JP4164996B2 - Power management system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、効率的な電力の管理を行う電力マネジメントシステム、とくに住宅と電気自動車間の電力マネジメントシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、環境保護の観点から電気自動車の利用が種々検討されている。とくにその簡便な使い勝手のためには、電気自動車のバッテリへの電力供給を住宅の家庭用電源から行えるのが好ましく、その供給システムの開発に努力が注がれている。
一方、車両側から住宅への電力供給として、太陽光発電装置から得て電気自動車のバッテリに貯蔵した電力を家庭用電源に供給するシステムが、例えば特開平8−19193号公報に開示されている。
【0003】
この電力供給システムでは、車庫の屋根に設置された太陽電池モジュールで発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナを備えるとともに、さらにその交流出力側にバッテリ充電器を設けて、交流を直流へ変換して電気自動車のバッテリに電力貯蔵し、逆にバッテリに貯蔵された電力を交流に変換する。バッテリに貯蔵された電力は電気自動車の駆動源となる一方、バッテリ充電器の交流側を接続器を介して住宅の家庭内負荷に接続することにより、電気自動車のバッテリから家庭用電源に電力供給を行い住宅側の負荷に応えることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシステムでは電気自動車のバッテリから家庭用電源に電力供給を行うことはできるが、バッテリに貯蔵された電力を消費してしまうと、次に充電されるまで当該電気自動車を利用することができず、急な外出に対応できないという不都合が生じる。したがって、電気自動車側にある程度の電力を確保電力量として残しておかなければならない。
また、確保電力量を一律に設定すると、天候など環境条件によっては通常走行範囲の走行にも不足するという事態が生じるおそれがあるとともに、特定の曜日のみに電気自動車を使用する場合のような周期的な使用に対応することができない。
【0005】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、住宅の家庭用電源から電気自動車への電力供給と、逆に電気自動車から住宅側への電力供給の双方を可能にして電力需要の平準化を実現するとともに、電気自動車側の環境の変化や、電気自動車を周期的に使用するような場合にも対応した適正な電力を確保して、急な外出にも安心できる電気自動車を用いた電力マネジメントシステムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の発明は、住宅側に外部の系統電力を家庭内負荷に供給する電力配線に接続した充放電器と全体制御を行うメインコントローラとを備え、該充放電器を介して、電気自動車に搭載されたバッテリと住宅側の間で相互に電力伝達可能とした電力マネジメントシステムにおいて、バッテリの状態を監視し充放電を管理するバッテリコントローラと、充放電器とバッテリの接続を検出する手段と、電気自動車の走行環境を検出する環境検出手段と、バッテリの確保電力量を求める確保電力量決定手段とを有し、メインコントローラは、バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給電力量をバッテリの残容量から上記確保電力量を減じた量に制限し、確保電力量決定手段は、電気自動車の通常走行範囲の走行に対応する必要基本電力量を環境検出手段で検出した走行環境情報に基づいて補正して確保電力量とするものとした。
【0007】
請求項2記載の発明は、上記の電力マネジメントシステムにおいて、とくに確保電力量決定手段が、走行環境情報に基づいて算出される車載電装品の通常走行範囲での必要電力量を加算して上記の補正を行うものとした。
【0008】
請求項3記載の発明は、補正を環境検出手段で所定時間または所定走行距離ごとに検出される現在の走行環境情報に基づいて行なうものとした。
【0009】
請求項4記載の発明は、環境検出手段が走行環境情報として時間的な変化を含む予測情報を検出して、当該予測情報に基づいて補正するものとしたものである。
【0010】
請求項5記載の発明は、上記補正の電力量にかかる車載電装品を空調機としたものである。
【0011】
請求項6記載の発明は、とくに、環境検出手段が空調機の設定温度を検出するエアコン設定検出部を備えるとともに、外気温度を検出し、確保電力量決定手段は、設定温度と外気温度の差に基づいて空調機が消費する電力量を必要電力量として算出するものとした。
【0012】
請求項7記載の発明は、環境検出手段が空調機の設定温度を検出するエアコン設定検出部を備えるとともに、日照量を検出し、確保電力量決定手段は、設定温度と日照量に基づいて空調機が消費する電力量を必要電力量として算出するものとした。
【0013】
請求項8記載の発明は、環境検出手段が湿度を検出し、確保電力量決定手段は、湿度と人間が快適と感じる湿度の差に基づいて空調機が消費する電力量を必要電力量として算出するものとした。
【0014】
請求項9記載の発明は、車載電装品がランプであるものとした。
【0015】
請求項10記載の発明は、とくに上記ランプがヘッドライトであり、環境検出手段が時刻を検出し、確保電力量決定手段は、時刻に基づいてヘッドライトが消費する電力量を必要電力量として算出するものとした。
【0016】
請求項11記載の発明は、ランプがフォグランプであり、環境検出手段が湿度を検出し、確保電力量決定手段は、所定の湿度の検出に基づいてフォグランプが消費する電力量を必要電力量として算出するものとした。
【0017】
請求項12記載の発明は、車載電装品がワイパであって、環境検出手段が雨を検出し、確保電力量決定手段は、雨の検出に基づいてワイパが消費する電力量を必要電力量として算出することとしたものである。
【0018】
請求項13記載の発明は、住宅側に外部の系統電力を家庭内負荷に供給する電力配線に接続した充放電器と全体制御を行うメインコントローラとを備え、該充放電器を介して、電気自動車に搭載されたバッテリと住宅側の間で相互に電力伝達可能とした電力マネジメントシステムにおいて、バッテリの状態を監視し充放電を管理するバッテリコントローラと、充放電器とバッテリの接続を検出する手段と、バッテリの確保電力量を求める確保電力量決定手段とを有し、メインコントローラは、バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給電力量をバッテリの残容量から確保電力量を減じた量に制限し、確保電力量決定手段は、電気自動車が走行開始から走行終了までに使用した使用電力量、その走行開始及び走行終了の日時を履歴データとして記憶し、バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給時間帯に見合った周期性の履歴データに基づいて確保電力量を決定するものとした。
【0019】
請求項14記載の発明は、確保電力量決定手段が、日常の用事以外の履歴データは記憶しないものとした。
【0020】
請求項15記載の発明は、確保電力量決定手段が、バッテリから住宅側へ電力を供給する地点、あるいは住宅側からバッテリへ電力を供給する地点を、電気自動車の走行開始及び走行終了の地点として確保電力量を決定するものとした。
【0021】
請求項16記載の発明は、確保電力量決定手段が、天候を検出する手段と、天候を予測する手段とを備え、履歴データに天候情報を追加するとともに、履歴データの天候と予測した天候とを比較し、予測した天候と一致する天候の履歴データに基づいて確保電力量を決定するものとした。
【0022】
請求項17記載の発明は、確保電力量決定手段が、温度を検出する手段と、温度を予測する手段とを備え、履歴データに温度情報を追加するとともに、履歴データの温度と予測した温度とを比較し、予測した温度と近似する温度の履歴データに基づいて確保電力量を決定するものとした。
【0023】
【発明の効果】
請求項1記載の発明では、系統電力を電気自動車に充電し、また電気自動車のバッテリの電力を住宅側に供給する相互に電力伝達可能とした電力マネジメントシステムにおいて、電気自動車の通常走行範囲、すなわちユーザの日常生活圏における往復走行に必要な確保電力量をバッテリに確保した上で電気自動車の電力を住宅側に供給するので、急な外出にも対応でき、安心して電気自動車の電力を家庭内負荷で使用することができる。
そしてとくに、確保電力量は通常走行範囲の走行に電気自動車の駆動モータで消費される必要基本電力量に対して走行環境情報に基づく補正がなされるので、天候など走行環境が変化しても、通常走行範囲の走行に電力不足を来たすことがない。
【0024】
請求項2記載の発明では、上記の補正として、車載電装品が走行環境にしたがって使用されるときの消費電力を必要電力量として必要基本電力量に加算するので、走行環境に応じて車載電装品を使用しても、電力不足とならない適正な確保電力量が設定される。
【0025】
請求項3記載の発明では、所定時間または所定走行距離ごとに検出された走行環境情報の最新のものに基づいて補正を行い、通常走行範囲の走行のための確保電力量を決定するので、確保電力量決定手段における演算が簡単である。
【0026】
請求項4記載の発明では、走行環境情報として予測情報に基づいて補正を行うので、走行環境に応じて時間的に変化する車載電装品などの使用状況が精度良く反映され、急な外出のための電力を確実に確保しながら、最大限に住宅側へ電力を供給することができる。
【0027】
請求項5記載の発明では、補正としてとくに空調機の使用による必要電力を加算するので、走行時に空調機を作動させても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0028】
請求項6記載の発明では、とくに、設定温度と外気温度の差に基づいて空調機が消費する電力量を補正で加える必要電力量とするので、車外の温度が高いときに空調機を作動させても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0029】
請求項7記載の発明では、設定温度と日照量に基づいて空調機が消費する電力量を必要電力量とするので、日差しが強いときに空調機を作動させても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0030】
請求項8記載の発明では、湿度と人間が快適と感じる湿度の差に基づいて空調機が消費する電力量を必要電力量とするので、蒸し暑いときに空調機を作動させても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0031】
請求項9記載の発明では、補正としてとくにランプの使用による必要電力を加算するので、走行時にランプを点灯しても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0032】
請求項10記載の発明では、とくにヘッドライトが消費する電力量を必要電力量とするので、夜間に外出してヘッドライトを点灯して走行しても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0033】
請求項11記載の発明では、フォグランプが消費する電力量を必要電力量として算出するので、霧が発生している中をフォグランプを点灯して走行しても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0034】
請求項12記載の発明では、ワイパが消費する電力量を必要電力量とするので、降雨のなかをワイパを作動させて走行しても確実に日常生活圏を往復することができる。
【0035】
請求項13記載の発明では、電気自動車が走行開始から走行終了までに使用した使用電力量、その走行開始及び走行終了の日時を履歴データとして記憶し、バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給時間帯に見合った周期性の履歴データ、例えば同じ曜日の履歴データに基づいて確保電力量を決定するので、電気自動車の使用について曜日あるいは、週ごとに周期性があるユーザー等にも的確に対応できる。
【0036】
請求項14記載の発明では、日常の用事以外の履歴データは記憶しないので、レジャー等の突発的な外出の履歴データを除外して、より現実に即した確保電力量を決定することができる。
【0037】
請求項15記載の発明では、充電パドルの接続の有無に関係なく自宅から自宅までの走行を1トリップとして履歴データを蓄積するので、充電パドルが切断されてから次に接続されるまでを1トリップとして履歴データを蓄積する場合と比較して、より正確な確保電力量を決定することができる。
【0038】
請求項16記載の発明では、履歴データに天候情報を追加し、履歴データの天候と予測した天候とを比較し、予測した天候と一致する天候の履歴データに基づいて確保電力量を決定するので、電気自動車の使用について天候に影響を受けるユーザー等にも的確に対応できる。
【0039】
請求項17記載の発明では、履歴データに温度情報を追加し、履歴データの温度と予測した温度とを比較し、予測した温度と近似する温度の履歴データに基づいて確保電力量を決定するので、電気自動車の使用について温度に影響を受けるユーザー等にも的確に対応できる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について実施例により説明する。
図1は、本発明に係る電力マネジメントシステムの第1の実施例を示すブロック図である。
まず、住宅側について説明する。
住宅20側では、種々の家庭内負荷13が配電盤12を介して電力会社からの系統電力1と接続されている。住宅内にはシステムの全体制御を行うメインコントローラ21が設けられ、これにインタフェース22が接続されている。インタフェースはディスプレイなどの表示部23とユーザからの入力部24とを備えている。
【0041】
メインコントローラ21は、時刻管理機能を有している。そして、メインコントローラ21は後述する充放電コントローラ26から後述する電気自動車40のバッテリの電圧・入出力電流及び残容量(以下、バッテリ状態)と、走行履歴と、確保電力量および余力電力量と、パドル接続信号、ならびに系統異常信号とを受信して、これらのデータ及び時刻から電気自動車40に電力を供給する(充電する)か逆に電気自動車40から住宅20に電力を供給する(放電する)かを判断して充放電コントローラ26に指令を出力する。
メインコントローラ21はまた、バッテリ状態と充電あるいは放電のいずれのモードであるかのモード状態をインタフェース22へ出力し、表示部23に表示させる。
なお、メインコントローラ21は上記の種々の情報や信号を得るため、それぞれに対応する出力要求信号を送出する。
【0042】
配電盤12にはさらに充放電器25が接続されている。
充放電器25は、配電盤12に接続されているコンバータ27と、このコンバータ27および上述のメインコントローラ21とに接続された充放電コントローラ26とから構成される。
【0043】
コンバータ27は、第2のインバータ28と第3のインバータ29を備えるとともに、系統電力センサ機能を有している。
第2のインバータ28は、充電する際はAC/DC変換し、放電する際はDC/AC変換する。第3のインバータ29は、充電する際はDC/高周波AC変換し、放電する際は高周波AC/DC変換する。
これにより、電気自動車40のバッテリ6へ充電する際は、コンバータ27は全体としてAC/高周波AC変換し、バッテリ6から住宅20側へ電力を供給する(放電する)際は全体として高周波AC/AC変換する機能を備えている。
【0044】
なお、バッテリ6から住宅20側へ電力を供給する際の高周波AC/AC変換は、上記の系統電力センサ機能を用いて、系統電力1の位相に同期した位相のAC電力を出力し、また、系統電力1の異常を検出した場合には充放電コントローラ26へ系統異常信号を送出し、異常になる前の系統電力の周波数のAC電力を出力する。
【0045】
第3のインバータには充電パドル3が接続されている。充電パドル3は、電気自動車40の後述するインレット5との間に電磁誘導による電力の伝達を行うように、トランスを構成する一方のコイルを備えている。
【0046】
充放電コントローラ26は、後述する電気自動車のバッテリ状態、走行履歴、確保電力量と余力電力量ならびにパドル接続信号を第1の通信用アンテナ10を介して電気自動車40側から受信し、これらのデータをメインコントローラ21に出力する機能と、メインコントローラ21からの充電あるいは放電の指令を受信し、充放電制御信号を第1の通信用アンテナ10を介して電気自動車40側に送信する機能を有している。
【0047】
充放電コントローラ26はさらに、メインコントローラ21からの指令に基づいてコンバータ27を充放電制御する。
なお、メインコントローラ21から電気自動車40側へ出力される種々の指令や信号は、充放電コントローラ26を経由し、第1の通信用アンテナ10を介して送信される。
【0048】
つぎに、電気自動車40には、充放電器25側の充電パドル3と接続可能のインレット5が設けられ、バッテリ6が第1のインバータ41を介してインレット5に接続されている。
インレット5、バッテリ6および第1のインバータ41にはバッテリコントローラ42が接続され、バッテリコントローラ42には確保電力量演算部45と走行履歴取得装置46が順次に接続されている。
【0049】
インレット5は、充電パドル3との間に電磁誘導による電力の伝達を行うように、トランスを構成する他方のコイルを備えている。
またインレット5にはスイッチ5aが付設され、充電パドル3がインレット5に差し込まれて充電パドル3と電力伝達可能に連結接続されたとき、スイッチ5aが作動してパドル接続信号をバッテリコントローラ42に出力する。
第1のインバータ41は、バッテリ6を充電する際は高周波AC/DC変換し、バッテリ6から放電する際はDC/高周波AC変換を行う機能を備えている。
【0050】
バッテリ6には3相交流インバータ7を介して駆動モータ8が接続されている。3相交流インバータ7は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ44からの信号を入力とするトルク演算コントローラ(TPC)43に接続され、TPC43からの制御信号に応じてアクセルペダルの操作量に見合った所定の直流電力を3相交流電力に変換して駆動モータ8に供給する。
TPC43はまたバッテリコントローラ42に接続されて制御される。
【0051】
バッテリコントローラ42は、バッテリ6のバッテリ状態を監視するとともに、バッテリ状態を確保電力量演算部45に送信する。
また、バッテリコントローラ42は必要に応じて確保電力量演算部45へ確保電力量および余力電力計算結果の出力要求を出して、後述する走行履歴、確保電力量及び余力電力計算結果を受信し、インレット5からは充電パドル3のパドル接続信号を受信して、バッテリ状態、走行履歴、確保電力量ならびに余力電力計算結果、あるいはパドル接続信号を第2の通信用アンテナ11を介して充放電器25側に送信する。
バッテリコントローラ42はまた、第2の通信用アンテナ11を介して充放電器25側から充放電制御信号を受信し、第1のインバータ41の充放電制御およびTPC43の制御を行う。
【0052】
走行履歴取得装置46は、電気自動車の走行履歴として、出発地から目的地まで(例えば、充電パドル3が切断されてから次に接続されるまで)の1トリップあたりの走行距離と、日時と、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45を介して送信されるバッテリ状態とを記録する機能を備え、記録した走行履歴を確保電力量演算部45に出力する。
【0053】
確保電力量演算部45には、エアコン設定検出部47と天候情報検出部50が接続されている。
エアコン設定検出部47は空調機の設定温度を検出して確保電力量演算部45へ出力する。
天候情報検出部50には、時刻検出部51、車外温度センサ52、車内温度センサ53、車内湿度センサ54、日照センサ55、雨滴センサ56、ガラス温度センサ57が接続されている。
【0054】
時刻検出部51は現在の時刻を検出する。
車外温度センサ52は現在の車外の温度を検出する。
車内湿度センサ54は現在の車内の湿度を検出する。
日照センサ55は現在の日照量を検出する。
雨滴センサ56は現在の雨量を検出する。
ガラス温度センサ57は車両のリアガラスの表面温度を検出する。
天候情報検出部50はこれらの各センサが検出した情報を天候情報として確保電力量演算部45へ出力する。
確保電力量演算部45は所定時間間隔で天候情報と空調機の設定温度を取得し、確保電力量を演算する。詳細は後述する。
【0055】
確保電力量演算部45は、バッテリコントローラ42からバッテリ状態とパドル接続信号を受信し、そのバッテリ状態とパドル接続信号を走行履歴取得装置46に送信する。
また、確保電力量演算部45は走行履歴取得装置46から走行履歴を受信し、学習により1トリップあたりの駆動モータ8にかかわる電力消費量をユーザが通常走行範囲、すなわち日常生活圏における所定地への往復走行に必要な基本電力量KAとして算出する。
【0056】
確保電力量演算部45は、所定時間間隔で、天候情報と空調機の設定温度を基にして、車両電装品の日常生活圏における所定地への往復走行に必要な電力量KBを求める。
確保電力量演算部45は、上述の走行履歴に基づく必要基本電力量KAに対して、天候情報等に基づく必要電力量KBを加算する補正を行い、その合計を確保電力量Sとして記憶する。
【0057】
天候情報等に基づく必要電力量KBを検討すべき車両電装品としては、次のようなものがある。
まず、空調機については、コンプレッサ、ヒータ、ファン等が電力を消費する。
その他、雨天時のワイパ、夜間のヘッドライト、フォグランプ、リアデフォッガ等がある。
これらの作動が必要となって消費電力量を変化させる要因が、図2に示される。
【0058】
1トリップあたりの走行時間をT時間、空調機の設定温度をET(℃)、外気温度をOT(℃)、車内の湿度をCH(%)として、天候情報等に基づく必要電力量KBは次のように表わされる。
KB=((ETu+ETd)・OET+EHd・CEH+Wi・Fwi
+Fg・Ffg+Li・Fli+Frd・Rd)・T
【0059】
ただし、ETu(kW/℃)は、設定温度より外気温度の方が高いときに、外気によって車室内の温度が上昇しようとするのに対し、空調機が設定温度に維持するために消費する単位温度差あたりの電気エネルギーである。
日照によって車室内に照射される熱エネルギーを電気エネルギーに変換した値をSu(kW)、電力1kWにするのに必要な車室内の温度TW(℃/kW)として、ET<OT+Su・TW のときは、ETu=0とする。
ETd(kW/℃)は、設定温度より外気温度の方が低いときに、外気によって車室内の温度が下降しようとするのに対し、空調機が設定温度に維持するために消費する単位温度差あたりの電気エネルギーである。
ET>OT+Su・TW のときは、ETd=0とする。
【0060】
OET=|OT+Su・TW−ET|(℃)
である。
EHd(kW/%)は、人間が快適と感じる湿度EHより車内の湿度CHの方が高く、湿度EHに維持するために消費する単位湿度差あたりの電気エネルギーである。
温度と人間が快適と感じる湿度の関係は図3のように示され、空調機の設定温度から求めた快適と感じる車内の湿度EH(%)は設定温度ETの関数で表わされる。図中、斜線領域が人間が快適に感じる範囲である。
【0061】
CEH=|CH−EH|(%)
であり、湿度差を表わす。
Wi(kW)はワイパの消費電力で、Fwiは雨滴センサ56で降雨が検出されたときに1、それ以外は0の値をとる。
Fg(kW)はフォグランプの消費電力で、Ffgは湿度が高く霧が発生していると判断されたときに1、それ以外は0の値をとる。
Li(kW)はヘッドライトの消費電力で、Fliは時刻検出部51と日照センサ55の検出結果から点灯が必要と判定されたときに1、それ以外は0の値をとる。
【0062】
Rd(kW)はリアデフォッガの消費電力である。
Frdは、ガラス温度センサ57で検出したリアガラスの表面温度をGST(℃)、車内温度センサ53で検出した車内温度をCT(℃)として、図4に示すように、リアガラスと車内の温度差|GST−CT|と車内の湿度CHがそれぞれ所定値を越えている斜線領域にあるときに1、それ以外は0の値をとる。
【0063】
確保電力量演算部45は、
S=KA+KB
により確保電力量S(kWh)を求めて記憶するとともに、バッテリコントローラ42へ出力する。
確保電力量演算部45はさらに、バッテリ6の残容量から非常用電力量(例えばバッテリ全容量の20%)と確保電力量Sとを除いた電力量を余力電力量として計算する。
【0064】
バッテリコントローラ42は上記走行履歴と確保電力量と余力電力量のデータを第2の通信用アンテナ11を介して充放電器25側へ出力する。
【0065】
以上の構成により、電気自動車40が走行している間は走行履歴取得装置46が走行履歴を取得するとともに、エアコン設定検出部47が設定温度を、天候情報検出部50が天候情報をそれぞれ取得して、確保電力量演算部45がユーザが通常走行範囲の走行のために確保しておくべき確保電力量を算出するとともに余力電力量を計算する。
上記の走行履歴取得装置46と確保電力量演算部45とで発明における確保電力量決定手段が構成され、エアコン設定検出部47と天候情報検出部50が環境検出手段を構成している。
また、第1の通信用アンテナ10および第2の通信用アンテナ11が通信手段を形成している。
【0066】
住宅20側では、メインコントローラ21が余力電力量の有無および時刻から充電モードにするのか放電モードにするのか判断して指令を出力する。これを受けて、充放電コントローラ26が電気自動車40のバッテリコントローラ42に充放電制御信号を送信するとともに、コンバータ27を制御し、電気自動車側ではバッテリコントローラ42が第1のインバータ41を制御する。
【0067】
充電時は、系統電力1からの交流電力をコンバータ27でAC/高周波AC変換し、充電パドル3とインレット5間の電磁誘導により電気自動車40側へ電力を伝達し、第1のインバータ41で高周波AC/DC変換してバッテリ6に充電する。
【0068】
放電時は、バッテリ6からの直流電力を第1のインバータ41でDC/高周波AC変換して充電パドル3とインレット5間の電磁誘導により住宅20側へ電力を伝達し、充放電器のコンバータ27で高周波AC/AC変換して、配電盤12経由で家庭内負荷13に供給する。
【0069】
図5、図6は、メインコントローラ21における充電および放電モードの切換え制御動作の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ101において、充電パドル3がインレット5に接続されているかどうかをチェックする。これは第1、第2の通信用アンテナ10、11を介してバッテリコントローラ42から充放電器25へ送信されるパドル接続信号の有無によって検出される。充電パドル3がインレット5に接続されたことが検出されるまでこのステップが繰り返される。
【0070】
充電パドル3がインレット5に接続されると、次にステップ102で、現在時刻が系統電力がコストの安い深夜電力となる深夜電力時間帯に属するかどうかをチェックする。
深夜電力時間帯でない場合は、ステップ103において、電気自動車40側へバッテリ状態と余力電力計算結果の出力要求信号を送出し、バッテリコントローラ42を介した確保電力量演算部45からのデータを受信して、電気自動車40のバッテリ6に余力電力量があるかどうかをチェックする。
【0071】
そして、余力電力量があるときは、ステップ104に進んで、放電(電気自動車のバッテリ6から住宅20側への電力供給)を開始する。すなわち、メインコントローラ21からの放電開始指令を受けた充放電コントローラ26は放電開始信号を電気自動車のバッテリコントローラ42へ送信するとともに、コンバータ27を放電動作させる。電気自動車側では、バッテリコントローラ42が第1のインバータ41を放電動作させる。
【0072】
放電中は、ステップ105において、例えば1secなど所定時間間隔で確保電力量演算部45からのデータを受信して、バッテリ6に余力電力量があるかどうかを監視する。そして、余力電力量がある間は、ステップ106で、現在時刻が深夜電力時間帯であるかどうかのチェックを行う。
ここで深夜電力時間帯でなければ放電を継続し、ステップ105に戻る。
【0073】
ステップ105のチェックで余力電力量がなくなったとき、あるいはステップ106のチェックで現在時刻が深夜電力時間帯に入ったときは、ステップ107へ進む。
ステップ107では、コンバータ27からの系統異常信号が受信されているかどうかによって、系統電力が正常か否かをチェックする。系統電力が正常でない、つまり停電の場合は、ステップ108へ進んで放電を継続しながら、系統電力が正常になるまでステップ107のチェックを繰り返す。
【0074】
ステップ107のチェックで系統電力の正常であることが検出されると、ステップ109で放電を終了する。すなわち、放電終了指令を受けた充放電コントローラ26がコンバータ27の放電動作を終了させるとともに、電気自動車のバッテリコントローラ42へ放電終了信号を送信する。電気自動車側では、バッテリコントローラが第1のインバータ41の放電動作を終了させる。
【0075】
このあと、ステップ111では、現在時刻が深夜電力時間帯であるかどうかをチェックし、深夜電力時間帯になるまでチェックを繰り返す。そして、深夜電力時間帯になるとステップ112に進んで、バッテリ6への充電を開始する。
すなわち、メインコントローラ21からの充電開始指令を受けた充放電コントローラ26は充電開始信号を電気自動車のバッテリコントローラ42へ送信するとともに、コンバータ27を充電動作させる。電気自動車側では、バッテリコントローラ42が第1のインバータ41を充電動作させる。
その後は、バッテリコントローラ42で監視されるバッテリ状態を受信してチェックしながら、満充電になるまで充電が継続される。
【0076】
一方、上記ステップ103のチェックで余力電力量がない場合には、ステップ113に進んで、系統電力が正常か否かをチェックする。ここで、系統電力が正常であるときはステップ110で、確保電力量演算部45からのデータを受信して、確保電力量があるかどうかをチェックする。そして、確保電力量がない場合は、外出に支障をきたす恐れがあるので、ステップ112へ進み、バッテリ6への充電を開始する。
【0077】
ステップ110のチェックで確保電力量があった場合は、1トリップの外出には対応できるので、ステップ111へ進んで深夜電力時間帯になるのを検出したあと、ステップ112でバッテリ6への充電を開始する。
【0078】
また、ステップ113のチェック結果が停電であった場合は、ステップ115に進んで、放電を開始する。
放電中は、ステップ116において、所定時間間隔で系統電力が正常か否かをチェックし、停電している間はステップ117で放電を継続しながら、系統電力1が正常になるまでステップ116のチェックを繰り返す。
【0079】
これにより、系統電力1が正常になるまで電気自動車40から住宅20の家庭内負荷13への電力供給が継続される。
そしてステップ116のチェックで系統電力1が正常に復したことが検出されると、ステップ118で放電を終了するとともに、ステップ112へ進んで、充電を開始する。
【0080】
上記のステップ102のチェックで現在時刻が深夜電力時間帯であるときは、ステップ114において、系統電力1が正常か否かをチェックする。
ここで系統電力が正常ならば、ステップ112へ進んで、充電を開始する。
一方、ステップ114のチェック結果が停電の場合は、ステップ115に進んで、放電を開始する。
このあとは、ステップ113からステップ115へ進んだ場合と同様で、系統電力1が正常になるまで放電を継続して住宅20の家庭内負荷13への電力供給を行い、その後充電を開始する。
【0081】
以上のようにして、充電モードと放電モードの切換えはユーザが充電パドル3をインレット5に接続するだけで自動的に行われる。
またこのほかに、本実施例ではインタフェース22に入力部24を備えているのでユーザの入力操作によって、上記のフローチャートに示される自動切換え動作に優先して、強制的に充電モードと放電モードの切換えを行うこともできる。
【0082】
これら充電時および放電時には、インタフェース22の表示部23にその状態が表示される。
図7は充電中、つまり住宅20側から電気自動車40のバッテリへ電力を供給中の表示例である。
表示画面には、住宅を模した絵表示70、電気自動車を模した絵表示71、充電状態であることを示す充電モード表示78、時刻表示79、バッテリ残容量の%表示80、バッテリ残容量での走行可能距離81、充電電力と充電開始からの積算充電電力量84ならびに積算充電電力量に対する電力料金85が表示されている。
【0083】
電気自動車の絵表示71には、バッテリ6の残量計72が重ねて表示され、充電可能電力量76、確保電力量74ならびに非常用電力量75が互いに色分けして表示される。なお、図では余力電力量が表示されていないが、余力電力量もあれば併せて表示される。
【0084】
図8は放電中、つまり電気自動車40から住宅20へ電力を供給中の表示例である。
充電中の表示画面に対して、充電モード表示のかわりに放電状態であることを示す放電モード表示77、充電電力および積算充電電力量のかわりに供給電力(放電電力)と放電開始からの積算供給電力量(積算放電電力量)83、電力料金のかわりに積算供給電力量についての深夜電力料金と非深夜電力料金の差額が表示され、さらに放電余裕(余力電力量)82の表示が追加されている。なお、図8における残量計72には余力電力量73も表示されている。
この表示により、放電中でも非常用電力量と確保電力量が残っていることを一目で認識できる。
【0085】
本実施例は以上のように構成され、バッテリ6の確保電力量および余力電力量、時間帯ならびに系統電力の状態とに応じて充電あるいは放電を制御することにより、深夜電力により低コストで充電しながら停電など系統電力1に異常があるときはバッテリ6から家庭内負荷13に電力を供給することができる。そして、系統電力1に異常がない限りはユーザが日常生活圏内所定地への往復走行に必要な確保電力量とさらに非常用電力量をバッテリ6に蓄えているので、電気自動車40の利用可能性を確保しながら余力電力量を住宅20側で使用することができる。
【0086】
とくに、日常生活圏内所定地への往復走行に必要な確保電力量を算出するにあたっては、走行環境に基づいて現在以降に使用される可能性の高い車両電装品のための必要電力量も求め、これを走行履歴に基づく必要基本電力量に加算するので、大きな安心感をもって余力電力量を住宅側の利用に供することができる。
すなわち環境条件として、時刻、車外温度、車内温度、湿度、日照、雨滴の有無、ガラス温度、空調機の設定温度等を検出するので、天候に応じた空調機の作動や、雨天時のワイパ、夜間のヘッドライト、フォグランプ、リアデフォッガの点灯などに必要な電力量が確保される。したがって、急な走行を行った際の走行環境によってこれらの車載電装品を作動させても、電力不足になることなく確実に通常走行範囲を往復することができる。
【0087】
また、バッテリ6に確保電力量と非常用電力量とを系統電力1に異常がない限り残しておき、完全放電させないので、バッテリ6の急速な内部抵抗増加や急速な容量低下といった性能劣化が防止され、バッテリ6の寿命が向上するという効果も得られる。
【0088】
さらにまた、インタフェース22に充放電の状態が表示され、とくに充電時にはモード表示のほか、バッテリ残容量、走行可能距離、積算充電電力量、電力料金等が表示されて、バッテリ残容量や走行可能距離を一目で認識できるとともに、バッテリ6に充電した電力料金を知ることができる。
また、放電時にはバッテリ残容量、走行可能距離、放電余裕(余力電力量)、積算供給(放電)電力量とその深夜電力料金と非深夜電力料金の差額等が表示されるので、安心して放電させることができるとともに、安い深夜電力を有効活用したことによるコスト効果を知ることができる。
【0089】
つぎに、本発明の第2の実施例について説明する。これは、第1の実施例における住宅20側の構成はそのままに、電気自動車側の構成を図9に示す構成としたものである。
電気自動車40’側においては、確保電力量演算部45’に接続された天候情報検出部50’に、時刻検出部51と通信部60が接続され、通信部60には位置情報検出部61が接続されている。
位置情報検出部61は、ナビゲーション装置などを用いて電気自動車の現在位置を検出し、その位置情報を通信部60へ出力する。
【0090】
通信部60は、地域の情報ネットサービスと通信可能であって、上記の位置情報と時刻検出部51からの時刻情報とに基づいて、所定時間間隔で情報ネットサービスの図示しない情報サーバから電気自動車の現在位置を含む走行圏について天気、気温、湿度などの予測を含む天候情報を取得し、天候情報検出部50’へ出力する。
確保電力量演算部45’では、前実施例における確保電力量演算部と同様に、所定時間間隔で天候情報と時刻情報に基づいて必要電力量を求め、これを走行履歴に基づく必要基本電力量に加算して確保電力量を算出する。
【0091】
確保電力量演算部45’は内部メモリを有して、時刻温度曲線、湿度曲線、および日照外時間帯線図の各データを保有している。
図10は時刻温度曲線を示し、(a)は晴天のときの時刻による外気温度OTFの変化を季節別に示したものである。基準値は年間の平均値である。
また(b)は同じく時刻による外気温度OTFの変化を天気別に示したものである。したがって、雨天の日の温度は、(a)の値に対して(b)における晴を基準としてその晴の線と雨の線の差分だけ低い値をもって変化することになる。
この時刻温度曲線のデータが例えば東京、神奈川など地域別に準備される。
【0092】
図11は湿度曲線の例を示す。湿度曲線は月ごとの外気湿度OHF(%)を晴、曇別に示したもので、これから現在日の外気湿度を読み取ることができる。この湿度曲線も地域別に準備されている。
図12は日照外時間帯のデータ例を示す。これは1日における日が沈んだことなどによる日照外の時間帯を示し、季節ごとおよび地域ごとに作成され、晴れ、曇、雨の天気別に示される。
【0093】
確保電力量演算部45’における天候情報と時刻情報に基づく必要電力量の算出について説明する。
まず、空調機における温度調節のための消費電力量に関して、外気温度を前実施例におけるOTの代わりに、天候、時刻によって変化するOTF(℃)に置き換える。
【0094】
すなわち、設定温度ET(℃)より外気温度OTFの方が高く、外気が車内温度を上昇させようとするに対してこれを設定温度に維持するために消費する単位温度あたりの電気エネルギーをETu(kw/℃)とし、設定温度ET(℃)より外気温度OTF(℃)の方が低く、外気が車内温度を下降させようとするに対してこれを設定温度に維持するために消費する単位温度あたりの電気エネルギーをETd(kw/℃)とする。
温度調節のため1トリップあたり必要とする消費電力量EWT(kWh)は、次のように表わされる。
【数1】
ただし、第1項についてはOTF−ET>0のときの時間帯についての積分、第2項についてはET−OTF>0のときの時間帯についての積分である。
【0095】
空調機における湿度調節のための消費電力量に関しては、人間が快適と感じる湿度EHより車外の湿度OHFの方が高く、湿度EHに維持するために消費する単位湿度差あたりの電気エネルギーをEHd(kW/%)とすると、温度調節のため1トリップあたり必要とする消費電力量EWH(kWh)は、次のように表わされる。
【数2】
ただし、EH−OHF>0のときの時間帯についての積分である。
以上より、1トリップあたりに必要な空調機の消費電力量は、
EW=EWT+EWH
となる。
【0096】
つぎに、リアデフォッガについては、まず、時刻温度曲線から求めた外気温度OTFと空調機の設定温度ETとを用いてGCTF=|OTF−ET|を算出する。これは前実施例におけるリアガラス表面温度と車内温度の差であるGCTに相当するものである。
そして、車内の湿度が湿度曲線から求めた外気湿度OHFと同じとして、GCTFが所定の値を越え、かつOHFが所定の値を越えたとき1、それ以外を0とするパラメータFRdFを設定して、リアデフォッガを必要とする時間FRT(h)は次のように表わされる。
【数3】
ただし、FRdF=1のときの時間についての積分である。
【0097】
ワイパが消費する電力を前述のようにWi、情報サーバから得た天候情報により雨が降ると予測されたとき現時点から開始するとした1トリップの間にその雨の中を走行する時間をFWtとすると、その消費電力量はWi・FWtとなる。
フォグランプが消費する電力をFg、霧が発生すると予測されたとき現時点から開始するとした1トリップの間にその霧の中を走行する時間をFFgtとすると、その消費電力量はFg・FFgtとなる。
【0098】
ヘッドライトが消費する電力をLi、日照外時間帯線図から求めた1トリップ走行中の日照外時間をFltとすると、その消費電力量はLi・Fltとなる。
したがって、この実施例において天候情報等に基づく必要電力量KBは、
KB=EW+Wi・FWt+Fg・FFgt+Li・Flt+Rd・FRTとなる。ただし、Rdはリアデフォッガの消費電力である。
この結果、確保電力量Sは、走行履歴に基づく必要基本電力量KAに上記の天候情報等に基づく必要電力量KBを加えて
S=KA+KB
で算出される。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0099】
これにより、本実施例は第1の実施例と同じ効果を有するとともに、さらに天候情報を情報ネットサービスから取得するから構成が簡単となるうえ、現在の環境情報だけでなく予測情報も入手できるので、一層精度の高い確保電力量が求められるという利点を有している。
【0100】
なお、第2実施例の変形例として、特に図示しないが、天候情報検出部50’にさらに気圧センサを接続し、所定時間ごとに検出された気圧の変化に基づいて天気の変化を予測することができる。
図13は気圧の変化状況の例を示し、(a)のように時間の経過とともに気圧が連続して上昇するときは、天気が晴れ方向に良くなる。
一方、(b)のように時間が経過するにしたがって気圧が連続して下降しているときは、天気が悪くなることを示している。
【0101】
情報ネットサービスから取得する情報をこの気圧変化の状況で補間することにより、比較的広域を対象とした天候情報のみに基づく場合に比較して、電気自動車のまさに現在地点近傍での天気の動向が反映されるので、一層精度の高い確保電力量の算出が行なわれる。
【0102】
なお、各実施例では電気自動車のバッテリ6からの放電(供給)が家庭内負荷13へ行なわれるものとしたが、住宅20に住宅用蓄電池を設けてこの住宅用蓄電池を放電先とすることもできる。
【0103】
また、第1の通信アンテナ10が充放電器の充放電コントローラ26から延び、メインコントローラ21は充放電コントローラを介して電気自動車40側との情報授受を行うようになっているが、そのほか充放電器25とメインコントローラ21等を一体にユニット化することもでき、この場合には、メインコントローラ21に通信アンテナを含む通信機能を持たせることもできる。
【0104】
次に本発明の第3の実施例について説明する。これは、第1の実施例における住宅20側の構成はそのままに、電気自動車側の構成を図14に示す構成としたものである。
第1の実施例と異なる点は、電気自動車40”側において、確保電力量演算部45”に接続された走行履歴取得装置46’に、履歴データ格納部121と日時検出部130とが接続されており、確保電力量の決定方法が異なることである。
【0105】
走行履歴取得装置46’は、電気自動車の走行履歴として、1トリップあたりの走行距離と、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45”を介して送信されるバッテリ状態と、日時検出部130より検出した日時(月、日、曜日、時刻を意味する。以下、同じである。)とを取得する機能と、トリップ前のバッテリ6の残容量とトリップ後のバッテリ6の残容量の差異から使用電力量を計算する機能と、電気自動車の走行開始の日時と走行終了の日時と使用電力量とを履歴データとして履歴データ格納部121に格納する機能と、曜日と時間帯の情報から該当する履歴データを履歴データ格納部121より取得して確保電力量演算部45”に出力する機能とを備えている。
【0106】
履歴データ格納部121は、履歴データごとに走行履歴を格納する機能を備えている。
日時検出部130は、現在の日時を取得し、走行履歴取得装置46’に出力する機能を備えている。
確保電力量演算部45”は、バッテリコントローラ42からバッテリ状態とパドル接続信号を受信し、バッテリ状態とパドル接続信号を走行履歴取得装置46’に送信する機能と、走行履歴取得装置46’から取得した履歴データより確保電力量を計算する機能と、バッテリ6の残容量から非常用電力量と確保電力量を除いた電力量を余力電力量として計算する機能と、上記走行履歴と確保電力量と余力電力量とをバッテリコントローラ42へ出力する機能とを備えている。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0107】
次に、本実施例における確保電力量の決定についての流れを、図15のフローチャートに示す。
ステップ301では、走行履歴取得装置46’が、電気自動車の電源がオンになったときの月、日、曜日、時刻を走行開始の日時として、日時検出部130から取得する。
ステップ302では、電源オン時のバッテリ6の残容量(%)をトリップ前残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45”を経由して取得する。
【0108】
ステップ303では、走行を終えて電源がオフになったときの月、日、曜日、時刻を走行終了の日時として、日時検出部から取得する。
ステップ304では、電気自動車のインレット5に充電パドル3が挿入されたときのバッテリ6の残容量(%)をトリップ後残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45”を経由して取得する。
ステップ305では、使用電力量(kWh)を、バッテリ6のトリップ前残容量(%)とトリップ後残容量(%)との差にバッテリの全容量(kWh)をかけて算出する。
ステップ306では、履歴データとして、走行開始の日時、走行終了の日時、使用電力量を履歴データ格納部121に出力する。
【0109】
ステップ307では、確保電力量演算部45”が、現在の曜日でかつ現在時刻から充電開始時刻までの時間帯に該当する履歴データの使用電力量を、履歴データ格納部121から走行履歴取得装置46’を介して取得する。
なお、このステップにおいて、現在の曜日の履歴データの代りに、一週間おき、二週間おきの履歴データや、月の二週目、あるいは三週目の履歴データを取得することもできる。これにより、週ごとに周期性がある場合や、月のある週ごとに周期性がある場合にも対応した確保電力量の計算ができる。
【0110】
ステップ308では、ユーザーが入力した設定があるかどうかチェックする。そして、ユーザー入力がある場合はステップ310へ進み、ユーザー入力がない場合はステップ309へ進む。
ステップ309では、ステップ307で取得した使用電力量を積算して確保電力量を決定し、このフローを終了する。
ステップ310では、ユーザー入力により確保電力量を設定して、このフローを終了する。
上記のステップ301〜307及びステップ309が、確保電力量決定手段を構成している。
【0111】
メインコントローラ21における充電および放電モードの切換え制御動作の流れは、第1の実施例と同じである(図5、図6参照)。
なお、放電時のインタフェース22の表示部23に表示する内容も第1の実施例と同様である(図7、図8参照)が、予想放電時間(h)を計算してユーザーに提示し、何時間くらい家庭で電力を使用できるかを知らせるようにしてもよい。予想放電時間は余力電力量(kWh)を住宅使用電力量(kW)で割って算出する。
【0112】
本実施例は以上のように構成され、確保電力量演算部45”は、走行履歴取得装置46’から履歴データとして曜日等ごとの周期性を考慮した使用電力量を取得して、確保電力量を計算するので、曜日あるいは週ごとに周期性がある場合、月のある週ごとに周期性がある場合等に対応した確保電力量を決定することができる。
【0113】
次に本発明の第4の実施例について説明する。これは、第1の実施例における住宅20側の構成はそのままに、電気自動車側の構成を図16に示す構成としたものである。
第1の実施例と異なる点は、電気自動車40’’’側において、確保電力量演算部45”に接続された走行履歴取得装置46”に、履歴データ格納部121及び日時検出部130とともに、位置検出部131が接続されており、確保電力量の決定方法が異なることである。
【0114】
走行履歴取得装置46”は、前実施例の走行履歴取得装置46’の備えている機能と、位置検出部131から位置情報を取得する機能と、履歴データを履歴データ格納部121に格納する際に、位置検出部131で検出した位置情報から判断して、日常の用で外出した以外のデータを除外する機能と、1トリップあたりの履歴データを取得する際に、位置検出部131で検出した位置情報から判断して、自宅から自宅までの外出を1トリップとする機能とを備えている。
位置検出部131は、電気自動車40’’’の現在位置を検出し、位置情報として走行履歴取得装置46”に出力する機能を備えている。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0115】
次に、本実施例における確保電力量の決定方法についての流れを、図17のフローチャートに示す。
ステップ401では、走行履歴取得装置46”が、電気自動車の電源がオンになったときの月、日、曜日、時刻を走行開始の日時として、日時検出部130から取得する。
ステップ402では、電源オン時のバッテリ6の残容量(%)をトリップ前残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45”を経由して取得する。
【0116】
ステップ403では、走行前の現在位置を位置検出部131から取得し、走行履歴取得装置46”内のメモリーに記憶する。
ステップ404では、走行を終えて電源がオフになったときの月、日、曜日、時刻を走行終了の日時として、日時検出部から取得する。
ステップ405では、位置検出部131から現在位置を取得し、自宅であるかどうかチェックする。
そして、自宅であったらステップ406へ進み、自宅でなかったらステップ401へ戻る。
【0117】
ステップ406では、メモリーに記憶されている場所が、行楽地であるかどうかチェックする。
そして、行楽地でなければステップ407へ進み、行楽地であれば、レジャー等によって突発的に外出したものとして履歴データから除外すべく、ステップ410へ進む。
ステップ407では、バッテリ6の残容量(%)をトリップ後残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部45”を経由して取得する。
【0118】
ステップ408では、使用電力量(kWh)を、バッテリ6のトリップ前残容量(%)とトリップ後残容量(%)との差にバッテリの全容量(kWh)をかけて算出する。
ステップ409では、履歴データとして、走行開始の日時、走行終了の日時、使用電力量を履歴データ格納部121に出力する。
【0119】
ステップ410では、確保電力量演算部45”が、現在の曜日でかつ現在時刻から充電開始時刻までの時間帯に該当する履歴データの使用電力量を、履歴データ格納部121から走行履歴取得装置46”を介して取得する。
【0120】
ステップ411では、ユーザーが入力した設定があるかどうかチェックする。そして、ユーザー入力がある場合はステップ413へ進み、ユーザー入力がない場合はステップ412へ進む。
ステップ412では、ステップ410で取得した使用電力量を積算して確保電力量を決定し、このフローを終了する。
ステップ413では、ユーザー入力により確保電力量を設定して、このフローを終了する。
上記のステップ401〜410及びステップ412が、確保電力量決定手段を構成している。
なお、メインコントローラ21における充電および放電モードの切換え制御動作の流れは、第1の実施例と同じである。
【0121】
本実施例は以上のように構成され、走行履歴取得装置46”は、履歴データを格納する際に、位置検出部131から得た位置情報を用いて日常の用で外出した以外の履歴データを除外するとともに、充電パドル3の接続の有無に関係なく自宅から自宅までの走行を1トリップとして履歴データを記憶するので、より現実に即した確保電力量を決定することができる。例えば、もし自宅に帰ってきて充電パドル3を挿入せず、しばらくして外出した場合でも、1トリップごとの履歴データとして蓄積することで、より正確な確保電力量を決定できる。
【0122】
次に本発明の第5の実施例について説明する。これは、第1の実施例における住宅20側の構成はそのままに、電気自動車側の構成を図18に示す構成としたものである。
第1の実施例と異なる点は、電気自動車140側において、確保電力量演算部145に天候予測部135が接続されていることと、確保電力量演算部145に接続された走行履歴取得装置146に、履歴データ格納部121及び日時検出部130とともに、天候検出部132が接続されていることであり、確保電力量の決定方法が異なることである。
【0123】
走行履歴取得装置146は、第3の実施例の走行履歴取得装置46’の備えている機能と、天候検出部132から天候情報を取得する機能と、履歴データに天候情報を追加して履歴データ格納部121に格納する機能とを備えている。
確保電力量演算部145は、第3の実施例の確保電力量演算部45”の備えている機能と、天候予測部135からある時刻の予測された天候情報を取得する機能と、予測した天候と履歴データの天候とを比較した上で確保電力量を決定する機能を備えている。
【0124】
天候検出部132は、ワイパーの使用の有無及び雨滴センサの検出する雨量から現在の天候を検出し、走行履歴取得装置146に出力する機能を備えている。天候予測部135は、情報ネットサービスとの通信による天候情報の取得及び一定間隔ごとの気圧の検出によるシミュレーションから、ある時刻の天候を予測し、確保電力量演算部145に出力する機能を備えている。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0125】
次に、本実施例における確保電力量の決定についての流れを、図19のフローチャートに示す。
ステップ501では、走行履歴取得装置146が、電気自動車の電源がオンになったときの月、日、曜日、時刻を走行開始の日時として、日時検出部130から取得する。
ステップ502では、電源オン時のバッテリ6の残容量(%)をトリップ前残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部145を経由して取得する。
【0126】
ステップ503では、走行前から走行中、走行終了までの天候情報を天候検出部132から取得する。
ステップ504では、走行を終えて電源がオフになったときの月、日、曜日、時刻を走行終了の日時として、日時検出部から取得する。
ステップ505では、電気自動車のインレット5に充電パドル3が挿入されたときのバッテリ6の残容量(%)をトリップ後残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部145を経由して取得する。
【0127】
ステップ506では、使用電力量(kWh)を、バッテリ6のトリップ前残容量(%)とトリップ後残容量(%)との差にバッテリの全容量(kWh)をかけて算出する。
ステップ507では、履歴データとして、走行開始の日時、走行終了の日時、使用電力量、天候情報を履歴データ格納部121に出力する。
【0128】
ステップ508では、確保電力量演算部145が、現在の曜日でかつ現在時刻から充電開始時刻までの時間帯に該当する履歴データの使用電力量、開始日時、天候情報を、履歴データ格納部121から走行履歴取得装置146を介して取得する。
ステップ509では、ユーザーが入力した設定があるかどうかチェックする。
そして、ユーザー入力がある場合はステップ513へ進み、ユーザー入力がない場合はステップ510へ進む。
【0129】
ステップ510では、天候予測部135で該当する時間帯の天候を予測し、履歴データの天候情報と比較して、一致するかどうかチェックする。
そして、一致する場合はステップ511へ進み、一致しない場合はステップ512へ進む。
【0130】
ステップ511では、ステップ511で取得した使用電力量を積算して確保電力量を決定し、このフローを終了する。
ステップ512では、確保電力量を0として、このフローを終了する。
したがって、例えば、雨天のときのみ電気自動車140で駅まで送迎しているような場合には、予測した天候が雨天のときのみ確保電力量が一定の大きさの値を持つことになる。
ステップ513では、ユーザー入力により確保電力量を設定して、このフローを終了する。
上記のステップ501〜508及びステップ510〜512が、確保電力量決定手段を構成している。
なお、メインコントローラ21における充電および放電モードの切換え制御動作の流れは、第1の実施例と同じである。
【0131】
本実施例は以上のように構成され、走行履歴取得装置146は、履歴データに天候検出部132から取得した天候情報を追加して、履歴データ格納部121に格納するとともに、確保電力量検出部145は、天候予測部135で予測した天候と履歴データの天候とを比較した上で確保電力量を計算するので、天候に影響を受ける電気自動車140の使用に対応した確保電力量を決定することができる。
【0132】
次に本発明の第6の実施例について説明する。これは、第1の実施例における住宅20側の構成はそのままに、電気自動車側の構成を図20に示す構成としたものである。
第1の実施例と異なる点は、電気自動車140’側において、確保電力量演算部145’に温度予測部136が接続されていることと、確保電力量演算部145’に接続された走行履歴取得装置146’に、履歴データ格納部121及び日時検出部130とともに、温度検出部133が接続されていることであり、確保電力量の決定方法が異なることである。
【0133】
走行履歴取得装置146’は、第3の実施例の走行履歴取得装置46’の備えている機能と、温度検出部133から温度情報を取得する機能と、履歴データに温度情報を追加して履歴データ格納部121に格納する機能とを備えている。
確保電力量演算部145’は、第3の実施例の確保電力量演算部45”の備えている機能と、温度予測部136からある時刻の予測された温度情報を取得する機能と、予測した温度と履歴データの温度とを比較した上で確保電力量を決定する機能を備えている。
【0134】
温度検出部133は、現在の温度を検出し、走行履歴取得装置146’に出力する機能を備えている。
温度予測部136は、情報ネットサービスとの通信による温度情報の取得及び一定間隔ごとの気圧の検出によるシミュレーションから、ある時刻の温度を予測し、確保電力量演算部145’に出力する機能を備えている。
その他の構成は第1の実施例と同じである。
【0135】
次に、本実施例における確保電力量の決定についての流れを、図21のフローチャートに示す。
ステップ601では、走行履歴取得装置146’が、電気自動車の電源がオンになったときの月、日、曜日、時刻を走行開始の日時として、日時検出部130から取得する。
ステップ602では、電源オン時のバッテリ6の残容量(%)をトリップ前残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部145’を経由して取得する。
【0136】
ステップ603では、走行前から走行中、走行終了までの温度情報を温度検出部132から取得する。
ステップ604では、走行を終えて電源がオフになったときの月、日、曜日、時刻を走行終了の日時として、日時検出部から取得する。
ステップ605では、電気自動車のインレット5に充電パドル3が挿入されたときのバッテリ6の残容量(%)をトリップ後残容量(%)として、バッテリコントローラ42から確保電力量演算部145’を経由して取得する。
【0137】
ステップ606では、使用電力量(kWh)を、バッテリ6のトリップ前残容量(%)とトリップ後残容量(%)との差にバッテリの全容量(kWh)をかけて算出する。
ステップ607では、履歴データとして、走行開始の日時、走行終了の日時、使用電力量、温度情報を履歴データ格納部121に出力する。
【0138】
ステップ608では、確保電力量演算部145’が、現在の曜日でかつ現在時刻から充電開始時刻までの時間帯に該当する履歴データの使用電力量、開始日時、温度情報を、履歴データ格納部121から走行履歴取得装置146’を介して取得する。
ステップ609では、ユーザーが入力した設定があるかどうかチェックする。そして、ユーザー入力がある場合はステップ613へ進み、ユーザー入力がない場合はステップ610へ進む。
【0139】
ステップ610では、温度予測部136で該当する時間帯の温度を予測し、履歴データの温度情報と比較して、一致あるいは所定の範囲内で近似するかどうかチェックする。
そして、一致あるいは所定の範囲内で近似する場合はステップ611へ進み、一致あるいは所定の範囲内で近似しない場合はステップ612へ進む。
【0140】
ステップ611では、ステップ608で取得した使用電力量を積算して確保電力量を決定し、このフローを終了する。
ステップ612では、確保電力量を0として、このフローを終了する。
したがって、例えば、寒いのときのみ電気自動車140’で駅まで送迎しているような場合には、予測した温度が低いときのみ確保電力量が一定の大きさの値を持つことになる。
ステップ613では、ユーザー入力により確保電力量を設定して、このフローを終了する。
上記のステップ601〜608及びステップ610〜612が、確保電力量決定手段を構成している。
なお、メインコントローラ21における充電および放電モードの切換え制御動作の流れは、第1の実施例と同じである。
【0141】
本実施例は以上のように構成され、走行履歴取得装置146’は、履歴データに温度検出部133から取得した温度情報を追加して、履歴データ格納部121に格納するとともに、確保電力量検出部145’は、温度予測部136で予測した温度と履歴データの温度とを比較した上で確保電力量を計算するので、温度に影響を受ける電気自動車140’の使用に対応した確保電力量を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】消費電力量を変化させる要因を示す図である。
【図3】温度と人間が快適と感じる湿度の関係を示す図である。
【図4】リアデフォッガの使用領域を示す説明図である。
【図5】実施例における制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図6】実施例における制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図7】バッテリ充電時の表示部における表示例を示す図である。
【図8】バッテリ放電時の表示部における表示例を示す図である。
【図9】第2の実施例における電気自動車側の構成を示す図である。
【図10】時刻温度曲線を示す図である。
【図11】湿度曲線を示す図である。
【図12】日照外時間帯を示す図である。
【図13】気圧の変化状況を示す図である。
【図14】第3の実施例における電気自動車側の構成を示す図である。
【図15】第3の実施例における確保電力量決定の流れを示すフローチャートである。
【図16】第4の実施例における電気自動車側の構成を示す図である。
【図17】第4の実施例における確保電力量決定の流れを示すフローチャートである。
【図18】第5の実施例における電気自動車側の構成を示す図である。
【図19】第5の実施例における確保電力量決定の流れを示すフローチャートである。
【図20】第6の実施例における電気自動車側の構成を示す図である。
【図21】第6の実施例における確保電力量決定の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 系統電力
3 充電パドル
5 インレット
5a スイッチ
6 バッテリ
7 3相交流インバータ
8 駆動モータ
10 第1の通信用アンテナ
11 第2の通信用アンテナ
12 配電盤
13 家庭内負荷
20 住宅
21 メインコントローラ
22 インタフェース
23 表示部
24 入力部
25 充放電器
26 充放電コントローラ
27 コンバータ
28 第2のインバータ
29 第3のインバータ
40、40’、40”、40’’’、140、140’ 電気自動車
41 第1のインバータ
42 バッテリコントローラ
43 トルク演算コントローラ
44 アクセルセンサ
45、45’、45”、145、145’ 確保電力量演算部
46、46’、46”、146、146’ 走行履歴取得装置
47 エアコン設定検出部
50、50’ 天候情報検出部
51 時刻検出部
52 車外温度センサ
53 車内温度センサ
54 車内湿度センサ
55 日照センサ
56 雨滴センサ
57 ガラス温度センサ
60 通信部
61 位置情報検出部
70 住宅を模した絵表示
71 電気自動車を模した絵表示
72 残量計
73 余力電力量
74 確保電力量
75 非常用電力量
76 充電可能電力量
77 放電モード表示
78 充電モード表示
79 時刻表示
80 バッテリ残容量の%表示
81 バッテリ残容量での走行可能距離
82 放電余裕
83 供給電力と積算供給電力量
84 充電電力と積算充電電力量
85 積算充電電力量に対する電力料金
86 積算供給電力量についての深夜電力料金と非深夜電力料金の差額
121 履歴データ格納部
130 日時検出部
131 位置検出部
132 天候検出部
133 温度検出部
135 天候予測部
136 温度予測部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power management system that performs efficient power management, and more particularly to a power management system between a house and an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
Recently, various uses of electric vehicles have been studied from the viewpoint of environmental protection. In particular, in order to make it easy to use, it is preferable to supply electric power to the battery of the electric vehicle from a household power source in the house, and efforts are being made to develop the supply system.
On the other hand, as a power supply from the vehicle side to the house, a system for supplying the electric power obtained from the solar power generation device and stored in the battery of the electric vehicle to the household power supply is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-19193. .
[0003]
This power supply system includes a power conditioner that converts DC power generated by a solar cell module installed on the roof of the garage into AC power, and further provides a battery charger on the AC output side to convert AC power. The electric power is converted into direct current and stored in the battery of the electric vehicle. Conversely, the electric power stored in the battery is converted into alternating current. The electric power stored in the battery serves as a drive source for the electric vehicle, while the AC side of the battery charger is connected to the home load of the house via the connector, thereby supplying electric power from the battery of the electric vehicle to the household power supply. To meet the load on the housing side.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional system, power can be supplied from the battery of the electric vehicle to the household power supply. However, if the electric power stored in the battery is consumed, the electric vehicle is not charged until it is charged next time. It cannot be used, and there is a disadvantage that it cannot cope with a sudden outing. Therefore, a certain amount of power must be left as a secured power amount on the electric vehicle side.
In addition, if the secured power consumption is set uniformly, depending on the environmental conditions such as the weather, there is a possibility that the normal driving range may be insufficient, and the cycle as in the case of using an electric vehicle only on a specific day of the week may occur. It cannot cope with typical use.
[0005]
Therefore, in view of the above problems, the present invention realizes leveling of power demand by enabling both power supply from a household power source of a house to an electric vehicle and vice versa. In addition, the power management system using an electric vehicle that secures appropriate electric power to cope with changes in the environment on the electric vehicle side and when the electric vehicle is used periodically, and can be relieved even when suddenly going out The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention according to
[0007]
The invention according to
[0008]
According to the third aspect of the present invention, the correction is performed based on the current travel environment information detected by the environment detection means for each predetermined time or every predetermined travel distance.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, the environment detection means detects prediction information including temporal changes as travel environment information, and corrects it based on the prediction information.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, an in-vehicle electrical component related to the corrected electric energy is an air conditioner.
[0011]
In the invention described in
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, the environment detection means includes an air conditioner setting detection unit that detects the set temperature of the air conditioner, detects the amount of sunshine, and the secured power amount determination means performs air conditioning based on the set temperature and the amount of sunlight. The amount of power consumed by the machine was calculated as the required amount of power.
[0013]
In the invention according to
[0014]
In the invention according to
[0015]
According to a tenth aspect of the present invention, in particular, the lamp is a headlight, the environment detection means detects the time, and the secured power amount determination means calculates the amount of power consumed by the headlight as the required power amount based on the time. To do.
[0016]
In the invention described in
[0017]
According to a twelfth aspect of the present invention, the in-vehicle electrical component is a wiper, the environment detection unit detects rain, and the secured power amount determination unit sets the amount of power consumed by the wiper based on the detection of rain as the required power amount. It is to be calculated.
[0018]
The invention according to claim 13 is provided with a charger / discharger connected to a power line for supplying external system power to a household load on the house side, and a main controller for overall control, and through the charger / discharger, A battery controller that monitors the state of a battery and manages charge / discharge in a power management system capable of transmitting power between a battery mounted on an automobile and a house side, and means for detecting connection between the charger / discharger and the battery And a secured power amount determining means for obtaining a secured power amount of the battery. When the main controller supplies power from the battery to the house, the amount of supplied power is the amount obtained by subtracting the secured power amount from the remaining battery capacity. The secured power amount determination means uses the amount of power used by the electric vehicle from the start of travel to the end of travel and the date and time of the start and end of travel as history data. Storing Te, when supplying electric power from the battery to the housing side, and shall be determined to secure power amount based on the periodicity of the historical data commensurate with the supply time zone.
[0019]
In the invention described in claim 14, the secured power amount determining means does not store history data other than daily errands.
[0020]
According to the fifteenth aspect of the present invention, a point where the secured power amount determining means supplies power from the battery to the house side, or a point where power is supplied from the house side to the battery, is a starting point and a driving end point of the electric vehicle. The amount of power to be secured was determined.
[0021]
According to a sixteenth aspect of the present invention, the secured power amount determining means includes means for detecting the weather and means for predicting the weather, adding weather information to the history data, and the weather of the history data and the predicted weather And the amount of power to be secured is determined based on weather history data that matches the predicted weather.
[0022]
According to a seventeenth aspect of the present invention, the secured power amount determining means includes a means for detecting temperature and a means for predicting the temperature, and adds temperature information to the history data, and the temperature of the history data and the predicted temperature And the secured power amount is determined based on the historical data of the temperature that approximates the predicted temperature.
[0023]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the power management system that can charge the electric power to the electric vehicle and supply the electric power of the battery of the electric vehicle to the house, it is possible to transmit power to each other. Since the electric power of the electric vehicle is supplied to the house after securing the amount of electric power necessary for the round trip in the user's daily life area to the house side, it can respond to sudden outings and the electric vehicle electric power can be used with confidence in the home Can be used with load.
And especially, since the amount of power to be secured is corrected based on the driving environment information for the required basic power amount consumed by the drive motor of the electric vehicle for driving in the normal driving range, even if the driving environment such as the weather changes, There is no shortage of power when driving in the normal driving range.
[0024]
In the second aspect of the invention, as the correction, the power consumption when the in-vehicle electrical component is used in accordance with the traveling environment is added to the necessary basic power amount as the necessary power amount. Even if is used, an appropriate secured power amount that does not cause a power shortage is set.
[0025]
In the invention according to
[0026]
In the invention according to
[0027]
In the invention described in
[0028]
In the sixth aspect of the invention, in particular, the amount of power consumed by the air conditioner based on the difference between the set temperature and the outside air temperature is set as the required amount of power to be added, so that the air conditioner is operated when the temperature outside the vehicle is high. However, you can definitely travel back and forth in your daily life.
[0029]
According to the seventh aspect of the present invention, since the amount of power consumed by the air conditioner is set as the required power amount based on the set temperature and the amount of sunshine, it can be sure to return to and from the daily living area even if the air conditioner is operated when the sunlight is strong. can do.
[0030]
According to the eighth aspect of the invention, since the amount of power consumed by the air conditioner is set as the required amount of power based on the difference between humidity and the humidity that humans feel comfortable, even if the air conditioner is operated when it is hot and humid, You can travel in and out of the area.
[0031]
According to the ninth aspect of the present invention, since the necessary electric power due to the use of the lamp is added as a correction, even when the lamp is turned on during traveling, it can be surely reciprocated in the daily life zone.
[0032]
In the invention according to
[0033]
In the invention described in
[0034]
In the invention described in
[0035]
In the invention of claim 13, when the electric vehicle uses the amount of electric power used from the start of travel to the end of travel, the date and time of the start of travel and the end of travel are stored as history data, and when supplying power from the battery to the house side, Since the amount of electric power to be secured is determined based on historical data with periodicity appropriate to the supply time zone, for example, historical data on the same day of the week, it is appropriate for users who have periodicity on the day of the week or week of use of electric vehicles. Yes.
[0036]
In the invention according to the fourteenth aspect, since history data other than daily affairs is not stored, it is possible to determine the amount of reserved power that is more realistic by excluding the history data of sudden outings such as leisure.
[0037]
In the invention described in claim 15, since the history data is accumulated with one trip from home to home regardless of whether or not the charge paddle is connected, one trip is performed until the next connection after the charge paddle is disconnected. As compared with the case of storing the history data, it is possible to determine a more accurate reserved power amount.
[0038]
In the invention described in claim 16, weather information is added to the history data, the weather of the history data is compared with the predicted weather, and the secured power amount is determined based on the history data of the weather that matches the predicted weather. In addition, users who are affected by the weather when using electric vehicles can be handled accurately.
[0039]
In the invention of claim 17, temperature information is added to the history data, the temperature of the history data is compared with the predicted temperature, and the reserved power amount is determined based on the history data of the temperature that approximates the predicted temperature. In addition, the use of electric vehicles can be accurately handled by users affected by temperature.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a power management system according to the present invention.
First, the house side will be described.
On the
[0041]
The
The
The
[0042]
A charger /
The charger /
[0043]
The
The
Thus, when charging the
[0044]
In addition, the high frequency AC / AC conversion at the time of supplying electric power from the
[0045]
A charging
[0046]
The charge /
[0047]
The charge /
Various commands and signals output from the
[0048]
Next, the
A
[0049]
The
The
[0050]
A
The
[0051]
The
Further, the
The
[0052]
The travel
[0053]
An air conditioner
The air conditioner
The weather
[0054]
The
The vehicle outside
The in-
The
The
The
The weather
The secured power
[0055]
The reserved power
Further, the secured power
[0056]
The reserved electric
The reserved power
[0057]
Examples of vehicle electrical components for which the required amount of power KB based on weather information and the like should be considered include the following.
First, for an air conditioner, a compressor, a heater, a fan, etc. consume power.
In addition, there are wipers in rainy weather, headlights at night, fog lamps, rear defogger, etc.
FIG. 2 shows the factors that change the power consumption because these operations are required.
[0058]
The required power amount KB based on weather information is as follows, where the travel time per trip is T time, the set temperature of the air conditioner is ET (° C), the outside air temperature is OT (° C), and the inside humidity is CH (%). It is expressed as
KB = ((ETu + ETd) · OET + EHd · CEH + Wi · Fwi
+ Fg · Ffg + Li · Fli + Frd · Rd) · T
[0059]
However, ETU (kW / ° C.) is a unit that is consumed by the air conditioner to maintain the set temperature while the outside temperature tends to increase due to the outside air when the outside temperature is higher than the set temperature. Electric energy per temperature difference.
When ET <OT + Su · TW, the value obtained by converting the thermal energy radiated into the vehicle interior by sunlight to electrical energy is Su (kW), and the vehicle interior temperature TW (° C./kW) required to make the
ETd (kW / ° C.) is a unit temperature difference that the air conditioner consumes to maintain the set temperature while the outside temperature tends to decrease due to the outside air when the outside temperature is lower than the set temperature. Per electric energy.
When ET> OT + Su · TW, ETd = 0.
[0060]
OET = | OT + Su · TW-ET | (℃)
It is.
EHd (kW /%) is the electrical energy per unit humidity difference that is consumed in order to maintain the humidity CH in the vehicle higher than the humidity EH that the person feels comfortable and maintain at the humidity EH.
The relationship between the temperature and the humidity that a person feels comfortable is shown in FIG. 3, and the humidity EH (%) in the vehicle that is determined to be comfortable from the set temperature of the air conditioner is expressed as a function of the set temperature ET. In the figure, the shaded area is a range where humans feel comfortable.
[0061]
CEH = | CH-EH | (%)
It represents the humidity difference.
Wi (kW) is the power consumption of the wiper, Fwi is 1 when rain is detected by the
Fg (kW) is the power consumption of the fog lamp, and Ffg is 1 when it is determined that the humidity is high and fog is generated, and 0 otherwise.
Li (kW) is the power consumption of the headlight, and Fli takes a value of 1 when it is determined that lighting is necessary from the detection results of the
[0062]
Rd (kW) is the power consumption of the rear defogger.
Frd is GST (° C.) as the surface temperature of the rear glass detected by the
[0063]
The secured power
S = KA + KB
To obtain and store the reserved power amount S (kWh) and output it to the
The reserved power
[0064]
The
[0065]
With the above configuration, while the
The travel
Further, the
[0066]
On the
[0067]
At the time of charging, AC power from the
[0068]
At the time of discharging, the DC power from the
[0069]
5 and 6 are flowcharts showing the flow of the charge and discharge mode switching control operation in the
First, in
[0070]
When the charging
If it is not the midnight power time zone, in
[0071]
And when there is a surplus electric power amount, it progresses to step 104 and starts discharge (electric power supply from the
[0072]
During discharging, in
Here, if it is not the midnight power time zone, the discharge is continued and the process returns to step 105.
[0073]
When the remaining power amount is exhausted in the check in
In
[0074]
If the check at
[0075]
Thereafter, in
That is, the charge /
Thereafter, charging is continued until the battery is fully charged while receiving and checking the battery status monitored by the
[0076]
On the other hand, if there is no remaining power amount in the check in
[0077]
If there is a sufficient amount of power in the check of
[0078]
If the check result in
During discharging, in
[0079]
Thereby, the electric power supply from the
When the check at
[0080]
If the current time is in the midnight power time zone in the check in
If the grid power is normal, the process proceeds to step 112 and charging is started.
On the other hand, if the check result in
Thereafter, as in the case of proceeding from
[0081]
As described above, switching between the charging mode and the discharging mode is automatically performed only by the user connecting the charging
In addition, since the input unit 24 is provided in the
[0082]
At the time of charging and discharging, the state is displayed on the
FIG. 7 is a display example during charging, that is, supplying power from the
The display screen includes a
[0083]
On the electric
[0084]
FIG. 8 is a display example during discharging, that is, supplying power from the
This display makes it possible to recognize at a glance that the emergency power amount and the reserved power amount remain even during discharge.
[0085]
The present embodiment is configured as described above, and charging or discharging is controlled at low cost by midnight power by controlling charging or discharging according to the amount of reserved power and the amount of surplus power, time zone, and system power status of the
[0086]
In particular, when calculating the amount of power required for traveling back and forth to a predetermined area within the daily life area, the amount of power required for vehicle electrical components that are likely to be used from now on is calculated based on the driving environment. Since this is added to the required basic power amount based on the travel history, the surplus power amount can be used for housing use with a great sense of security.
That is, as environmental conditions, time, outside temperature, inside temperature, humidity, sunshine, presence of raindrops, glass temperature, set temperature of air conditioner, etc. are detected, so air conditioner operation according to weather, wiper in rainy weather, The amount of power required for lighting night headlights, fog lights, and rear defoggers is secured. Therefore, even if these in-vehicle electrical components are operated depending on the traveling environment when the vehicle travels suddenly, the normal traveling range can be reliably reciprocated without power shortage.
[0087]
Further, since the reserved electric energy and the emergency electric energy are kept in the
[0088]
Further, the charge / discharge status is displayed on the
In addition, when discharging, the remaining battery capacity, travelable distance, discharge margin (remaining power amount), integrated supply (discharge) power amount and the difference between its late-night power charge and non-late-night power charge, etc. are displayed. As well as knowing the cost effectiveness of effectively using cheap late-night power.
[0089]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This is the configuration shown in FIG. 9 with the configuration on the electric vehicle side, while maintaining the configuration on the
On the
The position
[0090]
The
In the reserved power
[0091]
The reserved power
FIG. 10 shows a time-temperature curve, and FIG. 10A shows a change in the outside air temperature OTF according to the time according to the season when the weather is fine. The reference value is the average value for the year.
Similarly, (b) shows the change in the outside air temperature OTF with time according to the weather. Therefore, the temperature on a rainy day changes with a value lower by the difference between the clear line and the rain line with respect to the value in (a) with reference to the clear line in (b).
This time-temperature curve data is prepared for each region such as Tokyo and Kanagawa.
[0092]
FIG. 11 shows an example of a humidity curve. The humidity curve shows the monthly outside air humidity OHF (%) separately for clear and cloudy, from which the outside air humidity for the current day can be read. This humidity curve is also prepared for each region.
FIG. 12 shows an example of data outside the daylight hours. This indicates a time zone outside the sunshine due to the sun setting in the day, etc., created for each season and each region, and shown for sunny, cloudy, and rainy weather.
[0093]
The calculation of the required power amount based on weather information and time information in the secured power
First, regarding the power consumption for temperature adjustment in the air conditioner, the outside air temperature is replaced with OTF (° C.) that changes according to the weather and time instead of OT in the previous embodiment.
[0094]
That is, the outside air temperature OTF is higher than the set temperature ET (° C.), and the outside air tries to increase the vehicle interior temperature, whereas the electric energy per unit temperature consumed to maintain the set temperature at the set temperature is ETU ( kw / ° C), the outside air temperature OTF (° C) is lower than the set temperature ET (° C), and the unit temperature consumed to maintain this at the set temperature while the outside air tries to lower the vehicle interior temperature. The per-electric energy is ETd (kw / ° C.).
The power consumption EWT (kWh) required per trip for temperature adjustment is expressed as follows.
[Expression 1]
However, the first term is the integration for the time zone when OTF-ET> 0, and the second term is the integration for the time zone when ET-OTF> 0.
[0095]
Regarding the power consumption for humidity adjustment in the air conditioner, the humidity OHF outside the vehicle is higher than the humidity EH that humans feel comfortable, and the electrical energy per unit humidity difference consumed to maintain the humidity EH is EHd ( kW /%), power consumption EWH (kWh) required per trip for temperature adjustment is expressed as follows.
[Expression 2]
However, the integration is for the time zone when EH-OHF> 0.
From the above, the power consumption of the air conditioner required per trip is
EW = EWT + EWH
It becomes.
[0096]
Next, for the rear defogger, first, GCTF = | OTF−ET | is calculated using the outside air temperature OTF obtained from the time temperature curve and the set temperature ET of the air conditioner. This corresponds to GCT which is the difference between the rear glass surface temperature and the vehicle interior temperature in the previous embodiment.
Assuming that the humidity inside the vehicle is the same as the outside air humidity OHF obtained from the humidity curve, a parameter FRdF is set such that 1 when GCTF exceeds a predetermined value and OHF exceeds a predetermined value, and 0 otherwise. The time FRT (h) requiring the rear defogger is expressed as follows.
[Equation 3]
However, it is the integration over time when FRdF = 1.
[0097]
If the power consumed by the wiper is Wi as described above, and FWt is the time to travel in the rain during one trip that starts from the current time when it is predicted that it will rain according to the weather information obtained from the information server The power consumption is Wi · FWt.
If the power consumed by the fog lamp is Fg, and the time during which the vehicle travels in the fog during one trip when the fog is predicted to occur when the fog is predicted to be generated is FFgt, the power consumption is Fg · FFgt.
[0098]
Assuming that the power consumed by the headlight is Li and the daylight outside time during one trip determined from the daylight outside time zone diagram is Flt, the power consumption is Li · Flt.
Therefore, in this embodiment, the required power amount KB based on weather information or the like is
KB = EW + Wi · FWt + Fg · FFgt + Li · Flt + Rd · FRT. However, Rd is the power consumption of the rear defogger.
As a result, the secured power amount S is obtained by adding the required power amount KB based on the above weather information to the required basic power amount KA based on the travel history.
S = KA + KB
Is calculated by
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0099]
As a result, the present embodiment has the same effect as the first embodiment, and furthermore, since the weather information is acquired from the information network service, the configuration becomes simple, and not only the current environment information but also the prediction information can be obtained. In addition, there is an advantage that a more accurate secured power amount is required.
[0100]
As a modified example of the second embodiment, although not particularly shown, a pressure sensor is further connected to the weather
FIG. 13 shows an example of the change in atmospheric pressure. When the atmospheric pressure rises continuously with the passage of time as shown in (a), the weather improves in the clear direction.
On the other hand, when the atmospheric pressure continuously decreases as time elapses as shown in (b), it indicates that the weather is worse.
[0101]
By interpolating the information obtained from the information network service in this atmospheric pressure change situation, the trend of the weather in the vicinity of the current location of the electric vehicle can be compared with the case where it is based only on the weather information for a relatively wide area. As a result, the secured power amount is calculated with higher accuracy.
[0102]
In each embodiment, the discharge (supply) from the
[0103]
The
[0104]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This is the same as the configuration on the electric vehicle side shown in FIG. 14 while the configuration on the
The difference from the first embodiment is that, on the
[0105]
The travel
[0106]
The history
The date and
The secured power
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0107]
Next, the flow for determining the reserved power amount in this embodiment is shown in the flowchart of FIG.
In
In
[0108]
In
In
In
In
[0109]
In
In this step, instead of the history data for the current day of the week, history data every other week, every other two weeks, or the second or third week of the month can be acquired. Thereby, the amount of reserved electric power corresponding to the case where there is periodicity every week or the case where there is periodicity every week of the month can be calculated.
[0110]
In
In
In
The
[0111]
The flow of the charge / discharge mode switching control operation in the
The contents displayed on the
[0112]
The present embodiment is configured as described above, and the reserved power
[0113]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. This is the configuration shown in FIG. 16 with the configuration on the electric vehicle side, while maintaining the configuration on the
The difference from the first embodiment is that, on the
[0114]
The travel
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0115]
Next, the flow of the method for determining the reserved power amount in this embodiment is shown in the flowchart of FIG.
In
In
[0116]
In
In
In
If it is at home, the process proceeds to step 406. If not, the process returns to step 401.
[0117]
In
If it is not a resort, the process proceeds to step 407. If it is a resort, the process proceeds to step 410 in order to exclude it from the history data as having suddenly gone out due to leisure or the like.
In
[0118]
In
In
[0119]
In
[0120]
In
In
In
Said step 401-410 and step 412 comprise the securing electric energy determination means.
The flow of the charge / discharge mode switching control operation in the
[0121]
The present embodiment is configured as described above, and the travel
[0122]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. This is the same as the configuration on the electric vehicle side shown in FIG. 18 while the configuration on the
The difference from the first embodiment is that, on the
[0123]
The travel
The secured power
[0124]
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0125]
Next, the flow for determining the amount of reserved power in the present embodiment is shown in the flowchart of FIG.
In
In
[0126]
In
In
In
[0127]
In
In
[0128]
In
In
If there is user input, the process proceeds to step 513. If there is no user input, the process proceeds to step 510.
[0129]
In
If they match, the process proceeds to step 511, and if they do not match, the process proceeds to step 512.
[0130]
In
In
Therefore, for example, when the
In
The
The flow of the charge / discharge mode switching control operation in the
[0131]
The present embodiment is configured as described above, and the travel
[0132]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. This is the configuration shown in FIG. 20 with the configuration on the electric vehicle side, while maintaining the configuration on the
The difference from the first embodiment is that, on the
[0133]
The travel
The reserved power
[0134]
The
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0135]
Next, the flow for determining the amount of reserved power in the present embodiment is shown in the flowchart of FIG.
In
In
[0136]
In
In
In
[0137]
In
In
[0138]
In
In
[0139]
In
If they match or approximate within a predetermined range, the process proceeds to step 611, and if they do not match or approximate within a predetermined range, the process proceeds to step 612.
[0140]
In
In
Therefore, for example, when the
In
The
The flow of the charge / discharge mode switching control operation in the
[0141]
The present embodiment is configured as described above, and the traveling
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing factors that change power consumption.
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between temperature and humidity that a person feels comfortable with.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a usage area of a rear defogger.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of control operation in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of control operation in the embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a display example on a display unit during battery charging.
FIG. 8 is a diagram illustrating a display example on the display unit when the battery is discharged.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration on an electric vehicle side in a second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a time-temperature curve.
FIG. 11 shows a humidity curve.
FIG. 12 is a diagram showing a non-sunshine time zone.
FIG. 13 is a diagram showing a change state of atmospheric pressure.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration on an electric vehicle side in a third embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing a flow of determining a reserved power amount in the third embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration on an electric vehicle side in a fourth embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of determining a reserved power amount in the fourth embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing a configuration on an electric vehicle side in a fifth embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing a flow of determining a reserved power amount in the fifth embodiment.
FIG. 20 is a diagram showing a configuration on an electric vehicle side in a sixth embodiment.
FIG. 21 is a flowchart showing a flow of determining a reserved power amount in the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 grid power
3 Charging paddle
5 Inlet
5a switch
6 Battery
7 Three-phase AC inverter
8 Drive motor
10 First communication antenna
11 Second communication antenna
12 Switchboard
13 Household load
20 housing
21 Main controller
22 Interface
23 Display
24 Input section
25 Charger / discharger
26 Charge / Discharge Controller
27 Converter
28 Second inverter
29 Third inverter
40, 40 ′, 40 ″, 40 ′ ″, 140, 140 ′ electric vehicle
41 First inverter
42 Battery controller
43 Torque calculation controller
44 Accelerator sensor
45, 45 ', 45 ", 145, 145' Secured energy calculation unit
46, 46 ', 46 ", 146, 146' traveling history acquisition device
47 Air conditioner setting detector
50, 50 'Weather information detector
51 Time detector
52 Outside temperature sensor
53 Car interior temperature sensor
54 Car humidity sensor
55 sunshine sensor
56 Raindrop sensor
57 Glass temperature sensor
60 Communication Department
61 Position information detector
70 Picture display imitating a house
71 Picture display imitating an electric car
72 Fuel gauge
73 Power reserve
74 Secured electric energy
75 Emergency power
76 Rechargeable energy
77 Discharge mode display
78 Charging mode display
79 Time display
80 Battery% display
81 Traveling distance with remaining battery capacity
82 Discharge margin
83 Supply power and integrated power supply
84 Charging power and accumulated charging power
85 Electricity charge for accumulated charge
86 Difference between late-night electricity charge and non-late-night electricity charge for integrated power supply
121 History data storage
130 Date and time detector
131 Position detector
132 Weather detection unit
133 Temperature detector
135 Weather prediction department
136 Temperature prediction part
Claims (17)
バッテリの状態を監視し充放電を管理するバッテリコントローラと、
前記充放電器とバッテリの接続を検出する手段と、
電気自動車の走行環境を検出する環境検出手段と、
前記バッテリの確保電力量を求める確保電力量決定手段とを有し、
前記メインコントローラは、前記バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給電力量を前記バッテリの残容量から前記確保電力量を減じた量に制限し、
前記確保電力量決定手段は、電気自動車の通常走行範囲の走行に対応する必要基本電力量を前記環境検出手段で検出した走行環境情報に基づいて補正して確保電力量とするものであることを特徴とする電力マネジメントシステム。A battery and a housing mounted on an electric vehicle via the charger / discharger are provided with a charger / discharger connected to a power wiring for supplying external system power to a household load on the house side and a main controller for overall control. In the power management system that enables mutual power transmission between the sides,
A battery controller that monitors the state of the battery and manages charge and discharge;
Means for detecting connection between the charger / discharger and a battery;
An environment detection means for detecting the traveling environment of the electric vehicle;
A secured power amount determining means for obtaining a secured power amount of the battery;
The main controller, when supplying electric power from the battery to the house side, limits the amount of supplied power to an amount obtained by subtracting the reserved electric energy from the remaining capacity of the battery,
The secured power amount determining means corrects the necessary basic power amount corresponding to traveling in the normal travel range of the electric vehicle based on the traveling environment information detected by the environment detecting means to obtain a secured power amount. A featured power management system.
前記確保電力量決定手段は、前記設定温度と外気温度の差に基づいて空調機が消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項5記載の電力マネジメントシステム。The environment detection means includes an air conditioner setting detection unit for detecting a set temperature of the air conditioner, and detects an outside air temperature,
6. The power management system according to claim 5, wherein the secured power amount determination means calculates the amount of power consumed by the air conditioner as the required power amount based on the difference between the set temperature and the outside air temperature.
前記確保電力量決定手段は、前記設定温度と日照量に基づいて空調機が消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項5記載の電力マネジメントシステム。The environment detection means includes an air conditioner setting detection unit that detects a set temperature of the air conditioner, and detects the amount of sunlight.
6. The power management system according to claim 5, wherein the secured power amount determining means calculates the power amount consumed by the air conditioner as the required power amount based on the set temperature and the amount of sunlight.
前記確保電力量決定手段は、前記湿度と人間が快適と感じる湿度の差に基づいて空調機が消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項5記載の電力マネジメントシステム。The environment detecting means detects humidity;
6. The power management system according to claim 5, wherein the secured power amount determination means calculates the amount of power consumed by an air conditioner as the required power amount based on a difference between the humidity and a humidity that a person feels comfortable. .
前記環境検出手段が時刻を検出し、
前記確保電力量決定手段は、前記時刻に基づいてヘッドライトが消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項9記載の電力マネジメントシステム。The lamp is a headlight;
The environment detection means detects the time;
The power management system according to claim 9, wherein the secured power amount determination unit calculates a power amount consumed by a headlight as the required power amount based on the time.
前記環境検出手段が湿度を検出し、
前記確保電力量決定手段は、所定の湿度の検出に基づいてフォグランプが消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項9記載の電力マネジメントシステム。The lamp is a fog lamp;
The environment detecting means detects humidity;
The power management system according to claim 9, wherein the secured power amount determination unit calculates a power amount consumed by a fog lamp as the necessary power amount based on detection of a predetermined humidity.
環境検出手段が雨を検出し、
前記確保電力量決定手段は、雨の検出に基づいてワイパが消費する電力量を前記必要電力量として算出することを特徴とする請求項2、3または4記載の電力マネジメントシステム。The in-vehicle electrical component is a wiper,
The environment detection means detects rain,
5. The power management system according to claim 2, wherein the secured power amount determination unit calculates the amount of power consumed by the wiper as the required power amount based on detection of rain.
バッテリの状態を監視し充放電を管理するバッテリコントローラと、
前記充放電器とバッテリの接続を検出する手段と、
前記バッテリの確保電力量を求める確保電力量決定手段とを有し、
前記メインコントローラは、前記バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給電力量を前記バッテリの残容量から前記確保電力量を減じた量に制限し、
前記確保電力量決定手段は、電気自動車が走行開始から走行終了までに使用した使用電力量、その走行開始及び走行終了の日時を履歴データとして記憶し、バッテリから住宅側へ電力を供給する際、供給時間帯に見合った周期性の履歴データに基づいて確保電力量を決定することを特徴とする電力マネジメントシステム。A battery and a housing mounted on an electric vehicle via the charger / discharger are provided with a charger / discharger connected to a power wiring for supplying external system power to a household load on the house side and a main controller for overall control. In the power management system that enables mutual power transmission between the sides,
A battery controller that monitors the state of the battery and manages charge and discharge;
Means for detecting connection between the charger / discharger and a battery;
A secured power amount determining means for obtaining a secured power amount of the battery;
The main controller, when supplying electric power from the battery to the house side, limits the amount of supplied power to an amount obtained by subtracting the reserved electric energy from the remaining capacity of the battery,
The secured power amount determining means stores the amount of power used by the electric vehicle from the start of travel to the end of travel, the date of travel start and end of travel as history data, and when supplying power from the battery to the house side, A power management system characterized in that a secured power amount is determined based on periodic history data corresponding to a supply time zone.
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