JPWO2020194010A5

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Publication number: JPWO2020194010A5
Application number: JP2021508084A
Authority: JP
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2039-03-22

Description

（ｂ）計算装置２３は、他の電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）の受電よりも自己（電気自動車ＥＶ１）の受電が優先される度合いを示す電気自動車ＥＶ１の優先度（β）を、電気自動車ＥＶ１のユーザの要求を表す数値に基づいて算出する。

（第１変形例）
第１実施形態では、図１に示したように、差分情報送信装置１４から各電気自動車への片方向通信を行う場合を説明した。本発明はこれに限定されず、例えば、差分情報送信装置１４と各電気自動車の間は、双方向に通信可能であってもよい。第１実施形態の第１変形例では、電気自動車ＥＶ１の受電装置２４が送信部２８を備え、送信部２８から差分情報送信装置１４へ、電気自動車ＥＶ１の要素受電電力（Ｐｔ）を示す電気信号を送信する例を説明する。なお、負荷群１１に含まれる他の全ての電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３、・・・）は、電気自動車ＥＶ１と同じ構成を備えるため、説明を割愛する。第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点については説明を割愛する。

充電率の目標値（ＳＯＣgoal）は、ユーザがスマートフォンなどの情報通信端末又は電気自動車ＥＶ１に搭載されたユーザインターフェースを用いて実際に設定した値であってもよい。又は、ユーザからの具体的な指示又は設定が無い場合、ユーザの過去の行動履歴（過去の目標値（ＳＯＣgoal）の設定履歴など）を調査して得られる統計データから推定される値であっても構わない。或いは、ユーザからの具体的な指示又は設定が無い場合、目標値（ＳＯＣgoal）を１００％（満充電）に設定してもよい。

そして、午前６時過ぎに、電気自動車ＥＶ１の充電率の現在値（ＳＯＣnow）は、電気自動車ＥＶ１の目標ＳＯＣに到達したため、（４）式に従い、電気自動車ＥＶ１の優先度（β）は、１／３から１／１５へ減少する。しかし、この時、差分電力（△Ｐ）は零であるため、電気自動車ＥＶ１の要素受電電力は、変化していない。

そして、午前８時過ぎに、開始時ＳＯＣが２番目に高い電気自動車ＥＶ２が満充電となったため、受電の継続を終了する（図２のＳ０３でＮＯ）。その時、電気自動車ＥＶ２の要素受電電力が差分電力（△Ｐ）へ変化し、１台の電気自動車（ＥＶ３）により再分配される。このため、午前８時過ぎ以後、電気自動車（ＥＶ３）の要素受電電力が増加するが、電気自動車（ＥＶ３）の要素受電電力が、電気自動車（ＥＶ３）の受電装置２４の電力容量（３ｋＷ）を超えることはない。

電気自動車ＥＶ３の受電の終了時刻を比べると、図８Ｂの参考例よりも図８Ｂの実施形態が遅くなっている。しかし、電気自動車ＥＶ３の出発時刻までには、満充電まで充電することが出来ている。電気自動車ＥＶ３のユーザの要求（出発時刻）を満たしつつ、負荷群１１内での各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の最終的な充電率のバラツキを抑制して、充電率を平準化することができる。

（第３シミュレーション結果）
次に、第３シミュレーションの条件を説明する。図９Ａに示すように、３台の電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の各々が、第３実施形態に係わる受電制御方法により受電制御を実行する。各電気自動車が受電を開始する時刻（受電の開始時刻）は同時刻（午前１時）であるが、各電気自動車が受電を終了する時刻（受電の終了時刻）は、異なる。電気自動車ＥＶ１は午前７時であり、電気自動車ＥＶ２は午前９時であり、電気自動車ＥＶ３は午前１１時である。各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の受電装置２４が受電することができる電力（要素受電電力）の最大値は同じ３ｋＷであり、各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）のバッテリ２５の容量（蓄電池容量）も同じ２４ｋＷｈである。更に、受電の開始時刻における各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の充電率（開始時ＳＯＣ）は異なる。電気自動車ＥＶ１の開始時ＳＯＣは２０％であり、電気自動車ＥＶ２の開始時ＳＯＣは４０％であり、電気自動車ＥＶ３の開始時ＳＯＣは６０％である。各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の充電率の目標値（目標ＳＯＣ）は、ユーザによる設定は無く、デフォルト値のまま、１００％（満充電）である。

２台の電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３）の受電の終了時刻を比べると、図９Ｂの参考例よりも図９Ｂの実施形態が遅くなっている。しかし、各電気自動車（ＥＶ２、ＥＶ３）の出発時刻までには、満充電まで充電することが出来ている。電気自動車ＥＶ１のユーザの要求（出発時刻）を満たしつつ、負荷群１１内での各電気自動車（ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３）の最終的な充電率のバラツキを抑制して、充電率を平準化することができる。

ここで、第１実施形態及びその変形例、第２実施形態～第４実施形態において、電気自動車は、「蓄電要素」の一例である。第１実施形態及びその変形例、第２実施形態～第４実施形態に係わる受電制御装置及び受電制御方法は、電気自動車のみならず、住宅、ビル、施設などに設置された据置式バッテリ（据置蓄電池を含む）や、パソコン、スマートフォンなどの移動通信端末に搭載されたバッテリなど、他の蓄電要素に適用することができる。

電気自動車ＥＶ１の満充電となる時刻は、参考例より遅くなったが、電気自動車ＥＶ１の受電の終了時刻（Ｔｄ）までには満充電に到達したため、ユーザの要求は満たされている。また、受電の終了時刻（１０時＝Ｔｄ）における電気自動車ＥＶ２の充電率は、満充電に到達しなかったが、９５％以上の充電率まで到達しているため、ユーザの要求は十分に満たされていると判断できる。このように、負荷群１１に含まれる全ての電気自動車（ＥＶ１～ＥＶ３）のユーザの要求を満たしつつ、各電気自動車の充電率を平準化することができた。換言すれば、各電気自動車の終了時刻（Ｔｄ）における充電率の分散を小さくすることができた。

第６変形例において、「差分電力（△Ｐ）が零である」とは、差分電力（△Ｐ）が正確に零である場合のみならず、差分電力（△Ｐ）が零であると見なすことができる一定の範囲（以後、「零の範囲」と呼ぶ）内である場合も含まれる。零の範囲は、差分電力（△Ｐ）が０以上、しきい電力（△Ｐth）以下である範囲である。

第１実施例は、およそ３台～１０台程度の電気自動車を含む負荷群１１に電力を送る充電スタンド５１を「電力供給基点１０」とした適用事例である。充電スタンド５１の充電形式は特に問わず、普通充電（出力：単相１００Ｖ／２００Ｖ交流）及び急速充電（出力：最大５００Ｖ直流）のいずれにも適用できる。

（第２実施例）
第２実施例では、住宅、オフィスビル、商業施設、工場、又は高速道路のパーキングエリア等の施設内に設置された変電装置を「電力供給基点１０」とした例を説明する。施設内の変電装置は、充電スタンド５１よりも上流側の電力設備１２の一例である。図１７Ａに示すように、ケーブルが無いコンセント型の充電ポート（Ｐ１～Ｐ５）へ電力を送る変電設備５２が従前から設置されていた。しかし、充電ポート（Ｐ６～Ｐ１０）を増設する必要が生じた場合を考える。比較例では、図１７Ａに示すように、充電ポート（Ｐ６～Ｐ１０）へ電力を送る第２の変電設備５３を増設した。比較例では、第１の変電設備５２及び第２の変電装置５３の双方を経由する電力の分だけ、契約電力が必要であり、従前よりも電力コストが増加してしまう。

なお、施設電力計測器５７を設置する代わりに、自家発電電力の時間変化の履歴を分析することにより得られる自家発電電力の統計データを予め用意してもよい。変電設備５２内の計算部が、総送電電力の上限値（Ｐｔｈ）から施設消費電力の統計データを減算し、更に、自家発電電力の統計データを加算することにより、総送電電力の最大値（Ｐall_max）を算出する。

実施形態及びその変形例に係わる受電制御装置及び受電制御方法は、電力の流れを供給側及び需要側の両方から制御し、最適化できる次世代送電網（所謂、スマートグリッド）に対しても適用可能である。送電網の一部に組み込まれている専用の機器及びソフトウェアが、総送電電力の最大値（Ｐall_max、契約電力）、総送電電力の現在値（Ｐall_now）、又は差分電力（△Ｐ）を示す電気信号を、負荷群１１に含まれる各受電要素又は各蓄電要素に対して送信（ブロードキャスト）することができる。当該電気信号を受信した各受電要素又は各蓄電要素が、実施形態及びその変形例に係わる受電制御装置を用いて、受電制御を実行することができる。

実施形態及びその変形例に係わる受電制御装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータを用いて実現可能である。マイクロコンピュータを受電制御装置として機能させるためのコンピュータプログラム（受電制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、マイクロコンピュータは、受電制御装置が備える複数の情報処理部として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって受電制御装置を実現する例を示すが、もちろん、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、受電制御装置を構成することも可能である。専用のハードウェアには、実施形態、その変形例又は実施例に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。また、受電制御装置に含まれる複数の情報処理部を個別のハードウェアにより構成してもよい。受電制御装置は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。