JP2012034518A - 車両用電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】再生電力を効率良く利用することができるようにする。
【解決手段】再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、第１の電力を発生させる再生電力発生装置と、該再生電力発生装置によって発生させられた第１の電力、及び電力供給事業所から購入された第２の電力を蓄電するための蓄電装置と、車両のバッテリを充電するための充電器と、充電施設に配設され、前記バッテリを充電するための充電設備と、売電可否判断指標を取得する売電可否判断指標取得処理手段と、前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であるかどうかを判断する売電可否判断処理手段と、前記バッテリの電力の売却が可能である場合に、バッテリの電力を売却する売電処理手段とを有する。前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であると判断される場合に、バッテリの電力が売却されるので、再生電力を効率良く利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電力管理システムに関するものである。

従来、再生可能エネルギー、例えば、太陽光エネルギーを、車両に搭載された太陽電池によって電気エネルギーに変換することにより発生させられた電力（以下「再生電力」という。）を利用して、走行用のバッテリを充電したり、携帯電話、パソコン等の外部機器の電源となる充電器、すなわち、外部機器用充電器を充電したりするようにした充電管理装置が提供されている。

該充電管理装置においては、車両の現在地、目的地、及び現在地から目的地までの経路における日射量に関する情報に基づいて、太陽電池によって発生させられる再生電力の電力量が推測され、再生電力による外部機器用充電器の充電の可否が判断されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２４８６９２号公報

しかしながら、前記従来の充電管理装置においては、例えば、車両に搭載されたバッテリの蓄電量、太陽電池によって発生させられる翌日の再生電力の電力量、住居等で取得される系統電力の電力量等が考慮されず、再生電力を効率良く利用することができない。

本発明は、前記従来の充電管理装置の問題点を解決して、再生電力を効率良く利用することができる車両用電力管理システムを提供することを目的とする。

そのために、本発明の車両用電力管理システムにおいては、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、第１の電力を発生させる再生電力発生装置と、該再生電力発生装置によって発生させられた第１の電力、及び電力供給事業所から購入された第２の電力を蓄電するための蓄電装置と、車両のバッテリを充電するための充電器と、充電施設に配設され、前記バッテリを充電するための充電設備と、売電可否判断指標を取得する売電可否判断指標取得処理手段と、前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であるかどうかを判断する売電可否判断処理手段と、前記バッテリの電力の売却が可能である場合に、バッテリの電力を売却する売電処理手段とを有する。

本発明によれば、車両用電力管理システムにおいては、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、第１の電力を発生させる再生電力発生装置と、該再生電力発生装置によって発生させられた第１の電力、及び電力供給事業所から購入された第２の電力を蓄電するための蓄電装置と、車両のバッテリを充電するための充電器と、充電施設に配設され、前記バッテリを充電するための充電設備と、売電可否判断指標を取得する売電可否判断指標取得処理手段と、前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であるかどうかを判断する売電可否判断処理手段と、前記バッテリの電力の売却が可能である場合に、バッテリの電力を売却する売電処理手段とを有する。

この場合、前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であると判断される場合に、バッテリの電力が売却されるので、再生電力を効率良く利用することができる。

本発明の実施の形態における電力管理装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態における車両用電力管理システムを示す概念図である。 本発明の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における売電判断処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の実施の形態における売電可否マップを示す図である。 本発明の実施の形態における売電量設定処理手段の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の実施の形態における車両用電力管理システムを示す概念図である。

図において、１０は車両用電力管理システム、１１は、第１の施設としての、操作者である運転者の住居、会社等、本実施の形態においては住居である。そして、１２は、第２の施設としての、例えば、スーパーマッケット等の立寄り先の駐車場等に配設された充電施設としての充電スタンド、１５は車両としての、かつ、電動車両としての電気自動車、２０は該電気自動車に搭載された車載バッテリとしてのバッテリである。前記充電スタンド１２は、充電器、課金装置、電力買取装置等を備えた充電設備１６、及び接続部材としてのケーブル１８を備え、該ケーブル１８によって充電設備１６とバッテリ２０とを接続することができる。前記充電スタンド１２において、運転者は、充電スタンド１２の電力を購入し、充電設備１６を介してバッテリ２０を充電したり、バッテリ２０の電力のうちの余剰電力を充電スタンド１２に売却し、充電設備１６を介してバッテリ２０を放電させたりすることができる。また、電気自動車１５は図示されない通信部を備え、該通信部を介して情報センタ等と接続される。

また、前記住居１１は、再生可能エネルギー、例えば、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、第１の電力としての再生電力Ｐｒを発生させる再生電力発生装置としての太陽電池２１、前記再生電力Ｐｒ、及び電力供給事業所としての電力会社から供給され、購入した第２の電力としての系統電力Ｐｓを蓄電するための蓄電装置２２、該蓄電装置２２に蓄電された電力によって電気自動車１５のバッテリ２０を充電するための充電器２３、住居１１における系統電力Ｐｓを購入したり、前記バッテリ２０を充電したりするための処理を行う制御装置２４を備える。

本実施の形態においては、再生可能エネルギーとして太陽光エネルギーが使用され、前記太陽電池２１によって再生電力Ｐｒが発生させられるようになっているが、再生可能エネルギーとして風力エネルギーを使用し、風力発電装置によって再生電力Ｐｒを発生させたり、再生可能エネルギーとして水力エネルギーを使用し、水力発電装置によって再生電力Ｐｒを発生させたりすることができる。

ところで、前記構成の車両用電力管理システム１０においては、前記充電スタンド１２において充電設備１６とバッテリ２０とが接続されているときに、バッテリ２０の電力のうちの余剰電力Ｐｏを売却することができるようになっている。

次に、前記電気自動車１５に配設され、バッテリ２０の電力を管理するための電力管理制御装置について説明する。

図１は本発明の実施の形態における電力管理装置の制御ブロック図である。

図において、３０は電力管理装置、３１は前記電気自動車１５（図２）の電力管理用の制御部であり、該制御部３１は、電気自動車１５の全体の制御を行う演算装置としての図示されないＣＰＵ、該ＣＰＵが各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用される図示されないＲＡＭ、制御用のプログラムのほかに、各種のデータが記録された図示されないＲＯＭ等を備える。

なお、前記制御装置２４、制御部３１等は、単独で、又は組み合わせることによって、各種のプログラム、データ等に基づいて作動するコンピュータとして機能する。また、前記ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって記憶装置又は記録媒体が構成される。そして、演算装置として、ＣＰＵ３１に代えてＭＰＵ等を使用することができる。

前記電気自動車１５において、制御部３１に通信部３２、第１の設定部としての売電設定部３４、第２の設定部としての必要蓄電量設定部３５、第１の検出部としての全蓄電量検出部３６、第２の検出部としての蓄電方法別蓄電量検出部３７、表示部３８等が接続され、前記通信部３２を介して制御部３１と情報センタ４１とが接続される。

前記売電設定部３４は、電気自動車１５の図示されない運転席の操作部に配設され、運転者は、売電設定部３４を操作することによって、バッテリ２０の余剰電力Ｐｏの売却（売電）を許可したり、禁止したりすることができる。

また、前記必要蓄電量設定部３５は、電気自動車１５の前記操作部に配設され、運転者は、必要蓄電量設定部３５を操作することによって、バッテリ２０に残しておきたい蓄電量、すなわち、必要蓄電量Ｑｎを設定することができる。該必要蓄電量Ｑｎは、充電スタンド１２から住居１１又は別の充電スタンドまで電気自動車１５を走行させるのに必要とされる電力量を表し、住居１１、別の充電スタンド等までの距離、すなわち、電気自動車１５の航続距離に基づいて算出することができる。

そして、前記全蓄電量検出部３６は、バッテリ２０に残存している蓄電量、すなわち、全蓄電量Ｑτを検出する。該全蓄電量は、使用可能な電力量を表し、バッテリ２０の仕様で決まり、電力量で表されるバッテリ容量及びバッテリ残量に基づいて算出することができる。

また、前記蓄電方法別蓄電量検出部３７は、全蓄電量Ｑτにおける蓄電方法別の蓄電量、本実施の形態においては、太陽電池２１による再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒ、及び電力会社から購入された系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓを検出する。

そのために、住居１１において、制御装置２４の図示されない蓄電量監視処理手段は、蓄電量監視処理を行い、再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓが蓄電装置２２に蓄電されるときに、蓄電量監視部としての図示されない電力計によって各蓄電量を監視し、充電器２３によってバッテリ２０が充電されるときに、監視した各蓄電量の割合を算出して蓄電方法別蓄電量検出部３７に送る。したがって、前記蓄電方法別蓄電量検出部３７は、全蓄電量Ｑτ及び各蓄電量の割合を読み込み、再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒ及び系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓを算出する。

そして、電気自動車１５の運転席等に配設された前記表示装置３８における液晶画面等の表示部に各種の情報が表示される。

本実施の形態においては、住居１１において、蓄電装置２２に蓄電された電力を利用して、充電器２３を介してバッテリ２０を充電するようになっているが、住居１１に配設された系統電力Ｐｓ用の図示されないコンセントと車両１５に配設された図示されないプラグとを接続し、系統電力Ｐｓを利用して、充電器２３を介してバッテリ２０を直接充電することができる。また、車両１５と住居１１との間で、非接触の給電を行い、系統電力Ｐｓを利用してバッテリ２０を直接充電することもできる。

このように、系統電力Ｐｓを利用してバッテリ２０を直接充電する場合、前記電力計によって直接充電が行われた系統電力Ｐｓの電力量が監視される。そして、前記蓄電方法別蓄電量検出部３７は、監視された系統電力Ｐｓの電力量を読み込み、蓄電量Ｑｓを算出する。

次に、前記制御部３１の動作について説明する。

図３は本発明の実施の形態における制御部の動作を示すフローチャート、図４は本発明の実施の形態における売電判断処理のサブルーチンを示す図、図５は本発明の実施の形態における売電可否マップを示す図、図６は本発明の実施の形態における売電量設定処理手段の動作を説明するための図である。

まず、制御部３１の図示されない蓄電方法別電力量取得処理手段は、蓄電方法別電力量取得処理を行い、蓄電方法別蓄電量検出部３７によって検出された、バッテリ２０における蓄電方法別の蓄電量、すなわち、再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒ及び系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓを取得する（ステップＳ１）。

次に、制御部３１の図示されない電力有無判断処理手段としての再生電力有無判断処理手段は、電力判断処理としての再生電力有無判断処理を行い、再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒが利用可能な最小の値より大きいかどうかによって、バッテリ２０が再生電力Ｐｒを有しているかどうかを判断する（ステップＳ２）。

バッテリ２０が再生電力Ｐｒを有している場合、制御部３１の図示されない売電判断処理手段は、売電判断処理を行い、バッテリ２０が、売却が可能な電力量を表す売電量を有しているかどうかを判断する（ステップＳ３、Ｓ４）。

そのために、前記売電判断処理手段の売電許可判断処理手段は、売電許可判断処理を行い、売電設定部３４による設定内容、すなわち、運転者によって売電が許可されているか、禁止されているかを判断する（ステップＳ３−１）。

運転者によって売電が禁止されている場合、前記売電判断処理手段の売電量設定処理手段は、売電量設定処理を行い、売電量を０に設定する（ステップＳ３−２）。

一方、運転者によって売電が許可されている場合、前記売電判断処理手段の売電可否判断指標取得処理手段としての天候情報取得処理手段は、売電可否判断指標取得処理としての天候情報取得処理を行い、売電可否判断指標として、通信部３２によって情報センタ４１から受信された天候情報を読み込むことによって取得する（ステップＳ３−３）。前記天候情報は、所定の日、本実施の形態においては、本日及び翌日の天候が、晴れであるか、又は雨であるかの情報から成り、本日であるか、又は翌日であるかを示すデータ、晴れであるか、又は雨であるかを示すデータによって構成される。

前記天候情報は、日ごとの天候ではなく、時刻ごとの天候の情報であってもよく、また、晴れであるか、曇りであるか、又は雨であるかの情報であってもよい。

なお、本実施の形態において、天候情報取得処理手段は、通信部３２によって情報センタ４１から受信された天候情報を取得するようになっているが、運転者が操作部を操作することによって入力した天候情報を取得することができる。

さらに、売電可否判断指標として、天候情報に代えて、日照条件等を含むニュース等の一般情報を利用することができる。また、再生可能エネルギーとして風力エネルギーを使用する場合、売電可否判断指標として風速、風力等の情報を利用したり、再生可能エネルギーとして水力エネルギーを使用する場合、河川、用水路等の水流速度等の情報を利用したりすることができる。

次に、前記売電判断処理手段の売電可否判断処理手段は、売電可否判断処理を行い、前記天候情報を読み込み、前記ＲＯＭに配設された売電可否マップを参照し、売電が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ３−４）。

そのために、売電可否マップには、図５に示されるように、本日及び翌日の天候と売電可否とが対応させて記録される。すなわち、本日の天候が晴れであり、翌日の天候が晴れである場合は、翌日も太陽電池２１による十分な再生電力Ｐｒの取得が見込めるので、売電が可能とされ、本日の天候が晴れであり、翌日の天候が雨である場合は、本日住居１１に帰宅した時点でバッテリ２０の電力が余っているが、その電力を翌日住居１１で使用する必要が生じる可能性があるので、売電が不可能とされ、本日の天候が雨であり、翌日の天候が晴れである場合、及び本日の天候が雨であり、翌日の天候が雨である場合は、バッテリ２０に充電する電力が制御装置２４に蓄電されていないので、売電が不可能とされる。

続いて、前記売電判断処理手段の蓄電量取得処理手段は、蓄電量取得処理を行い、必要蓄電量設定部３５から必要蓄電量Ｑｎを、全蓄電量検出部３６から全蓄電量Ｑτを読み込むことによって取得する（ステップＳ３−５、Ｓ３−６）。

そして、前記売電判断処理手段の蓄電量比較処理手段は、蓄電量比較処理を行い、必要蓄電量Ｑｎと全蓄電量Ｑτとを比較し、全蓄電量Ｑτが必要蓄電量Ｑｎより大きいかどうかを判断する（ステップＳ３−７）。全蓄電量Ｑτが必要蓄電量Ｑｎ以下である場合、前記売電量設定処理手段は、売電量を０に設定する（ステップＳ３−２）。

一方、全蓄電量Ｑτが必要蓄電量Ｑｎより大きい場合、前記蓄電量取得処理手段は、蓄電方法別蓄電量検出部３７から系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓを読み込むことによって取得する（ステップＳ３−８）。

続いて、前記蓄電量比較処理手段は、系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓが必要蓄電量Ｑｎ以上であるかどうかを判断し（ステップＳ３−９）、系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓが必要蓄電量Ｑｎ以上である場合、すなわち、図６におけるケース＃１の場合、前記売電量設定処理手段は、売電量を再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒの全量に設定する（ステップＳ３−１０）。

また、系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓが必要蓄電量Ｑｎより小さい場合、前記売電量設定処理手段は、売電量を、必要蓄電量Ｑｎから系統電力Ｐｓの蓄電量Ｑｓを減算した値（Ｑｎ−Ｑｓ）を再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒから減算した値（Ｑｒ−（Ｑｎ−Ｑｓ））に設定する（ステップＳ３−１１）。なお、図６におけるケース＃２及び＃３の場合、売電量は、必要蓄電量Ｑｎを超えた分の再生電力Ｐｒの蓄電量Ｑｒに設定される。

そして、前記売電判断処理において、バッテリ２０が売電量を有していると判断された場合に、制御部３１の図示されない売電処理手段は、売電処理を行い、バッテリ２０における売電量の電力を売却する（ステップＳ５）。

このように、本実施の形態においては、本日の天候が晴れであり、翌日の天候が晴れである場合、翌日も十分な再生電力Ｐｒの取得が見込めることから、売電が可能とされる。したがって、再生電力Ｐｒを効率良く利用することができる。

本実施の形態において、前記蓄電量監視処理手段は、再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓが蓄電装置２２に蓄電されるときに、各蓄電量を監視するようになっているが、全体の蓄電量、及び再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓの一方の蓄電量を監視するようにすることができる。

また、本実施の形態においては、再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓが一つの蓄電装置２２に蓄電されるようになっているが、再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓをそれぞれ別の蓄電装置に蓄電し、各蓄電量を監視することができる。なお、再生電力Ｐｒ及び系統電力Ｐｓをそれぞれ別の蓄電装置に蓄電する場合、系統電力Ｐｓが蓄電された蓄電池が優先して使用される。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ 車両用電力管理システム
１６ 充電設備
２０ バッテリ
２１ 太陽電池
２２ 蓄電装置
２３ 充電器

Claims (6)

1. 再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、第１の電力を発生させる再生電力発生装置と、
   該再生電力発生装置によって発生させられた第１の電力、及び電力供給事業所から購入された第２の電力を蓄電するための蓄電装置と、
   車両のバッテリを充電するための充電器と、
   充電施設に配設され、前記バッテリを充電するための充電設備と、
   売電可否判断指標を取得する売電可否判断指標取得処理手段と、
   前記売電可否判断指標に基づいて、バッテリの電力の売却が可能であるかどうかを判断する売電可否判断処理手段と、
   前記バッテリの電力の売却が可能である場合に、バッテリの電力を売却する売電処理手段とを有することを特徴とする車両用電力管理システム。
2. 前記バッテリの電力の売却が可能である場合に、前記バッテリが売却可能な電力量を有しているかどうかを判断する売電判断処理手段を有するとともに、
   前記売電処理手段は、バッテリの電力の売却が可能であり、バッテリが売却可能な電力量を有している場合に、バッテリの電力を売却する請求項１に記載の車両用電力管理システム。
3. 前記バッテリが第１の電力の蓄電量を有しているかどうかを判断する電力有無判断処理手段を有するとともに、
   前記売電判断処理手段は、前記バッテリが第１の電力の蓄電量を有している場合に、バッテリが売却可能な電力量を有しているかどうかを判断する請求項２に記載の車両用電力管理システム。
4. 前記バッテリに残しておきたい蓄電量を表す必要蓄電量と、前記バッテリに残存している蓄電量を表す全蓄電量とを比較する蓄電量比較処理手段を有するとともに、
   前記売電判断処理手段は、全蓄電量が必要蓄電量より大きい場合に、前記バッテリが売却可能な電力量を有していると判断する請求項３に記載の車両用電力管理システム。
5. 前記蓄電量比較処理手段は、前記バッテリにおける前記第２の電力の蓄電量が必要蓄電量以上であるかどうかを判断し、
   前記売電判断処理手段は、第２の電力の蓄電量が必要蓄電量以上である場合に、前記売却可能な電力量を第１の電力の蓄電量の全量に設定する請求項４に記載の車両用電力管理システム。
6. 前記蓄電量比較処理手段は、前記バッテリにおける前記第２の電力の蓄電量が必要蓄電量以上であるかどうかを判断し、
   前記売電判断処理手段は、第２の電力の蓄電量が必要蓄電量より小さい場合に、前記売却可能な電力量を、必要蓄電量を超えた分の第１の電力の蓄電量に設定する請求項４に記載の車両用電力管理システム。

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