JP5675523B2 - 充電装置及び充電システム及び充電方法 - Google Patents
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Description
この発明は、充電池の充放電を最適化して省エネルギーを図る場合であっても、必要なときに必要な充電量を確保することを目的とする。
充電条件取得部と、充電計画作成部と、充電部とを有し、
上記充電条件取得部は、充電池の充電が完了すべき完了時刻と上記充電池に充電する電力量とを表わす充電条件情報を取得し、
上記充電計画作成部は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報が表わす完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電池を充電する充電計画を作成し、
上記充電部は、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、上記充電池を充電することを特徴とする充電装置。
実施の形態1について、図1〜図8を用いて説明する。
移動体40は、例えば電気自動車(EV)などであり、電気エネルギーによって移動する。移動体40は、電気エネルギーを蓄える充電池を搭載している。移動体40は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。
充電装置10は、例えば、充電ステーションや駐車場などに備え付けられている。充電装置10は、移動体40の充電池を充電する。
以下に説明する充電装置10や移動体40の機能ブロックは、制御装置13,43がコンピュータプログラムを実行して、制御装置自身や他のハードウェアを制御することにより実現される。なお、これは、以下に説明する機能ブロックの実現手段の一例であり、他の電気的構成や機械的構成により、以下に説明する機能ブロックを実現するものであってもよい。
なお、充電条件入力部51が充電条件を入力する代わりに、充電条件を算出する充電条件算出部を設ける構成であってもよい。例えば、充電条件算出部は、移動体40の利用スケジュールを取得し、取得した利用スケジュールに基づいて、移動体40の出発時刻や、次の目的地まで行くのに必要な電力量を算出し、算出した出発時刻や電力量に基づいて、充電条件を算出する。
充電条件通知部52は、通信装置44を用いて、充電条件入力部51が入力した充電条件を表わす充電条件情報を生成し、生成した充電条件情報を充電装置10に対して通知する。
充電不能出力部54は、充電不能取得部53が充電不能通知を取得した場合に、制御装置43を用いて、移動体40の利用者に対して、充電条件入力部51が入力した充電条件を満たす充電ができないことを通知する。
供給能力取得部23は、制御装置13を用いて、電力供給装置11が充放電装置12に対して供給できる電力量を表わす供給能力情報を取得する。
充電条件取得部24は、通信装置14を用いて、移動体40が通知した充電条件情報を取得する。
充電計画作成部25は、制御装置13を用いて、供給能力取得部23が取得した供給能力情報と、充電条件取得部24が取得した充電条件情報とに基づいて、充電計画を作成する。充電計画とは、例えば、どの移動体40の充電池41を、いつまでに、どれだけ充電するかなどの計画である。
充電部21は、充放電装置12を用いて、充電計画作成部25が作成した充電計画に基づいて、移動体40の充電池41を充電する。
放電部22は、充放電装置12を用いて、充電計画作成部25が作成した充電計画に基づいて、移動体40の充電池41を放電する。
充電不能通知部26は、充電計画作成部25が充電条件を満たす充電計画を作成できなかった場合に、通信装置14を用いて、移動体40に対して、充電不能通知を通知する。
充電終了時刻512は、移動体40の利用者が希望する、充電の終了時刻を表わす。
最終充電量513は、移動体40の利用者が希望する、充電終了時における充電池41の充電量を表わす。
最大充電電流514は、充電池41を充電するために流すことができる電流の最大値を表わす。最大充電電流514は、例えば、充電池41や受給電装置42の仕様によって定まる。あるいは、充電池41が、大きな充電電流を流すと寿命が短くなるタイプであって、充電電流を制限したい場合など、充電池41や受給電装置42の仕様によって定まる値よりも小さい値を、利用者が指定する構成であってもよい。
優先指数515は、移動体40の利用者が何を優先させるかを表わす。優先指数515は、例えば、充電コストを抑えることを優先させるのか、なるべく早く充電することを優先させるのかを示す。
最高充電量522は、最終充電量513よりも大きい値であって、充電池41の放電が許可されている場合において、電力不足時の放電に備えて、あらかじめ充電池41を充電しておく場合にどこまで充電してよいかを表わす。
最低充電量523は、現在充電量511よりも小さい値であって、充電池41の放電が許可されている場合において、充電池41をどこまで放電してもよいかを表わす。なお、最低充電量523は、現在充電量511よりも大きい値であってもよく、その場合、充電池41が最低充電量523に充電されるまでは放電を許可しないことを表わす。
最大放電電流524は、充電池41を放電する際、充電池41から取り出すことができる電流の最大値を表わす。最大放電電流524は、例えば、充電池41や受給電装置42の仕様によって定まる。あるいは、充電池41が、大きな放電電流を流すと寿命が短くなるタイプであって、放電電流を制限したい場合など、充電池41や受給電装置42の仕様によって定まる値よりも小さい値を、利用者が指定する構成であってもよい。
なお、充電条件情報510は、充電池41の放電を許可しないことを放電許否521が表わす場合、最高充電量522、最低充電量523及び最大放電電流524を含まない構成であってもよい。あるいは、充電条件情報510は、放電許否521を含まず、最大放電電流524が0である場合に、放電を許可しないことを表わす構成であってもよい。
日時551は、その組が表わす供給能力の開始日時を表わす。
供給可能電力量552は、日時551が表わす開始日時から始まる単位時間(例えば1時間、1分間など)の間に、電力供給装置11が充放電装置12に対して供給できる電力量を表わす。
供給単価553は、充電池41に対して単位電力量の電力を充電する場合の単価を表わす。例えば、電力供給装置11が電力会社から供給された電力を変換する電力変換装置である場合、供給単価553は、充電装置10が電力会社から電力を買い取る単価に基づいて定まる。
充電条件記憶部32は、制御装置13を用いて、充電条件取得部24が取得した充電条件情報510を記憶する。充電条件記憶部32は、その時点で充電装置10に接続している移動体40それぞれについて、充電条件取得部24が移動体40から取得した充電条件情報510を記憶する。
制約条件を満たす充電計画の作成に線形計画部35が成功した場合、充電計画記憶部36は、制御装置13を用いて、線形計画部35が作成した充電計画を記憶する。充電計画記憶部36が記憶した充電計画に基づいて、充電部21は充電池41を充電し、放電部22は充電池41を放電する。
制約条件を満たす充電計画の作成に線形計画部35が失敗した場合、充電条件記憶部32は、制御装置13を用いて、充電条件取得部24が最後に取得した充電条件情報510を、記憶装置から削除する。なお、充電条件取得部24が最後に取得した充電条件情報510が、それまでの充電条件情報510を変更するものであった場合、供給能力記憶部31は、制御装置13を用いて、新しい充電条件情報510を削除し、古い充電条件情報510を復活させる。また、充電不能通知部26は、通信装置14を用いて、充電条件取得部24が最後に取得した充電条件情報510を送信した移動体40に対して、充電不能通知を送信する。
aiは、i番目の充電池41について、優先指数515に基づいて目的関数算出部33が算出する係数である。aiは、0以上1以下の実数であり、aiの値が大きいほど、充電コストを抑えることを優先させることを表わし、aiの値が小さいほど、早く充電することを優先させることを表わす。
ctは、時間帯tについて、供給単価553に基づいて目的関数算出部33が算出する係数である。ctは、0以上の実数であり、ctの値が大きいほど、時間帯tにおいて単位充電量の充電をするためのコストが大きいことを表わす。
cmax,iは、i番目の充電池41について、現在充電量511、充電終了時刻512、最終充電量513及び最大充電電流514に基づいて目的関数算出部33が算出する充電コストの総和の最大値である。
cmin,iは、i番目の充電池41について、現在充電量511、充電終了時刻512、最終充電量513及び最大充電電流514に基づいて目的関数算出部33が算出する充電コストの総和の最小値である。
dtは、時間帯tについて目的関数算出部33が算出する係数である。dtは、0以上の実数であり、dtの値が大きいほど、時間帯tが遅いことを表わす。
dmax,iは、i番目の充電池41について、現在充電量511、充電終了時刻512、最終充電量513及び最大充電電流514に基づいて目的関数算出部33が算出する遅延コストの総和の最大値である。遅延コストとは、係数dtを、時間帯tにおいて単位充電量の充電をするためのコストとみなした場合における充電コストのことである。
dmin,iは、i番目の充電池41について、現在充電量511、充電終了時刻512、最終充電量513及び最大充電電流514に基づいて目的関数算出部33が算出する遅延コストの総和の最小値である。
Diは、i番目の充電池41について、放電許否521及び最大放電電流524に基づいて制約条件算出部34が算出する各時間帯における最大放電量を表わす。なお、制約条件算出部34は、放電が許可されていない充電池41についてのDiを0にする。
Tmax,iは、i番目の充電池41について、充電終了時刻512に基づいて制約条件算出部34が算出する充電を完了すべき時間帯tを表わす。
Stは、時間帯tについて、供給可能電力量552に基づいて制約条件算出部34が算出する、その時間帯における最大充電量の総和を表わす。
xs,iは、i番目の充電池41について、現在充電量511に基づいて制約条件算出部34が算出する、現在の充電量を表わす。
xe,iは、i番目の充電池41について、最終充電量513に基づいて制約条件算出部34が算出する、充電完了時の充電量を表わす。
目的関数算出部33は、算出した係数aiと、最大値cmax,iと、最小値cmin,iと、最大値dmax,iと、最小値dmin,iと、係数ctと、係数dtとに基づいて、すべての充電池41と時間帯tとの組について、係数kt,iを算出する。例えば、目的関数算出部33は、係数aiと係数ctとの積ai・ctを、最大値cmax,iから最小値cmin,iを差し引いた差[cmax,i−cmin,i]で割った商と、1から係数aiを差し引いた差(1−ai)と係数dtとの積(1−ai)・dtを、最大値dmax,iから最小値dmin,iを差し引いた差[cmax,i−cmin,i]で割った商との合計を算出し、算出した合計と(−1)との積を算出して、算出した積を係数kt,iとする。
充電条件通知工程S612において、充電条件入力部51が、充電条件を入力する。充電条件通知部52が、充電条件情報510を生成して、充電装置10に対して送信する。充電条件取得部24が、移動体40が送信した充電条件情報510を受信する。充電条件記憶部32が、充電条件取得部24が受信した充電条件情報510を記憶する。
充電計画作成工程S613において、充電計画作成部25が、充電計画を作成する。充電計画の作成に成功した場合、充電装置10は、充電処理S610を充電工程S615へ進め、新たに作成した充電計画にしたがって充電池41を充放電する。充電計画の作成に失敗した場合、充電装置10は、充電処理S610を充電不能通知工程S614へ進める。
充電不能通知工程S614において、充電不能通知部26が、移動体40に対して充電不能通知を送信する。充電不能取得部53が、充電装置10が通知した充電不能通知を受信する。充電不能出力部54が、充電条件入力部51が入力した充電条件を満たす充電ができないことを出力する。充電装置10は、充電処理S610を充電工程S615へ進め、以前の充電計画にしたがって充電池41を充放電する。
新たな移動体40が充電装置10に接続してきた場合、充電装置10は、充電処理S610を接続工程S611に戻す。
接続中の移動体40が新たな充電条件情報を通知してきた場合、充電装置10は、充電処理S610を充電条件通知工程S612に戻す。
接続中の移動体40が接続を解除(解列)してきた場合、充電装置10は、充電処理S610を解列工程S616へ進める。
充電計画作成工程S617において、充電計画作成部25が、充電計画を作り直す。充電装置10は、充電処理S610を充電工程S615に戻し、作り直した充電計画にしたがって充電池41を充放電する。
この時点で、充電装置10は、他の移動体40の充電池41を充電するための充電計画にしたがって動作している。充電装置10は、新たに通知された充電条件情報510を含めて充電計画を作り直す。充電計画の作成に成功した場合、充電装置10は、新たに作成した充電計画にしたがって動作する。また、充電計画の作成に失敗した場合、充電装置10は、そのことを移動体40に対して通知し、それまでの充電計画にしたがった動作を継続する。なお、充電計画作成部25は、充電計画の作成に失敗した場合に、充電計画が作成できる充電条件の代替案を作成する構成であってもよい。その場合、充電不能通知部26は、充電計画作成部25が作成した充電条件の代替案を含む充電不能通知を移動体40に対して通知する。充電不能取得部53が充電不能通知を取得し、充電不能出力部54が出力する。
移動体40の利用者が充電不能出力部54の出力を見て、入れ直した充電条件を充電条件入力部51が入力する。充電不能通知が代替案を含む場合、充電条件入力部51は、利用者が代替案を承認するか否か、あるいは、複数の代替案のなかから利用者がどの代替案を選択するかを入力する構成であってもよい。なお、移動体40の利用者は、充電条件を入れ直すのではなく、充電を断念してもよい。
充電コストを抑えることを優先させる設定の場合、充電計画作成部25は、例えば供給単価553が小さい時間帯を使って充電をする充電計画を作成する。充電計画の作成に成功した場合、充電終了時刻512までの間に充電池41を最終充電量513まで充電する予定になるが、充電終了時刻512より前の時刻において、充電池41がどこまで充電されているかはわからない。このため、例えば、予定が突然変更になり、すぐに出発しなければならない場合であっても、充電池41が十分に充電されているとは限らない。
また、なるべく早く充電することを優先させる設定の場合、充電計画作成部25は、供給単価553に関わらず、充電池41を充電する充電計画を作成する。このため、充電終了時刻512より前の時刻であっても、充電池41が最終充電量513の近くまで充電されている可能性が高くなるが、その代わり、充電コストが高くなる可能性がある。
充電装置10は、新たに通知された充電条件情報510を含めて充電計画を作り直す。充電計画の作成に成功した場合、充電装置10は、新たに作成した充電計画にしたがって動作する。また、充電計画の作成に失敗した場合、充電装置10は、そのことを移動体40に対して通知し、それまでの充電計画にしたがった動作を継続する。
充電終了時刻512より前に、充電装置10と移動体40との接続が解除された場合、それ以降は、その移動体40の充電池41を充電する必要がなくなるので、他に接続している移動体40に対して、現在の充電計画よりも満足度が高くなる充電計画を作成できる可能性がある。また、接続が解除された充電池41が、放電を許可されていた場合、その充電池41を放電できなくなることにより、現在の充電計画を変更する必要が生じる可能性がある。このため、充電計画作成部25は、充電装置10と移動体40との接続が解除された場合、充電計画を作り直す。
実施の形態2について、図9〜図13を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
電気自動車100は、充放電条件入力部110(選択入力部、変更要求入力部、変更入力部)、充放電条件管理部120、(条件記憶部、条件更新部)、充放電条件通知部130(充電条件通知部、変更要求通知部)、充放電状態監視・制御部140(充電状態監視部、遮断部)、および、蓄電部150(充電池)を備える。
充放電装置200は、充放電計画・制御部210(充電条件取得部、充電計画作成部、変更要求取得部)、および、充放電部220(充電部、放電部)を備える。
充放電条件入力部110は、電気自動車100が、所望の充放電条件を充放電条件管理部120に入力するためのものである。
充放電条件管理部120は、充放電条件入力部110によって入力された充放電条件を保持し、必要に応じて充放電条件通知部130、および、充放電状態監視・制御部140に充放電条件を提供するものである。
充放電条件通知部130は、電気自動車100が充放電装置200に接続された際、または、充放電条件入力部110によって充放電条件が変更された際に、充放電装置200に対して充放電条件を通知するためのものである。
充放電状態監視・制御部140は、蓄電部150の充放電状態を監視し、充放電条件管理部120に保持された充放電条件を逸脱した充放電が行われた際に、蓄電部150への充放電を遮断するものである。
蓄電部150は、充放電部220によって充放電が可能な蓄電池、および、蓄電用の制御回路等を含む蓄電機構である。
充放電計画・制御部210は、充放電条件通知部130によって提供された充放電条件にしたがって電気自動車100を充電するための最適な充放電計画の立案、ならびに、立案された充放電計画にしたがって充放電を実行するために充放電部220の制御を行うものである。
充放電部220は、充放電計画・制御部210の制御にしたがって、蓄電部150への充電、または、放電を行うものである。
以下、この実施形態における充放電条件管理処理について説明する。
充放電条件入力部110は、これらの条件を入力するための手段として、電気自動車100に備え付けられた専用のボタンやダイヤル類を用いるほか、ナビゲーションシステムなどの汎用ユーザインタフェースを用いてもよい。さらに、利用者の利便性を高めるために、携帯電話などの無線通信機器により、電気自動車100の遠隔から充放電条件の入力が行えることが望ましい。
以下、この実施形態における充放電条件伝達処理S103について説明する。
充放電条件変更処理は、充放電条件の入力、および、更新に関する処理であり、充放電条件入力処理S101を含むが、とくに充放電中の電気自動車100において充放電条件の変更を行うためのものである。
以下、この実施形態における充放電条件変更処理について説明する。
この図は、充放電条件管理部120において管理されるデータを模式的に表したものである。なお、この実施の形態の趣旨は、電気自動車100と充放電装置200との間において、電気自動車100の利用者が所望する充放電条件を交換することにあり、以下の内容はデータの構造自体の定義というよりは、むしろ充放電条件として交換されるべき情報を定義するものとして理解されるべきものである。
以下、この実施形態における充放電条件管理用データの構造について説明する。
充電にかかる制約は、充放電装置200に接続された電気自動車100に対して、何時までに何Whの電力量を充電する必要があるかである。「何時までに」に関する情報の与え方としては、充電終了時刻を直接与える方式や、充電開始から終了までの時間を与える方式などが考えられる。また、充放電条件を利用者のスケジュール管理と一体化することで、利用者が充放電施設に滞在する時間などから算出する方式が考えられる。「何Whの」に関する情報の与え方としては、電力量を直接与える方式や、最大充電量に対する割合を与える方式や、現在充電量からの差分を与える方式などが考えられる。また、時間と同様に、スケジュール管理と一体化することで、充放電施設から次の移動目標までの経路などに基づいて算出する方式が考えられる。この例は、充電終了時刻を直接与える方式と充電量を最大充電量に対する割合で与える方式による実装例である。
放電にかかる制約は、電気自動車100の利用者が放電を許可しているか、また、放電を行う際にどの程度の範囲で放電を行ってよいかである。「放電許可」については、充放電施設や充放電事業者ごとに識別情報を用いて許可を与える、あるいは、充放電ごとに許可を与えるなどの方式が考えられる。「放電範囲」については、充電量と同様に、利用可能な範囲を直接電力量で与える方式や、最大充電量に対する割合で与える方式などが考えられる。また、指定すべき放電範囲の指標としては、放電中に確保すべき最小電力量、過充電を許す最大電力量、単位時間当たりの充放電量や充放電切り替えの回数などが考えられる。これらは利用者の利便性だけでなく、電池の寿命を左右するため、経済性の面からも蓄電池の特性に合わせて適切に設定される必要がある。この例は、放電許可の単位として充放電ごとに放電許可を与える方式を採用し、放電範囲の指標として最小確保電力量を採用した実装例である。
充放電条件の適用条件は、充放電時にどの充放電条件を利用するかである。どの充放電条件を利用するかに関する情報としては、充放電を行う時刻、場所、または、接続対象の充放電装置や充放電装置を運用する事業者の識別情報などが考えられる。例えば、電気自動車100の利用者が事前に充放電条件に設定した時刻と場所において、電気自動車100が充放電装置200に接続された場合に、該当する充放電条件を選択して充放電装置200に通知する。また、類似の時刻と場所であっても、接続した充放電装置を運用する事業者が異なる場合は、事業者ごとに設定された充放電条件を選択して充放電装置200に通知する。この例は、適用条件として、充放電事業者の識別情報と、充電開始時刻を用いた実装例である。
充放電条件の開示条件は、特定の充放電装置200に対して、充放電条件を通知してよいか否かである。充放電条件通知の可否に関する情報としては、接続対象の充放電装置や充放電装置を運用する事業者の識別情報などが考えられる。開示条件は適用条件と類似の機能を持つが、もっぱら充電条件が意図されずに充放電装置200に通知されることを防ぐためのものである。例えば、電気自動車100に接続された充放電装置200が、電気自動車100の利用者によって充放電を許可された充放電装置200であることを公開鍵暗号方式などにより認証する。なお、この例では、簡単のため開示条件は省略している。
さらに、充放電条件入力部110が、携帯電話などの無線通信部を備える。これにより、電気自動車100の利用者は、電気自動車100の遠隔から充放電条件の変更が可能となるだけでなく、充放電条件管理部120、および、充放電条件通知部130により、この変更を充放電装置200に通知可能となる効果を得る。
また、電気自動車100が、充放電状態監視・制御部140を備える。これにより、充放電装置200による充放電の制御が、電気自動車100の利用者によって設定された充放電条件を逸脱した際に、充放電を中断することが可能になるという効果を得る。
電気自動車(100)の充放電に係る電気自動車の利用者の要件を記した充放電条件を管理する充放電条件管理部(120)と、これを充放電装置(200)に通知するための充放電条件通知部(130)とを備えた電気自動車と、
充放電条件を受信可能な充放電計画・制御部(210)を備えた充放電装置(200)とを含む。
電気自動車(100)は、充放電状態の変更が必要な場合に、充放電装置に対して充放電条件の変更を通知する充放電条件通知部(130)を備える。
実施の形態3について、図14〜図16を用いて説明する。
なお、実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
電気自動車100は、充放電状態監視・制御部140、蓄電部150、充放電条件保持部160、および、車両識別情報通知部170(移動体識別通知部)を備える。
充放電装置200は、充放電計画・制御部210、および、充放電部220を備える。
充放電条件管理装置300は、充放電条件入力部310、充放電条件管理部320、および充放電条件通知部330を備える。
充放電条件保持部160は、充放電を行う際に共通的な充電条件を保持するためのものである。例えば、実施の形態2で述べた蓄電池の放電にかかる制約などが相当し、電気自動車100の利用者が必ず守られるべきと判断した充放電条件が保持される。充放電条件保持部160において指定された充放電条件は、車両識別情報通知部170によって充放電計画・制御部210に通知され、充放電条件通知部330による充放電条件よりも優先される。
車両識別情報通知部170は、電気自動車100が充放電装置200に接続された際に、充放電装置200に対して電気自動車100を特定可能な車両識別情報と、充放電条件保持部160において指定された充放電条件とを通知する。車両識別情報は、電気自動車100を特定する固有の情報や、電気自動車100の利用者を特定する固有の情報、または、充放電条件管理装置300を特定する固有の情報など、および、これらの任意の組み合わせであってよい。例えば、充放電装置200と充放電条件管理装置300を運営する事業者が同一の場合は、この事業者が電気自動車100を特定可能な固有の情報により、充放電条件の取得が可能である。一方、充放電装置200と充放電条件管理装置300を運営する事業者が異なる場合は、充放電装置200が、充放電条件管理装置300を特定する必要があるため、充放電装置200が充放電条件管理装置300を特定可能な固有の情報と、充放電条件管理装置300が電気自動車100を特定可能な固有の情報とを組み合わせたものが車両識別情報となり、これにより充放電条件の取得が可能となる。
充放電計画・制御部210(移動体識別取得部、識別通知部、充電条件取得部)は、車両識別情報通知部170によって提供された車両識別情報をもとに、充放電条件通知部330を通して充放電条件管理部320から対応する車両の充放電条件を取得するとともに、取得した充放電条件にしたがって電気自動車100を充電するための最適な充放電計画の立案、ならびに、立案された充放電計画に従って充放電を実行するために充放電部220の制御を行うものである。また、充放電条件通知部330により充放電条件の変更が通知された場合には、変更された充放電条件に従って充放電計画の変更を行う。
充放電条件入力部310は、電気自動車100の利用者が、所望の充放電条件を充放電条件管理部320に入力するためのものである。
充放電条件管理部320(充電条件記憶部)は、充放電条件入力部310によって入力された充放電条件を保持し、必要に応じて充放電条件通知部330に充放電条件を提供するものである。
充放電条件通知部330(充電条件通知部)は、充放電装置200から充放電条件を要求された際に、充放電装置200に対して充放電条件を通知するためのものである。また、充放電条件管理部320によって、充放電条件の変更を通知する必要があると判定された際に、電気自動車100、および、充放電装置200に対して、充放電条件の変更を通知するためのものである。
以下、この実施形態における充放電条件管理処理について説明する。
充放電条件管理装置300は、ネットワーク上のサーバとして実現されることが望ましい。充放電条件入力部310は、パソコン、または、携帯電話などにより、インターネットなどを経由して利用可能であることが望ましい。
この図は、充放電条件管理部320において、充放電条件の通知判定を行うために電気自動車100の充放電状態を管理するためのデータを模式的に表したものである。
以下、この実施形態における充放電状態管理用データの構造について説明する。
実施の形態2においては、充放電条件管理部120が、電気自動車100の内部にあるため、電気自動車100の充電状態を直接取得することが可能である。しかし、この実施の形態においては、充放電条件管理部320が、電気自動車100の外部にあるため、電気自動車100の充電状態を管理することが必要となる。
充放電状態は、充放電開始処理S204による充電開始通知を受け取ることで充放電実行状態となり、電気自動車解列処理S407による充電終了通知を受け取ることで充放電待機状態となる。これにより、充放電条件管理部320は、車両識別情報によって特定される電気自動車100の充電状態が把握可能となる。
利用中の充放電条件は、充放電許可確認処理S203によって許可された充放電条件の充放電条件IDを保持することにより、現在実行中の充放電において利用されている充放電条件の特定を可能とする。
充放電状態は、上記2項目により把握可能であるが、通信の不具合などによる充放電状態の不整合を解消するために、充電開始時刻を記録することで、充放電実行状態として一定時間以上を経過した電気自動車100の充放電状態を充放電計画・制御部210に問い合わせるなどの処理を可能とする。
充放電条件を管理するための充放電条件管理部(320)と、これを充放電装置(200)に通知するための充放電条件通知部(330)とを備えた充放電条件管理装置(300)と、
充放電条件を取得するために必要な車両識別情報を充放電装置に通知する車両識別情報通知部(170)を備えた電気自動車(100)と、
車両識別情報を用いて充放電条件管理装置(300)から充放電条件を取得する充放電計画・制御部(210)とを備えた充放電装置(200)とを含む。
実施の形態4について、図17〜図18を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
端末装置70は、例えば携帯電話などであり、移動体40の利用者が所持し、利用者による操作を入力する。端末装置70は、制御装置73と、通信装置74とを有する。
制御装置73は、充電装置10の制御装置13や、移動体40の制御装置43と同様、例えばコンピュータであり、端末装置70を制御する。
通信装置74は、充電装置10や移動体40と通信する。
充電識別通知部27は、充電計画作成部25が充電条件を満たす充電計画の作成に成功した場合に、制御装置13を用いて、充電識別情報を生成し、生成した充電識別情報を移動体40に対して通知する。充電識別情報は、充電装置10を識別する充電装置識別情報と、充電装置10と移動体40との接続を識別する接続識別情報とを含む。例えば、充電識別通知部27は、制御装置13を用いて、充電装置識別情報をあらかじめ記憶している。充電識別通知部27は、充電条件取得部24が充電条件情報を取得した場合に、制御装置13を用いて、接続識別情報をランダムに生成する。充電識別通知部27は、制御装置13を用いて、記憶した充電装置識別情報と、生成した接続識別情報とに基づいて、充電識別情報を生成する。
充電計画作成部25は、制御装置13を用いて、充電識別通知部27が生成した接続識別情報を、充電条件取得部24が取得した充電条件情報と対応づけて記憶する。
充電計画作成部25は、制御装置13を用いて、記憶した接続識別情報のなかから、変更要求取得部28が取得した変更要求情報に含まれる接続識別情報を探して、変更要求情報が、どの充電条件情報についてのものであるかを判定する。記憶した接続識別情報のなかに、変更要求取得部28が取得した変更要求情報に含まれる接続識別情報がない場合、充電計画作成部25は、変更要求取得部28が取得した変更要求情報を無視する。このように、接続識別情報は、充電装置10において、変更要求情報の対象である移動体40を識別するために用いられると同時に、変更要求情報が正当なものであるか否かを認証するためにも用いられる。
充電計画作成部25は、制御装置13を用いて、記憶した充電条件情報のうち、接続識別情報によって識別した充電条件情報を、変更要求取得部28が取得した変更要求情報に含まれる充電条件情報に変更して、充電計画を作成する。
充電計画の作成に失敗した場合、充電計画作成部25は、制御装置13を用いて、変更した充電条件情報をもとに戻す。変更不能通知部29は、通信装置14を用いて、変更要求取得部28が取得した変更要求情報を通知した端末装置70に対して充電不能通知を通知する。なお、充電計画作成部25が、充電計画を作成できる充電条件の代替案を生成し、変更不能通知部29が、充電計画作成部25が生成した代替案を含む充電不能通知を端末装置70に対して通知する構成であってもよい。
充電識別取得部55は、通信装置44を用いて、充電装置10が通知した充電識別情報を取得する。
充電識別転送部56は、通信装置44を用いて、充電識別取得部55が取得した充電識別情報を端末装置70に対して転送する。
充電識別転得部85は、通信装置74を用いて、移動体40が転送した充電識別情報を取得する。充電識別転得部85は、制御装置73を用いて、取得した充電識別情報を記憶する。
変更要求入力部81は、制御装置73を用いて、利用者が変更した充電条件を入力する。
変更要求通知部82は、制御装置73を用いて、充電識別転得部85が記憶した充電識別情報に含まれる接続識別情報と、変更要求入力部81が入力した充電条件を表わす充電条件情報とを含む変更要求情報を生成する。変更要求通知部82は、通信装置74を用いて、充電識別転得部85が記憶した充電識別情報に含まれる充電装置識別情報によって識別される充電装置10に対して、生成した変更要求情報を通知する。このように、充電識別情報に含まれる充電装置識別情報により充電装置10を識別することにより、充電装置10が複数ある場合でも、変更要求情報を通知すべき充電装置10を特定できる。
変更不能出力部84は、変更不能取得部83が充電不能通知を取得した場合に、制御装置73を用いて、端末装置70の利用者に対して、変更要求入力部81が入力した充電条件を満たす充電ができないことを通知する。
上記充電条件取得部は、充電池(41;蓄電部150)の充電が完了すべき完了時刻と上記充電池に充電する電力量とを表わす充電条件情報を取得する。
上記充電計画作成部は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報が表わす完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電池を充電する充電計画を作成する。
上記充電部は、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、上記充電池を充電する。
上記充電装置(10;200)は、更に、放電部(22;充放電部220)を有する。
上記充電計画作成部(25;210)は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報に基づいて、放電を許可された充電池を放電することにより得られる電力量を算出し、算出した電力量に基づいて、上記充電計画を作成する。
上記放電部は、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、放電が許可された充電池を放電することにより、上記充電池から電力を取得する。
上記変更要求取得部は、上記充電条件取得部(24;210)が取得した充電条件情報によって指定された完了時刻及び電力量のうち少なくともいずれかの変更を要求する変更要求情報を取得する。
上記充電計画作成部(25;210)は、上記変更要求取得部が取得した変更要求情報にしたがって変更した変更後の完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電計画を作成する。
上記移動体は、充電池(41;150)と、充電条件通知部(52;充放電状態監視・制御部140)とを搭載している。
上記充電条件通知部は、上記充電条件情報を上記充電装置に対して通知する。
上記充電条件取得部(24;210)は、上記移動体の上記充電条件通知部が通知した充電条件情報を取得する。
上記充電部(21;220)は、上記移動体が搭載した充電池を充電する。
上記移動体は、充電池(41;150)と、条件記憶部(充放電条件管理部120)と、選択入力部(充放電条件入力部110)と、充電条件通知部(充放電条件通知部130)と、変更入力部(充放電条件入力部110)と、条件更新部(充放電条件管理部120)と、変更要求通知部(充放電条件通知部130)とを有する。
上記条件記憶部は、上記充電条件情報を1つ以上記憶する。
上記選択入力部は、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のうち、上記充電池の利用者がどの充電条件情報を選択したかを入力する。
上記充電条件通知部は、上記選択入力部が入力した情報に基づいて、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のなかから、上記利用者が選択した充電条件情報を、上記充電装置に対して通知する。
上記変更入力部は、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のうちのいずれかに対する上記充電池の利用者による変更を入力する。
上記条件更新部は、上記変更入力部が入力した情報に基づいて、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報を更新する。
上記変更要求通知部は、上記条件更新部が更新した充電条件情報が、上記充電条件通知部が上記充電装置に対して通知した充電条件情報である場合に、上記変更要求情報を上記充電装置に対して通知する。
上記移動体は、充電池(41;150)と、充電条件通知部(52;130)とを搭載している。
上記充電条件通知部は、上記充電条件情報を上記充電装置に対して通知する。
上記端末装置は、変更要求入力部(81)と、変更要求通知部(82)とを有する。
上記変更要求入力部は、上記充電池の利用者による上記完了時刻及び上記電力量のうち少なくともいずれかの変更の要求を入力する。
上記変更要求通知部は、上記変更要求入力部が入力した要求に基づいて、上記変更要求情報を生成し、生成した変更要求情報を上記充電装置に対して通知する。
上記充電条件取得部(24)は、上記移動体の上記充電条件通知部が通知した充電条件情報を取得する。
上記変更要求取得部(28)は、上記端末装置の上記変更要求通知部が通知した変更要求情報を取得する。
上記移動体は、充電池(41;150)と、移動体識別通知部(車両識別情報通知部170)とを搭載している。
上記移動体識別通知部は、上記移動体を識別する移動体識別情報を上記充電装置に対して通知する。
上記充電装置は、更に、移動体識別取得部(充放電計画・制御部210)と、識別通知部(充放電計画・制御部210)とを有する。
上記移動体識別取得部は、上記移動体の上記移動体識別通知部が通知した移動体識別情報を取得する。
上記識別通知部は、上記移動体識別取得部が取得した移動体識別情報を上記充電条件管理装置に対して通知する。
上記充電条件管理装置は、充電条件記憶部(充放電条件管理部320)と、識別取得部(充放電条件通知部330)と、条件通知部(充放電条件通知部330)とを有する。
上記充電条件記憶部は、上記移動体を識別する移動体識別情報と、上記充電条件情報とを対応づけて記憶する。
上記識別取得部は、上記充電装置の上記識別通知部が通知した移動体識別情報を取得する。
上記条件通知部は、上記充電条件記憶部が記憶した充電条件情報のうち、上記識別取得部が取得した移動体識別情報に対応づけられた充電条件情報を上記充電装置に対して通知する。
上記充電条件取得部(充放電計画・制御部210)は、上記充電条件管理装置の上記条件通知部が通知した充電条件情報を取得する。
上記充電状態監視部は、上記充電池(41;蓄電部150)に対する充電あるいは放電の状態を監視する。
上記遮断部は、上記充電状態監視部が監視している上記充電池に対する充電及び放電の状態が、所定の制約を満たさない場合に、上記充電池に対する充電及び放電を遮断する。
例えば、比較的に負荷の低い夜間などに充電を行い、負荷の高い昼間などに放電を行うことにより、一日の負荷が平均化され、電力会社における発電効率が向上するといった効果が期待される。また、一般家庭において、昼間に太陽光発電器により発電された電力を充電し、夜間に照明や空調などに使用する電力として放電することにより、買電量を抑制するといった効果が期待される。
例えば、上記の負荷を平均化する例において、昼間の時間帯において蓄電池に蓄積された全ての電力を放電することは、負荷の平均化においては最適な解と考えられる。しかし、昼間に電気自動車を利用したい利用者にとっては著しく利便性を損ねることになる。
これにより、利用者が充放電条件を指定することができ、充放電条件を変更することができる。
また、以下説明した充電方式は、1台の移動体が複数かつ不特定の充放電器を利用するという、移動体固有の特徴である移動性について考慮した方式である。
例えば、買い物や旅行などにおいて、長期の駐車を伴う際には、電気自動車内の蓄電池の充放電を活用した省エネプログラムへの参加が期待される。充放電条件の管理が煩雑にならないことにより、省エネプログラムの普及を進めることができる。
例えば、勤務先において上記省エネプログラムに参加していることを考える。利用者は、出社時点において、20時に帰宅する予定で「20時までに満充電」と充放電条件を設定したが、予定の変更により13時から電気自動車を利用する必要が生じたとする。この場合、充放電条件を変更しないと、13時時点における充電状態は予測不能であり、13時から電気自動車を利用できる保証はない。充放電条件を変更するために、自ら電気自動車の充放電器まで出向いて充放電条件の変更を行う必要がない。
Claims (9)
- 充電条件取得部と、充電計画作成部と、充電部とを有し、
上記充電条件取得部は、充電池の充電が完了すべき完了時刻と上記充電池に充電する電力量とを表わす充電条件情報を取得し、
上記充電計画作成部は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報が実現可能かどうかを判定し、実現可能と判定した場合には充電の開始許可を要求し、開始許可の要求に対する許可を取得した場合に充電条件情報が表わす完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電池を充電する充電計画を作成し、充電条件情報が実現可能ではないと判定した場合は、充電条件情報の変更を要求し、変更の要求が拒否された場合には充電を開始せず、
上記充電部は、上記充電計画が作成された場合、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、上記充電池を充電することを特徴とする充電装置。 - 上記充電条件取得部が取得する充電条件情報は、更に、上記充電池の放電を許可するか否かを表わし、
上記充電装置は、更に、放電部を有し、
上記充電計画作成部は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報に基づいて、放電を許可された充電池を放電することにより得られる電力量を算出し、算出した電力量に基づいて、上記充電計画を作成し、
上記放電部は、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、放電が許可された充電池を放電することにより、上記充電池から電力を取得することを特徴とする請求項1に記載の充電装置。 - 上記充電装置は、更に、変更要求取得部を有し、
上記変更要求取得部は、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報によって指定された完了時刻及び電力量のうち少なくともいずれかの変更を要求する変更要求情報を取得し、
上記充電計画作成部は、上記変更要求取得部が取得した変更要求情報にしたがって変更した変更後の完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電計画を作成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の充電装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の充電装置と、移動体とを有し、
上記移動体は、充電池と、充電条件通知部と、充放電条件管理部とを搭載し、
上記充電条件通知部は、上記充電条件情報を上記充電装置に対して通知し、
上記充電条件取得部は、上記移動体の上記充電条件通知部が通知した充電条件情報を取得し、
上記充放電条件管理部は、上記充電計画作成部が充電条件情報の変更を要求した場合に、上記充電条件取得部が取得している上記充電条件情報を別の充電条件情報に置き換えるかどうかを判定し、置き換えると判定した場合に、別の充電条件情報を上記充電条件取得部に通知して、上記別の充電条件情報が実現可能かどうかを判定させ、
上記充電部は、上記移動体が搭載した充電池を充電することを特徴とする充電システム。 - 請求項3に記載の充電装置と、移動体とを有し、
上記移動体は、充電池と、条件記憶部と、選択入力部と、充電条件通知部と、変更入力部と、条件更新部と、変更要求通知部とを有し、
上記条件記憶部は、上記充電条件情報を1つ以上記憶し、
上記選択入力部は、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のうち、上記充電池の利用者がどの充電条件情報を選択したかを入力し、
上記充電条件通知部は、上記選択入力部が入力した内容に基づいて、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のなかから、上記利用者が選択した充電条件情報を、上記充電装置に対して通知し、
上記変更入力部は、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報のうちのいずれかに対する上記充電池の利用者による変更を入力し、
上記条件更新部は、上記変更入力部が入力した内容に基づいて、上記条件記憶部が記憶した充電条件情報を更新し、
上記変更要求通知部は、上記条件更新部が更新した充電条件情報が、上記充電条件通知部が上記充電装置に対して通知した充電条件情報である場合に、上記変更要求情報を上記充電装置に対して通知することを特徴とする充電システム。 - 請求項3に記載の充電装置と、移動体と、端末装置とを有し、
上記移動体は、充電池と、充電条件通知部とを搭載し、
上記充電条件通知部は、上記充電条件情報を上記充電装置に対して通知し、
上記端末装置は、変更要求入力部と、変更要求通知部とを有し、
上記変更要求入力部は、上記充電池の利用者による上記完了時刻及び上記電力量のうち少なくともいずれかの変更の要求を入力し、
上記変更要求通知部は、上記変更要求入力部が入力した要求に基づいて、上記変更要求情報を生成し、生成した変更要求情報を上記充電装置に対して通知し、
上記充電条件取得部は、上記移動体の上記充電条件通知部が通知した充電条件情報を取得し、
上記変更要求取得部は、上記端末装置の上記変更要求通知部が通知した変更要求情報を取得することを特徴とする充電システム。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の充電装置と、移動体と、充電条件管理装置とを有し、
上記移動体は、充電池と、移動体識別通知部とを搭載し、
上記移動体識別通知部は、上記移動体を識別する移動体識別情報を上記充電装置に対して通知し、
上記充電装置は、更に、移動体識別取得部と、識別通知部とを有し、
上記移動体識別取得部は、上記移動体の上記移動体識別通知部が通知した移動体識別情報を取得し、
上記識別通知部は、上記移動体識別取得部が取得した移動体識別情報を上記充電条件管理装置に対して通知し、
上記充電条件管理装置は、充電条件記憶部と、識別取得部と、条件通知部とを有し、
上記充電条件記憶部は、上記移動体を識別する移動体識別情報と、上記充電条件情報とを対応づけて記憶し、
上記識別取得部は、上記充電装置の上記識別通知部が通知した移動体識別情報を取得し、
上記条件通知部は、上記充電条件記憶部が記憶した充電条件情報のうち、上記識別取得部が取得した移動体識別情報に対応づけられた充電条件情報を上記充電装置に対して通知し、
上記充電条件取得部は、上記充電条件管理装置の上記条件通知部が通知した充電条件情報を取得することを特徴とする充電システム。 - 上記移動体は、充放電条件管理部と、充電状態監視部と、遮断部とを有し、
上記充放電条件管理部は、上記充電装置が上記充電池に対して行う充電に対応する充電条件情報を保持し、
上記充電状態監視部は、上記充電装置が上記充電池に対して行う充電の状態を監視し、
上記遮断部は、上記充電状態監視部が監視している上記充電池に対する充電の状態が、上記充放電条件管理部の保持する充電条件情報を満たさない場合に、上記充電池に対する充電を遮断することを特徴とする請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の充電システム。 - 充電条件取得部と、充電計画作成部と、充電部とを有する充電装置が、充電池を充電する充電方法において、
上記充電条件取得部が、充電池の充電が完了すべき完了時刻と上記充電池に充電する電力量とを表わす充電条件情報を取得し、
上記充電計画作成部が、上記充電条件取得部が取得した充電条件情報が実現可能かどうかを判定し、実現可能と判定した場合に充電の開始許可を要求し、開始許可の要求に対する許可を取得した場合に充電条件情報が表わす完了時刻及び電力量に基づいて、上記充電池を充電する充電計画を作成し、充電条件情報が実現可能ではないと判定した場合は、実現可能ではないことを通知すると共に充電条件情報の変更を要求し、変更の要求が拒否された場合には充電を開始せず、
上記充電部は、上記充電計画が作成された場合、上記充電計画作成部が作成した充電計画に基づいて、上記充電池を充電することを特徴とする充電方法。
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