JP6003320B2 - Vehicle charging system - Google Patents

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Description

本発明は、車両用充電システムに関する。   The present invention relates to a vehicle charging system.
近年、プラグインハイブリット車、EV車(エレクトリックビークル:電気自動車)が急速に発展しており(以下「EV車等」または単に「車両」と呼ぶ)、車の充電を行う充電スタンドや家庭用充電器等の充電ステーションの普及が見込まれる。   In recent years, plug-in hybrid vehicles and EV vehicles (electric vehicles: electric vehicles) have been rapidly developed (hereinafter referred to as “EV vehicles etc.” or simply “vehicles”), charging stations for charging vehicles and home charging. Widespread use of chargers and other charging stations.
このような車両の利用者は、充電ステーションに設置された充電スタンドに電源ケーブルによって車両を接続して、車両の蓄電池の充電を行う。
ここで、充電ステーションの運営者は、効率的な経営を行うために、充電スタンドを複数台設置する。運営者は、規定容量の電力契約を電力事業者と結んで充電ステーションを運営し、充電スタンドに電力を供給する受電設備には主幹ブレーカが設置され、各充電スタンドにもそれぞれブレーカが設置される。
A user of such a vehicle connects the vehicle with a power cable to a charging stand installed at the charging station, and charges the storage battery of the vehicle.
Here, the operator of the charging station installs a plurality of charging stations in order to perform efficient management. The operator operates a charging station by connecting an electricity contract with a specified capacity with a power company, and a power breaker that supplies power to the charging station has a main breaker, and each charging stand is also equipped with a breaker. .
このようなケースにおいて、複数の車両がそれぞれ充電スタンドに接続されて充電される場合には、各車両の充電における電力使用量の合計が主幹ブレーカに設定された契約電力量を上回らないようにしなければならない。電力使用量の合計が契約電力量を上回ると、充電ステーションの主幹ブレーカが落ちてしまい、利用者や運営者に大きな影響を及ぼす。   In such a case, when multiple vehicles are connected to the charging station and charged, the total amount of power used for charging each vehicle must not exceed the contracted power amount set for the main breaker. I must. If the total power consumption exceeds the contracted power consumption, the main breaker of the charging station will be dropped, which will have a major impact on users and operators.
ここで、電力の使用契約には、ブレーカ契約とデマンド契約があり、大口顧客はデマンド契約が一般的である。この契約は、例えば過去1年間の間の例えば30分単位で積算された電力使用量(単位積算電力量)のうち最も大きい単位積算電力量(以下、「基準単位積算電力量」)を基準に契約料を決定する方式である。30分単位で1回でも単位積算電力量が現在の契約に対応する基準単位積算電力量を上回ると、1キロワットあたり例えば1000円を基準に契約料がアップする。充電ステーションの運営者は、電力の使用契約としてデマンド契約をする場合が多いと想定される。従って、このような契約下では、複数の車両がそれぞれ充電スタンドに接続されて充電される場合に、各車両の充電における単位積算電力量の合計が現在の契約に対応する基準単位積算電力量を上回らないようにしないと、契約料がアップしてしまうという課題を有していた。   Here, there are breaker contracts and demand contracts as power usage contracts, and demand contracts are common for large customers. This contract is based on, for example, the largest unit integrated power amount (hereinafter referred to as “reference unit integrated power amount”) of power consumption (unit integrated power amount) integrated in units of, for example, 30 minutes during the past year. This is a method for determining the contract fee. If the unit integrated power amount exceeds the reference unit integrated power amount corresponding to the current contract even once every 30 minutes, the contract fee is increased based on, for example, 1000 yen per kilowatt. It is assumed that the operator of the charging station often makes a demand contract as a power usage contract. Therefore, under such a contract, when a plurality of vehicles are connected to the charging station and charged, the total unit integrated power amount in charging of each vehicle is the reference unit integrated power amount corresponding to the current contract. There was a problem that the contract fee would increase unless it was exceeded.
また、充電ステーションにおける各充電スタンドへの車両の接続状況は時々刻々と変化するため、充電ステーション全体の電力使用量を予め予測して制御することが難しいという問題点も有していた。   Moreover, since the connection state of the vehicle to each charging station in the charging station changes from moment to moment, there is also a problem that it is difficult to predict and control the power consumption of the entire charging station in advance.
車両の充電における電力使用量を制御する従来技術として、外部電源から供給される分電盤を有し、複数の車両に対して一定の電流量を超えない範囲で同時に充電を行うように制御し、充電量検出通電による各車両ごとに検出される電流センサによる電流量に基づいて、車両の充電量の判定等の制御を行うようにした車両用充電システムが知られている(例えば特許文献1に記載の技術)。   As a conventional technology for controlling the amount of electric power used for charging a vehicle, it has a distribution board supplied from an external power source, and controls multiple vehicles to be charged simultaneously within a range that does not exceed a certain amount of current. There is known a vehicle charging system that performs control such as determination of a charging amount of a vehicle based on a current amount of a current sensor detected for each vehicle by charging amount detection energization (for example, Patent Document 1). Technology described in).
また、他の従来技術として、複数の電気車の駆動用バッテリを充電する充電手段と充電制御手段とを備えており、バッテリ状態に応じて充電時間を求め、この充電時間とあらかじめ設定された所定充電完了時刻とに基づいて充電開始時刻を求め、その充電開始時刻にバッテリの充電を開始するようにしたことにより、各バッテリを充電する際に各電力消費量(算出値)のピークが集中しないようにすると共に、各充電手段の電力消費量の総和が供給電力を越える場合には、各充電手段の電力消費量を低下させてそれらの総和が供給力以下となるように各充電手段を制御する充電システムが知られている(例えば特許文献2に記載の技術)。   In addition, as another conventional technique, a charging unit that charges a plurality of electric vehicle driving batteries and a charging control unit are provided. A charging time is obtained according to a battery state, and the charging time is set to a predetermined value set in advance. By determining the charging start time based on the charging completion time and starting charging the battery at the charging start time, the peak of each power consumption (calculated value) does not concentrate when charging each battery. In addition, if the sum of the power consumption of each charging means exceeds the supplied power, the power consumption of each charging means is reduced and each charging means is controlled so that the sum of them is less than the supplying power. A charging system is known (for example, a technique described in Patent Document 2).
しかし、上述のいずれの従来技術も、デマンド契約を想定した電力制御を行うことはできなかった。   However, none of the above-described conventional techniques has been able to perform power control assuming a demand contract.
特開2011−78205号公報JP 2011-78205 A 特開平8−116626号公報JP-A-8-116626
本発明は、デマンド契約を想定した電力制御を可能とする車両用充電システムの提供を目的とする。   An object of this invention is to provide the charging system for vehicles which enables the electric power control supposing a demand contract.
本発明は、 系統電力を主幹ブレーカを介して各充電スタンドに対応する各充電スタンドブレーカに分電し、該各充電スタンドブレーカから前記各充電スタンドに電力を供給することにより、前記各充電スタンドに電気的に接続される車両内の蓄電池の充電を行う車両用充電システムである。   The present invention distributes system power to each charging station breaker corresponding to each charging station via a main breaker, and supplies power to each charging station from each charging station breaker. It is a vehicle charging system that charges a storage battery in a vehicle that is electrically connected.
そして、本発明の一態様は、各充電スタンドブレーカにおける電流値を測定する電流測定部と、電流測定部の測定結果に基づいて、現在の積算単位の期間における各充電スタンドの使用電力量の積算値を単位積算電力量として算出する単位積算電力量算出部と、現在の積算単位の期間における単位積算電力量が電力使用契約に対応する単位積算電力量の上限値である基準単位積算電力量に達しているか否かを判定する単位積算電力量判定部と、現在の積算単位の期間において、単位積算電力量が前記基準単位積算電力量に達していると判定した場合に、各充電スタンドに対して電力供給の停止を通知し、現在の積算単位の期間の経過後に、各充電スタンドに対して電力供給の再開を通知する電力供給制御部とを備える。   Then, according to one aspect of the present invention, a current measuring unit that measures a current value in each charging stand breaker, and an integration of power consumption of each charging station in a current unit period based on a measurement result of the current measuring unit A unit integrated power amount calculation unit that calculates a value as a unit integrated power amount, and a reference unit integrated power amount that is the upper limit value of the unit integrated power amount corresponding to the power usage contract in the current integrated unit period. A unit integrated power amount determination unit that determines whether or not the unit integrated power amount has reached the reference unit integrated power amount in the current integrated unit period; A power supply control unit that notifies the stop of power supply and notifies each charging station of the restart of power supply after the current integration unit period elapses.
本発明の他の態様は、各充電スタンドブレーカにおける電流値を測定する電流測定部と、電流測定部の測定結果に基づいて、各充電スタンドの使用電力量の合計値の瞬時値を瞬時電力として算出する瞬時電力算出部と、主幹ブレーカの電力容量から瞬時電力を減算することにより使用可能電力の瞬時値を算出する使用可能電力算出部と、いずれかの充電スタンドから車両の認証通知があるか否かを判定し、認証通知があったときに、認証通知に対応する充電スタンドに電力を供給している充電スタンドブレーカの電力容量を使用電力量予測値として抽出する使用電力量予測部と、使用可能電力が使用電力量予測値よりも小さいか否かを判定する使用可能電力判定部と、使用可能電力が使用電力量予測値以上である場合には、認証通知に対応する充電スタンドに充電許可を通知し、使用可能電力が前記使用電力量予測値よりも小さい場合には、現在充電中の充電スタンドに対して充電電流の低減を電流指示値として通知する充電スタンド制御部とを備える。   According to another aspect of the present invention, a current measuring unit that measures a current value in each charging stand breaker, and an instantaneous value of a total value of power consumption of each charging stand as an instantaneous power based on a measurement result of the current measuring unit Is there an instantaneous power calculation unit to calculate, an available power calculation unit to calculate the instantaneous value of usable power by subtracting the instantaneous power from the power capacity of the main breaker, and whether there is a vehicle authentication notification from any charging station Determining whether or not, when there is an authentication notification, a power consumption prediction unit that extracts a power capacity of a charging stand breaker that supplies power to a charging station corresponding to the authentication notification as a power consumption prediction value; A usable power determination unit that determines whether or not the usable power is smaller than the predicted power consumption value, and an authentication notification when the usable power is equal to or greater than the predicted power consumption value A charging stand control unit that notifies the charging stand of charging permission and, when the available power is smaller than the predicted power consumption value, notifies the charging stand that is currently charged as a current instruction value of a reduction in charging current. With.
本発明によれば、デマンド契約を想定した電力制御を可能とする車両用充電システムを提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the charging system for vehicles which enables the electric power control supposing a demand contract.
充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第1の実施形態の構成図(その1)である。It is a block diagram (the 1) of 1st Embodiment of the peak power control system in a charging station. 充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第1の実施形態の構成図(その2)である。It is a block diagram (the 2) of 1st Embodiment of the peak power control system in a charging station. 実施形態の電力制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the electric power control system of embodiment. 平均電力制御のフローチャートである。It is a flowchart of average power control. 平均電力制御のシーケンス図である。It is a sequence diagram of average power control. 予測電力制御のフローチャートである。It is a flowchart of prediction electric power control. 予測電力制御のシーケンス図である。It is a sequence diagram of prediction power control. 充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第2の実施形態の構成図(その1)である。It is a block diagram (the 1) of 2nd Embodiment of the peak power control system in a charging station. 充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第2の実施形態の構成図(その2)である。It is a block diagram (the 2) of 2nd Embodiment of the peak power control system in a charging station. 本発明の第2の実施形態による非接触充電方式における充電スタンド105側の給電装置1004と車両106側の充電装置1003の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the electric power feeder 1004 by the side of the charging stand 105 in the non-contact charge system by the 2nd Embodiment of this invention, and the charging device 1003 by the side of the vehicle 106. FIG. 本発明の第2の実施形態による各充電スタンド105ごとに設置される給電装置1004と車両106側の充電装置1003(図10)のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the electric power feeder 1004 installed for every charging stand 105 by the 2nd Embodiment of this invention, and the charging device 1003 (FIG. 10) by the side of the vehicle 106. FIG.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第1の実施形態の構成図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a peak power control system in a charging station.
系統電力101が引き込まれた電源電圧Vは、主幹ブレーカ102(BK0)に入力する。主幹ブレーカ102が許容できる電力設定値を、例えばPB0とする。
主幹ブレーカ102を通った電力は、例えば#1、#2、#3の3台の充電スタンド105にそれぞれ対応するBK1、BK2、BK3の3個のブレーカ104に分電される。各ブレーカ104が許容できる電力値をそれぞれ、例えばPB1、PB2、PB3とする。
The power supply voltage V into which the system power 101 is drawn is input to the main breaker 102 (BK0). The power setting value that can be accepted by the main breaker 102 is, for example, PB0.
The electric power that has passed through the main breaker 102 is divided into, for example, three breakers 104, BK1, BK2, and BK3, which correspond to the three charging stations 105 # 1, # 2, and # 3, respectively. For example, PB1, PB2, and PB3 are power values that can be allowed by each breaker 104, respectively.
このとき、各ブレーカ104に分電される電力の電流が、後述する図2の202とともに電流測定部を構成するCT1、CT2、CT3の3個の電流計103により測定される。   At this time, the electric current of the electric power divided to each breaker 104 is measured by three ammeters 103 of CT1, CT2, and CT3 constituting a current measuring unit together with 202 of FIG.
BK1、BK2、BK3のブレーカ104に分電された各電力は、それぞれ#1、#2、#3の3台の充電スタンド105に供給される。各充電スタンド105は、各々に充電ケーブル108によって各車両106が接続された場合に、各車両106に充電陽の電力を供給する。   The electric power divided by the breakers 104 of BK1, BK2, and BK3 is supplied to three charging stations 105 # 1, # 2, and # 3, respectively. Each charging station 105 supplies positive electric power to each vehicle 106 when each vehicle 106 is connected to each vehicle by a charging cable 108.
各車両106は、それぞれが内蔵する充電器によって、それぞれが内蔵する走行モータ用の蓄電池およびその他電気・電子機器制御用の蓄電池を充電する。
各充電スタンド105に各充電ケーブル108によって接続された各車両106からの認証要求に基づいて、各車両106から受信した認証情報を電力制御部107に通知する。電力制御部107は、充電ステーション全体の現在の電力の使用状況に基づいて、受信した認証情報に対して認証を行い、対応する充電スタンド105に充電許可を出す。このとき同時に、電力制御部107は、CT1、CT2、CT3からの各電流計103の電流値を測定することにより、各充電ステーションが利用可能な電流量を算出し、各充電スタンド105に対して電流制御を行う。
Each vehicle 106 charges a storage battery for a running motor and a storage battery for controlling other electric / electronic devices, each of which is built in, by a charger built in the vehicle.
Based on the authentication request from each vehicle 106 connected to each charging station 105 by each charging cable 108, the authentication information received from each vehicle 106 is notified to the power control unit 107. The power control unit 107 authenticates the received authentication information based on the current power usage status of the entire charging station, and issues a charging permission to the corresponding charging station 105. At the same time, the power control unit 107 calculates the amount of current that can be used by each charging station by measuring the current value of each ammeter 103 from CT1, CT2, and CT3. Perform current control.
図2は、充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第1の実施形態のより詳細な構成図である。図1の構成図の場合と同じ機能を有する部分には、同じ番号を付してある。   FIG. 2 is a more detailed configuration diagram of the first embodiment of the peak power control system in the charging station. Parts having the same functions as those in the configuration diagram of FIG.
充電スタンド105は、認証部203、電力制御部204、電力遮断部205を備える。また、車両106は、充電制御部206と蓄電池207を備える。これらの構成は、例えば#1、#2、#3の各充電スタンド105で共通である。   The charging stand 105 includes an authentication unit 203, a power control unit 204, and a power cut-off unit 205. The vehicle 106 includes a charge control unit 206 and a storage battery 207. These configurations are common to the charging stations 105 of # 1, # 2, and # 3, for example.
電力遮断部205は、受電設備201内の系統電力101から主幹ブレーカ102(BK0)および各ブレーカ104を介して分電される電力を受電し、その通電と遮断を制御する。   The power interrupting unit 205 receives power split from the system power 101 in the power receiving facility 201 via the main breaker 102 (BK0) and each breaker 104, and controls energization and interruption.
充電スタンド105内の認証部203は、車両106が接続されたときに、車両106から取得した認証情報を、電力制御部204に通知する。電力制御部107は、充電ステーション全体の現在の電力の使用状況に基づいて、受信した認証情報に対して認証を行い、対応する充電スタンド105内の認証部203に充電許可を出す。   The authentication unit 203 in the charging stand 105 notifies the power control unit 204 of authentication information acquired from the vehicle 106 when the vehicle 106 is connected. The power control unit 107 authenticates the received authentication information based on the current power usage status of the entire charging station, and issues a charging permission to the authentication unit 203 in the corresponding charging station 105.
また、電力制御部107は、電流測定部202を介してCT1、CT2、CT3の各電流計103の電流を測定する。これにより、充電スタンド105における現在の電力使用量を算出して、充電スタンド105に接続された車両106が利用可能な電力量を決定し、どの電力量に対応する電流指示値を充電スタンド105内の電力制御部204に通知する。   Further, the power control unit 107 measures the currents of the CT1, CT2, and CT3 ammeters 103 via the current measurement unit 202. As a result, the current power consumption at the charging station 105 is calculated, the amount of power available to the vehicle 106 connected to the charging station 105 is determined, and the current instruction value corresponding to which power level is stored in the charging station 105. The power control unit 204 is notified.
充電スタンド105内の電力制御部204は、例えば電圧が±12V、周波数1kHz、デューティ比が電流指示値に応じて固定されるコントロールパイロット(CPLT)信号と呼ばれる信号によって、充電許可と電流指示値を、車両106内の充電制御部206に通知する。なお、CPLT信号ではなく、電力線通信(PLC:Power Line Communication)方式により、充電許可と電流指示値が車両106内の充電制御部206に通知されてもよい。この場合、電力遮断部105と充電制御部206の間に電力制御部204が配置される。車両106内の充電制御部206は、充電スタンド105内の電力制御部204から通知された電流指示値に対応する電流量で充電スタンド105からの電力を受け取り、内蔵する蓄電池207を充電する。   For example, the power control unit 204 in the charging station 105 sets the charging permission and the current instruction value by a signal called a control pilot (CPLT) signal in which the voltage is ± 12 V, the frequency is 1 kHz, and the duty ratio is fixed according to the current instruction value. Then, the charging control unit 206 in the vehicle 106 is notified. Note that the charging permission and the current instruction value may be notified to the charging control unit 206 in the vehicle 106 by a power line communication (PLC) method instead of the CPLT signal. In this case, the power control unit 204 is disposed between the power cutoff unit 105 and the charge control unit 206. The charging control unit 206 in the vehicle 106 receives power from the charging station 105 with a current amount corresponding to the current instruction value notified from the power control unit 204 in the charging station 105 and charges the built-in storage battery 207.
電力制御部107は、後述する平均電力制御に基づいて、各充電スタンド105から各車両106への電力供給を一時的に停止する必要が生じたときには、各充電スタンド105内の電力遮断部205に対して、電力供給停止情報を通知する。この結果、各充電スタンド105内の電力遮断部205は、それぞれに各充電ケーブル108によって接続される各車両106への電力供給を一時的に遮断し、所定時間経過後に、電力供給を再開する。   When the power control unit 107 needs to temporarily stop the power supply from each charging station 105 to each vehicle 106 based on the average power control described later, the power control unit 107 controls the power cutoff unit 205 in each charging station 105. In contrast, the power supply stop information is notified. As a result, the power cut-off unit 205 in each charging station 105 temporarily cuts off the power supply to each vehicle 106 connected to each charging cable 108 and resumes the power supply after a predetermined time has elapsed.
また、電力制御部107は、後述する予測電力制御に基づいて、各充電スタンド105から各車両への各電力供給における各電流値を低減する必要が生じたときには、各充電スタンド105内の電力制御部204に対して、電流低減情報を電流指示値として通知する。この結果、各充電スタンド105内の電力制御部204は、それぞれに各充電ケーブル108によって接続される各車両106内の各充電制御部206に対して、低減された電流値に対応するCPLT信号を送信する。これにより、各車両106内の充電制御部206は、低減された電流値になるように充電電力を制御する。   In addition, the power control unit 107 controls the power in each charging station 105 when it is necessary to reduce each current value in each power supply from each charging station 105 to each vehicle based on predicted power control described later. The unit 204 is notified of the current reduction information as a current instruction value. As a result, the power control unit 204 in each charging station 105 sends a CPLT signal corresponding to the reduced current value to each charging control unit 206 in each vehicle 106 connected to each charging cable 108. Send. Thereby, the charging control unit 206 in each vehicle 106 controls the charging power so that the reduced current value is obtained.
図3は、図1または図2の電力制御部107が行う電力制御方式の説明図である。電力制御部107は、単位積算電力量算出部、単位積算電力量判定部、および電力供給制御部の機能を有し、平均電力制御と予測電力制御という2つの電力制御を実施する。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a power control method performed by the power control unit 107 of FIG. 1 or FIG. The power control unit 107 has functions of a unit integrated power amount calculation unit, a unit integrated power amount determination unit, and a power supply control unit, and performs two power controls of average power control and predicted power control.
図3において、PB0は、図1または図2の主幹ブレーカ102が許容できる電力設定値を示している。積算単位Txは、電力制御を行う時間単位であり、例えば30分である。I、II、IIIはそれぞれ、図1または図2の#1、#2、#3の各充電スタンド105における電力使用量を模式的に示すものである。各車両106の充電における電力使用量の瞬時的な合計値は、この主幹ブレーカの電力設定値PB0を超えてはいけない。合計がPB0を超えると、主幹ブレーカ102が遮断されて充電ステーション全体の電力供給が停止する。   In FIG. 3, PB0 indicates a power setting value that can be allowed by the main breaker 102 of FIG. 1 or FIG. The integration unit Tx is a time unit for performing power control, and is, for example, 30 minutes. I, II, and III schematically show the amount of power used in each charging station 105 of # 1, # 2, and # 3 in FIG. 1 or FIG. The instantaneous total value of the power consumption for charging each vehicle 106 must not exceed the power setting value PB0 of the main breaker. When the total exceeds PB0, the main breaker 102 is shut off and the power supply of the entire charging station is stopped.
まず、平均電力制御について説明する。
平均電力制御を行う際には、外部から予め電力制御部107に、主幹ブレーカ102 BK0の電力設定値PB0と、ピーク電力設定値PP1と、積算単位Txが設定される。ピーク電力設定値PP1は、現在の電力使用契約(デマンド契約)を決定する基準となる単位積算電力量(以下これを「基準単位積算電力量」と呼ぶ)を算出するためのピーク電力設定値である。
First, average power control will be described.
When average power control is performed, the power setting value PB0, the peak power setting value PP1, and the integration unit Tx of the main breaker 102BK0 are set in advance in the power control unit 107 from the outside. The peak power setting value PP1 is a peak power setting value for calculating a unit integrated power amount (hereinafter referred to as “reference unit integrated power amount”) that serves as a reference for determining the current power usage contract (demand contract). is there.
基準単位積算電力量をPtxとすれば、Ptxは、次式の計算式で示される演算処理により算出される。
Ptx=PP1×Tx ・・・(1)
例えば過去1年間の間の例えば30分単位で積算された単位積算電力量のうち最も大きい単位積算電力量が基準単位積算電力量Ptxとされ、その基準単位積算電力量Ptxに基づいて電力使用契約の契約料が決定される。
Assuming that the reference unit integrated power amount is Ptx, Ptx is calculated by an arithmetic process represented by the following equation.
Ptx = PP1 × Tx (1)
For example, the largest unit integrated power amount among the unit integrated power amounts integrated, for example, in units of 30 minutes during the past year is set as the reference unit integrated power amount Ptx, and the power usage contract is made based on the reference unit integrated power amount Ptx. The contract fee is determined.
電力制御部107は、積算単位Txごとに、図1または図2のCT1、CT2、CT3の各電流計103の各電流値を電流測定部202(図2)を使って測定することにより、現在の積算単位Txの期間における単位積算電力量PIを算出する。ここで、電力制御部107は、単位積算電力量算出部として動作する。そして、電力制御部107は、積算単位Txの各期間ごとに、現在の単位積算電力量PIが基準単位積算電力量Ptxに達しているか否かを監視する。すなわち、図3(a)における1つの積算単位Txの期間内での各充電スタンド105での電力使用量の合計値PI=I+II+IIIが、前述した(1)式に対応する演算処理で算出される基準単位積算電力量Ptxに達しているか否かを判定する。ここで、電力制御部107は、単位積算電力量判定部として動作する。   The power control unit 107 measures the current value of each of the ammeters 103 of CT1, CT2, and CT3 of FIG. 1 or FIG. 2 using the current measuring unit 202 (FIG. 2) for each integration unit Tx. The unit integrated power amount PI in the period of the integrated unit Tx is calculated. Here, the power control unit 107 operates as a unit integrated power amount calculation unit. Then, the power control unit 107 monitors whether or not the current unit integrated power amount PI reaches the reference unit integrated power amount Ptx for each period of the integration unit Tx. That is, the total value PI = I + II + III of the power consumption at each charging station 105 within the period of one integration unit Tx in FIG. 3A is calculated by the arithmetic processing corresponding to the above-described equation (1). It is determined whether or not the reference unit integrated power amount Ptx has been reached. Here, the power control unit 107 operates as a unit integrated power amount determination unit.
電力制御部107は、積算単位Txの各期間ごとに、現在の単位積算電力量PIが基準単位積算電力量Ptxに達したと判定した場合には、図2の各充電スタンド105内の電力遮断部205に対して、電力供給の停止を通知する。これにより、その積算単位Txの期間で、各充電スタンド105から各車両106への電力供給が停止される。現在の積算単位Txの期間が終了したら、電力制御部107は、各充電スタンド105内の電力遮断部205に対して、電力供給の再開を通知する。これにより、各車両への電力供給が再開される。ここで、電力制御部107は、電力供給制御部として動作する。   When it is determined that the current unit integrated power amount PI has reached the reference unit integrated power amount Ptx for each period of the integration unit Tx, the power control unit 107 shuts off the power in each charging station 105 in FIG. The unit 205 is notified of the stop of power supply. Thereby, the power supply from each charging station 105 to each vehicle 106 is stopped in the period of the integration unit Tx. When the period of the current integration unit Tx ends, the power control unit 107 notifies the power cut-off unit 205 in each charging station 105 of the restart of power supply. Thereby, the power supply to each vehicle is resumed. Here, the power control unit 107 operates as a power supply control unit.
以上のようにして、本実施形態による平均電力制御により、電力制御部107は、積算単位Txの各期間ごとに、現在の単位積算電力量PIが基準単位積算電力量Ptxを超えないような制御が行われる。この結果、充電スタンド105での積算単位Txの各期間ごとの電力使用量は、現在のデマンド契約を決定している基準単位積算電力量Ptxを超えることはなくなる。これにより、次回の契約更新時に、現在のデマンド契約の契約料がアップしてしまうことを防止することが可能となる。   As described above, by the average power control according to the present embodiment, the power control unit 107 performs control so that the current unit integrated power amount PI does not exceed the reference unit integrated power amount Ptx for each period of the integration unit Tx. Is done. As a result, the amount of power used for each period of the integration unit Tx at the charging station 105 does not exceed the reference unit integration power amount Ptx that determines the current demand contract. As a result, it is possible to prevent the contract fee of the current demand contract from increasing at the next contract renewal.
次に、予測電力制御について説明する。
予測電力制御を行う際には、外部から電力制御部107に予め、主幹ブレーカ102 BK0の電力設定値PB0と、各充電スタンド105に対応するブレーカ104 BK1、BK2、BK3の各電力設定値PB1、PB2、PB3が設定される。
Next, the predicted power control will be described.
When performing the predicted power control, the power setting unit PBK of the main breaker 102 BK0 and the power setting values PB1 of the breakers 104 BK1, BK2, and BK3 corresponding to the charging stations 105 are preliminarily supplied to the power control unit 107 from the outside. PB2 and PB3 are set.
電力制御部107は、図1または図2のCT1、CT2、CT3からの各電流計103の電流値を電流測定部202(図2)を使って測定することにより、瞬時電力PI2を常に算出している。ここで、電力制御部107は、瞬時電力算出部として動作する。例えばいま、図3(b)において、#1と#2の充電スタンド105が充電中であるとすれば、PI2=I+IIである。そして、電力制御部107は、次式の計算式に対応する演算処理により、主幹ブレーカ102の電力設定値PB0から瞬時電力PI2を減算することにより、使用可能電力Pxを常に算出している。   The power control unit 107 always calculates the instantaneous power PI2 by measuring the current value of each ammeter 103 from CT1, CT2, and CT3 in FIG. 1 or 2 using the current measurement unit 202 (FIG. 2). ing. Here, the power control unit 107 operates as an instantaneous power calculation unit. For example, in FIG. 3B, if the charging stations 105 # 1 and # 2 are being charged, PI2 = I + II. Then, the power control unit 107 always calculates the usable power Px by subtracting the instantaneous power PI2 from the power setting value PB0 of the main breaker 102 by an arithmetic process corresponding to the following formula.
Px=PB0−PI2・・・(2)
ここで、電力制御部107は、使用可能電力算出部として動作する。
そして、電力制御部107は、いずれかの充電スタンド105内の認証部203(図2参照)から、認証要求が発生したか否かを監視し、認証要求が発生した時点で、その充電スタンド105に対応するブレーカ104の電力設定値(以下これを「PBN」と呼ぶ)を、使用電力量予測値として抽出する。ここで、電力制御部107は、使用電力量予測部として動作する。そして、現時点での使用可能電力Pxが新たに認証されてこれから利用開始が予測される充電スタンド105の電力設定値PBNよりも小さいか否かを判定する。ここで、電力制御部107は、使用可能電力判定部として動作する。例えばいま、図3(b)において、#1と#2の充電スタンド105が充電中で、#3の充電スタンド105が新たに認証されたとする。この場合、
Px<PBN=PB3・・・(3)
であるか否かが判定される。
Px = PB0-PI2 (2)
Here, the power control unit 107 operates as an available power calculation unit.
Then, the power control unit 107 monitors whether or not an authentication request is generated from the authentication unit 203 (see FIG. 2) in any of the charging stations 105, and when the authentication request is generated, the charging station 105 is monitored. The power setting value of the breaker 104 corresponding to (hereinafter referred to as “PBN”) is extracted as a predicted power consumption value. Here, the power control unit 107 operates as a power consumption prediction unit. Then, it is determined whether or not the current available power Px is smaller than the power setting value PBN of the charging station 105 that is newly authenticated and predicted to start using. Here, the power control unit 107 operates as an available power determination unit. For example, in FIG. 3B, it is assumed that the charging stations 105 # 1 and # 2 are being charged and the charging station 105 # 3 is newly authenticated. in this case,
Px <PBN = PB3 (3)
It is determined whether or not.
使用可能電力PxがPBN=PB3以上であって(3)式が成立しない場合には、PBN=PB3を新たに加えても、充電ステーション全体における瞬時電力の合計値は主幹ブレーカ102の電力設定値PB0を超えないため、図2の電力制御部107は、新たに利用開始すると予測される#3の充電スタンド105内の認証部203に対して充電許可を通知する。これにより、#3の充電スタンド105は、それに接続された車両106に対して充電の動作を開始する。   When the usable power Px is PBN = PB3 or more and the expression (3) is not satisfied, even if PBN = PB3 is newly added, the total instantaneous power in the entire charging station is the power set value of the main breaker 102. Since PB0 is not exceeded, the power control unit 107 in FIG. 2 notifies the charging permission to the authentication unit 203 in the # 3 charging station 105 that is predicted to start to be newly used. As a result, the # 3 charging station 105 starts a charging operation for the vehicle 106 connected thereto.
使用可能電力PxがPBN=PB3より小さく(3)式が成立する場合には、PBN=PB3を新たに加えると、充電ステーション全体における瞬時電力の合計値は主幹ブレーカ102の電力設定値PB0を超えてしまう。この場合には、図2の電力制御部107は#1と#2の各充電スタンド105内の電力制御部204に、電流低減情報として電流指示値を通知する。これにより、各充電スタンド105内の電力制御部204は、それぞれに接続されている車両106内の充電制御部206に、低減された電流指示値を通知する。ここで、電力制御部107は、充電スタンド制御部として動作する。この結果、各車両106において、充電電流が低減される。   When the usable power Px is smaller than PBN = PB3 and the formula (3) is satisfied, if PBN = PB3 is newly added, the total instantaneous power in the entire charging station exceeds the power set value PB0 of the main breaker 102 End up. In this case, the power control unit 107 in FIG. 2 notifies the current control value as current reduction information to the power control units 204 in the charging stations 105 of # 1 and # 2. Thereby, the power control unit 204 in each charging station 105 notifies the reduced current instruction value to the charging control unit 206 in the vehicle 106 connected thereto. Here, the power control unit 107 operates as a charging stand control unit. As a result, the charging current is reduced in each vehicle 106.
その後、電力制御部107は、新たに瞬時電力PI2を測定して前述した(2)式により使用可能電力Pxを算出する。そして、これから利用開始が予測される充電スタンド105の電力設定値PBNに対して、前述した(3)式を判定する。   Thereafter, the power control unit 107 newly measures the instantaneous power PI2 and calculates the usable power Px by the above-described equation (2). Then, the above-described equation (3) is determined with respect to the power setting value PBN of the charging station 105 that is predicted to start using.
各充電スタンド105での電流低減の結果、使用可能電力PxがPBN=PB3以上となって(3)式が成立しなくなった場合には、PBN=PB3を新たに加えても、充電ステーション全体における瞬時電力の合計値は主幹ブレーカ102の電力設定値PB0を超えない状態になる。この時点で、図2の電力制御部107は、新たに利用開始すると予測される#3の充電スタンド105内の認証部203に対して充電許可を通知する。これにより、#3の充電スタンド105は、それに接続された車両106に対して充電の動作を開始することが可能となる。   As a result of the current reduction at each charging station 105, when the usable power Px becomes PBN = PB3 or more and the expression (3) is not satisfied, even if PBN = PB3 is newly added, The total value of the instantaneous power does not exceed the power set value PB0 of the main breaker 102. At this time, the power control unit 107 of FIG. 2 notifies the charging permission to the authentication unit 203 in the # 3 charging station 105 which is predicted to start to be newly used. As a result, the # 3 charging station 105 can start the charging operation for the vehicle 106 connected thereto.
以上のようにして、本実施形態による予測電力制御により、新たに認証されてこれから利用開始が予測される充電スタンド105での利用電力量が予測され、それに基づいて各充電スタンド105での電力使用量が制御される。これにより、充電ステーションにおいて時々刻々と変化する各充電スタンド105への車両の接続状況に応じて、充電ステーション全体の電力使用量を予め予測し、それが主幹ブレーカ102の電力設定値を超えないように制御することが可能となる。   As described above, the predicted power control according to the present embodiment predicts the amount of power used at the charging station 105 that is newly authenticated and predicted to be used from now on, and based on this, the power usage at each charging station 105 is predicted. The amount is controlled. As a result, the power usage of the entire charging station is predicted in advance according to the connection status of the vehicle to each charging station 105 that changes every moment in the charging station so that it does not exceed the power setting value of the main breaker 102. It becomes possible to control to.
図4および図5は、図3(a)で説明した平均電力制御のフローチャートおよびシーケンス図である。図4と図5とで、同じ処理に対応する部分には、同じステップ番号が付与されている。以下の説明では、随時図1または図2の第1の実施形態の構成を参照するものとする。図4のフローチャートの制御処理は、電力制御部107、充電スタンド105内の電力制御部204、車両106内の充電制御部206を構成する特には図示しない各CPU(中央演算処理装置)が、特には図示しない各メモリに記憶された各制御プログラムを実行する動作として実現される。   4 and 5 are a flowchart and a sequence diagram of the average power control described in FIG. In FIG. 4 and FIG. 5, the same step numbers are assigned to portions corresponding to the same processing. In the following description, the configuration of the first embodiment of FIG. 1 or FIG. The control processing in the flowchart of FIG. 4 is performed by each CPU (central processing unit) (not shown) that constitutes the power control unit 107, the power control unit 204 in the charging station 105, and the charging control unit 206 in the vehicle 106. Is realized as an operation of executing each control program stored in each memory (not shown).
まず、外部から予め、主幹ブレーカ102 BK0の電力設定値PB0と、ピーク電力設定値PP1と、積算単位Txが設定される(図3および図4のステップS401)。
次に、前述した(1)式に基づいて、基準単位積算電力量Ptxが算出される(図3および図4のステップS402)。
First, the power set value PB0, the peak power set value PP1 and the integration unit Tx of the main breaker 102 BK0 are set in advance from the outside (step S401 in FIGS. 3 and 4).
Next, the reference unit integrated power amount Ptx is calculated based on the above-described equation (1) (step S402 in FIGS. 3 and 4).
次に、現在の積算単位Txの期間内で、CT1、CT2、CT3の各電流計103の電流値が電流測定部202を使って測定され積算されることにより、現在の積算単位Txの期間の単位積算電力量PIが算出される(図3および図4のステップS403)。   Next, the current value of each of the ammeters 103 of CT1, CT2, and CT3 is measured and accumulated using the current measuring unit 202 within the period of the current integration unit Tx, so that the current period of the integration unit Tx is reached. The unit integrated power amount PI is calculated (step S403 in FIGS. 3 and 4).
次に、現在の積算単位Txの期間において、ステップS403で現在の単位積算電力量PIが基準単位積算電力量Ptxに達しているか否かが判定される(図3のステップS404)。   Next, in the period of the current integrated unit Tx, it is determined in step S403 whether the current unit integrated power amount PI has reached the reference unit integrated power amount Ptx (step S404 in FIG. 3).
PIがPtxに達しておらずステップS404の判定がNOならば、ステップS403に戻って、単位積算電力量PIの算出と、PI=Ptxの判定処理が繰り返し実行される(ステップS404→S403)。   If PI does not reach Ptx and the determination in step S404 is NO, the process returns to step S403, and the calculation of the unit integrated power amount PI and the determination process of PI = Ptx are repeatedly executed (steps S404 → S403).
PIがPtxに達しステップS404の判定がYESになると(図4のステップS404)、各充電スタンド105内の電力遮断部205に対して、電力供給停止情報が通知される(図3および図4のステップS405)。   When PI reaches Ptx and the determination in step S404 is YES (step S404 in FIG. 4), power supply stop information is notified to the power cut-off unit 205 in each charging station 105 (FIGS. 3 and 4). Step S405).
この結果、現在の積算単位Txの期間で、各充電スタンド105の電力遮断部205から各車両106への充電が休止される(図3および図4のステップS406)。
次に、現在の積算単位Txの期間が終了したら、各充電スタンド105内の電力遮断部205に対して、充電再開が通知される(図3および図4のステップS407)。この結果、各充電スタンド105の電力遮断部205から各車両106への充電が再開される。
As a result, charging from the power cut-off unit 205 of each charging station 105 to each vehicle 106 is suspended during the current integration unit Tx (step S406 in FIGS. 3 and 4).
Next, when the current period of the integration unit Tx ends, the power interruption unit 205 in each charging station 105 is notified of the resumption of charging (step S407 in FIGS. 3 and 4). As a result, the charging of each vehicle 106 from the power cutoff unit 205 of each charging station 105 is resumed.
その後、ステップS403に戻って、単位積算電力量PIの算出と、PI=Ptxの判定処理に戻る(ステップS407→S403)。
以上の制御動作により、本実施形態による平均電力制御が実現される。
Thereafter, the process returns to step S403, and the process returns to the calculation of the unit integrated power amount PI and the determination process of PI = Ptx (steps S407 → S403).
The average power control according to the present embodiment is realized by the above control operation.
図6および図7は、図3(b)で説明した予測電力制御のフローチャートおよびシーケンス図である。図6と図7とで、同じ処理に対応する部分には、同じステップ番号が付与されている。以下の説明では、随時図1または図2の第1の実施形態の構成を参照するものとする。図6のフローチャートの制御処理は、図4の場合と同様に、電力制御部107を構成する特には図示しないCPUが、特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する動作として実現される。   6 and 7 are a flowchart and a sequence diagram of the predicted power control described in FIG. In FIG. 6 and FIG. 7, the same step numbers are assigned to portions corresponding to the same processing. In the following description, the configuration of the first embodiment of FIG. 1 or FIG. The control processing of the flowchart of FIG. 6 is realized as an operation in which a CPU (not shown) constituting the power control unit 107 executes a control program stored in a memory (not shown), as in the case of FIG. .
まず、外部から予め電力制御部107に対して、主幹ブレーカ102 BK0の電力設定値PB0と、BK1、BK2、BK3の各ブレーカ104の電力設定値PB1、PB2、PB3が設定される(図6および図7のステップS601)。   First, the power setting value PB0 of the main breaker 102 BK0 and the power setting values PB1, PB2, and PB3 of the breakers 104 of BK1, BK2, and BK3 are set in advance from the outside to the power control unit 107 (see FIG. 6 and FIG. 6). Step S601 in FIG.
次に、電力制御部107で、CT1、CT2、CT3の各電流計103の電流値が電流測定部202を使って測定されることにより、各充電スタンド105の使用電力の合計値として、瞬時電力PI2が算出される(図6および図7のステップS602)。   Next, the power control unit 107 measures the current values of the CT1, CT2, and CT3 ammeters 103 using the current measurement unit 202, so that the instantaneous power is obtained as the total power used by each charging station 105. PI2 is calculated (step S602 in FIGS. 6 and 7).
次に、電力制御部107で、(2)式の計算式に対応する演算処理により、主幹ブレーカ102の電力設定値PB0から瞬時電力PI2が減算されることにより、使用可能電力Pxが算出される(図6および図7のステップ603)。   Next, in the power control unit 107, the usable power Px is calculated by subtracting the instantaneous power PI2 from the power setting value PB0 of the main breaker 102 by the arithmetic processing corresponding to the formula (2). (Step 603 in FIGS. 6 and 7).
次に、電力制御部107で、いずれかの充電スタンド105内の認証部203から、認証要求が発生したか否かが判定される(図6のステップS604)。
認証要求が発生しておらずステップS604の判定がNOならば、ステップS602に戻って、電力制御部107で、瞬時電力PI2と使用可能電力Px(ステップS603)の算出が繰り返される。
Next, the power control unit 107 determines whether an authentication request has been issued from the authentication unit 203 in one of the charging stations 105 (step S604 in FIG. 6).
If the authentication request is not generated and the determination in step S604 is NO, the process returns to step S602, and the power control unit 107 repeats the calculation of the instantaneous power PI2 and the usable power Px (step S603).
認証要求が発生しステップS604の判定がYESになると(図6参照)、電力制御部107で、その充電スタンド105に対応するブレーカ104の電力設定値PBNが抽出される(図6および図7のステップS605)。   When the authentication request is generated and the determination in step S604 is YES (see FIG. 6), the power control unit 107 extracts the power set value PBN of the breaker 104 corresponding to the charging station 105 (FIGS. 6 and 7). Step S605).
次に、電力制御部107で、ステップS603で算出された現時点での使用可能電力Pxが新たに認証されてこれから利用開始が予測される充電スタンド105の電力設定値PBNよりも小さいか否かが判定される(図6のステップS606)。すなわち、前述した(3)式が判定される。   Next, in the power control unit 107, whether or not the current available power Px calculated in step S <b> 603 is newly authenticated and is less than the power setting value PBN of the charging station 105 that is predicted to start using from now is determined. Determination is made (step S606 in FIG. 6). That is, the above-described equation (3) is determined.
例えばいま、#Mの充電スタンド105が充電中で、#Nの充電スタンド105が新たに認証されたとする。使用可能電力PxがPBNより小さくステップS606の判定がYESになったとする。この場合、PBNを新たに加えると、充電ステーション全体における瞬時電力の合計値は主幹ブレーカ102の電力設定値PB0を超えてしまう。この場合には、電力制御部107から、充電中である#M(複数であってもよい)の充電スタンド105内の電力制御部204に、電流低減情報として電流指示値が通知される(図6および図7のステップS607)。   For example, it is assumed that #M charging station 105 is being charged and #N charging station 105 is newly authenticated. Assume that the available power Px is smaller than PBN and the determination in step S606 is YES. In this case, when PBN is newly added, the total value of instantaneous power in the entire charging station exceeds the power setting value PB0 of the main breaker 102. In this case, the power control unit 107 notifies the current control value as current reduction information to the power control unit 204 in the charging station 105 of #M (which may be plural) that is being charged (FIG. 5). 6 and step S607 in FIG. 7).
これにより、#Mの充電スタンド105内の電力制御部204で、通知された電流指示値がCPLT信号のパルス値に変換される(図6および図7のステップS608)。
そして、このパルス値が、#Mの充電スタンド105内の電力制御部204から、その充電スタンド105に接続される車両106内の充電制御部206に通知される(図6および図7のステップS609)。
As a result, the power control unit 204 in the #M charging station 105 converts the notified current instruction value into a pulse value of the CPLT signal (step S608 in FIGS. 6 and 7).
Then, the pulse value is notified from the power control unit 204 in the #M charging station 105 to the charging control unit 206 in the vehicle 106 connected to the charging station 105 (step S609 in FIGS. 6 and 7). ).
この結果、#Mの充電スタンド105に接続される車両106内の充電制御部206で、充電電流の値が変更(低減)される(図6および図7のステップS610)。このようにして、各車両106において充電に使用される電力が低減される。   As a result, the charge control unit 206 in the vehicle 106 connected to the #M charging station 105 changes (reduces) the value of the charging current (step S610 in FIGS. 6 and 7). In this way, the electric power used for charging in each vehicle 106 is reduced.
その後、図6のステップS602に戻り、電力制御部107で、新たに瞬時電力PI2が測定され(ステップS602)、使用可能電力Pxが算出される(ステップS603)。   Thereafter, the process returns to step S602 in FIG. 6, and the power control unit 107 newly measures the instantaneous power PI2 (step S602) and calculates the usable power Px (step S603).
各充電スタンド105での電流低減の結果、使用可能電力PxがPBN以上となってステップS606の判定がNOになったとする(図6および図7のステップS605、S606。この場合、PBNを新たに加えても、充電ステーション全体における瞬時電力の合計値は主幹ブレーカ102の電力設定値PB0を超えない状態になる。この結果、電力制御部107で、新たに利用開始すると予測される#Nの充電スタンド105内の認証部203に対して、充電許可が送信される(図6および図7のステップS611)。これにより、#Nの充電スタンド105は、それに接続された車両106に対して充電の動作を開始することが可能となる。   As a result of the current reduction at each charging station 105, it is assumed that the available power Px is equal to or greater than PBN, and the determination in step S606 is NO (steps S605 and S606 in FIGS. 6 and 7). In addition, the total value of the instantaneous power in the entire charging station does not exceed the power setting value PB0 of the main breaker 102. As a result, the power control unit 107 is expected to start charging #N that is newly started to be used. Charging permission is transmitted to the authentication unit 203 in the stand 105 (step S611 in FIGS. 6 and 7), whereby the #N charging station 105 charges the vehicle 106 connected thereto. The operation can be started.
以上のようにして、本実施形態による予測電力制御が実現される。
図8は、充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第2の実施形態の構成図である。また、図9は、充電ステーションにおけるピーク電力制御システムの第2の実施形態のより詳細な構成図である。
As described above, the predicted power control according to the present embodiment is realized.
FIG. 8 is a configuration diagram of the second embodiment of the peak power control system in the charging station. FIG. 9 is a more detailed configuration diagram of the second embodiment of the peak power control system in the charging station.
図8および図9の第2の実施形態の構成において、図1および図2の第1の実施形態の構成と同じ機能を有する部分には同じ番号を付してある。図8および図9の第2の実施形態の構成が図1および図2の第1の実施形態の構成と異なる部分は次の点である。まず、各充電スタンド105から各車両106への充電が、第1の実施形態では各充電ケーブル108を介して有線により行われるのに対して、第2の実施形態では各非接触充電801を介して非接触で行われる。また、各充電スタンド105内の電力制御部204とそれぞれに接続される各車両106内の充電制御部206との通信が、無線通信により行われる。   In the configuration of the second embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the same reference numerals are given to portions having the same functions as those of the configuration of the first embodiment shown in FIGS. The configuration of the second embodiment of FIGS. 8 and 9 differs from the configuration of the first embodiment of FIGS. 1 and 2 in the following points. First, charging from each charging station 105 to each vehicle 106 is performed in a wired manner via each charging cable 108 in the first embodiment, whereas in the second embodiment, each charging is performed via each contactless charging 801. This is done without contact. In addition, communication between the power control unit 204 in each charging station 105 and the charging control unit 206 in each vehicle 106 connected thereto is performed by wireless communication.
図10は、本発明の第2の実施形態による非接触充電方式における充電スタンド105側の給電装置1004と車両106側の充電装置1003の関係を説明する図である。充電スタンド105内の給電制御部1001と給電部1002は給電装置1004を構成する。給電部1002は、それに対応する充電スタンド105の設置エリアの駐車スペースの地面下に設置される。給電制御部1001は、上記駐車スペース脇の充電スタンド105筐体内に設置される。車両106は、図8または図9の例えば#1〜#3のいずれかの充電スタンド105の設置エリアに進入して給電部1002の上に停車する。この結果、給電制御部1001が車両の進入を検知することによって、非接触充電を開始する。給電装置1004内の地面下に設置さている給電部1002を構成するコイルと、車両106内の充電装置1003に備えられるコイルは、それぞれが近接することにより、共鳴方式または電磁誘導の原理に基づいて電力信号を伝送し、車両106内の蓄電池207(図9参照)に充電を行う。   FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the power supply device 1004 on the charging stand 105 side and the charging device 1003 on the vehicle 106 side in the non-contact charging method according to the second embodiment of the present invention. The power supply control unit 1001 and the power supply unit 1002 in the charging stand 105 constitute a power supply apparatus 1004. The power feeding unit 1002 is installed below the ground of the parking space in the installation area of the charging stand 105 corresponding thereto. The power supply control unit 1001 is installed in the casing of the charging stand 105 beside the parking space. The vehicle 106 enters the installation area of the charging station 105, for example, # 1 to # 3 in FIG. 8 or 9, and stops on the power feeding unit 1002. As a result, the power supply control unit 1001 detects the approach of the vehicle and starts non-contact charging. Based on the principle of resonance or electromagnetic induction, the coil constituting the power feeding unit 1002 installed under the ground in the power feeding device 1004 and the coil provided in the charging device 1003 in the vehicle 106 are close to each other. The power signal is transmitted, and the storage battery 207 (see FIG. 9) in the vehicle 106 is charged.
図11は、本発明の第2の実施形態による各充電スタンド105(図8または図9)ごとに設置される給電装置1004と車両106側の充電装置1003(図10)のシステム構成を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a system configuration of the power feeding device 1004 and the charging device 1003 (FIG. 10) on the vehicle 106 side installed for each charging station 105 (FIG. 8 or FIG. 9) according to the second embodiment of the present invention. It is.
図10の給電装置1004は、図11において、給電部1002と、203、204、205、1101、および1102の各部分を備える給電制御部1001とから構成される。   A power supply apparatus 1004 in FIG. 10 includes a power supply unit 1002 and a power supply control unit 1001 including the parts 203, 204, 205, 1101, and 1102 in FIG. 11.
認証部203および電力制御部204は、図2に示される第1の実施形態の場合と同様に、電力制御部107に接続され、第1の実施形態の場合と同様の制御動作を行う。
受電設備201からの電力は、電力遮断部205によって受電される。電力遮断部205は、負荷側の過電流または漏電電流を検出したときに電力経路を遮断する漏電遮断器(ELB)としてのブレーカを備えるととともに、電力制御部204からの制御により、通電をオンオフするためのリレー(電磁接触器)が設けられている。電力遮断部205にて得られた高周波電源は、整合部1101にて力率が改善された後、給電部1002(図10参照)のコイルに供給される。電力遮断部205での変換動作や整合部1101での力率改善動作は、電力制御部204によって制御される。
The authentication unit 203 and the power control unit 204 are connected to the power control unit 107 as in the case of the first embodiment shown in FIG. 2, and perform the same control operation as in the case of the first embodiment.
The power from the power receiving facility 201 is received by the power interrupting unit 205. The power interrupting unit 205 includes a breaker as an earth leakage breaker (ELB) that interrupts the power path when an overcurrent or a leakage current on the load side is detected, and the energization is turned on / off by control from the power control unit 204 A relay (electromagnetic contactor) is provided. The high frequency power obtained by the power interrupting unit 205 is supplied to the coil of the power feeding unit 1002 (see FIG. 10) after the power factor is improved by the matching unit 1101. The conversion operation in the power interrupting unit 205 and the power factor improvement operation in the matching unit 1101 are controlled by the power control unit 204.
電力制御部204は、第1の実施形態における制御動作と同様に、例えば充電許可または電流指示値等の充電制御情報を、無線通信部1102に通知する。無線通信部1102は、車両106との間で無線通信される各種充電制御情報の送受信を制御する、例えばマイクロコンピュータである。無線通信部1102は、電力制御部204から例えば充電許可または電流指示値等の充電制御情報を受け取ると、それを無線通信により、車両106に伝送する機能を有する。この無線通信の方式は例えば、米国に本拠を置く業界団体Zigbee(登録商標)アライアンスによって認定されるIEEE802.15.4シリーズ通信規格を利用したZigBee(登録商標)無線通信方式である。または、米国に本拠を置く業界団体Wi−Fiアライアンスによって認定されるIEEE802.11シリーズ通信規格を利用したWiFi無線通信方式である。その他、様々な無線通信方式が採用可能である。   Similar to the control operation in the first embodiment, the power control unit 204 notifies the wireless communication unit 1102 of charging control information such as charging permission or a current instruction value. The wireless communication unit 1102 is, for example, a microcomputer that controls transmission / reception of various charging control information wirelessly communicated with the vehicle 106. When wireless communication unit 1102 receives charging control information such as charging permission or a current instruction value from power control unit 204, wireless communication unit 1102 has a function of transmitting it to vehicle 106 by wireless communication. This wireless communication system is, for example, the ZigBee (registered trademark) wireless communication system that uses the IEEE 802.15.4 series communication standard certified by the Zigbee (registered trademark) alliance based in the United States. Alternatively, it is a WiFi wireless communication system that uses the IEEE 802.11 series communication standard certified by the Wi-Fi Alliance, an industry group based in the United States. In addition, various wireless communication methods can be employed.
次に、車両106側の充電装置1003は、206、207、および1103〜1107の各部分を備える。
充電制御部206および蓄電池207は、図2に示される第1の実施形態の場合と同様の動作を行う。
Next, the charging device 1003 on the vehicle 106 side includes 206, 207, and 1103 to 1107.
The charge control unit 206 and the storage battery 207 perform the same operation as in the first embodiment shown in FIG.
コイル1103は、それを搭載する車両106が充電スタンド105の給電部1002上に停車したときに(図10参照)、給電部1002から電力信号を受信し、整合部1104に出力する。整合部1104は、コイル1103から入力した電力信号のインピーダンスを整合させて、整流部1105に出力する。整流部1105は、整合部1104から入力した電力信号を整流した後に、検出部1106に出力する。検出部1106は、電力信号を検出し、バッテリ412に出力する。バッテリ412は、整流された電力信号に従って充電される。   The coil 1103 receives a power signal from the power supply unit 1002 and outputs it to the matching unit 1104 when the vehicle 106 on which the coil is mounted stops on the power supply unit 1002 of the charging stand 105 (see FIG. 10). The matching unit 1104 matches the impedance of the power signal input from the coil 1103 and outputs it to the rectifying unit 1105. The rectification unit 1105 rectifies the power signal input from the matching unit 1104 and then outputs the rectified signal to the detection unit 1106. The detection unit 1106 detects the power signal and outputs it to the battery 412. The battery 412 is charged according to the rectified power signal.
整合部1104でのインピーダンス整合や検出部1106での電力信号の検出動作、またはバッテリ412での充電制御状態の検出等は、充電制御部206によって制御される。   The charging control unit 206 controls impedance matching in the matching unit 1104, power signal detection operation in the detection unit 1106, detection of a charge control state in the battery 412, and the like.
給電装置1004側から通知される例えば充電許可または電流指示値等の充電制御情報などの充電制御情報は、例えばマイクロコンピュータである無線通信部1107にて受信される。無線通信部1107は、充電スタンド105内の給電装置1004との間で通信される各種充電制御情報の送受信を制御する。無線通信部1107は、受信した例えば充電許容電流値などの充電制御情報を、充電制御部206に通知する。充電制御部206は、無線通信部1107から通知された充電制御情報に基づいて、第1の実施形態の場合と同様の制御動作によって、バッテリ412への電力信号の充電動作を制御する。   The charging control information such as charging control information such as charging permission or current instruction value notified from the power supply apparatus 1004 side is received by the wireless communication unit 1107 which is a microcomputer, for example. The wireless communication unit 1107 controls transmission / reception of various charging control information communicated with the power supply apparatus 1004 in the charging stand 105. The wireless communication unit 1107 notifies the charging control unit 206 of the received charging control information such as a charging allowable current value. Based on the charging control information notified from the wireless communication unit 1107, the charging control unit 206 controls the charging operation of the power signal to the battery 412 by the same control operation as in the first embodiment.
以上説明した図8〜図11で示される第2の実施形態の構成によって、充電スタンド105から車両106への充電方式として非接触充電方式が採用された場合であっても、図1、図2で示される第1の実施形態の構成の場合と同様の制御動作を実現することが可能となる。すなわち、電力制御部107、充電スタンド105内の電力制御部204、車両106内の充電制御部206が、図4のフローチャートおよび図5のシーケンスで示される図3(a)で説明した平均電力制御、または図6のフローチャートおよび図7のシーケンスで示される図3(b)で説明した予測電力制御を実施することが可能となる。   Even if the non-contact charging method is adopted as the charging method from the charging stand 105 to the vehicle 106 by the configuration of the second embodiment shown in FIGS. 8 to 11 described above, FIGS. It is possible to realize the same control operation as in the case of the configuration of the first embodiment indicated by. That is, the power control unit 107, the power control unit 204 in the charging station 105, and the charge control unit 206 in the vehicle 106 are controlled by the average power control described in FIG. 3A shown in the flowchart of FIG. 4 and the sequence of FIG. Alternatively, the predicted power control described with reference to FIG. 3B shown in the flowchart of FIG. 6 and the sequence of FIG. 7 can be performed.
以上説明した第1および第2の実施形態によれば、電力制御部は、積算単位の各期間ごとに、現在の単位積算電力量が基準単位積算電力量を超えないような制御が行うことができ、充電スタンドでの積算単位の各期間ごとの電力使用量は、現在のデマンド契約を決定している基準単位積算電力量を超えないように制御することが可能となる。   According to the first and second embodiments described above, the power control unit can perform control so that the current unit integrated power amount does not exceed the reference unit integrated power amount for each period of the integration unit. It is possible to control the amount of power used for each period of the integration unit at the charging station so as not to exceed the reference unit integrated power amount for which the current demand contract is determined.
また上述の各実施形態によれば、新たに認証されてこれから利用開始が予測される充電スタンドでの利用電力量が予測され、それに基づいて各充電スタンドでの電力使用量が制御される。これにより、充電ステーションにおいて時々刻々と変化する各充電スタンドへの車両の接続状況に応じて、充電ステーション全体の電力使用量を予め予測し、それが主幹ブレーカの電力設定値を超えないように制御することが可能となる。   In addition, according to each of the above-described embodiments, the amount of power used at a charging station that is newly authenticated and predicted to start using is predicted, and the amount of power used at each charging station is controlled based on the predicted amount. As a result, the power consumption of the entire charging station is predicted in advance according to the connection status of the vehicle to each charging station that changes every moment at the charging station, and control is performed so that it does not exceed the power setting value of the main breaker. It becomes possible to do.
101 系統電力
102 主幹ブレーカ
103 電流計
104 ブレーカ
105 充電スタンド
106 車両
107 電力制御部
201 受電設備
202 電流測定部
203 認証部
204 電力制御部
205 電力遮断部
206 充電制御部
207 蓄電池
801 非接触充電
1001 給電制御部
1002 給電部
1003 充電装置
1004 給電装置
1101、1104 整合部
1102、1107 無線通信部
1103 コイル
1105 整流部
1106 検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 System power 102 Main breaker 103 Ammeter 104 Breaker 105 Charging stand 106 Vehicle 107 Power control part 201 Power receiving equipment 202 Current measurement part 203 Authentication part 204 Power control part 205 Power interruption part 206 Charge control part 207 Storage battery 801 Non-contact charge 1001 Power supply Control unit 1002 Power supply unit 1003 Charging device 1004 Power supply device 1101 and 1104 Matching unit 1102 and 1107 Wireless communication unit 1103 Coil 1105 Rectification unit 1106 Detection unit

Claims (3)

  1. 系統電力を主幹ブレーカを介して各充電スタンドに対応する各充電スタンドブレーカに分電し、該各充電スタンドブレーカから前記各充電スタンドに電力を供給することにより、前記各充電スタンドに電気的に接続される車両内の蓄電池の充電を行う車両用充電システムであって、
    前記各充電スタンドブレーカにおける電流値を測定する電流測定部と、
    前記電流測定部の測定結果に基づいて、前記各充電スタンドの使用電力量の合計値の瞬時値を瞬時電力として算出する瞬時電力算出部と、
    前記主幹ブレーカの電力容量から前記瞬時電力を減算することにより使用可能電力の瞬時値を算出する使用可能電力算出部と、
    いずれかの充電スタンドから前記車両の認証通知があるか否かを判定し、認証通知があったときに、前記認証通知に対応する充電スタンドに電力を供給している前記充電スタンドブレーカの電力容量を使用電力量予測値として抽出する使用電力量予測部と、
    前記使用可能電力が前記使用電力量予測値よりも小さいか否かを判定する使用可能電力判定部と、
    前記使用可能電力が前記使用電力量予測値以上である場合には、前記認証通知に対応する充電スタンドに充電許可を通知し、前記使用可能電力が前記使用電力量予測値よりも小さい場合には、現在充電中の充電スタンドに対して充電電流の低減を電流指示値として通知する充電スタンド制御部と、
    を含むことを特徴とする車両用充電システム。
    Electric power is connected to each charging station by supplying power to each charging station breaker corresponding to each charging station via the main breaker and supplying power from each charging station breaker to each charging station. A vehicle charging system for charging a storage battery in a vehicle,
    A current measuring unit for measuring a current value in each charging stand breaker;
    Based on the measurement result of the current measurement unit, an instantaneous power calculation unit that calculates an instantaneous value of the total value of the power consumption of each charging station as instantaneous power;
    An available power calculator that calculates an instantaneous value of available power by subtracting the instantaneous power from the power capacity of the main breaker;
    It is determined whether there is an authentication notification of the vehicle from any charging station, and when there is an authentication notification, the power capacity of the charging stand breaker that supplies power to the charging station corresponding to the authentication notification A power consumption prediction unit that extracts a power consumption prediction value,
    An available power determination unit that determines whether or not the available power is smaller than the predicted power consumption value;
    When the usable power is equal to or greater than the predicted power consumption value, the charging stand corresponding to the authentication notification is notified of charging permission, and when the usable power is smaller than the predicted power consumption value A charging station controller that notifies the charging station that is currently being charged as a current instruction value of a reduction in charging current;
    A vehicle charging system comprising:
  2. 前記充電スタンドと前記車両は充電ケーブルによって接続され、
    前記充電スタンドは、前記充電スタンド制御部から前記電流指示値を通知された場合に、自身の充電スタンドに前記充電ケーブルによって接続される車両内の充電制御部に、前記電流指示値に対応するパルスを有するコントロールパイロット信号を送信し、
    前記充電制御部は、前記コントロールパイロット信号によって指示される電流指示値に対応して、自身の車両が前記充電ケーブルによって接続される充電スタンドからの充電電力の電流値を制御する、
    ことを特徴とする請求項に記載の車両用充電システム。
    The charging stand and the vehicle are connected by a charging cable,
    When the charging stand is notified of the current instruction value from the charging stand control section, a pulse corresponding to the current instruction value is sent to a charging control section in a vehicle connected to the charging stand of the charging stand by the charging cable. A control pilot signal having
    The charging control unit controls a current value of charging power from a charging station to which the vehicle is connected by the charging cable in response to a current instruction value instructed by the control pilot signal.
    The vehicle charging system according to claim 1 .
  3. 前記充電スタンドは非接触充電によって前記車両に対して充電を行い、
    前記充電スタンドは、前記充電スタンド制御部から前記電流指示値を通知された場合に、自身の充電スタンドに前記非接触充電によって接続される車両内の充電制御部に、無線通信によって前記電流指示値を通知し、
    前記充電制御部は、前記無線通信によって通知される電流指示値に対応して、自身の車両が前記非接触充電によって接続される充電スタンドからの充電電力の電流値を制御する、
    ことを特徴とする請求項に記載の車両用充電システム。
    The charging station charges the vehicle by non-contact charging,
    When the charging station is notified of the current instruction value from the charging station control unit, the current instruction value is wirelessly communicated to a charging control unit in a vehicle connected to the charging station by the non-contact charging. Notice
    The charging control unit controls a current value of charging power from a charging station to which its own vehicle is connected by the non-contact charging in response to a current instruction value notified by the wireless communication.
    The vehicle charging system according to claim 1 .
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