JP2012200084A - 車両充電装置、受電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】充電時の電力ピークを抑える車両充電装置、受電設備を提供する。
【解決手段】１つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧を、制御信号に含まれる電流値と電圧値に変換するＤＣ／ＤＣ変換部と、電力を受電設備で計測される、負荷と車両充電装置とで消費される電力値を含む信号を受信する通信部と、負荷と車両充電装置とで消費される電力値が閾値を超えた場合、閾値を超えた電力だけ車両に供給する電力を低下させる電流値を求め、求めた電流値と車両の要求する電圧値とを含む制御信号をＤＣ／ＤＣ変換部に通知し、ＤＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧とを制御する制御部と、を備える車両充電装置。
を備える車両充電装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両充電装置と受電設備に関する。

現在、国内において高圧電力契約を電力会社などと結んでいる場合、使用時の電力ピークに基づいて１年間の基本電気料金が決められる。そこで、使用時の電力ピークを抑えることにより、基本電気料金を下げる技術が提案されている。特に、電気自動車やハイブリッド自動車を充電する車両充電装置などが設置されている施設では、充電時の電力ピークにより基本電気料金が決まるため、充電時の電力ピークを抑えることが望まれている。

例えば、特許文献１には蓄電装置の容量を抑制する一方でピークカットを確実に行うことができる電力貯蔵システムが開示されている。この電力貯蔵システムによれば、電力設備として受電設備、負荷及び電力貯蔵システムを備える。電力貯蔵システムは、蓄電装置と制御装置とを含み、商用電力により充電される一方で、負荷に電力を供給する機能をもつ。制御装置の充放電制御部は、夜間電力時間帯に二次電池が充電され、昼間の電力ピーク時間帯に二次電池から放電されるように切り換える第１制御を行う。さらに充放電制御部は、ピーク時間帯に、蓄電装置による放電動作を必要としない状態であって、且つ蓄電装置の充電状態が満充電状態でない場合に、蓄電装置に充電動作を行わせる第２制御を実行する。

また、特許文献２には複数台の電気自動車の蓄電池等の負荷への同時充電を可能にしながら装置のコンパクト化，コストダウンを図り、さらに受電設備効率の向上を図る技術が開示されている。その技術によれば、 複数台の充電器の共通の直流電源として１台の整流器を設け、各充電器のうち設定された充電器を制御装置によって時分割的に充電制御する。これにより、複数の負荷に同時充電を行うと共に整流器が受電する交流電力及び供給する直流電力は１台の充電器の連続運転と同等にする。

特開２００８−３０６８３２号公報 特開平５−３３６６７３号公報

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、充電時の電力ピークを抑える車両充電装置、受電設備を提供することを目的とする。

実施の態様のひとつである車両充電装置は、ＡＣ／ＤＣ変換部、ＤＣ／ＤＣ変換部、通信部、制御部を備えている。ＡＣ／ＤＣ変換部は、１つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換部は、上記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換する。通信部は、上記受電設備で計測された上記負荷と上記車両充電装置との使用電力情報を受信する。制御部は、上記負荷と上記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、上記車両に供給する電力を、上記閾値を超えた電力だけ低減させる電流値を求める。そして、制御部は求めた上記電流値と上記車両の要求する電流値とを含む上記制御信号を上記ＤＣ／ＤＣ変換部に通知し、上記ＤＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧とを制御する。

他の実施の態様のひとつである車両充電装置は、蓄電部、ＡＣ／ＤＣ変換部、ＤＣ／ＤＣ変換部、遮断部、通信部、制御部を備えている。蓄電部は電力を蓄電する。ＡＣ／ＤＣ変換部は、１つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換部は、上記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換する。遮断部は、上記ＡＣ／ＤＣ変換部の出力を遮断して、上記蓄電部から電力を上記ＤＣ／ＤＣ変換部に供給する。通信部は、上記受電設備で計測された上記負荷と上記車両充電装置との使用電力情報を受信する。制御部は、上記負荷と上記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、上記遮断部を制御して上記ＡＣ／ＤＣ変換部の出力を遮断して、上記蓄電部から電力を上記ＤＣ／ＤＣ変換部に供給させる制御をする。

他の実施の態様のひとつである受電設備は、検出部、制御部、通信部を備えている。検出部は、上記施設における上記負荷と上記車両充電装置で使用される電力値を求める。制御部は、上記電力値を含む信号を生成する。通信部は、上記信号を車両充電装置に送信する。

実施の形態によれば、充電時の電力ピークを抑えることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１の充電システムの一実施例を示す図である。 図２は、受電設備の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 図３は、車両充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 図４は、実施形態２の充電システムの一実施例を示す図である。 図５は、車両充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 図６は、実施形態３の充電システムの一実施例を示す図である。 図７は、実施形態４の充電システムの一実施例を示す図である。 図８は、車両充電装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。

実施の形態によれば、充電時の電力ピークを抑えることができるという効果を奏する。

以下図面に基づいて、実施形態について詳細を説明する。
実施形態１について説明をする。
図１は、実施形態１の充電システムの一実施例を示す図である。図１に示す充電システムは、受電設備１、車両充電装置２を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。

系統電力を受電する受電設備１は、例えば、キュービクル式受電設備が知られている。受電設備１は受電した高電圧を受電設備１内で変圧して、施設に供給される。例えば、受電したＡＣ６６００Ｖを受電設備１内でＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖに変圧して、施設の負荷４および車両充電装置２に供給する。受電設備１は、変圧器、遮断機、開閉器、計器類などを備えているが本例では、受電設備１の内部に変圧器６、検出部７、制御部８、通信部９を示している。

変圧器６は、図１に示す系統側５の高電圧を低電圧に変圧し、変圧した電圧を施設の負荷４に供給する。
検出部７は、変圧器６の二次側の出力電力を、計器を用いて計測して、制御部８に電力に関する情報（電力情報）を通知する。検出部７の計器には、例えば、計器用に電力を変成する電力需給用計器用変成器、使用電力量を測定する電力需給用計器、大電圧を小電圧に変圧する計器用変圧器、大電流を小電流に変流する変流器が備えられている。また、検出部７の計器には計器用変圧器を介して接続され変圧器６の二次側の電流を測定する電流計と、変流器を介して接続され変圧器６の二次側電圧を測定する電圧計を備えている。また、電力に関する情報（電力情報）とは、施設における負荷４と車両充電装置２で消費される電力量を示す値である。

制御部８は、検出部７が計測した電力値を取得して、通信部９に通知する。制御部８は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。また、制御部８は記録部を備え、制御部８が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

通信部９は、車両充電装置２の通信部１３と通信をする。通信部９は、車両充電装置２に電力情報を含む送信信号を送信する。通信部９と通信部１３間の通信方式は、例えば、有線または無線による通信でもよいし、電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、光通信、Local Area Network（ＬＡＮ）、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System（ＰＨＳ）、無線ＬＡＮ、無線モデムを用いた通信などである。電力線通信を用いる場合には電力線１０を用いて通信を行う。

車両充電装置２は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両３に電力を供給する。車両充電装置２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣ／ＤＣ変換部１２、通信部１３、制御部１４、通信部１５などを備えている。ＡＣ／ＤＣ変換部１１は、変圧器６の二次側から供給される交流を直流に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換部１２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１により変換された直流電圧を、車両３に電力を供給する際に必要な電圧に変換する。なお、本例ではＤＣ／ＤＣ変換部１２を用いているが、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の出力が車両３に電力を供給する際に必要な電圧を出力できる場合にはＤＣ／ＤＣ変換部１２を設けなくてよい。

通信部１３は、受電設備１の受電設備の通信部９と通信をする。通信部１３は、受電設備１から送信される電力情報を含む送信信号を受信する。通信部１３と通信部９間の通信は有線でも無線でもよく、有線ならば電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、光通信、Local Area Network（ＬＡＮ）、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System（ＰＨＳ）、無線ＬＡＮ、無線モデムを用いた通信などである。電力線通信を用いる場合には電力線１０を用いて通信を行う。

制御部１４は、検出部７が計測した電力値Ｗｍを通信部１３から取得するとともに、車両３が要求する電流値Ａｒを通信部１５から取得する。電力値Ｗｍは、１つ以上の負荷４と車両充電装置２で使用されている電力とを合計した値に近似している。

また、制御部１４は車両３の要求する電流値Ａｒと車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃとを用いて、式１に示すように充電時の電力値Ｗｃ求める。ここで、車両３の要求する電流値Ａｒは、例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）などの規格に従って取得した電流指令値である。車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃは、例えば、車両３において決められている充電電圧値である。

また、検出部７が計測した電力値Ｗｍが、電力ピークを抑制する閾値Ｔｈを超えないようにするために、制御部１４は車両３へ供給する電流を抑える通知をＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。閾値Ｔｈは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が５０ｋＷと推定される場合、閾値Ｔｈを４０ｋＷにすることが考えられる。ただし、閾値Ｔｈは４０ｋＷに限定されるものでわない。すなわち、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超えてから車両に供給する電流量を下げると、電力ピーク値が５０ｋＷを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される５０ｋＷより低い閾値Ｔｈを設定する。つまり、例えば閾値Ｔｈが４０ｋＷのときに電力値Ｗｍが該４０ｋＷ以上になってから車両３に供給する電流量を下げれば、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超える状態が減少する。

また、車両３に供給する電流量の決定は制御部１４が式２、式３に示す計算を実行することで求められる。例えば、検出部７で計測した電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えた場合に、電力値Ｗｍと電力値Ｗｃとの差を求める。式２を参照。求めた電力の差である電力値Ｗｓｕｂは、負荷４各々が消費している電力の合計した値である。次に、式３に示すように閾値Ｔｈから電力値Ｗｓｕｂを差し引いて、電力ピーク値を超えないで車両３に供給できると推定される電力（Ｗｃ−Ｗｓｕｂ）を求める。続いて、求めた電力（Ａｃ−Ｗｓｕｂ）と電圧値Ｖｃを用いてＤＣ／ＤＣ変換部１２から出力する電流値Ａｓを求め、車両３への出力電流の最大値がＡｓであることを車両３に伝える。これにより車両３の要求値Ａｒが最大値がＡｓまで下がるので、このＡｓを電流指令値としてＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。また求めた電流値Ａｓは車両へは伝えずに直接、電流指令値としてＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知することも考えられる。

Ｗｃ＝Ａｒ×Ｖｃ （式１）
Ｔｈ＜Ｗｍ → Ｗｓｕｂ＝Ｗｍ−Ｔｈ （式２）
Ａｓ＝（Ｗｃ−Ｗｓｕｂ）／Ｖｃ （式３）
Ｗｍ ：検出部７が計測した電力値
Ａｒ ：車両３が要求する電流値
Ｖｃ ：車両３に供給する電圧値
Ｗｃ ：充電時の電力値
Ｔｈ ：電力ピークを抑制する閾値
Ｗｓｕｂ：ＷｍとＷｃの差
Ａｓ ：車両３へ供給する電流値
なお、ＤＣ／ＤＣ変換部１２への電流指令値として、車両３から要求された電流値と異なる電流値Ａｓを使用している間は、電力値Ｗｃを式４を用いて求める。

Ｗｃ＝Ａｓ×Ｖｃ （式４）
制御部１４は施設内の負荷４に供給する電力が増加しても、ＤＣ／ＤＣ変換部１２への電流指令値を変更することで車両へ供給する電力を下げることができるため、電力ピーク値を抑えることができる。その結果、基本電気料金を抑えることができる。

また、制御部１４はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。また、制御部１４は記録部を備え、制御部１４が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

通信部１５は、車両３に搭載されている通信部と通信をする。通信部１５は、車両３から送信されるＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）などの規格に従って要求された電流指令値を含む情報を受信する。通信部１５と車両３との間の通信方式は、例えば、有線または無線による通信でもよいし、電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、Controller Area Network（ＣＡＮ）、光通信、Local Area Network（ＬＡＮ）、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System（ＰＨＳ）、無線ＬＡＮ、無線モデムを用いた通信などである。

受電設備１の制御部８の動作について説明する。
図２は、受電設備１の制御部８の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１では、制御部１４が検出部７から電力値Ｗｍを取得する。例えば、検出部７から出力される電力値Ｗｍを決められた周期で取得する。また、検出部７で電圧値と電流値を計測して、計測した電圧値と電流値を制御部８で取得し、該電圧値と該電流値を用いて電力値ｍを求めてもよい。

ステップＳ２では、制御部８が電力値Ｗｍを含む送信信号を生成して、通信部９に送信信号を送信する。その後、通信部９は車両充電装置２の通信部１３に送信信号を送信する。

車両充電装置２の制御部１４の動作について説明する。
図３は、車両充電装置２の制御部１４の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ３１では、制御部１４が受電設備１の通信部９から電力値Ｗｍを取得する。例えば、車両充電装置２から出力される電力値Ｗｍを決められた周期で取得する。

ステップＳ３２では、制御部１４が車両３から車両充電装置２に要求する電流値Ａｒ（電流指令値）を取得する。例えば、車両３から出力される電流指令値Ａｒを決められた周期で取得する。

ステップＳ３３では、制御部１４が電力値Ｗｍと閾値Ｔｈを比較し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上であればステップＳ３４（Ｙｅｓ）に移行し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより小さい値であればステップＳ３５（Ｎｏ）に移行する。式２を参照。

ステップＳ３４では、制御部１４が車両３へ供給する電流値Ａｓ＝（Ｗｃ−Ｗｍ−Ｔｈ））／Ｖｃを求める。式２〜式４を参照。ステップＳ３４で制御部１４は、車両３の要求する電流値Ａｒと車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃとを用いて、式１に示すように充電時の電力値Ｗｃ求める。また、ＤＣ／ＤＣ変換部１２への電流指令値として、車両３から要求された電流値とは異なる電流値Ａｓに対応する電流指令値を使用している間は、電力値Ｗｃを式４に示す計算を用いて求める。

次に、制御部１４は、例えば、検出部７で計測した電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えた場合に、閾値Ｔｈと電力値Ｗｃとの差である電力値Ｗｓｕｂを求める。そして、式３に示すようにＷｃから電力値Ｗｓｕｂを差し引いて、電力ピーク値を超えないで車両３に供給できると推定される電力（Ｗｃ−Ｗｓｕｂ）を求める。続いて、求めた電力（Ｗｃ−Ｗｓｕｂ）と電圧値Ｖｃを用いてＤＣ／ＤＣ変換部１２から出力する電流値Ａｓを求める。求めた電流値ＡｓをＡｒ値として車両３に通知する。

ステップＳ３５では、制御部１４が車両３から取得した電流指令の代わりに電流値Ａｓに対応する電流指令値をＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。なお、車両３から取得した電流指令値に対応する電力値Ａｒと負荷４各々の電力値を合計した電力値Ｗｍが、閾値Ｔｈを超えていない場合には、電流指令値に対応する電力値ＡｒをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。

実施形態１によれば、施設内の負荷４に供給する電力が増加しても、ＤＣ／ＤＣ変換部１２への電流指令値を変更して車両へ供給する電力を下げることにより、電力ピーク値を抑えることができる。その結果、基本電気料金を抑えることができる。

実施形態２について説明をする。
図４は、実施形態２の充電システムの一実施例を示す図である。図４に示す充電システムは、受電設備１、車両充電装置４０を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置４０は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両３に電力を供給する。車両充電装置４０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣ／ＤＣ変換部１２、通信部１３、制御部１４、通信部１５、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、蓄電部４３などを備えている。実施形態２は、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて車両３を充電する。図４の例では、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えたとき、制御部１４は第１の遮断部４１と第２の遮断部４２を遮断状態にする制御をする。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以下のときは、制御部１４は第１の遮断部４１と第２の遮断部４２を導通状態にする制御をする。また、蓄電部４３は第１の遮断部４１と第２の遮断部４２が導通状態のときに充電される。

第１の遮断部４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の交流入力前段に設けられ、制御部１４から出力される制御信号により電力線１０の導通（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行う。第１の遮断部４１として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。

第２の遮断部４２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の直流出力後段に設けられ、制御部１４から出力される制御信号により電力線１０の導通（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行う。第２の遮断部４２として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。

なお、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２は、必ずしも２つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
蓄電部４３は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１から供給される直流電力を蓄電する。蓄電部４３として、例えば、リチウムバッテリやコンデンサなどが考えられる。

実施形態２の制御部１４は、検出部７が計測した電力値Ｗｍを通信部１３から取得するとともに、車両３が要求する電流値Ａｒを通信部１５から取得する。電力値Ｗｍは、１つ以上の負荷４と車両充電装置２で使用されている電力とを合計した値に近似している。ここで、車両３の要求する電流値Ａｒは、例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）などの規格に従って取得した電流指令値である。車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃは、例えば、車両３において決められている充電電圧値である。

また、検出部７が計測した電力値Ｗｍが、電力ピークを抑制する閾値Ｔｈを超えないようにするために、制御部１４は第１の遮断部４１、第２の遮断部４２を遮断状態にさせる。閾値Ｔｈは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が５０ｋＷと推定される場合、閾値Ｔｈを４０ｋＷにすることが考えられる。ただし、閾値Ｔｈは４０ｋＷに限定されるものでわない。すなわち、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超えてから、蓄電部４３から車両３に電力を供給すると、電力ピーク値が５０ｋＷを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される５０ｋＷより低い閾値Ｔｈを設定する。つまり、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈが４０ｋＷ以上になってから車両３に蓄電部４３かれ電力を供給するれば、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超える状態を減少させることができる。

制御部１４は、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上になると、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２に遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低くなると、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２に導通（ＯＮ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上の間、制御部１４は蓄電部４３から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低い間、制御部１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。

また、制御部１４はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。また、制御部１４は記録部を備え、制御部１４が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

車両充電装置４０の制御部１４の動作について説明する。
図５は、車両充電装置４０の制御部１４の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ５１では、制御部１４が受電設備１の通信部９から電力値Ｗｍを取得する。例えば、車両充電装置２から出力される電力値Ｗｍを決められた周期で取得する。

ステップＳ５２では、制御部１４が車両３の通信部から車両充電装置４０に要求する電流値Ａｒ（電流指令値）を取得する。例えば、車両３から出力される電流指令値Ａｒを決められた周期で取得する。

ステップＳ５３では、制御部１４が電力値Ｗｍと閾値Ｔｈを比較し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上であればステップＳ５４（Ｙｅｓ）に移行し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより小さい値であればステップＳ５５（Ｎｏ）に移行する。

ステップＳ５４では、制御部１４が第１の遮断部４１と第２の遮断部４２に遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低くなると、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２に導通（ＯＮ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。

ステップＳ５５で制御部１４は、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上の間、制御部１４は蓄電部４３から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。また、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低い間、制御部１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。

実施形態２によれば、施設内の負荷４に供給する電力が増加しても、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて車両３を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。

実施形態３について説明をする。
図６は、実施形態３の充電システムの一実施例を示す図である。図６に示す充電システムは、受電設備１、車両充電装置６０を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置６０は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両３に電力を供給する。車両充電装置６０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣ／ＤＣ変換部１２、通信部１３、制御部１４、通信部１５、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、蓄電部４３、第３の遮断部６１などを備えている。実施形態３は、蓄電部４３は外部に設けた電力供給源を用いて蓄電をする。電力供給源は、例えば、太陽光発電装置、太陽熱発電装置、風力発電装置などを用いることが考えられる。

また、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて車両３を充電する。実施形態３の場合、蓄電部４３が充電する際には第３の遮断部６１は遮断状態に切り替えられ、蓄電部４３を車両３の充電に用いる際には第３の遮断部６１は導通状態に切り替えられる。

実施形態３の制御部１４は、検出部７が計測した電力値Ｗｍを通信部１３から取得するとともに、車両３が要求する電流値Ａｒを通信部１５から取得する。電力値Ｗｍは、１つ以上の負荷４と車両充電装置２で使用されている電力とを合計した値に近似している。

また、制御部１４は車両３の要求する電流値Ａｒと車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃとを用いて、ここで、車両３の要求する電流値Ａｒは、例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）などの規格に従って取得した電流指令値である。車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃは、例えば、車両３において決められている充電電圧値である。

また、検出部７が計測した電力値Ｗｍが、電力ピークを抑制する閾値Ｔｈを超えないようにするために、制御部１４は車両３へ供給する電流を抑える通知をＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。閾値Ｔｈは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が５０ｋＷと推定される場合、閾値Ｔｈを４０ｋＷにすることが考えられる。ただし、閾値Ｔｈは４０ｋＷに限定されるものでわない。すなわち、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超えてから、蓄電部４３から車両３に電力を供給すると、電力ピーク値が５０ｋＷを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される５０ｋＷより低い閾値Ｔｈを設定する。つまり、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈが４０ｋＷ以上になってから車両３に蓄電部４３かれ電力を供給するれば、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超える状態を減少させることができる。

制御部１４は、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上になると、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２を遮断（ＯＦＦ）する切り替えすると、第３の遮断部６１を導通（ＯＮ）にする切り替えとを行うための制御信号を出力する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低くなると、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２を導通（ＯＮ）にする切り替えと、第３の遮断部６１を遮断（ＯＦＦ）にする切り替えと制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上の間、制御部１４は蓄電部４３から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低い間、制御部１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力される電圧値を車両３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃに変換する指示と、車両３から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２に通知する。

なお、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２は、必ずしも２つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
実施形態３によれば、施設内の負荷４に供給する電力が増加しても、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて車両３を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。

実施形態４について説明をする。
図７は、実施形態４の充電システムの一実施例を示す図である。図７に示す充電システムは、受電設備１、車両充電装置７０を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置７０は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両３、７３に電力を供給する。車両充電装置６０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣ／ＤＣ変換部１２、ＤＣ／ＤＣ変換部７１、通信部１３、制御部１４、通信部１５、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、蓄電部４３、第４の遮断部７２などを備えている。実施形態４は、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて複数の車両３を充電する。図７の例では、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えたとき、制御部１４は第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２を遮断状態にする制御をする。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以下のときは、制御部１４は第１の遮断部４１と第２の遮断部４２を導通状態にする制御をする。本例では蓄電部４３は第１の遮断部４１と第２の遮断部４２が導通状態のときに充電される。

第１の遮断部４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の交流入力前段に設けられ、制御部１４から出力される制御信号により電力線１０の導通（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行う。第１の遮断部４１として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。

第２の遮断部４２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の直流出力後段に設けられ、制御部１４から出力される制御信号により電力線１０の導通（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行う。第２の遮断部４２として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。

なお、第１の遮断部４１と第２の遮断部４２は、必ずしも２つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
第４の遮断部７２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１の直流出力後段に設けられ、制御部１４から出力される制御信号により電力線１０の導通（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行う。第４の遮断部７２として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。

蓄電部４３は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１から供給される直流電力を蓄電する。蓄電部４３として、例えば、リチウムバッテリやコンデンサなどが考えられる。
実施形態４の制御部１４は、検出部７が計測した電力値Ｗｍを通信部１３から取得するとともに、車両３が要求する電流値Ａｒ１、車両７３が要求するＡｒ２を通信部１５から取得する。電力値Ｗｍは、１つ以上の負荷４と車両充電装置７０で使用されている電力とを合計した値に近似している。ここで、車両３、７３の要求する電流値Ａｒ１、Ａｒ２は、例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）などの規格に従って取得した電流指令値である。車両３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃ１、車両７３に電力を供給する際に必要な電圧値Ｖｃ２は、例えば、車両３、７３各々において決められている充電電圧値である。

また、検出部７が計測した電力値Ｗｍが、電力ピークを抑制する閾値Ｔｈを超えないようにするために、制御部１４は第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２を遮断状態にさせる。閾値Ｔｈは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が５０ｋＷと推定される場合、閾値Ｔｈを４０ｋＷにすることが考えられる。ただし、閾値Ｔｈは４０ｋＷに限定されるものでわない。すなわち、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超えてから、蓄電部４３から車両３、７３に電力を供給すると、電力ピーク値が５０ｋＷを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される５０ｋＷより低い閾値Ｔｈを設定する。つまり、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈが４０ｋＷ以上になってから車両３、７３に蓄電部４３かれ電力を供給するれば、推定される５０ｋＷを電力値Ｗｍが超える状態が減少する。

制御部１４は、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上になると、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２各々に、遮断（ＯＦＦ）する切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低くなると、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２各々に、導通（ＯＮ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上の間、制御部１４は蓄電部４３から出力される電圧値を車両３、７３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２に変換する指示と、車両３、７３から取得した電流指令各々とをＤＣ／ＤＣ変換部１２、７１に通知する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低い間、制御部１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力される電圧値を車両３、７３に充電する際に必要な電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２に変換する指示と、車両３、７３から取得した電流指令各々とをＤＣ／ＤＣ変換部１２、７１に通知する。

また、制御部１４はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。また、制御部１４は記録部を備え、制御部１４が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

車両充電装置７０の制御部１４の動作について説明する。
図８は、車両充電装置７０の制御部１４の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ８１では、制御部１４が受電設備１の通信部９から電力値Ｗｍを取得する。例えば、車両充電装置２から出力される電力値Ｗｍを決められた周期で取得する。

ステップＳ８２では、制御部１４が車両３、７３各々の通信部から車両充電装置７０に要求する電流値Ａｒ１、Ａｒ２（電流指令値）を取得する。例えば、車両３、７３各々から出力される電流指令値Ａｒ１、Ａｒ２を決められた周期で取得する。

ステップＳ８３では、制御部１４が電力値Ｗｍと閾値Ｔｈを比較し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上であればステップＳ８４（Ｙｅｓ）に移行し、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより小さい値であればステップＳ８５（Ｎｏ）に移行する。

ステップＳ８４では、制御部１４が第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２各々に、遮断（ＯＦＦ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低くなると、第１の遮断部４１、第２の遮断部４２、第４の遮断部７２各々に、導通（ＯＮ）の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。

ステップＳ８５で制御部１４は、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈ以上の間、制御部１４は蓄電部４３から出力される電圧値を車両３、７３各々に充電する際に必要な電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２に変換する指示と、車両３、７３各々から取得した電流指令各々とをＤＣ／ＤＣ変換部１２、７１各々に通知する。また、電力値Ｗｍが閾値Ｔｈより低い間、制御部１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１から出力される電圧値を車両３、７３各々に充電する際に必要な電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２に変換する指示と、車両３、７３各々から取得した電流指令とをＤＣ／ＤＣ変換部１２、７１各々に通知する。

実施形態４によれば、施設内の負荷４に供給する電力が増加しても、検出部７で検出された電力値Ｗｍが閾値Ｔｈを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部４３に蓄電された電力を用いて複数の車両を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。

また、受電設備の増設や改造が不要となることで、イニシャルコストの低減ができる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 受電設備
２ 車両充電装置
３ 車両
４ 負荷
５ 電力系統
６ 変圧器
７ 検出部
８ 制御部
９ 通信部
１０ 電力線
１１ ＡＣ／ＤＣ変換部
１２ ＤＣ／ＤＣ変換部
１３ 通信部
１４ 制御部
１５ 通信部
４０ 車両充電装置
４１ 第１の遮断部
４２ 第２の遮断部
４３ 蓄電部
５１ 第３の遮断部
６０ 車両充電装置
７０ 車両充電装置
７１ ＤＣ／ＤＣ変換部
７２ 第４の遮断部
７３ 車両

Claims (3)

1. １つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
   前記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換するＤＣ／ＤＣ変換部と、
   前記受電設備で計測された前記負荷と前記車両充電装置との使用電力情報を受信する通信部と、
   前記負荷と前記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、前記車両に供給する電力を、前記閾値を超えた電力だけ低減させる電流値を求め、求めた前記電流値と前記車両の要求する電流値とを含む前記制御信号を前記ＤＣ／ＤＣ変換部に通知し、前記ＤＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧とを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする車両充電装置。
2. 電力を蓄電する蓄電部と
   １つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
   前記ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換するＤＣ／ＤＣ変換部と、
   前記ＡＣ／ＤＣ変換部の出力を遮断して、前記蓄電部から電力を前記ＤＣ／ＤＣ変換部に供給する遮断部と、
   前記受電設備で計測された前記負荷と前記車両充電装置との使用電力情報を受信する通信部と、
   前記負荷と前記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、前記遮断部を制御して前記ＡＣ／ＤＣ変換部の出力を遮断して、前記蓄電部から電力を前記ＤＣ／ＤＣ変換部に供給させる制御をする制御部と、
   を備えることを特徴とする車両充電装置。
3. １つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備であって、
   前記施設における前記負荷と前記車両充電装置で使用される電力値を求める検出部と、
   前記電力値を含む信号を生成する制御部と、
   前記信号を車両充電装置に送信する通信部と、
   を備えることを特徴とする受電設備。

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