充放電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序的制作方法
【專利摘要】峰值切斷電力計算部(154)能夠?qū)⒓芫€(200)中能夠輸電的峰值切斷電力計算為相對于車輛(100)與變電站之間的架線(200)的電阻值單調(diào)非增的電力。此外，峰值切斷部(156)在負(fù)載電力為峰值切斷電力以上的情況下，以負(fù)載電力與輸電峰值切斷電力之差的電力來控制二次電池(140)的充放電。
【專利說明】充放電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的二次電池的充放電進(jìn)行控制的 充放電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序。
[0002] 本申請基于在2012年2月2日在日本申請的特愿2012 - 021172號主張優(yōu)先權(quán)， 將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 以往，已知使用從架線提供的電力而牽引的車輛。在這樣的車輛中牽引所需要的 電力（需要電力）因路線的坡度等行駛環(huán)境而異。因此，對架線提供電力的變電站的容量 或耗電量根據(jù)需要電力的電壓變動量而決定。
[0004] 此外，在這樣的車輛中因制動而產(chǎn)生了再生電力的情況下，為了防止再生失效，將 再生電力輸送到架線。輸送到架線的再生電力被變電站所回收。因此，應(yīng)設(shè)置變電站的間 隔根據(jù)再生電力的電壓變動量而決定。
[0005] 因此，為了通過減少應(yīng)設(shè)置的變電站的數(shù)目來降低交通系統(tǒng)的成本，正在討論抑 制需要電力以及再生電力的峰值電力（峰值切斷）。作為需要電力以及再生電力的峰值切 斷方法，考慮在車輛中搭載二次電池，進(jìn)行再生電力的吸收以及需要電力的援助的方法。 [0006] 此外，為了適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行峰值切斷，需要適當(dāng)?shù)毓芾矶坞姵氐某潆娐剩⊿tate of Charge :充電率）。
[0007] 因此，考慮在需要電力或者再生電力為峰值切斷電力以上的情況下，使用二次電 池而進(jìn)行峰值切斷。
[0008] 另外，在專利文獻(xiàn)1中，記載了如下方法：為了抑制在無架線車輛中搭載的二次電 池的劣化，以充電率的增減在適當(dāng)?shù)某潆娐史秶鷥?nèi)的方式進(jìn)行充電。
[0009] 另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開了對搭載于無架線車輛的二次電池的充電率進(jìn)行控 制的方法。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1:特開2006 - 054958號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)2:特開2009 - 273198號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014] 發(fā)明要解決的課題
[0015] 另外，由于在作為車輛和變電站的輸電和受電的媒介的架線也有電阻值，所以若 車輛與變電站之間的架線長度越長則電阻值變得越大。即，根據(jù)車輛與變電站的位置關(guān)系， 峰值切斷所需要的電力不同。因此，如專利文獻(xiàn)1、2所公開那樣，在基于一定值的峰值切斷 電力而進(jìn)行峰值切斷的情況下，存在以比所需要的量多的電力進(jìn)行二次電池的充放電的問 題。由此，存在二次電池的壽命縮短、且充放電控制裝置成為大型化的問題。
[0016] 本發(fā)明的目的在于，提供一種通過必要最低限度的充放電而進(jìn)行峰值切斷的充放 電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第一方式，一種充放電控制裝置，搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行 輸電和受電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn) 行控制，其特征在于，所述充放電控制裝置包括：峰值切斷電力計算部，計算輸電峰值切斷 電力，所述輸電峰值切斷電力是所述架線中能夠輸送的電力，并且是相對于所述車輛與所 述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力；以及峰值切斷部，當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生 的再生電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸電峰值切斷電力以上的情況下，使該再 生電力與該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所述蓄電裝置。
[0019] 所述輸電峰值切斷電力也可以對如下電流乘以不產(chǎn)生所述負(fù)載的再生失效的最 大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓所得的電力，該電流是通過將不產(chǎn)生所述負(fù)載的再生失效的最大的導(dǎo)電 弓點(diǎn)電壓與在所述變電設(shè)備的再生電阻上施加的電壓之差除以相對于所述車輛與所述變 電設(shè)備之間的距離單調(diào)減少的架線的電阻值所得的電流。
[0020] 也可以在本發(fā)明的第一方式中，包括架線長度計算部，基于所述車輛存在的位置， 計算所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線長度，所述峰值切斷電力計算部使用將所述架線 長度計算部計算出的架線長度作為獨(dú)立變量的單調(diào)非增函數(shù)，計算所述輸電峰值切斷電 力。
[0021] 也可以在本發(fā)明的第一方式中，包括導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部，測量所述車輛的導(dǎo)電 弓點(diǎn)電壓，所述峰值切斷電力計算部使用將所述導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部測量的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓 作為獨(dú)立變量的單調(diào)非增函數(shù)，計算所述輸電峰值切斷電力。
[0022] 也可以在本發(fā)明的第一方式中，包括區(qū)間取得部，取得所述車輛存在的區(qū)間，所述 峰值切斷電力計算部將在所述區(qū)間取得部取得的區(qū)間內(nèi)離所述變電設(shè)備最遠(yuǎn)的點(diǎn)的架線 電阻值所對應(yīng)的輸電峰值切斷電力計算為所述區(qū)間取得部取得的區(qū)間內(nèi)的輸電峰值切斷 電力。
[0023] 也可以在本發(fā)明的第一方式中，所述峰值切斷電力計算部計算受電峰值切斷電 力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述 變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力，所述峰值切斷部在所述負(fù)載所需的需要電 力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰值切斷電力以上的情況下，使該需要電力與 該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝置放電。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第二方式，一種充放電控制裝置，搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行 輸電和受電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn) 行控制，其特征在于，所述充放電控制裝置包括：峰值切斷電力計算部，計算受電峰值切斷 電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所 述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力；以及峰值切斷部，在所述負(fù)載所需的需 要電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰值切斷電力以上的情況下，使該需要電 力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝置放電。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第三方式，一種充電控制方法，使用充放電控制裝置，所述充放電控 制裝置搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生 再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制，其特征在于，峰值切斷電力計算部計算輸 電峰值切斷電力，所述輸電峰值切斷電力是所述架線中能夠輸送的電力，并且是相對于所 述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力，當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生的再生 電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸電峰值切斷電力以上的情況下，峰值切斷部使 該再生電力與該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所述蓄電裝置。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的第四方式，一種放電控制方法，使用充放電控制裝置，所述充放電控 制裝置搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛，并對連接到能夠產(chǎn)生再 生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制，其特征在于，峰值切斷電力計算部計算受電 峰值切斷電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述架線接受的電力，并且是相對于所述 車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力，在所述負(fù)載所述的需要電力為 所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰值切斷電力以上的情況下，峰值切斷部使該需要 電力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝置放電。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的第五方式，一種程序，使搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受 電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制的 充放電控制裝置作為如下部分發(fā)揮作用：峰值切斷電力計算部，計算輸電峰值切斷電力，所 述輸電峰值切斷電力是所述架線中能夠輸送的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè) 備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力；以及峰值切斷部，當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生的再生電 力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸電峰值切斷電力以上的情況下，使該再生電力與 該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所述蓄電裝置。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的第六方式，一種程序，使搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受 電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制的 充放電控制裝置作為如下部分發(fā)揮作用：峰值切斷電力計算部，計算受電峰值切斷電力，所 述受電峰值切斷電力是能夠從所述架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè) 備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力；以及峰值切斷部，在所述負(fù)載所需的需要電力為 所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰值切斷電力以上的情況下，使該需要電力與該受 電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝置放電。
[0029] 發(fā)明效果
[0030] 根據(jù)上述的充放電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序，在需要電力 或者再生電力為作為相對于車輛與變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電力的受電 峰值切斷電力以上的情況下，使用蓄電裝置進(jìn)行峰值切斷。由此，能夠通過必要最低限度的 充放電而進(jìn)行峰值切斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1是表示具有本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充放電控制裝置的車輛的結(jié)構(gòu)的概略 框圖。
[0032] 圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充放電控制裝置的動作的流程圖。
[0033] 圖3A是對車輛和變電站的關(guān)系進(jìn)行了模型化的圖。
[0034] 圖3B是對車輛和變電站的關(guān)系進(jìn)行了模型化的電路圖。
[0035] 圖4是表示在第一實(shí)施方式中的車輛與變電站之間的架線長度和峰值切斷率的 關(guān)系的例子的曲線。
[0036] 圖5是表示具有本發(fā)明的第二實(shí)施方式的充放電控制裝置的車輛的結(jié)構(gòu)的概略 框圖。
[0037] 圖6是表示第二實(shí)施方式中的車輛與變電站之間的架線長度和峰值切斷率的關(guān) 系的例子的曲線。
[0038] 圖7是表示具有本發(fā)明的第三實(shí)施方式的充放電控制裝置的車輛的結(jié)構(gòu)的概略 框圖。
[0039] 圖8是表示第三實(shí)施方式中的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓和峰值切斷率的關(guān)系的例子的曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0041] 《第一實(shí)施方式》
[0042] 圖1是表示具有本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充放電控制裝置150的車輛100的結(jié)構(gòu) 的概略框圖。
[0043] 本實(shí)施方式的車輛100包括逆變器110、負(fù)載120、D⑶C轉(zhuǎn)換器130、二次電池 140 (蓄電裝置）、充放電控制裝置150。另外，車輛100通過經(jīng)由架線200進(jìn)行與變電站（變 電設(shè)備）的輸電和受電而行駛。
[0044] 逆變器110將從架線200提供的直流電力以及經(jīng)由Drac轉(zhuǎn)換器130而從二次電 池140提供的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力。
[0045] 負(fù)載120通過逆變器110轉(zhuǎn)換的交流電力，使車輛100牽引。
[0046] 此外，負(fù)載120進(jìn)行車輛100的再生制動，產(chǎn)生再生電力。該再生電力經(jīng)由逆變器 110而提供給架線200以及二次電池140。
[0047] D⑶C轉(zhuǎn)換器130基于充放電控制裝置150的指令，對從架線200以及負(fù)載120提 供給二次電池140的充電電能、以及從二次電池140提供給架線200以及負(fù)載120的放電 電能進(jìn)行控制。
[0048] 二次電池140經(jīng)由ECDC轉(zhuǎn)換器130連接到架線200以及負(fù)載120,對從架線200 以及負(fù)載120提供的電力進(jìn)行充電。此外，二次電池140經(jīng)由EOC轉(zhuǎn)換器130對負(fù)載120 提供電力。
[0049] 充放電控制裝置150是控制對于二次電池140的充放電的裝置，且包括位置信息 取得部151、變電站位置存儲部152、架線長度計算部153、峰值切斷電力計算部154、負(fù)載電 力監(jiān)視部155、峰值切斷部156。
[0050] 位置信息取得部151基于GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng)）、電動 機(jī)的轉(zhuǎn)速、從地面感應(yīng)器接收的信息等，取得車輛100的當(dāng)前位置。
[0051] 變電站位置存儲部152存儲架線200的位置以及連接到該架線200的變電站的位 置。
[0052] 架線長度計算部153基于位置信息取得部151取得的位置信息和變電站位置存儲 部152存儲的信息，計算車輛100與變電站之間的架線長度。
[0053] 峰值切斷電力計算部154基于架線長度計算部153計算出的架線長度而計算峰值 切斷電力。具體而言，峰值切斷電力計算部154計算作為能夠從架線200接受的電力的最 大值的受電峰值切斷電力以及架線200中能夠輸送的電力的最大值的輸電峰值切斷電力。 [0054] 負(fù)載電力監(jiān)視部155監(jiān)視對通過負(fù)載120進(jìn)行牽引所要求的需要電力以及從負(fù)載 120產(chǎn)生的再生電力的電力值。以下，將需要電力以及再生電力總稱為負(fù)載電力。
[0055] 峰值切斷部156對D⑶C轉(zhuǎn)換器130輸出二次電池140進(jìn)行充放電的電力的控制 指示，使得從架線200接受的電力或者架線200中輸送的電力不超過規(guī)定的峰值切斷電力。 具體而言，峰值切斷部156在車輛100的牽引時，輸出使需要電力與受電峰值切斷電力之差 的電力值的電力從二次電池140放電的放電指示。另一方面，峰值切斷部156在車輛100的 制動時，輸出使再生電力與輸電峰值切斷電力之差的電力值的電力充電到二次電池140的 充電指示。
[0056] 接著，說明本實(shí)施方式的充放電控制裝置150的動作。
[0057] 圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充放電控制裝置150的動作的流程圖。
[0058] 若開始車輛100的運(yùn)行，則位置信息取得部151基于GPS、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、從地面感 應(yīng)器接收的信息等，取得表示當(dāng)前位置的位置信息（步驟S1)。接著，架線長度計算部153 根據(jù)位置信息取得部151取得的表示當(dāng)前位置的信息、和變電站位置存儲部152存儲的架 線200的位置以及變電站的位置，計算至該車輛100進(jìn)行輸電和受電的變電站為止的架線 200的長度（步驟S2)。具體而言，架線長度計算部153將連接到存在于當(dāng)前位置的架線 200的變電站確定為該車輛100進(jìn)行輸電和受電的變電站，計算至該變電站為止的架線200 的長度。
[0059] 接著，負(fù)載電力監(jiān)視部155取得負(fù)載電力（步驟S3)。接著，負(fù)載電力監(jiān)視部155 判定負(fù)載120的動作是牽引還是再生（步驟S4)。
[0060] 在負(fù)載電力監(jiān)視部155判定為負(fù)載120是再生中的情況下（步驟S4 :是），峰值切 斷電力計算部154基于架線長度計算部153計算出的架線長度，計算表示對從負(fù)載120產(chǎn) 生的再生電力的峰值進(jìn)行峰值切斷的比例的輸電峰值切斷率（步驟S5)。
[0061] 這里，說明具體的峰值切斷率的計算方法。
[0062] 圖3A是對車輛100和變電站的關(guān)系進(jìn)行了模型化的圖。圖3B是對車輛100和變 電站的關(guān)系進(jìn)行了模型化的電路圖。
[0063] 如圖3A所示，車輛100與變電站通過架線200而連接，從而形成如圖3B所示的閉 路。如圖3B所示，在變電站中，與供電裝置并聯(lián)地，經(jīng)由開關(guān)設(shè)置有再生電阻R。在該開關(guān) 的一端上施加了規(guī)定的閾值電壓vR以上的電壓時，該開關(guān)接通，在該開關(guān)的一端上施加的 電壓小于閾值電壓vR的情況下，開關(guān)斷開。S卩，在變電站的開關(guān)的一端上施加的電壓成為 閾值電壓vR以上的情況下，從車輛100的負(fù)載120產(chǎn)生的再生電力被變電站所回收。
[0064] 此外，在車輛100與變電站之間的架線200中也有電阻值（以下，稱為架線電阻 r)，該架線電阻r是相對于車輛100與變電站之間的架線長度單調(diào)增加的值。
[0065] 此時，在圖3B所示的模型中，以下的兩個式成立。
[0066] [數(shù) 1]
[0067] vPif = Ρ (1-χ) · · · (1)
[0068] [數(shù) 2]
[0069] vP = vE+rif · · · (2)
[0070] 其中，P表示能夠從負(fù)載120產(chǎn)生的最大的再生電力，x表示輸電峰值切斷率。
[0071] 這里，若將不產(chǎn)生再生失效的最大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓設(shè)為vPmax，則為了不引起再生 失效所需要的輸電峰值切斷率X如式（3)所示。
[0072] [數(shù) 3] vPmax-vi?.. . . / 〇 ν
[0073] X - I Vpmax ( 3) rr
[0074] -般，不產(chǎn)生再生失效的最大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓vPmax、開關(guān)的閾值電壓vK、能夠從 負(fù)載120產(chǎn)生的最大的再生電力P是由變電站或車輛100所固有的值。因此，從式（3)可 知所需要的輸電峰值切斷率X隨著架線電阻r的大小而發(fā)生變化。此外，由于架線電阻r 的大小由車輛100與變電站之間的架線長度而決定，所以可知輸電峰值切斷率X由車輛100 與變電站之間的架線長度而決定。即，峰值切斷電力計算部154根據(jù)車輛100與變電站之 間的架線長度而計算架線電阻r，并將該架線電阻r代入上述式（3)，從而能夠計算輸電峰 值切斷率X。另外，如式（3)所示，輸電峰值切斷率X相對于架線電阻r單調(diào)非減。另外，使 用圖3A、圖3B說明的方法是在與車輛100進(jìn)行輸電和受電的變電站為一個的情況下的輸電 峰值切斷率X的計算方法。由于實(shí)際上車輛100與多個變電站進(jìn)行輸電和受電，所以根據(jù) 與該多個變電站的每個變電站之間的架線長度而進(jìn)行加權(quán)，通過同樣的方法而計算輸電峰 值切斷率X。
[0075] 峰值切斷電力計算部154若在步驟S5中計算出輸電峰值切斷率X，則通過對能夠 從負(fù)載120產(chǎn)生的最大的再生電力P乘以從1減去該輸電峰值切斷率X所得的比例，計算 輸電峰值切斷電力（步驟S6)。即，峰值切斷電力計算部154計算P(1 - X)作為輸電峰值 切斷電力。另外，由于輸電峰值切斷率相對于架線長度單調(diào)非減，所以可知輸電峰值切斷電 力相對于架線長度單調(diào)非增。
[0076] 另外，在本實(shí)施方式中，在步驟S5中根據(jù)架線長度而計算架線電阻r，接著，根據(jù) 架線電阻r而計算輸電峰值切斷率X，然后，在步驟S6中根據(jù)輸電峰值切斷率X而計算了輸 電峰值切斷電力。這等價于，使用將架線長度計算部153計算出的架線長度作為獨(dú)立變量 的單調(diào)非增函數(shù)而計算輸電峰值切斷電力。
[0077] 圖4是表示第一實(shí)施方式中的車輛100與變電站之間的架線長度和峰值切斷率的 關(guān)系的例的曲線。
[0078] 如圖4所示，即使直到架線長度成為規(guī)定的長度為止不進(jìn)行峰值切斷，也不會產(chǎn) 生再生失效，在超過該規(guī)定的長度之后，以圖4所示的峰值切斷率來進(jìn)行峰值切斷，從而能 夠?qū)⒉划a(chǎn)生再生失效的最大的電力輸送到架線200。由此，能夠?qū)Χ坞姵?40充電的電 力抑制為必要最低限度的同時進(jìn)行峰值切斷。另外，如圖4所示，可知輸電峰值切斷電力相 對于架線長度計算部153計算出的架線長度單調(diào)非增。
[0079] 接著，峰值切斷部156對DCDC轉(zhuǎn)換器130輸出充電指示，該充電指示用于指示以 對再生電力與輸電峰值切斷電力之差的電力乘以DCDC轉(zhuǎn)換器130的效率所得的電力值使 二次電池140進(jìn)行充電（步驟S7)。然后，返回到步驟S1，充放電控制裝置150進(jìn)行下一個 時刻的充放電控制。
[0080] 另一方面，在步驟S4中，負(fù)載電力監(jiān)視部155判定為負(fù)載120是牽引中的情況下 (步驟S4 :否），峰值切斷電力計算部154基于架線長度計算部153計算出的架線長度，計 算用于表示對負(fù)載120需要的需要電力的峰值進(jìn)行峰值切斷的比例的受電峰值切斷率（步 驟S8)。另外，受電峰值切斷率的計算的方法與上述的步驟S5的方法相同，計算的受電峰值 切斷率相對于架線電阻成為單調(diào)非減。
[0081] 峰值切斷電力計算部154若計算出受電峰值切斷率，則通過對負(fù)載120可能需要 的最大的需要電力乘以從1減去該受電峰值切斷率所得的比例，從而計算受電峰值切斷電 力（步驟S9)。即，可知受電峰值切斷電力相對于架線長度單調(diào)非增。即，步驟S8?S9中 的峰值切斷電力計算部154的處理等價于，使用將架線長度計算部153計算出的架線長度 作為獨(dú)立變量的單調(diào)非增函數(shù)而計算受電峰值切斷電力。
[0082] 接著，峰值切斷部156對DCDC轉(zhuǎn)換器130輸出放電指示，該放電指示用于指示以 將需要電力與受電峰值切斷電力之差的電力除以DCDC轉(zhuǎn)換器130的效率所得的電力值使 二次電池140進(jìn)行放電（步驟S10)。然后，返回到步驟S1，充放電控制裝置150進(jìn)行下一 個時刻的充放電控制。
[0083] 由此，根據(jù)本實(shí)施方式，峰值切斷電力計算部154將架線200中能夠輸送的峰值切 斷電力計算為相對于車輛1〇〇與變電站之間的架線200的電阻值單調(diào)非增的電力。此外， 峰值切斷部156在負(fù)載電力為峰值切斷電力以上的情況下，以負(fù)載電力與輸電峰值切斷電 力之差的電力來控制二次電池140的充放電。由此，能夠?qū)Χ坞姵?40充電的電力抑 制為必要最低限度的同時進(jìn)行峰值切斷。
[0084] 此外，根據(jù)本實(shí)施方式，峰值切斷電力是對能夠從負(fù)載120產(chǎn)生的最大的再生電 力P乘以從1減去通過式（3)而計算出的峰值切斷電力所得的比例的電力。即，輸電峰值 切斷電力是對如下電流乘以不產(chǎn)生再生失效的最大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓所得的電力，所述電流 通過將不產(chǎn)生再生失效的最大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓與在變電站的再生電阻上施加的電壓之差 除以相對于車輛100與變電站之間的距離單調(diào)減少的架線200的電阻值所得。因此，充放 電控制裝置150能夠以不產(chǎn)生再生失效的最大的電力進(jìn)行與架線200的輸電和受電。
[0085] 《第二實(shí)施方式》
[0086] 接著，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
[0087] 圖5是表示具有本發(fā)明的第二實(shí)施方式的充放電控制裝置150的車輛100的結(jié)構(gòu) 的概略框圖。
[0088] 第二實(shí)施方式的充放電控制裝置150在第一實(shí)施方式的充放電控制裝置150的結(jié) 構(gòu)中不具有架線長度計算部153以及變電站位置存儲部152,每個規(guī)定的區(qū)間（例如，車站 之間）具有存儲在該區(qū)間中使用的峰值切斷率的峰值切斷率存儲部157。
[0089] 另外，峰值切斷率存儲部157存儲的峰值切斷率是，在每個區(qū)間使用在該區(qū)間中 離變電站最遠(yuǎn)的點(diǎn)的架線電阻值，通過第一實(shí)施方式所示的方法計算出的峰值切斷率。
[0090] 此外，第二實(shí)施方式的充放電控制裝置150與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，位置 信息取得部151以及峰值切斷電力計算部154的處理。
[0091] 位置信息取得部151 (區(qū)間取得部）從地面感應(yīng)器取得表示車輛100存在的區(qū)間 的位置信息。
[0092] 峰值切斷電力計算部154從峰值切斷率存儲部157讀出與位置信息取得部151取 得的位置信息相關(guān)聯(lián)的峰值切斷率，并基于該峰值切斷率而計算峰值切斷電力。
[0093] 圖6是表示第二實(shí)施方式中的車輛100與變電站之間的架線長度和峰值切斷率的 關(guān)系的例的曲線。
[0094] 如圖6所示，各區(qū)間中的峰值切斷率成為在第一實(shí)施方式中計算出的峰值切斷率 以上。即，各區(qū)間中的峰值切斷率成為用于在與架線200進(jìn)行輸電和受電時肯定不會產(chǎn)生 再生失效的最小的峰值切斷率。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，雖然與第一實(shí)施方式相比效率降 低，但能夠以更簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行峰值切斷。
[0095] 《第三實(shí)施方式》
[0096] 接著，說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。
[0097] 圖7是表示具有本發(fā)明的第三實(shí)施方式的充放電控制裝置150的車輛100的結(jié)構(gòu) 的概略框圖。
[0098] 第三實(shí)施方式的充放電控制裝置150在第一實(shí)施方式的充放電控制裝置150的結(jié) 構(gòu)中不具有位置信息取得部151、變電站位置存儲部152以及架線長度計算部153而具有導(dǎo) 電弓點(diǎn)電壓測量部158。此外，第三實(shí)施方式的充放電控制裝置150與第一實(shí)施方式的不同 點(diǎn)在于，峰值切斷電力計算部154的處理。
[0099] 導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部158由電壓傳感器等構(gòu)成，對車輛100的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓進(jìn)行 測量。
[0100] 峰值切斷電力計算部154基于導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部158取得的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓，計 算峰值切斷電力。
[0101] 圖8是表示第三實(shí)施方式中的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓和峰值切斷率的關(guān)系的例的曲線。
[0102] 如圖8所示，峰值切斷電力計算部154在導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓為規(guī)定的閾值（再生失效 電壓以下的閾值）以下的情況下，將峰值切斷率設(shè)為零。另一方面，峰值切斷電力計算部 154在導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓超過規(guī)定的閾值的情況下，計算與導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓和閾值之差的電壓成 比例的峰值切斷率。并且，峰值切斷電力計算部154基于該峰值切斷率，計算峰值切斷電 力。S卩，峰值切斷電力計算部154使用將導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部158測量的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓作 為獨(dú)立變量的單調(diào)非增函數(shù)，計算輸電峰值切斷電力。
[0103] 根據(jù)歐姆定律，導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓相對于架線電阻單調(diào)增加。并且，如在第一實(shí)施方式 中所說明的，峰值切斷電力相對于架線電阻單調(diào)非增。由此，可知即使基于導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓而 計算峰值切斷電力，也能夠獲得與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0104] 以上，參照附圖，詳細(xì)說明了本發(fā)明的若干個實(shí)施方式，但具體的結(jié)構(gòu)并不限定于 上述的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種設(shè)計變更等。
[0105] 例如，在上述的各實(shí)施方式中，說明了使用二次電池140作為蓄電裝置的情況，但 并不限定于此，也可以使用例如電容器等的其他的蓄電裝置。
[0106] 此外，在上述的各實(shí)施方式中，說明了峰值切斷電力計算部154臨時計算出峰值 切斷率之后，基于該峰值切斷率而計算峰值切斷電力的情況，但并不限定于此，也可以不計 算峰值切斷率而直接計算峰值切斷電力。
[0107] 此外，在上述的各實(shí)施方式中，說明了負(fù)載電力監(jiān)視部155連接到負(fù)載120,直接 監(jiān)視負(fù)載電力的情況，但并不限定于此。例如，附加電力監(jiān)視部155也可以考慮逆變器110 的效率，基于所監(jiān)視的負(fù)載電力而計算逆變器110的輸入側(cè)的電力，并將該電力用作負(fù)載 電力，從而能夠提高精度。此外，負(fù)載電力監(jiān)視部155通過直接監(jiān)視逆變器110的輸入側(cè)的 電力而不是監(jiān)視負(fù)載120,能夠提高精度。
[0108] 此外，在上述的各實(shí)施方式中，說明了將充放電控制裝置150和D⑶C轉(zhuǎn)換器130 設(shè)為不同的裝置的情況，但并不限定于此，充放電控制裝置150也可以作為DCDC轉(zhuǎn)換器130 的內(nèi)部功能而安裝。
[0109] 上述的充放電控制裝置150在內(nèi)部具有計算機(jī)系統(tǒng)。并且，上述的各處理部的動 作以程序的形式存儲在計算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)中，通過計算機(jī)讀出該程序而執(zhí)行，從 而進(jìn)行上述處理。這里，計算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)是指磁盤、光磁盤、⑶一 ROM、DVD - R0M、半導(dǎo)體存儲器等。此外，也可以將該計算機(jī)程序通過通信線路而分發(fā)到計算機(jī)，由接受 到該分發(fā)的計算機(jī)執(zhí)行該程序。
[0110] 此外，上述程序也可以是用于實(shí)現(xiàn)前述的功能的一部分的程序。
[0111] 進(jìn)一步，也可以是能夠通過與已經(jīng)記錄在計算機(jī)系統(tǒng)中的程序的組合而實(shí)現(xiàn)前述 的功能的、所謂的差分文件（差分程序）。
[0112] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0113] 根據(jù)上述的充放電控制裝置、充電控制方法、放電控制方法以及程序，在需要電力 或者再生電力為作為相對于車輛與變電設(shè)備之間的架線的電阻值成為單調(diào)非增的電力的 受電峰值切斷電力以上的情況下，使用蓄電裝置進(jìn)行峰值切斷。由此，能夠通過必要最低限 度的充放電而進(jìn)行峰值切斷。
[0114] 標(biāo)號說明
[0115] 100 車輛
[0116] 110逆變器
[0117] 120 負(fù)載
[0118] 130 DCDC 轉(zhuǎn)換器
[0119] 140 二次電池
[0120] 150充放電控制裝置
[0121] 151位置信息取得部
[0122] 152變電站位置存儲部
[0123] 153架線長度計算部
[0124] 154峰值切斷電力計算部
[0125] 155負(fù)載電力監(jiān)視部
[0126] 156峰值切斷部
[0127] 157峰值切斷率存儲部
[0128] 158導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部
[0129] 200 架線
【權(quán)利要求】
1. 一種充放電控制裝置，搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛 中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制，所述充放電控制 裝置包括： 峰值切斷電力計算部，計算輸電峰值切斷電力，所述輸電峰值切斷電力是所述架線中 能夠輸送的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的 電力；以及 峰值切斷部，當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生的再生電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸 電峰值切斷電力以上的情況下，使該再生電力與該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所 述蓄電裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的充放電控制裝置，其中， 所述輸電峰值切斷電力是對如下電流乘以不產(chǎn)生所述負(fù)載的再生失效的最大的導(dǎo)電 弓點(diǎn)電壓所得的電力，該電流是通過將不產(chǎn)生所述負(fù)載的再生失效的最大的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓 與在所述變電設(shè)備的再生電阻上施加的電壓之差除以相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之 間的距離單調(diào)減少的架線的電阻值所得的電流。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充放電控制裝置，包括： 架線長度計算部，基于所述車輛存在的位置，計算所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架 線長度， 所述峰值切斷電力計算部使用將所述架線長度計算部計算出的架線長度作為獨(dú)立變 量的單調(diào)非增函數(shù)，計算所述輸電峰值切斷電力。
4. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充放電控制裝置，包括： 導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部，測量所述車輛的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓， 所述峰值切斷電力計算部使用將所述導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓測量部測量的導(dǎo)電弓點(diǎn)電壓作為 獨(dú)立變量的單調(diào)非增函數(shù)，計算所述輸電峰值切斷電力。
5. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充放電控制裝置，包括： 區(qū)間取得部，取得所述車輛存在的區(qū)間， 所述峰值切斷電力計算部將在所述區(qū)間取得部取得的區(qū)間內(nèi)離所述變電設(shè)備最遠(yuǎn)的 點(diǎn)的架線電阻值所對應(yīng)的輸電峰值切斷電力計算為所述區(qū)間取得部取得的區(qū)間內(nèi)的輸電 峰值切斷電力。
6. 如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5的任一項所述的充放電控制裝置，其中， 所述峰值切斷電力計算部計算受電峰值切斷電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所 述架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增 的電力， 所述峰值切斷部在所述負(fù)載所需的需要電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受 電峰值切斷電力以上的情況下，使該需要電力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄 電裝置放電。
7. -種充放電控制裝置，搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛 中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制，所述充放電控制 裝置包括： 峰值切斷電力計算部，計算受電峰值切斷電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述 架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的 電力；以及 峰值切斷部，在所述負(fù)載所需的需要電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰 值切斷電力以上的情況下，使該需要電力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝 置放電。
8. -種充電控制方法，使用充放電控制裝置，所述充放電控制裝置搭載于經(jīng)由架線與 變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛中，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝 置的充放電進(jìn)行控制，其中， 峰值切斷電力計算部計算輸電峰值切斷電力，所述輸電峰值切斷電力是所述架線中能 夠輸送的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電 力， 當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生的再生電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸電峰值切斷 電力以上的情況下，峰值切斷部使該再生電力與該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所 述蓄電裝置。
9. 一種放電控制方法，使用充放電控制裝置，所述充放電控制裝置搭載于經(jīng)由架線與 變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛，并對連接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置 的充放電進(jìn)行控制， 峰值切斷電力計算部計算受電峰值切斷電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述架 線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的電 力， 在所述負(fù)載所述的需要電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰值切斷電力 以上的情況下，峰值切斷部使該需要電力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝 置放電。
10. -種程序，使搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛中，并對連 接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制的充放電控制裝置作為如下 部分發(fā)揮作用 ： 峰值切斷電力計算部，計算輸電峰值切斷電力，所述輸電峰值切斷電力是所述架線中 能夠輸送的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的 電力；以及 峰值切斷部，當(dāng)在所述負(fù)載中產(chǎn)生的再生電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的輸 電峰值切斷電力以上的情況下，使該再生電力與該輸電峰值切斷電力之差的電力充電到所 述蓄電裝置。
11. 一種程序，使搭載于經(jīng)由架線與變電設(shè)備進(jìn)行輸電和受電而行駛的車輛中，并對連 接到能夠產(chǎn)生再生電力的負(fù)載的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制的充放電控制裝置作為如下 部分發(fā)揮作用 ： 峰值切斷電力計算部，計算受電峰值切斷電力，所述受電峰值切斷電力是能夠從所述 架線接受的電力，并且是相對于所述車輛與所述變電設(shè)備之間的架線的電阻值單調(diào)非增的 電力；以及 峰值切斷部，在所述負(fù)載所需的需要電力為所述峰值切斷電力計算部計算出的受電峰 值切斷電力以上的情況下，使該需要電力與該受電峰值切斷電力之差的電力從所述蓄電裝 置放電。
【文檔編號】H02J7/00GK104053572SQ201380005562
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月2日
【發(fā)明者】森田克明, 龜井俊典, 河野貴之, 若杉一幸 申請人:三菱重工業(yè)株式會社