JP7519282B2 - DC Power System - Google Patents
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Description
本開示は、直流電源システムに関する。 This disclosure relates to a DC power supply system.
負荷に対する電力の供給に電気自動車用電池を利用する分散型電源システムが知られている。例えば、特許文献1に記載の電源システムでは、系統電源からの電力供給量を一定化しつつ、停電時には蓄電池・自動車用電池等を有機的に使用し負荷への電力を供給する構成が示されている。
Distributed power supply systems that use electric vehicle batteries to supply power to loads are known. For example, the power supply system described in
近年、耐災害性強化として、災害時にも電力が途絶えない通信インフラへの要求が高まっている。そのため、無線基地局への非常時の電源供給源として、蓄電池だけでなく電気自動車等の電池を用いることが検討されている。しかしながら、バックアップ電源としての蓄電池において一定の蓄電量を確保し、さらに電気自動車用電池における充放電を適切に行いながら電力の調整を行う方法については検討されていなかった。 In recent years, there has been an increasing demand for communication infrastructure that does not lose power even during disasters, in order to strengthen disaster resistance. For this reason, the use of batteries from electric vehicles and other sources, in addition to storage batteries, as emergency power sources for wireless base stations has been considered. However, no consideration has been given to a method for ensuring a certain amount of storage in storage batteries as backup power sources, and for adjusting power while appropriately charging and discharging batteries for electric vehicles.
本開示は上記を鑑みてなされたものであり、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能な技術を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in light of the above, and aims to provide technology that enables a stable supply of power to a load while appropriately managing the amount of electricity stored in storage batteries and electric vehicle batteries.
上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る直流電源システムは、外部指令に基づいた蓄電池の充放電動作を行う電気自動車と接続されて、直流電力を使用する負荷に対して供給する電力を制御するシステムであって、商用電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、前記直流電力を消費する負荷と、蓄電池の電圧を確認する蓄電池電圧確認部と、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する電圧調整部と、前記負荷における電力需要と、前記電気自動車との間の充放電動作と、前記蓄電池電圧確認部において確認された前記蓄電池の電圧と、に基づいて選択された、前記商用電源、前記電気自動車、前記蓄電池、および前記負荷の間での電力授受の状態である動作モードに基づいて各部を制御するモード制御部と、を有し、前記電圧調整部は、前記モード制御部によって選択された動作モードに基づいて、前記整流器から供給する電力の電圧を調整する。 In order to achieve the above object, a DC power supply system according to one embodiment of the present disclosure is a system that is connected to an electric vehicle that performs charging and discharging operations of a storage battery based on an external command, and controls the power supplied to a load that uses DC power, and includes a rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power, a load that consumes the DC power, a storage battery voltage confirmation unit that confirms the voltage of the storage battery, a voltage adjustment unit that adjusts the voltage of the power output from the rectifier, and a mode control unit that controls each unit based on an operation mode that is the state of power exchange between the commercial power source, the electric vehicle, the storage battery, and the load, selected based on the power demand of the load, the charging and discharging operations between the electric vehicle, and the storage battery voltage confirmed by the storage battery voltage confirmation unit, and the voltage adjustment unit adjusts the voltage of the power supplied from the rectifier based on the operation mode selected by the mode control unit.
上記の直流電源システムによれば、負荷における電力需要と、電気自動車との間の充放電動作と、蓄電池電圧確認部において確認された蓄電池の電圧と、に基づいて選択された動作モードに基づいて、整流器から供給する電力の電圧が調整される。その結果、選択された動作モードに基づいて電力の授受が行われるように制御される。外部指令に基づいた電気自動車用の蓄電池に係る充放電を行いながら、蓄電池の電圧に基づいて動作モードが選択されるため、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能となる。 According to the DC power supply system described above, the voltage of the power supplied from the rectifier is adjusted based on the operation mode selected based on the power demand of the load, the charging and discharging operation between the electric vehicle and the storage battery, and the storage battery voltage confirmed by the storage battery voltage confirmation unit. As a result, the power is controlled to be exchanged based on the selected operation mode. Since the operation mode is selected based on the storage battery voltage while charging and discharging the electric vehicle storage battery based on an external command, a stable power supply to the load is possible while appropriately managing the amount of electricity stored in the storage battery and the electric vehicle battery.
本開示によれば、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能な技術が提供される。 This disclosure provides technology that enables stable power supply to a load while appropriately managing the amount of stored power in storage batteries and electric vehicle batteries.
以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals and duplicate descriptions will be omitted.
[直流電源システム]
図1は、一実施形態に係る直流電源システムの概要を示すブロック図である。図1に示すように、直流電源システム1は、整流器2と、負荷3と、蓄電池4と、コンバータ装置5と、を含んで構成される。また、整流器2は商用電源6に接続され、コンバータ装置5は電気自動車7に接続され得る。直流電源システム1は、商用電源6からの電力(外部電力)を利用可能に構成されている。直流電源システム1内の電力の移動を制御する制御装置は、コンバータ装置5に含まれる制御部52として実現される。
[DC power supply system]
Fig. 1 is a block diagram showing an overview of a DC power supply system according to an embodiment. As shown in Fig. 1, the DC
整流器2は、商用電源6からの交流電力を直流電力に変換する。また、負荷3は、直流電力を受けて動作する負荷である。本実施形態では、負荷3は通信装置であって、例えば、無線基地局を含んで構成される。負荷3は、一般家庭またはオフィスのような負荷と比較して、特に、直流電力を消費する点が相違する。
The
蓄電池4は、直流電源システム1では、商用電源6または電気自動車7から供給される電力のうち負荷3で消費されない電力(余剰電力)を充電する。また、蓄電池4は、放電によって負荷3または電気自動車7に対して電力を供給することも可能である。蓄電池4として、例えば、リチウムイオン蓄電池を用いることができる。
In the DC
なお、以下の実施形態において「電気自動車7」とは、電気自動車7に設けられている電気自動車用蓄電池をいう。電気自動車は自車の運転等に使用するための蓄電池を搭載している。電気自動車が直流電源システム1に接続された場合、直流電源システム1はこの蓄電池の充電・放電に関与し得る。以下の実施形態では、電気自動車に搭載された蓄電池のことを直流電源システム1に設けられた「蓄電池4」と区別するため「電気自動車7」として説明する場合がある。
In the following embodiments, "
災害によって停電が発生し、商用電源6からの電力が利用できなくなったときには、電気自動車7および蓄電池4をバックアップ用電源として用いることで、負荷3へ直流電力を供給することができる。
When a power outage occurs due to a disaster and power from the
電気自動車7は、内部に蓄電池を有している。したがって、電気自動車7は、蓄電池からの電力を負荷3あるいは蓄電池4へ供給することができるため、直流電源システム1における電力供給源として利用することができる。一方、電気自動車7は、直流電源システム1における負荷3とは異なる負荷に対しても電力を供給することが求められ得る。また、電気自動車7自体が移動可能な程度に電力を確保しておくことも求められ得る。電気自動車7は、コンバータ装置5を介して直流電源システム1に対して接続することで、電力の授受を行うことが可能となる。
コンバータ装置5は、直流電源システム1が電気自動車7との間で電力を授受する際に、電流・電圧を調整する機能を有する。直流電源システム1(コンバータ装置5)と電気自動車7との間では高電圧で電力の授受が行われ得る。一方、直流電源システム1内では、低い電圧(例えば48V)での送電を想定したバスラインが設けられている。したがって、コンバータ装置において電圧を調整した上で、電気自動車7との間で電力の授受を行う。
The
なお、本実施形態では、直流電源システム1における各部の電力の授受を制御する制御装置がコンバータ装置5内に設けられる場合について説明する。したがって、コンバータ装置5は、図2に示すように、実質的には、電気自動車7との電力の授受を想定した電力変換に加えて、整流器2、負荷3、蓄電池4、および電気自動車7における電力の授受の調整を行っている。
In this embodiment, a control device that controls the exchange of power between each part of the DC
次に、図2を参照しながら、直流電源システム1におけるコンバータ装置の構成を中心に各部との連携について説明する。
Next, with reference to Figure 2, we will explain the configuration of the converter device in the DC
コンバータ装置5は、整流器2との接続端子として端子T1が設けられる。同様に、負荷3との接続端子として端子T2が設けられ、蓄電池4との接続端子として端子T3が設けられ、電気自動車7との接続端子として端子T4が設けられる。コンバータ装置5と、整流器2、負荷3、蓄電池4、電気自動車7との間にはこれらを電気的に接続するバスラインが設けられる。バスラインの電圧(バス電圧)は、負荷3の定格電圧(たとえば57V)を超えない電圧(たとえば48V)となるように制御されてもよい。端子T1~T4には、自端子を通過する電力の電圧を計測する機能が設けられていてもよい。例えば、端子T2において計測される電力電圧の計測値は、モード制御部56へ送られてもよい。
The
なお、コンバータ装置5内では、整流器2、負荷3、蓄電池4、電気自動車7の間で電力の授受が可能なように、各端子T1~T4からのバスライン(バス)が点Pの1点に集まるように配線されている。そのため、整流器2を介して商用電源6から供給される電力は、負荷3、蓄電池4、および電気自動車7のいずれにも供給可能である。同様に、蓄電池4から供給される電力は負荷3および電気自動車7のいずれにも供給可能であり、電気自動車7から供給される電力は負荷3および蓄電池4のいずれにも供給可能である。
In the
コンバータ装置5は、コンバータ機能部51(コンバータ部)と制御部52とを含んで構成される。コンバータ機能部51は、直流電源システム1が電気自動車7との間で電力を授受する際に、電流・電圧を調整する本来のコンバータとしての機能を発揮する部分である。さらに、コンバータ機能部51は、充放電切替部53と、DC/DC変換部54と、を含んで構成される。
The
充放電切替部53は、制御部52からの指令に基づいて、電気自動車7との間での充電・放電を切り替える機能を有する。
The charge/
DC/DC変換部54は、制御部52からの指令に基づいて、電気自動車7との間で授受する電力の電流・電圧の調整(DC/DC変換)を行う機能を有する。
The DC/
制御部52は、蓄電池4、整流器2、および電気自動車7から蓄電状況等各部の動作に係る情報を取得し、取得した情報に基づいて、各部の充放電および負荷3への電力供給を制御する機能を有する。制御部52は、蓄電池電圧確認部55、モード制御部56、電圧調整部57を含んで構成される。
The
蓄電池電圧確認部55は、蓄電池4の端子電圧(端子電圧VLIB;以降では蓄電池電圧VLIBという場合がある。)を計測する。蓄電池4の端子電圧は、蓄電量としてのSOC(State Of Charge;残容量)と関係している。蓄電池電圧確認部55は、蓄電池4の残容量に関係する情報として蓄電池4の端子電圧を計測する。以下の説明では、蓄電池4の端子電圧を「蓄電池電圧」という場合がある。
The battery
モード制御部56は、電気自動車7の充放電の状態と、蓄電池4の端子電圧とに基づいて、直流電源システム1における電力の移動を規定する動作モードを設定する機能を有する。動作モードの詳細については後述する。
The
電圧調整部57は、モード制御部56からの指令に基づいて、整流器2から供給される直流電力の電圧を調整する機能を有する。直流電力の電圧を調整することによって、直流電源システム1における電力の移動が制御され得る。
The
次に、モード制御部56について図3を参照しながら説明する。図3に示すように、モード制御部56は、EV動作情報取得部501、蓄電池電圧情報取得部502、動作モード決定部503、整流器電圧指令部504を含んで構成される。
Next, the
EV動作情報取得部501は、電気自動車7(における蓄電池)の充電・放電・待機に係る動作情報を取得する機能を有する。電気自動車7は、直流電源システム1に接続した状態での蓄電池からの放電によって、負荷3に対して電力供給が可能である。一方、電気自動車7は、他の負荷が設けられている場所へ移動して、他の負荷に対して電力を供給することも求められ得る。そのため、電気自動車7ではある程度の蓄電量を確保しておくことが求められる。電気自動車7は、外部指令等によって、直流電源システム1に接続される際の動作内容(充電・放電・待機)が予め規定されている。外部指令とは、例えば、電気自動車7の使用者(ユーザ)による指令であってもよいし、電気自動車7の内部に設けられた判断ロジック等に基づいて決定されたものであってもよい。ここでの「外部」とは、直流電源システム1内ではないことを示している。直流電源システム1は、この外部指令に基づいた充放電を電気自動車7に対して行うことが求められる。
The EV operation
電気自動車7では、蓄電池の蓄電量の下限(最低限の蓄電量)および上限(最大の蓄電量)も予め決められていて、その範囲で充電・放電等が行なれてもよい。
In the
蓄電池電圧情報取得部502は、蓄電池4における蓄電量をモニタリングする機能を有する。蓄電池電圧情報取得部502は、蓄電池電圧確認部55における電圧(蓄電池電圧)の計測結果を取得する。この計測結果は、動作モード決定部503における動作内容の決定(モード制御部56からの指令内容の決定)に利用される。
The battery voltage
動作モード決定部503は、上記のEV動作情報取得部501、蓄電池電圧情報取得部502から送られる情報に基づいて、直流電源システム1の動作モードを決定する機能を有する。動作モードの種類および動作モードをどのように決定するかについての詳細は後述する。
The operation
整流器電圧指令部504は、動作モード決定部503において決定された動作モードに基づいて、電圧調整部57に対して電圧に係る指令を行う機能を有する。電圧調整部57に対する指令とは、整流器2から直流電源システム1へ供給される直流電力の電圧を指定する情報である。整流器2からの出力電圧(整流器出力電圧VRF;以降では整流器電圧VRFという場合がある。)は、整流器2を構成する回路を制御することによって調整可能である。整流器電圧指令部504が電圧調整部57に対して出力電圧の設定の指令を送信すると、電圧調整部57は、整流器2内の回路の制御を変更する。一例として整流器2に対して所定の出力電圧となるように回路変更の指令を行う。これにより、整流器2では、負荷3側へ向けて出力する電力の電圧が設定される。このとき、整流器電圧指令部504は、端子T2で計測される整流器2からの電力の電圧を監視しながら、電圧調整部57への指令の内容を変更する構成としてもよい。
The rectifier
上記の直流電源システム1では、一例として、負荷3が通信インフラの一部を担う通信装置であり、ある程度一定量の電力を常時消費することを想定している。したがって、商用電源6からの電力を活用して負荷3に対して一定量の電力を継続して供給することが必要である。一方、蓄電池4は災害によって停電が発生したときに負荷3に長時間の電力供給を可能とする(非常時にも一定の時間通信サービスを継続できるようにする)ためのバックアップ電源として機能し得る。したがって、災害時の非常用電源として利用できるように、蓄電池4のSOCをある程度高くしておくことが求められる。
In the above DC
また、直流電源システム1は、電気自動車7が接続された場合には、電気自動車7における充電・放電についても制御することになる。電気自動車7は、自動車として移動するための電力および移動先での負荷への放電に必要な電力を蓄電することが求められる。一方、電気自動車7の蓄電量が大きな状態では放電することによって、直流電源システム1に対して電力の供給も可能である。したがって、電気自動車7のSOCもある程度の範囲に調整することが求められる。
When
そこで、直流電源システム1では、電気自動車7が直流電源システム1に接続した状態で行う動作(充電・放電・待機のいずれか)に基づいて、蓄電池4における蓄電量を考慮しながら、商用電源6からの電力電圧を調整することによって、電気自動車7、蓄電池4、および負荷3の間の電力の移動を制御する。電気自動車7は、直流電源システム1に接続した際に、電力授受の状態をどのようにするか(充電・放電・待機のどの状態とするか)が予め決定される。そのため、直流電源システム1では、この情報に基づいて、電気自動車7の電力授受の状態を維持しながら、蓄電池4の充放電および負荷3への電力供給を制御する。
Therefore, the DC
図4を参照して、モード制御部56のハードウェア構成について説明する。図4に示されるように、モード制御部56は、物理的には、プロセッサC1、メモリC2、ストレージC3、通信装置C4、入力装置C5、出力装置C6、バスC7などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
The hardware configuration of the
なお、以下の説明で、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。モード制御部56のハードウェア構成は、図4に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよい。また、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
In the following description, the term "apparatus" may be interpreted as a circuit, device, unit, etc. The hardware configuration of the
モード制御部56における各機能は、プロセッサC1、メモリC2などのハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、プロセッサC1が演算を行い、通信装置C4による通信、メモリC2、およびストレージC3におけるデータの読み出しおよび/又は書き込みを制御することにより実現される。
Each function in the
プロセッサC1は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサC1は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。また、プロセッサC1は、GPU(Graphics Processing Unit)を含んで構成されてもよい。例えば、図3に示した各機能部(501~504)などは、プロセッサC1により実現されてもよい。 The processor C1, for example, runs an operating system to control the entire computer. The processor C1 may be configured as a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control unit, an arithmetic unit, and registers. The processor C1 may also be configured to include a GPU (Graphics Processing Unit). For example, the functional units (501 to 504) shown in FIG. 3 may be realized by the processor C1.
また、プロセッサC1は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージC3および/又は通信装置C4からメモリC2に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、モード制御部56の各機能部(501~504)は、メモリC2に格納され、プロセッサC1で動作する制御プログラムによって実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサC1で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサC1により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサC1は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
The processor C1 also reads out programs (program codes), software modules and data from the storage C3 and/or the communication device C4 into the memory C2, and executes various processes according to these. The programs used are those that cause a computer to execute at least some of the operations described in the above-mentioned embodiment. For example, the functional units (501-504) of the
メモリC2は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリC2は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリC2は、本開示の一形態に係る制御方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。 Memory C2 is a computer-readable recording medium, and may be composed of at least one of, for example, ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), RAM (Random Access Memory), etc. Memory C2 may also be called a register, cache, main memory (primary storage device), etc. Memory C2 can store executable programs (program codes), software modules, etc. for implementing a control method according to one embodiment of the present disclosure.
ストレージC3は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージC3は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリC2および/又はストレージC3を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。 Storage C3 is a computer-readable recording medium, and may be, for example, at least one of an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, a magneto-optical disk (e.g., a compact disk, a digital versatile disk, a Blu-ray (registered trademark) disk), a smart card, a flash memory (e.g., a card, a stick, a key drive), a floppy (registered trademark) disk, a magnetic strip, etc. Storage C3 may be referred to as an auxiliary storage device. The above-mentioned storage medium may be, for example, a database, a server, or other suitable medium including memory C2 and/or storage C3.
通信装置C4は、有線および/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。 The communication device C4 is hardware (transmitting/receiving device) for communicating between computers via a wired and/or wireless network, and is also referred to as, for example, a network device, a network controller, a network card, a communication module, etc.
入力装置C5は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置C6は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置C5および出力装置C6は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。 The input device C5 is an input device (e.g., a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that accepts input from the outside. The output device C6 is an output device (e.g., a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that performs output to the outside. Note that the input device C5 and the output device C6 may be integrated into one structure (e.g., a touch panel).
また、プロセッサC1やメモリC2などの各装置は、情報を通信するためのバスC7で接続される。バスC7は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。 In addition, each device, such as the processor C1 and the memory C2, is connected by a bus C7 for communicating information. The bus C7 may be configured as a single bus, or may be configured as different buses between the devices.
また、制御部52は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサC1は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
The
[充放電制御の概要]
(充放電切替部の動作)
図5は、充放電切替部53による電気自動車7の充放電設定に応じた処理の一例を示すフローチャートである。図5に示す処理は、例えば直流電源システム1に対して電気自動車7を接続した際に行われる。
[Charge/Discharge Control Overview]
(Operation of the charge/discharge switching unit)
5 is a flowchart showing an example of processing performed by the charge/
ステップS01では、充放電切替部53において、直流電源システム1に接続された電気自動車7について電力授受の動作指令があるかが確認される。電力授受の動作指令とは、例えば、電気自動車7への放電または充電を行うように指示している情報である。また、この動作指令が存在しない場合(S01-NO)、電気自動車7は直流電源システム1に接続されていたとしても負荷3等の他の装置との間で電力の授受を行わない待機状態とされる。動作指令がある場合(S01-YES)、ステップS02として、動作指令が放電指令であるかの判定が行われる。
In step S01, the charge/
電気自動車7に係る動作指令が放電指令である場合(S02-YES)、ステップS03において、充放電切替部53は、電気自動車7からの放電を行うための動作を行う(放電動作)。一方、電気自動車7に係る動作指令が放電指令ではない、すなわち充電指令である場合(S02-NO)、ステップS04において、充放電切替部53は、電気自動車7からの充電を行うための動作を行う(充電動作)。
If the operation command for the
このように、充放電切替部53は、直流電源システム1に接続した電気自動車7の動作指令の有無およびその種類に応じた動作を行う。その上で、ステップS05として、充放電切替部53からモード制御部56に対して電気自動車7の動作設定に係る信号を送信する。
In this way, the charge/
(モード制御部の動作)
図6は、モード制御部56による制御によって実行される動作の一例を示すフローチャートである。図6に示す処理は、例えば直流電源システム1に対して電気自動車7を接続した後に、充放電切替部53からモード制御部56に対して送信された信号を受信した際に行われる。
(Operation of the mode control section)
Fig. 6 is a flowchart showing an example of an operation executed under the control of the
まず、ステップS11では、モード制御部56のEV動作情報取得部501において取得された充放電切替部53からの情報に基づいて、電気自動車7についての充放電に係る動作指令があるかが確認される。
First, in step S11, it is confirmed whether there is an operation command related to charging or discharging the
電気自動車7についての充放電に係る動作指令がある場合(S11-YES)、ステップS12として、動作指令が放電指令であるかの判定が行われる。電気自動車7に係る動作指令が放電指令である場合(S12-YES)、ステップS13において、モード制御部56は、電気自動車7から放電を行う場合の複数の動作モードから、1つの動作モードを選択する。一方、電気自動車7に係る動作指令が放電指令ではない、すなわち充電指令である場合(S12-NO)、ステップS14において、モード制御部56は、電気自動車7から放電を行う場合の複数の動作モードから、1つの動作モードを選択する。
If there is an operation command related to charging/discharging the electric vehicle 7 (S11-YES), in step S12, it is determined whether the operation command is a discharge command. If the operation command related to the
なお、動作指令が存在しない場合(S11-NO)、電気自動車7は直流電源システム1に接続されていたとしても負荷3等の他の装置との間で電力の授受を行わない待機状態とされる。この場合、ステップS15において、モード制御部56は、電気自動車7が待機状態の場合の複数の動作モードから、1つの動作モードを選択する。
If there is no operation command (S11-NO), the
上記の手順で動作モードを選択した後、ステップS16において、モード制御部56の整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ向けて、選択された動作モードに対応した信号を伝達する。電圧調整部57は、このステップS16で取得した動作モードに対応した信号に基づいて、整流器2からの出力電圧が所定の範囲となるように制御を行う。
After the operation mode is selected according to the above procedure, in step S16, a signal corresponding to the selected operation mode is transmitted from the rectifier
このように、モード制御部56は、直流電源システム1に接続した電気自動車7の動作指令の有無およびその種類に応じて、動作モードを選択する。動作モードを選択する際には、蓄電池電圧確認部55において計測される蓄電池電圧が考慮される。以下、電気自動車7の充放電状態に応じて設定される動作モードについて説明する。
In this way, the
(EV放電時の動作モード)
図7は、電気自動車7から放電を行う場合の直流電源システム1における動作モードの一覧を示す図である。また、図8~図10では、各動作モードにおける電力の流れを示している。
(EV discharging operation mode)
Fig. 7 is a diagram showing a list of operation modes in the DC
図7に示すように、電気自動車7から放電を行うことを前提とした場合の動作モードとして、M1~M7の7つの状態が想定され得る。図7では、モードとして上記のM1~M7が示されていて、各動作モードに対応付けて電力の流れおよび補足説明が示されている。電力の流れとは、直流電源システム1およびその周辺のどの装置からどの装置へ電力が流れるかを示している。また、補足説明として、各モードの電力流れを簡単に示したものが記載されている。なお、図7(および後述の図12、図16)では、整流器2をRFとし、電気自動車7をEVとし、蓄電池4をLIBとし、負荷3をLOADとして示す場合がある。
As shown in FIG. 7, seven states M1 to M7 can be assumed as operation modes assuming discharging from the
動作モードM1は、図7においては、電力の流れとして「RF+EV+LIB→LOAD」と記載されている。これは、図8(a)に示すように、整流器2、電気自動車7(コンバータ5)、蓄電池4の全てから、負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM1は、RF+EVに対してLIBを加えたアシスト運転である。この動作モードM1は、例えば図8(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。電圧の数値は一例であり、蓄電池4における蓄電池電圧、電気自動車7からの出力電圧、および整流器2からの出力電圧を上記の関係とすることで、図8(a)に示す電力の流れが実現される。蓄電池4における蓄電池電圧、電気自動車7からの出力電圧、および整流器2からの出力電圧の設定例が一例であることは、以降で説明する他の動作モードも同様である。なお、電気自動車7からの出力電圧は予め定められているものであり、直流電源システム1側での調整は行わないものとする。
In FIG. 7, the operation mode M1 is described as "RF+EV+LIB→LOAD" as the flow of power. This indicates that power is supplied from all of the
動作モードM2は、図7においては、電力の流れとして「RF+EV→LIB+LOAD」と記載されている。これは、図8(b)に示すように、整流器2および電気自動車7(コンバータ5)から蓄電池4および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM2は、RFからLIBへの給電を含むアシスト運転である。この動作モードM2は、例えば図8(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が45Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。このときの整流器2からの出力電力と蓄電池4における蓄電池電圧との電圧差が5Vとされているが、この差は両者の間に十分電力差があると判断することができる値である。本実施形態の構成のように48Vの低電圧での送電を想定した構成の場合、3V以上の電圧差は十分に差があると認識ができる程度である。
In FIG. 7, the flow of power in the operation mode M2 is described as "RF+EV→LIB+LOAD". This indicates that power is supplied from the
動作モードM3は、図7においては、電力の流れとして「EV→LIB+LOAD」と記載されている。これは、図9(a)に示すように、電気自動車7(コンバータ5)から蓄電池4および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM3は、EVにおける余剰電力をLIBへ給電する運転である。この動作モードM3は、例えば図9(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が45Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を45Vとすることによって実現することができる。この場合、整流器2(商用電源6)からの電力は負荷3への給電等に使用されない。
In FIG. 7, the power flow of operation mode M3 is described as "EV → LIB + LOAD". This indicates that power is supplied from the electric vehicle 7 (converter 5) to the
動作モードM4は、図7においては、電力の流れとして「RF+EV→LOAD」と記載されている。これは、図9(b)に示すように、整流器2および電気自動車7(コンバータ5)から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM3は、RFによる負荷への供給をアシストするアシスト運転である。この動作モードM4は、例えば図9(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を52Vとすることによって実現することができる。この場合、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給され得る。つまり、蓄電池電圧に対して整流器2からの出力電圧が微量だけ(ΔV分)大きくされることで、整流器2からの電力が優先して負荷3へ使用される状態が形成されている。ここでは、電力差が2Vとされているが、この差分はさらに小さく(0.1V~2V程度)てもよい。理想的には、ΔVを0.1V程度に小さくすることで、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給される状態を形成することができる。
In FIG. 7, the operation mode M4 is described as "RF+EV→LOAD" as the flow of power. This indicates that power is supplied from the
動作モードM5は、図7においては、電力の流れとして「EV+LIB→LOAD」と記載されている。これは、図10(a)に示すように、電気自動車7(コンバータ5)および蓄電池4から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM5は、LIBから負荷への給電をアシストするアシスト運転である。この動作モードM5は、例えば図10(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を45Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 7, the power flow of operation mode M5 is described as "EV+LIB→LOAD". This indicates that power is supplied from the electric vehicle 7 (converter 5) and the
動作モードM6は、図7においては、電力の流れとして「EV→LOAD」と記載されている。これは、図10(b)に示すように、電気自動車7(コンバータ5)から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM6は、EVから負荷への給電のみが行われるEV単独運転である。この動作モードM6は、例えば図10(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 7, the flow of power in operation mode M6 is described as "EV→LOAD". This indicates that power is supplied from the electric vehicle 7 (converter 5) to the
動作モードM7は、図7においては、電力の流れとして「RF→LIB,EV→LOAD」と記載されている。これは、図10(c)に示すように、整流器2から蓄電池4へ、および、電気自動車7(コンバータ5)から負荷3へ、それぞれ独立して電力を供給することを示している。つまり、動作モードM7は、EVから負荷への給電のみが行われるEV単独運転に加えて、商用電源(RF)によるLIB充電が行われる。この動作モードM7は、例えば図10(c)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が45Vであり、電気自動車7からの出力電圧が55Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 7, the power flow of operation mode M7 is described as "RF→LIB, EV→LOAD". This indicates that, as shown in FIG. 10(c), power is supplied independently from the
上記の7つの動作モードのうち、動作モードM1,M3およびM6は、いずれも、「電気自動車7からの出力電圧>蓄電池4における蓄電池電圧=整流器2からの出力電圧」という関係を満たしている。直流電源システム1では、負荷3に供給すべき電力の大きさによってこれらの動作モードの間を遷移し得る。一例として、負荷3で使用する電力が大きな場合には、動作モードM1のように電力が流れるが、電気自動車7からの電力のみを用いて負荷3への給電を行うことができる場合には、動作モードM6のように整流器2からの電力が不要となる。さらに、電気自動車7からの電力のみで蓄電池4の充電および負荷3への給電を行うことができる場合には、動作モードM3のように蓄電池4への充電も行われる。このように、動作モードM1,M3およびM6は、負荷3において消費される電力に応じて遷移し得るモードである。
Of the seven operating modes, the operating modes M1, M3, and M6 all satisfy the relationship of "output voltage from
また、動作モードM2,M7については、いずれも、「電気自動車7からの出力電圧>整流器2からの出力電圧>蓄電池4における蓄電池電圧」という関係を満たしている。一例として、負荷3で使用する電力が大きな場合には、動作モードM7のように整流器2からの電力も負荷3へ供給される。一方、負荷3で使用する電力が小さく、電気自動車7からの電力で足りる場合には、動作モードM2のように、整流器2および電気自動車7からの電力が蓄電池4へ流れる。このように、動作モードM2およびM7は、負荷3において消費される電力に応じて遷移し得るモードである。
Furthermore, both operation modes M2 and M7 satisfy the relationship "output voltage from
なお、動作モードM4は、例えば、動作モードM6から変更しやすいモードであるといえる。例えば、動作モードM6は、電気自動車7からの電力のみを用いて負荷3への給電を行う状態を示しているが、負荷3での使用電力(電力需要)が大きくなっていった場合、整流器2からの出力電力を微量だけ(例えば、ΔV=0.1~2V程度)大きくし、整流器2からの出力電力の負荷3への供給を追加することで、負荷3への給電を適切に行うことができる。この場合、さらに、負荷3での使用電力が大きくなる場合には、例えば、整流器2からの出力電圧を蓄電池電圧と合わせることで動作モードM1へ遷移させることとしてもよい。
Note that operation mode M4 is a mode that can be easily changed from operation mode M6, for example. For example, operation mode M6 indicates a state in which power is supplied to load 3 using only power from
動作モードM5についても、例えば、動作モードM6から変更しやすいモードであるといえる。例えば、動作モードM6は、電気自動車7からの電力のみを用いて負荷3への給電を行う状態を示しているが、負荷3での使用電力が大きくなっていった場合、動作モードM5へ変化させることで、蓄電池4からの電力を負荷3への供給に追加することとなり、負荷3への給電を適切に行うことができる。この場合、さらに、負荷3での使用電力が大きくなる場合には、例えば、整流器2からの出力電圧を蓄電池電圧と合わせることで動作モードM1へ遷移させることとしてもよい。また、負荷3での使用電力が低下し、且つ、負荷3への電力が続いたことによって蓄電池電圧が低下した場合には、動作モードM3へ遷移が起き得る。
Operation mode M5 can also be said to be a mode that is easy to change from operation mode M6, for example. For example, operation mode M6 indicates a state in which power is supplied to load 3 using only power from
このように、各動作モードM1~M7は、互いに独立するものではなく、負荷3での使用電力等に応じて有機的に変更し得るものである。また、動作モードM1~M7のうち、動作モードM1,M4,M5,M6は、蓄電池電圧が50Vとされていて、蓄電池4からの放電が可能な状態であるといえる。一方、動作モードM2,M3,M7は、蓄電池電圧が45Vとされていて、蓄電池4からの放電が不可能な状態であるといえる。このような状況も考慮して、モード制御部56では動作モードが選択され得る。
In this way, the operation modes M1 to M7 are not independent of each other, but can be changed organically depending on the power used by the
図11では、一例として、動作モードを予め選んだ上で、整流器2からの出力電圧を指定する場合の手順を示している。
Figure 11 shows, as an example, the procedure for specifying the output voltage from
まず、ステップS21では、モード制御部56のEV動作情報取得部501において取得された充放電切替部53からの情報に基づいて、放電動作の開始を確認する。
First, in step S21, the start of the discharge operation is confirmed based on information from the charge/
次に、ステップS22では、モード制御部56の蓄電池電圧情報取得部502は、蓄電池電圧確認部55における電圧(蓄電池電圧)の計測結果に基づいて、蓄電池4の電圧を確認する。
Next, in step S22, the storage battery voltage
次に、ステップS23では、モード制御部56の動作モード決定部503は、上述の動作モードM1~M7から、現在の直流電源システム1の動作状況に応じて、動作させるモードを選択する。動作させるモードを決定する際には、例えば、負荷3での電力需要(電力の消費状況)も考慮してもよい。負荷3での電力需要に係る情報は、例えば、負荷3からの通知をモード制御部56で取得する構成としてもよい。また、モード制御部56内で予め電力需要に係る予測を行っておくこととしてもよい。
Next, in step S23, the operation
このうち、動作モードM2,M7を選択した場合には、ステップS24として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが十分に(例えば、3V以上)大きくなる(VRF>VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Among these, when the operation modes M2 and M7 are selected, in step S24, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is sufficiently larger (for example, 3 V or more) than the storage battery voltage VLIB ( VRF > VLIB ). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM5を選択した場合には、ステップS25として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが小さくなる(VRF<VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when the operation mode M5 is selected, in step S25, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is smaller than the storage battery voltage VLIB (VRF < VLIB). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM1,M3,M6を選択した場合には、ステップS26として、蓄電池電圧VLIBと整流器電圧VRFとが同値となる(VRF=VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when the operation modes M1, M3, and M6 are selected, in step S26, the rectifier voltage VRF is set so that the storage battery voltage VLIB and the rectifier voltage VRF have the same value ( VRF = VLIB ). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
さらに、動作モードM4を選択した場合には、ステップS27として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFがわずかに(微量だけ)大きくなる(VRF=VLIB+ΔV)ように、整流器電圧VRFが設定される。このときのΔVは、例えば、0.1V~2V程度とされる。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when operation mode M4 is selected, in step S27, the rectifier voltage V RF is set so that the rectifier voltage V RF is slightly (by a small amount) larger than the storage battery voltage V LIB (V RF = V LIB + ΔV). ΔV at this time is, for example, about 0.1 V to 2 V. The set rectifier voltage V RF is transmitted as a command from rectifier
動作モードの選択は繰り返し行われてもよい。例えば、ステップS24~S27のいずれかを選択して、電圧調整部57への指令が行われた(ステップS16)とする。その後、所定時間の後に再度蓄電池電圧の確認(ステップS22)~モード選択(ステップS23)を繰り返し、整流器電圧の調整(ステップS16)を行う構成としてもよい。 The selection of the operating mode may be repeated. For example, one of steps S24 to S27 may be selected and a command issued to the voltage adjustment unit 57 (step S16). After that, after a predetermined time, the steps of checking the storage battery voltage (step S22) to selecting the mode (step S23) may be repeated again, and the rectifier voltage may be adjusted (step S16).
(EV充電時の動作モード)
図12は、電気自動車7において充電を行う場合の直流電源システム1における動作モードの一覧を示す図である。また、図13および図14は、各動作モードにおける電力の流れを示している。
(EV charging operation mode)
Fig. 12 is a diagram showing a list of operation modes in the DC
図12に示すように、電気自動車7から放電を行うことを前提とした場合の動作モードとして、M8~M11の4つの状態が想定され得る。図12では、モードとして上記のM8~M11が示されていて、各動作モードに対応付けて電力の流れおよび補足説明が示されている。
As shown in FIG. 12, four states M8 to M11 can be assumed as operating modes when discharging from the
動作モードM8は、図12においては、電力の流れとして「RF→EV+LIB+LOAD」と記載されている。これは、図13(a)に示すように、整流器2から、電気自動車7(コンバータ5)、蓄電池4、および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM8は、電気自動車7だけでなく蓄電池(LIB)も充電を行うモードである。この動作モードM8は、例えば図13(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が45Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。電気自動車7については充電を行うことが規定されているので、出力電圧の設定は存在しない。この点は、動作モードM9~M11も同様である。
In FIG. 12, the power flow for operation mode M8 is described as "RF→EV+LIB+LOAD." This indicates that power is supplied from the
動作モードM9は、図12においては、電力の流れとして「RF→EV+LOAD」と記載されている。これは、図13(b)に示すように、整流器2から電気自動車7(コンバータ5)および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM9は、蓄電池4(LIB)の充電・放電は行わないモードであり、整流器2による単独運転ともいえる。この動作モードM9は、例えば図13(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を52Vとすることによって実現することができる。この場合、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給され得る。つまり、蓄電池電圧に対して整流器2からの出力電圧が微量だけ(ΔV分)大きくされることで、整流器2からの電力が優先して負荷3へ使用される状態が形成されている。ここでは、電力差が2Vとされているが、この差分はさらに小さく(0.1V~2V程度)てもよい。理想的には、ΔVを0.1V程度に小さくすることで、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給される状態を形成することができる。
In FIG. 12, the operation mode M9 is described as "RF→EV+LOAD" as the flow of power. This indicates that power is supplied from the
動作モードM10は、図12においては、電力の流れとして「RF+LIB→EV+LOAD」と記載されている。これは、図14(a)に示すように、整流器2および蓄電池4から、電気自動車7(コンバータ5)および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM10は、蓄電池4によって整流器2からの給電をアシストする運転である。この動作モードM10は、例えば図14(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 12, the power flow of operation mode M10 is described as "RF+LIB→EV+LOAD". This indicates that power is supplied from the
動作モードM11は、図12においては、電力の流れとして「LIB→EV+LOAD」と記載されている。これは、図14(b)に示すように、蓄電池4から電気自動車7(コンバータ5)および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM11は、蓄電池4(LIB)によって負荷への給電を行う運転である。この動作モードM11は、例えば図14(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を45Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 12, the power flow of the operation mode M11 is described as "LIB→EV+LOAD." This indicates that power is supplied from the
図15では、一例として、電気自動車7が充電をすることが設定されている条件で、動作モードを予め選んだ上で、整流器2からの出力電圧を指定する場合の手順を示している。
Figure 15 shows, as an example, the procedure for specifying the output voltage from the
まず、ステップS31では、モード制御部56のEV動作情報取得部501において取得された充放電切替部53からの情報に基づいて、充電動作の開始を確認する。
First, in step S31, the start of charging operation is confirmed based on information from the charge/
次に、ステップS32では、モード制御部56の蓄電池電圧情報取得部502は、蓄電池電圧確認部55における電圧(蓄電池電圧)の計測結果に基づいて、蓄電池4の電圧を確認する。
Next, in step S32, the storage battery voltage
次に、ステップS33では、モード制御部56の動作モード決定部503は、上述の動作モードM8~M11から、現在の直流電源システム1の動作状況に応じて、動作させるモードを選択する。動作させるモードを決定する際には、例えば、負荷3での電力需要(電力の消費状況)も考慮してもよい。
Next, in step S33, the operation
このうち、動作モードM8を選択した場合には、ステップS34として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが十分に(例えば、3V以上)大きくなる(VRF>VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Among these, when the operation mode M8 is selected, in step S34, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is sufficiently larger (for example, 3 V or more) than the storage battery voltage VLIB ( VRF > VLIB ). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM11を選択した場合には、ステップS35として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが小さくなる(VRF<VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Moreover, when the operation mode M11 is selected, in step S35, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is smaller than the storage battery voltage VLIB (VRF < VLIB). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM10を選択した場合には、ステップS36として、蓄電池電圧VLIBと整流器電圧VRFとが同値となる(VRF=VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Moreover, when the operation mode M10 is selected, in step S36, the rectifier voltage VRF is set so that the storage battery voltage VLIB and the rectifier voltage VRF have the same value (VRF = VLIB). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
さらに、動作モードM9を選択した場合には、ステップS37として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFがわずかに大きくなる(VRF=VLIB+ΔV)ように、整流器電圧VRFが設定される。このときのΔVは、例えば、0.1V~2V程度とされる。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when the operation mode M9 is selected, in step S37, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is slightly larger than the storage battery voltage VLIB ( VRF = VLIB + ΔV). ΔV at this time is, for example, about 0.1 V to 2 V. The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
動作モードの選択は繰り返し行われてもよい。例えば、ステップS34~S37のいずれかを選択して、電圧調整部57への指令が行われた(ステップS16)とする。その後、所定時間の後に再度蓄電池電圧の確認(ステップS32)~モード選択(ステップS33)を繰り返し、整流器電圧の調整(ステップS16)を行う構成としてもよい。 The selection of the operating mode may be repeated. For example, one of steps S34 to S37 may be selected and a command issued to the voltage adjustment unit 57 (step S16). After that, after a predetermined time, the steps of checking the storage battery voltage (step S32) and selecting the mode (step S33) may be repeated again, and the rectifier voltage may be adjusted (step S16).
(EV待機時の動作モード)
図16は、電気自動車7が充放電を行わない(待機状態である)場合の直流電源システム1における動作モードの一覧を示す図である。また、図17および図18は、各動作モードにおける電力の流れを示している。
(EV standby operation mode)
Fig. 16 is a diagram showing a list of operation modes in the DC
図16に示すように、電気自動車7が待機状態であることを前提とした場合の動作モードとして、M12~M15の4つの状態が想定され得る。図16では、モードとして上記のM12~M15が示されていて、各動作モードに対応付けて電力の流れおよび補足説明が示されている。
As shown in FIG. 16, four operating modes, M12 to M15, can be assumed when
動作モードM12は、図16においては、電力の流れとして「RF→LIB+LOAD」と記載されている。これは、図17(a)に示すように、整流器2から、蓄電池4および負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM12は、負荷3へ給電しながら蓄電池(LIB)の充電を行うモードである。この動作モードM12は、例えば図17(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が45Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。電気自動車7については待機状態として充放電を行わないことが規定されているので、電気自動車7との間での電力の授受は行われない。この点は、動作モードM12~M15も同様である。
In FIG. 16, the flow of power in operation mode M12 is written as "RF→LIB+LOAD". This indicates that power is supplied from
動作モードM13は、図16においては、電力の流れとして「RF→LOAD」と記載されている。これは、図17(b)に示すように、整流器2から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM13は、蓄電池4(LIB)の充電・放電は行わないモードであり、整流器2による単独運転ともいえる。この動作モードM13は、例えば図17(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を52Vとすることによって実現することができる。この場合、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給され得る。つまり、蓄電池電圧に対して整流器2からの出力電圧が微量だけ(ΔV分)大きくされることで、整流器2からの電力が優先して負荷3へ使用される状態が形成されている。ここでは、電力差が2Vとされているが、この差分はさらに小さく(0.1V~2V程度)てもよい。理想的には、ΔVを0.1V程度に小さくすることで、整流器2からの電力が蓄電池4へ流れることなく負荷3へ供給される状態を形成することができる。
In FIG. 16, the operation mode M13 is described as "RF→LOAD" as the flow of power. This indicates that power is supplied from the
動作モードM14は、図16においては、電力の流れとして「LIB→LOAD」と記載されている。これは、図18(a)に示すように、蓄電池4から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM14は、蓄電池4によって負荷3への給電を行う単独運転ともいえる。この動作モードM14は、例えば図18(a)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を45Vとすることによって実現することができる。なお、動作モードM14は、例えば、停電等が生じることによって、整流器2からの送電が途絶えるような場合(出力電圧が0Vとなるような場合)にも動作し得るモードである。したがって、動作モードM14については、例えば、整流器2からの送電が不能となる場合に自動的に設定が変更される構成とされていてもよい。
In FIG. 16, the operation mode M14 is described as "LIB→LOAD" as the flow of power. This indicates that power is supplied from the
動作モードM15は、図16においては、電力の流れとして「RF+LIB→LOAD」と記載されている。これは、図18(b)に示すように、整流器2および蓄電池4から負荷3へ向けて電力を供給することを示している。つまり、動作モードM15は、蓄電池4(LIB)によって整流器2から負荷3への給電をアシストする運転である。この動作モードM15は、例えば図18(b)に示すように、蓄電池4における蓄電池電圧が50Vであるときに、整流器2からの出力電圧を50Vとすることによって実現することができる。
In FIG. 16, the power flow of operation mode M15 is written as "RF+LIB→LOAD". This indicates that power is supplied from the
図19では、一例として、電気自動車7が待機する(充放電を行わない)ことが設定されている条件で、動作モードを予め選んだ上で、整流器2からの出力電圧を指定する場合の手順を示している。
Figure 19 shows, as an example, the procedure for specifying the output voltage from the
まず、ステップS41では、モード制御部56のEV動作情報取得部501において取得された充放電切替部53からの情報に基づいて、充放電動作を行わないこと(待機状態とすること)を確認する。
First, in step S41, based on information from the charge/
次に、ステップS42では、モード制御部56の蓄電池電圧情報取得部502は、蓄電池電圧確認部55における電圧(蓄電池電圧)の計測結果に基づいて、蓄電池4の電圧を確認する。
Next, in step S42, the storage battery voltage
次に、ステップS43では、モード制御部56の動作モード決定部503は、上述の動作モードM12~M15から、現在の直流電源システム1の動作状況に応じて、動作させるモードを選択する。動作させるモードを決定する際には、例えば、負荷3での電力需要(電力の消費状況)も考慮してもよい。負荷3での電力需要に係る情報は、例えば、負荷3からの通知をモード制御部56で取得する構成としてもよい。また、モード制御部56内で予め電力需要に係る予測を行っておくこととしてもよい。
Next, in step S43, the operation
このうち、動作モードM12を選択した場合には、ステップS44として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが十分に(例えば、3V以上)大きくなる(VRF>VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Among these, when the operation mode M12 is selected, in step S44, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is sufficiently larger (for example, 3 V or more) than the storage battery voltage VLIB ( VRF > VLIB ). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM14を選択した場合には、ステップS45として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFが小さくなる(VRF<VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Moreover, when the operation mode M14 is selected, in step S45, the rectifier voltage VRF is set so that the rectifier voltage VRF is smaller than the storage battery voltage VLIB (VRF < VLIB). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
また、動作モードM15を選択した場合には、ステップS46として、蓄電池電圧VLIBと整流器電圧VRFとが同値となる(VRF=VLIB)ように、整流器電圧VRFが設定される。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when the operation mode M15 is selected, in step S46, the rectifier voltage VRF is set so that the storage battery voltage VLIB and the rectifier voltage VRF have the same value (VRF = VLIB). The set rectifier voltage VRF is transmitted as a command from the rectifier
さらに、動作モードM13を選択した場合には、ステップS47として、蓄電池電圧VLIBに対して整流器電圧VRFがわずかに大きくなる(VRF=VLIB+ΔV)ように、整流器電圧VRFが設定される。このときのΔVは、例えば、0.1V~2V程度とされる。設定された整流器電圧VRFが整流器電圧指令部504から電圧調整部57へ指令として送信され、電圧調整部57において整流器電圧の調整が行われる(ステップS16)。
Furthermore, when the operation mode M13 is selected, in step S47, the rectifier voltage V RF is set so that the rectifier voltage V RF is slightly larger than the storage battery voltage V LIB (V RF = V LIB + ΔV). ΔV at this time is set to, for example, about 0.1 V to 2 V. The set rectifier voltage V RF is transmitted as a command from the rectifier
動作モードの選択は繰り返し行われてもよい。例えば、ステップS44~S47のいずれかを選択して、電圧調整部57への指令が行われた(ステップS16)とする。その後、所定時間の後に再度蓄電池電圧の確認(ステップS42)~モード選択(ステップS43)を繰り返し、整流器電圧の調整(ステップS16)を行う構成としてもよい。 The selection of the operating mode may be repeated. For example, one of steps S44 to S47 may be selected and a command issued to the voltage adjustment unit 57 (step S16). After that, after a predetermined time, the steps of checking the storage battery voltage (step S42) and selecting the mode (step S43) may be repeated again, and the rectifier voltage may be adjusted (step S16).
[作用]
上記の直流電源システム1は、外部指令に基づいた蓄電池の充放電動作を行う電気自動車7と接続される。この状態で、負荷3における電力需要と、電気自動車7との間の充放電動作と、蓄電池電圧確認部55において確認された蓄電池4の電圧と、に基づいて選択された動作モードに基づいて、整流器2から供給する電力の電圧が調整される。その結果、選択された動作モードに基づいて、直流電源システム1内で電力の授受が行われるように制御される。外部指令に基づいた電気自動車7用の蓄電池に係る充放電を行いながら、蓄電池4の電圧に基づいて動作モードが選択されるため、蓄電池4および電気自動車7用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷3への安定した電力供給が可能となる。
[Action]
The DC
上述のように、例えば商用電源6からの電力供給が安定しない状況においても負荷3への安定した電力供給が求められる場合、蓄電池4等のバックアップ電源を確保することが検討される。バックアップ電源として電気自動車7の蓄電池を活用することが検討され得る。しかしながら、電気自動車7は移動可能であるという特性を生かした運用が求められるため、電気自動車7の蓄電池における蓄電量もある程度確保しておくことが求められる。
As described above, for example, when a stable power supply to the
上記のような環境では、商用電源6からの電力供給が存在する状況においても、蓄電池4および電気自動車7の蓄電量の適切な管理が求められる。しかしながら、電気自動車7が充電および放電のどちらを行う可能性もあるなかで、負荷3への電力供給を安定して継続しながら、蓄電池4および電気自動車7における充放電をどのように調整するかについて詳細は検討されていなかった。これに対して、上記の直流電源システム1によれば、外部指令に基づいた電気自動車7の蓄電池の充放電動作を行う状態で、蓄電池4の電圧にも基づいて、電力の移動に係る動作モードが設定され得る。そして、その動作モードを実行するために、整流器2からの出力電圧が調整され得る。そのため、蓄電池4および電気自動車7用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷3への安定した電力供給が可能となる。
In the above-mentioned environment, even in a situation where power is supplied from the
ここで、直流電源システム1のモード制御部56は、負荷3における電力需要と、電気自動車7との間の充放電動作と、蓄電池4の電圧と、に基づいて動作モードを選択してもよい。モード制御部56において、負荷3における電力需要と、電気自動車7との間の充放電動作と、蓄電池4の電圧と、に基づいて動作モードを選択することによって、例えば、電力需要や電気自動車7の充放電動作が変更された場合に、モード制御部56によって動作モードの選択を行うことが可能となる。したがって、例えば、システムの管理者等が関与しないタイミングであっても、動作モードの変更を適切に行うことができ、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能となる。
Here, the
なお、モード制御部56は、電気自動車7との間の充放電の状態が変化したことを契機として、動作モードを選択してもよい。上述のように、電気自動車7の充放電状態が変化すると、直流電源システム1内での電力の流れの変更が必要となる。特に、電気自動車7との間での電力の移動を想定した動作モードとしていた場合、変更する必要が生じる。そこで、充放電の状態が変化したことを契機として動作モードを改めて選択することにより、動作モードの変更を適切に行うことができる。
The
なお、電圧調整部57は、商用電源6からの電力を蓄電池4に対して給電しない動作モードが指定された場合には、蓄電池4の電圧に対して前記整流器から出力される電力の電圧値が微量だけ(ΔV)大きくなるように、整流器2から出力される電力の電圧を調整する態様としてもよい。この場合、整流器2から出力される電力を蓄電池4に対して給電せずに他の装置へ供給することが可能となる。
When an operating mode in which power from the
また、電圧調整部57は、商用電源6からの電力を負荷3への給電に使用しない動作モードが指定された場合に、蓄電池4の電圧に対して整流器2から出力される電力の電圧値が小さくなるように、整流器から出力される電力の電圧を調整してもよい。この場合、商用電源6に対して接続された状態であっても、商用電源6からの電力供給を行わずに、直流電源システム1内での電力の移動を行うことができる。
In addition, when an operating mode in which power from the
電圧調整部57は、商用電源6からの電力を負荷3への給電に使用する動作モードが指定された場合に、蓄電池4の電圧に対して整流器2から出力される電力の電圧値が十分に(例えば、3V以上)大きくなるように、整流器2から出力される電力の電圧を調整してもよい。この場合、整流器2から出力される電力を負荷3へ向けて給電することが可能となる。
When an operating mode is specified in which power from the
電圧調整部57は、電気自動車7からの放電を行う場合、電気自動車7からの出力電圧を超えないように、整流器2から出力される電力の電圧を調整してもよい。この場合、電気自動車7からの放電動作を維持した状態で、整流器2から出力される電力を直流電源システム1内で移動させることができる。
When discharging from the
[変形例]
以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨および範囲を逸脱することなく修正および変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
[Modification]
Although the present embodiment has been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that the present embodiment is not limited to the embodiment described in this specification. The present embodiment can be implemented as a modified or altered form without departing from the spirit and scope of the present disclosure defined by the description of the claims. Therefore, the description in this specification is intended to be illustrative and does not have any limiting meaning on the present embodiment.
例えば、上記実施形態では、直流電源システム1の負荷3が通信装置である場合について説明したが、負荷3は通信装置に限定されるものではない。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態の直流電源システム1では、モード選択をモード制御部56において行う場合について説明したが、動作モードの選択自体は、直流電源システム1の使用者(ユーザ)が行う構成としてもよい。つまり、動作モードの選択は手動で行われてもよい。その場合、モード制御部56は、EV動作情報取得部501および蓄電池電圧情報取得部502において取得された情報を例えば、ユーザに対して提示することで、動作モードの指定を受ける。そして、指定された動作モードに基づいて、整流器電圧指令部504が電圧調整部57に対して整流器2からの出力電圧の調整を指示する。このような構成とすることで、例えば、直流電源システム1の動作状況等を考慮してユーザが強制的に動作モードを変更させることも可能となる。また、手動による(ユーザによる)動作モードの指定と、動作モード決定部503による動作モードの決定(選択)と、の両方を組み合わせて、状況に応じてどちらを使用するか変更する構成としてもよい。
In addition, in the above embodiment of the DC
例えば、モード制御部56は、所定時間が経過するとタイムアウトによって動作を終了させる構成を有していてもよい。また、タイマー利用または手動によって動作を終了してもよい。
For example, the
また、上記実施形態の直流電源システム1では、モード制御部56を含む制御部52がコンバータ装置5に設けられる場合について説明したが、制御部52は、コンバータ機能部51とは独立して設けられていてもよい。
In addition, in the DC
また、制御部52を構成する各部は1つの装置の内部に設けられていなくてもよい。
Furthermore, each part constituting the
[その他]
上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェアおよびソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。また、本実施形態で説明した「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。
[others]
The block diagrams used in the description of the above embodiments show blocks of functional units. These functional blocks (components) are realized by any combination of at least one of hardware and software. In addition, the method of realizing each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be realized using one device that is physically or logically combined, or may be realized using two or more devices that are physically or logically separated and directly or indirectly (for example, using wires, wirelessly, etc.) connected to each other and using these multiple devices. The functional block may be realized by combining the one device or the multiple devices with software. In addition, the wording "apparatus" described in this embodiment can be read as a circuit, a device, a unit, etc.
機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)や送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。 Functions include, but are not limited to, judgment, determination, judgment, calculation, computation, processing, derivation, investigation, search, confirmation, reception, transmission, output, access, resolution, selection, selection, establishment, comparison, assumption, expectation, consideration, broadcasting, notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, and assignment. For example, a functional block (component) that performs the transmission function is called a transmitting unit or a transmitter. As mentioned above, there are no particular limitations on the method of realization for each of these.
本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 The processing steps, sequences, flow charts, etc. of each aspect/embodiment described in this disclosure may be reordered unless inconsistent. For example, the methods described in this disclosure present elements of various steps using an example order and are not limited to the particular order presented.
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。 The input and output information may be stored in a specific location (e.g., memory) or may be managed using a management table. The input and output information may be overwritten, updated, or added to. The output information may be deleted. The input information may be transmitted to another device.
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。 The determination may be made based on a value represented by one bit (0 or 1), a Boolean value (true or false), or a comparison of numerical values (e.g., a comparison with a predetermined value).
本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 Each aspect/embodiment described in this disclosure may be used alone, in combination, or switched depending on the execution. In addition, notification of specific information (e.g., notification that "X is the case") is not limited to being done explicitly, but may be done implicitly (e.g., not notifying the specific information).
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 Software shall be construed broadly to mean instructions, instruction sets, code, code segments, program code, programs, subprograms, software modules, applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, threads of execution, procedures, functions, etc., whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or otherwise.
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)および無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術および無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Software, instructions, information, etc. may also be transmitted and received via a transmission medium. For example, if the software is transmitted from a website, server, or other remote source using wired technologies (such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL)), and/or wireless technologies (such as infrared, microwave), then these wired and/or wireless technologies are included within the definition of a transmission medium.
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。 The information, signals, etc. described in this disclosure may be represented using any of a variety of different technologies. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description may be represented by voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, optical fields or photons, or any combination thereof.
本開示において使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。 As used in this disclosure, the terms "system" and "network" are used interchangeably.
本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。 As used in this disclosure, the terms "determining" and "determining" may encompass a wide variety of actions. "Determining" and "determining" may include, for example, judging, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up, searching, inquiring (e.g., searching in a table, database, or other data structure), ascertaining, and deeming something to be "determined" or "determined." In addition, "judgment" and "decision" may include regarding receiving (e.g., receiving information), transmitting (e.g., sending information), input, output, and accessing (e.g., accessing data in memory) as having been "judged" or "decided". In addition, "judgment" and "decision" may include regarding resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, and the like as having been "judged" or "decided". In other words, "judgment" and "decision" may include regarding some action as having been "judged" or "decided". In addition, "judgment" may be interpreted as "assuming", "expecting", "considering", and the like.
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブルおよびプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域および光(可視および不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。 The terms "connected", "coupled", or any variation thereof, refer to any direct or indirect connection or coupling between two or more elements, and may include the presence of one or more intermediate elements between two elements that are "connected" or "coupled" to each other. The coupling or connection between elements may be physical, logical, or a combination thereof. For example, "connected" may be read as "access". As used in this disclosure, two elements may be considered to be "connected" or "coupled" to each other using at least one of one or more wires, cables, and printed electrical connections, as well as electromagnetic energy having wavelengths in the radio frequency range, microwave range, and optical (both visible and invisible) range, as some non-limiting and non-exhaustive examples.
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 As used in this disclosure, the phrase "based on" does not mean "based only on," unless expressly stated otherwise. In other words, the phrase "based on" means both "based only on" and "based at least on."
本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」およびそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。 When the terms "include," "including," and variations thereof are used in this disclosure, these terms are intended to be inclusive, similar to the term "comprising." Additionally, the term "or," as used in this disclosure, is not intended to be an exclusive or.
本開示において、例えば、英語でのa,anおよびtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。 In this disclosure, where articles have been added through translation, such as a, an, and the in English, this disclosure may include that the nouns following these articles are in the plural form.
本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。 In this disclosure, the term "A and B are different" may mean "A and B are different from each other." The term may also mean "A and B are each different from C." Terms such as "separate" and "combined" may also be interpreted in the same way as "different."
[付記]
本開示の一形態に係る直流電源システムは、外部指令に基づいた蓄電池の充放電動作を行う電気自動車と接続されて、直流電力を使用する負荷に対して供給する電力を制御するシステムであって、商用電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、前記直流電力を消費する負荷と、蓄電池の電圧を確認する蓄電池電圧確認部と、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する電圧調整部と、前記負荷における電力需要と、前記電気自動車との間の充放電動作と、前記蓄電池電圧確認部において確認された前記蓄電池の電圧と、に基づいて選択された、前記商用電源、前記電気自動車、前記蓄電池、および前記負荷の間での電力授受の状態である動作モードに基づいて各部を制御するモード制御部と、を有し、前記電圧調整部は、前記モード制御部によって選択された動作モードに基づいて、前記整流器から供給する電力の電圧を調整する。
[Additional Notes]
A DC power supply system according to one embodiment of the present disclosure is a system connected to an electric vehicle that charges and discharges a storage battery based on external commands, and controls power supplied to a load that uses DC power. The system includes a rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power, a load that consumes the DC power, a storage battery voltage confirmation unit that confirms the voltage of the storage battery, a voltage adjustment unit that adjusts the voltage of the power output from the rectifier, and a mode control unit that controls each unit based on an operation mode that is a state of power exchange between the commercial power source, the electric vehicle, the storage battery, and the load, which is selected based on the power demand of the load, the charging and discharging operation between the electric vehicle and the storage battery, and the voltage of the storage battery confirmed by the storage battery voltage confirmation unit, and the voltage adjustment unit adjusts the voltage of the power supplied from the rectifier based on the operation mode selected by the mode control unit.
上記の直流電源システムによれば、負荷における電力需要と、電気自動車との間の充放電動作と、蓄電池電圧確認部において確認された蓄電池の電圧と、に基づいて選択された動作モードに基づいて、整流器から供給する電力の電圧が調整される。その結果、選択された動作モードに基づいて電力の授受が行われるように制御される。外部指令に基づいた電気自動車用の蓄電池に係る充放電を行いながら、蓄電池の電圧に基づいて動作モードが選択されるため、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能となる。 According to the DC power supply system described above, the voltage of the power supplied from the rectifier is adjusted based on the operation mode selected based on the power demand of the load, the charging and discharging operation between the electric vehicle and the storage battery, and the storage battery voltage confirmed by the storage battery voltage confirmation unit. As a result, the power is controlled to be exchanged based on the selected operation mode. Since the operation mode is selected based on the storage battery voltage while charging and discharging the electric vehicle storage battery based on an external command, a stable power supply to the load is possible while appropriately managing the amount of electricity stored in the storage battery and the electric vehicle battery.
前記モード制御部は、前記負荷における電力需要と、前記電気自動車との間の充放電動作と、前記蓄電池の電圧と、に基づいて前記動作モードを選択する態様としてもよい。 The mode control unit may select the operation mode based on the power demand of the load, the charging and discharging operation between the load and the electric vehicle, and the voltage of the storage battery.
モード制御部において、負荷における電力需要と、電気自動車との間の充放電動作と、蓄電池の電圧と、に基づいて動作モードを選択することによって、例えば、電力需要や電気自動車の充放電動作が変更された場合に、モード制御部によって動作モードの選択を行うことが可能となる。したがって、例えば、システムの管理者等が関与しないタイミングであっても、動作モードの変更を適切に行うことができ、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能となる。 The mode control unit selects an operation mode based on the power demand of the load, the charging and discharging operation between the load and the electric vehicle, and the voltage of the storage battery. This allows the mode control unit to select an operation mode when, for example, the power demand or the charging and discharging operation of the electric vehicle changes. Therefore, for example, even when the system administrator is not involved, the operation mode can be appropriately changed, and a stable power supply to the load can be achieved while appropriately managing the amount of power stored in the storage battery and the electric vehicle battery.
前記モード制御部は、前記電気自動車との間の充放電の状態が変化したことを契機として、前記動作モードを選択する態様としてもよい。 The mode control unit may select the operation mode when a change occurs in the charging/discharging state between the electric vehicle and the mode control unit.
電気自動車との間の充放電の状態が変化すると、直流電源システム内での電力の流れの変更が必要となる。そこで、充放電の状態が変化したことを契機として動作モードを改めて選択することにより、動作モードの変更を適切に行うことができ、蓄電池および電気自動車用電池における蓄電量を適切に管理しながら、負荷への安定した電力供給が可能となる。 When the charging/discharging state between the electric vehicle and the system changes, it becomes necessary to change the flow of power within the DC power supply system. By reselecting the operating mode when the charging/discharging state changes, the operating mode can be appropriately changed, enabling a stable supply of power to the load while appropriately managing the amount of stored power in the storage battery and the electric vehicle battery.
前記電圧調整部は、前記商用電源からの電力を前記蓄電池に対して給電しない動作モードが指定された場合に、前記蓄電池の電圧に対して前記整流器から出力される電力の電圧値が微量だけ大きくなるように、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する態様としてもよい。 The voltage adjustment unit may be configured to adjust the voltage of the power output from the rectifier so that the voltage value of the power output from the rectifier is slightly higher than the voltage of the storage battery when an operating mode in which power from the commercial power source is not supplied to the storage battery is specified.
上記の構成とすることで、整流器から出力される電力を蓄電池に対して給電せずに他の装置へ供給することが可能となる。 The above configuration makes it possible to supply the power output from the rectifier to other devices without feeding it to a storage battery.
前記電圧調整部は、前記商用電源からの電力を前記負荷への給電に使用しない動作モードが指定された場合に、前記蓄電池の電圧に対して前記整流器から出力される電力の電圧値が小さくなるように、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する態様としてもよい。 The voltage adjustment unit may be configured to adjust the voltage of the power output from the rectifier so that the voltage value of the power output from the rectifier is smaller than the voltage of the storage battery when an operating mode is specified in which power from the commercial power source is not used to supply power to the load.
上記の構成とすることで、商用電源に対して接続された状態であっても、商用電源からの電力供給を行わずに、直流電源システム内での電力の移動を行うことができる。 With the above configuration, even when connected to a commercial power source, power can be transferred within the DC power system without power being supplied from the commercial power source.
前記電圧調整部は、前記商用電源からの電力を前記負荷への給電に使用する動作モードが指定された場合に、前記蓄電池の電圧に対して前記整流器から出力される電力の電圧値が十分に大きくなるように、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する態様としてもよい。 The voltage adjustment unit may be configured to adjust the voltage of the power output from the rectifier so that the voltage value of the power output from the rectifier is sufficiently large relative to the voltage of the storage battery when an operating mode is specified in which power from the commercial power source is used to supply power to the load.
上記の構成とすることで、整流器から出力される電力を負荷へ向けて給電することが可能となる。 The above configuration makes it possible to supply the power output from the rectifier to a load.
前記電圧調整部は、前記電気自動車からの放電を行う場合、前記電気自動車からの出力電圧を超えないように、前記整流器から出力される電力の電圧を調整する態様としてもよい。 The voltage adjustment unit may be configured to adjust the voltage of the power output from the rectifier so that it does not exceed the output voltage from the electric vehicle when discharging from the electric vehicle.
上記の構成とすることで、電気自動車からの放電動作を維持した状態で、整流器から出力される電力を直流電源システム内で移動させることができる。 The above configuration allows the power output from the rectifier to be moved within the DC power supply system while maintaining the discharge operation from the electric vehicle.
1…直流電源システム、2…整流器、3…負荷、4…蓄電池、5…コンバータ装置、6…商用電源、7…電気自動車、51…コンバータ機能部、52…制御部、53…充放電切替部、54…DC/DC変換部、55…蓄電池電圧確認部、56…モード制御部、57…電圧調整部、501…EV動作情報取得部、502…蓄電池電圧情報取得部、503…動作モード決定部、504…整流器電圧指令部。 1...DC power supply system, 2...rectifier, 3...load, 4...storage battery, 5...converter device, 6...commercial power supply, 7...electric vehicle, 51...converter function unit, 52...control unit, 53...charge/discharge switching unit, 54...DC/DC conversion unit, 55...storage battery voltage confirmation unit, 56...mode control unit, 57...voltage adjustment unit, 501...EV operation information acquisition unit, 502...storage battery voltage information acquisition unit, 503...operation mode determination unit, 504...rectifier voltage command unit.
Claims (7)
商用電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記直流電力を消費する負荷と、
蓄電池の電圧を確認する蓄電池電圧確認部と、
前記整流器から出力される電力の電圧を調整する電圧調整部と、
前記負荷における電力需要と、前記電気自動車との間の充放電動作と、前記蓄電池電圧確認部において確認された前記蓄電池の電圧と、に基づいて選択された、前記商用電源、前記電気自動車、前記蓄電池、および前記負荷の間での電力授受の状態である動作モードに基づいて各部を制御するモード制御部と、を有し、
前記電圧調整部は、前記モード制御部によって選択された動作モードに基づいて、前記整流器から供給する電力の電圧を調整する、直流電源システム。 A system that is connected to an electric vehicle that performs charging and discharging operations of a storage battery based on an external command and controls power supplied to a load that uses DC power,
A rectifier that converts AC power from a commercial power source into DC power;
A load that consumes the DC power;
a battery voltage confirmation unit that confirms the voltage of the battery;
a voltage adjusting unit that adjusts the voltage of the power output from the rectifier;
a mode control unit that controls each unit based on an operation mode that is a state of power exchange between the commercial power source, the electric vehicle, the storage battery, and the load, selected based on a power demand in the load, a charging/discharging operation between the load and the electric vehicle, and a voltage of the storage battery confirmed by the storage battery voltage confirmation unit,
The voltage adjusting unit adjusts the voltage of the power supplied from the rectifier based on the operation mode selected by the mode control unit.
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