JP2019103333A - 充放電器、制御装置および充放電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の蓄電池の放電の優先順位を設定することができる充放電器を得ること。【解決手段】電気自動車用充放電器1は、放電により家庭内負荷8への電力の供給が可能な動力用電池21および蓄電池31のうち、どちらの放電を優先させるかの指示を受け付ける受付部111と、系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力が電気自動車用充放電器1の買電電力の設定値を超えると動力用電池21の放電を開始させる放電制御部114と、受付部111が上記指示を受け付けると、上記指示と蓄電池31の放電が開始される系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力の閾値である蓄電池用充放電器3の買電電力の設定値とに基づいて電気自動車用充放電器1の買電電力の設定値を変更する変更部115とを備える。【選択図】図2
Description
本発明は、蓄電池の放電を制御する充放電器、制御装置および充放電システムに関する。
電気自動車は、電気自動車を駆動する電気モータと、電気モータに供給される電力を蓄える動力用電池とを備える。動力用電池に系統電源などからの電力を蓄えたり、この動力用電池の放電により家庭内に設置される電気機器といった家庭内負荷に電力を供給したりする電気自動車用充放電器が利用されている。電気自動車用充放電器を利用することにより、系統電源からの電力の供給が停止したときに、電気自動車用充放電器に内蔵された補助電池を電源として電気自動車用充放電器の制御回路を動作させて、動力用電池の放電により家庭内負荷に電力を供給することが可能である。これにより、災害時に代表される非常時における電力の確保が可能である。
一方、動力用電池とは別の蓄電池に系統電源などからの電力を蓄えたり、この蓄電池の放電により家庭内負荷に電力を供給したりする、この蓄電池を備えた蓄電池用充放電器も利用されている。蓄電池用充放電器を利用することにより、系統電源からの電力の供給が停止したときに、蓄電池用充放電器に内蔵された補助電池を電源として蓄電池用充放電器の制御回路を動作させて、蓄電池の放電により家庭内負荷に電力を供給することも可能である。これによっても、災害時に代表される非常時における電力の確保が可能である。
充放電システムでは、電気自動車用充放電器と、蓄電池用充放電器とが併用されることがある。さらに、充放電システムでは、複数の電気自動車および電気自動車用充放電器が利用されることもあり、複数の蓄電池用充放電器が利用されることもある。
特許文献1では、車両に搭載された第1蓄電池の充放電を制御する第1充放電制御装置と、建物に設置された第2蓄電池の充放電を制御する第2充放電制御装置とを備えた電力供給システムが提案されている。
一方、電気自動車の蓄電池の放電の優先順位を低くして、電気自動車の蓄電池に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておくといったように、ユーザが、複数の蓄電池の放電にそれぞれ優先順位を設定したい場合がある。しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術では、2つの充放電器が独立して充放電制御を行っており、2つの蓄電池の放電に優先順位は設定されていない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の蓄電池の放電の優先順位を設定することができる充放電器を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる充放電器は、放電により負荷への電力の供給が可能な第1の蓄電池および第2の蓄電池のうち、どちらの放電を優先させるかの指示を受け付ける受付部を備える。充放電器は、系統電源から負荷へ供給される電力が第1の閾値を超えると第1の蓄電池の放電を開始させる放電制御部を備える。充放電器は、受付部が上記指示を受け付けると、上記指示と第2の蓄電池の放電が開始される系統電源から負荷へ供給される電力の閾値である第2の閾値とに基づいて第1の閾値を変更する変更部を備える。
本発明によれば、複数の蓄電池の放電の優先順位を設定することができる、という効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかる充放電器、制御装置および充放電システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
まず、本発明の実施の形態1にかかる充放電器を備える充放電システムについて説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる充放電器を備える充放電システムの一例を説明するための模式図である。
まず、本発明の実施の形態1にかかる充放電器を備える充放電システムについて説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる充放電器を備える充放電システムの一例を説明するための模式図である。
図1に示す、充放電システム10は、電気自動車用充放電器1(以下、単に「充放電器1」という。)と、電気自動車2と、蓄電池用充放電器3(以下、単に「充放電器3」という。)と、充放電器1の専用の表示器4と、充放電器3の専用の表示器5とを備える。電気自動車2は、動力用電池21を備える。動力用電池21は、第1の蓄電池の一例である。充放電器3は、蓄電池31を備える。蓄電池31は、第2の蓄電池の一例である。
充放電器1は、屋外に設置されている。充放電器1は、電気自動車2の動力用電池21と接続される。充放電器1は、屋内の分電盤6と接続される。動力用電池21から供給される直流電圧は、充放電器1で交流電圧に変換される。充放電器1で変換された交流電圧は、分電盤6に供給される。
充放電器3は、屋外に設置されている。充放電器3は、屋内の分電盤6と接続される。蓄電池31から供給される直流電圧は、充放電器3で交流電圧に変換される。充放電器3で変換された交流電圧は、分電盤6に供給される。充放電器1と充放電器3とは、通信線によって接続される。充放電器1と充放電器3との接続は、LAN(Local Area Network)によって構築してもよい。
分電盤6には、屋外の電柱を経由して系統電源7が接続される。分電盤6には、家庭内に設置される電気機器といった家庭内負荷8が接続される。家庭内負荷8は、系統電源7から供給される電力、充放電器1から供給される電力、または充放電器3から供給される電力を利用して動作する。
表示器4は、屋内に設けられている。表示器4は、表示を行うだけでなくユーザの操作を受け付ける機能も有する。ユーザは、表示器4を用いて、充放電器1の運転状態のモニタ、および運転モードの変更などを行うことができる。表示器5は、屋内に設けられている。表示器5は、表示を行うだけでなくユーザの操作を受け付ける機能も有する。ユーザは、表示器5を用いて、充放電器3の運転状態のモニタ、および運転モードの変更などを行うことができる。表示器4および表示器5は、HEMS(Home Energy Management System)制御用のコントローラで実現してもよい。
図2は、図1における充放電システムの構成を説明するための図である。
図2に示す、充放電器1は、コンバータ回路11と、インバータ回路12と、制御回路13とを備える。コンバータ回路11は、動力用電池21から供給された直流電圧を直流電圧のまま電圧変換する。インバータ回路12は、コンバータ回路11で電圧変換された直流電圧を交流電圧に変換する。分電盤6は、インバータ回路12で変換された交流電圧を家庭内負荷8に供給する。分電盤6は、インバータ回路12で変換された交流電圧を系統電源7に供給可能である。
制御回路13には、表示器4が接続されている。制御回路13は、制御部101と、通信部102,103と、記憶部104とを備える。制御部101は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御する。分電盤6と系統電源7との間の動力線には、電流センサ14が設けられている。電流センサ14は、系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電流、または系統電源7へ供給される電流を検出する。以下、系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力を買電電力という。系統電源7へ供給される電力を売電電力という。制御部101は、電流センサ14から検出結果を取得する。制御部101は、電流センサ14から取得した検出結果を用いて、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御することにより、たとえば買電電力が極力小さくなるように、動力用電池21の放電による家庭内負荷8への電力の供給を制御する。
制御部101は、受付部111と、設定部112と、監視部113と、放電制御部114と、変更部115と、推測部116とを備える。これら各部の機能の説明については、後述する図3、図4および図5のシーケンス図の説明において行う。
表示器4は、制御部401と、表示部402と、通信部403と、操作部404と、記憶部405とを備える。表示部402は、操作部406を備える。これら各部の機能の説明については、後述する図3、図4および図5のシーケンス図の説明において行う。
充放電器3は、蓄電池31と、コンバータ回路32と、インバータ回路33と、制御回路34とを備える。コンバータ回路32は、蓄電池31から供給された直流電圧を直流電圧のまま電圧変換する。インバータ回路33は、コンバータ回路32で電圧変換された直流電圧を交流電圧に変換する。分電盤6は、インバータ回路33で変換された交流電圧を家庭内負荷8に供給する。分電盤6は、インバータ回路33で変換された交流電圧を系統電源7に供給可能である。
制御回路34には、表示器5が接続されている。制御回路34は、コンバータ回路32およびインバータ回路33を制御する。分電盤6と系統電源7との間の動力線には、電流センサ35が設けられている。電流センサ35は、系統電源7から家庭内負荷8に供給される電流、または系統電源7へ供給される電流を検出する。制御回路34は、電流センサ35から検出結果を取得する。制御回路34は、電流センサ14から取得した検出結果を用いて、コンバータ回路32およびインバータ回路33を制御することにより、たとえば買電電力が極力小さくなるように、蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給を制御する。
上述したように、2つの充放電器1,3が家庭内負荷8および系統電源7に接続されている場合、2つの充放電器1,3のうちのどちらの充放電器が、動力用電池21または蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給を行うかは、動力用電池21または蓄電池31の放電が開始される系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力の閾値である買電電力の設定値の大小によって決まる。買電電力の設定値は、充放電器1,3のそれぞれの制御回路13,34に記憶されている。電流センサ14,35は、分電盤6と系統電源7との間の動力線に設けられており、電流センサ14,35の検出結果から算出される電力の値は同じ値である。たとえば、充放電器1の買電電力の設定値がxWであり、充放電器3の買電電力の設定値がyWであるとする。xWはyWよりも小さいものとする。この場合、充放電器1は、電流センサ14の検出結果から算出した買電電力がxWになると、それ以上は買電電力を増やさないように家庭内負荷8への電力の供給を行う。充放電器1により買電電力がxWを超えないように制御されているため、買電電力がyWにはすぐにはならない。充放電器3は、買電電力がyWになると、それ以上は買電電力を増やさないように家庭内負荷8への電力の供給を行う。このような制御が行われると、充放電器3における、蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位は、充放電器1における、動力用電池21の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位よりも低くなる。xWがyWよりも大きい場合は、充放電器3における、蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位は、充放電器1における、動力用電池21の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位よりも高くなる。以下、図3を用いて、具体的に説明を行う。
図3は、図1における充放電システムが実行する放電処理のシーケンス図である。
ステップS11において、表示器4の制御部401は、操作部404または操作部406を介して、ユーザによる充放電器1の運転モードを放電モードとする選択操作、および放電モードにおいて省エネモードとする選択操作を受け付ける。充放電器1の運転モードとしては、動力用電池21の充電を行う充電モードと、動力用電池21の放電を行う放電モードとがある。放電モードには、買電電力が極力小さくなるように動力用電池21の放電を制御する省エネモードがあり、省エネモードがユーザにより選択される例について説明する。
次いで、表示器4の制御部401は、通信部403を介して、ユーザにより選択された運転モードを充放電器1へ通知する(ステップS12)。
ステップS21において、充放電器1の受付部111は、通信部103を介して、ユーザにより選択された運転モードの通知を受け付ける。制御部101は、充放電器1の運転モードを、ユーザにより選択された運転モードである放電モードおよび省エネモードに設定する。
次いで、充放電器1の設定部112は、動力用電池21の放電が開始される系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力の閾値である買電電力の設定値をxWに設定する(ステップS22)。xの値は、記憶部104に記憶されている。xWは、第1の閾値の一例である。
次いで、充放電器1の監視部113は、電流センサ14の検出結果を取得して、買電電力を監視する(ステップS23)。買電電力は、電流センサ14の検出結果から算出される。家庭内負荷8が利用する電力が少ないと、買電電力は少なくなり、家庭内負荷8が利用する電力が多いと、買電電力は多くなる。
買電電力がxWよりも小さいときは、充放電器1の放電制御部114は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御して、動力用電池21から放電させない(ステップS24)。
買電電力がxW以上であるとき、好ましくはxWを超えたときは、充放電器1の放電制御部114は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御して、動力用電池21から放電させる(ステップS25)。充放電器1の放電制御部114は、監視部113の監視結果に基づくコンバータ回路11およびインバータ回路12の上記制御により、買電電力がxWを超えないように、動力用電池21の放電を制御する。
一方、ステップS41において、表示器5は、ユーザによる充放電器3の運転モードを放電モードとする選択操作、および放電モードにおいて省エネモードとする選択操作を受け付ける。充放電器3の運転モードとしては、蓄電池31の充電を行う充電モードと、蓄電池31の放電を行う放電モードとがある。放電モードには、買電電力が極力小さくなるように蓄電池31の放電を制御する省エネモードがあり、省エネモードがユーザにより選択される例について説明する。
次いで、表示器5は、ユーザにより選択された運転モードを充放電器3へ通知する(ステップS42)。
ステップS31において、充放電器3の制御回路34は、ユーザにより選択された運転モードの通知を受け付ける。制御回路34は、充放電器3の運転モードを、ユーザにより選択された運転モードである放電モードおよび省エネモードに設定する。
次いで、制御回路34は、蓄電池31の放電が開始される系統電源7から家庭内負荷8へ供給される電力の閾値である買電電力の設定値をyWに設定する(ステップS32)。yの値は、制御回路34に記憶されている。yWは、第2の閾値の一例である。
次いで、制御回路34は、電流センサ35の検出結果を取得して、買電電力を監視する(ステップS33)。買電電力は、電流センサ35の検出結果から算出される。
買電電力がyWよりも小さいときは、制御回路34は、コンバータ回路32およびインバータ回路33を制御して、蓄電池31から放電させない(ステップS34)。
買電電力がyW以上であるとき、好ましくはyWを超えたときは、制御回路34は、コンバータ回路32およびインバータ回路33を制御して、蓄電池31から放電させる(ステップS35)。制御回路34は、制御回路34の監視結果に基づくコンバータ回路32およびインバータ回路33の上記制御により、買電電力がyWを超えないように、蓄電池31の放電を制御する。
図3の放電処理によれば、充放電器1の放電制御部114は、買電電力がxWを超えないように、動力用電池21の放電を制御する。一方、制御回路34は、買電電力がyWを超えないように、蓄電池31の放電を制御する。このような制御が行われると、xWがyWよりも小さい場合は、蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電が優先され、xWがyWよりも大きい場合は、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先される。xWがyWよりも小さい場合は、蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電が優先され、動力用電池21の放電によっても家庭内負荷8で利用する電力をまかないきれないときは、蓄電池31の放電もされる。xWがyWよりも大きい場合は、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先され、蓄電池31の放電によっても家庭内負荷8で利用する電力をまかないきれないときは、動力用電池21の放電もされる。
ここで、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、および充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を変更することができない比較例を考える。この場合、xWがyWよりも小さいときは、蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電が優先され、電気自動車2の動力用電池21に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておきたいといったユーザの要求に対応することができない。すなわち、比較例では、動力用電池21および蓄電池31の放電の優先度は、変更できないxWおよびyWの値に依存することになり、ユーザは、動力用電池21および蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位を設定することができない。本実施の形態では、充放電システム10が後述する図4または図5の処理を実行することにより、充放電器1の買電電力の設定値を変更することができる。これにより、2つの充放電器1,3における、動力用電池21または蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位を設定することができ、上述したユーザの要求などに対応することができる。
図4は、図1における充放電システムが実行する蓄電池の放電を優先させる処理のシーケンス図である。図4に示す蓄電池の放電を優先させる処理は、充放電器1および充放電器3の運転モードが放電モードおよび省エネモードであるときに実行される処理であり、図3に示す処理の後に実行される処理である。図4に示す蓄電池の放電を優先させる処理は、充放電器1が充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を知っている場合に実行される処理である。充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値は、たとえば、充放電器1の制御回路13が、通信部102を介して、充放電器3から受信して、充放電器1の記憶部104に記憶されている。図4では、xWのxの値がyWのyの値以下の場合の例について説明する。
ステップS101において、表示器4の制御部401は、操作部404または操作部406を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作を受け付ける。蓄電池31の放電を優先させる操作は、たとえば、表示器4に設けられた、蓄電池31の放電を優先させるための優先ボタンがユーザにより押下される操作である。
次いで、表示器4の制御部401は、通信部403を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作があったことを充放電器1へ通知する(ステップS102)。
ステップS201において、充放電器1の受付部111は、通信部103を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作があったことの通知を受け付ける。当該通知は、動力用電池21および蓄電池31のうち、どちらの放電を優先させるかの指示の一例である。
次いで、充放電器1の変更部115は、ステップS201で受付部111が受け付けた通知と、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値とに基づいて、買電電力の設定値をxWからx´Wに変更する(ステップS202)。x´Wのx´の値は、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値よりも大きな値である。なお、xWのxの値がyWのyの値よりも大きい場合は、xWを変更する必要はない。
次いで、充放電器1の監視部113は、電流センサ14の検出結果を取得して、買電電力を監視する(ステップS203)。
買電電力がx´Wよりも小さいときは、充放電器1の放電制御部114は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御して、動力用電池21から放電させない(ステップS204)。
買電電力がx´W以上であるとき、好ましくはx´Wを超えたときは、充放電器1の放電制御部114は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御して、動力用電池21から放電させる(ステップS205)。充放電器1の放電制御部114は、監視部113の監視結果に基づくコンバータ回路11およびインバータ回路12の上記制御により、買電電力がx´Wを超えないように、動力用電池21の放電を制御する。
ステップS301からステップS303の処理は、上述した図3におけるステップS33からステップS35の処理と同様である。
図4に示す、蓄電池31の放電を優先させる処理によれば、充放電器1の放電制御部114は、買電電力がx´Wを超えないように、動力用電池21の放電を制御する。一方、制御回路34は、買電電力がyWを超えないように、蓄電池31の放電を制御する。x´WはyWよりも大きい。このため、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先される。xWはyWよりも小さいため、買電電力の設定値の変更前は蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電が優先されるのに対し、上述した処理を行うことにより、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先される。これにより、2つの充放電器1,3における、動力用電池21または蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位を設定することができる。電気自動車2の動力用電池21に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておきたいといったユーザの要求などに対応することができる。
図5は、図1における充放電システムが実行する蓄電池の放電を優先させる処理のシーケンス図である。図5に示す蓄電池の放電を優先させる処理は、充放電器1および充放電器3の運転モードが放電モードおよび省エネモードであるときに実行される処理であり、図3に示す処理の後に実行される処理である。図5に示す蓄電池の放電を優先させる処理は、充放電器1が充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を知らない場合に実行される処理である。
ステップS111において、表示器4の制御部401は、操作部404または操作部406を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作を受け付ける。
次いで、表示器4の制御部401は、通信部403を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作があったことを充放電器1へ通知する(ステップS112)。
ステップS211において、充放電器1の受付部111は、通信部103を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作があったことの通知を受け付ける。
次いで、充放電器1の放電制御部114は、コンバータ回路11およびインバータ回路12を制御して、動力用電池21から放電させない、すなわち動力用電池21の放電による家庭内負荷8への電力の供給を止める(ステップS212)。
次いで、充放電器1の監視部113は、電流センサ14の検出結果を取得して、買電電力を監視する(ステップS213)。
家庭内負荷8が利用する電力が増大し買電電力に変動があるときは、監視部113は、買電電力の監視を継続する(ステップS214)。
家庭内負荷8が利用する電力が増大しているにもかかわらず買電電力に変動がないとき、すなわち蓄電池31が放電しているときは、充放電器1の推測部116は、監視部113の監視結果に基づいて、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を推測する(ステップS215)。推測部116は、蓄電池31が放電しているときの買電電力の値をyの値と推測する。ステップS215で推測されたyの値は、充放電器1の記憶部104に記憶される。
次いで、充放電器1の変更部115は、ステップS201で受付部111が受け付けた通知と、ステップS215で推定されたyWのyの値とに基づいて、買電電力の設定値をxWからx´Wに変更する(ステップS216)。x´Wのx´の値は、ステップS215で推測されたyの値よりも大きな値である。
ステップS217からステップS219の処理は、上述した図4におけるステップS203からステップS205の処理と同様である。
ステップS311からステップS313の処理は、上述した図3におけるステップS33からステップS35の処理と同様である。
図5に示す、蓄電池31の放電を優先させる処理によれば、充放電器1の放電制御部114は、買電電力がx´Wを超えないように、動力用電池21の放電を制御する。一方、制御回路34は、買電電力が推測されたyWを超えないように、蓄電池31の放電を制御する。x´Wは推測されたyWよりも大きい。このため、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先される。xWが推測されたyWよりも小さい場合は、買電電力の設定値の変更前は蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電が優先されるのに対し、上述した処理を行うことにより、動力用電池21の放電よりも蓄電池31の放電が優先される。これにより、2つの充放電器1,3における、動力用電池21または蓄電池31の放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位を設定することができる。電気自動車2の動力用電池21に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておきたいといったユーザの要求などに対応することができる。
図5に示す、蓄電池31の放電を優先させる処理によれば、買電電力の設定値が分からない充放電器3を用いて充放電システム10を構築した場合においても、上述したユーザの要求などに対応することができる。このため、充放電システム10を構築する際の、充放電器3の選択肢を多くすることができる。
本実施の形態では、表示器4はユーザによる蓄電池31の放電を優先させることを解除する操作を受け付けた場合は、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させることを解除する操作があったことを充放電器1へ通知する。この通知を受けて、充放電器1は買電電力の設定値をx´WからxWに戻すこともできる。これにより、電気自動車2の動力用電池21に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておく必要がなくなり、電気自動車2の動力用電池21の放電を蓄電池31の放電よりも優先させたいといったユーザの要求にも対応することができる。
以上の説明した例では、充放電器1の制御回路13が買電電力の設定値を変更したが、これに限らず、充放電器3の制御回路34が、買電電力の設定値を変更してもよい。すなわち、充放電器3の制御回路34が、充放電器1の制御回路13と同様の機能を備えて、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値よりも小さい値に変更するようにしてもよい。この場合のyの値は第1の閾値の一例であり、xの値は第2の閾値の一例である。充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値を、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値よりも大きい値であるx´に変更する場合と比較して、買電電力を少なくすることができ、省エネを図ることができる。
本実施の形態では、充放電システム10が蓄電池31の放電を優先させる処理を実行したが、同様に、充放電システム10が動力用電池21の放電を優先させる処理を実行してもよい。この場合は、表示器4または表示器5に動力用電池21の放電を優先させるための優先ボタンを設ける。ユーザによる動力用電池21の放電を優先させる操作があったときは、充放電器1または充放電器3は買電電力の設定値を変更して、蓄電池31の放電よりも動力用電池21の放電を優先させる。
本実施の形態では、電流センサを2つ設けていたが、電流センサを1つだけ設けて、1つの電流センサの検出結果を、制御回路13と制御回路34とでやり取りするようにしてもよい。
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2にかかる制御装置を備える充放電システムについて説明する。図6は、本発明の実施の形態2にかかる制御装置を備える充放電システムの一例を説明するための模式図である。充放電システム10Aは、主に制御装置9をさらに備える点が、上述した実施の形態1と異なる。実施の形態1と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
次に、本発明の実施の形態2にかかる制御装置を備える充放電システムについて説明する。図6は、本発明の実施の形態2にかかる制御装置を備える充放電システムの一例を説明するための模式図である。充放電システム10Aは、主に制御装置9をさらに備える点が、上述した実施の形態1と異なる。実施の形態1と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。
図6に示す、充放電システム10Aは、制御装置9をさらに備える。制御装置9は、屋内に設けられている。制御装置9は、充放電器1および充放電器3と通信線で接続される。ユーザは、制御装置9を用いて、充放電器1および充放電器3の運転状態のモニタ、および運転モードの変更などを行うことができる。制御装置9は、HEMS(Home Energy Management System)制御用のコントローラで実現してもよい。
図7は、図6における充放電システムの構成を説明するための図である。
図7に示す、制御装置9は、制御部901と、表示部902と、通信部903と、操作部904と、記憶部905とを備える。表示部902は、操作部906を備える。これら各部の機能の説明については、後述する図8および図9のシーケンス図の説明において行う。
図8は、図6における充放電システムが実行する放電処理のシーケンス図である。
ステップS51において、制御装置9の制御部901は、操作部904または操作部906を介して、ユーザによる充放電器1の運転モードを放電モードとする選択操作、当該放電モードにおいて省エネモードとする選択操作、充放電器3の運転モードを放電モードとする選択操作、および当該放電モードにおいて省エネモードとする選択操作を受け付ける。
次いで、制御装置9の制御部901は、通信部903を介して、ユーザにより選択された運転モードを充放電器1および充放電器3へ通知する(ステップS52)。
ステップS61において、充放電器1の受付部111は、通信部103を介して、ユーザにより選択された運転モードの通知を受け付ける。
ステップS62からステップS65の処理は、上述した図3におけるステップS22からステップS25の処理と同様である。
一方、ステップS71において、充放電器3の制御回路34は、ユーザにより選択された運転モードの通知を受け付ける。
ステップS72からステップS75の処理は、上述した図3におけるステップS32からステップS35の処理と同様である。
図9は、図6における充放電システムが実行する蓄電池の放電を優先させる処理のシーケンス図である。図6に示す蓄電池の放電を優先させる処理は、充放電器1および充放電器3の運転モードが放電モードおよび省エネモードであるときに実行される処理であり、図5に示す処理の後に実行される処理である。制御装置9は、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、および充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を知っている。充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、および充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値は、たとえば、制御装置9の制御部901が、通信部903を介して、充放電器1および充放電器3から受信して、制御装置9の記憶部905に記憶されている。図9では、xWのxの値がyWのyの値以下の場合の例について説明する。
ステップS501において、制御装置9の制御部901は、操作部904または操作部906を介して、ユーザによる蓄電池31の放電を優先させる操作を受け付ける。当該操作は、動力用電池21および蓄電池31のうち、どちらの放電を優先させるかの操作の一例である。蓄電池31の放電を優先させる操作は、たとえば、制御装置9に設けられた、蓄電池31の放電を優先させるための優先ボタンがユーザにより押下される操作である。
次いで、制御装置9の制御部901は、通信部903を介して、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値に基づく充放電器1の買電電力の設定値のxWからx´Wへの変更を充放電器1へ指示する(ステップS502)。x´Wのx´の値は、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値よりも大きな値である。本実施の形態では、制御装置9の制御部901は、表示部902に、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、および充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を表示して、ユーザに変更後のx´Wのx´の値を、操作部904または操作部906を介して、入力させるようにしてもよい。
ステップS601において、充放電器1の受付部111は、通信部103を介して、買電電力の設定値のxWからx´Wへの変更の指示を受信する。
次いで、充放電器1の変更部115は、ステップS601で受付部111が受け付けた指示に基づいて、買電電力の設定値をxWからx´Wに変更する(ステップS602)。
ステップS603からステップS605の処理は、上述した図4におけるステップS203からステップS205の処理と同様である。
ステップS701からステップS703の処理は、上述した図4におけるステップS301からステップS303の処理と同様である。
図9に示す蓄電池31の放電を優先させる処理によれば、上述した実施の形態1と同様の効果を奏することができる。また、制御装置9が買電電力の設定値の変更を指示しているため、充放電器1の負荷を減らすことができる。さらに、制御装置9により充放電システム10Aの全体を一括的に制御することができる。
以上の説明した例では、充放電器1の制御回路13が買電電力の設定値を変更したが、これに限らず、充放電器3の制御回路34が、買電電力の設定値を変更してもよい。すなわち、充放電器3の制御回路34が、充放電器1の制御回路13と同様の機能を備えて、制御装置9からの指示によって、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値も変更できるようにしてもよい。制御装置9からの指示によって、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値を、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値よりも小さい値に変更するようにしてもよい。充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値を、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値よりも大きい値であるx´に変更する場合と比較して、買電電力を少なくすることができ、省エネを図ることができる。
本実施の形態では、電流センサを2つ設けていたが、電流センサを1つだけ設けて、1つの電流センサの検出結果を、制御回路13と制御回路34とで直接やり取りするようにしてもよく、制御回路13と制御回路34とで制御装置9を介してやり取りするようにしてもよい。
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3にかかる制御装置を備える充放電システムについて説明する。図10は、本発明の実施の形態3にかかる制御装置を備える充放電システムの構成を説明するための図である。充放電システム10Bは、主に蓄電池および蓄電池用充放電器を2以上備える点が、上述した実施の形態2と異なる。実施の形態2と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。以下では、蓄電池および蓄電池用充放電器を2つ備える例について説明を行う。
次に、本発明の実施の形態3にかかる制御装置を備える充放電システムについて説明する。図10は、本発明の実施の形態3にかかる制御装置を備える充放電システムの構成を説明するための図である。充放電システム10Bは、主に蓄電池および蓄電池用充放電器を2以上備える点が、上述した実施の形態2と異なる。実施の形態2と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。以下では、蓄電池および蓄電池用充放電器を2つ備える例について説明を行う。
図10に示す、充放電システム10Bは、蓄電池用充放電器3A(以下、単に「充放電器3A」という。)をさらに備える。
充放電器3Aは、充放電器3と同様である。充放電器3Aは、蓄電池31Aと、コンバータ回路32Aと、インバータ回路33Aと、制御回路34Aとを備える。コンバータ回路32Aは、コンバータ回路32と同様である。インバータ回路33Aは、インバータ回路33と同様である。分電盤6は、インバータ回路33Aで変換された交流電圧を家庭内負荷8に供給する。分電盤6は、インバータ回路33Aで変換された交流電圧を系統電源7に供給可能である。
制御回路34Aには、表示器5Aが接続されている。表示器5Aは、表示器5と同様である。電流センサ35Aは、電流センサ35と同様である。
家庭内負荷8は、系統電源7から供給される電力、充放電器1から供給される電力、充放電器3から供給される電力、または充放電器3Aから供給される電力を利用して動作する。
制御装置9Aは、充放電器1、充放電器3および充放電器3Aと通信線で接続される。ユーザは、制御装置9Aを用いて、充放電器1、充放電器3および充放電器3Aの運転状態のモニタ、および運転モードの変更などを行うことができる。制御装置9Aは、HEMS制御用のコントローラで実現してもよい。
制御装置9Aは、充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値、および充放電器3Aの買電電力の設定値であるzWのzの値を知っている。充放電器1の買電電力の設定値であるxWのxの値、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値、および充放電器3Aの買電電力の設定値であるzWのzの値は、たとえば、制御装置9Aが、充放電器1、充放電器3および充放電器3Aから受信して、制御装置9Aに記憶されている。
制御装置9Aは、ユーザによる蓄電池31または蓄電池31Aの放電を優先させる操作を受け付けると、充放電器1の買電電力の設定値のxWからx´´Wへの変更を充放電器1へ指示する。x´´Wのx´´の値は、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値よりも大きな値であり、充放電器3Aの買電電力の設定値であるzWのzの値よりも大きな値である。
充放電器1の制御回路13は、買電電力の設定値のxWからx´´Wへの変更の指示を受け付けると、買電電力の設定値をxWからx´´Wに変更する。
本実施の形態によれば、動力用電池21の放電よりも蓄電池31および蓄電池31Aの放電が優先される。3つの充放電器1,3,3Aにおける、動力用電池21、蓄電池31または蓄電池31Aの放電による家庭内負荷8への電力の供給の優先順位を設定することができる。電気自動車2の動力用電池21に蓄えられた電力をできるだけ多く残しておきたいといったユーザの要求などに対応することができる。
本実施の形態によれば、1つの蓄電池31Aおよび充放電器3Aが充放電システム10Aに追加されていたが、2つ以上の蓄電池および蓄電池用充放電器を充放電システム10Aに追加することもできる。充放電システム10Aに、1つ以上の電気自動車および電気自動車用充放電器を追加することもできる。買電電力の設定値が分からない電気自動車用充放電器または蓄電池用充放電器がある場合には、他の電気自動車用充放電器および蓄電池用充放電器による放電を止めて、図5の処理と同様に、1つの電気自動車用充放電器または蓄電池用充放電器が買電電力の設定値が分からない電気自動車用充放電器または蓄電池用充放電器の買電電力の設定値を推測することもできる。
以上の説明した例では、充放電器1の制御回路13が買電電力の設定値を変更したが、これに限らず、充放電器3の制御回路34が、買電電力の設定値を変更してもよく、充放電器3Aの制御回路34Aが、買電電力の設定値を変更してもよい。すなわち、充放電器3の制御回路34と、充放電器3Aの制御回路34Aとが、充放電器1の制御回路13と同様の機能をそれぞれ備えて、制御装置9Aからの指示によって、充放電器3の買電電力の設定値であるyWのyの値、および充放電器3Aの買電電力の設定値であるzWのzの値も変更できるようにしてもよい。これにより、充放電システム10Bは、蓄電池31と蓄電池31Aとの放電の優先順位も設定することができる。
本実施の形態では、電流センサを3つ設けていたが、電流センサを1つだけ設けて、1つの電流センサの検出結果を、制御回路13と制御回路34と制御回路34Aとで直接やり取りするようにしてもよく、制御回路13と制御回路34と制御回路34Aとで制御装置9Aを介してやり取りするようにしてもよい。
次に、上述した各実施の形態における制御回路のハードウェア構成について説明する。図11は、上述した各実施の形態における制御回路のハードウェア構成の一例を示す図である。
制御回路13,34,34Aは、制御回路13,34,34Aの外部からの情報が入力される入力回路および情報を制御回路13,34,34Aの外部へ出力する出力回路を含む入出力インタフェース回路201と、プロセッサ202と、メモリ203とを備える。入出力インタフェース回路201は、外部から受信した情報をメモリ203に送る。メモリ203は、入出力インタフェース回路201から受け取った情報を記憶する。また、メモリ203にはコンピュータプログラムが記憶されている。プロセッサ202は、メモリ203に記憶されているコンピュータプログラムを読み出し、メモリ203に記憶されている情報に基づいて演算処理を行う。プロセッサ202による演算結果を示す演算結果情報は、メモリ203に送られる。入出力インタフェース回路201は、メモリ203に記憶されている情報を外部に送る。
入出力インタフェース回路201は、通信部102,103の一部を実現する。プロセッサ202は、制御部101を実現する。メモリ203は、記憶部104を実現する。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略および変更することも可能である。
1 電気自動車用充放電器、2 電気自動車、3,3A 蓄電池用充放電器、4,5,5A 表示器、6 分電盤、7 系統電源、8 家庭内負荷、9,9A 制御装置、10,10A,10B 充放電システム、11,32,32A コンバータ回路、12,33,33A インバータ回路、13,34,34A 制御回路、14,35,35A 電流センサ、21 動力用電池、31,31A 蓄電池、101,401,901 制御部、102,103,403,903 通信部、104,405,905 記憶部、111 受付部、112 設定部、113 監視部、114 放電制御部、115 変更部、116 推測部、201 入出力インタフェース回路、202 プロセッサ、203 メモリ、402,902 表示部、404,406,904,906 操作部。
Claims (5)
- 放電により負荷への電力の供給が可能な第1の蓄電池および第2の蓄電池のうち、どちらの放電を優先させるかの指示を受け付ける受付部と、
系統電源から前記負荷へ供給される電力が第1の閾値を超えると前記第1の蓄電池の放電を開始させる放電制御部と、
前記受付部が前記指示を受け付けると、前記指示と前記第2の蓄電池の放電が開始される前記系統電源から前記負荷へ供給される電力の閾値である第2の閾値とに基づいて前記第1の閾値を変更する変更部とを備える
ことを特徴とする充放電器。 - 前記系統電源から前記負荷へ供給される電力を監視する監視部を備え、
前記放電制御部は、前記監視部による監視結果に基づいて、前記第1の蓄電池の放電を開始させる
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電器。 - 前記放電制御部が前記第1の蓄電池の放電を止めているときの、前記監視部による監視結果に基づいて、前記第2の閾値を推定する推定部を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の充放電器。 - 放電により負荷への電力の供給が可能な第1の蓄電池の充放電を制御する充放電器に、前記第1の蓄電池の放電が開始される系統電源から前記負荷へ供給される電力の閾値である第1の閾値が設定され、
放電により前記負荷への電力の供給が可能な第2の蓄電池の充放電を制御する他の充放電器に、前記第2の蓄電池の放電が開始される前記系統電源から前記負荷へ供給される電力の閾値である第2の閾値が設定されており、
前記第1の蓄電池および前記第2の蓄電池のうち、どちらの放電を優先させるかの操作を受け付けると、前記第2の閾値に基づく前記第1の閾値の変更を前記充放電器へ指示する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置。 - 第1の蓄電池の充放電を制御する充放電器と、
請求項4に記載の制御装置とを備え、
前記充放電器は、
前記制御装置からの前記指示に基づいて、前記第1の閾値を変更する変更部を備える
ことを特徴とする充放電システム。
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