JP5569446B2 - Vehicle charging equipment, power receiving equipment - Google Patents
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Description
本発明は、車両充電装置と受電設備に関する。 The present invention relates to a vehicle charging device and a power receiving facility.
現在、国内において高圧電力契約を電力会社などと結んでいる場合、使用時の電力ピークに基づいて1年間の基本電気料金が決められる。そこで、使用時の電力ピークを抑えることにより、基本電気料金を下げる技術が提案されている。特に、電気自動車やハイブリッド自動車を充電する車両充電装置などが設置されている施設では、充電時の電力ピークにより基本電気料金が決まるため、充電時の電力ピークを抑えることが望まれている。 Currently, when a high-voltage power contract is concluded with an electric power company or the like in Japan, the basic electricity charge for one year is determined based on the power peak during use. Therefore, a technique for reducing the basic electricity charge by suppressing the power peak during use has been proposed. In particular, in a facility where a vehicle charging device or the like for charging an electric vehicle or a hybrid vehicle is installed, since the basic electricity charge is determined by the power peak at the time of charging, it is desired to suppress the power peak at the time of charging.
例えば、特許文献1には蓄電装置の容量を抑制する一方でピークカットを確実に行うことができる電力貯蔵システムが開示されている。この電力貯蔵システムによれば、電力設備として受電設備、負荷及び電力貯蔵システムを備える。電力貯蔵システムは、蓄電装置と制御装置とを含み、商用電力により充電される一方で、負荷に電力を供給する機能をもつ。制御装置の充放電制御部は、夜間電力時間帯に二次電池が充電され、昼間の電力ピーク時間帯に二次電池から放電されるように切り換える第1制御を行う。さらに充放電制御部は、ピーク時間帯に、蓄電装置による放電動作を必要としない状態であって、且つ蓄電装置の充電状態が満充電状態でない場合に、蓄電装置に充電動作を行わせる第2制御を実行する。
For example,
また、特許文献2には複数台の電気自動車の蓄電池等の負荷への同時充電を可能にしながら装置のコンパクト化,コストダウンを図り、さらに受電設備効率の向上を図る技術が開示されている。その技術によれば、 複数台の充電器の共通の直流電源として1台の整流器を設け、各充電器のうち設定された充電器を制御装置によって時分割的に充電制御する。これにより、複数の負荷に同時充電を行うと共に整流器が受電する交流電力及び供給する直流電力は1台の充電器の連続運転と同等にする。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、充電時の電力ピークを抑える車両充電装置、受電設備を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at providing the vehicle charging device and power receiving equipment which suppress the electric power peak at the time of charge.
実施の態様のひとつである車両充電装置は、AC/DC変換部、DC/DC変換部、通信部、制御部を備えている。AC/DC変換部は、1つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換する。DC/DC変換部は、上記AC/DC変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換する。通信部は、上記受電設備で計測された上記負荷と上記車両充電装置との使用電力情報を受信する。制御部は、上記負荷と上記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、上記車両に供給する電力を、上記閾値を超えた電力だけ低減させる電流値を求める。そして、制御部は求めた上記電流値と上記車両の要求する電流値とを含む上記制御信号を上記DC/DC変換部に通知し、上記DC/DC変換部から出力される電流と電圧とを制御する。 A vehicle charging device which is one of the embodiments includes an AC / DC conversion unit, a DC / DC conversion unit, a communication unit, and a control unit. The AC / DC conversion unit converts electric power supplied from a power receiving facility installed in a facility including one or more loads and a vehicle charging device from alternating current to direct current. The DC / DC converter converts the current and voltage output from the AC / DC converter into current values and voltage values required by the vehicle. The communication unit receives power consumption information between the load measured by the power receiving facility and the vehicle charging device. A control part calculates | requires the electric current value which reduces the electric power supplied to the said vehicle only the electric power exceeding the said threshold value when the electric power value used with the said load and the said vehicle charging device exceeds a threshold value. Then, the control unit notifies the DC / DC conversion unit of the control signal including the obtained current value and the current value required by the vehicle, and outputs the current and voltage output from the DC / DC conversion unit. Control.
他の実施の態様のひとつである車両充電装置は、蓄電部、AC/DC変換部、DC/DC変換部、遮断部、通信部、制御部を備えている。蓄電部は電力を蓄電する。AC/DC変換部は、1つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換する。DC/DC変換部は、上記AC/DC変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換する。遮断部は、上記AC/DC変換部の出力を遮断して、上記蓄電部から電力を上記DC/DC変換部に供給する。通信部は、上記受電設備で計測された上記負荷と上記車両充電装置との使用電力情報を受信する。制御部は、上記負荷と上記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、上記遮断部を制御して上記AC/DC変換部の出力を遮断して、上記蓄電部から電力を上記DC/DC変換部に供給させる制御をする。 A vehicle charging device which is one of other embodiments includes a power storage unit, an AC / DC conversion unit, a DC / DC conversion unit, a blocking unit, a communication unit, and a control unit. The power storage unit stores power. The AC / DC conversion unit converts electric power supplied from a power receiving facility installed in a facility including one or more loads and a vehicle charging device from alternating current to direct current. The DC / DC converter converts the current and voltage output from the AC / DC converter into current values and voltage values required by the vehicle. The interruption unit cuts off the output of the AC / DC conversion unit and supplies power from the power storage unit to the DC / DC conversion unit. The communication unit receives power consumption information between the load measured by the power receiving facility and the vehicle charging device. When the power value used by the load and the vehicle charging device exceeds a threshold, the control unit controls the blocking unit to block the output of the AC / DC conversion unit and Is supplied to the DC / DC converter.
他の実施の態様のひとつである受電設備は、検出部、制御部、通信部を備えている。検出部は、上記施設における上記負荷と上記車両充電装置で使用される電力値を求める。制御部は、上記電力値を含む信号を生成する。通信部は、上記信号を車両充電装置に送信する。 A power receiving facility which is one of other embodiments includes a detection unit, a control unit, and a communication unit. A detection part calculates | requires the electric power value used with the said load in the said facility, and the said vehicle charging device. The control unit generates a signal including the power value. The communication unit transmits the signal to the vehicle charging device.
実施の形態によれば、充電時の電力ピークを抑えることができるという効果を奏する。 According to the embodiment, there is an effect that the power peak at the time of charging can be suppressed.
実施の形態によれば、充電時の電力ピークを抑えることができるという効果を奏する。 According to the embodiment, there is an effect that the power peak at the time of charging can be suppressed.
以下図面に基づいて、実施形態について詳細を説明する。
実施形態1について説明をする。
図1は、実施形態1の充電システムの一実施例を示す図である。図1に示す充電システムは、受電設備1、車両充電装置2を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。
Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
The first embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the charging system according to the first embodiment. The charging system shown in FIG. 1 includes a
系統電力を受電する受電設備1は、例えば、キュービクル式受電設備が知られている。受電設備1は受電した高電圧を受電設備1内で変圧して、施設に供給される。例えば、受電したAC6600Vを受電設備1内でAC100VまたはAC200Vに変圧して、施設の負荷4および車両充電装置2に供給する。受電設備1は、変圧器、遮断機、開閉器、計器類などを備えているが本例では、受電設備1の内部に変圧器6、検出部7、制御部8、通信部9を示している。
For example, a cubicle type power receiving facility is known as the
変圧器6は、図1に示す系統側5の高電圧を低電圧に変圧し、変圧した電圧を施設の負荷4に供給する。
検出部7は、変圧器6の二次側の出力電力を、計器を用いて計測して、制御部8に電力に関する情報(電力情報)を通知する。検出部7の計器には、例えば、計器用に電力を変成する電力需給用計器用変成器、使用電力量を測定する電力需給用計器、大電圧を小電圧に変圧する計器用変圧器、大電流を小電流に変流する変流器が備えられている。また、検出部7の計器には計器用変圧器を介して接続され変圧器6の二次側の電流を測定する電流計と、変流器を介して接続され変圧器6の二次側電圧を測定する電圧計を備えている。また、電力に関する情報(電力情報)とは、施設における負荷4と車両充電装置2で消費される電力量を示す値である。
The transformer 6 transforms the high voltage on the
The
制御部8は、検出部7が計測した電力値を取得して、通信部9に通知する。制御部8は、Central Processing Unit(CPU)やプログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。また、制御部8は記録部を備え、制御部8が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
The
通信部9は、車両充電装置2の通信部13と通信をする。通信部9は、車両充電装置2に電力情報を含む送信信号を送信する。通信部9と通信部13間の通信方式は、例えば、有線または無線による通信でもよいし、電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、光通信、Local Area Network(LAN)、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System(PHS)、無線LAN、無線モデムを用いた通信などである。電力線通信を用いる場合には電力線10を用いて通信を行う。
The
車両充電装置2は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両3に電力を供給する。車両充電装置2は、AC/DC変換部11、DC/DC変換部12、通信部13、制御部14、通信部15などを備えている。AC/DC変換部11は、変圧器6の二次側から供給される交流を直流に変換する。DC/DC変換部12は、AC/DC変換部11により変換された直流電圧を、車両3に電力を供給する際に必要な電圧に変換する。なお、本例ではDC/DC変換部12を用いているが、AC/DC変換部11の出力が車両3に電力を供給する際に必要な電圧を出力できる場合にはDC/DC変換部12を設けなくてよい。
The
通信部13は、受電設備1の受電設備の通信部9と通信をする。通信部13は、受電設備1から送信される電力情報を含む送信信号を受信する。通信部13と通信部9間の通信は有線でも無線でもよく、有線ならば電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、光通信、Local Area Network(LAN)、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System(PHS)、無線LAN、無線モデムを用いた通信などである。電力線通信を用いる場合には電力線10を用いて通信を行う。
The
制御部14は、検出部7が計測した電力値Wmを通信部13から取得するとともに、車両3が要求する電流値Arを通信部15から取得する。電力値Wmは、1つ以上の負荷4と車両充電装置2で使用されている電力とを合計した値に近似している。
The
また、制御部14は車両3の要求する電流値Arと車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcとを用いて、式1に示すように充電時の電力値Wc求める。ここで、車両3の要求する電流値Arは、例えば、CHAdeMO(チャデモ)などの規格に従って取得した電流指令値である。車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcは、例えば、車両3において決められている充電電圧値である。
Further, the
また、検出部7が計測した電力値Wmが、電力ピークを抑制する閾値Thを超えないようにするために、制御部14は車両3へ供給する電流を抑える通知をDC/DC変換部12に通知する。閾値Thは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が50kWと推定される場合、閾値Thを40kWにすることが考えられる。ただし、閾値Thは40kWに限定されるものでわない。すなわち、推定される50kWを電力値Wmが超えてから車両に供給する電流量を下げると、電力ピーク値が50kWを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される50kWより低い閾値Thを設定する。つまり、例えば閾値Thが40kWのときに電力値Wmが該40kW以上になってから車両3に供給する電流量を下げれば、推定される50kWを電力値Wmが超える状態が減少する。
Further, in order to prevent the power value Wm measured by the
また、車両3に供給する電流量の決定は制御部14が式2、式3に示す計算を実行することで求められる。例えば、検出部7で計測した電力値Wmが閾値Thを超えた場合に、電力値Wmと電力値Wcとの差を求める。式2を参照。求めた電力の差である電力値Wsubは、負荷4各々が消費している電力の合計した値である。次に、式3に示すように閾値Thから電力値Wsubを差し引いて、電力ピーク値を超えないで車両3に供給できると推定される電力(Wc−Wsub)を求める。続いて、求めた電力(Ac−Wsub)と電圧値Vcを用いてDC/DC変換部12から出力する電流値Asを求め、車両3への出力電流の最大値がAsであることを車両3に伝える。これにより車両3の要求値Arが最大値がAsまで下がるので、このAsを電流指令値としてDC/DC変換部12に通知する。また求めた電流値Asは車両へは伝えずに直接、電流指令値としてDC/DC変換部12に通知することも考えられる。
Further, the determination of the amount of current to be supplied to the
Wc=Ar×Vc (式1)
Th<Wm → Wsub=Wm−Th (式2)
As=(Wc−Wsub)/Vc (式3)
Wm :検出部7が計測した電力値
Ar :車両3が要求する電流値
Vc :車両3に供給する電圧値
Wc :充電時の電力値
Th :電力ピークを抑制する閾値
Wsub:WmとWcの差
As :車両3へ供給する電流値
なお、DC/DC変換部12への電流指令値として、車両3から要求された電流値と異なる電流値Asを使用している間は、電力値Wcを式4を用いて求める。
Wc = Ar × Vc (Formula 1)
Th <Wm → Wsub = Wm−Th (Formula 2)
As = (Wc−Wsub) / Vc (Formula 3)
Wm: power value measured by the detection unit Ar: current value required by the
Wc=As×Vc (式4)
制御部14は施設内の負荷4に供給する電力が増加しても、DC/DC変換部12への電流指令値を変更することで車両へ供給する電力を下げることができるため、電力ピーク値を抑えることができる。その結果、基本電気料金を抑えることができる。
Wc = As × Vc (Formula 4)
Since the
また、制御部14はCentral Processing Unit(CPU)やプログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。また、制御部14は記録部を備え、制御部14が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
The
通信部15は、車両3に搭載されている通信部と通信をする。通信部15は、車両3から送信されるCHAdeMO(チャデモ)などの規格に従って要求された電流指令値を含む情報を受信する。通信部15と車両3との間の通信方式は、例えば、有線または無線による通信でもよいし、電力線を用いた通信などでもよい。有線通信は、例えば、Controller Area Network(CAN)、光通信、Local Area Network(LAN)、モデムを用いた通信などである。無線通信は、例えば、Personal Handy-phone System(PHS)、無線LAN、無線モデムを用いた通信などである。
The
受電設備1の制御部8の動作について説明する。
図2は、受電設備1の制御部8の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、制御部14が検出部7から電力値Wmを取得する。例えば、検出部7から出力される電力値Wmを決められた周期で取得する。また、検出部7で電圧値と電流値を計測して、計測した電圧値と電流値を制御部8で取得し、該電圧値と該電流値を用いて電力値mを求めてもよい。
The operation of the
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップS2では、制御部8が電力値Wmを含む送信信号を生成して、通信部9に送信信号を送信する。その後、通信部9は車両充電装置2の通信部13に送信信号を送信する。
In step S <b> 2, the
車両充電装置2の制御部14の動作について説明する。
図3は、車両充電装置2の制御部14の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS31では、制御部14が受電設備1の通信部9から電力値Wmを取得する。例えば、車両充電装置2から出力される電力値Wmを決められた周期で取得する。
Operation | movement of the
FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the operation of the
ステップS32では、制御部14が車両3から車両充電装置2に要求する電流値Ar(電流指令値)を取得する。例えば、車両3から出力される電流指令値Arを決められた周期で取得する。
In step S <b> 32, the
ステップS33では、制御部14が電力値Wmと閾値Thを比較し、電力値Wmが閾値Th以上であればステップS34(Yes)に移行し、電力値Wmが閾値Thより小さい値であればステップS35(No)に移行する。式2を参照。
In step S33, the
ステップS34では、制御部14が車両3へ供給する電流値As=(Wc−Wm−Th))/Vcを求める。式2〜式4を参照。ステップS34で制御部14は、車両3の要求する電流値Arと車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcとを用いて、式1に示すように充電時の電力値Wc求める。また、DC/DC変換部12への電流指令値として、車両3から要求された電流値とは異なる電流値Asに対応する電流指令値を使用している間は、電力値Wcを式4に示す計算を用いて求める。
In step S34, the current value As = (Wc−Wm−Th)) / Vc supplied to the
次に、制御部14は、例えば、検出部7で計測した電力値Wmが閾値Thを超えた場合に、閾値Thと電力値Wcとの差である電力値Wsubを求める。そして、式3に示すようにWcから電力値Wsubを差し引いて、電力ピーク値を超えないで車両3に供給できると推定される電力(Wc−Wsub)を求める。続いて、求めた電力(Wc−Wsub)と電圧値Vcを用いてDC/DC変換部12から出力する電流値Asを求める。求めた電流値AsをAr値として車両3に通知する。
Next, for example, when the power value Wm measured by the
ステップS35では、制御部14が車両3から取得した電流指令の代わりに電流値Asに対応する電流指令値をDC/DC変換部12に通知する。なお、車両3から取得した電流指令値に対応する電力値Arと負荷4各々の電力値を合計した電力値Wmが、閾値Thを超えていない場合には、電流指令値に対応する電力値ArをDC/DC変換部12に通知する。
In step S <b> 35, the
実施形態1によれば、施設内の負荷4に供給する電力が増加しても、DC/DC変換部12への電流指令値を変更して車両へ供給する電力を下げることにより、電力ピーク値を抑えることができる。その結果、基本電気料金を抑えることができる。
According to the first embodiment, even if the power supplied to the
実施形態2について説明をする。
図4は、実施形態2の充電システムの一実施例を示す図である。図4に示す充電システムは、受電設備1、車両充電装置40を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置40は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両3に電力を供給する。車両充電装置40は、AC/DC変換部11、DC/DC変換部12、通信部13、制御部14、通信部15、第1の遮断部41、第2の遮断部42、蓄電部43などを備えている。実施形態2は、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて車両3を充電する。図4の例では、電力値Wmが閾値Thを超えたとき、制御部14は第1の遮断部41と第2の遮断部42を遮断状態にする制御をする。電力値Wmが閾値Th以下のときは、制御部14は第1の遮断部41と第2の遮断部42を導通状態にする制御をする。また、蓄電部43は第1の遮断部41と第2の遮断部42が導通状態のときに充電される。
A second embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the charging system according to the second embodiment. The charging system shown in FIG. 4 includes a
第1の遮断部41は、AC/DC変換部11の交流入力前段に設けられ、制御部14から出力される制御信号により電力線10の導通(ON)と遮断(OFF)の切り替え制御を行う。第1の遮断部41として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。
The first shut-off
第2の遮断部42は、AC/DC変換部11の直流出力後段に設けられ、制御部14から出力される制御信号により電力線10の導通(ON)と遮断(OFF)の切り替え制御を行う。第2の遮断部42として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。
The second shut-off
なお、第1の遮断部41と第2の遮断部42は、必ずしも2つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
蓄電部43は、AC/DC変換部11から供給される直流電力を蓄電する。蓄電部43として、例えば、リチウムバッテリやコンデンサなどが考えられる。
In addition, the 1st interruption | blocking
The
実施形態2の制御部14は、検出部7が計測した電力値Wmを通信部13から取得するとともに、車両3が要求する電流値Arを通信部15から取得する。電力値Wmは、1つ以上の負荷4と車両充電装置2で使用されている電力とを合計した値に近似している。ここで、車両3の要求する電流値Arは、例えば、CHAdeMO(チャデモ)などの規格に従って取得した電流指令値である。車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcは、例えば、車両3において決められている充電電圧値である。
The
また、検出部7が計測した電力値Wmが、電力ピークを抑制する閾値Thを超えないようにするために、制御部14は第1の遮断部41、第2の遮断部42を遮断状態にさせる。閾値Thは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が50kWと推定される場合、閾値Thを40kWにすることが考えられる。ただし、閾値Thは40kWに限定されるものでわない。すなわち、推定される50kWを電力値Wmが超えてから、蓄電部43から車両3に電力を供給すると、電力ピーク値が50kWを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される50kWより低い閾値Thを設定する。つまり、電力値Wmが閾値Thが40kW以上になってから車両3に蓄電部43かれ電力を供給するれば、推定される50kWを電力値Wmが超える状態を減少させることができる。
Further, in order to prevent the power value Wm measured by the
制御部14は、電力値Wmが閾値Th以上になると、第1の遮断部41と第2の遮断部42に遮断(OFF)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Wmが閾値Thより低くなると、第1の遮断部41と第2の遮断部42に導通(ON)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Wmが閾値Th以上の間、制御部14は蓄電部43から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。電力値Wmが閾値Thより低い間、制御部14はAC/DC変換部11から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。
When the power value Wm becomes equal to or greater than the threshold Th, the
また、制御部14はCentral Processing Unit(CPU)やプログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。また、制御部14は記録部を備え、制御部14が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
The
車両充電装置40の制御部14の動作について説明する。
図5は、車両充電装置40の制御部14の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS51では、制御部14が受電設備1の通信部9から電力値Wmを取得する。例えば、車両充電装置2から出力される電力値Wmを決められた周期で取得する。
Operation | movement of the
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the
ステップS52では、制御部14が車両3の通信部から車両充電装置40に要求する電流値Ar(電流指令値)を取得する。例えば、車両3から出力される電流指令値Arを決められた周期で取得する。
In step S <b> 52, the
ステップS53では、制御部14が電力値Wmと閾値Thを比較し、電力値Wmが閾値Th以上であればステップS54(Yes)に移行し、電力値Wmが閾値Thより小さい値であればステップS55(No)に移行する。
In step S53, the
ステップS54では、制御部14が第1の遮断部41と第2の遮断部42に遮断(OFF)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Wmが閾値Thより低くなると、第1の遮断部41と第2の遮断部42に導通(ON)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。
In step S <b> 54, the
ステップS55で制御部14は、電力値Wmが閾値Th以上の間、制御部14は蓄電部43から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。また、電力値Wmが閾値Thより低い間、制御部14はAC/DC変換部11から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。
In step S55, the
実施形態2によれば、施設内の負荷4に供給する電力が増加しても、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて車両3を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。
According to the second embodiment, even if the power supplied to the
実施形態3について説明をする。
図6は、実施形態3の充電システムの一実施例を示す図である。図6に示す充電システムは、受電設備1、車両充電装置60を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置60は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両3に電力を供給する。車両充電装置60は、AC/DC変換部11、DC/DC変換部12、通信部13、制御部14、通信部15、第1の遮断部41、第2の遮断部42、蓄電部43、第3の遮断部61などを備えている。実施形態3は、蓄電部43は外部に設けた電力供給源を用いて蓄電をする。電力供給源は、例えば、太陽光発電装置、太陽熱発電装置、風力発電装置などを用いることが考えられる。
The third embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the charging system according to the third embodiment. The charging system shown in FIG. 6 includes a
また、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて車両3を充電する。実施形態3の場合、蓄電部43が充電する際には第3の遮断部61は遮断状態に切り替えられ、蓄電部43を車両3の充電に用いる際には第3の遮断部61は導通状態に切り替えられる。
When the power value Wm detected by the
実施形態3の制御部14は、検出部7が計測した電力値Wmを通信部13から取得するとともに、車両3が要求する電流値Arを通信部15から取得する。電力値Wmは、1つ以上の負荷4と車両充電装置2で使用されている電力とを合計した値に近似している。
The
また、制御部14は車両3の要求する電流値Arと車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcとを用いて、ここで、車両3の要求する電流値Arは、例えば、CHAdeMO(チャデモ)などの規格に従って取得した電流指令値である。車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vcは、例えば、車両3において決められている充電電圧値である。
In addition, the
また、検出部7が計測した電力値Wmが、電力ピークを抑制する閾値Thを超えないようにするために、制御部14は車両3へ供給する電流を抑える通知をDC/DC変換部12に通知する。閾値Thは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が50kWと推定される場合、閾値Thを40kWにすることが考えられる。ただし、閾値Thは40kWに限定されるものでわない。すなわち、推定される50kWを電力値Wmが超えてから、蓄電部43から車両3に電力を供給すると、電力ピーク値が50kWを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される50kWより低い閾値Thを設定する。つまり、電力値Wmが閾値Thが40kW以上になってから車両3に蓄電部43かれ電力を供給するれば、推定される50kWを電力値Wmが超える状態を減少させることができる。
Further, in order to prevent the power value Wm measured by the
制御部14は、電力値Wmが閾値Th以上になると、第1の遮断部41と第2の遮断部42を遮断(OFF)する切り替えすると、第3の遮断部61を導通(ON)にする切り替えとを行うための制御信号を出力する。電力値Wmが閾値Thより低くなると、第1の遮断部41と第2の遮断部42を導通(ON)にする切り替えと、第3の遮断部61を遮断(OFF)にする切り替えと制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Wmが閾値Th以上の間、制御部14は蓄電部43から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。電力値Wmが閾値Thより低い間、制御部14はAC/DC変換部11から出力される電圧値を車両3に充電する際に必要な電圧値Vcに変換する指示と、車両3から取得した電流指令とをDC/DC変換部12に通知する。
When the
なお、第1の遮断部41と第2の遮断部42は、必ずしも2つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
実施形態3によれば、施設内の負荷4に供給する電力が増加しても、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて車両3を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。
In addition, the 1st interruption | blocking
According to the third embodiment, even if the power supplied to the
実施形態4について説明をする。
図7は、実施形態4の充電システムの一実施例を示す図である。図7に示す充電システムは、受電設備1、車両充電装置70を備えている。該充電システムは、例えば、充電スタンド、コンビニエンスストアなどの施設に設けられる。車両充電装置70は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両3、73に電力を供給する。車両充電装置60は、AC/DC変換部11、DC/DC変換部12、DC/DC変換部71、通信部13、制御部14、通信部15、第1の遮断部41、第2の遮断部42、蓄電部43、第4の遮断部72などを備えている。実施形態4は、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えたとき、系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて複数の車両3を充電する。図7の例では、電力値Wmが閾値Thを超えたとき、制御部14は第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72を遮断状態にする制御をする。電力値Wmが閾値Th以下のときは、制御部14は第1の遮断部41と第2の遮断部42を導通状態にする制御をする。本例では蓄電部43は第1の遮断部41と第2の遮断部42が導通状態のときに充電される。
The fourth embodiment will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the charging system according to the fourth embodiment. The charging system shown in FIG. 7 includes a
第1の遮断部41は、AC/DC変換部11の交流入力前段に設けられ、制御部14から出力される制御信号により電力線10の導通(ON)と遮断(OFF)の切り替え制御を行う。第1の遮断部41として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。
The first shut-off
第2の遮断部42は、AC/DC変換部11の直流出力後段に設けられ、制御部14から出力される制御信号により電力線10の導通(ON)と遮断(OFF)の切り替え制御を行う。第2の遮断部42として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。
The second shut-off
なお、第1の遮断部41と第2の遮断部42は、必ずしも2つ必要ではなく、どちらか一方を備えて遮断ができればよい。
第4の遮断部72は、AC/DC変換部11の直流出力後段に設けられ、制御部14から出力される制御信号により電力線10の導通(ON)と遮断(OFF)の切り替え制御を行う。第4の遮断部72として、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。
In addition, the 1st interruption | blocking
The
蓄電部43は、AC/DC変換部11から供給される直流電力を蓄電する。蓄電部43として、例えば、リチウムバッテリやコンデンサなどが考えられる。
実施形態4の制御部14は、検出部7が計測した電力値Wmを通信部13から取得するとともに、車両3が要求する電流値Ar1、車両73が要求するAr2を通信部15から取得する。電力値Wmは、1つ以上の負荷4と車両充電装置70で使用されている電力とを合計した値に近似している。ここで、車両3、73の要求する電流値Ar1、Ar2は、例えば、CHAdeMO(チャデモ)などの規格に従って取得した電流指令値である。車両3に電力を供給する際に必要な電圧値Vc1、車両73に電力を供給する際に必要な電圧値Vc2は、例えば、車両3、73各々において決められている充電電圧値である。
The
The
また、検出部7が計測した電力値Wmが、電力ピークを抑制する閾値Thを超えないようにするために、制御部14は第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72を遮断状態にさせる。閾値Thは、施設を管理する利用者が予定する基本電気料金に対応する電力ピーク値または該電力ピーク値より低い値に設定する。すなわち、該電力ピーク値をできる限り超えないようにする。例えば、基本電気料金に対応する電力ピーク値が50kWと推定される場合、閾値Thを40kWにすることが考えられる。ただし、閾値Thは40kWに限定されるものでわない。すなわち、推定される50kWを電力値Wmが超えてから、蓄電部43から車両3、73に電力を供給すると、電力ピーク値が50kWを超えた基本電気料金になってしまうので、推定される50kWより低い閾値Thを設定する。つまり、電力値Wmが閾値Thが40kW以上になってから車両3、73に蓄電部43かれ電力を供給するれば、推定される50kWを電力値Wmが超える状態が減少する。
Further, in order to prevent the power value Wm measured by the
制御部14は、電力値Wmが閾値Th以上になると、第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72各々に、遮断(OFF)する切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Wmが閾値Thより低くなると、第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72各々に、導通(ON)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。また、電力値Wmが閾値Th以上の間、制御部14は蓄電部43から出力される電圧値を車両3、73に充電する際に必要な電圧値Vc1、Vc2に変換する指示と、車両3、73から取得した電流指令各々とをDC/DC変換部12、71に通知する。電力値Wmが閾値Thより低い間、制御部14はAC/DC変換部11から出力される電圧値を車両3、73に充電する際に必要な電圧値Vc1、Vc2に変換する指示と、車両3、73から取得した電流指令各々とをDC/DC変換部12、71に通知する。
When the power value Wm is equal to or greater than the threshold value Th, the
また、制御部14はCentral Processing Unit(CPU)やプログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。また、制御部14は記録部を備え、制御部14が実行するプログラムやデータが記録されている。記録部は、例えばRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
The
車両充電装置70の制御部14の動作について説明する。
図8は、車両充電装置70の制御部14の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS81では、制御部14が受電設備1の通信部9から電力値Wmを取得する。例えば、車両充電装置2から出力される電力値Wmを決められた周期で取得する。
Operation | movement of the
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップS82では、制御部14が車両3、73各々の通信部から車両充電装置70に要求する電流値Ar1、Ar2(電流指令値)を取得する。例えば、車両3、73各々から出力される電流指令値Ar1、Ar2を決められた周期で取得する。
In step S <b> 82, the
ステップS83では、制御部14が電力値Wmと閾値Thを比較し、電力値Wmが閾値Th以上であればステップS84(Yes)に移行し、電力値Wmが閾値Thより小さい値であればステップS85(No)に移行する。
In step S83, the
ステップS84では、制御部14が第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72各々に、遮断(OFF)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。電力値Wmが閾値Thより低くなると、第1の遮断部41、第2の遮断部42、第4の遮断部72各々に、導通(ON)の切り替え制御を行うための制御信号を出力する。
In step S84, the
ステップS85で制御部14は、電力値Wmが閾値Th以上の間、制御部14は蓄電部43から出力される電圧値を車両3、73各々に充電する際に必要な電圧値Vc1、Vc2に変換する指示と、車両3、73各々から取得した電流指令各々とをDC/DC変換部12、71各々に通知する。また、電力値Wmが閾値Thより低い間、制御部14はAC/DC変換部11から出力される電圧値を車両3、73各々に充電する際に必要な電圧値Vc1、Vc2に変換する指示と、車両3、73各々から取得した電流指令とをDC/DC変換部12、71各々に通知する。
In step S85, the
実施形態4によれば、施設内の負荷4に供給する電力が増加しても、検出部7で検出された電力値Wmが閾値Thを超えると系統電力が供給される電力線を遮断し、蓄電部43に蓄電された電力を用いて複数の車両を充電する。その結果、電力ピーク値を抑えることができるため、基本電気料金を抑えることができる。
According to the fourth embodiment, even if the power supplied to the
また、受電設備の増設や改造が不要となることで、イニシャルコストの低減ができる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
In addition, the initial cost can be reduced by eliminating the need to add or modify power receiving equipment.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 受電設備
2 車両充電装置
3 車両
4 負荷
5 電力系統
6 変圧器
7 検出部
8 制御部
9 通信部
10 電力線
11 AC/DC変換部
12 DC/DC変換部
13 通信部
14 制御部
15 通信部
40 車両充電装置
41 第1の遮断部
42 第2の遮断部
43 蓄電部
51 第3の遮断部
60 車両充電装置
70 車両充電装置
71 DC/DC変換部
72 第4の遮断部
73 車両
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記AC/DC変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換するDC/DC変換部と、
前記受電設備で計測された前記負荷と前記車両充電装置との使用電力情報を受信する通信部と、
前記負荷と前記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、前記車両に供給する電力を、前記閾値を超えた電力だけ低減させる電流値を求め、求めた前記電流値と前記車両の要求する電流値とを含む前記制御信号を前記DC/DC変換部に通知し、前記DC/DC変換部から出力される電流と電圧とを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車両充電装置。 An AC / DC converter that converts power supplied from a power receiving facility installed in a facility including one or more loads and a vehicle charging device from AC to DC;
A DC / DC converter that converts the current and voltage output from the AC / DC converter into current and voltage values required by the vehicle;
A communication unit that receives power consumption information of the load and the vehicle charging device measured by the power receiving facility;
When the power value used by the load and the vehicle charging device exceeds a threshold, a current value for reducing the power supplied to the vehicle by the power exceeding the threshold is obtained, and the obtained current value and the A control unit that notifies the DC / DC converter of the control signal including a current value required by the vehicle, and controls a current and a voltage output from the DC / DC converter;
A vehicle charging device comprising:
1つ以上の負荷と車両充電装置とを備える施設に設置される受電設備から供給される電力を交流から直流に変換するAC/DC変換部と、
前記AC/DC変換部から出力される電流と電圧を、車両が要求する電流値と電圧値に変換するDC/DC変換部と、
前記AC/DC変換部の出力を遮断して、前記蓄電部から電力を前記DC/DC変換部に供給する遮断部と、
前記受電設備で計測された前記負荷と前記車両充電装置との使用電力情報を受信する通信部と、
前記負荷と前記車両充電装置とで使用される電力値が閾値を超えた場合、前記遮断部を制御して前記AC/DC変換部の出力を遮断して、前記蓄電部から電力を前記DC/DC変換部に供給させる制御をする制御部と、
を備えることを特徴とする車両充電装置。
A power storage unit for storing electric power ;
An AC / DC converter that converts power supplied from a power receiving facility installed in a facility including one or more loads and a vehicle charging device from AC to DC;
A DC / DC converter that converts the current and voltage output from the AC / DC converter into current and voltage values required by the vehicle;
A cutoff unit that cuts off the output of the AC / DC conversion unit and supplies power from the power storage unit to the DC / DC conversion unit;
A communication unit that receives power consumption information of the load and the vehicle charging device measured by the power receiving facility;
When the electric power value used by the load and the vehicle charging device exceeds a threshold value, the output of the AC / DC conversion unit is controlled by controlling the interruption unit, and electric power is supplied from the power storage unit to the DC / DC. A control unit that performs control to be supplied to the DC conversion unit;
A vehicle charging device comprising:
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