JP7655149B2 - 制御装置、サーバおよびプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、制御装置、サーバおよびプログラムに関する。
特許文献1には、災害に伴う電力不足時に、複数の車両を用いて避難所等の施設に外部給電する技術が開示されている。
特開2017-112806号公報
しかしながら、上述した特許文献1では、複数の車両を用いて施設に給電する場合、施設側の需要電力量と複数の車両が給電する電力量との差によって生じる周波数の変化について何ら考慮されていなかった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の車両を用いて施設に給電する場合であっても、周波数を一定に維持することができる制御装置、サーバおよびプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る制御装置は、複数の車両の各々が給電可能な電力量を示す給電情報と、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、を取得し、前記給電情報に基づいて、前記複数の車両の中から前記複数の車両の各々の給電を制御するマスター車両を決定し、前記マスター車両の前記給電情報と、前記需要電力情報と、に基づいて、前記複数の車両の各々が前記施設へ給電する際の電力量を制御するように構成されるプロセッサを備える。
また、本開示に係るサーバは、複数の車両の各々が給電可能な電力量を示す給電情報と、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、を取得し、
前記給電情報に基づいて、前記複数の車両の中から前記複数の車両の各々の給電を制御するマスター車両を決定し、前記マスター車両の前記給電情報と、前記需要電力情報と、に基づいて、前記複数の車両の各々が前記施設へ給電する際の電力量を制御するように構成されるプロセッサを備える。
また、本開示に係るプログラムは、プロセッサに、複数の車両の各々が給電可能な電力量を示す給電情報と、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、を取得し、前記給電情報に基づいて、前記複数の車両の中から前記複数の車両の各々の給電を制御するマスター車両を決定し、前記マスター車両の前記給電情報と、前記需要電力情報と、に基づいて、前記複数の車両の各々が前記施設へ給電する際の電力量を制御する、ことを実行させる。
本開示によれば、複数の車両を用いて施設に給電する場合、周波数を一定に維持することができるという効果を奏する。
図1は、実施の形態1に係る電力システムの概略構成を示す図である。 図2は、実施の形態1に係る電力システムにおける充放電装置および施設の機能構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1に係る車両の機能構成を示すブロック図である。 図4は、実施の形態2に係る車両が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図5は、実施の形態2に係る電力システムの概略構成を示す図である。 図6は、実施の形態2に係るサーバの機能構成を示すブロック図である。
以下、本開示の実施の形態に係る制御装置、サーバ、およびプログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものではない。また、以下において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
(実施の形態1)
〔電力システムの概略構成〕
図1は、実施の形態1に係る電力システムの概略構成を示す図である。図1に示す電力システム1は、複数の車両10~10(n=4以上の整数)(以下、複数の車両10~10のいずれかを指す場合、単に「車両10」と表記する)と、充放電装置20と、複数の充放電ケーブル30~30(以下、充放電ケーブル30~30のいずれかを指す場合、単に「充放電ケーブル30」という)と、施設40と、複数の通信端末50~50(m=4以上の整数)(以下、複数の通信端末50~50のいずれかを指す場合、単に「通信端末50」と表記する)と、を備える。なお、図1では、車両10~10が施設40へ交流電力を給電(放電)する場合について説明する。また、図1では、1つの充放電装置20に対して、車両10~10を並列状態で電気的に接続する場合について説明するが、これに限定されることなく、車両10~10の各々に対して、充放電装置20を設ける場合(4箇所設置の場合)であっても適用することができる。もちろん、1つの充放電装置20に対して、車両10~10を直列状態で電気的に接続する場合、車両10~10を直列状態および並列状態を組み合わせて電気的に接続する場合であっても適用することができる。
車両10は、HEV(Hybrid Electric Vehicle)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)およびBEV(Battery Electric Vehicle)のいずれを用いて実現される。車両10は、充放電ケーブル30を介して充放電装置20に電気的に接続される。車両10は、充放電ケーブル30および充放電装置20を介して電力を施設40内の電気負荷へ給電(放電)する。また、車両10は、充放電ケーブル30および充放電装置20を介して施設40から供給される電力を内部に搭載された二次電池に充電する。さらに、車両10は、HEV、PHEVおよびFCEV等の発電機能を有する場合、発電した電力を、充放電ケーブル30および充放電装置20を介して電力を施設40内の電気負荷へ給電(放電)する。
充放電装置20は、充放電ケーブル30と施設40との間に設けられる。充放電装置20は、充放電ケーブル30を介して並列状態で接続された車両10と、施設40と、を電気的に接続する。充放電装置20は、充放電ケーブル30を介して並列状態で接続された車両10に対して、施設40から供給された電力を所定の電圧値に変換して供給する。また、充放電装置20は、充放電ケーブル30を介して並列状態で接続された車両10から給電(放電)された電力を所定の電圧値に変換して施設40へ供給する。
施設40は、充放電装置20を介して車両10から供給された電力を受電するとともに、送電線等から商用系統電力を受電する。また、施設40は、充放電装置20を介して施設40から供給された電力を車両10へ供給(給電)する。
通信端末50は、車両10と所定の通信規格に従って通信可能に接続され、車両10に関する各種情報を受信する。以下においては、通信端末50を携帯電話として説明するが、これに限定されることなく、例えば表示モニタを有するタブレット型端末およびウェアラブル装置等であっても適用することができる。また、所定の通信規格とは、Wi-Fi(登録商標)およびBluetooth(登録商標)等である。
なお、図1では、車両10が施設40へ電力を供給(放電)する場合について説明するが、車両10の台数は、4台に限定されるものではない。また、図1では、1つの充放電装置20に対して、車両10~10を並列状態で電気的に接続する場合について説明するが、車両10~10の各々に対して、個別に充放電装置20を設ける場合(4箇所設置の場合)であっても適用することができる。
〔電力システムの機能構成〕
次に、電力システム1の機能構成について説明する。図2は、電力システム1における充放電装置20および施設40の機能構成を示すブロック図である。なお、車両10の詳細な機能構成については後述する。
〔充放電装置の機能構成〕
まず、充放電装置20の機能構成について説明する。図2に示すように、充放電装置20は、アウトレット部21と、充放電部22と、通信部23と、記録部24と、充放電制御部25と、を備える。
アウトレット部21(Electric Outlet)は、一端が複数の充放電ケーブル30の各々のプラグが電気的に接続され、他端が充放電部22および通信部23と電気的に接続される。アウトレット部21は、充放電ケーブル30のプラグが差し込み可能な複数の差込口を有する。
充放電部22は、一端がアウトレット部21に電気的に接続され、他端が後述する施設40の受変電設備41に電気的に接続される。充放電部22は、充放電制御部25の制御のもと、アウトレット部21および充放電ケーブル30を介して施設40の受変電設備41からの電力を車両10へ供給する。また、充放電部22は、充放電制御部25の制御のもと、アウトレット部21および充放電ケーブル30を介して車両10からの電力を受変電設備41へ供給する。充放電部22は、少なくとも、交流電力および直流電力を双方向に変換可能なAC/DCコンバータ221と、直流電力を双方向に変換可能なDC/DCコンバータ222と、有する。
AC/DCコンバータ221は、充放電制御部25の制御のもと、受変電設備41から供給された交流電力を直流電力に変換してDC/DCコンバータ222へ出力する。また、AC/DCコンバータ221は、充放電制御部25の制御のもと、DC/DCコンバータ222から入力された直流電力を交流電力に変換して受変電設備41へ出力する。
DC/DCコンバータ222は、充放電制御部25の制御のもと、AC/DCコンバータ221から入力された直流電力を所定の電圧値に変換してアウトレット部21へ出力する。また、DC/DCコンバータ222は、充放電制御部25の制御のもと、アウトレット部21から入力された直流電力を所定の電圧値に変換してAC/DCコンバータ221へ出力する。
通信部23は、充放電ケーブル30およびアウトレット部21を介して入力された車両10のCANデータや車両10に関する各種情報を受信し、この受信した各種情報を充放電制御部25へ出力する。また、通信部23は、充放電ケーブル30およびアウトレット部21を介して車両10へ充放電制御部25からの各種情報を送信する。さらに、通信部23は、図示しないインターネット等の公衆通信網または携帯電話通信網等のネットワークを介して外部のサーバ等と通信を行う。
記録部24は、充放電装置20に関する各種情報を記録する。また、記録部24は充放電情報を記録する充放電情報記録部241と、施設40の需要電力量を示す需要電力情報を記録する需要電力情報記録部242と、を有する。ここで、充放電情報とは、アウトレット部21の差込口の数、充放電装置20に収容された充放電ケーブル30の数、充放電ケーブル30の種類、充放電ケーブル30の長さ、差込口の規格情報、供給可能な電圧値等である。また、需要電力情報とは、施設40において契約された契約電力に基づく1時間当たりの消費電力量、または施設40に設置された非常電源が放電する1時間当たりの電力量等である。例えば、需要電力情報は、施設40が病院等の場合、非常灯、誘導灯、手術室、エレベーターおよび酸素供給装置等の停電時に駆動を必要とする機器で消費される電力量を合算した電力量である。記録部24は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、Flashメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等を用いて構成される。
充放電制御部25は、メモリと、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)またはCPU(Central Processing Unit)等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成される。充放電制御部25は、充放電装置20を構成する各部を制御する。
〔施設の機能構成〕
次に、施設40の機能構成について説明する。施設40は、受変電設備41と、配電盤42と、外部負荷装置43と、を有する。
受変電設備41は、外部から送電された外部電力を受電し、受電した外部電力を所定の電圧値等に変換を行って配電盤42および充放電装置20へ供給する。また、受変電設備41は、充放電装置20を介して車両10から供給(放電)された電力を受電し、受電した電力を配電盤42へ供給する。
配電盤42は、施設40内に設けられたアウトレット(図示せず)と電気的に接続され、受変電設備41からの供給された交流電力を外部負荷装置43へ配電する。
外部負荷装置43は、電力を消費する器具である。具体的には、外部負荷装置43は、例えば照明器具、蓄電池、エレベーター、家電製品および通信装置等である。
〔車両の機能構成〕
次に、車両10の詳細な機能構成について説明する。図3は、車両10の機能構成を示すブロック図である。
図3に示すように、車両10は、エンジン101と、発電機102と、第1のインバータ103と、モータ104と、駆動輪105と、二次電池106と、コンバータ107と、切替部108と、第2のインバータ109と、インレット部110と、第1の検出部111と、車内コンセント112と、第2の検出部113と、燃料タンク114と、第3の検出部115と、第4の検出部116と、第1の外部通信部117と、通信部118と、第2の外部通信部119と、カーナビゲーションシステム120と、記録部121と、ECU(Electronic Control Unit)122と、を備える。
エンジン101は、周知の内燃機関によって構成され、燃料タンク114内に貯留されている燃料を用いて動力を出力する。エンジン101は、ECU122の制御のもと、駆動する。エンジン101から出力された動力は、発電機102を駆動する。
発電機102は、第1のインバータ103を介してモータ104と電気的に接続される。発電機102は、ECU122の制御のもと、発電した交流電力を、切替部108およびコンバータ107を介して二次電池106へ供給する。発電機102は、発電機能に加えてモータ機能を有する発電用モータジェネレータを用いて構成される。
第1のインバータ103は、ECU122の制御のもと、切替部108およびコンバータ107を介して供給される二次電池106からの放電電力(直流電力)を交流電力に変換し、この交流電力をモータ104へ供給する。また、第1のインバータ103は、ECU122の制御のもと、車両10の回生制動時において、モータ104で発電される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を、切替部108およびコンバータ107を介して二次電池106へ供給する。第1のインバータ103は、例えば三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路を含む三相インバータ回路等を用いて構成される。
モータ104は、ECU122の制御のもと、車両10の加速時に、第1のインバータ103から供給される交流電力によって駆動する。モータ104から出力された動力は、駆動輪105を駆動させる。また、モータ104は、ECU122の制御のもと、車両10の制動時に、駆動輪105から伝達される外力によって発電する発電機として機能し、この発電した電力を、第1のインバータ103から切替部108およびコンバータ107を介して二次電池106へ供給する。モータ104は、モータ機能に加えて発電機能を有する駆動用モータジェネレータを用いて構成される。
二次電池106は、例えばニッケル水素電池若しくはリチウムイオン電池等の充放電可能な蓄電池または電気二重層キャパシタ等の蓄電素子等を用いて構成される。二次電池106は、コンバータ107によって充放電可能であり、高電圧の直流電力を蓄える。
コンバータ107は、一端が二次電池106と電気的に接続され、他端が切替部108を介して第1のインバータ103および第2のインバータ109の一方と電気的に接続される。コンバータ107は、ECU122の制御のもと、二次電池106の充放電を行う。具体的には、コンバータ107は、二次電池106を充電する場合、第2のインバータ109、インレット部110および切替部108を介して外部から供給された直流電力を所定の電圧に降圧し、この降圧した充電電流を二次電池106に供給する。これに対して、コンバータ107は、二次電池106を放電させる場合、二次電池106からの直流電力の電圧を昇圧し、この昇圧した放電電流を、切替部108を介して第1のインバータ103へ供給する。
切替部108は、一端がコンバータ107に電気的に接続され、他端が第1のインバータ103および第2のインバータ109の一方と電気的に接続され。切替部108は、ECU122の制御のもと、コンバータ107と、第1のインバータ103および第2のインバータ109の一方とを電気的に接続する。切替部108は、機械式リレーまたは半導体スイッチ等を用いて構成される。
第2のインバータ109は、一端が切替部108に電気的に接続され、他端がインレット部110または車内コンセント112に電気的に接続される。第2のインバータ109は、ECU122の制御のもと、切替部108およびコンバータ107を介して供給される二次電池106からの放電電力(直流電力)を交流電力に変換し、この交流電力をインレット部110へ供給する。具体的には、第2のインバータ109は、ECU122の制御のもと、インレット部110および充放電ケーブル(図示せず)を介して外部へ交流電力を供給する。第2のインバータ109は、外部で使用される電力の形態に対応するように単相インバータ回路等を用いて構成される。
インレット部110は、一端が第2のインバータ109と電気的に接続される。インレット部110は、充放電ケーブル(図示せず)が着脱自在に接続される。インレット部110は、充放電ケーブルを介して、外部から供給された交流電力を第2のインバータ109へ供給し、かつ、外部から入力された制御信号等を含む各種情報を通信部118へ出力する。また、インレット部110は、充放電ケーブルを介して第2のインバータ109から供給された交流電力を外部へ供給し、かつ、通信部118を介して入力されたECU122からの制御信号等を含む各種情報を外部へ出力する。
第1の検出部111は、二次電池106のSOC(State of Charge:充電率)、温度、SOH(State of Health)、電圧値および電流値の各々を検出し、この検出結果をECU122へ出力する。第1の検出部111は、電流計、電圧計および温度センサ等を用いて構成される。
車内コンセント112は、第2のインバータ109と電気的に接続される。車内コンセント112は、一般の電化製品の電源プラグを接続可能であり、電源プラグが接続された電化製品に対して第2のインバータ109から供給された交流電力を供給する。
第2の検出部113は、車内コンセント112と第2のインバータ109との間に設けられ、車内コンセント112に接続された電気機器の消費電力および電流値の少なくとも一方を検出し、この検出結果をECU122へ出力する。第2の検出部113は、電力計、電流計および電圧計等を用いて構成される。
燃料タンク114は、エンジン101へ供給される燃料を貯留する。ここで、燃料としては、ガソリン等の化石燃料である。なお、車両10がFCEVの場合、水素燃料を貯留する。
第3の検出部115は、燃料タンク114内に貯留された燃料の残量を検出し、この検出結果をECU122へ出力する。第3の検出部115は、燃料計等を用いて構成される。
第4の検出部116は、車両10の状態情報を検出し、この検出結果をECU122へ出力する。ここで、状態情報とは、車両10の加速度、傾斜角度および速度等である。第4の検出部116は、加速度センサ、速度センサおよびジャイロセンサ等を用いて構成される。
第1の外部通信部117は、ECU122の制御のもと、所定の通信規格に従って、ECU122から入力される各種情報を図示しないサーアへ送信する。また、第1の外部通信部117は、図示しないサーバから受信した各種情報をECU122へ出力する。ここで、所定の通信規格とは、4G(4th Generation Mobile Communication System)および5G(5th Generation Mobile Communication System)等の通信規格である。第1の外部通信部117は、通信モジュール等を用いて構成される。
通信部118は、インレット部110を介して外部から入力された各種情報を含む制御信号を受信し、受信した制御信号をECU122へ出力する。また、通信部118は、ECU122から入力されたCANデータ等を含む制御信号をインレット部110へ出力する。通信部118は、通信モジュール等を用いて構成される。
第2の外部通信部119は、ECU122の制御のもと、所定の無線通信規格に従って、ECU122から入力される各種情報を通信端末50へ送信する。また、第2の外部通信部119は、通信端末50から受信した各種情報をECU122へ出力する。ここで、所定の通信規格とは、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)の少なくとも一方である。第2の外部通信部119は、無線通信モジュール等を用いて構成される。
カーナビゲーションシステム120は、GPS(Global Positioning System)センサ120aと、地図データベース120bと、報知装置120cと、操作部120dと、を有する。
GPSセンサ120aは、複数のGPS衛星または送信アンテナからの信号を受信し、受信した信号に基づいて、車両10の位置(経度および緯度)に関する位置情報を算出する。GPSセンサ120aは、GPS受信センサ等を用いて構成される。なお、実施の形態1では、GPSセンサ120aを複数個搭載することによって車両10の向き精度向上を図ってもよい。
地図データベース120bは、各種の地図データを記憶する。地図データベース120bは、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)等の記憶媒体を用いて構成される。
報知装置120cは、画像、地図、映像および文字情報を表示する表示部120eと、音声や警報音等の音を発生する音声出力部120fと、を有する。表示部120eは、液晶や有機EL(Electro Luminescence)等の表示ディスプレイを用いて構成される。音声出力部120fは、スピーカ等を用いて構成される。
操作部120dは、ユーザの操作の入力を受け付け、受け付けた各種の操作内容に応じた信号をECU122へ出力する。操作部120dは、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびジョグダイヤル等を用いて実現される。
このように構成されたカーナビゲーションシステム120は、GPSセンサ120aによって取得した現在の車両10の位置に関する位置情報を、地図データベース120bが記憶する地図データに対応する地図上に重ねることによって、車両10の現在走行している道路および目的値までの走行経路等を含む情報を、表示部120eと音声出力部120fとによってユーザに対して報知する。
記録部121は、車両10に関する各種情報を記録する。記録部121は、ECU122から入力された車両10のCANデータおよびECU122が実行する各種の処理中のデータ等を記録する。記録部121は、車両10に関する車種情報記録部121aと、車両10が給電可能な電力量を示す給電情報を記録する給電情報記録部121bと、車両10が実行する各種のプログラムを記録するプログラム記録部121cと、を有する。ここで、車種情報とは、車両10の車種、車両10を識別する識別情報、車両10の年式、発電機能の有無、HEV、PHEV、FCEVおよびBEVのいずれかを示す情報等が含まれる。また、給電情報とは、車両10が給電可能な電力量(kW)、給電可能な電圧(例えば100Vまたは200V)、電流値、二次電池106の最大容量および最大発電量(kWh)等である。記録部121は、DRAM、ROM、Flashメモリ、SSD等を用いて構成される。
ECU122は、メモリと、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアを有するプロセッサと、を用いて構成される。ECU122は、車両10を構成する各部の動作を制御する。ECU122は、取得部122aと、特定部122bと、決定部122cと、給電制御部122dと、判定部122eと、出力制御部122fと、を有する。なお、実施の形態1では、ECU122が制御装置として機能する。
取得部122aは、第2の外部通信部119を介して、複数の車両10~10の各々と通信を行い、複数の車両10~10の各々から給電情報と、車種情報と、を取得し、かつ、充放電装置20から需要電力情報と、を取得する。また、取得部122aは、発電機能を有する車両10毎の所定の燃料の残量と、複数の車両10~10の二次電池106のSOCを取得する。
特定部122bは、取得部122aが取得した複数の車両10~車両10の車種情報に基づいて、発電機能を有する車両10を特定する(ステップS102)。具体的には、特定部122bは、取得部122aが取得した複数の車両10~10の車種情報に基づいて、HEV、PHEVおよびFCEVを、発電機能を有する車両10として特定する。取得部122aは、特定部122bが特定した車両10から所定の燃料の残量を取得する。また、取得部122aは、発電機能を有する車両10毎の所定の燃料の残量と、複数の車両10~10の二次電池106のSOCを取得する。
決定部122cは、決定部122cは、取得部122aが取得した複数の車両10~10の各々から給電情報と、特定部122bが特定した車両10の燃料の残量と、に基づいて、複数の車両10~10が充放電装置20を介して施設40へ給電する際に、複数の車両10~10の給電を制御するマスター車両10を決定する。
給電制御部122dは、マスター車両10の給電情報と、充放電装置20の需要電力情報と、に基づいて、複数の車両10~10の各々が施設40へ給電する際の電力量を制御しながら給電を開始する。給電制御部122dは、車車間通信等を行うことによって、マスター車両10が給電する電力量と、新たに接続された車両10が給電する電力量と、を調整して給電させる。この場合、給電制御部122dは、一定時間経過後、例えば5分間後に、車車間通信等によってマスター車両10が給電する電力量を徐々に減少させつつ、新たに接続された車両10が施設40への給電する電力量を徐々に増加させる。給電制御部122dは、車車間通信等を行うことによって、マスター車両10が給電する電力量と、接続された外部電源が給電する電力量と、を調整して給電させる。
判定部122eは、給電を行っている複数の車両10~10に対して、燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10が発生したか否かを判定する。判定部122eは、給電を行っている複数の車両10~10に対して、二次電池106のSOCが第2の閾値以下の車両10が発生したか否かを判定する。
出力制御部122fは、燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10に対して、燃料の補給を指示する補給情報を車両10に紐付けられた通信端末50または表示部120eに出力する。出力制御部122fは、SOCが第2の閾値以下の車両10に対して、給電の停止を指示する停止情報を、車両10に紐付けられた通信端末50または表示部120eに出力する。
〔車両の処理〕
次に、車両10が実行する処理について説明する。図4は、車両10が実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、以下においては、複数の車両10~10のいずれか一つの車両10が実行する処理について説明するが、全ての車両10~10が行ってもよいし、ユーザの指定のもと、代表とする車両10が実行してもよい。
図4に示すように、まず、取得部122aは、第2の外部通信部119を介して、複数の車両10~10の各々と通信を行い、複数の車両10~10の各々から給電情報と、車種情報と、を取得し、かつ、充放電装置20から需要電力情報と、を取得する(ステップS101)。
続いて、特定部122bは、取得部122aが取得した複数の車両10~車両10の車種情報に基づいて、発電機能を有する車両10を特定する(ステップS102)。具体的には、特定部122bは、取得部122aが取得した複数の車両10~10の車種情報に基づいて、HEV、PHEVおよびFCEVを、発電機能を有する車両10として特定する。
その後、取得部122aは、特定部122bが特定した車両10から所定の燃料の残量を取得する(ステップS103)。
続いて、決定部122cは、取得部122aが取得した複数の車両10~10の各々から給電情報と、特定部122bが特定した車両10の燃料の残量と、に基づいて、複数の車両10~10が充放電装置20を介して施設40へ給電する際に、複数の車両10~10の給電を制御するマスター車両10を決定する。具体的には、決定部122cは、取得部122aが取得した複数の車両10~10の各々から給電情報と、特定部122bが特定した車両10の燃料の残量と、に基づいて、複数の車両10~10の中から、現在のSOCによる給電と、燃料の残量による発電と、を加算した電力量が最も多い車両10をマスター車両10に決定する。
その後、給電制御部122dは、マスター車両10の給電情報と、充放電装置20の需要電力情報と、に基づいて、複数の車両10~10の各々が施設40へ給電する際の電力量を制御しながら給電を開始する(ステップS105)。
続いて、取得部122aは、発電機能を有する車両10毎の所定の燃料の残量と、複数の車両10~10の二次電池106のSOCを取得する(ステップS106)。
続いて、判定部122eは、給電を行っている複数の車両10~10に対して、燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10が発生したか否かを判定する(ステップS107)。ここで、第1の閾値とは、車両10が現在位置から所定の燃料、例えばガソリンまたは水素を補給可能な補給ステーションまで移動して到着可能な燃料の値である。もちろん、第1の閾値は、適宜変更することができ、例えば、補給ステーションまでの経路上の混雑状況や渋滞状況をさらに加味して設定してもよいし、車両10の現在位置から複数の補給ステーションが存在する場合、最も遠い補給ステーションまでの距離を移動可能な燃料の値に変更することができる。判定部122eによって燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10が発生したと判定された場合(ステップS107:Yes)、車両10は、後述するステップS108へ移行する。これに対して、判定部122eによって燃料の残量が閾値以下の発電機能を有する車両10が発生していないと判定された場合(ステップS107:No)、車両10は、後述するステップS109へ移行する。
ステップS108において、出力制御部122fは、燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10に対して、燃料の補給を指示する補給情報を車両10に紐付けられた通信端末50または表示部120eに出力する。これにより、燃料の残量が第1の閾値以下の発電機能を有する車両10のユーザは、補給情報を確認することによって、車両10の燃料の補給タイミングを直感的に把握することができる。ステップS108の後、車両10は、後述するステップS111へ移行する。
ステップS109において、判定部122eは、給電を行っている複数の車両10~10に対して、二次電池106のSOCが第2の閾値以下の車両10が発生したか否かを判定する。ここで、第2の閾値とは、車両10が現在位置から待機場所へ移動可能なSOCの値である。もちろん、第2の閾値は、適宜変更することができ、例えば、車両10の現在位置から災害地域外へ向けて移動可能な距離を走行可能な値等に変更することができる。判定部122eによって二次電池106のSOCが第2の閾値以下の車両10が発生したと判定された場合(ステップS109:Yes)、車両10は、後述するステップS110へ移行する。これに対して、判定部122eによって二次電池106のSOCが第2の閾値以下の車両10が発生していないと判定された場合(ステップS109:No)、車両10は、後述するステップS111へ移行する。
ステップS110において、出力制御部122fは、SOCが第2の閾値以下の車両10に対して、給電の停止を指示する停止情報を、車両10に紐付けられた通信端末50または表示部120eに出力する。これにより、SOCが第2の閾値以下の車両10のユーザは、給電を停止するタイミングを直感的に把握することができる。ステップS110の後、マスター車両10は、後述するステップS111へ移行する。
続いて、判定部122eは、給電を行っている複数の車両10~10の中から給電を停止する車両10が発生したか否かを判定する(ステップS111)。具体的には、判定部122eは、車車間通信等によって給電を行っている複数の車両10~10の中から給電を停止する停止情報を受信したか否かを判定し、停止情報を受信した場合、給電を停止する車両10が発生したと判定する。判定部122eによって給電を停止する車両10が発生したと判定された場合(ステップS111:Yes)、車両10は、後述するステップS112へ移行する。これに対して、判定部122eによって給電を停止する車両10が発生しないと判定された場合(ステップS111:No)、車両10は、後述するステップS113へ移行する。
ステップS112において、給電制御部122dは、マスター車両10が給電する給電量を増加する制御を行う。具体的には、給電制御部122dは、施設40への給電を停止する車両10が給電する電力量を補完するように、マスター車両10が給電する電力量を増加する制御を行う。この場合、給電制御部122dは、車車間通信等によってマスター車両10が給電する電力量を徐々に増加させつつ、施設40への給電を停止する車両10が給電する電力量を徐々に減少させる。これにより、マスター車両10は、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。この結果、災害時や非常時に、複数の車両10~10によって大容量の電力を供給する場合であっても、周波数を一定に維持することができるため、施設40内の機器を安定して使用することができる。
続いて、判定部122eは、新たな車両10が施設40に接続されたか否かを判定する(ステップS113)。具体的には、判定部122eは、車車間通信等によって新たな車両10が、充放電装置20に接続されたことを示す接続信号が入力されたか否かを判定し、接続信号が入力された場合、新たな車両10が施設40へ接続されたと判定する。判定部122eによって新たな車両10が施設40へ接続されたと判定された場合(ステップS113:Yes)、車両10は、後述するステップS114へ移行する。これに対して、判定部122eによって新たな車両10が施設40へ接続されていないと判定された場合(ステップS113:No)、車両10は、後述するステップS115へ移行する。
ステップS114において、給電制御部122dは、車車間通信等を行うことによって、マスター車両10が給電する電力量と、新たに接続された車両10が給電する電力量と、を調整して給電させる。この場合、給電制御部122dは、一定時間経過後、例えば5分間後に、車車間通信等によってマスター車両10が給電する電力量を徐々に減少させつつ、新たに接続された車両10が施設40への給電する電力量を徐々に増加させる。これにより、マスター車両10は、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、電力の周波数が変動することを防止することができる。さらに、給電制御部122dは、一定時間経過後に、マスター車両10が給電する電力量を徐々に減少させつつ、新たに接続された車両10が施設40への給電する電力量を徐々に増加させ、瞬時電圧低下を防止することができるので、発電機102によって発電された電力の周波数を一定に維持することができる。ステップS114の後、車両10は、後述するステップS117へ移行する。
ステップS115において、判定部122eは、施設40または充放電装置20に外部電源が接続されたか否かを判定する。ここで、外部電源は、施設40内に備蓄されたディーゼル発電機および非常用発電機等であり、給電を停止した車両10の電力量を補填するために接続されるものである。判定部122eは、通信部118を介して、充放電装置20に外部電源が接続されたことを示す接続信号が入力されたか否かを判定し、接続信号が入力された場合、外部電源が接続されたと判定する。判定部122eによって施設40または充放電装置20に外部電源が接続されたと判定された場合(ステップS115:Yes)、車両10は、後述するステップS116へ移行する。これに対して、判定部122eによって施設40または充放電装置20に外部電源が接続されていないと判定された場合(ステップS115:No)、車両10は、後述するステップS117へ移行する。
ステップS116において、給電制御部122dは、車車間通信等を行うことによって、マスター車両10が給電する電力量と、接続された外部電源が給電する電力量と、を調整して給電させる。この場合、給電制御部122dは、マスター車両10が給電する電力量を徐々に減少させつつ、接続された外部電源が施設40への給電する電力量を徐々に増加させる。これにより、マスター車両10は、複数の車両10~車両10の各々が給電する電力量と、外部電源が給電する電力量と、を合算した供給電力量と、施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができる。ステップS114の後、車両10は、後述するステップS117へ移行する。
ステップS117において、判定部122eは、マスター車両10が給電を停止するか否かを判定する。具体的には、判定部122eは、ユーザによってカーナビゲーションシステム120の操作部120dが操作されることで、操作部120dから給電を停止する停止信号が入力されたか否かを判定する。判定部122eによってマスター車両10が給電を停止すると判定された場合(ステップS117:Yes)、車両10は、後述するステップS118へ移行する。これに対して、判定部122eによってマスター車両10が給電を停止しないと判定された場合(ステップS117:No)、車両10は、後述するステップS119へ移行する。
ステップS118において、決定部122cは、新たなマスター車両10を決定する。具体的には、決定部122cは、マスター車両10を除く発電機能を有する複数の車両10~10のうち、燃料の残量が最も多い車両10を次のマスター車両10に決定する。
続いて、判定部122eは、複数の車両10~10の各々による施設40への給電を停止するか否かを判定する。判定部122eによって複数の車両10~10の各々による施設40への給電を停止すると判定された場合(ステップS119:Yes)、車両10は、本処理を終了する。これに対して、判定部122eによって複数の車両10~10の各々による施設40への給電を停止しないと判定された場合(ステップS119:No)、車両10は、ステップS106へ戻る。
以上説明した実施の形態1によれば、ECU122が複数の車両10~10の各々が給電可能な電力量を示す給電情報と、複数の車両10~10の各々が給電する施設40の需要電力量を示す需要電力情報と、を取得する。その後、ECU122は、給電情報に基づいて、複数の車両10~10の中から複数の車両10~10の各々の給電を制御するマスター車両10を決定する。マスター車両10の給電情報と、施設40の需要電力情報と、に基づいて、複数の車両10~10の各々が施設40へ給電する際の電力量を制御する。これにより、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。この結果、災害時や非常時に、複数の車両10~10によって大容量の電力を供給する場合であっても、周波数を一定に維持することができるため、施設40内の機器を安定して使用することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122が車種情報に基づいて、複数の車両10~10毎に所定の燃料を用いた発電機能を有するか否かを判定し、発電機能を有する車両10から、所定の燃料の残量を取得する。その後、ECU122は、発電機能を有する車両10の残量と、複数の車両10~10の給電情報と、に基づいて、マスター車両10を決定する。これにより、施設40へ給電する電力量が最も多い車両10をマスター車両10に設定するため、施設40へ電力を安定して長時間供給することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122が燃料の残量が閾値以下と判定した発電機能を有する車両10に対して、燃料の補給を指示する指示情報を出力する。これにより、燃料の残量が閾値以下と判定した発電機能を有する車両10のユーザは、燃料の補強のタイミングを直感的に把握することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122が発電機能を有する車両10のいずれかが施設40への給電を停止する場合、マスター車両10が給電する電力量を増加させ、施設40への給電を停止する発電機能を有する車両10が給電する電力量を補完する制御を行う。これにより、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、マスター車両10が給電する電力量と、新たな車両10が施設40への給電する電力量と、を調整する制御を行う。これにより、新たな車両10が施設40への給電する開始時に発生する瞬時電圧低下を防止することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、一定時間経過後にマスター車両10が給電する電力量を施設40へ開始した直後の電力量へ向けて減少させつつ、かつ、新たな車両10が施設40への給電する電力量を増加させる制御を行う。これにより、新たな車両10が施設40への給電する開始時に発生する瞬時電圧低下を防止することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、発電機能を有する車両10が施設40への給電を停止すると判定した場合、外部電源を駆動して施設40への給電を開始させるため、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、外部電源が施設40へ給電を開始する場合、マスター車両10が施設40への給電する電力量と、外部電源が施設40へ給電する電力量と、を調整する制御を行う。これにより、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、マスター車両10が施設40への給電を停止すると判定した場合、複数の車両10~10の各々の給電情報に基づいて、複数の車両10~10の各々の中から新たなマスター車両10を決定するため、マスター車両10を順次切り替えることができる。
また、実施の形態1によれば、ECU122は、燃料の残量が最も多い車両10をマスター車両10に決定するため、マスター車両10を切り替えた場合であっても、長時間にわたって滞りなく、複数の車両10~10の各々の給電を施設40へ行うことができる。
なお、実施の形態1では、ECU122が制御装置として機能していたが、これに限定されることなく、例えば充放電制御部25に、ECU122の機能、即ち、取得部122aと、特定部122bと、決定部122cと、給電制御部122dと、判定部122eと、出力制御部122fと、を設けてもよい。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態1では、各車両10が車車間通信を行うことによって給電を制御するマスター車両10を決定していたが、実施の形態2では、ネットワークを介して複数の車両10~車両10と通信可能なサーバを設け、このサーバが各車両10の給電を制御する。以下においては、実施の形態1に係る電力システム1と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
〔電力システムの概略構成〕
図5は、実施の形態2に係る電力システムの概略構成を示す図である。図5に示す電力システム1Aは、実施の形態1に係る電力システム1の構成に加えて、ネットワークNWを介して複数の車両10~10、充放電装置20および複数の通信端末50~50と通信可能なサーバ60をさらに備える。このネットワークNWは、例えばインターネット回線網、携帯電話回線網等から構成される。
〔サーバの機能構成〕
次に、サーバ60の機能構成について説明する。図6は、サーバ60の機能構成を示すブロック図である。
図6に示すように、サーバ60は、通信部61と、記録部62と、サーバ制御部63と、を備える。
通信部61は、サーバ制御部63の制御のもと、ネットワークNWを介して複数の車両10~10、充放電装置20および複数の通信端末50~50から各種情報を受信する。また、通信部61は、サーバ制御部63の制御のもと、複数の車両10~10、充放電装置20および複数の通信端末50~50へ各種情報を送信する。通信部61は、各種情報を送受信可能な通信モジュール等を用いて構成される。
記録部62は、サーバに関する各種情報を記録する。記録部62は、サーバ60が実行する各種のプログラムを実行するプログラム記録部621を有する。記録部62は、DRAM、ROM、lashメモリ、HDD、SSD等を用いて構成される。
サーバ制御部63は、サーバ60を構成する各部を制御する。サーバ制御部63は、メモリと、CPU等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成される。サーバ制御部63は、車両10のECU122と同様の機能を有し、取得部122aと、特定部122bと、決定部122cと、給電制御部122dと、判定部122eと、出力制御部122fと、を有する。なお、実施の形態2では、サーバ制御部63が制御装置として機能する。
以上説明した実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、複数の車両10~10の各々が給電する電力量と施設40の需要電力量との均衡が崩れることを防止することで、周波数が変動することを防止することができ、周波数を一定に維持することができる。この結果、災害時や非常時に、複数の車両10~10によって大容量の電力を供給する場合であっても、周波数を一定に維持することができるため、施設40内の機器を安定して使用することができる。
(その他の実施の形態)
また、実施の形態1,2では、上記してきた「部」を、「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御回路に読み替えることができる。
また、実施の形態1,2に係る電力システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)、USB媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、実施の形態1,2に係る電力システムに実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1,1A 電力システム
20 充放電装置
21 アウトレット部
22 充放電部
23,61 通信部
24,62 記録部
25 充放電制御部
30 充放電ケーブル
40 施設
50 通信端末
60 サーバ
63 サーバ制御部
122 ECU
122a 取得部
122b 特定部
122c 決定部
122d 給電制御部
122e 判定部
122f 出力制御部
NW ネットワーク

Claims (4)

  1. 複数の車両の各々のSOCと、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、前記複数の車両の各々の車種を示す車種情報とを取得し、
    前記車種情報に基づいて、前記複数の車両毎に所定の燃料を用いた発電機能を有するか否かを判定し、
    前記発電機能を有する車両から、前記所定の燃料の残量を取得し、
    前記複数の車両の中から、前記複数の車両の各々のSOCによる給電と、前記発電機能を有する車両の燃料の残量による発電と、基づいて、電力量が最も多い車両をマスター車両に決定し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記発電機能を有する車両毎に、前記残量が現在位置から燃料を補給可能な補給ステーションまで移動して到着可能な燃料の値を示す第1の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両の表示部または前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両に紐付けられた通信端末に、前記燃料の補給を指示する指示情報を出力し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記複数の車両の各々に対して、前記SOCが現在位置から待機場所へ移動可能な値を示す第2の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記複数の車両の中から前記第2の閾値以下と判定された車両が発生した場合、前記マスター車両が給電する給電量を、前記第2の閾値以下と判定された車両であって、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を補完するように徐々に増加させつつ、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を徐々に減少させる制御を行うように構成されるプロセッサを備える、
    制御装置。
  2. 当該制御装置は、
    前記複数の車両のいずれか1つ以上に実装され、
    前記プロセッサは、
    所定の無線通信規格に従って前記SOCを取得する、
    請求項1に記載の制御装置。
  3. 複数の車両の各々のSOCと、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、前記複数の車両の各々の車種を示す車種情報とを取得し、
    前記車種情報に基づいて、前記複数の車両毎に所定の燃料を用いた発電機能を有するか否かを判定し、
    前記発電機能を有する車両から、前記所定の燃料の残量を取得し、
    前記複数の車両の中から、前記複数の車両の各々のSOCによる給電と、前記発電機能を有する車両の燃料の残量による発電と、基づいて、電力量が最も多い車両をマスター車両に決定し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記発電機能を有する車両毎に、前記残量が現在位置から燃料を補給可能な補給ステーションまで移動して到着可能な燃料の値を示す第1の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両の表示部または前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両に紐付けられた通信端末に、前記燃料の補給を指示する指示情報を出力し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記複数の車両の各々に対して、前記SOCが現在位置から待機場所へ移動可能な値を示す第2の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記複数の車両の中から前記第2の閾値以下と判定された車両が発生した場合、前記マスター車両が給電する給電量を、前記第2の閾値以下と判定された車両であって、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を補完するように徐々に増加させつつ、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を徐々に減少させる制御を行うように構成されるプロセッサを備える、
    サーバ。
  4. プロセッサに、
    複数の車両の各々のSOCと、前記複数の車両の各々が給電する施設の需要電力量を示す需要電力情報と、前記複数の車両の各々の車種を示す車種情報とを取得し、
    前記車種情報に基づいて、前記複数の車両毎に所定の燃料を用いた発電機能を有するか否かを判定し、
    前記発電機能を有する車両から、前記所定の燃料の残量を取得し、
    前記複数の車両の中から、前記複数の車両の各々のSOCによる給電と、前記発電機能を有する車両の燃料の残量による発電と、基づいて、電力量が最も多い車両をマスター車両に決定し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記発電機能を有する車両毎に、前記残量が現在位置から燃料を補給可能な補給ステーションまで移動して到着可能な燃料の値を示す第1の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両の表示部または前記残量が前記第1の閾値以下と判定した前記発電機能を有する車両に紐付けられた通信端末に、前記燃料の補給を指示する指示情報を出力し、
    前記複数の車両の各々による前記施設の給電を開始後に、前記複数の車両の各々に対して、前記SOCが現在位置から待機場所へ移動可能な値を示す第2の閾値以下であるか否かを判定し、
    前記複数の車両の中から前記第2の閾値以下と判定された車両が発生した場合、前記マスター車両が給電する給電量を、前記第2の閾値以下と判定された車両であって、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を補完するように徐々に増加させつつ、前記施設への給電を停止する車両が給電する給電量を徐々に減少させる制御を行う、
    ことを実行させるプログラム。
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