JP2020145884A - 充電制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
(6)前記蓄電装置は、外部放電設備へ給電可能に構成されていることが好ましい。
[1−1.全体構成]
実施形態の充電制御システム1は、図1に示すように、車両10に搭載されるシステムであり、電力需給の調整手段としてスマートグリッドシステム30に利用されることが可能なバッテリ2(蓄電装置)を備える。充電制御システム1は、車載の後述する検出装置13,14で検出された日射量Jや風速Uから車両10の現在位置が含まれる地域の地域発電電力を予測し、予測した地域発電電力に応じてバッテリ2の充電状態を制御することで、車両単体でスマートグリッドシステム30との連携を図る。
スマートグリッドシステム30は、送電線NA,NB,NC,NDにより接続された地域A〜Dそれぞれの電力需給を平滑化して発電コストの抑制を図るシステムで、発電設備40A〜40Dと電力需給の調整手段としての蓄電設備50A〜50Dとを備える。図1には、送電線NAにより接続された地域Aと、送電線NBにより接続された地域Bと、送電線NCにより接続された地域Cと、送電線NDにより接続された地域Dとのそれぞれの電力需給を平滑化するスマートグリッドシステム30A,30B,30C,30Dを例示する。以下の説明では、送電線NA,NB,NC,NDを地域A〜D毎に特別に区別しない場合には、これらをまとめて「送電線N」という。
本実施形態の充電制御システム1を図2に示す。充電制御システム1は、バッテリ2(BAT)と、車両10の走行に必要な電力を発電する発電装置3,5と、車両10の現在位置を計測する測位装置8と、車両10に対する日射量Jを検出する日照センサ13(検出装置)と、車両10に対する風速Uを検出する風速センサ14(検出装置)と、バッテリ2の充電状態を制御する制御装置20とを備える。
制御装置20は、検出装置13,14で検出された日射量J及び風速Uの少なくとも一方から車両10の現在位置が含まれる地域の地域発電電力を予測し、予測された地域発電電力に応じてバッテリ2の充電状態を制御する。これにより、制御装置20は、スマートグリッドシステム30と通信することなく車両単体でスマートグリッドシステム30との連携を図り、地域の電力の需給調整に貢献する。具体的には、以下の三種類の制御が実施される。
(1)閾値設定制御
(2)充電状態制御
(3)充放電設備表示制御
図2に示すように、制御装置20には、上述の制御を実施するための要素として、電力予測部21,設定部22,制御部23,充電設備情報記憶部24,充電設備表示部25,放電設備情報記憶部26,放電設備表示部27が設けられる。これらの各要素は電子回路(ハードウェア)によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
図4は、上述した閾値設定制御及び充放電設備表示制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、車両10の主電源がオン状態とされてから、車両10の主電源がオフ状態とされるまでの間に、所定の演算周期で実施される。言い換えれば、このフローチャートは、バッテリ2が電力需給の調整手段として利用されていない、すなわち、バッテリ2が外部充電設備70や外部放電設備80を介して送電線Nに接続されていない場合に実施される。なお、この演算周期は制御部23が実施する上述の充電状態制御の処理の演算周期よりも遅い周期で実施される。
(1)上述した充電制御システム1ではバッテリ2の充電状態が予測された地域発電電力に応じて制御される。これにより、バッテリ2が電力需給の調整手段としてスマートグリッドシステム30に利用される機会を増やすことができる。従って、車両10の現在位置が含まれる地域において需給調整が必要な場合に、バッテリ2が電力需給の調整手段として利用されやすくなるため、地域の発電コストを抑えることができる。また、これにより、外部充電に係るコストの削減を図ることができるため、車両10の利便性を向上させることができる。
図1及び図5〜図7を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は第1実施形態に対して、充電制御システム1′の制御装置20′に、発電設備情報記憶部28,導入量取得部29(図5中の太枠で示す要素)が追加されたことによって、設定部22′の機能が一部異なる点を除いて第1実施形態と同一である。具体的には、設定部22′は、予測された地域発電電力だけでなく、各地域A〜Dの再生可能エネルギーを利用して発電する発電設備の導入量(以下、「再生可能エネルギー依存度」又は単に「依存度」という)にも基づいてSOC閾値を設定する点で異なる。フローチャートで説明すると、図7中に太枠で示す箇所が図4と異なる処理である。なお、その他の構成要素は、第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の充電制御システム1′の制御装置20′は、第1実施形態と同様に、車両単体でスマートグリッドシステム30との連携を図るため、上述の三つの制御(閾値設定制御,充電状態制御,充放電設備表示制御)を実施する。ただし、閾値設定制御が第1実施形態と異なる。詳述すると、制御装置20′は、日照センサ13及び風速センサ14で検出された各検出情報から地域発電電力を予測するとともに、車両10の現在位置が含まれる地域の再生可能エネルギー依存度を取得し、予測された地域発電電力と取得した再生可能エネルギー依存度に基づいてSOC閾値を設定する。
図7は、上述した充電制御システム1′の閾値設定制御及び充放電設備表示制御の内容を説明するためのフローチャート例である。本フローチャートでは、第1実施形態で説明した図4のフローチャートのステップS4の処理に代えてステップS4′の処置が実施され、ステップS7の処理に代えてステップS7′の処理が実施される。
本実施形態の充電制御システム1′によれば、予測された地域発電電力だけでなく、車両10の現在位置が含まれる地域の再生可能エネルギー依存度にも基づいてSOC閾値が設定されるため、より適切にバッテリ2の充電状態を制御することができる。
図1,図5及び図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は第2実施形態に対して、充電制御システム1″に設けられた制御装置20″の設定部22″の機能が一部異なる点を除いて第2実施形態と同一である。具体的には、設定部22″では、予測された地域発電電力の大小を判定するための所定値が各地域A〜Dの再生可能エネルギー依存度(図1参照)に応じて異なる値に設定される点で異なる。なお、その他の構成要素は、第2実施形態と同様であるため、第2実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の充電制御システム1″の制御装置20″は、第2実施形態と同様に、車両単体でスマートグリッドシステム30との連携を図るため、上述の三つの制御(閾値設定制御,充電状態制御,充放電設備表示制御)を実施する。ただし、閾値設定制御が第2実施形態と異なる。詳述すると、制御装置20″は、地域発電電力を予測した後、車両10の現在位置が含まれる地域の再生可能エネルギー依存度を取得し、取得した依存度に基づいて予測された地域発電電力の大小を判定するための所定値を設定し、バッテリ2のSOC閾値を設定する。
本実施形態の充電制御システム1″によれば、予測された地域発電電力の大小を判定するための所定値が、車両10の現在位置が含まれる地域の再生可能エネルギー依存度に基づいて設定されるため、より適切にバッテリ2の充電状態を制御することができる。
上述した車両10の構成や充電制御システム1,1′,1″の構成,制御装置20,20′,20″の構成は一例であって上述した構成に限られない。また、上述した三つの実施形態の構成や制御を組み合わせてもよい。本実施形態では、発電装置としてモータ3と燃料電池5とを例示したが、モータ3と燃料電池5とに加えて、又は、代えて、エンジンやタービンが用いられてもよい。
2 バッテリ(蓄電装置)
3 モータ(発電装置)
4 インバータ
5 燃料電池(発電装置)
6 コンバータ
7 車載充電器
7h 充電口
8 測位装置
9 表示装置
10 車両
11 電圧センサ
12 電流センサ
13 日照センサ(検出装置)
14 風速センサ(検出装置)
20,20′,20″ 制御装置
21 電力予測部
22,22′,22″ 設定部
23 制御部
24 充電設備情報記憶部
25 充電設備表示部
26 放電設備情報記憶部
27 放電設備表示部
28 発電設備情報記憶部
29 導入量取得部
30,30A,30B,30C,30D スマートグリッドシステム
40,40A,40B,40C,40D 発電設備
41A,41B,41C,41D 太陽光発電設備
42A,42B,42C,42D 風力発電設備
50,50A,50B,50C,50D 蓄電設備
60A,60B,60C,60D 負荷
70,70A,70B,70C,70D 外部充電設備
70a 充電ガン
80,80A,80B,80C,80D 外部放電設備
80a 充電ガン
N,NA,NB,NC,ND 送電線
J 日射量
U 風速
Claims (7)
- 外部充電設備との接続を介して電力需給の調整手段としてスマートグリッドシステムに利用される蓄電装置を備えた車載の充電制御システムであって、
車両の現在位置を計測する測位装置と、
前記車両の現在位置が含まれる地域内の発電設備によって発電される地域発電電力と相関がある日射量及び風速の少なくとも一方を検出する検出装置と、
前記車両に搭載された発電装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記検出装置で検出された前記日射量及び前記風速の少なくとも一方から前記地域発電電力を予測する電力予測部と、
前記発電装置を作動させるか否かを判断するためのSOC閾値を前記予測された地域発電電力に基づいて設定する設定部と、
前記蓄電装置のSOC推定し、前記推定したSOCと前記設定部で設定された前記SOC閾値とに応じて、前記発電装置の動作を制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする充電制御システム。 - 前記制御装置は、
前記発電設備のうち再生可能エネルギーを利用して発電する発電設備の導入量を含む発電設備情報を地域毎に記憶する発電設備情報記憶部と、
前記測位装置で計測された前記車両の現在位置の情報及び前記発電設備情報をもとに、前記車両の現在位置が含まれる地域の前記導入量を取得する導入量取得部を有し、
前記設定部は、前記導入量取得部で取得された前記導入量に基づいて前記SOC閾値を設定する
ことを特徴とする請求項1記載の充電制御システム。 - 前記設定部は、前記予測された地域発電電力が予め設定された第一所定値を上回る場合には、前記SOC閾値を予め設定された通常SOC閾値よりも低い値に設定する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の充電制御システム。 - 前記制御装置は、
前記外部充電設備の位置情報を含む外部充電設備情報を記憶する充電設備情報記憶部と、
前記測位装置によって計測された前記車両の現在位置の情報及び前記外部充電設備情報をもとに、前記車両の現在位置が含まれる地域内の前記外部充電設備を候補外部充電設備として検索し、前記検索された候補外部充電設備を表示する充電設備表示部と、を有し、
前記充電設備表示部は、前記SOC閾値が前記通常SOC閾値よりも低い値に設定されている場合に、前記検索された候補外部充電設備を強調して表示する
ことを特徴とする請求項3記載の充電制御システム。 - 前記設定部は、前記予測された地域発電電力が予め設定された第二所定値を下回る場合には、前記SOC閾値を予め設定された通常SOC閾値よりも高い値に設定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の充電制御システム。 - 前記蓄電装置は、外部放電設備へ給電可能に構成されている
ことを特徴とする請求項5記載の充電制御システム。 - 前記制御装置は、
前記外部放電設備の位置情報を含む外部放電設備情報を記憶する放電設備情報記憶部と、
前記測位装置によって計測された前記車両の現在位置の情報及び前記外部放電設備情報をもとに、前記車両の現在位置が含まれる地域内の前記外部放電設備を候補外部放電設備として検索し、前記検索された候補外部放電設備を表示する放電設備表示部と、を有し、
前記放電設備表示部は、前記SOC閾値が前記通常SOC閾値よりも高い値に設定されている場合に、前記検索された候補外部放電設備を強調して表示する
ことを特徴とする請求項6記載の充電制御システム。
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