(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2021038774
(43)【国際公開日】20210304
【発行日】20210913
(54)【発明の名称】充放電装置および制御システム
(51)【国際特許分類】
   H02J 7/00 20060101AFI20210816BHJP
   H02J 7/35 20060101ALI20210816BHJP
   H02J 3/38 20060101ALI20210816BHJP
【FI】
   !H02J7/00 P
   !H02J7/00 B
   !H02J7/35 F
   !H02J3/38 130
   !H02J3/38 110
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
【出願番号】2020503832
(21)【国際出願番号】JP2019033809
(22)【国際出願日】20190828
(11)【特許番号】6783411
(45)【特許公報発行日】20201111
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内二丁目7番3号
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】奥村 明
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内
【テーマコード(参考)】
5G066
5G503
【Fターム(参考)】
5G066HB06
5G066HB09
5G066JA07
5G066JB03
5G066JB06
5G503AA01
5G503AA06
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA08
5G503FA06
(57)【要約】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両(3)に搭載された蓄電池(31)の充電および放電を行う充放電装置(1)であって、蓄電池(31)の充電および放電を行う電力変換部(10)と、蓄電池(31)の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部(14)と、蓄電池(31)を充電または放電させて蓄電池(31)の充電量を目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部(15)と、目標充電量情報および充電量調整時間情報に基づいて電力変換部(10)を制御する動作制御部(16)と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、
前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、
前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて前記電力変換部を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とする充放電装置。
【請求項2】
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける、
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電装置。
【請求項3】
前記動作制御部は、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の充放電装置。
【請求項4】
前記充電量管理部は、曜日ごとに異なる目標充電量情報を管理する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の充放電装置。
【請求項5】
前記目標充電量情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部、
を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の充放電装置。
【請求項6】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置の動作を制御する制御システムであって、
前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて、前記充放電装置において前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部、を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気自動車の駆動用の蓄電池の充電および放電を行う充放電装置、および制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電気自動車の蓄電池に蓄積された電力を住宅内で使用できるようにする充放電装置が普及している。電気自動車の蓄電池に蓄積された電力は、本来は電気自動車を駆動するためのものであるため、蓄電池に蓄積された電力を充放電装置にて住宅内で消費する場合、電気自動車の利用頻度などを考慮し、必要な残量を確保しつつ住宅内で消費する必要がある。また、電気料金が時間帯によって変動する場合、電気料金を考慮しつつ充電および放電を行うことが望まれる。
【0003】
特許文献1には、指定された制約条件を満たす充放電のスケジュールを作成してユーザに提案し、選択されたスケジュールに従って電気自動車の蓄電池を充放電する蓄電池充放電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−268602号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
また、電気自動車に加えて太陽光発電システムを導入する住宅も増加している。このような住宅では、太陽光発電で得られる電力を住宅内の負荷で消費しきれずに余剰電力が発生した場合、余剰電力を電気自動車の蓄電池に蓄積しておき、太陽光発電で十分な電力が得られないときに蓄積しておいた電力を使用する、または、余剰電力を売却すなわち売電する。ここで、電力の売却価格は将来にわたって保証されるものではなく、将来は現在よりも下がる可能性がある。また、現在は固定の売却価格が時間帯、曜日、季節などに応じて変動するようになる可能性も考えられる。そのため、電力の利用コストを抑制するためには、余剰電力の売却価格と電力の購入価格との関係を考慮し、余剰電力を蓄電池に蓄積するか売却するかを柔軟に変更できるようにするのが望ましい。例えば、売却価格が安い場合には売却するのではなく蓄電池に蓄積しておき、電力の購入価格が高い時間帯に使用した方がコストを抑制できる可能性がある。
【0006】
しかしながら、電気自動車の利用状況によっては、余剰電力を電気自動車の蓄電池に蓄積することができず、蓄積しておいた方がコスト的なメリットが大きいにもかかわらず売却せざるを得ない状態となる場合がある。例えば、電気自動車の蓄電池の充電は、電気料金が安い夜間に行うことが一般的と考えられるが、翌日に電気自動車を使用しない場合は蓄電池が満充電の状態が日中も継続する。この場合、太陽光発電で発生した余剰電力を蓄積したくても蓄積することができず、余剰電力の柔軟な活用が妨げられる。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気自動車の駆動用に必要な電力量をユーザの用途に応じて蓄えておきながら、太陽光発電で発生する余剰電力の柔軟な活用を実現可能な充放電装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、を備える。また、充放電装置は、蓄電池を充電または放電させて蓄電池の充電量を目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、目標充電量情報および充電量調整時間情報に基づいて電力変換部を制御する動作制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明にかかる充放電装置は、電気自動車の駆動用に必要な電力量をユーザの用途に応じて蓄えておきながら、太陽光発電で発生する余剰電力の柔軟な活用を実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態にかかる充放電装置を含んで構成されるエネルギー管理システムの一例を示す図
【図2】実施の形態にかかる充放電装置およびユーザインターフェイス部の構成例を示す図
【図3】実施の形態にかかる充放電装置の制御部を実現するハードウェアの一例を示す図
【図4】実施の形態にかかるユーザインターフェイス部が表示する目標充電量の入力受け付け画面の一例を示す図
【図5】実施の形態にかかるユーザインターフェイス部が表示する充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間の入力受け付け画面の一例を示す図
【図6】実施の形態にかかる充放電装置が蓄電池の充電量を調整する動作の第1の例を説明するための図
【図7】実施の形態にかかる充放電装置が蓄電池の充電量を調整する動作の第2の例を説明するための図
【図8】実施の形態にかかる充放電装置の動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施の形態にかかる充放電装置および制御システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0012】
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかる充放電装置を含んで構成されるエネルギー管理システムの一例を示す図である。
【0013】
図1に示すエネルギー管理システム100は、電気自動車などである電動車両3に搭載された蓄電池31の充電および放電を行う充放電装置1と、充放電装置1をユーザが操作するためのユーザインターフェイス部2とを備える。蓄電池31は電動車両3の駆動用の蓄電池であり、充放電ケーブル部32を介して充放電装置1に接続される。エネルギー管理システム100は、パワーコンディショナ5および太陽光発電用パネル6からなる太陽光発電システムと、ヒートポンプ式給湯器7とを更に備える。充放電装置1と、パワーコンディショナ5と、ヒートポンプ式給湯器7とは分電盤8を介して接続される。分電盤8には宅内負荷4および系統電源200がさらに接続される。また、エネルギー管理システム100は、住宅内の機器の監視、制御などを行うことでエネルギーマネージメントを実現するHEMS(Home Energy Management System)制御装置9を備える。なお、HEMS制御装置9はネットワークを介して外部の機器と接続され、外部の機器との間で情報の送受信を行うが、図1では記載を省略している。
【0014】
図2は、実施の形態にかかる充放電装置1およびユーザインターフェイス部2の構成例を示す図である。
【0015】
図2に示すように、充放電装置1は、インバータ部11、コンバータ部12および制御部13を備える。インバータ部11は分電盤8に接続される。コンバータ部12には充放電ケーブル部32が接続され、充放電ケーブル部32には電動車両3に搭載された蓄電池31が接続される。インバータ部11およびコンバータ部12は、電力変換部10を構成し、制御部13から充電動作が指示された場合は蓄電池31を充電するための動作を行い、制御部13から放電動作が指示された場合は蓄電池31を放電させるための動作を行う。
【0016】
インバータ部11は、充放電装置1が充電動作を行う場合、すなわち、制御部13から充電動作が指示された場合、分電盤8を介して接続された系統電源200またはパワーコンディショナ5から入力される交流電力を直流電力に変換してコンバータ部12に出力する。また、インバータ部11は、充放電装置1が放電動作を行う場合、すなわち、制御部13から放電動作が指示された場合、コンバータ部12から入力される直流電力を交流電力に変換して分電盤8に出力する。
【0017】
コンバータ部12は、充放電装置1が充電動作を行う場合、すなわち、制御部13から充電動作が指示された場合、インバータ部11から入力される直流電力に対して電圧変換を行い蓄電池31の充電用の直流電力を生成する。また、コンバータ部12は、充放電装置1が放電動作を行う場合、すなわち、制御部13から放電動作が指示された場合、蓄電池31から入力される直流電力に対して電圧変換を行い、電圧変換後の直流電力をインバータ部11に出力する。
【0018】
制御部13は、充電量管理部14、時間管理部15および動作制御部16を備える。充電量管理部14は、後述する目標充電量情報をユーザインターフェイス部2経由でユーザから取得して管理する。時間管理部15は、後述する充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間情報をユーザインターフェイス部2経由でユーザから取得して管理する。動作制御部16は、充電量管理部14が管理する目標充電量情報と、時間管理部15が管理する充電量調整時間情報とに基づいて、電力変換部10のインバータ部11およびコンバータ部12の動作を制御する。
【0019】
ここで、制御部13のハードウェア構成について説明する。図3は、実施の形態にかかる充放電装置1の制御部13を実現するハードウェアの一例を示す図である。制御部13は、例えば、図3に示すプロセッサ101およびメモリ102を含んだハードウェアにより実現される。プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。また、メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable ROM)などである。
【0020】
制御部13、すなわち、充電量管理部14、時間管理部15および動作制御部16は、プロセッサ101およびメモリ102により実現される。具体的には、充電量管理部14、時間管理部15および動作制御部16として動作するためのプログラムをメモリ102に格納しておき、メモリ102に格納されているプログラムをプロセッサ101が読み出して実行することにより、充電量管理部14、時間管理部15および動作制御部16が実現される。
【0021】
なお、図3は、汎用のプロセッサ101およびメモリ102で制御部13を実現する場合のハードウェア構成の例を示したものであるが、プロセッサ101およびメモリ102に相当する回路を専用の処理回路で実現するようにしてもよい。すなわち、制御部13の充電量管理部14、時間管理部15および動作制御部16を専用の処理回路で実現するようにしてもよい。この場合、専用の処理回路としては、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【0022】
図2の説明に戻り、ユーザインターフェイス部2は、操作受付部21および表示部22を備える。操作受付部21は、充放電装置1に対する操作をユーザより受け付け、受け付けた操作の内容を示す信号を生成して充放電装置1に出力する。表示部22は、充放電装置1を操作するためのメニュー画面、充放電装置1の動作状態の確認画面、など、各種画面を表示する。
【0023】
なお、本実施の形態では充放電装置1とユーザインターフェイス部2とを別構成としているが充放電装置1がユーザインターフェイス部2を含む構成としてもよい。また、充放電装置1とユーザインターフェイス部2とが別構成の場合、ユーザインターフェイス部2は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末などで実現してもよいし、入力手段、表示手段などを備える専用の装置で実現してもよい。
【0024】
つづいて、充放電装置1が電動車両3に搭載された蓄電池31の充電および放電を行う動作について説明する。
【0025】
充放電装置1は、蓄電池31の充電および放電を行うにあたり、ユーザより目標充電量情報、充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間情報を取得し、これらの情報を充電量管理部14および時間管理部15で保持しておく。
【0026】
充電量管理部14が管理する目標充電量情報は、電動車両3の使用に備えて確保しておく蓄電池31の充電量を示す情報である。本実施の形態では、電動車両3の使用に備えて確保しておく蓄電池31の充電量を目標充電量と称する。目標充電量は、系統から電力を購入して蓄電池31を充電する場合の最大の充電量となる。
【0027】
ユーザは、電動車両3の使用予定を考慮するなどして目標充電量を決定し、決定した目標充電量を、ユーザインターフェイス部2を使用して入力する。このとき、ユーザインターフェイス部2は、例えば、図4に示す画面を表示部22に表示し、目標充電量をユーザに入力させる。図4は、実施の形態にかかるユーザインターフェイス部2が表示する目標充電量の入力受け付け画面の一例を示す図である。ユーザは、曜日ごとに目標充電量を入力し、設定ボタンを押下することで各曜日の目標充電量の入力を終了する。ユーザインターフェイス部2は、ユーザによる入力が終了すると、各曜日の目標充電量を示す目標充電量情報を生成して充放電装置1の制御部13に送信する。ユーザインターフェイス部2は、終了ボタンが押下されると入力受け付け動作を終了する。
【0028】
時間管理部15が管理する充電量調整時間情報は、電動車両3の蓄電池31の充電量が目標充電量に近づくように蓄電池31の充電量を調整する時間帯を示す情報である。本実施の形態では、蓄電池31の充電量を調整する時間帯を充電量調整時間と称する。また、時間管理部15が管理するエネルギーマネージメント時間情報は、ユーザインターフェイス部2からの情報設定を受けた制御部13にてエネルギーマネージメントを行う時間帯を示す情報である。本実施の形態では、ユーザインターフェイス部2からの情報設定を受けた制御部13にてエネルギーマネージメントを行う時間帯をエネルギーマネージメント時間と称する。また、時間管理部15が管理するエネルギーマネージメント時間情報は、HEMS制御装置9がエネルギーマネージメントを行う時間情報となる場合も応用例としてある。すなわち、制御部13が行うエネルギーマネージメントをHEMS制御装置9が行うようにしてもよい。応用例では、HEMS制御装置9が時間管理部15を備える構成としてもよい。この場合、制御部13およびHEMS制御装置9は、充放電装置1の動作を制御する制御システムを構成する。
【0029】
ユーザは、系統から電力を購入する際の電気料金の契約内容、ライフスタイルなどを考慮して充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間を決定し、決定した充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間を、ユーザインターフェイス部2を使用して入力する。このとき、ユーザインターフェイス部2は、例えば、図5に示す画面を表示部22に表示し、充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間をユーザに入力させる。図5は、実施の形態にかかるユーザインターフェイス部2が表示する充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間の入力受け付け画面の一例を示す図である。ユーザは、表示されている充電量調整時間を変更する場合は充電量調整時間と対応付けられた変更ボタンを押下した後、変更後の充電量調整時間を入力し、表示されているエネルギーマネージメント時間を変更する場合はエネルギーマネージメント時間と対応付けられた変更ボタンを押下した後、変更後のエネルギーマネージメント時間を入力する。ユーザは設定ボタンを押下することで、充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間の入力を終了する。ユーザインターフェイス部2は、ユーザによる入力が終了すると、ユーザが入力した充電量調整時間を示す充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間を示すエネルギーマネージメント時間情報を生成して充放電装置1の制御部13に送信する。ユーザインターフェイス部2は、終了ボタンが押下されると入力受け付け動作を終了する。
【0030】
充放電装置1は、保持している目標充電量情報、充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間情報に基づいて、蓄電池31の充電または放電を行う。動作の具体例について、図6および図7を用いて説明する。
【0031】
図6は、実施の形態にかかる充放電装置1が蓄電池31の充電量を調整する動作の第1の例を説明するための図である。図6では、蓄電池31の充電量の時間変化の第1の例を示している。図6に示す第1の例は、充電量調整時間の開始時に蓄電池31の充電量が目標充電量よりも少ない場合に対応する。第1の例では、目標充電量の設定が60%、充電量調整時間の設定が0時〜6時、エネルギーマネージメント時間の設定が7時30分〜22時30分とされている。なお、説明を簡単化するため、図6では、充放電装置1に電動車両3の蓄電池31が常に接続された状態のときの充電量の時間変化を示している。
【0032】
図6に示す第1の例では、太陽光発電の余剰電力が少なく、蓄電池31に十分に電力が蓄えられないため、充電量調整時間の開始時点で蓄電池31の充電量が40%となっている。この場合、充電量が目標充電量の60%を下回っているため、充放電装置1は、系統電源200から電力の供給を受け、目標充電量となるように蓄電池31を充電する。なお、図6では、充電量調整時間が終了する時点で目標充電量となるように充放電装置1が充電動作を行っているが、充電量調整時間が終了するよりも前の時点で目標充電量に達しても構わない。この場合、充放電装置1は、目標充電量に達した後は充電動作を停止し、蓄電池31の充電量が目標充電量を維持するようにする。一方、充電量調整時間の開始時点の蓄電池31の充電量が低すぎる場合、充電量調整時間が短い場合など、条件によっては充電量調整時間の終了時点で充電量が目標充電量に達しないこともあり得る。
【0033】
エネルギーマネージメント時間においては、ユーザが予め設定した条件に従いエネルギーマネージメントを行う。例えば、太陽光発電の電力で蓄電池31を充電し、買電が最小となるよう、充放電装置1は蓄電池31を充電する。なお、エネルギーマネージメント時間では、制御部13が太陽光発電で得られる電力量、宅内負荷4の動作状態などを確認し、確認結果と、ユーザが予め設定した条件とに基づいて、電力変換部10の動作を制御する。制御部13は、例えば、充電動作の開始、充電動作の停止などを電力変換部10に指示する。また、制御部13がHEMS制御装置9から受け取った指示に従って、電力変換部10に動作指示を行う場合も応用例としてある。この応用例では、エネルギーマネージマント時間において、HEMS制御装置9は、太陽光発電で得られる電力量、宅内負荷4の動作状態などを確認し、確認結果と、ユーザが予め設定した条件とに基づいて、充放電装置1に実行させる動作を決定し、制御部13に対して電力変換部10の動作を指示する。制御部13は、HEMS制御装置9からの指示に従い電力変換部10の動作を制御する。
【0034】
充放電装置1は、充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間のいずれにも設定されていない時間では、動作を停止する。すなわち、充放電装置1は、蓄電池31の充電動作および放電動作のいずれも行わない。
【0035】
図7は、実施の形態にかかる充放電装置1が蓄電池31の充電量を調整する動作の第2の例を説明するための図である。図7では、蓄電池31の充電量の時間変化の第2の例を示している。図7に示す第2の例は、充電量調整時間の開始時に蓄電池31の充電量が目標充電量よりも多い場合に対応する。第2の例も上記の第1の例と同様に、目標充電量の設定が60%、充電量調整時間の設定が0時〜6時、エネルギーマネージメント時間の設定が7時30分〜22時30分とされている。図6と同様に、図7では、充放電装置1に電動車両3の蓄電池31が常に接続された状態のときの充電量の時間変化を示している。
【0036】
図7に示す第2の例では、太陽光発電の余剰電力が十分にあり、蓄電池31に十分に電力が蓄えられて、充電量調整時間の開始時点で蓄電池31の充電量が80%となっている。この場合、充電量が目標充電量の60%を上回っているため、充放電装置1は、蓄電池31に蓄積された電力を宅内負荷4、ヒートポンプ式給湯器7などに供給し、蓄電池31の充電量が目標充電量となるようにする。なお、図7では、充電量調整時間が終了する時点で目標充電量となるように充放電装置1が放電動作を行っているが、充電量調整時間が終了するよりも前の時点で目標充電量に達しても構わない。この場合、充放電装置1は、目標充電量に達した後は放電動作を停止し、蓄電池31の充電量が目標充電量を維持するようにする。一方、蓄電池31の充電量と目標充電量との差に対して宅内負荷4などが消費する電力量が少ない場合、充電量調整時間が短い場合など、条件によっては充電量調整時間の終了時点で充電量が目標充電量に達しないこともあり得る。
【0037】
エネルギーマネージメント時間においては、上記の第1の例と同様に、ユーザが予め設定した条件に従いエネルギーマネージメントを行う。
【0038】
以上、本実施の形態にかかる充放電装置1の2つの動作例を説明したが、蓄電池31が接続されているときの充放電装置1の動作をフローチャートで示すと図8のようになる。図8は、実施の形態にかかる充放電装置1の動作例を示すフローチャートである。
【0039】
図8に示すように、充放電装置1は、まず、現在時刻は充電量調整時間であるかを確認し(ステップS11)、充電量調整時間の場合(ステップS11:Yes)、蓄電池31の充電量が目標充電量よりも多い状態か否かを確認する(ステップS12)。蓄電池31の充電量が目標充電量よりも多い状態の場合(ステップS12:Yes)、充放電装置1は、放電動作を行い、宅内負荷4などに蓄電池31の電力を供給する(ステップS13)。その後、充放電装置1はステップS11に戻る。
【0040】
一方、蓄電池31の充電量が目標充電量よりも多い状態ではない場合(ステップS12:No)、充放電装置1は、蓄電池31の充電量が目標充電量よりも少ない状態か否かを確認する(ステップS14)。蓄電池31の充電量が目標充電量よりも少ない状態の場合(ステップS14:Yes)、充放電装置1は、充電動作を行い、系統電源200からの電力を蓄電池31に充電する(ステップS15)。その後、充放電装置1はステップS11に戻り動作を継続する。これに対して、蓄電池31の充電量が目標充電量よりも少ない状態ではない場合(ステップS14:No)、蓄電池31の充電量が目標充電量と等しい状態であるため、充放電装置1は動作を停止する(ステップS16)。すなわち、充放電装置1は、蓄電池31の充電動作および放電動作のいずれも行わない。充放電装置1は、動作を停止した後はステップS11に戻る。
【0041】
また、充電量調整時間ではない場合(ステップS11:No)、充放電装置1は、現在時刻はエネルギーマネージメント時間であるかを確認する(ステップS17)。エネルギーマネージメント時間の場合(ステップS17:Yes)、充放電装置1は、ユーザ所望のエネルギーマネージメントを行う(ステップS18)。このステップS18において、充放電装置1は、電力変換部10が制御部13からの指示に従って動作することにより、エネルギーマネージメントを行う。充放電装置1において、電力変換部10は、制御部13の指示に従い、例えば、太陽光発電で得られる電力が宅内負荷4の消費電力よりも多く余剰電力が発生しているときは蓄電池31を充電し、太陽光発電で得られる電力が宅内負荷4の消費電力よりも少ないときは蓄電池31を放電させて宅内負荷4に供給する。その後、充放電装置1はステップS11に戻る。また、充放電装置1はHEMS制御装置9と連携し、前記動作指示をする制御する場合も応用例としてある。すなわち、HEMS制御装置9が充放電装置1に実行させる動作を決定して充放電装置1に動作の指示を行い、充放電装置1では、制御部13が、HEMS制御装置9からの指示に従い、電力変換部10の動作を制御する。
【0042】
また、充放電装置1は、エネルギーマネージメント時間ではない場合(ステップS17:No)、動作を停止し(ステップS19)、ステップS11に戻る。
【0043】
以上説明したように、本実施の形態にかかる充放電装置1は、充電量調整時間である場合、電動車両3に搭載された蓄電池31の充電動作または放電動作を行い、蓄電池31の充電量が目標充電量となるように調整する。充放電装置1によれば、太陽光発電で発生した余剰電力を蓄電池31に蓄積できない状況が発生するのを防止することができ、余剰電力の柔軟な活用を実現できる。
【0044】
なお、本実施の形態では、曜日ごとに目標充電量を設定する場合について説明したが、目標充電量の設定方法はこれに限定されない。平日と休日との2つに分けて目標充電量を設定する構成としてもよいし平日と休日とに分けることなく毎日共通の1つの目標充電量を設定する構成としてもよい。また、充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間を設定する方法も本実施の形態で示した方法に限定されない。充電量調整時間およびエネルギーマネージメント時間についても曜日ごとに設定する構成としてもよい。
【0045】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【0046】
1 充放電装置、2 ユーザインターフェイス部、3 電動車両、4 宅内負荷、5 パワーコンディショナ、6 太陽光発電用パネル、7 ヒートポンプ式給湯器、8 分電盤、9 HEMS制御装置、10 電力変換部、11 インバータ部、12 コンバータ部、13 制御部、14 充電量管理部、15 時間管理部、16 動作制御部、21 操作受付部、22 表示部、31 蓄電池、32 充放電ケーブル部、100 エネルギー管理システム、200 系統電源。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】

【手続補正書】
【提出日】20200123
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、
前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、
前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて前記電力変換部を制御する動作制御部と、
を備え
前記時間帯は夜間であり、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御する、
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項2】
前記充電量管理部は、曜日ごとに異なる目標充電量情報を管理する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電装置。
【請求項3】
前記目標充電量情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の充放電装置。
【請求項4】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置の動作を制御する制御システムであって、
前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて、前記充放電装置において前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部、を制御する動作制御部と、
を備え
前記時間帯は夜間であり、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御する、
ことを特徴とする制御システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、を備える。また、充放電装置は、蓄電池を充電または放電させて蓄電池の充電量を目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報を管理する時間管理部と、目標充電量情報および充電量調整時間情報に基づいて電力変換部を制御する動作制御部と、を備える。時間帯は夜間であり、動作制御部は、電力変換部を制御して蓄電池の充電量を目標充電量に近づけ、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも少ない場合、蓄電池を充電するよう電力変換部を制御し、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも多い場合、蓄電池を放電させるよう電力変換部を制御する。

【手続補正書】
【提出日】20200417
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、
前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、
所望の日ごとに前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて前記電力変換部を制御する動作制御部と、
前記目標充電量情報、前記充電量調整時間情報および前記エネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、
を備え、
前記時間帯前記充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御
前記時間帯が、前記エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、
前記動作制御部は、前記蓄電池の充電量、前記太陽光発電システムで得られる電力量および前記住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、前記電力変換部を制御する、
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項2】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置の動作を制御する制御システムであって、
所望の日ごとに前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて、前記充放電装置において前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部、を制御する動作制御部と、
前記目標充電量情報、前記充電量調整時間情報および前記エネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、
を備え、
前記時間帯前記充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御
前記時間帯が、前記エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、
前記動作制御部は、前記蓄電池の充電量、前記太陽光発電システムで得られる電力量および前記住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、前記電力変換部を制御する、
ことを特徴とする制御システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、所望の日ごとに蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、を備える。また、充放電装置は、蓄電池を充電または放電させて蓄電池の充電量を目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、目標充電量情報および充電量調整時間情報に基づいて電力変換部を制御する動作制御部と、目標充電量情報と充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、を備える。時間帯充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、動作制御部は、電力変換部を制御して蓄電池の充電量を目標充電量に近づけ、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも少ない場合、蓄電池を充電するよう電力変換部を制御し、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも多い場合、蓄電池を放電させるよう電力変換部を制御し、時間帯が、エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、動作制御部は、蓄電池の充電量、太陽光発電システムで得られる電力量および住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、電力変換部を制御する。

【手続補正書】
【提出日】20200826
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、
前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、
所望の日ごとに前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記太陽光発電システムが発電できない時間帯かつ前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて前記電力変換部を制御する動作制御部と、
前記目標充電量情報、前記充電量調整時間情報および前記エネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、
を備え、
前記時間帯が、前記充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御し、
前記時間帯が、前記エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、
前記動作制御部は、前記蓄電池の充電量、前記太陽光発電システムで得られる電力量および前記住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、前記電力変換部を制御
前記太陽光発電システムで発生した余剰電力を前記蓄電池に蓄積できない状況が発生するのを防止するよう制御する、
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項2】
太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置の動作を制御する制御システムであって、
所望の日ごとに前記蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、
前記太陽光発電システムが発電できない時間帯かつ前記蓄電池を充電または放電させて前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、
前記目標充電量情報および前記充電量調整時間情報に基づいて、前記充放電装置において前記蓄電池の充電および放電を行う電力変換部、を制御する動作制御部と、
前記目標充電量情報、前記充電量調整時間情報および前記エネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、
を備え、
前記時間帯が、前記充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、
前記動作制御部は、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電量を前記目標充電量に近づけ、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも少ない場合、前記蓄電池を充電するよう前記電力変換部を制御し、前記時間帯に前記蓄電池の充電量が前記目標充電量よりも多い場合、前記蓄電池を放電させるよう前記電力変換部を制御し、
前記時間帯が、前記エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、
前記動作制御部は、前記蓄電池の充電量、前記太陽光発電システムで得られる電力量および前記住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、前記電力変換部を制御
前記太陽光発電システムで発生した余剰電力を前記蓄電池に蓄積できない状況が発生するのを防止するよう制御する、
ことを特徴とする制御システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光発電システムが導入された住宅において電動車両に搭載された蓄電池の充電および放電を行う充放電装置であって、蓄電池の充電および放電を行う電力変換部と、所望の日ごとに蓄電池の目標充電量を示す目標充電量情報を管理する充電量管理部と、を備える。また、充放電装置は、太陽光発電システムが発電できない時間帯かつ蓄電池を充電または放電させて蓄電池の充電量を目標充電量に近づける動作を行う時間帯を示す充電量調整時間情報と、所望のエネルギーマネージメント時間情報と、を管理する時間管理部と、目標充電量情報および充電量調整時間情報に基づいて電力変換部を制御する動作制御部と、目標充電量情報と充電量調整時間情報およびエネルギーマネージメント時間情報の入力を受け付けるユーザインターフェイス部と、を備える。時間帯が、充電量調整時間情報の示す充電量調整時間である場合は、動作制御部は、電力変換部を制御して蓄電池の充電量を目標充電量に近づけ、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも少ない場合、蓄電池を充電するよう電力変換部を制御し、時間帯に蓄電池の充電量が目標充電量よりも多い場合、蓄電池を放電させるよう電力変換部を制御し、時間帯が、エネルギーマネージメント時間情報の示すエネルギーマネージメント時間である場合は、動作制御部は、蓄電池の充電量、太陽光発電システムで得られる電力量および住宅内の宅内負荷の動作状態に基づいて、電力変換部を制御し、太陽光発電システムで発生した余剰電力を蓄電池に蓄積できない状況が発生するのを防止するよう制御する。
【国際調査報告】