JP2020099184A - データ処理装置、充放電装置及びデータ処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態1の充放電システム1について、以下に説明する。なお、本明細書において「充放電装置」(例:充放電装置10)とは、(1)充電及び放電の両方を行うことが可能な充放電装置、(2)充電のみを行う充電装置、並びに、(3)放電動作のみを行う放電装置のいずれかの装置を指す。換言すれば、本明細書における充放電装置は、充放電装置、充電装置及び放電装置を含む概念である。また、本明細書において「充放電」は、充電及び放電の両方の動作を包括的に含む。つまり、本明細書の「充放電」は、充電及び放電の少なくともいずれかの動作を指す。
図1は、充放電システム1の一例を概略的に示す図である。充放電システム1は、充放電装置10、分電盤20、電動車両200、EMS(Energy Management System)コントローラ300(上位装置)、及び商用電力系統410を含む。EMSコントローラ300は、指令所400に接続されている。
充放電装置10は、車載蓄電池210の充放電を制御する。一例として、充放電装置10は、EMSコントローラ300からの指示に基づき、車載蓄電池210の充放電を行う。あるいは、充放電装置10は、電動車両200からの指示に基づき、車載蓄電池210に対する充放電を行ってもよい。また、充放電装置10は、ユーザによる入力操作に基づき、車載蓄電池210に対する充放電を行ってもよい。
車種推定部120は、電動車両200の車種を推定(特定)する。図2のフローチャートにおけるステップS104の処理に対応する。以下、電動車両200の車種を、単に車種と称する。車種推定部120は、車載蓄電池210に関する複数種類の値を示し、電動車両200と充放電装置10との間の通信により予め定められたフォーマットで取得される一次データが入力される入力部としても機能する。
・規格のバージョン(規格の管理番号)
・電池耐力上限値;
・充電電圧上限値;
・電池総容量(車載蓄電池210の総容量);
・放電下限電池残容量;
・充電上限電池残容量;
・車両メーカコード;
を、示すデータが含まれうる。なお、上記残容量は、充電率(%)であってもよいし、蓄電容量(容量値)であってもよい。また、充電率は、SOC(State of Charge)とも称される。
・電池電圧の立ち上がりタイミングまでの秒数;
・電池電圧の立ち上がり波形;
・電池電圧の下りタイミングまでの秒数;
・電池電圧の下がり波形の特性;
等を記憶しておく。車種推定部120は、制御信号の出力タイミング、立ち上がりの特性を、テーブル1に記憶してあるものと一致するかによって、車種を推定できる。
データ換算部121は、テーブル1に基づく車種推定の結果に基づき、車種に対応する、車両CANデータよりも汎用化されたテーブル(以下、テーブル1’)内のデータを選択する。図2のフローチャートにおけるステップS105の換算処理の詳細に対応する。具体的には、データ換算部121は、テーブル1’を参照することで、車両CANデータを、車両CANデータよりも汎用化された二次データ(車両CANデータよりも汎用性が高い二次データ)へと換算する換算部として機能する。
図3の(b)には、テーブル1’の一例が示されている。テーブル1’に示される各データは、二次データと称されてもよい。テーブル1’は、データ換算部121によって車種毎の二次データを選択するためのルックアップテーブルとして用いられる。また、テーブル1’に示される各データは、例えば、充放電装置10の販売前の、電動車両200との接続確認実験により取得される。二次データは、テーブル1において規定されている各車種(車種1〜10)の特徴量とも称される。
・放電下限電池残容量;
・充電上限電池残容量;
・定格出力(放電)可能な下限の電池残容量;
・定格出力(充電)可能な上限の電池残容量;
・下限側の出力(放電)特性;
・上限側の出力(充電)特性;
・インターバル時間;
・ラベル;
を、示すデータが含まれうる。なお、上記残量量は充電率(%)であってもよいし、蓄電容量(容量値)であってもよい。
・充放電装置10の初期出荷時、
・タッチパネルへのユーザの入力操作時、又は、
・後述のチューニング時
に設定される。初期出荷時には、充放電装置10は、取得する車両CANデータにより、カタログ値であるか実測値であるかを特定する。また、充放電装置10は、後述するように、タッチパネルへのユーザの入力操作に代えて、サーバへの入力操作、又は、別の充放電装置から送信されたデータにより、「ラベル」の値を設定しても構わない。また、チューニング時には、充放電装置10は、電池総容量がカタログ値である場合の算出方法(後述)により、算出した推定値と、電動車両200から取得した電池総容量との差異の有無により、電池総容量が実測値であるか否かを判定しても構わない。差異が無い場合(所定範囲である場合)、実測値であると判定される。
データ生成部122は、二次データ及び電池総容量を用いて、EMSコントローラ300によって処理される各データを生成する。図2のフローチャートに示した処理手順の内、ステップS106における生成処理の詳細を示す。当該各データを示すテーブルは、テーブル2とも称される。図3の(c)には、テーブル2の一例が示されている。テーブル2の各データは、三次データと称されてもよい。
図3の(c)に示されるように、三次データには、
・車種(車種推定部120によって推定された車種);
・車載蓄電池の使用容量値(電池総容量);
・電池総容量 カタログ値or実値;
・車載蓄電池の放電可能容量値;
・車載蓄電池の放電可能残容量;
・車載蓄電池の充電可能容量値;
・車載蓄電池の充電可能残容量;
・車載蓄電池の電池残容量;
・定格出力可能な上限の電池容量;
・定格出力可能な下限の電池容量;
・上限側の出力特性;
・下限側の出力特性;
・チューニングの必要有無;
を、示すデータ(図3の(c)の値A〜M)が含まれうる。なお、「車種」には、規格とは別で定義した数値データが入力されても構わないし、車種の名称を示す文字コード(例:ASCII(登録商標)データ)が入力されても構わない。
(1)車載蓄電池の放電可能容量値[Wh](テーブル2の値Dに対応);
(2)車載蓄電池の放電可能残容量[Wh](テーブル2の値Eに対応,Wh表示);
(3)車載蓄電池の放電可能残容量[%](テーブル2の値Eに対応,%表示);
(4)車載蓄電池の充電可能容量値[Wh](テーブル2の値Fに対応);
(5)車載蓄電池の充電可能残容量[Wh](テーブル2の値Gに対応);
(6)車載蓄電池の使用容量値[Wh](テーブル2の値Bに対応);
(7)車載蓄電池の電池残容量[Wh](テーブル2の値Hに対応,Wh表示)
(8)車載蓄電池の電池残容量[%](テーブル2の値Hに対応,%表示)
という、8通りのプロパティ項目が準備されている。これらのプロパティ項目の値は、以下に示す2通りの手法によって計算できる。すなわち、データ生成部122は、例えば以下の第1の手法または第2の手法のいずれかを用いて、三次データに含まれる上記値を算出する。
電池総容量をA[Wh]、電動車両200から取得した現在の電池容量をB[Wh]、充電上限電池残容量をC[Wh]、放電下限電池残容量をD[Wh]とする。CおよびDのデータは、テーブル1’に含まれている。後述するように、Aとしては、実測値または推定値が使用されてもよい。あるいは、Aとして、カタログ値が参考値として使用されてもよい。Bは、実測値であってよい。
(1)車載蓄電池の放電可能容量値[Wh]=A−D;
(2)車載蓄電池の放電可能残容量[Wh]=B−D;
(3)車載蓄電池の放電可能残容量[%]={(B−D)/A}×100;
(4)車載蓄電池の充電可能容量値[Wh]=C;
(5)車載蓄電池の充電可能残容量[Wh]=C−B;
(6)車載蓄電池の使用容量値[Wh]=A;
(7)車載蓄電池の電池残容量[Wh]=B;
(8)車載蓄電池の電池残容量[%]=(B/A)×100;
として算出可能である。
電池総容量をA[Wh]、電動車両200から取得した現在の電池容量をB2[%]、充電上限電池残容量をC2[%]、放電下限電池残容量をD2[%]とする。なお、B2〜D2は、Aを基準として、B〜Dを%表示した数である。従って、B〜DとB2〜D2との間には、
B=(A×B2)/100;
C=(A×C2)/100;
D=(A×D2)/100;
の関係が成立する。
(1)車載蓄電池の放電可能容量値[Wh]=A×(100−D2)/100;
(2)車載蓄電池の放電可能残容量[Wh]=A×(B2−D2)/100;
(3)車載蓄電池の放電可能残容量[%]=B2−D2;
(4)車載蓄電池の充電可能容量値[Wh]=A×C2/100;
(5)車載蓄電池の充電可能残容量[Wh]=A×(C2−B2);
(6)車載蓄電池の使用容量値[Wh]=A;
(7)車載蓄電池の電池残容量[Wh]=A×B2/100;
(8)車載蓄電池の電池残容量[%]=B2;
として算出することもできる。
上記の例では、ECHONETLiteに基づく各値の算出方法について説明した。但し、本発明の一態様に係る充放電装置には、上述の通り、ECHONETLite以外の公知の通信規格が適用可能である。つまり、各通信規格において車載蓄電池210の充放電に必要となるプロパティ項目がテーブル2の項目として準備され、必要に応じてテーブル1’の値を用いて算出されればよい。換言すれば、三次データは、規格によって定められたデータ項目を含むものであればよい。また、テーブル1’の項目についても、テーブル2の項目の値を算出するのに十分な項目が準備されればよい。
三次データに含まれる「電池総容量 カタログ値or実値」(値C)は、テーブル1’の「ラベル」の値が反映される。また、三次データに含まれる「定格出力可能な上限の電池容量」、「定格出力可能な下限の電池容量」、「上限側の出力特性」及び「下限側の出力特性」の値(値I〜L)についても、テーブル1’の「定格出力可能な下限の電池残容量」、「定格出力可能な上限の電池残容量」、「下限側の出力特性」及び「上限側の出力特性」の値がそれぞれ反映される。「チューニングの必要有無」は、後述のチューニングモードのON又はOFFを設定するものである。この値(値M)の設定は、例えば、タッチパネル又はEMSコントローラ300へのユーザの入力操作により行われる。
制御回路12は、データ生成部122が生成した三次データを、EMSコントローラ300に送信する。そのため、EMSコントローラ300は、取得した三次データを用いて充放電装置10による車載蓄電池210の充放電動作を制御できる。つまり、EMSコントローラ300は、充放電装置10に、車載蓄電池210の現状に則した値で充放電制御を行わせることができる。
[各テーブルの保持]
(1)車種推定部120による車種推定に先立ち、充放電装置10には、予めテーブル1が格納(保持)されている。テーブル1内の各データは、車種推定部120が車種推定を行うための学習データとして用いられる。但し、テーブル1は、後述の通り更新可能である。
一部の電動車両200は、電池総容量を示すデータとして、当該電池総容量のカタログ値を、充放電装置10に送信する。他方、一部の電動車両200は、実測値を示すデータを充放電装置10に送信する。
テーブル1に、充放電装置10に接続された電動車両200の車種特有の値が含まれていない場合、車種推定部120は、当該電動車両200の車種を推定できない。そのため、この場合、データ換算部121は、取得した車両CANデータを車種に対応する二次データに換算できない。
一般に、充放電装置は、電動車両から取得した電池総容量、充電可能容量値又は放電可能容量値等をEMSコントローラに送信する機能を有している。この電動車両から取得する電池総容量等は、上述のように、車種によってその定義が異なる。そのため、EMSコントローラは、車載蓄電池の現状に則さない値で充放電制御を行ってしまう可能性がある。
充放電装置10又はEMSコントローラ300は、車種毎に準備した所定の制御を行うことなく、車載蓄電池210の現状に則した充放電制御を行うことができる。そのため、ソフトウェアを単純化できる。
・車載蓄電池210に効率良く充放電できる。
・電動車両200からの停止要求等を受けにくくすることができる。そのため、停止要求等に伴う、充放電装置10と電動車両200との接続及び遮断、又は、充放電装置10の出力制御を行う回数を低減させることができる。従って、これらの動作の繰り返しによる充放電装置10又は電動車両200の故障を防止できる。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。他の実施形態についても同様である。
車種推定部120は、車載蓄電池210又は電動車両200に固有の識別情報(例:電動車両200のID(車両ID))の値に基づき、車種を推定しても構わない。この場合、例えばテーブル1に、車両IDが記録されていればよい。
上記実施形態においては、充放電装置10は、制御回路12に車種推定部120、データ換算部121及び/又はデータ生成部122を備えると共に、テーブル1及び1’を記憶していた。しかしながら、車種推定部120、データ換算部121及び/又はデータ生成部122を備え、かつテーブル1及び1’を記憶する装置は、充放電装置10に限られず、充放電装置10と通信可能に接続できる外部装置であっても構わない。
充放電装置10の制御ブロック(特に制御回路12の各部)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
12 制御回路(データ処理装置)
120 車種推定部(入力部、換算部)
121 データ換算部(換算部)
122 データ生成部
200 電動車両
210 車載蓄電池(車載バッテリ)
300 EMSコントローラ(上位装置)
Claims (19)
- 電動車両の車載バッテリと接続され、
前記電動車両と充放電装置との間の信号又は通信データの授受における特性を取得する取得部と、
取得した特性に基づき、前記車載バッテリへの充放電動作を制御する前記充放電装置又は上位装置へ向けて、前記充放電動作に関する値を含むデータを生成するデータ生成部と
を備えるデータ処理装置。 - 前記充放電装置による前記車載バッテリへの充放電動作を制御する上位装置へ、前記データ生成部によって生成されたデータを供給する、請求項1に記載のデータ処理装置。
- 前記特性に基づいて前記電動車両の車種を推定する車種推定部を備え、
前記データ生成部は、前記充放電動作に関する値を含むデータを、前記車種推定部が推定した車種に応じて生成する、請求項1又は2に記載のデータ処理装置。 - 前記車種推定部は、前記車載バッテリに関する複数種類の値を示し、前記電動車両と充放電装置との間の通信により予め定められたフォーマットで取得される一次データが入力される入力部である、請求項3に記載のデータ処理装置。
- 前記複数種類の値のうちの少なくとも一部の値、又は前記通信の特性を示す情報を用いて、予め記録されたテーブルの参照処理を行うことにより、前記一次データをより汎用化された二次データへ換算する換算部を備え、
前記データ生成部は、前記換算部によって換算された二次データに基づき、前記車載バッテリへの充放電動作を制御する上位装置により処理される三次データを生成する、請求項4に記載のデータ処理装置。 - 前記テーブルには、前記電動車両の車種毎に定められた値が含まれている、請求項5に記載のデータ処理装置。
- 前記換算部は、前記複数種類の値のうちの少なくとも一部の値として、前記車載バッテリ又は前記電動車両に固有の識別情報以外の値を用いる、請求項5又は6に記載のデータ処理装置。
- 前記データ生成部は、前記二次データと、前記車載バッテリの総容量を示す電池総容量とを用いて前記三次データを生成する、請求項5から7のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
- 前記データ生成部は、
前記二次データを参照することにより前記電池総容量が実測値でないと判定した場合、前記実測値を推定し、
前記実測値を推定した推定値を、前記三次データを生成するための前記電池総容量の値として用いる、請求項8に記載のデータ処理装置。 - 前記入力部は、
前記換算部により前記二次データへの換算ができない場合、前記一次データに示された前記複数種類の値のうちの少なくとも一部を、前記テーブルに入力し、
前記複数種類の値のうちの少なくとも一部、又は、前記複数種類の値のうちの少なくとも一部から算出される値を、前記二次データの参考値として、前記テーブルに入力する、請求項5から9の何れか1項に記載のデータ処理装置。 - 前記換算部は、所定の条件により行われた前記車載バッテリの充放電動作の結果に基づき、前記参考値を書き換える、請求項10に記載のデータ処理装置。
- 前記換算部は、所定の運転モードに基づき前記車載バッテリの充放電動作を行っている間に、前記二次データの値とすべき、前記参考値とは異なる値を取得した場合に、当該値に前記参考値を書き換える、請求項10に記載のデータ処理装置。
- 前記車載バッテリに対して充放電を行う充放電装置であって、
請求項1から12の何れか1項に記載のデータ処理装置を備える、充放電装置。 - 前記データ処理装置によって生成されたデータを用いて、前記車載バッテリに対する充放電動作を制御する、請求項13に記載の充放電装置。
- 前記車載バッテリに対して充放電を行う充放電装置であって、
請求項5から12の何れか1項に記載のデータ処理装置を備え、前記データ処理装置により換算された前記二次データを用いて、前記車載バッテリに対する充放電動作を制御する、充放電装置。 - 電動車両の車載バッテリに関し、前記電動車両と充放電装置との間の信号又は通信データの授受における特性を取得する取得部と、
取得した特性に基づき、前記車載バッテリへの充放電動作を制御する前記充放電装置又は上位装置へ向けて、前記充放電動作に関する値を含むデータを生成する生成部と
を備え、
生成したデータに基づいて前記車載バッテリに対する充放電動作を制御する、充放電装置。 - 電動車両の車載バッテリに関する複数種類の値を示し、前記電動車両と充放電装置との間の通信により予め定められたフォーマットで取得される一次データが入力され、
前記複数種類の値のうちの少なくとも一部の値、又は前記通信の特性を示す情報を用いて、前記電動車両を推定し、前記車載バッテリに対する充放電動作を制御する、充放電装置。 - 電動車両の車載バッテリに関し、前記電動車両と充放電装置との間の信号又は通信データの授受における特性を取得し、
取得した特性に基づいて、前記車載バッテリへの充放電動作を制御する前記充放電装置又は上位装置へ向けて、前記充放電動作に関する値を含むデータを生成する
処理を含む、データ処理方法。 - 前記車載バッテリに関する複数種類の値を示し、前記電動車両と充放電装置との間の通信により予め定められたフォーマットで取得される一次データを入力し、
前記複数種類の値のうちの少なくとも一部の値、又は前記通信の特性を示す情報を用いて、予め記録されたテーブルの参照処理を行うことにより、前記一次データをより汎用化された二次データへ換算し、
換算した二次データに基づき、前記車載バッテリへの充放電動作を制御する上位装置により処理される三次データを生成する
請求項18に記載のデータ処理方法。
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