧参数获取部
24车辆状态接收部
25电池充放电计划制定部
26EMS侧通信部
27、64、92电动车辆能耗推定部
28电池余量输入部
31充放电侧通信部
51电动机
52电池
53电池管理装置
61位置检测部
62终端侧通信部
63终端侧参数获取部
91电动车辆参数服务器

Claims (5)

1.一种电动车辆管理系统,其特征在于,包括:
电动车辆(5),该电动车辆(5)具有行驶所使用的电动机(51)、以及向所述电动机(51)提供电力的电池(52);
能源管理系统(2),该能源管理系统(2)具有制定所述电池(52)的充放电计划(S6)的电池充放电计划制定部(25);
便携终端装置(6),该便携终端装置(6)是可携带的便携终端装置(6),具有获取表示本装置(6)的位置的终端位置信息(S7)的位置获取部(61)、以及利用通信线路(20)与所述能源管理系统(2)进行通信的终端侧通信部(62);以及
充放电装置(3),该充放电装置(3)根据所述电池(52)的充放电计划(S6),进行所述电池(52)的充电及放电中的至少一种,
所述终端侧通信部(62)在所述便携终端装置(6)存在于所述电动车辆(5)的内部时,将包含由所述位置获取部(61)获取的所述终端位置信息(S7)且表示所述电动车辆(5)的状态的车辆状态信息(S4)发送至所述能源管理系统(2),
所述能源管理系统(2)具有接收由所述终端侧通信部(62)发送的所述车辆状态信息(S4)的车辆状态接收部(24),
所述电池充放电计划制定部(25)利用由所述车辆状态接收部(24)接收的所述车辆状态信息(S4)来制定所述电池(52)的充放电计划(S6)。
2.如权利要求1所述的电动车辆管理系统,其特征在于,
所述能源管理系统(2)还具有电动车辆能耗推定部(27),该电动车辆能耗推定部(27)至少利用所述车辆状态接收部(24)接收的所述车辆状态信息(S4)中的所述终端位置信息(S7),推定由所述电动车辆(5)消耗的能量的推定值即能耗推定值(S8),
所述电池充放电计划制定部(25)利用由所述车辆状态接收部(24)接收的所述车辆状态信息(S4)和由所述电动车辆能耗推定部(27)推定的所述能耗推定值(S8)来制定所述电池(52)的充放电计划(S6)。
3.如权利要求1所述的电动车辆管理系统,其特征在于,
所述便携终端装置(6)还具有电动车辆能耗推定部(64),该电动车辆能耗推定部(64)至少利用由所述位置获取部(61)获取的所述终端位置信息(S7),推定由所述电动车辆(5)消耗的能量的推定值即能耗推定值(S8),
所述终端侧通信部(62)将包含所述终端位置信息(S7)和由所述电动车辆能耗推定部(64)推定的所述能耗推定值(S8)的所述车辆状态信息(S4)发送至所述能源管理系统(2),
所述电池充放电计划制定部(25)利用所述车辆状态信息(S4)来制定所述电池(52)的充放电计划(S6)。
4.如权利要求1所述的电动车辆管理系统,其特征在于,
包括服务器装置(9),该服务器装置(9)具有推定由所述电动车辆(5)消耗的能量的推定值即能耗推定值(S8)的电动车辆能耗推定部(92),
所述终端侧通信部(62)将包含所述终端位置信息(S7)的所述车辆状态信息(S4)发送至所述服务器装置(9),
所述电动车辆能耗推定部(92)使用由所述终端侧通信部(62)发送的所述车辆状态信息(S4)来推定所述能耗推定值(S8),
所述服务器装置(9)使由所述终端侧通信部(62)发送的所述车辆状态信息(S4)包含由所述电动车辆能耗推定部(92)推定的所述能耗推定值(S8),并将包含所述能耗推定值(S8)的所述车辆状态信息(S4)发送至所述能源管理系统(2),
所述电池充放电计划制定部(25)利用由所述服务器装置(9)发送的所述车辆状态信息(S4)来制定所述电池(52)的充放电计划(S6)。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电动车辆管理系统,其特征在于,
所述能源管理系统(2)具有输入所述电池(52)中剩余的电量即电池余量(S5)的电池余量输入部(28),
所述电池充放电计划制定部(25)利用所述车辆状态信息(S4)和输入至所述电池余量输入部(28)的所述电池余量(S5),来制定所述电池(52)的充放电计划(S6)。
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