JP5895243B2 - 電力制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御システム、電力制御方法、電力制御装置及び電力制御プログラムに関するものである。
一般家庭において、電力供給側の電力需要の平準化のために設定される時間帯別電気料金制度を活用すると電力使用料金が安くなる。時間帯別電気料金制度の一例をあげると、午後11時〜午前7時の電力使用料金は1kWhあたり9円程度、午後5時〜午後11時及び午前7時〜午前10時の電力使用料金は1kWhあたり23円程度、午前10時〜午後5時の電力使用料金は1kWhあたり28円〜33円程度である。
午後11時〜午前7時の一番安い電力使用料金は、午前10時〜午後5時の電力使用料金の約1/3である。本明細書ではこのような電力使用時間帯と電力使用料金との関連情報を時間帯別電力使用料金情報(又は時間帯別電気料金情報)とする。
以下、時間帯別電力使用料金情報は上記例の通り、午後11時〜午前7時を電力使用料金の最も安い時間帯として説明する。
電力使用料金の最も安い時間帯(午後11時〜午前7時)にあわせて予約運転する電気機器として、ヒートポンプ給湯機又は電気温水器などの貯湯式の電気給湯機がある。電気給湯機は、電力使用料金の最も安い時間帯に沸き上げ、貯湯しておき、昼間の電力使用料金の高い時間帯に貯湯した湯を消費する。近年、このような貯湯式給湯機を備えたオール電化住宅が増えている。
また、電気給湯機以外で消費電力の大きな電気機器として、エアコンのような冷暖房機器、炊飯器のような調理機器、並びに衣類洗濯機、衣類乾燥機及び食器洗い乾燥機のような家事機器がある。これらの電気機器は、使用者が電力使用料金の最も安い時間帯に意識して運転したり、電力使用料金の最も安い時間帯に動作するようにタイマー予約を設定したりすることが考えられる。
これらの電気機器に加えて、蓄エネルギー機器が増えつつある。例えば、電気自動車、プラグイン自動車及び電動二輪車の蓄電池は、家庭で充電することがある。また、家庭内に蓄電池がある場合、電力が余っているときに蓄電池に充電し、電力が必要なときに蓄電池を放電する。最近では、技術革新及び石油高騰により、電気自動車及び電動二輪車が普及する兆しがある。電気自動車及び電動二輪車は、多くの場合、家庭で車載バッテリーを充電する必要があり、電力使用料金の最も安い時間帯にあわせて運転する者、あるいは、運転したい者が、これから確実に増えてくると考えられる。
一方、家庭には使用電力の上限が契約により定められている。この契約電力(許容電力)を超えると家全体のアンペアブレーカが落ちる。したがって、例えば、電力使用料金の最も安い午後11時〜午前7時に上記のような家電機器の運転を集中させすぎると、夜中にアンペアブレーカが落ちるおそれがある。アンペアブレーカが落ちたことに使用者が気づかなければ、朝起きたときに、湯が沸いていない、朝起きて予約設定していた炊飯器のご飯が炊けていない、又は電気自動車の蓄電池が未充電で電気自動車を通勤に使えないということが起きうる。
すなわち、夜中の寝ているときにタイマー予約などで家電機器の運転を集中させるときは、許容電力を超えないように事前に確認しなければならない。
以上は一般家庭で説明したが、一般家庭に限らず、様々な電気機器及び電動の運送車両を備える事務所、工場、及び店舗などの商業施設でも使用電力の上限である契約電力があり、契約電力の範囲内で効率的にかつ安い電力使用料金で電気機器を使いたいというニーズがある。
従来の発明として、夜中に電気機器の運転と電動車両の蓄電池の充電とを併用して行うときに家全体の使用電力を考慮して契約電力又は許容電力を超えてブレーカが落ちないよう充電装置の使用電力を減らすように制御するものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特許文献1には、電子レンジを使用することにより契約電流を超えるときに家庭電池や車載電池への充電電流を減らす車載電池充電装置が記載されている。この車載電池充電装置は、契約電力を超える直前になって電流制御を行うもので、電子レンジが使用する電流と充電の電流とを予め見積もって計画的に電流制御を行うものではない。
また、特許文献2には、住宅の予想電力負荷マップを作成して、契約電力を超えないように車載電池の充電開始から充電終了までの使用電力を調整する充電電力マネジメントシステムが記載されている。
また、特許文献3には、電気機器の運転と電動車両の蓄電池の充電とで併用して行うときにブレーカが落ちないように制御するものではないが、例えばレンタカー事務所において、複数の電動車両を充電するときに、各車両の使用開始時刻と目的地へ行くための必要充電量とから充電計画を作成することが記載されている。このとき、使用開始時刻及び目的地へ行くまでの必要充電量を算出するためにカーナビゲーション装置が利用されている。
しかしながら、従来の方法は、電子レンジのような使用者がすぐ使用したい電気機器と、車載バッテリーの充電装置のような後回し可能な電気機器とを組合せた併用運転である。そのため、電子レンジを優先して使用している期間は、車載バッテリーへの充電のための使用電力を減らすことにより、契約電力以下で制御することができる。上記のような調理機器の使用時間は比較的短時間(数分〜せいぜい十数分程度)であるので、その使用電力を一時的に譲るような制御は、例えば、必要なときに湯が沸いていない、又は充電不足で電気自動車が動かないといった大きな副作用を伴わずに可能である。しかしながら、比較的長時間電力を供給し続ける電気給湯機と、比較的長時間充電が必要な電気自動車とを家庭で使用する場合には、電気の取り合いになって競合しないように配慮して、電気給湯機への電力供給と、車載バッテリーへの充電とが時間的に重ならないようにする必要が生じる。
電力使用料金の最も安い時間帯に電気給湯機による沸き上げと車載バッテリーへの充電とを終えるようにすることが最も好ましいのは言うまでもないが、どちらか一方の機器を優先する必要が生じて、他方の機器の使用電力を減らした場合には、大変な不便が強いられる恐れもある。すなわち、必要とする時間帯になっても電気給湯機の湯が沸きあがっておらずに湯が使用できないとか、電気自動車で出かけようとしても目的地に達するだけのバッテリー充電がなされていないといった不便が予想される。
さらに、電気自動車の場合、日によって走行距離が著しく変化することもあるため、充電開始時点での車載バッテリーの残量変動も大きな要素になってくる。
もちろん、車載バッテリーの残量が多い場合はほとんど問題ではないが、走行距離が著しく長く、車載バッテリーの残量が非常に少ない場合、充電時間が長くなる、あるいは、いつもより大電流充電が必要となるといった流動的な要素も加わって、電力制御が非常に難しくなる。特に、電気給湯機の沸き上げ終了後に車載バッテリーに充電したとしても、翌朝までにフル充電できないといった状況もある。
このように、電子レンジのような短時間使用される電気機器と電気自動車とを組み合わせた従来の電力制御では、電気給湯機及び電気自動車のように大電流を長時間使用する機器どうしを組み合せたときには解決できない課題がある。
また、電動車両は、充電スタンドを利用して急速充電を行う場合を除いて、基本的に外出中に蓄電池を充電することができないので、帰宅又は帰社しているときはできるだけ充電したいという要望がある。このようなときに前記従来の方法は有効であるが基本的な課題がある。それは、帰宅して電動車両を充電装置に接続してはじめて充電計画の作成が可能となることである。
すなわち、家庭では外出中の電動車両がいつ帰ってくるのかわからない状態で電力使用料金の最も安い時間帯に電気機器が運転される。電気機器の運転の最中に電動車両が帰宅すると、電動車両の充電を最優先にした充電計画を作成し、運転中の電気機器又は運転を予定していた電気機器への電力供給を調整し直す場合が発生する。
例えば、電力使用料金の最も安い時間帯(午後11時〜午前7時)を利用して、午後11時過ぎから衣類洗濯乾燥機によって洗濯を行っていたが、午後11時半頃に電動車両が帰宅した場合を考える。
電動車両の充電を優先して電動車両の充電が終わるまで衣類洗濯乾燥機の運転を中断した場合、洗濯中の衣類が数時間のあいだ洗剤液に濡れたままとなり衣類によくない。そのため、衣類洗濯乾燥機の運転が終わるのを待ってから電動車両を充電することになる。
また別の例をあげると、電力使用料金の最も安い時間帯を利用して湯を沸かす電気給湯機がある。沸かした湯は貯湯タンクに蓄えられる。貯湯タンクは熱が外部に逃げにくい構成となっているが、できるかぎり湯を使う直前で沸かすことが望まれるので、朝食の準備及び後かたづけに湯を使えるよう午前7時の直前に沸き上がるようにする。例えば午前5時頃から湯を沸かすように設定しているとする。
ここで、午前5時頃に電動車両が帰宅した場合を考える。午前8時から電動自動車を使用するため、帰宅してすぐに電動車両を優先して充電する。そのあいだ充電が終わるまで電気給湯機の沸き上げ運転を中断する。そして、電動車両への充電が終わると電気給湯機はすぐに湯を沸かし始める。
しかしながら、充電時間が長くなり、午前7時を過ぎても湯の沸き上げが終わらない場合は、朝食の準備に湯が間に合わなくなる。また、電力使用料金の最も安い時間帯を過ぎてから、電気給湯機に大きな電力を供給することが起こりうる。
このように、従来は、電動車両が帰宅してから充電を優先する充電計画を作成するので、帰宅のタイミングによっては電気機器の運転と調整できないことがある。
特開2008−141924号公報(段落0015、0028、図12) 特開2008−136291号公報(図5) 特開2009−136109号公報(段落0050)
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができる電力制御システム、電力制御方法、電力制御装置及び電力制御プログラムを提供することを目的とするものである。
本発明の一局面に係る電力制御システムは、電動車両と、前記電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御装置とを備える電力制御システムであって、前記電動車両は、前記蓄電池と、前記蓄電池の充電に関する充電情報を取得する充電情報取得部と、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記充電情報取得部によって取得された前記充電情報を送信する送信部とを含み、前記電力制御装置は、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記送信部によって送信された前記充電情報を受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器への電力供給と前記蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定する電力制御部とを含む。
この構成によれば、電力制御システムは、電動車両と、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御装置とを備える。電動車両において、蓄電池と、蓄電池の充電に関する充電情報が取得され、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、取得された充電情報が送信される。そして、電力制御装置において、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、送信部によって送信された充電情報が受信され、受信された充電情報に基づいて、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
本発明によれば、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができる。
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態1における電力制御システムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1における制御判定部の処理を示す第1のフローチャートである。 本発明の実施の形態1における制御判定部の処理を示す第2のフローチャートである。 電気料金が最も安い電力時間帯に、電気給湯機の沸き上げ時間帯と車載バッテリーへの充電時間帯とが収まる場合の、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図である。 経済性を優先したときの、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図である。 利便性を優先したときの、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図である。 本発明の実施の形態2における電力制御システムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態3における電力制御システムの構成の一例を示す図である。 図8に示すサーバ装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態4における制御判定部11の処理を示す第1のフローチャートである。 本発明の実施の形態4における制御判定部11の処理を示す第2のフローチャートである。 本発明の実施の形態4における沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。 沸き上げ時間を繰り上げる場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。 沸き上げ時間を繰り上げるとともに、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げる場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。 沸き上げ時間を分割する場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。 充電後に沸き上げする場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。 本発明の実施の形態5における電力制御システムの構成の一例を示す概観図である。 本発明の実施の形態5における電力制御システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態5における電気機器の使用電力例を示す図である。 本発明の実施の形態5における時間帯別電力使用料金情報の一例を示す図である。 蓄電池がリチウム電池である場合の充電シーケンスを示す図である。 本発明の実施の形態5における電気機器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態5における優先順位の一例を示す図である。 (A)は、充電開始時刻が運転時間に重なる場合における制御計画の一例を示す図であり、(B)は、充電終了時刻が運転時間に重なる場合における制御計画の一例を示す図であり、(C)は、充電時間の前に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、(D)は、充電時間の後に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図である。 (A)は、充電時間の前に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、(B)は、充電時間の後に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、(C)は、電力使用料金の最も安い時間帯の開始時刻から電気機器の運転を開始し、充電時間の前に運転を終了させる場合における制御計画の一例を示す図である。 (A)は、充電時間の前に運転時間をずらした結果、電気機器の運転時間が、電気料金の最も安い時間帯を過ぎた場合における制御計画の一例を示す図であり、(B)は、(A)の状態から、運転時間及び充電時間を後にずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、(C)は、電気機器の運転時間を分割させる場合における制御計画の一例を示す図である。 図22のステップS60の制御計画作成処理について説明するための第1のフローチャートである。 図22のステップS60の制御計画作成処理について説明するための第2のフローチャートである。 本発明の実施の形態5における運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り上げる場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り下げる前の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り下げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り上げる前の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り上げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間及び充電時間を繰り下げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 運転時間を繰り上げた後、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間が、運転時間より長くなっている場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 現在時刻から帰宅予想時刻までの時間が、運転時間以下であり、運転時間を繰り下げた場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。 本発明の実施の形態6における電力制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電力制御システムの構成の一例を示す図である。以下、図1を用いて説明する。
図1に示す電力制御システムは、電気給湯機1及び電気自動車2を備える。電気自動車2は、電動車両の一例であり、電動車両は、内蔵する蓄電池からの電力供給により動く車両である。
電気自動車2は、駆動用モータ及び車載電装品を稼動させるための車載バッテリー23と、充電プラグ24と、充電情報検知部22と、第1の通信部21とを具備している。車載バッテリー23は、充電プラグ24を介して給電部13(後述)から充電される。充電情報検知部22は、蓄電池の充電に関する充電情報を取得する。充電情報検知部22は、車載バッテリー23の現在の残量を含む充電情報を検知する。第1の通信部21は、電気自動車2に電力を供給する場所に電気自動車2が到着する前に、充電情報検知部22によって取得された充電情報を送信する。第1の通信部21は、充電情報検知部22によって検知された充電情報を随時送信する。
第1の通信部21の通信経路は、電気自動車2の走行中に刻々と変化する車載バッテリー23の残量に関する充電情報を常時又は定期的に通信することが最も好ましく、例えば、常時又は定期的に通信可能ないわゆるモバイル通信網(携帯電話通信網、PHS(Personal Handy−phone System)通信網、WiFi及びWiMaxなど)で構成される。充電情報は、最終的には家屋内に設置されている電気給湯機1の具備する第2の通信部14で受信され、制御判定部11に取り込まれる。
電気給湯機1は、沸き上げ部10と、給電部13と、電力制御装置16とを備える。沸き上げ部10は、湯を沸き上げるとともに、沸き上げた湯を貯湯タンク(不図示)に貯える。給電部13は、充電プラグ24を介して車載バッテリー23に電力を供給し、車載バッテリー23を充電する。
電力制御装置16は、制御判定部11と、時計部12と、第2の通信部14と、表示入力部15と、電気料金情報記憶部17とを備える。時計部12は、時間を計測し、現在時刻を出力する。第2の通信部14は、電気自動車2に電力を供給する場所に電気自動車2が到着する前に、第1の通信部21によって送信された充電情報を受信する。表示入力部15は、種々の情報を表示するとともに、使用者による入力を受け付ける。
制御判定部11は、第2の通信部14によって受信された充電情報に基づいて、電気給湯機1への電力供給と車載バッテリー23への充電とが所定時刻までに完了するように、電気給湯機1への電力供給開始時刻及び車載バッテリー23への充電開始時刻を決定する。
制御判定部11は、この電力制御システムの中心的な役割を果たしており、データ算出処理、判定処理及び各部の制御を行う。充電情報は、現在の車載バッテリー23の残量を含む。制御判定部11は、車載バッテリー23の残量に応じて車載バッテリー23への充電に要する時間を算出し、算出した車載バッテリー23への充電に要する時間に基づいて、電気給湯機1への電力供給開始時刻及び車載バッテリー23への充電開始時刻を決定する。
具体的には、制御判定部11は、時計部12から時間を読み込んで、沸き上げ部10に沸き上げ指示を行う。また、制御判定部11は、沸き上げ部10に沸き上げ中止の指示を行った後に、給電部13及び充電プラグ24を介して、車載バッテリー23への充電を制御する。さらに、制御判定部11は、車載バッテリー23の残量に応じた充電に要する時間を算出したり、電気給湯機1で湯を沸き上げるのに要する時間(沸き上げ時間)を算出したり、一定の時間当たりに沸き上げ可能な湯量を算出したり、湯を沸き上げるのに要する電気料金を算出したりする。
電気料金情報記憶部17は、時間帯に応じて異なる電気料金に関する時間帯別電気料金情報を記憶している。制御判定部11は、時間帯別電気料金情報に基づいて、沸き上げ部10での沸き上げと、車載バッテリー23への充電とが効率的に行われるように制御する。なお、ここで述べている効率的とは、時間帯別電気料金情報に基づいて、最も電気料金が安くなるように制御することだけではなく、使用者の省エネルギーに関する意図も考慮して、電気料金よりも利便性を追求することも含んでいる。
時間帯別電気料金情報は、時間帯や季節に応じて変化するが、それ以外にも、契約している契約者(家庭又は事務所)毎に異なる時間帯及び料金であってもよい。また、時間帯別電気料金情報は、電力を使用する電気機器の種類毎(家庭用機器又は業務用機器)に異なる時間帯及び料金であってもよい。
また、制御判定部11は、電気給湯機1への電力供給終了後に車載バッテリー23への充電を開始し、電気給湯機1への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯だけ電気給湯機1に電力を供給する。
さらに、制御判定部11は、電気給湯機1への電力供給終了後に車載バッテリー23への充電を開始し、電気給湯機1への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯よりも前の時間帯から電気給湯機1への電力供給を開始する。
なお、本実施の形態において、電気自動車2が電動車両の一例に相当し、車載バッテリー23が蓄電池の一例に相当し、電気給湯機1が電気機器の一例に相当し、電力制御装置16が電力制御装置の一例に相当し、充電情報検知部22が充電情報取得部の一例に相当し、第1の通信部21が送信部の一例に相当し、第2の通信部14が受信部の一例に相当し、制御判定部11が電力制御部の一例に相当し、電気料金情報記憶部17が電気料金情報記憶部の一例に相当する。
制御判定部11の処理は複雑であるため、図2〜図6を用いて説明する。
図2及び図3は、本発明の実施の形態1における制御判定部11の処理を示すフローチャートである。図2においては、特に、時間帯別電気料金情報に示される電気料金が最も安い電力時間帯に、電気給湯機1の沸き上げ時間帯と車載バッテリー23への充電時間帯とが収まる場合の処理を示している。図4は、電気料金が最も安い電力時間帯に、電気給湯機1の沸き上げ時間帯と車載バッテリー23への充電時間帯とが収まる場合の、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図である。
まず、制御判定部11は、電気給湯機1の沸き上げに要する時間(沸き上げ時間)を算出する(ステップS1)。例えば、制御判定部11は、貯湯すべき湯量と沸き上げ時間とを対応付けたテーブルを予め記憶しており、貯湯すべき湯量を取得し、取得した貯湯すべき湯量に対応する沸き上げ時間をテーブルから抽出することにより、沸き上げ時間を算出する。
次に、制御判定部11は、第2の通信部14経由で車載バッテリー23の充電に関する情報(充電情報)を取得する(ステップS2)。次に、制御判定部11は、取得した充電情報に基づいて車載バッテリー23の充電に要する時間(充電時間)を取得又は算出する(ステップS3)。
なお、充電情報が充電時間に関する情報を含む場合、制御判定部11は、第2の通信部14から充電時間に関する情報を取得する。一方、充電情報が充電時間に関する情報を含んでおらず、充電情報が車載バッテリー23の残量に関する情報を含んでいる場合、制御判定部11は、バッテリー残量に基づいて充電時間を算出する。例えば、制御判定部11は、バッテリー残量と充電時間とを対応付けたテーブルを予め記憶しており、取得したバッテリー残量に対応する充電時間をテーブルから抽出することにより、充電時間を算出する。本実施の形態1において、制御判定部11は、車載バッテリー23の現在の残量に基づいて充電時間を算出する。
次に、制御判定部11は、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせた合計時間を算出する(ステップS4)。次に、制御判定部11は、算出した合計時間を時間帯別電気料金情報に照らし合わせる(ステップS5)。
次に、制御判定部11は、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まるか否かを判定する(ステップS6)。ここで、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まると判定された場合(ステップS6でYES)、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したか否かを判断する(ステップS7)。
ここで、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達していないと判断された場合(ステップS7でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。すなわち、制御判定部11は、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達するまでステップS2からステップS7までの処理を繰り返す。ステップS2から処理を繰り返すことにより、常に最新の車載バッテリー23の情報に応じた対応が行えるようになる。
一方、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したと判断された場合(ステップS7でYES)、制御判定部11は、沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS8)。次に、制御判定部11は、沸き上げが終了したか否かを判断する(ステップS9)。ここで、沸き上げが終了していないと判断された場合(ステップS9でNO)、沸き上げが終了するまで沸き上げを継続する。
一方、沸き上げが終了したと判断された場合(ステップS9でYES)、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電の開始を給電部13へ指示する(ステップS10)。次に、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電が終了したか否かを判断する(ステップS11)。ここで、車載バッテリー23への充電が終了していないと判断された場合(ステップS11でNO)、車載バッテリー23への充電が終了するまで車載バッテリー23への充電を継続する。一方、車載バッテリー23への充電が終了したと判断された場合(ステップS11でYES)、制御判定部11は、沸き上げ及びバッテリー充電の一連の処理を終了する。
ここまでは、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせて算出した合計時間を、時間帯別電気料金情報に照らし合わせて、当該合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に必ず収まるという場合だけに絞って説明してきた。図4は、沸き上げ時間と充電時間との合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まる場合における、沸き上げ期間と、車載バッテリー充電期間と、時間帯別電気料金情報との関係を示している。図4では、沸き上げ期間と充電期間との両方の期間が、9円/KWHという電気料金が最も安い電力時間帯に収まっていることを示しており、限界電力を超えることなく、すなわちブレーカが落ちて停電することなく、順調に沸き上げと充電とが完了していることがわかる。
しかしながら、実際には、電気自動車2の走行距離が長くなった時のように、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせて算出した合計時間を、時間帯別電気料金情報に照らし合わせみると、当該合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないことも起こりうる。その場合には、ステップS6の判定条件の次に図3のステップS12の処理に進むことになる。
図3は、図2におけるステップS6で合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないと判定された場合の処理の詳細をしており、図3においては、特に、時間帯別電気料金情報に示される電気料金が最も安い電力時間帯に、沸き上げ時間と車載バッテリーへの充電時間とが収まらなかった場合の処理の流れを示している。
さらに、図5は、経済性を優先したときの、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図であり、図6は、利便性を優先したときの、時間帯別電気料金情報と、消費電力と、時間との関係を示す図である。
図2のステップS6において、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないと判定された場合(ステップS6でNO)、制御判定部11は、使用者に対して、表示入力部15にて経済性を優先するのか、あるいは、経済性を無視して利便性を優先するのかを選択させる(図3のステップS12)。ただし、この表示入力を行うときに、必ず使用者が電気給湯機1の近くにいるとは限らない。そのため、使用者が事前に経済性及び利便性のうちのいずれを優先させるのかを選択しておくことも可能である。そのような場合は、表示入力部15での表示及び入力を促す動作は行われず、ステップS12の処理はパスされることになる。このとき、制御判定部11は、表示入力部15を用いて経済性及び利便性のいずれを優先させるかを事前に使用者に選択させ、経済性及び利便性のいずれを優先させるかを表す情報を記憶する。
次に、制御判定部11は、経済性を優先するか否かを判断する(ステップS13)。ここで、ステップS13において利便性ではなくて、経済性を優先することを使用者が選択した場合について、図3及び図5を用いて説明する。
経済性を優先すると判断された場合、すなわち使用者が経済性を優先することを選択した場合(ステップS13でYES)、制御判定部11は、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まるように、沸き上げる湯量を減量して、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを算出する(ステップS14)。すなわち、制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯から、車載バッテリー23の充電時間を減算した残りの時間内に沸き上げることが可能な湯量を算出する。
次に、制御判定部11は、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを表示入力部15に表示して、使用者の承諾を要求する(ステップS15)。ただし、この場合も、使用者が電気給湯機1の近くにいるとは限らないので、使用者が事前に承諾しておくことも可能である。そのような場合は、表示入力部15での表示及び入力を促す動作は行われず、ステップS15の処理はパスされることになる。このとき、制御判定部11は、表示入力部15を用いて、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とが算出された場合に、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを承諾するか否かを事前に使用者に選択させ、承諾するか否かを表す情報を記憶する。
次に、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したか否かを判断する(ステップS17)。ここで、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達していないと判断された場合(ステップS17でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。
一方、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達したと判断された場合(ステップS17でYES)、制御判定部11は、減量した沸き上げ湯量での沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS18)。次に、制御判定部11は、沸き上げが終了したか否かを判断する(ステップS19)。ここで、沸き上げが終了していないと判断された場合(ステップS19でNO)、沸き上げが終了するまで沸き上げを継続する。
一方、沸き上げが終了したと判断された場合(ステップS19でYES)、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電の開始を給電部13へ指示する(ステップS20)。次に、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電が終了したか否かを判断する(ステップS21)。ここで、車載バッテリー23への充電が終了していないと判断された場合(ステップS21でNO)、車載バッテリー23への充電が終了するまで車載バッテリー23への充電を継続する。一方、車載バッテリー23への充電が終了したと判断された場合(ステップS21でYES)、制御判定部11は、沸き上げ及びバッテリー充電の一連の処理を終了する。
図5では、経済性を優先し、沸き上げ湯量を減量した場合の、時間帯別電気料金情報と、沸き上げ期間と、車載バッテリー23への充電期間との関係を示している。この場合、減量した容量の湯が沸き上げられるので、沸き上げ期間と充電期間とのいずれの期間も時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に収まっていることがわかる。
次に、ステップS13において経済性ではなくて、利便性を優先することを使用者が選択した場合について、図3及び図6を用いて説明する。
経済性を優先しないと判断された場合、すなわち使用者が利便性を優先することを選択した場合(ステップS13でNO)、制御判定部11は、沸き上げ時間と充電時間との合計時間を電気料金が最も安い電力時間帯に収めるのではなく、全ての湯量を沸き上げるための沸き上げ開始時刻を算出する(ステップS22)。このとき、制御判定部11は、沸き上げ後に連続して行われる充電における充電時間の終わりと、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻とを一致させたときの沸き上げ時間の始まりの時刻を沸き上げ開始時刻として算出する。
次に、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達したか否かを判定する(ステップS23)。ここで、現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達していないと判定された場合(ステップS23でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。図2のステップS2から処理を繰り返すことにより、常に最新の車載バッテリー23の情報に応じた対応が行えるようになることは前述した通りである。
現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達したと判定された場合(ステップS23でYES)、減量しない全ての湯量の沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS24)。その後、ステップS19〜ステップS21の処理が行われる。
図6では、利便性を優先し、電気料金が最も安い電力時間帯を超えて、全ての湯量を沸き上げる場合の、時間帯別電気料金情報と、沸き上げ期間と、車載バッテリーへの充電期間との関係を示している。この場合、減量せずに全量の湯を沸き上げるために、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯が始まる前に沸き上げを開始して、全ての湯量の沸き上げと、車載バッテリー23への充電とを終えていることがわかる。
このように、車載バッテリー23の残量に応じて、電気給湯機1の沸き上げ開始時刻を繰り上げるので、電気料金が最も安い時間帯を過ぎても電気給湯機1の湯が沸いていないという不便を回避することができる。また、車載バッテリー23への充電が不足しているため電気自動車2が動かない又は電気自動車2が目的地まで到達できないという不便を回避することができる。
また、限られた契約電力又は許容電力において、電気料金の低減を優先する、あるいは、電気料金の低減よりも利便性を優先する制御が可能となり、使用者のエネルギー消費に関する意図を明確に反映することができる。
これまでの説明では、車載バッテリー23の充電が必ず時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に収まるように制御してきたが、実際には、このような制御では十分でないこともありうる。例えば、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯が終わらないうちから、電気自動車2を使用する場合には、十分な充電がなされていなくて使用できないといったこともありうる。このような場合には、充電が終了すべき時刻をあらかじめ表示入力部15から入力しておき、制御判定部11は、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯の終了時刻の代わりに、充電が終了すべき時刻を用いて動作する。これにより、ここまで説明してきたことと同様の動作を制御判定部11にさせることができ、上記と同様あるいは、上記以上の効果を得ることが期待できる。
また、これまでは、車載バッテリー23の特性上、充電時には必ずフル充電することを基本にして説明してきたが、省エネルギーという観点では、必ずしもこのような充電方法が好ましいものではない。例えば、使用者は、電気自動車2が次の日に走行する距離(あるいは走行距離に相当する充電量)をあらかじめ予測して、表示入力部15から次の日の走行距離(あるいは走行距離に相当する充電量)を入力し、毎回フル充電せずに、必要な充電量だけを充電するようにしてもよい。これにより、充電時間を短くして、沸き上げと充電とのいずれも、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に終えることができる。
また、本実施の形態において、第1の通信部21は、電気自動車2が走行中に刻々と変化する車載バッテリー23の残量に関する情報を常時又は定期的に通信することが最も好ましいが、必ずしも走行中でなくてもよく、駐車中に通信しても何ら問題はないし、電気自動車2の始動時(乗車時)又は終了時(降車時)に通信してもよい。
また、電気自動車2にカーナビゲーション装置が搭載されていることも昨今では当然想定されることである。この場合、第1の通信部21は、カーナビゲーション装置が備えるGPS(Global Positioning System)によって取得した位置情報を充電情報に含めて、自宅の電気給湯機1に送信する。制御判定部11は、自宅(電気給湯機1)から電気自動車2までの距離を算出して、帰宅するまでに消費される車載バッテリー23の充電量と、車載バッテリー23の充電に必要な時間とを推測し、推測した充電時間を加味した上で、電気給湯機1の沸き上げ開始時刻を調整してもよい。
さらに、ここまでの説明では電気給湯機1と車載バッテリー23との電力競合について取り上げてきたが、この限りではなく、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に動作させることが可能な電気機器(例えば、洗濯乾燥機及び食器洗い機など)と車載バッテリー23との電力競合についても、上記と同様に制御して、上記と同様の効果を得ることが可能である。
また、ここまでの説明では、電気給湯機1を電気機器の一例として説明しているが、電気機器は、電熱のみを用いて沸き上げる電気温水器であってもよい。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における電力制御システムの構成の一例を示す図である。以下、図7を用いて説明する。
図7に示す電力制御システムは、電気給湯機1及び電気自動車2を備える。なお、本実施の形態2において、実施の形態1と同じ構成については説明を省略する。
電気自動車2は、駆動用モータ及び車載電装品を稼動させるための車載バッテリー23と、充電プラグ24と、充電情報検知部22と、第1の通信部21と、車載ナビゲーション装置25とを具備している。車載バッテリー23は、充電プラグ24を介して給電部13(後述)から充電される。車載ナビゲーション装置25は、電気自動車2の現在の位置情報を取得して、現在位置から自宅までの距離に関する情報を提供する。なお、自宅は、電気給湯機1(電力制御装置16)の設置されている場所の一例である。
充電情報検知部22は、蓄電池の充電に関する充電情報を取得する。充電情報検知部22は、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報を取得すると共に、電気自動車2の現在位置から自宅までの距離に関する情報を車載ナビゲーション装置25から取得する。
充電情報検知部22は、取得した車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、取得した現在位置から自宅までの距離に関する情報とに基づいて、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を算出する。具体的には、充電情報検知部22は、取得した現在位置から自宅までの距離に関する情報に基づいて、自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を算出する。充電情報検知部22は、算出した自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を、取得した車載バッテリー23の現在の残量から減算することにより、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を算出する。
第1の通信部21は、電気自動車2に電力を供給する場所に電気自動車2が到着する前に、充電情報検知部22によって取得された充電情報を送信する。第1の通信部21は、充電情報検知部22によって検知された自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を含む充電情報を随時送信する。
第1の通信部21の通信経路は、携帯電話通信網、PHS通信網、WiFi及びWiMaxなどのモバイル通信網を想定している。充電情報は、最終的には家屋内に設置されている電気給湯機1の具備する第2の通信部14で受信され、制御判定部11に取り込まれる。
また、自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量の算出を行う方法は、いくつか考えられる。例えば、充電情報検知部22は、電気自動車2に固有の平均的な1キロメートルあたりの電力消費量をあらかじめ登録しており、登録されている1キロメートルあたりの電力消費量に現在位置から自宅までの距離を乗じることにより、自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を算出してもよい。また、充電情報検知部22は、その日の走行状況から1キロメートルあたりの電力消費量を算出して、算出した1キロメートルあたりの電力消費量に現在位置から自宅までの距離を乗じることにより、自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を算出してもよい。
電力制御装置16は、制御判定部11と、時計部12と、第2の通信部14と、表示入力部15と、電気料金情報記憶部17とを備える。制御判定部11は、この電力制御システムの中心的な役割を果たしており、データ算出処理、判定処理及び各部の制御を行う。充電情報は、電気自動車2の現在位置から電力制御装置16が設置されている設置場所(例えば、自宅)までの距離に基づいて求められた、自宅への到着時点における車載バッテリー23の残量の情報を含む。制御判定部11は、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に応じて車載バッテリー23への充電に要する時間を算出し、算出した車載バッテリー23への充電に要する時間に基づいて、電気給湯機1への電力供給開始時刻及び車載バッテリー23への充電開始時刻を決定する。
具体的には、制御判定部11は、時計部12から時間を読み込んで、沸き上げ部10に沸き上げ指示を行う。また、制御判定部11は、沸き上げ部10に沸き上げ中止の指示を行った後に、給電部13及び充電プラグ24を介して、車載バッテリー23への充電を制御する。さらに、制御判定部11は、車載バッテリー23の残量に応じた充電に要する時間を算出したり、電気給湯機1で湯を沸き上げるのに要する時間(沸き上げ時間)を算出したり、一定の時間当たりに沸き上げ可能な湯量を算出したり、湯を沸き上げるのに要する電気料金を算出したりする。
電気料金情報記憶部17は、時間帯に応じて異なる電気料金に関する時間帯別電気料金情報を記憶している。制御判定部11は、時間帯別電気料金情報に基づいて、沸き上げ部10での沸き上げと、車載バッテリー23への充電とが効率的に行われるように制御する。なお、ここで述べている効率的とは、時間帯別電気料金情報に基づいて、最も電気料金が安くなるように制御することだけではなく、使用者の省エネルギーに関する意図も考慮して、電気料金よりも利便性を追求することも含んでいる。
また、制御判定部11は、電気料金情報記憶部17に記憶されている時間帯別電気料金情報を参照し、電気料金が所定料金以下となる時間帯に車載バッテリー23への充電が終了するように、電気給湯機1への電力供給開始時刻及び車載バッテリー23への充電開始時刻を決定する。
なお、本実施の形態において、電気自動車2が電動車両の一例に相当し、車載バッテリー23が蓄電池の一例に相当し、電気給湯機1が電気機器の一例に相当し、電力制御装置16が電力制御装置の一例に相当し、充電情報検知部22が充電情報取得部の一例に相当し、第1の通信部21が送信部の一例に相当し、第2の通信部14が受信部の一例に相当し、制御判定部11が電力制御部の一例に相当し、電気料金情報記憶部17が電気料金情報記憶部の一例に相当する。
制御判定部11の処理は複雑であるため、図2〜図6を用いて説明する。なお、実施の形態2における制御判定部11の処理については、実施の形態1の図2〜図6を用いて説明する。
まず、制御判定部11は、電気給湯機1の沸き上げに要する時間(沸き上げ時間)を算出する(ステップS1)。次に、制御判定部11は、第2の通信部14経由で車載バッテリー23の充電に関する情報(充電情報)を取得する(ステップS2)。次に、制御判定部11は、取得した充電情報に基づいて車載バッテリー23の充電に要する時間(充電時間)を取得又は算出する(ステップS3)。
なお、充電情報が充電時間に関する情報を含む場合、制御判定部11は、第2の通信部14から充電時間に関する情報を取得する。一方、充電情報が充電時間に関する情報を含んでおらず、充電情報が車載バッテリー23の残量に関する情報を含んでいる場合、制御判定部11は、車載バッテリー23の残量に基づいて充電時間を算出する。例えば、制御判定部11は、バッテリー残量と充電時間とを対応付けたテーブルを予め記憶しており、取得したバッテリー残量に対応する充電時間をテーブルから抽出することにより、充電時間を算出する。本実施の形態2において、制御判定部11は、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に基づいて充電時間を算出する。
次に、制御判定部11は、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせた合計時間を算出する(ステップS4)。次に、制御判定部11は、算出した合計時間を時間帯別電気料金情報に照らし合わせる(ステップS5)。
次に、制御判定部11は、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まるか否かを判定する(ステップS6)。ここで、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まると判定された場合(ステップS6でYES)、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したか否かを判断する(ステップS7)。
ここで、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達していないと判断された場合(ステップS7でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。すなわち、制御判定部11は、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達するまでステップS2からステップS7までの処理を繰り返す。ステップS2から処理を繰り返すことにより、常に最新の車載バッテリー23の情報に応じた対応が行えるようになる。
一方、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したと判断された場合(ステップS7でYES)、制御判定部11は、沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS8)。次に、制御判定部11は、沸き上げが終了したか否かを判断する(ステップS9)。ここで、沸き上げが終了していないと判断された場合(ステップS9でNO)、沸き上げが終了するまで沸き上げを継続する。
一方、沸き上げが終了したと判断された場合(ステップS9でYES)、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電の開始を給電部13へ指示する(ステップS10)。次に、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電が終了したか否かを判断する(ステップS11)。ここで、車載バッテリー23への充電が終了していないと判断された場合(ステップS11でNO)、車載バッテリー23への充電が終了するまで車載バッテリー23への充電を継続する。一方、車載バッテリー23への充電が終了したと判断された場合(ステップS11でYES)、制御判定部11は、沸き上げ及びバッテリー充電の一連の処理を終了する。
ここまでは、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせて算出した合計時間を、時間帯別電気料金情報に照らし合わせて、当該合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に必ず収まるという場合だけに絞って説明してきた。図4は、沸き上げ時間と充電時間との合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まる場合における、沸き上げ期間と、車載バッテリー充電期間と、時間帯別電気料金情報との関係を示している。図4では、沸き上げ期間と充電期間との両方の期間が、9円/KWHという電気料金が最も安い電力時間帯に収まっていることを示しており、限界電力を超えることなく、すなわちブレーカが落ちて停電することなく、順調に沸き上げと充電とが完了していることがわかる。
しかしながら、実際には、電気自動車2の走行距離が長くなった時のように、沸き上げ時間と充電時間とを足し合わせて算出した合計時間を、時間帯別電気料金情報に照らし合わせみると、当該合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないことも起こりうる。その場合には、ステップS6の判定条件の次に図3のステップS12の処理に進むことになる。
図2のステップS6において、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないと判定された場合(ステップS6でNO)、制御判定部11は、使用者に対して、表示入力部15にて経済性を優先するのか、あるいは、経済性を無視して利便性を優先するのかを選択させる(図3のステップS12)。ただし、この表示入力を行うときに、必ず使用者が電気給湯機1の近くにいるとは限らない。そのため、使用者が事前に経済性及び利便性のうちのいずれを優先させるのかを選択しておくことも可能である。そのような場合は、表示入力部15での表示及び入力を促す動作は行われず、ステップS12の処理はパスされることになる。このとき、制御判定部11は、表示入力部15を用いて経済性及び利便性のいずれを優先させるかを事前に使用者に選択させ、経済性及び利便性のいずれを優先させるかを表す情報を記憶する。
次に、制御判定部11は、経済性を優先するか否かを判断する(ステップS13)。ここで、ステップS13において利便性ではなくて、経済性を優先することを使用者が選択した場合について、図3及び図5を用いて説明する。
経済性を優先すると判断された場合、すなわち使用者が経済性を優先することを選択した場合(ステップS13でYES)、制御判定部11は、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まるように、沸き上げる湯量を減量して、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを算出する(ステップS14)。すなわち、制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯から、車載バッテリー23の充電時間を減算した残りの時間内に沸き上げることが可能な湯量を算出する。
次に、制御判定部11は、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを表示入力部15に表示して、使用者の承諾を要求する(ステップS15)。ただし、この場合も、使用者が電気給湯機1の近くにいるとは限らないので、使用者が事前に承諾しておくことも可能である。そのような場合は、表示入力部15での表示及び入力を促す動作は行われず、ステップS15の処理はパスされることになる。このとき、制御判定部11は、表示入力部15を用いて、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とが算出された場合に、減量した沸き上げ湯量と、減量した湯量を沸き上げるのに必要な電気料金とを承諾するか否かを事前に使用者に選択させ、承諾するか否かを表す情報を記憶する。
次に、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に到達したか否かを判断する(ステップS17)。ここで、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達していないと判断された場合(ステップS17でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。
一方、現在時刻が、電気料金が最も安い時間帯に到達したと判断された場合(ステップS17でYES)、制御判定部11は、減量した沸き上げ湯量での沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS18)。次に、制御判定部11は、沸き上げが終了したか否かを判断する(ステップS19)。ここで、沸き上げが終了していないと判断された場合(ステップS19でNO)、沸き上げが終了するまで沸き上げを継続する。
一方、沸き上げが終了したと判断された場合(ステップS19でYES)、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電の開始を給電部13へ指示する(ステップS20)。次に、制御判定部11は、車載バッテリー23への充電が終了したか否かを判断する(ステップS21)。ここで、車載バッテリー23への充電が終了していないと判断された場合(ステップS21でNO)、車載バッテリー23への充電が終了するまで車載バッテリー23への充電を継続する。一方、車載バッテリー23への充電が終了したと判断された場合(ステップS21でYES)、制御判定部11は、沸き上げ及びバッテリー充電の一連の処理を終了する。
図5では、経済性を優先し、沸き上げ湯量を減量した場合の、時間帯別電気料金情報と、沸き上げ期間と、車載バッテリー23への充電期間との関係を示している。この場合、減量した容量の湯が沸き上げられるので、沸き上げ期間と充電期間とのいずれの期間も時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に収まっていることがわかる。
次に、ステップS13において経済性ではなくて、利便性を優先することを使用者が選択した場合について、図3及び図6を用いて説明する。
経済性を優先しないと判断された場合、すなわち使用者が利便性を優先することを選択した場合(ステップS13でNO)、制御判定部11は、沸き上げ時間と充電時間との合計時間を電気料金が最も安い電力時間帯に収めるのではなく、全ての湯量を沸き上げるための沸き上げ開始時刻を算出する(ステップS22)。このとき、制御判定部11は、沸き上げ後に連続して行われる充電における充電時間の終わりと、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻とを一致させたときの沸き上げ時間の始まりの時刻を沸き上げ開始時刻として算出する。
次に、制御判定部11は、時計部12より取得した現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達したか否かを判定する(ステップS23)。ここで、現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達していないと判定された場合(ステップS23でNO)、制御判定部11は、ステップS2の処理へ戻り、ステップS2以降の処理を行う。図2のステップS2から処理を繰り返すことにより、常に最新の車載バッテリー23の情報に応じた対応が行えるようになることは前述した通りである。
現在時刻が、沸き上げ開始時刻に到達したと判定された場合(ステップS23でYES)、減量しない全ての湯量の沸き上げの開始を沸き上げ部10へ指示する(ステップS24)。その後、ステップS19〜ステップS21の処理が行われる。
図6では、利便性を優先し、電気料金が最も安い電力時間帯を超えて、全ての湯量を沸き上げる場合の、時間帯別電気料金情報と、沸き上げ期間と、車載バッテリーへの充電期間との関係を示している。この場合、減量せずに全量の湯を沸き上げるために、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯が始まる前に沸き上げを開始して、全ての湯量の沸き上げと、車載バッテリー23への充電とを終えていることがわかる。
このように、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に応じて、電気給湯機1の沸き上げ開始時刻を繰り上げるので、電気料金が最も安い時間帯を過ぎても電気給湯機1の湯が沸いていないという不便を回避することができる。また、車載バッテリー23への充電が不足しているため電気自動車2が動かない又は電気自動車2が目的地まで到達できないという不便を回避することができる。
また、車載バッテリー23の残量をリアルタイムに取得する場合に比べて、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量をより的確に把握できるため、より細やかな制御を行うことができる。
これまでの説明では、車載バッテリー23の充電が必ず時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に収まるように制御してきたが、実際には、このような制御では十分でないこともありうる。例えば、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯が終わらないうちから、電気自動車2を使用する場合には、十分な充電がなされていなくて使用できないといったこともありうる。このような場合には、充電が終了すべき時刻をあらかじめ表示入力部15から入力しておき、制御判定部11は、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯の終了時刻の代わりに、充電が終了すべき時刻を用いて動作する。これにより、ここまで説明してきたことと同様の動作を制御判定部11にさせることができ、上記と同様あるいは、上記以上の効果を得ることが期待できる。
また、これまでは、車載バッテリー23の特性上、充電時には必ずフル充電することを基本にして説明してきたが、省エネルギーという観点では、必ずしもこのような充電方法が好ましいものではない。例えば、使用者は、電気自動車2が次の日に走行する距離(あるいは走行距離に相当する充電量)をあらかじめ予測して、表示入力部15から次の日の走行距離(あるいは走行距離に相当する充電量)を入力し、毎回フル充電せずに、必要な充電量だけを充電するようにしてもよい。これにより、充電時間を短くして、沸き上げと充電とのいずれも、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に終えることができる。
例えば、車載ナビゲーション装置25は、次の日の全走行計画の使用者による入力を受け付け、次の日に走行する距離(あるいは走行距離に相当する充電量)を算出する。充電情報検知部22は、次の日の走行距離(あるいは走行距離に相当する充電量)と、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、現在位置から自宅までの距離に関する情報とを車載ナビゲーション装置25から取得する。第1の通信部21は、充電情報検知部22によって検知された、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量と、次の日の走行距離(あるいは走行距離に相当する充電量)とを含む充電情報を送信する。制御判定部11は、次の日の走行距離(あるいは走行距離に相当する充電量)と、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量とに基づいて、車載バッテリー23への充電量を決定し、車載バッテリー23への充電時間と、電気給湯機1の沸き上げ時間とを調整する。
また、使用者は、その日の出発時点で、自宅から目的地までの経路を表すルーティング情報と、目的地から自宅までの経路を表すルーティング情報とを車載ナビゲーション装置25に記憶させておき、制御判定部11は、往路及び復路のルーティング情報に基づいて、その日に消費する予定の車載バッテリー23の電力消費量を推測して、車載バッテリー23への充電時間と、電気給湯機1の沸き上げ時間とを調整してもよい。
さらに、ここまでの説明では電気給湯機1と車載バッテリー23との電力競合について取り上げてきたが、この限りではなく、時間帯別電気料金情報に記載される電気料金が最も安い時間帯に動作させることが可能な電気機器(例えば、洗濯乾燥機及び食器洗い機など)と車載バッテリー23との電力競合についても、上記と同様に制御して、上記と同様の効果を得ることが可能である。
また、本実施の形態において、第1の通信部21は、電気自動車2が走行中に刻々と変化する車載バッテリー23の残量に関する情報を常時又は定期的に通信することが最も好ましいが、必ずしも走行中でなくてもよく、駐車中に通信しても何ら問題はないし、電気自動車2の始動時(乗車時)又は終了時(降車時)に通信してもよい。
また、ここまでの説明では、電気給湯機1を電気機器の一例として説明しているが、電気機器は、電熱のみを用いて沸き上げる電気温水器であってもよい。
(実施の形態3)
実施の形態2では、電力制御装置16(電気給湯機1)が設置されている設置場所への到着時点における車載バッテリー23の残量を電気自動車2において算出している。これに対し、実施の形態3では、電力制御装置16(電気給湯機1)が設置されている設置場所への到着時点における車載バッテリー23の残量をサーバ装置において算出する。
図8は、本発明の実施の形態3における電力制御システムの構成の一例を示す図である。以下、図8を用いて説明する。
図8に示す電力制御システムは、電気給湯機1、電気自動車2及びサーバ装置3を備える。なお、本実施の形態3において、実施の形態2と同じ構成については説明を省略する。サーバ装置3は、電気自動車2と電力制御装置16(電気給湯機1)との通信を仲介する。
車載ナビゲーション装置25は、電気自動車2の現在の位置情報を取得して、現在位置から自宅までの距離に関する情報を提供する。
充電情報検知部22は、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報を取得すると共に、電気自動車2の現在位置から電気給湯機1(電力制御装置16)の設置されている場所(例えば、自宅)までの距離に関する情報を車載ナビゲーション装置25から取得する。
第1の通信部21は、充電情報検知部22によって取得された、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、電気自動車2の現在位置から電気給湯機1(電力制御装置16)の設置されている場所(例えば、自宅)までの距離に関する情報とを含む充電情報をサーバ装置3へ送信する。
図9は、図8に示すサーバ装置3の構成を示す図である。サーバ装置3は、距離情報受信部31、残量算出部32及び残量送信部33を備える。
距離情報受信部31は、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、電気自動車2の現在位置から電気給湯機1(電力制御装置16)の設置されている場所(例えば、自宅)までの距離に関する情報とを含む充電情報を電気自動車2から受信する。
残量算出部32は、受信した車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、受信した現在位置から自宅までの距離に関する情報とに基づいて、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を算出する。具体的には、残量算出部32は、受信した現在位置から自宅までの距離に関する情報に基づいて、自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を算出する。残量算出部32は、算出した自宅到着までに車載バッテリー23が消費する電力消費量を、受信した車載バッテリー23の現在の残量から減算することにより、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を算出する。
残量送信部33は、残量算出部32によって算出された自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に関する情報を含む充電情報を電力制御装置16へ送信する。
電力制御装置16の第2の通信部14は、電気自動車2に電力を供給する場所に電気自動車2が到着する前に、残量送信部33によって送信された充電情報を受信する。
なお、制御判定部11の処理は、実施の形態2と同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態3によれば、電気自動車2又は電力制御装置16において、設置場所への到着時点における車載バッテリー23の残量を算出する必要がなく、電気自動車2及び電力制御装置16における処理を軽減することができる。
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4の電力制御システムについて説明する。なお、本発明の実施の形態4の電力制御システムの構成は、図7に示す実施の形態2の電力制御システムの構成とほぼ同じである。以下、実施の形態2と異なる構成について説明する。
車載ナビゲーション装置25は、電気自動車2の現在の位置情報を取得して、現在位置から自宅までの距離に関する情報と、自宅への到着予定時刻に関する情報とを提供する。なお、自宅は、電気給湯機1(電力制御装置16)の設置されている場所の一例である。
充電情報検知部22は、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、電気自動車2の現在位置から自宅までの距離に関する情報と、自宅への到着予定時刻に関する情報とを車載ナビゲーション装置25から取得する。
充電情報検知部22は、取得した車載バッテリー23の現在の残量に関する情報と、取得した現在位置から自宅までの距離に関する情報とに基づいて、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量を算出する。
第1の通信部21は、充電情報検知部22によって取得された、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量と、自宅への到着予定時刻に関する情報とを含む充電情報を送信する。
制御判定部11は、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に応じて車載バッテリー23への充電に要する時間(充電時間)を算出するとともに、電気給湯機1で湯を沸き上げるのに要する時間(沸き上げ時間)を算出する。制御判定部11は、算出した充電時間と、算出した沸き上げ時間と、電気自動車2の自宅への到着予定時刻とに基づいて、電気給湯機1への電力供給開始時刻及び車載バッテリー23への充電開始時刻を決定する。
図10及び図11は、本発明の実施の形態4における制御判定部11の処理を示すフローチャートである。
まず、制御判定部11は、予め設定されている電気給湯機1の沸き上げ開始時刻を取得する(ステップS31)。表示入力部15は、電気給湯機1の沸き上げ開始時刻の使用者による設定を受け付け、制御判定部11は、表示入力部15によって設定された沸き上げ開始時刻を記憶する。
次に、制御判定部11は、電気給湯機1の沸き上げに要する時間(沸き上げ時間Tx)を算出する(ステップS32)。次に、制御判定部11は、第2の通信部14経由で車載バッテリー23の充電に関する情報(充電情報)を取得する(ステップS33)。次に、制御判定部11は、取得した充電情報に基づいて車載バッテリー23の充電に要する時間(充電時間Ty)を取得又は算出する(ステップS34)。本実施の形態4において、制御判定部11は、自宅到着時点での車載バッテリー23の残量に基づいて充電時間Tyを算出する。
次に、制御判定部11は、予め設定されている沸き上げ開始時刻と、沸き上げ開始時刻に沸き上げ時間Txを加算することにより算出される沸き上げ終了時刻と、取得した充電情報に含まれる電気自動車2の到着予定時刻を表す充電開始時刻と、充電開始時刻に充電時間Tyを加算することにより算出される充電終了時刻とを含む制御計画を作成する(ステップS35)。
次に、制御判定部11は、作成した制御計画を参照し、充電時間Ty内に沸き上げを予定しているか否かを判断する(ステップS36)。
図12は、本発明の実施の形態4における沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。図12では、自宅への到着予定時刻から充電が開始されており、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとが重なっている。また、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは、電気料金が最も安い電力時間帯Tz内に収まっており、沸き上げ開始時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの開始時刻taよりも遅く、充電開始時刻は、電気自動車2が自宅に到着したらすぐに充電を開始するものとして到着予定時刻としている。例えば、制御判定部11は、沸き上げ終了時刻が到着予定時刻よりも遅いか否かを判断することにより、充電時間Ty内に沸き上げを予定しているか否かを判断する。
ここで、充電時間Ty内に沸き上げを予定していないと判断された場合(ステップS36でNO)、作成された制御計画を変更する必要がないため、ステップS48の処理へ移行する。
一方、充電時間Ty内に沸き上げを予定していると判断された場合(ステップS36でYES)、制御判定部11は、沸き上げに使用する電力と、車載バッテリー23の充電に使用する電力との合計使用電力を算出する(ステップS37)。
次に、制御判定部11は、合計使用電力が許容電力より大きいか否かを判断する(ステップS38)。ここで、合計使用電力が許容電力以下であると判断された場合(ステップS38でNO)、作成された制御計画を変更する必要がないため、ステップS48の処理へ移行する。
一方、合計使用電力が許容電力より大きいと判断された場合(ステップS37でYES)、制御判定部11は、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとを足し合わせた合計時間を算出する(ステップS39)。次に、制御判定部11は、算出した合計時間を時間帯別電気料金情報に照らし合わせる(ステップS40)。
次に、制御判定部11は、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯Tzに収まるか否かを判定する(ステップS41)。ここで、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まると判定された場合(ステップS41でYES)、制御判定部11は、沸き上げ時間を繰り上げるように制御計画を変更する(ステップS44)。すなわち、制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbから、充電時間Ty及び沸き上げ時間Txを逆算して、沸き上げ開始時刻を決定し、制御計画を変更する。
図13は、沸き上げ時間を繰り上げる場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。図13では、沸き上げ終了後に充電が開始されており、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは、電気料金が最も安い電力時間帯Tz内に収まっており、沸き上げ開始時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの開始時刻taよりも遅く、充電終了時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの終了時刻tbと同じになっている。
なお、図13では、充電終了時刻が電気料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbと同じになるようにしているが、沸き上げ時間Txの開始時刻が電気料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taとなるように時間を繰り上げてもよい。
制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbに一致するように充電終了時刻を決定し、決定した充電終了時刻に応じて充電開始時刻を決定し、決定した充電開始時刻の直前に沸き上げが終了するように沸き上げ終了時刻を決定し、決定した沸き上げ終了時刻に応じて沸き上げ開始時刻を決定する。
一方、合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯に収まらないと判定された場合(ステップS41でNO)、制御判定部11は、沸き上げ時間Txが、現在時刻から自宅到着予定時刻までの時間T1より長いか否かを判断する(ステップS42)。ここで、沸き上げ時間Txが、現在時刻から自宅到着予定時刻までの時間T1より長いと判断された場合(ステップS42でYES)、制御判定部11は、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能であるか否かを判断する(ステップS43)。なお、制御判定部11は、表示入力部15を用いて電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能であるか否かを事前に使用者に選択させ、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能であるか否かを表す情報を記憶する。
また、制御判定部11は、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げるか否かを使用者に問い合わせてもよい。この場合、制御判定部11は、第2の通信部14を介して、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げるか否かを問い合わせる情報を電気自動車2へ送信し、車載ナビゲーション装置25は、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げるか否かの使用者による選択を受け付け、受け付けた情報を第1の通信部21を介して電力制御装置16へ送信する。そして、制御判定部11は、電気自動車2によって送信された情報に基づいて、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能であるか否かを判断する。
ここで、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能であると判断された場合(ステップS43でYES)、制御判定部11は、沸き上げ時間を繰り上げるように制御計画を変更する(ステップS44)。すなわち、制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbから、充電時間Ty及び沸き上げ時間Txを逆算して、沸き上げ開始時刻を決定し、制御計画を変更する。
図14は、沸き上げ時間を繰り上げるとともに、電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げる場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。図14では、沸き上げ終了後に充電が開始されており、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、充電時間Tyは、電気料金が最も安い電力時間帯Tz内に収まっているが、沸き上げ時間Txは、電気料金が最も安い電力時間帯Tzを超えている。沸き上げ開始時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの開始時刻taよりも早く、充電終了時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの終了時刻tbと同じになっている。
制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbに一致するように充電終了時刻を決定し、決定した充電終了時刻に応じて充電開始時刻を決定し、決定した充電開始時刻の直前に沸き上げが終了するように沸き上げ終了時刻を決定し、決定した沸き上げ終了時刻に応じて沸き上げ開始時刻を決定する。
一方、沸き上げ時間Txが、現在時刻から自宅到着予定時刻までの時間T1以下であると判断された場合(ステップS42でNO)、又は電気料金が最も安い時間帯を超えて沸き上げることが可能でないと判断された場合(ステップS43でNO)、制御判定部11は、沸き上げ時間Txを分割することが可能であるか否かを判断する(ステップS45)。なお、電気機器には、運転時間を分割することができる電気機器と、運転時間を分割することができない電気機器とがある。制御判定部11は、運転時間を分割することが可能であるか否かを予め電気機器毎に対応付けて記憶しておくことにより、沸き上げ時間Txを分割することが可能であるか否かを判断する。
ここで、沸き上げ時間Txを分割することが可能であると判断された場合(ステップS45でYES)、制御判定部11は、沸き上げ時間Txを分割するように制御計画を変更する(ステップS46)。制御判定部11は、沸き上げ時間Txを、充電開始時刻より前であるとともに、電気料金が最も安い時間帯Tzに収まる第1の沸き上げ時間Tx1と、充電終了時刻より後である第2の沸き上げ時間Tx2とに分割する。
図15は、沸き上げ時間を分割する場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。図15では、沸き上げ終了後に充電が開始されるとともに、充電終了後に再度沸き上げが開始されており、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。沸き上げ時間Txは、第1の沸き上げ時間Tx1と、第2の沸き上げ時間Tx2とに分割されている。第1の沸き上げ時間Tx1は、充電開始時刻より前であるとともに、電気料金が最も安い時間帯Tzに収まっている。また、第2の沸き上げ時間Tx2は、充電終了時刻より後であるとともに、電気料金が最も安い時間帯Tzを超えている。第1の沸き上げ時間Tx1の沸き上げ開始時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの開始時刻taと同じであり、充電終了時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの終了時刻tbと同じになっている。第2の沸き上げ時間Tx2の沸き上げ開始時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの終了時刻tbの直後となっている。
制御判定部11は、第1の沸き上げ時間Tx1と充電時間Tyとの合計時間が、電気料金が最も安い電力時間帯Tzに収まるように、沸き上げ時間Txを第1の沸き上げ時間Tx1と第2の沸き上げ時間Tx2とに分割する。
制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbに一致するように充電終了時刻を決定し、決定した充電終了時刻に応じて充電開始時刻を決定し、決定した充電開始時刻の直前に沸き上げが終了するように第1の沸き上げ時間Tx1の沸き上げ終了時刻を決定し、電気料金が最も安い電力時間帯の開始時刻taに一致するように第1の沸き上げ時間Tx1の沸き上げ開始時刻を決定する。また、制御判定部11は、充電終了時刻の直後に再度沸き上げが開始するように第2の沸き上げ時間Tx2の沸き上げ開始時刻を決定し、決定した第2の沸き上げ時間Tx2の沸き上げ開始時刻に応じて第2の沸き上げ時間Tx2の沸き上げ終了時刻を決定する。
一方、沸き上げ時間Txを分割することが可能でないと判断された場合(ステップS45でNO)、制御判定部11は、充電後に沸き上げするように制御計画を変更する(ステップS47)。
図16は、充電後に沸き上げする場合の沸き上げ時間と充電時間との一例を示す図である。図16では、充電終了後に沸き上げが開始されており、沸き上げ時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、充電時間Tyは、電気料金が最も安い電力時間帯Tz内に収まっているが、沸き上げ時間Txは、電気料金が最も安い電力時間帯Tzを超えている。充電終了時刻は、電気料金が最も安い電力時間帯Tzの終了時刻tbと同じになっており、沸き上げ開始時刻は、充電終了時刻の直後となっている。
なお、図16では、充電終了時刻が電気料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbと同じになるようにしているが、沸き上げ時間Txの開始時刻が電気料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taとなるように時間を繰り上げてもよい。
制御判定部11は、電気料金が最も安い電力時間帯の終了時刻tbに一致するように充電終了時刻を決定し、決定した充電終了時刻に応じて充電開始時刻を決定し、決定した充電終了時刻の直後に沸き上げが開始するように沸き上げ開始時刻を決定し、決定した沸き上げ開始時刻に応じて沸き上げ終了時刻を決定する。
次に、制御判定部11は、制御計画に従って電気給湯機1の沸き上げ及び車載バッテリー23の充電を制御する(ステップS48)。
なお、本実施の形態において、電気料金が最も安い時間帯の終了時刻までに充電が終了しない場合、制御判定部11は、充電済み容量又は残りの充電時間を表示入力部15に表示し、使用者に充電を継続するか否かを選択させてもよい。
また、図4〜図6及び図12〜図16において、沸き上げ時の消費電力及び充電時の消費電力を矩形で表しているが、実際には、消費電力は時間とともに変化するので矩形にはならない。電気給湯機1(電気機器)の消費電力が減少し、沸き上げを充電と同時に行っても許容電力を超えない場合、沸き上げが終了する前に充電を開始してもよい。
また、電気料金が最も安い時間帯は、予め定められた時間帯(例えば、午後11時〜午前7時)だけでなく、サーバから取得する、電力会社によって提供される当日の電気料金が最も安い時間帯であってもよい。
また、電力制御システムが太陽光発電又は燃料電池を備える場合、電気料金が最も安い時間帯は、発電する電力が余剰となる時間帯、例えば晴天時の午前9時〜午後4時であってもよい。
なお、本発明の実施の形態4の電力制御システムにて、図8に示す実施の形態3の電力制御システムのようにサーバ装置を利用して図10及び図11のフローチャートをサーバ装置と電力制御装置とで分担して実施してもよい。たとえば、図10のステップS33及びS34の処理をサーバ装置にて行うことで、電気自動車2又は電力制御装置16において、設置場所への到着時刻や到着時点における車載バッテリー23の残量を算出する必要がなく、電気自動車2及び電力制御装置16における処理を軽減することができる。
加えて、サーバ装置において、電気自動車2の到着時刻及び車載バッテリー23の残量を算出する際に、通過する道路の交通情報及び天気情報を他のサーバ装置から取得して参照するようにすれば、渋滞による到着時刻の遅れを考慮して精度の高い到着時刻を算出したり、雨天時のワイパーの使用及び空調機器の使用による車載バッテリーの電気の消費を考慮して精度の高い車載バッテリー23の残量を算出することができる。
また、サーバ装置を備えた電力制御システムにおいては、設置場所への到着時刻及び到着時点における車載バッテリーの残量をサーバ装置で算出するだけでなく、図10及び図11に記載のフローチャートの一部または全てをサーバ装置に行わせるシステムも可能である。
(実施の形態5)
図17は、本発明の実施の形態5における電力制御システムの構成の一例を示す概観図である。電力制御システムは、電気機器101及び電気自動車201を備える。電気機器101は、一般住宅における住宅建物100に配置されている。また、電気機器101は、充電装置を備える。
充電装置は単独の装置であってもよいが、本実施の形態5では、充電装置(充電部)は電気機器と一体に構成され、充電装置を備える電気機器は、屋外部分に電気自動車201との充電の接続部を備える。
なお、本実施の形態では、充電装置を自宅に設置して充電する場合を説明するが、これに限らず、商店、事務所、工場又は施設などの駐輪場又は駐車場に充電装置を設置して、これらの場所で電動車両を充電する場合でもよい。商用施設又は公共施設であれば充電装置を備える電気機器は、家庭電化機器に限らず、利用者認識装置、自動精算機又は自動販売機など屋外に設置される電気機器であってもよい。
電気自動車201は、蓄電池211及び蓄電池211を充電するための車載充電回路212を載せている。使用者は、電気自動車201の充電プラグ213を接続部(コンセント)111に挿入して得た家庭用交流電力を車載充電回路212で電流・電圧制御して蓄電池211に充電する。
充電プラグ213を挿入して充電するための充電装置を備える電気機器としては、本実施の形態では住宅建物100の庭又は車庫などの屋外に電気機器の一部が設置されるような電気機器を想定している。屋外に設置される電気機器の一部としては、例えば、電気給湯機の室外機102又は貯湯タンク103、エアコンの室外機、車庫等に設置される照明機器である。これらには充電用の接続部(コンセント)111が備えられており、この接続部111に充電プラグ213を挿入することで簡単に電気自動車201が充電可能となる。なお、車載充電回路212の一部を電気機器101側に備える構成でも構わない。
このように、屋外に設置される電気機器101に充電装置を設けるメリットは、この充電装置を備える電気機器101を予め設置しておけば、後に電気自動車又は電動自転車を購入したときに、この電気機器101の充電装置に電気自動車又は電動自転車などに接続すれば大がかりな電気工事(分電盤のブレーカ増設工事、分電盤から屋外への配線工事、及び屋外の充電コンセントの設置工事)を必要とせずに駐車場又は駐輪場で充電することができる。
なお、充電装置を備える電気機器101は、照明機器、空調機器、電気給湯機及び貯湯機器に限らず、少なくとも電気機器本体機能の一部が屋外に設置される電気機器であればよい。
電気自動車201は、ナビゲーション部214(不図示)及び通信部215を備える。ナビゲーション部214は、外出先における電気自動車201の現在位置と、目的地の位置とに関する位置情報、現在位置から目的地までの距離に関する距離情報、及び、現在位置から目的地までの走行時間と、目的地への到着予想時刻とに関する時間情報を取得する。ナビゲーション部214は、蓄電池211の充電に関する充電情報を取得する。
ここで、目的地を充電装置の存在する自宅としたとき、ナビゲーション部214は、電気自動車201の現在位置を測定して、充電装置の存在する自宅との距離、移動速度及び現在時刻に基づいて、到着予想時刻(帰宅予想時刻)に関する情報を算出する。
また、ナビゲーション部214は、電気自動車201の現在位置を測定して、充電装置の存在する自宅との距離、移動に使用する距離あたりの電気エネルギー量、及び現在の蓄電池211の充電量に基づいて、帰宅したときに必要な蓄電池の必要充電量に関する情報を算出する。
通信部215は、ナビゲーション部214によって取得されたこれらの情報(現在位置と目的地とに関する位置情報、現在位置から目的地(充電装置の存在する地点)までの距離に関する距離情報、現在位置から目的地(充電装置の存在する地点)までの走行時間と目的地への到着予想時刻とに関する時間情報、及び蓄電池の必要充電量に関する情報)を電気機器101の備える通信部112に送信する。すなわち、通信部215は、電気自動車201に電力を供給する場所に電気自動車201が到着する前に、ナビゲーション部214によって取得された充電情報を送信する。これにより、電気機器101は、外出先においての電気自動車201と蓄電池211との状態を知ることができる。通信には、携帯電話網又はデータ通信網を用いる。
なお、本実施の形態では、到着予想時刻に関する演算と、蓄電池211の必要充電量に関する演算とを電動車両(電気自動車201)で行い、その結果を充電装置(電気機器101)に送信する形態で説明するが、電動車両から現在位置等の必要な情報を充電装置に送信して充電装置で演算する形態でもよい。
また、電力制御システムは、充電装置と電動車両との間で情報通信を仲介するサーバ装置をさらに備え、電動車両から現在位置等の情報をサーバ装置に送信して、サーバ装置で演算を行い、その結果を充電装置に送信する形態でもよい。
電気自動車2の第1の通信部21は、電気自動車2の現在の位置情報及び目的地(自宅)の位置情報をサーバ装置に送信し、サーバ装置は車載ナビゲーション装置25に代わって、現在位置から目的地(充電装置の存在する地点)までの距離に関する距離情報、及び現在位置から目的地(充電装置の存在する地点)までの走行時間と目的地への到着予想時刻とに関する時間情報を算出して、電気機器101の備える通信部112に送信する。
また、電気自動車2の第1の通信部21は、車載バッテリー23の現在の残量に関する情報をサーバ装置に送信し、サーバ装置は充電情報検知部22に代わって、目的地に到着時点での車載バッテリー23の残量を算出して、電気機器101の備える通信部112に送信する。
これにより、電気自動車2又は電力制御装置16において、設置場所への到着時刻や到着時点における車載バッテリー23の残量を算出する必要がなく、電気自動車2及び電力制御装置16における処理を軽減することができる。
加えて、サーバ装置で電気自動車2の到着時刻及び車載バッテリー23の残量を算出する際に、通過する道路の交通情報及び天気情報を他のサーバ装置から取得して参照するようにすれば、渋滞による到着時刻の遅れを考慮して精度の高い到着時刻を算出したり、雨天時のワイパーの使用及び空調機器の使用による車載バッテリーの電気の消費を考慮して精度の高い車載バッテリー23の残量を算出することができる。
また、到着予想時刻については乗員自身が到着予想時刻を計算してナビゲーション部214にその到着予想時刻を入力する形態でもよい。
なお、充電装置の存在する地点は、自宅に限定されず、ナビゲーション部214が、電気自動車201の現在位置に近い充電装置を検索してもよい。また、充電可能な知人宅又は施設をナビゲーション部214に予め登録させておいてもよい。本実施の形態では、充電装置の存在する地点を自宅として説明する。また、到着予想時刻は、帰宅予想時刻とする。
次に、本発明の実施の形態5の電気機器とその周辺機器とについて説明する。図18は、本発明の実施の形態5における電力制御システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、図18において、図17と同じ機能には同じ番号を付与する。
図18に示す電力制御システムは、電気機器101,107、アンペアブレーカ105、分岐ブレーカ106,108及び電気自動車201を備える。
アンペアブレーカ105は、交流電源104(家庭用100V又は200V電源)の上流に設置され、背景技術の特許文献2と同様に、家庭全体の使用電力が契約電力容量を超えたときに電力の供給を遮断する。
また、交流電源104から電気機器101に給電するときはアンペアブレーカ105との間に分岐ブレーカ106(例えば20Aの許容電流)が設置され、電気機器101の異常動作又は短絡により過電流が流れないようにする。他の電気機器107及び他の分岐ブレーカ108は、電気機器101及び分岐ブレーカ106と同様である。
電気機器101は、接続部111、通信部112、充電部113、総使用電力検知部114、電気機器の機能ブロック115、電気機器制御部116、第1の使用電力検知部117、充電制御部118、第2の使用電力検知部119、時間調整部120及び使用者指示部124を備える。
本実施の形態5の電気機器101は、屋外に充電部113を備え、充電部113を用いて電気自動車201又は電動自転車のような蓄電池211を搭載した電動車両を屋外で充電することができる。
接続部111は、例えばコンセントであり、電動車両以外の蓄電池に接続して充電してもよい。なお、接続部111はコンセントに限らない。
電気機器101の詳細な構成について以下に説明する。
総使用電力検知部114は、例えば電力計であり、充電部113への供給電力を含めた電気機器101全体での総使用電力を検知する。なお、総使用電力検知部114は、電気機器101と別筐体にして、検知した総使用電力の情報を電気機器101と通信するコンセント形状のアダプタとしてもよい。
電気機器101が所有する機器本来の機能は、電気機器101の機能ブロック115と、機能ブロック115を制御する電気機器制御部116とで実現される。例えば、機能ブロック115は、コンプレッサー又はインバータ回路などのアクチュエータであり、電気機器101が電気給湯機であれば給湯機能であり、電気機器101が貯湯機器であれば貯湯機能であり、電気機器101がエアコンであればエアコン機能であり、電気機器101が照明機器であれば照明機能である。電気機器制御部116は、例えばマイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータの周辺部であり、電気機器101の機能ブロック115を制御する。
第1の使用電力検知部117は、機能ブロック115と電気機器制御部116との電源ラインに挿入され、電気機器101の本来の機能で使用する電力を検知する。
図19は、本発明の実施の形態5における電気機器101の使用電力例を示す図である。例えば、電気給湯機の使用電力は、夏期の加熱時において1160Wであり、冬季の高温加熱時において2000Wである。また、例えば、エアコンの使用電力は、冷房時において85〜1150Wであり、暖房時において80〜1980Wである。さらに、例えば、照明器具の使用電力は、36Wである。図19に示すように電気給湯機又はエアコンは最大で1000〜2000Wの電力を使用する。
電気機器101は、充電機能として、接続部111に接続された電気自動車201の蓄電池211を充電する充電部113と、充電部113を制御する充電制御部118とを備える。充電部113は、蓄電池211の状態に応じて充電に最適な電圧及び電流を作り出す電圧及び電流変換機能と、蓄電池211の充電状態を検知する充電状態検知機能とを備える。
第2の使用電力検知部119は、充電部113と充電制御部118との電源ラインに挿入され、充電部113で使用する電力を検知する。
例えば、家庭用の200V−15A電源を用いて電気自動車201の蓄電池211を16kWhで充電する場合、8時間程度かかる。すなわち、電気機器101の機能ブロック115、電気機器制御部116、充電部113及び充電制御部118を併用して運転すると、最大で4000〜5000Wの電力を使用することになる。このとき、分岐ブレーカ106は、電気機器101への電力供給を遮断する。
分岐ブレーカ106の遮断を防ぐために、電気機器101は時間調整部120を備える。時間調整部120は、電気機器101が有する本来の機能で使用する電力と、充電機能で使用する電力とを把握し、把握した電力に基づいて算出した電力使用料金に応じて、両機能を同時に運転させたり、両機能で使用する電力を割り当てて調整したり、両機能のいずれか一方を先に運転させたりするなど、使用する電力の制御と使用する時間の調整とを行う。
すなわち、時間調整部120は、通信部112によって受信された充電情報に基づいて、電気機器101への電力供給と蓄電池211への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器101への電力供給開始時刻及び蓄電池211への充電開始時刻を決定する。
充電情報は、電気自動車201の現在位置から電気機器101が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、電気機器101が設置されている設置場所に到着する到着予定時刻を含む。時間調整部120は、蓄電池211への充電開始時刻が到着予定時刻以降となり、かつ蓄電池211の充電に必要な電力と、電気機器101の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、電気機器101への電力供給開始時刻及び蓄電池211への充電開始時刻を決定する。
なお、以下の説明において、電気機器101の運転との記載は、電気機器101の機能ブロック115の運転を表す。例えば、電気機器101が、湯を沸き上げる機能と蓄電池211の充電機能とを有する電気給湯機であれば、電気機器101の運転とは、電気給湯機の本来の機能である、湯を沸き上げる機能を実行することである。
また、充電情報は、電気自動車201の現在位置から電気機器101が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、設置場所への到着時点における蓄電池211の残量の情報をさらに含む。時間調整部120は、蓄電池211の残量に応じて蓄電池211への充電に要する時間を算出し、算出した蓄電池211への充電に要する時間と、到着予定時刻とに基づいて、電気機器101への電力供給開始時刻及び蓄電池211への充電開始時刻を決定する。
時間調整部120は、優先順位記憶部121、電力使用料金情報記憶部122及び使用電力演算部123を備える。優先順位記憶部121は、優先的に運転させる電気機器101の機能及び充電機能についての優先順位を記憶する。電力使用料金情報記憶部122は、交流電源104の時間帯別電力使用料金情報を記憶する。使用電力演算部123は、電気機器101の使用電力と充電部113の使用電力との総和が所定値(交流電源104からの供給能力)以下を維持するように、電気機器101の動作を制御するとともに、充電部113から蓄電池211に供給する電力を制御する。
また、図示しないが、時間調整部120は、電気機器101の運転時間と充電部113の充電時間とを調整するための時計部を備えている。
優先順位記憶部121は、電気機器101の使用電力と、蓄電池211の充電状態と、時間帯別電力使用料金情報とに応じた優先順位を記憶している。また、優先順位記憶部121は、使用者の使い勝手の良い優先順位を設定したり、優先順位記憶部121が、電気機器101及び蓄電池211の使用状況に応じて学習する構成でも構わない。
電力使用料金情報記憶部122は、時間帯別電力使用料金情報を予め記憶しておいたり、電力需要に応じて変化する時間帯別電力使用料金情報を通信ネットワーク経由でダウンロードする(図示しない)構成のほか、太陽光発電や燃料電池から電力を発生するときに電力使用料金を安くさせることも考えられる。
時間調整部120は、電力使用料金情報記憶部122に記憶されている時間帯別電力使用料金情報に基づいて、充電開始時刻より前に電気機器101の運転を開始した場合の電力使用料金と、充電終了時刻より後に電気機器101の運転を開始した場合の電力使用料金とを算出し、算出した電力使用料金の安いほうを選択する。
図20は、本発明の実施の形態5における時間帯別電力使用料金情報の一例を示す図である。図20では、200V電源を扱うオール電化住宅の時間帯別電気料金制度における時間帯別電力使用料金情報を示している。電力使用料金は、時間帯毎に異なっており、電力使用料金情報記憶部122は、1kWh当たりの電力使用料金を時間帯毎に記憶する。
図20に示すように、午後11時から午前7時までの時間帯における電力使用料金は、9円/kWhであり、午前7時から午前10時までの時間帯における電力使用料金は、23円/kWhであり、午前10時から午後5時までの時間帯における電力使用料金は、夏季(7月〜9月)で33円/kWhであり、夏季以外の季節で28円/kWhであり、午後5時から午後11時までの時間帯における電力使用料金は、23円/kWhである。
使用電力演算部123は、第1の使用電力検知部117によって検知された電気機器101の機能ブロック115の使用電力値と、第2の使用電力検知部119によって検知された充電部113から蓄電池211への供給電力値とを取得して、電気機器101の使用電力と充電部113の使用電力との総和を演算する。あるいは、使用電力演算部123は、総使用電力検知部114で計測した電力値を、電気機器101の使用電力と充電部113の使用電力との総和として用いてもよい。また、使用電力演算部123は、電気機器101の機能ブロック115の使用電力値と充電部113の使用電力値とを学習して、電気機器101の運転モード毎又は充電部113の充電モード毎の使用電力を記憶するようにしてもよい。
以上のように、使用電力演算部123は、充電を含めた電気機器101全体の使用電力を得て、電気機器101全体の使用電力の総和が所定値(許容電力)以下になるよう次の3つの電力供給の制御を行う。
(1)使用電力演算部123は、電気機器101の機能ブロック115の使用電力と充電部113の使用電力とを取得して、所定値に対して総使用電力の余裕が大きいときは電気機器101の機能ブロック115と充電部113とを同時に運転させる。
(2)使用電力演算部123は、電気機器101の機能ブロック115の使用電力と充電部113の使用電力とを取得して、所定値に対して総使用電力の余裕が少ないときは、電気機器101の機能ブロック115で使用する電力と充電部113で使用する電力と所定値内で割り当て、電気機器101の機能ブロック115と充電部113とを同時に運転させる。
例えば、電気機器101が電気給湯機であれば、湯の沸き上げモードから保温モードに切り替えて使用電力を一時的に減らすことができる。電気機器101がエアコンであれば、運転モードの変更、設定温度の変更、又は風量の低減により、使用電力を一時的に減らすことができる。また、充電部113は、蓄電池211に供給する電力(電流又は電圧)を減らすことができる。
(3)使用電力演算部123は、電気機器101の機能ブロック115の使用電力と充電部113の使用電力とを取得して、所定値に対して総使用電力の余裕がないときは、電気機器101の機能ブロック115と充電部113とを同時に運転させずに、時間をずらして機能ブロック115と充電部113とを運転させる。
本実施の形態では上記(3)について主に説明する。
なお、分岐ブレーカ106の許容電流とほぼ同じ値、分岐ブレーカ106の許容電流以下の値、又は分岐ブレーカ106の許容電流より少し多めの値が、使用電力の総和の上限である所定値として初期設定される。
使用者指示部124は、例えば、リモートコントローラであり、電気機器101の運転状態を遠隔で表示するとともに、電気機器101の運転を遠隔で制御する。使用者指示部124は、電気機器制御部116、充電制御部118及び時間調整部120の設定状態又は運転状態を表示し、使用者による電気機器101の運転の設定及び制御と蓄電池211の充電の設定及び制御とを受け付ける。これにより、使用者は、電気機器101の運転と蓄電池211の充電とを設定及び制御することができる。
電気機器101と使用者指示部124との通信媒体は、赤外線通信、無線通信(電波)、有線通信、又は電灯線通信などが考えられる。また、使用者指示部124は、電気給湯機のリモートコントローラのように台所の壁に固定設置する形態、又はエアコンのリモートコントローラのように使用者が持ち運んで好みの場所で使用する形態などが考えられる。
通信部112は、電気自動車201に電力を供給する場所に電気自動車201が到着する前に、電気自動車201の通信部215から電気自動車201の蓄電池211の充電に関する充電情報を受信し、使用者指示部124、充電制御部118及び時間調整部120に出力する。使用者指示部124は、通信部112によって受信された充電情報を表示する。通信部215と通信部112とで通信するタイミングは、少なくとも以下の3つが考えられる。もちろん、通信環境が許せば、常時通信又は定期的な通信(例えば、数分毎)を行ってもよい。
(1)通信部215は、電気自動車201の乗員がナビゲーション部214を操作して、行き先を自宅(充電装置の存在する場所)に設定したとき、充電情報を通信部112へ送信する。
(2)通信部215は、電気自動車201が行き先である自宅に向かって移動を始めたとき、充電情報を通信部112へ送信する。
(3)通信部215は、電力使用料金が変わる時刻、すなわち、午前7時、午前10時、午後5時又は午後11時になったとき、充電情報を通信部112へ送信する。
このように、上記の(1)及び(2)の通信タイミングにおいて、時間調整部120は、充電情報(電気自動車201の現在位置に関する位置情報、現在位置から自宅までの距離に関する距離情報、及び、現在位置から自宅までの走行時間と自宅への到着予想時刻とに関する時間情報)を取得し、取得した帰宅予想時刻を用いて以下に述べるような電気機器101の機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電との時間調整計画を帰宅前に作成する。
また、上記の(3)の通信タイミングにおいて、時間調整部120は、電気自動車201の最新状態(最新の充電情報)を取得することで、電力使用料金が変わるときに、すでに計画していた電気機器101の機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電との制御計画を見直すことができる。例えば、ナビゲーション部214において行き先が設定されていない場合であっても、上記の(3)の通信タイミングで、時間調整部120は、現在位置から自宅に直行で帰宅した場合を想定した最短の帰宅予想時刻を取得することができる。
ここで、充電部113による蓄電池211の充電状態と、充電状態に応じた充電の電圧及び電流制御とについて図21を用いて説明する。
図21は、蓄電池がリチウム電池である場合の充電シーケンスを示す図である。図21において、横軸は充電時間を表し、縦軸の左側目盛りは電圧を表し、縦軸の右側目盛りは充電電流と充電容量とを表す。1Cとは、公称容量値の容量を有するセルを定電流放電して、ちょうど1時間で放電終了となる電流値の単位である。
図21に示すように、充電部113は、充電状態が0(グラフの左側)に近い状態から充電を開始すると、最初は一定電流(1C電流)で充電を行う(定電流充電モード)。このとき、電圧は充電にともなって上昇し、充電容量は時間にほぼ比例して充電される。
そして、図21では、充電部113は、充電容量が75%(0.75CAh)以上になると、4.2Vの一定電圧(1C電圧)で充電を行う(定電圧充電モード)。このとき、電流は充電にともなって減少し、充電容量は徐々に満充電(1.0CAh)になる。
すなわち、定電流充電モードでは充電に大きな電力を必要とし、定電圧充電モードでは充電に必要な電力は小さくなっていく。
なお、定電圧充電モードは図21のように電圧を一定にしながら電流を減少させるので時間がかかる。そこで、充電部113は、定電圧充電モードに代えてパルス充電モードで充電してもよい。パルス充電モードでは、充電部113は、充電中の短時間だけ4.2Vを超えて電流を大きくして充電し、その後に電圧が4.2V以上であれば充電を停止し、電圧が4.2V未満であれば再び4.2Vのパルスで充電を行う。
以上のように、充電部113は、蓄電池211の充電状態を検知して、充電状態に応じて充電の電圧及び電流を制御する。
本実施の形態では、充電の電圧及び電流の制御を充電部113で行う例について説明するが、電気自動車201側の車載充電回路212で制御を行う構成も可能である。車載充電回路212と、充電部113及び充電制御部118とは接続部111を介して接続され、電気機器101側と電気自動車201側とに機能を分担する。ここでは、図18を一例として説明する。
なお、本実施の形態5において、電気自動車201が電動車両の一例に相当し、蓄電池211が蓄電池の一例に相当し、電気機器101が電気機器及び電力制御装置の一例に相当し、ナビゲーション部214が充電情報取得部の一例に相当し、通信部215が送信部の一例に相当し、通信部112が受信部の一例に相当し、時間調整部120が電力制御部の一例に相当し、電力使用料金情報記憶部122が電気料金情報記憶部の一例に相当する。
以上の構成において、本実施の形態5の電気機器101の動作について図22のフローチャートを用いて説明する。図22は、本発明の実施の形態5における電気機器の動作を説明するためのフローチャートである。
最初のステップS51において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の現在の運転状態(運転モード及び使用電力)と、タイマー運転の予約状況(運転開始予定時刻、運転終了予定時刻、及び運転開始予定時刻から運転終了予定時刻までの使用電力)とを電気機器制御部116から取得する。なお、時間調整部120は、タイマー運転の予約状況があれば電気機器制御部116から取得する。運転状態及び予約状況は、使用者指示部124(リモートコントローラ)から取得してもよい。
電気機器101の機能ブロック115の使用電力については第1の使用電力検知部117によって検知した値を用いてもよいし、電気機器101の機能ブロック115の運転モード毎にあらかじめ記憶している電流値を用いて算出してもよい。
次に、ステップS52において、時間調整部120は、蓄電池211の充電状態と、電気自動車201の帰宅予想時刻と帰宅時の蓄電池211の必要充電量とを少なくとも含む充電情報とを取得する。時間調整部120は、定電流充電モード、低電圧充電モード及びパルス充電モードのいずれの充電モードで充電するかを表す蓄電池211の充電状態を充電制御部118から取得する。通信部112は、電気自動車201の通信部215によって送信された充電情報を受信し、受信した充電情報を時間調整部120へ出力する。
なお、本実施の形態では、電気自動車201の帰宅予想時刻を電気自動車201から取得しているが、本発明は特にこれに限定されず、電気自動車201の帰宅予想時刻については、通信部112によって受信された電気自動車201の位置情報、自宅までの距離情報、及び帰宅するまでに要する時間情報を取得することで、帰宅予想時刻(到着予想時刻)を充電制御部118が算出してもよい。
次に、ステップS53において、時間調整部120は、電力使用料金情報記憶部122から時間帯別電力使用料金情報を取得する。次に、ステップS54において、時間調整部120は、使用者指示部124から使用者の指示内容を取得する。なお、使用者の指示がない場合もある。
次に、ステップS55において、時間調整部120は、優先順位記憶部121から電気機器101の機能ブロック115の運転と電気自動車201の蓄電池211の充電との優先順位を取得し、ステップS51で取得した電気機器101の機能ブロック115の使用電力とステップS52で取得した蓄電池211の充電状態とステップS53で取得した時間帯別電力使用料金情報とに基づいて優先順位を判断する。すなわち、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転と充電部113の充電とのいずれを優先して行うかを決定する。
図23は、本発明の実施の形態5における優先順位の一例を示す図である。時間調整部120は、蓄電池211の充電状態と時間帯別電力使用料金情報とに基づいて、優先順位(a)〜(d)のいずれかを決定する。
優先順位(a)及び優先順位(b)は、充電状態が定電流充電モード(図21で充電容量が75%以下)であり、充電で使用する電力が大きい場合である。
ここで、時間調整部120は、時間帯別電力使用料金情報を参照して電力使用料金の最も安い時間帯であるときは、蓄電池211の充電を優先させる優先順位(a)に決定する。これにより、電力使用料金が最も安い時間帯に蓄電池211に充電可能なときは充電し、可能であれば電気機器101もあわせて運転させる。
また、時間調整部120は、充電状態が定電流充電モードであり、電力使用料金の最も安い時間帯以外の時間帯であるときは、電気機器101の運転を優先させる優先順位(b)に決定する。これにより、主な生活時間帯は電気機器101の使用を優先し、夜間に蓄電池211を充電できるように、生活時間帯では充電せずに充電容量をそのまま空けておく。
また、優先順位(c)及び優先順位(d)は、充電状態が定電圧充電モード又はパルス充電モード(図21で充電容量が75%以上)であり、充電で使用する電力が小さい場合である。時間調整部120は、充電状態が定電圧充電モード又はパルス充電モードであり、電力使用料金の最も安い時間帯であるときは、電気機器101の運転を優先させる優先順位(c)に決定する。また、時間調整部120は、充電状態が定電圧充電モード又はパルス充電モードであり、電力使用料金の最も安い時間帯以外の時間帯であるときは、電気機器101の運転を優先させる優先順位(d)に決定する。
充電状態が定電圧充電モード又はパルス充電モードである場合、時間帯別電力使用料金情報に関わらず電気機器101の運転を優先し、可能であれば充電部113で必要電力の小さい充電を行う。
以上のような優先順位に従って以下に図22の制御ステップを説明する。
ステップS56において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転時間と、機能ブロック115の運転時に使用される使用電力との見積もりを行う。時間調整部120は、電気機器制御部116から取得した運転開始予定時刻及び運転終了予定時刻に基づいて、電気機器101の機能ブロック115の運転時間を算出するとともに、機能ブロック115の運転時に使用される使用電力を算出する。
次に、ステップS57において、時間調整部120は、電気自動車201の蓄電池211の充電時間と、蓄電池211の充電時に使用される使用電力との見積もりを行う。時間調整部120は、電気自動車201から取得した電気自動車201の帰宅予想時刻と帰宅時の蓄電池211の必要充電量とに基づいて、電気自動車201の蓄電池211の充電時間を算出するとともに、蓄電池211の充電時に使用される使用電力とを算出する。より具体的に、時間調整部120は、電気自動車201から取得した電気自動車201の帰宅予想時刻を充電開始時刻とし、充電開始時刻から必要充電量を充電するのに要する充電時間を算出する。また、時間調整部120は、必要充電量を充電するのに要する使用電力を算出する。
次に、ステップS58において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転時の使用電力と、蓄電池211の充電時の使用電力とを足し合わせた合計使用電力の見積もりを行う。
次に、ステップS59において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転時間と、蓄電池211の充電時間とを重ね合わせ、機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電とで使用する電力使用料金の見積もりを行う。
次に、ステップS60において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電との制御計画を作成する。時間調整部120は、合計使用電力を所定値である許容電力と比較し、合計使用電力が許容電力よりも大きい時間が存在する場合には制御計画を見直す。例えば、時間調整部120は、運転時間及び充電時間をずらして調整する。また、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻から運転終了予定時刻までの運転時間と、蓄電池211の充電開始時刻から充電終了時刻までの充電時間とを前後にずらし、運転時間と充電時間とが可能な限り電力使用料金が最も安い時間帯に収まるように運転時間と充電時間とを調整する。これらの時間調整については図面を示しながら詳細を後で述べる。
本実施の形態では、時間調整部120は、ステップS52で帰宅予想時刻を得ている。そのため、時間調整部120は、帰宅予想時刻において他の電気機器の運転をやめて使用可能な電力を蓄電池211の充電用に確保しておき、蓄電池211の充電が終了すれば他の電気機器の運転を開始するような時間調整ができる。
また、電気自動車201の帰宅予想時刻だけでも本実施の形態は実現可能である。しかしながら、時間調整部120は、さらに電気自動車201の蓄電池211の現在蓄電量を取得すれば、現在蓄電量と位置情報と距離情報とに基づいて、帰宅したときの予測蓄電量又は帰宅したときに充電に必要な電力量(必要充電量)を算出することができる。
充電制御部118は、図21の充電容量及び充電時間のグラフを参照して充電に必要な時間を得ることができ、帰宅予想時刻に帰宅してすぐに充電開始した場合の充電終了時刻を予測することができる。
すなわち、蓄電池211の予測蓄電量が得られれば、帰宅した時の蓄電状態が予めわかる。そのため、時間調整部120は、予測蓄電量を用いて、蓄電池211の充電と電気機器101の機能ブロック115の運転とが重なった場合にどちらを優先させればよいか判断できる。例えば、時間調整部120は、予測蓄電量が所定値以下(例えば満充電の75%以下)であれば、電気機器101の機能ブロック115の運転よりも蓄電池211の充電を優先させ、予測蓄電量が所定値以上であれば、蓄電池211の充電よりも電気機器101の機能ブロック115の運転を優先させることができる。
加えて、充電を開始する時刻が決まれば充電を終了する時刻(充電終了時刻)が予測できる。そのため、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転よりも蓄電池211の充電を優先させた場合に、電気機器101の機能ブロック115の運転が開始する時刻及び運転が終了する時刻を計画することができる。
ステップS60において制御計画が作成された場合、ステップS61において、時間調整部120は、使用者指示部(リモートコントローラ)26などによって使用者に、電気機器101の機能ブロック115の運転計画(運転時間、運転内容及び使用電力量)と、蓄電池211の充電計画(充電開始時刻、充電終了時刻、充電量及び使用電力)とを含む制御計画を報知する。時間調整部120は、使用者指示部124に制御計画を表示させるだけでなく、通信部112を介して電気自動車201に制御計画を送信し、電気自動車201のナビゲーション部214に制御計画を表示させることにより、制御計画を乗員に報知してもよい。
次に、ステップS62において、時間調整部120は、作成された制御計画において、充電開始時刻が帰宅予想時刻よりも所定時間以上(例えば10分以上)遅れるか否かを判断する。ここで、充電開始時刻が帰宅予想時刻よりも所定時間以上遅れると判断された場合(ステップS62でYES)、ステップS63において、時間調整部120は、通信部112を介して電気自動車201に充電開始時刻を送信し、電気自動車201のナビゲーション部214に充電開始時刻を表示させることにより、充電開始時刻を電気自動車201の乗員に通知する。これによって、乗員は、予定通り帰ってもすぐに充電ができないことがわかり、時間に余裕があれば帰宅時間を調整することができる。
充電開始時刻を電気自動車201の乗員に通知した後、又は充電開始時刻が帰宅予想時刻よりも所定時間以上遅れないと判断された場合(ステップS62でNO)、ステップS64において、電気機器制御部116及び充電制御部118は、作成した制御計画に基づいて機能ブロック115を運転するとともに蓄電池211を充電する。なお、図示しないが、制御計画の実行中、あるいは制御計画の実行待ち時間中に、定期的にステップS51の処理に戻って各種情報を再取得し、最新の情報を用いて制御計画の見直しを行ってもよい。また、制御計画の実行中に使用者指示部124からの割り込みがあれば、当該割り込みを受け付けて制御計画を変更してもよい。
以上のようなフローチャートによって電気機器101の機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電との制御計画が作成され、当該制御計画が実行される。この制御計画について図24(A)〜(D)を用いて説明する。
図24(A)は、充電開始時刻が運転時間に重なる場合における制御計画の一例を示す図であり、図24(B)は、充電終了時刻が運転時間に重なる場合における制御計画の一例を示す図であり、図24(C)は、充電時間の前に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、図24(D)は、充電時間の後に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図である。
図24(A)のように、電気自動車201の帰宅予想時刻を取得し、帰宅予想時刻を電気自動車201の充電開始時刻とすると、充電開始時刻が、電気機器101が運転を予定している運転時間帯に重なっている場合がある。充電に必要な電力と電気機器101の運転による使用電力との合計が所定値(許容電力)を超えない場合は、このように蓄電池211の充電と電気機器101の運転とを併用して動作させることは可能である。しかしながら、蓄電池211の充電に必要な電力が大きくて合計使用電力が許容電力を超えるような場合は、時間調整する必要がある。
また、図24(B)のように、電気自動車201の帰宅予想時刻とあわせて、帰宅したときの蓄電池211の必要充電量に関する情報を取得すれば、充電に必要な時間、すなわち充電開始時刻と充電終了時刻とが得られる。充電終了時刻が電気機器101の運転を予定している運転時間帯に重なっている場合がある。図24(A)と同様に、充電に必要な電力と電気機器101の運転による使用電力との合計が所定値(許容電力)を超えない場合は、このように蓄電池211の充電と電気機器101の運転とを併用して動作させることは可能である。しかしながら、蓄電池211の充電に必要な電力が大きくて合計使用電力が許容電力を超えるような場合は、時間調整する必要がある。
そこで、電気自動車201の充電の優先順位が、電気機器101の運転の優先順位より高い場合には、時間調整部120は、図24(C)のように、電気機器101の運転時間と蓄電池211の充電時間とが重ならないように、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらしたり、図24(D)のように、電気機器101の運転時間と蓄電池211の充電時間とが重ならないように、電気機器101の運転時間を充電時間の後ろにずらしたりする。
一方、電気機器101の運転の優先順位が、電気自動車201の充電の優先順位より高い場合には、時間調整部120は、図示しないが、電気機器101の運転が終了した後で電気自動車201の充電を行うように、充電開始時刻をずらす。
ここで、電気機器101は、電気料金の最も安い時間帯にあわせて予約運転する場合が多い。そのため、図24(C)及び図24(D)に示す制御計画は、時間帯別電力使用料金情報を考慮する必要がある。この制御計画について図25(A)〜(C)を用いて説明する。
図25(A)は、充電時間の前に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、図25(B)は、充電時間の後に運転時間をずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、図25(C)は、電力使用料金の最も安い時間帯の開始時刻から電気機器の運転を開始し、充電時間の前に運転を終了させる場合における制御計画の一例を示す図である。
図25(A)では、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらしているが、電気機器101の運転時間及び蓄電池211の充電時間は、電力使用料金の最も安い時間帯に収まっている。一方、図25(B)では、電気機器101の運転時間を充電時間より後ろにずらしているが、電気機器101の運転時間は、電気料金の最も安い時間帯を過ぎている。また、これとは逆に、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらすと電気料金の最も安い時間帯に収まらないが、電気機器101の運転時間を充電時間より後ろにずらすと電気料金の最も安い時間帯に収まる場合がある。
これは、電気機器101の運転時間と、電気自動車201の充電時間と、帰宅予想時刻とによって定まる。従来は、帰宅予想時刻が得られないため、帰宅してから運転と充電との制御計画を作成していた。そのため、従来は、帰宅してすぐに充電を行った後に電気機器101を運転するか、電気機器101の運転が終わってから充電を行うかの選択肢しかなかった。つまり、従来は、帰宅する前に電気機器101の運転を行うという選択肢はなかった。
そしてさらに、本実施の形態における時間調整部120は、図25(A)及び図25(B)の両方の制御計画を作成し、作成した2つの制御計画の電力使用料金を比較して安いほうを選択することができる。これも、帰宅予想時刻を得てから制御計画を作成する効果である。
また、図25(C)のように、時間調整部120は、電力使用料金が最も安くなる時間帯の開始時刻(午後11時)より以前の現在時刻において帰宅予想時刻を取得し、午後11時から帰宅するまでの間で電気機器101の運転を開始して終了することが可能であれば、午後11時から電気機器101の運転を開始するように電気機器101の運転開始予定時刻をずらす。このようにすれば、帰宅した時には既に電気機器101の運転は完了しているので、蓄電池211の充電に必要な電流又は蓄電池211の充電時間が電気機器101の運転に影響を与えることがない。
図26(A)は、充電時間の前に運転時間をずらした結果、電気機器の運転時間が、電気料金の最も安い時間帯を過ぎた場合における制御計画の一例を示す図であり、図26(B)は、図26(A)の状態から、運転時間及び充電時間を後にずらした場合における制御計画の一例を示す図であり、図26(C)は、電気機器の運転時間を分割させる場合における制御計画の一例を示す図である。
また、図26(A)のように、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらすと、電気機器101の運転開始時刻が電力使用料金の最も安い時間帯より前に出てしまう場合がある。このような場合は、時間調整部120は、図26(B)のように、電力使用料金の最も安い時間帯の開始時刻まで待ってから電気機器101の運転を開始し、電気機器101の運転が終了してから蓄電池211の充電を行うように、電気機器101の運転時間及び蓄電池211の充電時間を後にずらす。これにより、電力使用料金を安くすることができる。
すなわち、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらしたときに運転開始時刻が電力使用料金の最も安い時間帯より前に出てしまう場合、時間調整部120は、出てしまった時間長だけ運転開始時刻を遅らせる。そして、時間調整部120は、電力使用料金の最も安い時間帯の開始時刻から電気機器101の運転を開始したときに、運転開始時刻から運転終了時刻までの運転時間と、充電開始時刻から充電終了時刻までの充電時間とが電力使用料金の最も安い時間帯に収まっているか否かを判断する。運転時間及び充電時間が電力使用料金の最も安い時間帯に収まっていれば、時間調整部120は、この運転時間及び充電時間で制御計画を作成する。
このとき、電気機器101の運転終了時刻が帰宅予想時刻を過ぎる場合がある。その結果、充電開始時刻が遅くなる。そこで、上記の時間調整を行った場合、時間調整部120は、通信部112を介して電気自動車201の通信部215に充電開始時刻を送信し、ナビゲーション部214に充電開始時刻を表示させることにより、充電開始時刻を電気自動車201の乗員に知らせる(図22のステップS63)。
また、図示しないが、上記のように時間調整しても電気機器101の運転開始時刻から運転終了時刻までの運転時間と、充電開始時刻から充電終了時刻までの充電時間とが電力使用料金の最も安い時間帯に収まらない場合、時間調整部120は、通信部112を介して電気自動車201の通信部215に電気機器101の運転開始時刻、電気機器101の運転終了時刻、蓄電池211の充電開始時刻及び蓄電池211の充電終了時刻を送信し、ナビゲーション部214に運転開始時刻、運転終了時刻、充電開始時刻及び充電終了時刻を表示させることにより、運転開始時刻、運転終了時刻、充電開始時刻及び充電終了時刻を電気自動車201の乗員に確認させてもよい。
あるいは、時間調整部120は、電気機器101の運転開始時刻、電気機器101の運転終了時刻、蓄電池211の充電開始時刻及び蓄電池211の充電終了時刻について複数の制御計画を作成し、通信部112を介して電気自動車201の通信部215に複数の制御計画を送信し、ナビゲーション部214に複数の制御計画を表示させることにより、制御計画を電気自動車201の乗員に選択させてもよい。
また、図26(C)のように、電気機器101の運転を一旦中断して蓄電池211の充電を行い、充電終了後に電気機器101の運転を再び開始することもできる。必ずしも運転の一時中断が可能な電気機器101ばかりではないが、例えば、電気機器101が電気給湯機であれば、沸き上げの途中で中断することができるし、電気機器101が衣類洗濯乾燥機であれば、洗濯、すすぎ及び脱水のあと衣類乾燥をある程度行ったところで運転を中断することができる。
このように、時間調整部120は、電気機器101の運転が開始してから完了するまでを1単位として制御計画を作成するだけでなく、電気機器101の運転の途中で、所定値以上の運転を行うところまでを1単位として制御計画を作成することができる。
例えば、電気機器101が衣類洗濯乾燥機であれば、洗濯、すすぎ、脱水及びある程度の乾燥を1単位とし、残りの完全乾燥までを1単位とする。
また、例えば、電気機器101が食器洗い乾燥機であれば、食器洗浄及びすすぎを1単位とし、食器乾燥を1単位とする。
また、蓄電池211の充電は、蓄電量が100%充電になるまでを1単位として制御計画を作成するだけでなく、蓄電量が所定値(例えば、定電流充電モードを終える75%充電)になるまでを1単位とし、蓄電量が残りの25%充電になるまでを1単位として2つに分けて制御計画を作成してもよい。
このように、時間調整部120は、帰宅予想時刻までのあいだに電気機器101の運転を開始して所定値以上(例えば1単位又は2単位)の運転を完了することが可能なときは、到着予想時刻までに所定値以上の運転が完了するよう運転時間を調整する。これにより、電気機器101の運転を分割して計画することができ、計画の柔軟性が高くなる。
なお、図24(C)、図25(A)及び図25(C)のように、電気機器101の運転時間を充電時間より前にずらして実行したときに、電気機器101の運転時間が予定よりも延びた場合(例えば、衣類洗濯乾燥機において衣類の乾燥に時間がかかった場合)、電気機器101の運転終了時刻が帰宅予想時刻を過ぎる可能性がある。その結果、充電開始時刻が遅くなる。そこで、時間調整部120は、通信部112を介して電気自動車201の通信部215に充電開始時刻を送信し、ナビゲーション部214に充電開始時刻を表示させることにより、充電開始時刻を電気自動車201の乗員に知らせる(図22のステップS63)。
なお、図25(A)〜(C)及び図26(A)〜(C)において、電力使用料金の最も安い時間帯とは別に、電気自動車201の使用予定時刻又は電気給湯機の使用予定時刻を設けて、使用予定時刻までに電気自動車201の充電又は電気給湯機の沸き上げを終わらせる終了時間期限の条件を、上記の制御計画に加えてもよい。時間調整部120は、終了時間期限に間に合うように制御計画を作成する。また、制御計画に無理がある場合は、使用者指示部124又はナビゲーション部214によって使用者又は乗員に知らせる。
次に、図22のステップS60の制御計画作成処理についてさらに説明する。
図27及び図28は、図22のステップS60の制御計画作成処理について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップS71において、時間調整部120は、取得した電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻及び運転終了予定時刻と、取得した充電情報に含まれる帰宅予想時刻及び帰宅時の蓄電池211の必要充電量とに基づいて、電気機器101の機能ブロック115の運転と蓄電池211の充電との制御計画を作成する。時間調整部120は、帰宅予想時刻を充電開始時刻とし、帰宅時の蓄電池211の必要充電量に基づいて充電に必要な充電時間Tyを算出し、算出した充電時間を充電開始時刻に加算することにより充電終了時刻を算出する。
次に、ステップS72において、時間調整部120は、作成した制御計画を参照し、充電時間Ty内に電気機器101の機能ブロック115の運転を予定しているか否かを判断する。
図29は、本発明の実施の形態5における運転時間と充電時間との一例を示す図である。図29では、帰宅予想時刻から充電が開始されており、電気機器101の機能ブロック115の運転時間Txと充電時間Tyとが重なっている。また、運転時間Txと充電時間Tyとは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっており、運転開始時刻は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taよりも遅く、充電終了時刻は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbよりも早くなっている。例えば、時間調整部120は、運転終了時刻が帰宅予想時刻よりも遅いか否かを判断することにより、充電時間Ty内に電気機器101の機能ブロック115の運転を予定しているか否かを判断する。
ここで、充電時間Ty内に電気機器101の機能ブロック115の運転を予定していないと判断された場合(ステップS72でNO)、作成された制御計画を変更する必要がないため、制御計画作成処理を終了し、図22のステップS61に移行する。
一方、充電時間Ty内に電気機器101の機能ブロック115の運転を予定していると判断された場合(ステップS72でYES)、ステップS73において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転に使用する電力と、蓄電池211の充電に使用する電力との合計使用電力が許容電力より大きいか否かを判断する。なお、合計使用電力は、図22のステップS58で算出される。ここで、合計使用電力が許容電力以下であると判断された場合(ステップS73でNO)、作成された制御計画を変更する必要がないため、制御計画作成処理を終了し、図22のステップS61に移行する。
一方、合計使用電力が許容電力より大きいと判断された場合(ステップS73でYES)、ステップS74において、時間調整部120は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから帰宅予想時刻までの時間T2が、運転時間Txより長いか否かを判断する。ここで、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから帰宅予想時刻までの時間T2が、運転時間Txより長いと判断された場合(ステップS74でYES)、ステップS75において、時間調整部120は、運転時間Txと充電時間Tyとが重ならず、かつ運転時間Txが電力使用料金の最も安い時間帯Tzに収まるように、運転時間Txを繰り上げるように制御計画を変更する。すなわち、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taに繰り上げる。
図30は、運転時間を繰り上げる場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。図30では、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから電気機器101の機能ブロック115の運転が開始されており、運転時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、運転時間Txと充電時間Tyとは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっている。
なお、本実施の形態では、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taに一致させているが、本発明は特にこれに限定されず、運転時間Txと充電時間Tyとが重ならないのであれば、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taより遅くしてもよい。例えば、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転終了予定時刻が帰宅予想時刻に一致するように、運転開始時刻を繰り上げてもよい。
一方、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから帰宅予想時刻までの時間T2が、運転時間Tx以下であると判断された場合(ステップS74でNO)、ステップS76において、時間調整部120は、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間T3が、運転時間Txより長いか否かを判断する。ここで、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間T3が、運転時間Txより長いと判断された場合(ステップS76でYES)、ステップS77において、時間調整部120は、運転時間Txと充電時間Tyとが重ならず、かつ運転時間Txが電力使用料金の最も安い時間帯Tzに収まるように、運転時間Txを繰り下げるように制御計画を変更する。すなわち、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、充電終了時刻に繰り下げる。これにより、時間調整部120は、充電終了後に電気機器101の機能ブロック115を運転するように制御計画を変更する。
図31は、運転時間を繰り下げる前の運転時間と充電時間との一例を示す図であり、図32は、運転時間を繰り下げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。
図31では、帰宅予想時刻から充電が開始されており、電気機器101の機能ブロック115の運転時間Txと充電時間Tyとが重なっている。また、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間T3は、運転時間Txより長くなっている。
また、図32では、充電終了時刻から電気機器101の機能ブロック115の運転が開始されており、運転時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、運転時間Txと充電時間Tyとは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっている。
なお、本実施の形態では、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、充電終了時刻に一致させているが、本発明は特にこれに限定されず、運転時間Txと充電時間Tyとが重ならず、かつ運転時間Txが電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まるのであれば、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻を、充電終了時刻より遅くしてもよい。例えば、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転終了予定時刻が、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbに一致するように、運転開始時刻を繰り下げてもよい。
一方、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間T3が、運転時間Tx以下であると判断された場合(ステップS76でNO)、ステップS78において、時間調整部120は、運転時間Txと充電時間Tyとが重ならないように、運転時間Txを繰り上げるように制御計画を変更する。すなわち、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転終了予定時刻が帰宅予想時刻に一致するように、運転時間Txを繰り上げる。
図33は、運転時間を繰り上げる前の運転時間と充電時間との一例を示す図であり、図34は、運転時間を繰り上げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。
図33では、帰宅予想時刻から充電が開始されており、電気機器101の機能ブロック115の運転時間Txと充電時間Tyとが重なっている。また、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから帰宅予想時刻までの時間T2は、運転時間Tx以下であり、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間T3は、運転時間Tx以下である。
また、図34では、電気機器101の機能ブロック115の運転終了後に充電が開始されており、運転時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、充電時間Tyは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっているが、運転時間Txは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっていない。
次に、ステップS79において、時間調整部120は、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taまでの時間T4が所定の許容時間より短いか否かを判断する。なお、許容時間は、帰宅してから充電を開始するまでに待つことが可能な時間であり、使用者によって予め設定される。
ここで、電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taまでの時間T4が所定の許容時間より短いと判断された場合(ステップS79でYES)、時間調整部120は、運転開始予定時刻及び充電開始予定時刻を時間T4だけ遅らせるように制御計画を変更する。
図35は、運転時間及び充電時間を繰り下げた後の運転時間と充電時間との一例を示す図である。
図35では、運転開始予定時刻及び充電開始予定時刻が共に時間T4だけ繰り下げられている。特に、充電開始予定時刻は、帰宅予想時刻から時間T4だけ遅れている。すなわち、電気機器101の機能ブロック115の運転は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから開始され、蓄電池211の充電は、電気機器101の機能ブロック115の運転終了後に、帰宅予想時刻から時間T4だけ遅れて開始される。運転時間Txと充電時間Tyとは重なっておらず、運転時間Tx及び充電時間Tyは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっている。
電気機器101の機能ブロック115の運転開始予定時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taまでの時間T4が所定の許容時間以上であると判断された場合(ステップS79でNO)、ステップS81において、時間調整部120は、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が運転時間Txより長いか否かを判断する。
ここで、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が運転時間Txより長いと判断された場合(ステップS81でYES)、作成された制御計画を変更する必要がないため、制御計画作成処理を終了し、図22のステップS61に移行する。
図36は、運転時間を繰り上げた後、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が、運転時間Txより長くなっている場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。
図36では、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1は、運転時間Txより長くなっている。電気機器101の機能ブロック115の運転終了後に充電が開始されており、運転時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、充電時間Tyは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっているが、運転時間Txは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっていない。
この場合、電気機器101の機能ブロック115は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの一部を利用することができる。また、帰宅時に電気機器101の機能ブロック115の運転が終了しているため、帰宅後すぐに充電を開始することができる。
一方、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が運転時間Tx以下であると判断された場合(ステップS81でNO)、ステップS82において、時間調整部120は、充電後に電気機器101の機能ブロック115を運転するように制御計画を変更する。現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が運転時間Tx以下である場合、充電開始前に電気機器101の機能ブロック115を運転することができない。そこで、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が運転時間Tx以下である場合、充電後に電気機器101の機能ブロック115を運転させる。
図37は、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1が、運転時間Tx以下であり、運転時間を繰り下げた場合の運転時間と充電時間との一例を示す図である。
図37では、現在時刻から帰宅予想時刻までの時間T1は、運転時間T1以下となっている。蓄電池211の充電終了後に、電気機器101の機能ブロック115の運転が開始されており、運転時間Txと充電時間Tyとは重なっていない。また、充電時間Tyは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっているが、運転時間Txは、電力使用料金の最も安い時間帯Tz内に収まっていない。
なお、図37に示すように、電気機器101の機能ブロック115が、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbを超えて運転される場合、時間調整部120は、運転を継続するか否かを使用者に問い合わせてもよい。
また、時間調整部120は、電力使用料金の最も安い時間帯Tzの開始時刻taから帰宅予想時刻までの時間の長さと、充電終了時刻から電力使用料金の最も安い時間帯Tzの終了時刻tbまでの時間の長さとを比較し、いずれか長い方に運転時間Txをずらしてもよい。
また、図24〜図26及び図29〜図37において、電気機器101の機能ブロック115の運転時の消費電力及び充電時の消費電力を矩形で表しているが、実際には、消費電力は時間とともに変化するので矩形にはならない。電気機器101の機能ブロック115の消費電力が減少し、電気機器101の機能ブロック115の運転を充電と同時に行っても許容電力を超えない場合、電気機器101の機能ブロック115の運転が終了する前に充電を開始してもよい。
また、電気料金が最も安い時間帯は、予め定められた時間帯(例えば、午後11時〜午前7時)だけでなく、サーバから取得する、電力会社によって提供される当日の電気料金が最も安い時間帯であってもよい。
また、電力制御システムが太陽光発電又は燃料電池を備える場合、電気料金が最も安い時間帯は、発電する電力が余剰となる時間帯、例えば晴天時の午前9時〜午後4時であってもよい。
なお、本実施の形態では電力使用料金の最も安い時間帯で制御計画を作成したが、この時間内で制御計画を作成することが困難である場合は、2番目に電力使用料金の安い時間帯を含めて制御計画を作成する。たとえば、図20において、午後11時〜午前7時(電力使用料金が9円以下)の時間帯で制御計画が困難である場合には午前7時〜午前10時の時間帯と午後5時〜午後11時までの時間帯(電力使用料金が23円以下)を含める。
一般的に、電力使用料金の異なる時間帯が複数(少なくとも2つ以上)ある場合、まず最初に電力使用料金の最も安い時間帯で制御計画を作成し、最も安い時間帯の中で電気機器の運転と電気自動車の充電が困難であるときは2番目に電力使用料金の安い時間帯を含めて制御計画を作成する。これが困難であるときは3番目に電力料金の安い時間帯を含めて制御計画を作成し、以降、電力使用料金の安い時間帯を増やして、最終的には最も料金の高い時間帯を除く時間帯で制御計画を作成する。
このように、電気料金の最も高い金額と最も低い金額との間に所定値を設定し、電気料金が所定値以下となる時間帯を選んで電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻を決定する。
なお、所定値としては、(1)最も高い電気料金よりも小さい値、(2)最も高い電気料金のx%以下、(3)最も高い電気料金〜最も安い電気料金を並べたときの上位y以下、などが考えられる。
また時間帯別の電気料金が変動する場合は、今後の電気料金(たとえば現在から24時間)が得られるときはそのあいだの電気料金の金額を参照して所定値を決定する。今後の電気料金が得られない場合は過去の電気料金(たとえば過去24時間)を参照して所定値を決定する。もちろん、今後と過去の両方の電気金額を参照して所定値を決定してもよい。
なお、本実施の形態では、簡便のために1つの電気機器と1つの電動車両とで説明しているが、運転する電気機器は複数であっても、充電する蓄電池は複数であっても上記の説明の組合せで解決できる。また、本実施の形態では、電気機器の運転と電動車両の充電とで説明しているが、電気機器を含めずに、複数の電動車両で制御計画を作成するときにも本発明は効果がある。
なお、充電装置と電動車両との間で情報通信を仲介するサーバ装置を備えた電力制御システムにおいては、設置場所への到着時刻及び到着時点における車載バッテリーの残量をサーバ装置で算出するだけでなく、図22、図27及び図28に記載のフローチャートの一部または全てをサーバ装置に行わせるシステムも可能である。
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6について説明する。なお、実施の形態6において、実施の形態5と同じ構成については同じ番号を付与し、詳細な説明を省く。
実施の形態5では、電気機器が充電装置を備えるとして説明しているが、充電装置と電気機器とが一体である必要はない。
図38は、本発明の実施の形態6における電力制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図38に示す電力制御システムは、電気機器107、アンペアブレーカ105、分岐ブレーカ106,108、総使用電力検知部114、電気自動車201及び充電装置131を備える。
図38に示すように、充電装置131は、充電機能ブロック(図18の充電部113、充電制御部118及び第2の使用電力検知部119等)と時間調整部120とを備える。充電装置131は、接続部111、充電部113、充電制御部118、第2の使用電力検知部119、時間調整部120、使用者指示部124、第1の通信部132及び第2の通信部133を備える。電気機器107は、図示しないが機器制御ブロック(図18の機能ブロック115、電気機器制御部116及び第1の使用電力検知部117等)を備える。また、総使用電力検知部114は、アンペアブレーカ105の下流側に配置される。
第1の通信部132は、図18に示す通信部112と同じ機能を有する。
第2の通信部133は、電気機器107及び総使用電力検知部114から使用電力値を受信するとともに、充電装置131から電気機器107の運転を制御するための制御信号を電気機器107へ送信する。なお、総使用電力検知部114は、使用電力値を充電装置131へ送信する通信部を備え、電気機器107は、使用電力値を充電装置131へ送信するとともに、電気機器107の運転を制御するための制御信号を充電装置131から受信する通信部を備える。
なお、本実施の形態6において、電気機器107が電気機器の一例に相当し、充電装置131が電力制御装置の一例に相当し、第1の通信部132が受信部の一例に相当する。
実施の形態6において、充電装置131は、実施の形態5の図22、図27及び図28に示すフローチャートに基づいて動作する。以下、実施の形態5の図22、図27及び図28に示す処理とは異なる処理について説明する。
ステップS58において、時間調整部120は、使用電力の合計の見積もりの方法は、電気機器107が内蔵する第1の使用電力検知部で検知した使用電力値(又は、第1の使用電力検知部で記憶している過去の使用電力値の実績値、又は、第1の使用電力検知部で予測した使用電力値)を通信部133を介して取得し、取得した電気機器107の運転時の使用電力に、第2の使用電力検知部119で検知した使用電力値(又は、第2の使用電力検知部119で記憶している過去の使用電力値の実績値、又は、第2の使用電力検知部119で予測した使用電力値)を加えた合計使用電力の見積もりを行う。また、時間調整部120は、総使用電力検知部114で検知された使用電力値(又は、総使用電力検知部114で記憶している過去の使用電力値の実績値、又は、総使用電力検知部114で予測した使用電力値)を通信部133を介して取得し、取得した使用電力値を合計使用電力として用いてもよい。
ステップS65において、時間調整部120は、作成した制御計画を充電制御部118に伝えるとともに、作成した制御計画を通信部133を介して電気機器107の電気機器制御部に伝える。充電制御部118は、制御計画に基づいて蓄電池211を充電し、電気機器制御部は、制御計画に基づいて電気機器107を運転する。
ステップS73において、時間調整部120は、アンペアブレーカ105の電力(契約電力)を許容電力として、当該許容電力と合計使用電力とを比較する。
実施の形態6において、上記以外の他の処理は実施の形態5と同じである。
なお、本実施の形態では、簡便のために1つの電気機器と1つの電動車両とで説明しているが、運転する電気機器は複数であっても、充電する蓄電池は複数であっても上記の説明の組合せで解決できる。また、本実施の形態では、電気機器の運転と電動車両の充電とで説明しているが、電気機器を含めずに、複数の電動車両で制御計画を作成するときにも本発明は効果がある。
以上のように、本実施の形態5及び6は、以下の効果を有する。
(1)電動車両から到着予想時刻に関する情報が取得され、蓄電池の充電に必要な電力と他の電気機器の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、到着予想時刻以降で電気機器の運転開始時刻と蓄電池の充電開始時刻とが調整されるので、電動車両が到着する前に制御計画を作成し、作成した制御計画の実行を開始することができる。
(2)電動車両から到着予想時刻と蓄電池の必要充電量とに関する情報が取得され、充電開始時刻から充電終了時刻までの間で、蓄電池の充電に必要な電力と他の電気機器の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、電気機器の運転開始時刻と蓄電池の充電開始時刻とが調整されるので、電動車両が到着する前に制御計画を作成し、作成した制御計画の実行を開始することができる。
(3)時間調整部は、必要充電量に関する情報を取得して、蓄電池の充電を優先するか、電気機器の運転を優先するかを判断し、電気機器の運転開始時刻と蓄電池の充電開始時刻とを調整する。したがって、電動車両が到着する前に蓄電池と電気機器との優先順位を判断して制御計画を作成し、作成した制御計画を実行することができる。
(4)到着予想時刻に関する情報は、電動車両の現在位置が取得され、取得された現在位置と充電装置の存在する地点との間の距離、電動車両の移動速度及び現在時刻に基づいて算出されるので、電動車両が搭載するGPS装置又はナビゲーション装置等によって電動車両の現在位置を取得することで到着予想時刻に関する情報が演算できる。
(5)充電装置の存在する地点に到着したときの蓄電池の必要充電量に関する情報は、電動車両の現在位置が取得され、取得された現在位置と充電装置の存在する地点との間の距離、電動車両の移動に使用する電気エネルギー量及び現在の蓄電池の充電量に基づいて算出されるので、電動車両が搭載するGPS装置又はナビゲーション装置等によって電動車両の現在位置を取得することで蓄電池の必要充電量に関する情報が演算できる。
(6)充電装置が電動車両から到着予想時刻の情報を取得するタイミングは、行き先が充電装置の存在する場所(電動車両に電力を供給する場所)に設定されたとき、電動車両が行き先に向かって移動を始めたとき、及び電力使用料金が変わる時刻の少なくとも1つを含み、当該タイミングで到着予想時刻が充電装置に送信されるので、最適なタイミングで制御計画を作成し、作成した制御計画の実行を開始することができる。
(7)充電開始時刻を遅らせることが電動車両に報知されるので、電動車両の乗員は到着時刻を調整することができる。
(8)電気機器は複数の運転単位で運転され、電動車両が到着してから充電が開始されるまでに所定の運転単位の運転が可能である場合は、蓄電池の充電より先に所定の運転単位の電気機器の運転を完了させることができる。
(9)充電時間及び運転時間が電力使用料金の最も安い時間帯に収まるように充電及び運転の制御計画を作成し、作成した制御計画を実行することができる。
(10)より安価な電力使用料金で蓄電池の充電と電気機器の運転とを行うことができる。
(11)より安価な電力使用料金で蓄電池の充電と電気機器の運転とを行うために蓄電池の充電開始時刻を遅らせる場合は、充電開始時刻を遅らせることが電動車両に報知されるので、電動車両の乗員は到着時刻を調整することができる。
(12)電気機器の運転終了時刻が到着予想時刻よりも遅くなる場合は、運転終了時刻(充電開始時刻)を遅らせることが電動車両に報知されるので、電動車両の乗員は到着時刻を調整することができる。
(13)充電装置と電動車両とを接続する接続部が電気機器の屋外部分に設けられているので、大がかりな電気工事(例えば、分電盤のブレーカ増設工事、分電盤から屋外への配線工事、及び屋外の充電コンセントの設置工事)を必要とせずに簡単に充電設備を整えることが可能となる。
(14)到着予想時刻に関する演算及び蓄電池の必要充電量に関する演算は、充電装置、電動車両、及び、充電装置と電動車両との間で情報通信を仲介するサーバのいずれかで行われる。そのため、電動車両で到着予想時刻及び蓄電池の必要充電量の演算を行い、その演算結果を充電装置に送信してもよい。また、電動車両から現在位置等の情報を充電装置に送信して充電装置で到着予想時刻及び蓄電池の必要充電量の演算を行ってもよい。また、電動車両から現在位置等の情報をサーバに送信して、サーバで到着予想時刻及び蓄電池の必要充電量の演算を行い、その演算結果を充電装置に送信してもよい。
また、家庭、事務所又は工場などにおいて使用する充電装置において、外出中の電気自動車から到着予想時刻を取得することで、到着前に他の電気機器の運転と蓄電池の充電との制御計画を作成して実行することができる。
なお、本実施の形態1〜6において、電動車両の一例として電気自動車を用いて説明しているが、本発明は特にこれに限定されず、プラグインハイブリッド車、電動二輪車、又は電動自転車などの電力を利用して走行する車両を用いてもよい。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
本発明の一局面に係る電力制御システムは、電動車両と、前記電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御装置とを備える電力制御システムであって、前記電動車両は、前記蓄電池と、前記蓄電池の充電に関する充電情報を取得する充電情報取得部と、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記充電情報取得部によって取得された前記充電情報を送信する送信部とを含み、前記電力制御装置は、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記送信部によって送信された前記充電情報を受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器への電力供給と前記蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定する電力制御部とを含む。
本発明の他の局面に係る電力制御方法は、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御方法であって、前記蓄電池の充電に関する充電情報を取得する充電情報取得ステップと、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記充電情報取得ステップにおいて取得された前記充電情報を送信する送信ステップと、前記送信ステップにおいて送信された前記充電情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器への電力供給と前記蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定する電力制御ステップとを含む。
これらの構成によれば、電力制御システムは、電動車両と、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御装置とを備える。電動車両において、蓄電池と、蓄電池の充電に関する充電情報が取得され、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、取得された充電情報が送信される。そして、電力制御装置において、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、送信部によって送信された充電情報が受信され、受信された充電情報に基づいて、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記充電情報は、現在の前記蓄電池の残量を含み、前記電力制御部は、現在の前記蓄電池の残量に応じて前記蓄電池への充電に要する時間を算出し、算出した前記蓄電池への充電に要する時間に基づいて、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定することが好ましい。
この構成によれば、充電情報には、現在の蓄電池の残量が含まれる。そして、蓄電池の残量に応じて蓄電池への充電に要する時間が算出され、算出された蓄電池への充電に要する時間に基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、現在の蓄電池の残量に応じて算出された蓄電池への充電に要する時間に基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、蓄電池への充電に要する時間の長さに応じて電気機器への電力供給開始時刻を繰り上げたり、繰り下げたりすることができ、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記充電情報は、前記電動車両の現在位置から前記電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、前記設置場所への到着時点における前記蓄電池の残量の情報を含み、前記電力制御部は、前記設置場所への到着時点における前記蓄電池の残量に応じて前記蓄電池への充電に要する時間を算出し、算出した前記蓄電池への充電に要する時間に基づいて、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定することが好ましい。
この構成によれば、充電情報には、電動車両の現在位置から電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、設置場所への到着時点における蓄電池の残量の情報が含まれる。そして、設置場所への到着時点における蓄電池の残量に応じて蓄電池への充電に要する時間が算出され、算出された蓄電池への充電に要する時間に基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、設置場所への到着時点における蓄電池の残量に応じて算出された蓄電池への充電に要する時間に基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、より正確に電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻を決定することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記充電情報は、前記電動車両の現在位置から前記電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、前記電力制御装置が設置されている設置場所に前記電動車両が到着する到着予定時刻を含み、前記電力制御部は、前記蓄電池への充電開始時刻が前記到着予定時刻以降となり、かつ前記蓄電池の充電に必要な電力と、前記電気機器の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定することが好ましい。
この構成によれば、充電情報には、電動車両の現在位置から電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、電力制御装置が設置されている設置場所に電動車両が到着する到着予定時刻が含まれる。そして、蓄電池への充電開始時刻が到着予定時刻以降となり、かつ蓄電池の充電に必要な電力と、電気機器の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、電力制御装置が設置されている設置場所に電動車両が到着する到着予定時刻に基づいて、より正確な蓄電池への充電開始時刻を決定することができる。また、蓄電池の充電に必要な電力と、電気機器の運転による使用電力との合計電力が所定値を超えないように、電気機器の運転及び蓄電池の充電を制御することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記充電情報は、前記電動車両の現在位置から前記電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、前記設置場所への到着時点における前記蓄電池の残量の情報をさらに含み、前記電力制御部は、前記設置場所への到着時点における前記蓄電池の残量に応じて前記蓄電池への充電に要する時間を算出し、算出した前記蓄電池への充電に要する時間と、前記到着予定時刻とに基づいて、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定することが好ましい。
この構成によれば、充電情報は、電動車両の現在位置から電力制御装置が設置されている設置場所までの距離に基づいて求められた、設置場所への到着時点における蓄電池の残量の情報がさらに含まれる。そして、設置場所への到着時点における蓄電池の残量に応じて蓄電池への充電に要する時間が算出され、算出された蓄電池への充電に要する時間と、到着予定時刻とに基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、設置場所への到着時点における蓄電池の残量に応じて算出された蓄電池への充電に要する時間と、到着予定時刻とに基づいて、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、より正確に電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻を決定することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電動車両と前記電力制御装置との通信を仲介するサーバ装置をさらに備え、前記サーバ装置は、前記電動車両の現在位置から前記電力制御装置が設置されている設置場所までの距離を前記電動車両から受信する距離情報受信部と、前記距離情報受信部によって受信された前記距離に基づいて、前記設置場所への到着時点における前記蓄電池の残量を算出する残量算出部と、前記残量算出部によって算出された前記蓄電池の残量を前記電力制御装置へ送信する残量送信部とを含むことが好ましい。
この構成によれば、電力制御システムは、電動車両と電力制御装置との通信を仲介するサーバ装置をさらに備える。サーバ装置において、電動車両の現在位置から電力制御装置が設置されている設置場所までの距離が電動車両から受信され、受信された距離に基づいて、設置場所への到着時点における蓄電池の残量が算出され、算出された蓄電池の残量が電力制御装置へ送信される。
したがって、電動車両又は電力制御装置において、設置場所への到着時点における蓄電池の残量を算出する必要がなく、電動車両及び電力制御装置における処理を軽減することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電力制御装置は、時間帯に応じて異なる電気料金に関する電気料金情報を記憶する電気料金情報記憶部をさらに有し、前記電力制御部は、前記電気料金情報記憶部に記憶されている前記電気料金情報を参照し、電気料金が所定料金以下となる時間帯に前記蓄電池への充電が終了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定することが好ましい。
この構成によれば、電気料金情報記憶部は、時間帯に応じて異なる電気料金に関する電気料金情報を記憶している。そして、電気料金情報記憶部に記憶されている電気料金情報が参照され、電気料金が所定料金以下となる時間帯に蓄電池への充電が終了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、電気料金が所定料金以下となる時間帯に蓄電池への充電が終了するので、蓄電池への充電に要する電気料金を低減することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電力制御部は、前記電気機器への電力供給終了後に前記蓄電池への充電を開始し、前記電気機器への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯だけ前記電気機器に電力を供給することが好ましい。
この構成によれば、電気機器への電力供給終了後に蓄電池への充電が開始される。そして、電気機器への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯だけ電気機器に電力が供給されるので、電気機器への電力供給に要する電気料金を低減することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電力制御部は、前記電気機器への電力供給終了後に前記蓄電池への充電を開始し、前記電気機器への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯よりも前の時間帯から前記電気機器への電力供給を開始することが好ましい。
この構成によれば、電気機器への電力供給終了後に蓄電池への充電が開始される。そして、電気機器への電力供給開始時刻が、電気料金が所定料金以下となる時間帯に収まらない場合、電気料金が所定料金以下となる時間帯よりも前の時間帯から電気機器への電力供給が開始されるので、電気料金の低減よりも利便性を優先して電気機器の運転を制御することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電力制御部は、前記電気料金情報記憶部に記憶されている前記電気料金情報に基づいて、前記充電開始時刻より前に前記電気機器の運転を開始した場合の電力使用料金と、前記充電終了時刻より後に前記電気機器の運転を開始した場合の電力使用料金とを算出し、算出した電力使用料金の安い方を選択することが好ましい。
この構成によれば、電気料金情報記憶部に記憶されている電気料金情報に基づいて、充電開始時刻より前に電気機器の運転を開始した場合の電力使用料金と、充電終了時刻より後に電気機器の運転を開始した場合の電力使用料金とが算出され、算出された電力使用料金の安い方が選択される。
したがって、充電開始時刻より前に電気機器の運転を開始した場合と、充電終了時刻より後に電気機器の運転を開始した場合とのうちの電力使用料金が安い方が選択されるので、電気機器への電力供給に要する電気料金を低減することができる。
また、上記の電力制御システムにおいて、前記電気機器は、湯を沸き上げるとともに、沸き上げた湯を貯える電気給湯機を含むことが好ましい。
この構成によれば、湯を沸き上げるとともに、沸き上げた湯を貯える電気給湯機の運転を適切に制御することができる。
本発明の他の局面に係る電力制御装置は、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御装置であって、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記電動車両から送信された前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器への電力供給と前記蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定する電力制御部とを備える。
本発明の他の局面に係る電力制御プログラムは、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御プログラムであって、前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記電動車両から送信された前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器への電力供給と前記蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、前記電気機器への電力供給開始時刻及び前記蓄電池への充電開始時刻を決定する電力制御部としてコンピュータを機能させる。
これらの構成によれば、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、電動車両から送信された蓄電池の充電に関する充電情報が受信され、受信された充電情報に基づいて、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定される。
したがって、電動車両に電力を供給する場所に電動車両が到着する前に、電気機器への電力供給と蓄電池への充電とが所定時刻までに完了するように、電気機器への電力供給開始時刻及び蓄電池への充電開始時刻が決定されるので、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができる。
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
本発明に係る電力制御システム、電力制御方法、電力制御装置及び電力制御プログラムによれば、電気機器への電力供給と電動車両への充電とを効率よく行うことができ、電動車両が有する蓄電池への充電を制御するととともに、電気機器への電力供給を制御する電力制御システム、電力制御方法、電力制御装置及び電力制御プログラムとして有用である。
1 電気給湯機
2 電気自動車
3 サーバ装置
10 沸き上げ部
11 制御判定部
12 時計部
13 給電部
14 第2の通信部
15 表示入力部
16 電力制御装置
17 電気料金情報記憶部
21 第1の通信部
22 充電情報検知部
23 車載バッテリー
24 充電プラグ
25 車載ナビゲーション装置
31 距離情報受信部
32 残量算出部
33 残量送信部
100 住宅建物
101 電気機器
102 室外機
103 貯湯タンク
104 交流電源
105 アンペアブレーカ
106 分岐ブレーカ
107 電気機器
108 分岐ブレーカ
111 接続部
112 通信部
113 充電部
114 総使用電力検知部
115 機能ブロック
116 電気機器制御部
117 第1の使用電力検知部
118 充電制御部
119 第2の使用電力検知部
120 時間調整部
121 優先順位記憶部
122 電力使用料金情報記憶部
123 使用電力演算部
124 使用者指示部
131 充電装置
132 第1の通信部
133 第2の通信部
201 電気自動車
211 蓄電池
212 車載充電回路
213 充電プラグ
214 ナビゲーション部
215 通信部

Claims (4)

  1. 動車両が有する蓄電池への充電、及び電気機器の運転を制御する制御装置であって、
    記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器の運転開始時刻を決定する制判定部と
    備えることを特徴とする制御装置
  2. 電動車両が有する蓄電池への充電、及び電気機器の運転を制御する制御方法であって、
    前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信するステップと、
    受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器の運転開始時刻を決定するステップと、
    を含むことを特徴とする制御方法。
  3. 電動車両が有する蓄電池への充電、及び電気機器の運転を制御する制御プログラムであって、
    前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、前記電気機器の運転開始時刻を決定する制御判定部としてコンピュータを機能させることを特徴とする制御プログラム。
  4. 電動車両が有する蓄電池への充電を行う給電部と、
    前記電動車両に電力を供給する場所に前記電動車両が到着する前に、前記蓄電池の充電に関する充電情報を受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記充電情報に基づいて、電気機器の運転開始時刻を決定する制御判定部と、
    を備えることを特徴とする制御システム。
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