JP2019118178A - エネルギーマネージメントシステム - Google Patents
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Abstract
Description
そして、得られた熱エネルギーを、空調機器への熱供給や、暖機などの熱需要に利用することが示唆されている。
ここで、電力(電気エネルギー)の利用効率を考えると、電力の利用の仕方に改善の余地がある。
蓄熱手段と、
蓄冷手段と、
コントローラと、を有するエネルギーマネージメントシステムであって、
前記コントローラは、
前記エネルギーマネージメントシステムに入力された電力を、
前記バッテリの充電状態と、前記蓄熱手段の蓄熱状態と、前記蓄冷手段の蓄冷状態とを参照して、前記バッテリと前記蓄熱手段と前記蓄冷手段との間で配分する構成とした。
図1は、エネルギーマネージメントシステム1の概略図である。
車両制御装置16は、制御装置11よりも上位の制御装置である。車両制御装置16は、車両の状態に応じて、車両の走行制御を含む車両全体の制御を行う。
制御装置11は、エネルギー情報を車両制御装置16に出力する。
エネルギー情報には、後記する蓄熱手段(蓄冷器61、蓄熱器62)で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの量(電力量)を示す情報と、バッテリ12で化学エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの量(電力量)を示す情報が含まれる。
この電力供給源17として、車両駆動用のモータ、オルタネータ、フライホイール、その他の車載発電機が例示される。
ここで、バッテリ12として、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池などが例示される。
なお、電力(電気エネルギー)を化学エネルギーとして蓄えることができ、蓄えられた化学エネルギーを電力として出力できるものであれば、他のものであっても良い。
(a)バッテリ12のSOC(充電率:State of charge)を示す情報。
(b)バッテリ12のSOP(充放電可能電力:State of power)を示す情報。
(c)バッテリ12の温度を示す情報。
なお、バッテリ12が48Vまたは200V系のバッテリである場合には、必要に応じて出力が降圧された後に電気デバイス5に供給される。
電気デバイス5として、車両用の空調システム7を制御するための空調制御装置50、前照灯制御装置51などが、例示される。
なお、図1において、符号E−DEV_5n(nは、2以上の任意の整数)で示したものも、電気デバイス5である。
さらに、熱変換デバイス6には、電気熱変換器9(図2参照)が含まれており、この電気熱変換器9として、車両用の空調システム7の熱交換媒体M2、M3の加熱/冷却が可能なペルチェ熱交換器90が例示される。
なお、図1において、符号T−DEV_6n(nは、5以上の任意の整数)で示したものも、熱変換デバイス6である。
そのため、制御装置11は、熱エネルギーと電気エネルギーをマネージメントするシステム(Thermal and Electric Energy Management System)のコントローラである。
これにより、バッテリ12に配分された電気エネルギーは、化学エネルギーとしてバッテリ12に蓄えられて、必要なときに電気エネルギーとして取り出せるようになる。
(a)各電気デバイス5の電気消費情報、(b)バッテリ12の状態を示す情報、
(c)各熱変換デバイス6が生成した熱エネルギーを蓄熱する蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)の状態を示す情報。
バッテリ12のSOPは、バッテリ12に対する入出力が可能な電流値や電圧値の最大値であり、バッテリ12のSOCに応じて変わる変数である。
蒸発器71と凝縮器72との間には、圧縮機73が設けられている。圧縮機73は、熱交換媒体M1を圧縮して、高温高圧の熱交換媒体M1を調製し、調製した熱交換媒体M1を凝縮器72に供給する。
凝縮器72では、熱交換媒体M1が、熱交換媒体M2との熱交換により、高温高圧の気体状態から高温の液体状態に凝縮する。さらに、凝縮器72を通流する熱交換媒体M2が、熱交換媒体M1との熱交換により加熱される。
ここで、蓄熱材として、水、不凍液、パラフィンなどを用いることができる。蓄熱材は、流動性があるものが好ましく、相変化するものでも良い。
リキッドタンク74は、凝縮器72で凝縮した熱交換媒体M1を溜めると共に、熱交換媒体M1を気液に分離する。
膨張弁75は、リキッドタンク74側から供給される熱交換媒体M1を減圧する。
これにより、熱交換媒体M1は、液体状態から気体状態になる。
さらに、蒸発器71では、熱交換媒体M3が、熱交換媒体M1が蒸発する際の気化熱で冷却される。
ここで、蓄冷材として、例えば、水、パラフィンを用いることができる。
よって、熱交換媒体M1は、圧縮と膨張を繰り返しながら、循環路70内を循環する。
循環路80A内の熱交換媒体M2は、ポンプPの吐出圧で、循環路80A内を通流する。
暖房機器76(ヒータコア)には、凝縮器72側から高温の熱交換媒体M2が供給される。暖房機器76では、熱交換媒体M2の持つ熱エネルギーで、空調用の空気が加熱される。
第2温熱回収器87は、エンジン、マフラー(排気ガス)の排熱や、外気の熱を利用して、循環路82Aを通流する熱交換媒体M2を加熱する。
これにより、利用されずに捨てられることの多い熱エネルギーの一部が、熱交換媒体M2に回収される。
温水ヒータ64は、バッテリ12から供給される電力、および/または車両の減速走行時などに生成される回生電力によりヒータを駆動して、熱交換媒体M2を加熱する。
制御装置11は、以下の条件を満たすようにするために、分配器85Aを制御して、循環路80Aの連絡先を循環路81A、82A、83A、84Aの間で切り替える。
(b)凝縮器72での熱交換で加熱された熱交換媒体M2が、暖房機器76での空調空気の加熱に必要な温度になる。
(c)暖房機器76を通過した後の熱交換媒体M2の温度が、蓄熱器62での蓄熱温度よりも高くなる。
(d)凝縮器72での熱交換で冷却された熱交換媒体M1が、蒸発器71での蒸発に適したより低い温度になる。
蓄熱器62では、熱交換媒体M2の熱量が蓄熱材に蓄熱される。
循環路80B内の熱交換媒体M3は、ポンプPの吐出圧で、循環路80B内を通流する。
冷房機器77(クーラコア)には、蒸発器71側から低温の熱交換媒体M3が供給される。冷房機器77では、低温の熱交換媒体M3が持つ熱エネルギーにより、空調用の空気が冷却される。
第2冷熱回収器89は、車室内を冷やしたのちに車外に排気される空気(冷換気)の熱量を利用して、熱交換媒体M3を冷却する。
これにより、車室内の冷房に用いられた熱エネルギーの一部が熱交換媒体M3に回収される。
制御装置11は、以下の条件を満たすようにするために、分配器85Bを制御して、循環路80Bの連絡先を循環路81B、82B、83Bの間で切り替える。
(b)蒸発器71での熱交換で冷却された熱交換媒体M3が、冷房機器77での空調空気の冷却に必要な温度になる。
(c)冷房機器77を通過した後の熱交換媒体M3の温度が、蓄冷器61での蓄冷温度よりも低くなる。
(d)蒸発器71で熱交換された後の熱交換媒体M1が、圧縮機73での圧縮に適したより高い温度になる。
蓄冷器61では、熱交換媒体M3の熱量が蓄冷材(図示せず)に蓄冷される。
図3は、ペルチェ熱交換器90を説明する図であり、(a)は、ペルチェ素子の原理図であり、(b)ペルチェ熱交換器90の構成を説明する図である。
ペルチェ素子では、P型とN型の半導体に電流を流すと熱の移動が起こり、一方の電極に接したセラミック面が吸熱し、他方の電極に接したセラミック面から放熱が起こる。
このペルチェ熱交換器90では、ペルチェ素子への通電により、吸熱側の循環路83Bを通流する熱交換媒体M3が、冷熱交換により冷却され、発熱側の循環路83Aを通流する熱交換媒体M2が、温熱交換により加温される。
ペルチェ熱交換器90は、通電により、熱交換媒体M2の加熱と熱交換媒体M3の冷却を同時に行うことができる。そのため、ペルチェ熱交換器90では、電気エネルギーから、低温の熱エネルギーと高温の熱エネルギーへの変換が同時に行われるようになっている。
そのため、エネルギーマネージメントシステム1では、ペルチェ熱交換器90から出力された電力で、電気デバイス5の駆動、バッテリ12の充電、他の熱変換デバイス6の駆動などを行える。
そして、さまざまな機器からの排熱と、電気系統で発生する回生電力や余剰電力が、高温の熱エネルギーとして蓄熱器62に蓄えられる。
そして、外気や車室からの冷換気から回収した冷熱と、電気系統で発生する回生電力や余剰電力が、低温の熱エネルギーとして蓄冷器61に蓄えられる。
さらに、電気熱変換器9がペルチェ熱交換器90である場合には、蓄熱器62と蓄冷器61で蓄えられた熱エネルギーから、電気エネルギーを取り出して、利用できるようになっている。
なお、以下においては、車両Vが電気自動車であるとして説明をするが、車両Vは、エンジンとモータMの両方を備えるハイブリッド車両であっても良い。ハイブリッド車両の場合には、図4において破線で囲ったエンジンがモータMに付設されることになる。
図4に示すように、車両Vでは、モータMとバッテリ12との間にコンバータ18が設けられている。
コンバータ18は、直流を可変電圧、可変周波数の交流に変換するインバータの機能と、交流を可変電圧の直流に変換する整流器の機能を備えている。
コンバータ18は、車両Vの減速走行時(回生時)には、車両制御装置16からの指令に基づいて、モータMでの発電を制御する。
バッテリ12に入力された電力(電気エネルギー)は、化学エネルギーとして蓄えられる。
熱変換デバイス6に入力された電力(電気エネルギー)は、熱エネルギーに変換されて、蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)に蓄えられる。そして、蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)に蓄えられた熱エネルギーは、車両用の空調システム7において、空気の加熱や冷却に主として利用される。
図5は、制御装置11による電力(電気エネルギー)の配分を説明する図であって、バッテリ12と、蓄冷器61(蓄冷デバイス)と蓄熱器62(蓄熱デバイス)との間での回生電力(電気エネルギー)配分を説明する図である。
蓄冷器61は、蓄冷材の温度や量(冷水量)を示す情報を、制御装置11に出力する。
蓄熱器62は、蓄熱材の温度や量(温水量)を示す情報を、制御装置11に出力する。
制御装置11は、蓄熱器62から入力された情報(蓄熱材の温度、量)から、蓄熱器62の現時点の蓄熱量を特定する。
続いて、制御装置11は、蓄熱器62における蓄熱量の上限値と、現時点の蓄熱量との差(受入可能熱エネルギー)を算出する。
なお、この必要電力は、駆動する熱変換デバイス6の種類や組み合わせに応じて変化する。
制御装置11は、入力される電力(回生電力)の情報と、バッテリのSOCおよびSOPと、蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)の受入可能電力とから、入力された電力のバッテリ12と熱変換デバイス6(電気熱変換器9)との間での配分を決定する。
空調制御装置50は、制御目標値の入力を受けて、空調システム7が備える圧縮機73やファン(図示せず)などの空調デバイスを制御して、車両の空調を制御する。
図6は、車両の走行状態の変化と、電力(電気エネルギー)の配分との関係を説明するタイムチャートである。
これにより、モータMが発電した電力(電気エネルギー)が、エネルギーマネージメントシステム1に入力される。
この上限値SOP_limは、バッテリ12のSOCに応じて決まる変数である。
本実施形態では、超えた分の電力で熱変換デバイス6を駆動して、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで、電力が利用されずに廃棄されないようにしている。
かかる場合、車両Vが長い下り坂に進入した時点t6から、モータMが発電した電力(電気エネルギー)が、エネルギーマネージメントシステム1に入力される。
そのため、制御装置11は、バッテリ12の充電率(SOC)が、充電率の上限値SOC_limを超えた時点(時刻t7)で、バッテリ12の充電を終了する。
そして、時刻t7以降、制御装置11は、モータMから入力される電力で、熱変換デバイス6を駆動して、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。
そして、この熱変換デバイス6の駆動は、車両が力行を開始する時点t8まで継続される。
本実施形態では、モータMから入力される電力で、熱変換デバイス6を駆動して、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで、電力が利用されずに廃棄されないようにしている。
これにより、バッテリ12と熱変換デバイス6で電気エネルギーを吸収して、有効に活用するので、エネルギーマネージメントシステム1での電力の消費効率(電費)を改善できる。
そのため、本実施形態にかかるエネルギーマネージメントシステム1では、入力された電力(電気エネルギー)が、バッテリ12と、蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)との間で平準化して蓄えられる。
(a)制御装置11が、バッテリ12の充電状態(SOC、SOP)、蓄熱器62での蓄熱状態、蓄冷器61での蓄冷状態、電気デバイス5の電気負荷、熱変換デバイス6(空調システム7、温水ヒータ64など)の熱負荷を示す情報を、取得する。
(b)制御装置11が、取得した情報に基づいて、バッテリ12や蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)の能力を最大限利用できるようにしつつ、入力された電力(電気エネルギー)の配分を決定する。
(a)利用されることなく捨てられる排熱や冷熱の回収。(b)入力された電力(電気エネルギー)のうち、捨てられてしまう電力(電気エネルギー)の総量抑制。
これにより、入力された電力(電気エネルギー)の配分を、エネルギーマネージメントシステム1の全体の状態を考慮して判断するので、エネルギーマネージメントの機能価値が最大限、引き上げられている。
一般的な傾向として、エンジン回転数が高い高速領域や、エンジン回転数が低い低速領域よりも、中速領域のほうが、比較的に低燃費となる。
また、同じエンジン回転数rでは、トルクが高いほど燃費が良くなり、トルクが低いほど、燃費が悪くなる。
そのため、図7の(a)では、領域Aが最も燃費の良い領域であり、領域Aから遠ざかるにつれて燃費が悪化する。
従来例にかかる車両では、何れの場合でも、燃費悪くなる領域(楕円における左斜め下の領域)を使用して、車両の走行を制御する必要がある。
具体的には、エンジン効率マップにおける燃費の悪い領域において、モータの駆動力とエンジンの駆動力の両方、またはモータの駆動力のみで車両を走行させるようにする。
そうすると、燃費の悪い領域でのエンジンの駆動(負荷)を抑制して、燃費の良い領域でエンジンを駆動できるので(図7の(b)、エンジン走行域参照)、燃費の改善が可能になる。
バッテリは、電圧が大きくなるほど出力が大きくなるが、バッテリ自体が大型化する。
前記したように、エネルギーマネージメントシステム1では、ペルチェ熱交換器90が、蓄熱器62と蓄冷器61に蓄えられた熱エネルギーを変換して電気エネルギーを出力できるようになっている。
よって、出力が小さい12V系のバッテリであっても、バッテリ12のSOC(充電率)が足りなくなることを防止できるので、出力の大きいバッテリに載せ換えることなく車両における電力需要を賄うことができる。
図8は、熱変換デバイス6が温水ヒータ64である場合を説明する図である。
温水ヒータ64は、貯留された水を加熱するヒータ64aを有している。温水ヒータ64は、コンバータ18やバッテリ12から供給される電力(電気エネルギー)により駆動して、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。
温水ヒータ64に貯留された温水は、空調システム7の暖房機器76と熱交換可能となっており、温水ヒータ64は、空調システム7に対する温熱の供給源となる。
制御装置11は、温水ヒータ64からの情報と、バッテリ12のSOC、SOPに基づいて、エネルギーマネージメントシステム1側で受け入れ可能な電力(受入可能電力)を決定し、車両制御装置16に出力する。
制御装置11は、入力される電力(回生電力)の情報と、バッテリのSOCおよびSOPと、温水ヒータ64に貯留された温水の温度、液量などを示す情報から、入力された電力のバッテリ12と温水ヒータ64との間での配分を決定する。
かかる場合には、バッテリ12のSOCやSOPを超える過剰電力がエネルギーマネージメントシステム1に入力されることがある。
このような場合に、バッテリ12の受け入れキャパシティを超える過剰電力を、熱変換デバイス6側(例えば、温水ヒータ64)で熱として回収できるので、廃棄エネルギーを回収して、エネルギーマネージメントシステム1全体でのエネルギー効率を向上させることができる。
電気ヒータ63は、デシカントシステム14の吸湿材141に付設されており、電気ヒータ63は、吸湿材141を加熱可能に設けられている。
吸湿材141は、水分の吸着と、加熱による水分の脱着が可能な素材である。例えば、ゼオライトのように無機系の材料のみならず、活性炭や、無機系や有機系の高分子材料も吸湿材141として利用可能である。
制御装置11は、電気ヒータ63からの情報と、バッテリ12のSOC、SOPに基づいて、エネルギーマネージメントシステム1側で受け入れ可能な電力(受入可能電力)を決定し、車両制御装置16に出力する。
制御装置11は、入力される電力(回生電力)の情報と、バッテリのSOCおよびSOPと、吸湿材141の温度、吸湿量を示す情報から、入力された電力のバッテリ12と電気ヒータ63との間での配分を決定する。
図10は、モータM側から入力された電力(電気エネルギー)の配分比を説明する図である。
例えば、電気エネルギーを、空調システム7の蓄冷器61および蓄熱器62と、デシカントシステム14の電気ヒータ63との間で配分する場合には、予め決められた所定の比率で配分しても良いが、配分の比率を外部環境に応じて変更するようにしても良い。
冷房の需要が少ない冬季においては、蓄冷器61に低温の熱エネルギーを蓄えておいても、低温の熱エネルギーは、ほとんど使用されることがないので無駄になってしまうことが多い。
そのため、冬季のように低温の環境下では、蓄冷器61への配分をゼロ(=0%)とし、蓄熱器62への配分を多くする(例えば90%)ことで、熱エネルギーを無駄にすることなく、暖房需要に確実に応えられるようにすることができる。
また、高温多湿の環境下では、例えば、蓄熱器62への配分をゼロ(=0%)とし、蓄冷器61への配分を70%とし、デシカントシステム14への配分を30%とすることで、冷房需要と除湿需要の両方に応えることができる。
なお、ここで挙げた配分比は一例であり、適宜、好適な配分比を設定可能である。
この場合にも、外部環境に応じて、蓄熱器62への配分と、蓄冷器61への配分と、デシカントシステム14への配分を調整することで、暖房需要と冷房需要と除湿需要に適切に応えることが可能になる。
バッテリ12と、蓄熱器62(蓄熱手段)と、蓄冷器61(蓄冷手段)と、制御装置11(コントローラ)と、を有する。
制御装置11は、エネルギーマネージメントシステム1に入力された電力を、
バッテリ12の充電状態(SOC、SOP)と、蓄熱器62への蓄熱状態と、蓄冷器61への蓄冷状態とを参照して、バッテリ12と、蓄熱器62と、蓄冷器61との間で配分する。
そのため、バッテリ12のSOCが上限に達して、電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄えることができない場合であっても、電気エネルギーを熱エネルギーとして蓄えることができる。
よって、エネルギーマネージメントシステム1に入力された電気エネルギーを無駄に捨てることなく、エネルギーマネージメントシステム1の全体で使用できる。
よって、バッテリ12と蓄熱器62と蓄冷器61で受け入れ可能な電力量を最大限利用して、電気エネルギーを、化学エネルギーまたは熱エネルギーとして蓄えることができる。
(2)制御装置11は、バッテリ12の充電状態(SOC、SOP)に応じて決まる使用電力と、蓄熱器62の蓄熱状態に応じて決まる使用電力と、蓄冷器61の蓄冷状態に応じて決まる使用電力とを参照して、エネルギーマネージメントシステム1に入力可能な電力の最大値を算出する。
制御装置11は、算出した最大値に応じて電力供給源17から入力された電力を、バッテリ12と蓄熱器62と蓄冷器61との間で配分する。
蓄熱器62の蓄熱状態に応じて決まる使用電力は、蓄熱器62で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの量(電力量)である。
蓄冷器61の蓄冷状態に応じて決まる使用電力は、蓄冷器61で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの量(電力量)である。
制御装置11は、算出した最大値を車両制御装置16に出力し、車両制御装置16は、コンバータ18を制御して、エネルギーマネージメントシステム1に入力される電力が、算出された最大値となるようにする。
これにより、電力供給源17から入力された電力(電気エネルギー)を、バッテリ12と蓄熱器62と蓄冷器61の受け入れ可能な容量を利用して配分できるので、入力された電力を無駄にすることなくエネルギーマネージメントシステム1で蓄えることができる。
(3)バッテリ12の充電状態に応じて決まる使用電力は、バッテリ12に充電可能な最大電力であり、バッテリ12で化学エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの最大量(最大電力量)である。
蓄熱器62の蓄熱状態に応じて決まる使用電力は、蓄熱器62に投入可能な最大電力であり、蓄熱器62で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの最大量(最大電力量)である。
蓄冷器61の蓄冷状態に応じて決まる使用電力は、蓄冷器61に投入可能な最大電力であり、蓄冷器61で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの最大量(最大電力量)である。
(4)エネルギーマネージメントシステム1は、デシカントシステム14と、温水ヒータ64をさらに備えている。
制御装置11は、デシカントシステム14、温水ヒータ64の状態に応じて決まる使用電力をさらに参照して、エネルギーマネージメントシステム1に投入可能な電力の最大値を算出する。
制御装置11は、算出した最大値に応じて電力供給源17から入力された電力を、バッテリ12と蓄熱器62と蓄冷器61とデシカントシステム14(電気ヒータ63)と温水ヒータ64との間で配分する。
さらに、エネルギーマネージメントシステム1では、バッテリ12、空調システム7の蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)、温水ヒータ64、そしてデシカントシステム14の電気ヒータ63が、キーコンポーネントとなっている。そして、これらキーコンポーネントでの電気エネルギー、熱エネルギーを統合的にマネージメントするので、電力供給源17から入力された電力を、捨てることなく有効に活用できる。
(5)エネルギーマネージメントシステム1は、
バッテリ12の電力で駆動する電気デバイス5と、
蓄熱器62および/または蓄冷器61に蓄積された熱エネルギーを利用して駆動する空調システム7(熱デバイス)と、をさらに備えている。
制御装置11は、電気デバイス5の使用電力(電気負荷)と、空調システム7の使用熱量に応じて決まる使用電力とをさらに参照して、エネルギーマネージメントシステム1に入力可能な電力の最大値を算出する。
すなわち、電気デバイスや熱デバイスの負荷を考慮して、電力供給源17から入力される電力が決まるので、入力された電力をより有効に利用できる。
さらに、電気デバイスや熱デバイスの負荷を考慮して、入力された電力が配分されるので、入力された電力を効率よく利用できる。
(6)制御装置11は、入力された電力の配分を、外部環境の状態に応じて調整する。
また、高温となる夏季には、蓄熱器62に蓄熱される熱エネルギーが、蓄冷器61に蓄冷される熱エネルギーよりも少なくなるように配分比率を調整する。
冬季と夏季では、外部環境が大きく異なるので、入力された電力の配分を、外部環境の状態に応じて調整することで、暖房需要や冷房需要に確実に応えられるようにすることができる。
(7)蓄熱器62に蓄熱される熱エネルギーと、蓄冷器61に蓄冷される熱エネルギーを通電により同時に生成するペルチェ熱交換器90(電気熱変換器)をさらに有している。
高温の熱エネルギーを生成する熱交換器と、低温の熱エネルギーを生成する熱交換器を個別に用意する必要がないので、エネルギーマネージメントシステム1の大型化を好適に防止できる。
熱変換デバイス6のひとつであるペルチェ熱交換器90に配分された電気エネルギーは、熱エネルギーに変換されたのちに蓄熱機器(蓄冷器61、蓄熱器62)に蓄えられて、必要なときに、熱エネルギーまたは電気エネルギーとして取り出せるようになる。
これにより、エネルギーマネージメントシステム1の中で、電気エネルギーと熱エネルギーとを相互に融通できる。また、エネルギーマネージメントシステム1に入力された電気エネルギーを無駄に捨てることなく、エネルギーマネージメントシステム1の全体で、電力供給源17からの入力された電力(電気エネルギー)を有効に使用できる。
(8)エネルギーマネージメントシステム1は、蓄熱器62(蓄熱手段)と、蓄冷器61(蓄冷手段)と、制御装置11(コントローラ)と、を有する。
制御装置11は、エネルギーマネージメントシステム1への入力された電力を、蓄熱器62に投入可能な最大電力と、蓄冷器61に投入可能な最大電力とを参照して、蓄熱器62と蓄冷器61との間で配分する。
蓄熱器62に投入可能な最大電力は、蓄熱器62で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの最大量(最大電力量)である。
蓄冷器61に投入可能な最大電力は、蓄冷器61で熱エネルギーに変換して蓄えることができる電気エネルギーの最大量(最大電力量)である。
11 制御装置
12 バッテリ
14 デシカントシステム
141 吸湿材
15 車両情報ネットワーク
16 車両制御装置
17 電力供給源
18 コンバータ
5 電気デバイス
50 空調制御装置
51 前照灯制御装置
6 熱変換デバイス
61 蓄冷器
62 蓄熱器
63 電気ヒータ
64 温水ヒータ
64a ヒータ
7 空調システム
70 循環路
71 蒸発器
72 凝縮器
73 圧縮機
74 リキッドタンク
75 膨張弁
76 暖房機器
77 冷房機器
8 切替機構
80A、80B 循環路
81A、81B 循環路
82A、82B 循環路
83A、83B 循環路
84A 循環路
85A、85B 分配器
86 第1温熱回収器
87 第2温熱回収器
88 第1冷熱回収器
89 第2冷熱回収器
9 電気熱変換器
90 ペルチェ熱交換器
M モータ
M1、M2、M3 熱交換媒体
P ポンプ
V 車両(電気自動車、ハイブリッド車両)
蓄熱手段と、
蓄冷手段と、
コントローラと、を有するエネルギーマネージメントシステムであって、
前記コントローラは、
前記エネルギーマネージメントシステムに入力された電力を、
前記バッテリの充電量及び充放電可能電力と、前記蓄熱手段の蓄熱状態と、前記蓄冷手段の蓄冷状態とを参照して、電力供給源から入力された電力が前記バッテリの充放電可能電力よりも大きくなった場合は、前記充放電可能電力を超えた電力分を前記蓄熱手段と前記蓄冷手段に配分する構成とした。
蓄熱手段と、
蓄冷手段と、
コントローラと、を有するエネルギーマネージメントシステムであって、
前記コントローラは、
前記バッテリの充電量及び充放電可能電力と、前記蓄熱手段の蓄熱状態と、前記蓄冷手段の蓄冷状態とを参照して、
前記充電量が上限に達していないときに、電力供給源から前記エネルギーマネージメントシステムに入力された回生電力が、前記バッテリの充放電可能電力よりも大きくなった場合は、前記入力される回生電力を、前記バッテリと、前記蓄熱手段および前記蓄冷手段に配分し、
前記蓄熱手段と前記蓄冷手段では、充放電可能電力を超えた電力分が配分される構成とした。
Claims (8)
- バッテリと、
蓄熱手段と、
蓄冷手段と、
コントローラと、を有するエネルギーマネージメントシステムであって、
前記コントローラは、
前記エネルギーマネージメントシステムに入力された電力を、
前記バッテリの充電状態と、前記蓄熱手段の蓄熱状態と、前記蓄冷手段の蓄冷状態とを参照して、前記バッテリと前記蓄熱手段と前記蓄冷手段との間で配分することを特徴とするエネルギーマネージメントシステム。 - 前記コントローラは、
前記バッテリの充電状態に応じて決まる使用電力と、前記蓄熱手段の蓄熱状態に応じて決まる使用電力と、前記蓄冷手段の蓄冷状態に応じて決まる使用電力とを参照して、前記エネルギーマネージメントシステムに入力可能な電力の最大値を算出し、
前記算出した最大値に応じて電力供給源から入力された電力を、前記バッテリと前記蓄熱手段と前記蓄冷手段との間で配分することを特徴とする請求項1に記載のエネルギーマネージメントシステム。 - 前記バッテリの充電状態に応じて決まる使用電力は、前記バッテリに充電可能な最大電力であり、
前記蓄熱手段の蓄熱状態に応じて決まる使用電力は、前記蓄熱手段に投入可能な最大電力であり、
前記蓄冷手段の蓄冷状態に応じて決まる使用電力は、前記蓄冷手段に投入可能な最大電力であることを特徴とする請求項2に記載のエネルギーマネージメントシステム。 - 前記エネルギーマネージメントシステムは、デシカントシステムをさらに備えており、
前記コントローラは、
前記デシカントシステムの状態に応じて決まる使用電力をさらに参照して、前記エネルギーマネージメントシステムに投入可能な電力の最大値を算出し、
前記算出した最大値に応じて電力供給源から入力された電力を、前記バッテリと前記蓄熱手段と前記蓄冷手段と前記デシカントシステムとの間で配分することを特徴とする請求項3に記載のエネルギーマネージメントシステム。 - 前記エネルギーマネージメントシステムは、
前記バッテリの電力で駆動する電気デバイスと、
前記蓄熱手段および/または前記蓄冷手段に蓄積された熱エネルギーで駆動する熱デバイスと、をさらに備えており、
前記コントローラは、
前記電気デバイスの使用電力と、前記熱デバイスの使用熱量に応じて決まる使用電力とさらに参照して、前記エネルギーマネージメントシステムに入力可能な電力の最大値を算出することを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。 - 前記コントローラは、
前記入力された電力の配分を、外部環境の状態に応じて調整することを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。 - 前記蓄熱手段に蓄熱される熱エネルギーと、前記蓄冷手段に蓄冷される熱エネルギーを、電気エネルギーから同時に生成する電熱変換器をさらに有していることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。
- 蓄熱手段と、
蓄冷手段と、
コントローラと、を有するエネルギーマネージメントシステムであって、
前記コントローラは、
前記エネルギーマネージメントシステムに入力された電力を、
前記蓄熱手段に投入可能な最大電力と、前記蓄冷手段に投入可能な最大電力とを参照して、前記蓄熱手段と前記蓄冷手段との間で配分することを特徴とするエネルギーマネージメントシステム。
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