JP2017028891A - 蓄電池の充電装置、方法およびプログラム - Google Patents

蓄電池の充電装置、方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】本願は、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯に充電を完了できる蓄電池の充電装置、方法およびプログラムを開示する。【解決手段】蓄電池の充電装置であって、電力系統の電力で蓄電池を充電する充電部と、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯に充電部の充電を制御する制御部と、を備え、制御部は、蓄電池および充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、蓄電池および充電部における充電電力の損失が第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを有する複数の充電モードを備え、前記設定時間帯の終了時刻までに蓄電池の充電が完了するように、前記複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させる。【選択図】図9

Description

本発明は、蓄電池の充電装置、方法およびプログラムに関する。
蓄電技術の発展に伴い、蓄電池に蓄えた割安な夜間の電力を日中の電力消費に用いる電気設備が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開平11−127546号公報
割安な夜間の電力を最大限活用するには、蓄電池の充電を朝までに完了させることが望ましい。よって、電力系統の電力を蓄電池へ給電するインバータ等の各種充電設備には、蓄電池の容量や充電可能時間に見合った充電電力を供給可能な機器が選定される。そして、充電設備の各機器の性能(定格電力)に応じた充電電力で蓄電池の充電が行われる。
ところで、充電電力が大きいと蓄電池を短時間で充電することができるが、蓄電池には内部抵抗があり、電気が流れる線路にも抵抗があるため、蓄電池や線路における充電電力の損失は充電電力に応じて増大する。また、電力を変換するインバータ等には制御回路等による電力の自己消費やスイッチングロスがあるため、充電電力が小さすぎると変換効率が悪化する。このため、このような各機器の特性を踏まえた、充電設備における電力の損失が比較的小さくなる適当な充電効率で充電されることが望まれるが、単に充電効率を優先した充電電力に設定すると、蓄電池の充電が朝までに完了できない可能性が生じ、割安な夜間の電力を最大限に活用するという本来の目的を達成できない虞がある。
そこで、本願は、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯に充電を完了できる蓄電池の充電装置、方法およびプログラムを開示する。
上記課題を解決するため、本発明は、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯になると、蓄電池および充電部の仕様に応じて充電電力が定められた第1の充電モードと、充電電力の損失が小さい第2の充電モードとを有する複数の充電モードの中から、設定時間帯の終了時刻に蓄電池の充電が完了する一又は複数の充電モードを選定することにした。
詳細には、本発明は、蓄電池の充電装置であって、電力系統の電力で蓄電池を充電する充電部と、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯に充電部の充電を制御する制御部と、を備え、制御部は、蓄電池および充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、蓄電池および充電部における充電電力の損失が第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードを備え、設定時間帯の終了時刻までに蓄電池の充電が完了するように、複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させる。
上記の充電装置であれば、設定時間帯の終了時刻に蓄電池の充電が完了するように充電を制御するので、充電を開始してから当該終了時刻までの時間の長さに応じた適宜の充電
モードの選定が行われる。このため、例えば、充電開始時における蓄電池の残量が比較的少ない場合には、第2の充電モードより充電電力の大きい第1の充電モードが第2の充電モードと併用される確率が高まり、充電開始時における蓄電池の残量が比較的多い場合には第1の充電モードが第2の充電モードと併用される確率が低くなり、場合によっては第2の充電モードによる充電だけで蓄電池の充電が完了することもある。このような充電モードの選択が行われることにより、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯における充電の完了が実現される。
なお、制御部は、各充電モードの充電電力と蓄電池の残量との相関に基づいて選定した一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させるものであってもよい。充電電力を積分すれば充電電力量を算定できるので、充電電力と蓄電池の残量との相関に基づく充電モードの選定が行われれば、設定時間帯の終了時刻に蓄電池の充電を完了させやすい。
また、制御部は、設定時間帯の終了時刻に蓄電池が満充電状態になる一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させるものであってもよい。電気料金の単価が日中より低額な時間帯に蓄電池が満充電状態になれば、日中に消費される電力を、低額な時間帯の電力で最大限賄うことができる。
また、制御部は、上記の選定において、第1の充電モードよりも第2の充電モードを優先するものであってもよい。充電モードの選定において第2の充電モードが優先されれば、充電効率の高い第2の充電モードで充電される確率が高くなるので、充電効率の低下を可及的に抑制することができる。
また、制御部は、上記の選定において、第2の充電モードの充電電力で終了時刻に蓄電池の充電が完了可能な場合は第2の充電モードを選定するものであってもよい。第2の充電モードで充電が行われれば、第1の充電モードで充電が行われる場合よりも充電効率の低下が抑制されるので、蓄電池の充電に要する電力量を抑制することができる。
また、第1の充電モードは、第2の充電モードよりも充電電力が大きく設定されており、制御部は、上記の選定において、第2の充電モードの充電電力で終了時刻に蓄電池の充電が完了不能な場合は第1の充電モードを選定するものであってもよい。このような充電モードの選定が行われれば、少なくとも設定時間帯の終了時刻までには蓄電池の充電が完了できるので、日中に消費される電力を、低額な時間帯の電力で最大限賄うことができる。
また、制御部は、第1の充電モードに従って作動する充電部によって充電中の蓄電池の残量が、第2の充電モードで終了時刻に充電が完了できる残量に達すると、充電部が従う充電モードを第1の充電モードから第2の充電モードへ切り替えるものであってもよい。このような充電モードの選定が行われれば、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯における充電の完了が実現できる。
なお、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、電力系統の電力で蓄電池を充電する蓄電池の充電方法であって、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯において、蓄電池および蓄電池を充電する充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、蓄電池および充電部における充電電力の損失が第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードの中から選定した、設定時間帯の終了時刻までに蓄電池の充電が完了するように、複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させるものであってもよい。
また、本発明は、プログラムの側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、電力系統の電力で蓄電池を充電する蓄電池の充電プログラムであって、制御装置に、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯において、蓄電池および蓄電池を充電する充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、蓄電池および充電部における充電電力の損失が第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードの中から選定した、設定時間帯の終了時刻までに蓄電池の充電が完了するように、複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って充電部を作動させる処理を実行させるものであってもよい。
本発明によれば、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯に充電を完了できる。
図1は、電力制御システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図2は、蓄電池ユニットの充放電状態および残量の変化の一例を示した図である。 図3は、電力制御システムの各部で発生する充電電力の損失箇所を示した図である。 図4は、電力系統から蓄電池ユニットへ充電電力が供給される場合の、ハイブリッドPCSおよび双方向ユニットにおける電力の変換効率と充電電力の大きさとの関係の一例を示した図である。 図5は、蓄電池ユニットの内部抵抗および電気が流れる線路の抵抗に起因する充電効率と充電電力の大きさとの関係の一例を示した図である。 図6は、蓄電池ユニット、線路、ハイブリッドPCSおよび双方向ユニットの全体の充電効率と充電電力との関係の一例を示した図である。 図7は、制御装置が実行する処理のフローチャートである。 図8は、終始第2充電電力で充電が行われる場合の残量および充電電力の変化を示したグラフである。 図9は、充電途中で第2充電電力充電に切り替わる場合の残量および充電電力の変化を示したグラフである。
以下、本技術を適用した具体的な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1は、本技術を適用した電力制御システム(本願でいう「充電装置」の一例である)の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、電力制御システム1には、双方向ユニット3、ハイブリッドパワーコンディショナ(以下、「ハイブリッドPCS」という)4、制御装置5が備わっており、蓄電池ユニット2や電力系統6、屋内の負荷7と接続されている。双方向ユニット3およびハイブリッドPCS4は、本願でいう「充電部」の一例に相当する。
蓄電池ユニット2は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。双方向ユニット3は、いわゆるDC/DCコンバータであり、直流の入力電圧を他の電圧に変換して直流で出力する。双方向ユニット3は、蓄電池ユニット2側から入力される電力をハイブリッドPCS4側へ出力可能であり、ハイブリッドPCS4側から入力される電力を蓄電池ユニット2側へ出力可能でもある。
ハイブリッドPCS4は、いわゆるDC/ACコンバータであり、電力の交直変換を行う。ハイブリッドPCS4は、電力系統6側から入力される交流電力を双方向ユニット3側へ直流で出力可能であり、双方向ユニット3側から入力される直流電力を電力系統6側へ交流で出力可能でもある。
制御装置5は、メモリ(図示せず)に記憶されているプログラムを実行して電力制御システム1の各機器を制御する。制御装置5のメモリには、入力装置等を介して設定される各種の設定情報が記憶されている。
電力制御システム1は、例えば、住宅、店舗あるいは工場といった各種建物の分電盤に併設されることで、当該建物内における電力消費の少なくとも一部を蓄電池ユニット2の電力で賄うことができる。なお、電力制御システム1には、建物の屋上等に設置される太陽光発電モジュール8が設けられているが、燃料電池、風力発電機、その他の各種発電設備が設けられていてもよい。
図2は、蓄電池ユニット2の充放電状態および残量の変化の一例を示した図である。蓄電池の残量はSOC(State of Charge)で示してある。居住者が夜間に就寝し、日中に活動する典型的な一般住宅の電力消費は、例えば、図2のグラフの「負荷」の線で示されるように、日中が比較的高く、夜間が比較的低い。また、当該住宅に設置されている太陽光発電モジュール8は、例えば、図2のグラフの「PV」の線で示されるように、日の出から日の入りまでの間のみ発電する。夜間の電気料金の単価が日中より低額になる契約を電力会社と締結している住宅に上記電力制御システム1が設置される場合、電力制御システム1は、例えば、以下のように運用される。
すなわち、電力制御システム1の制御装置5には、電気料金の単価が日中より低額になる任意の時間帯が予め設定される。制御装置5は、予め設定された設定時間帯になると、双方向ユニット3やハイブリッドPCS4の昇降比を調整して蓄電池ユニット2の充電を行う(図2の丸数字の“2”を参照)。制御装置5は、設定時間帯以外においては、双方向ユニット3やハイブリッドPCS4の昇降比を調整して蓄電池ユニット2の電力を負荷7へ供給する(図2の丸数字の“3”を参照)。
なお、制御装置5は、太陽光発電モジュール8の発電電力が蓄電池ユニット2の電力よりも優先的に宅内で消費されるよう、双方向ユニット3やハイブリッドPCS4の昇降比を太陽光発電モジュール8の発電電力に応じて調整する。このため、太陽光発電モジュール8の発電電力が増えると蓄電池ユニット2の放電電力が減少する。そして、太陽光発電モジュール8の発電電力(PV)が宅内の消費電力(負荷)を上回ると、蓄電池ユニット2の放電が停止される(図2の丸数字の“1”を参照)。
ところで、制御装置5に設定されている充電の設定時間帯は、図2の丸数字の“2”が示す時間帯であり、契約によって定められた割安な単価が適用される時間帯が終わるよりも少し前に充電が完了するように設定されている。よって、図2のグラフでは、蓄電池ユニット2が充電を終えてから放電を開始するまでの間、宅内の電力消費は、電力系統6から供給される電力で賄われる(図2の丸数字の“5”を参照)。割安な単価が適用される時間帯であれば、宅内の電力消費を蓄電池ユニット2の電力ではなく、電力系統6から供給される電力で賄っても、割高な電気料金の請求は発生しない。
また、制御装置5は、設定時間帯以外では蓄電池ユニット2を充電しない。よって、図2のグラフに示されるように、太陽光発電モジュール8の発電電力が宅内の消費電力を上回っても、余剰の発電電力による蓄電池ユニット2の充電は行われず、余剰の発電電力は電力系統6へ送られて売電される。契約上、売電電力の単価が、割安な電気料金が適用さ
れる深夜電力の時間帯の電力の単価より高く設定されるため、太陽光発電モジュール8の発電電力を蓄電池ユニット2の充電に消費するよりも売電した方が電力制御システム1の利用者に有利なためである。
以下、上記電力制御システム1における充電電力の損失について説明する。図3は、電力制御システム1の各部で発生する充電電力の損失箇所を示した図である。蓄電池ユニット2の充電が行われる場合、図3に示されるように、電力制御システム1の各部で充電電力の損失が生ずる。例えば、双方向ユニット3やハイブリッドPCS4では、スイッチングロスや制御電源の消費による電力の損失が生ずる。また、蓄電池ユニット2と双方向ユニット3とを繋ぐ線路では電気的な抵抗による損失が生ずる。また、蓄電池ユニット2では内部抵抗による損失が生ずる。
図4は、電力系統6から蓄電池ユニット2へ充電電力が供給される場合の、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3における電力の変換効率と充電電力の大きさとの関係の一例を示した図である。すなわち、充電電力が最大充電電力を大幅に下回ると、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3における電力の自己消費やスイッチングロスにより、電力の変換効率が大幅に低下する。
図5は、蓄電池ユニット2の内部抵抗および電気が流れる線路の抵抗に起因する充電効率と充電電力の大きさとの関係の一例を示した図である。蓄電池ユニット2の残容量や線路の太さ等にもよるが、例えば、蓄電池ユニット2および線路における充電効率と充電電力の大きさとは、図5に示されるような関係になる。すなわち、蓄電池ユニット2や線路における充電効率は、充電電力が増えるにつれて低下する。
よって、電力制御システム1全体の充電効率と充電電力との相関は、以下のようになる。図6は、蓄電池ユニット2、線路、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3の全体の充電効率と充電電力との関係の一例を示した図である。蓄電池ユニット2、線路、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3の各部における充電電力の損失量を総合した場合、高い充電効率で充電できる場合の充電電力は、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3の仕様で定まっている最大充電電力よりも大幅に小さい。
このため、仮に残量が0%の蓄電池ユニット2を充電して残量が100%の状態にしたい場合、高い充電効率で充電できる場合の充電電力だと長時間の充電時間を必要とするため、契約によって定められる割安な時間帯の長さがこの充電時間よりも短いと、蓄電池ユニット2の充電がこの時間帯に完了できない可能性が生ずる。
そこで、電力制御システム1の制御装置5は、少なくとも2つの充電モードを実現する。すなわち、制御装置5は、所定の容量を有する蓄電池ユニット2を深夜の数時間で満充電状態にできる第1の充電モード(以下、第1の充電モードの充電電力を第1充電電力という)と、第1の充電モードより充電電力は小さいものの充電効率が比較的高い第2の充電モード(以下、第2の充電モードの充電電力を第2充電電力という)の2つの充電モードを実現する。そして、制御装置5は、設定時間帯になると、2つの充電モードの中から選定した、設定時間帯の終了時刻に蓄電池ユニット2の充電が完了する一又は複数の充電モードに従ってハイブリッドPCS4および双方向ユニット3を作動させる。なお、電力制御システム1の制御装置5は、2つの充電モードを実現するものに限定されるものでなく、例えば、第1の充電モードの充電電力や第2の充電モードの充電電力とは異なる充電電力で蓄電池ユニット2を充電する第3の充電モードや、その他の充電モードを実現するものであってもよい。
図7は、制御装置5が実行する処理のフローチャートである。制御装置5は、現在時刻
とメモリの設定情報とを比較し、予め設定された設定時間帯になったか否かの判定を行う(S101)。制御装置5は、ステップS101で肯定判定を行った場合、蓄電池ユニット2の残量チェックを行う(S102)。蓄電池ユニット2の残量は、蓄電池ユニット2の入出力電流、電圧、温度、その他各種の情報に基づいてチェックすることができる。制御装置5は、ステップS102の処理を実行した後、第2の充電モードによる充電で蓄電池ユニット2を設定時間帯の終了時刻までに満充電状態にすることが可能か否かの判定を、蓄電池ユニット2の残量と第2の充電モードの充電電力とに基づいて判定する(S103)。
制御装置5は、ステップS103の処理で否定判定を行った場合、第1の充電モードで充電を開始する(S104)。すなわち、制御装置5は、蓄電池ユニット2へ供給される充電電力が第1充電電力になるように双方向ユニット3の昇降比を調整する。制御装置5は、ステップS104の処理を実行した後、蓄電池ユニット2の残量チェックを行う(S105)。制御装置5は、ステップS105の処理を実行した後、第2の充電モードによる充電で蓄電池ユニット2を設定時間帯の終了時刻までに満充電状態にすることが可能か否かの判定を、蓄電池ユニット2の残量と第2の充電モードの充電電力とに基づいて判定する(S106)。制御装置5は、ステップS106の処理で否定判定を行った場合、ステップS105の処理を再び実行する。なお、本実施形態では、所定の容量を有する蓄電池ユニット2を深夜の数時間で満充電状態にできる充電電力が第1の充電モードとして制御装置5に設定されているため、第1の充電モードによる充電が設定時間帯の終了時刻まで継続することはない。このため、ステップS106の処理で肯定判定が行われずに蓄電池ユニット2が満充電状態になることはなく、蓄電池ユニット2の充電が開始されてから満充電状態になるまでの間の何れかのタイミングでステップS106の肯定判定が行われる。
制御装置5は、ステップS103またはステップS106の処理で肯定判定を行った場合、第2の充電モードで充電を開始する(S107)。すなわち、制御装置5は、蓄電池ユニット2へ供給される充電電力が第2充電電力になるように双方向ユニット3の昇降比を調整する。制御装置5は、ステップS107の処理を実行した後、蓄電池ユニット2の残量チェックを行う(S108)。制御装置5は、ステップS108の処理を実行した後、蓄電池ユニット2が満充電状態になったか否かの判定を行う(S109)。制御装置5は、ステップS109の処理で否定判定を行った場合、ステップS108の処理を再び実行する。また、制御装置5は、ステップS109の処理で肯定判定を行った場合、蓄電池ユニット2の充電を停止する(S110)。すなわち、制御装置5は、蓄電池ユニット2へ供給される充電電力が0Wになるように双方向ユニット3の昇降比を調整する。
制御装置5は、ステップS101で否定判定を行った場合、または、ステップS110の処理を実行した後、ステップS101の処理を再び実行する。
制御装置5が上記のステップS101からステップS110までの処理を実行することにより、蓄電池ユニット2は、例えば、以下のように充電される。
図8は、終始第2充電電力で充電が行われる場合の残量および充電電力の変化を示したグラフである。例えば、制御装置5は、ステップS101の処理およびステップS103の処理で肯定判定を行った場合、ステップS107の処理を実行する。制御装置5がステップS107の処理を実行すると、図8のグラフが示すように、双方向ユニット3から蓄電池ユニット2へ第2充電電力の充電電力が供給され、蓄電池ユニット2の残量が充電完了まで緩やかに上昇する。
図9は、充電途中で第2充電電力の充電に切り替わる場合の残量および充電電力の変化
を示したグラフである。例えば、制御装置5は、ステップS101の処理で肯定判定を行い、ステップS103の処理で否定判定を行った場合、ステップS104の処理を実行する。制御装置5がステップS104の処理を実行すると、図9のグラフが示すように、双方向ユニット3から蓄電池ユニット2へ第1充電電力が供給され、蓄電池ユニット2の残量が満充電の途中まで上昇する。そして、制御装置5は、第1の充電モードによる充電途中に、ステップS106の処理で肯定判定を行った場合、ステップS107の処理を実行する。制御装置5がステップS107の処理を実行すると、図9のグラフが示すように、双方向ユニット3から蓄電池ユニット2へ供給さる充電電力が第1充電電力から第2充電電力へ変化し、蓄電池ユニット2の残量が充電完了まで緩やかに上昇する。
上記実施形態の電力制御システム1において実現される蓄電池の充電方法であれば、蓄電池ユニット2の内部抵抗や線路の抵抗、ハイブリッドPCS4および双方向ユニット3の変換効率を総合的に踏まえた、電力制御システム1全体の充電効率を優先した第2の充電モードによる充電が行われる。そして、第2の充電モードによる充電では蓄電池ユニット2の充電が設定時間帯に完了できない場合に、第1の充電モードによる充電が併用される。従って、上記実施形態の電力制御システム1であれば、充電効率の低下を抑制しながら、電力が割安な時間帯に充電を完了できる。
1・・・電力制御システム
2・・・蓄電池ユニット
3・・・双方向ユニット
4・・・ハイブリッドPCS
5・・・制御装置
6・・・電力系統
7・・・負荷
8・・・太陽光発電モジュール

Claims (9)

  1. 電力系統の電力で蓄電池を充電する充電部と、
    電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯に前記充電部の充電を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記蓄電池および前記充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、前記蓄電池および前記充電部における充電電力の損失が前記第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードを備え、前記設定時間帯の終了時刻までに前記蓄電池の充電が完了するように、前記複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って前記充電部を作動させる、
    蓄電池の充電装置。
  2. 前記制御部は、各充電モードの充電電力と前記蓄電池の残量との相関に基づいて選定した一又は複数の充電モードに従って前記充電部を作動させる、
    請求項1に記載の蓄電池の充電装置。
  3. 前記制御部は、前記設定時間帯の終了時刻に前記蓄電池が満充電状態になる一又は複数の充電モードに従って前記充電部を作動させる、
    請求項1または2に記載の蓄電池の充電装置。
  4. 前記制御部は、前記選定において、前記第1の充電モードよりも前記第2の充電モードを優先する、
    請求項1から3の何れか一項に記載の蓄電池の充電装置。
  5. 前記制御部は、前記選定において、前記第2の充電モードの充電電力で前記終了時刻に前記蓄電池の充電が完了可能な場合は前記第2の充電モードを選定する、
    請求項1から4の何れか一項に記載の蓄電池の充電装置。
  6. 前記第1の充電モードは、前記第2の充電モードよりも充電電力が大きく設定されており、
    前記制御部は、前記選定において、前記第2の充電モードの充電電力で前記終了時刻に前記蓄電池の充電が完了不能な場合は前記第1の充電モードを選定する、
    請求項1から5の何れか一項に記載の蓄電池の充電装置。
  7. 前記制御部は、前記第1の充電モードに従って作動する前記充電部によって充電中の前記蓄電池の残量が、前記第2の充電モードで前記終了時刻に充電が完了できる残量に達すると、前記充電部が従う充電モードを前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへ切り替える、
    請求項6に記載の蓄電池の充電装置。
  8. 電力系統の電力で蓄電池を充電する蓄電池の充電方法であって、
    電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯において、前記蓄電池および前記蓄電池を充電する充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、前記蓄電池および前記充電部における充電電力の損失が前記第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードの中から選定した、前記設定時間帯の終了時刻までに前記蓄電池の充電が完了するように、前記複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って前記充電部を作動させる、
    蓄電池の充電方法。
  9. 電力系統の電力で蓄電池を充電する蓄電池の充電プログラムであって、
    制御装置に、電気料金の単価が日中より低額な時間帯の範囲内で設定された設定時間帯において、前記蓄電池および前記蓄電池を充電する充電部の仕様に応じて定められた充電電力で充電する第1の充電モードと、前記蓄電池および前記充電部における充電電力の損失が前記第1の充電モードより小さい充電電力で充電する第2の充電モードとを含む複数の充電モードの中から選定した、前記設定時間帯の終了時刻までに前記蓄電池の充電が完了するように、前記複数の充電モードの中から選択した一又は複数の充電モードに従って前記充電部を作動させる処理を実行させる、
    蓄電池の充電プログラム。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011182518A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Denso Corp 車載充電制御装置
JP2011223796A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 車両充電装置
WO2011145192A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 株式会社 日立製作所 充電器制御装置、充電装置
JP2012075313A (ja) * 2010-01-19 2012-04-12 Sony Corp 充電装置、充電システムおよび電動車両
JP2012139025A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Mazda Motor Corp 充電システム
JP2012228005A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Denso Corp 車両用充電制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012075313A (ja) * 2010-01-19 2012-04-12 Sony Corp 充電装置、充電システムおよび電動車両
JP2011182518A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Denso Corp 車載充電制御装置
JP2011223796A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 車両充電装置
WO2011145192A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 株式会社 日立製作所 充電器制御装置、充電装置
JP2012139025A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Mazda Motor Corp 充電システム
JP2012228005A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Denso Corp 車両用充電制御装置

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