電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用能源管理系統(tǒng)（Energy Management System ;簡(jiǎn)稱：EMS)來(lái)進(jìn)行 電動(dòng)車輛電池的充放電的控制的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力網(wǎng)中組裝了電力供需的自動(dòng)控制單元的被稱為"智能電網(wǎng)（smart grid)" 的下一代電力網(wǎng)的開(kāi)發(fā)近年來(lái)廣受關(guān)注。在智能電網(wǎng)中，不僅從供給側(cè)對(duì)電力網(wǎng)中電力的 流動(dòng)進(jìn)行控制，還從需求側(cè)對(duì)其進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)電力供需的最優(yōu)化或平衡化。
[0003] 若舉例說(shuō)明，則能將各家庭所具有的電動(dòng)車輛的蓄電池（電池（battery))用作為 用于降低電力需求的峰值并實(shí)現(xiàn)平滑化的緩沖器。例如，在電力需求的峰值時(shí)期，在住宅中 使用在深夜等電力需求較少的時(shí)間段進(jìn)行了充電的電動(dòng)車輛的電池的電力，由此能降低電 力需求的峰值。此外，深夜等電力需求較少的時(shí)間段與白天等電力需求較多的時(shí)間段相比， 電費(fèi)設(shè)定得較便宜，因此能節(jié)省各家庭的電費(fèi)。智能電網(wǎng)能自動(dòng)地進(jìn)行上述這樣的電力供 需控制。
[0004] 在由智能電網(wǎng)管理的電力網(wǎng)中，設(shè)想不僅通過(guò)從住宅向電動(dòng)車輛提供電力來(lái)對(duì)電 動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電，也通過(guò)從電動(dòng)車輛向住宅提供電力來(lái)積極地對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn) 行放電。該電力的流動(dòng)由各需求家庭所配備的能源管理系統(tǒng)（Energy Management System; 簡(jiǎn)稱：EMS)來(lái)管理。
[0005] EMS將太陽(yáng)能發(fā)電（Photo voltaic power generation ;簡(jiǎn)稱：PV)裝置等發(fā)電設(shè) 備、電熱水器及空氣調(diào)節(jié)器等主要的大型電力負(fù)載設(shè)備、以及車輛的電池等蓄電設(shè)備等納 入管理下，并對(duì)上述發(fā)電設(shè)備、電力負(fù)載設(shè)備及蓄電設(shè)備進(jìn)行控制，使得電力需求平滑化。 由此，實(shí)現(xiàn)電力供需的平衡化，且從電力公司購(gòu)買的電量較少即可。
[0006] 嘗試將這些技術(shù)的對(duì)象范圍從家庭內(nèi)擴(kuò)展開(kāi)，以提高社會(huì)整體的環(huán)境性能。此外， 也開(kāi)始進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)及構(gòu)想：例如，將以包含鄰居、鄰近的工廠及建筑等鄰近的需求家庭在 內(nèi)的街單位及都市單位中的電力需求的平滑化及電力供需的平衡化為目的的社區(qū)能源管 理系統(tǒng)（Community Energy Management System;簡(jiǎn)稱：CEMS)配備于商用電力網(wǎng)。
[0007] 搭載于電動(dòng)車輛的電池使用大容量的電池，以在用戶日常的行駛中確保足夠的續(xù) 航距離。搭載于電動(dòng)車輛的電池的容量是能以一臺(tái)電動(dòng)車輛來(lái)維持一般家庭幾天所使用的 電力這一程度的大容量。因而，EMS在制定需求家庭的電力供需運(yùn)用計(jì)劃的情況下，能否使 用電池成為關(guān)鍵的要素。
[0008] 然而，電動(dòng)車輛用于用戶的行駛，因此在用戶使電動(dòng)車輛行駛的期間，無(wú)法將電動(dòng) 車輛的電池用于住宅的電力需求的平滑化。并且，電動(dòng)車輛的行駛會(huì)使用儲(chǔ)存在電池中的 電力，因此出發(fā)時(shí)和返回時(shí)，電池中剩余的電量（以下，有時(shí)也稱為"電池余量"）不同。此 外，在出發(fā)前，用戶需要預(yù)先在電動(dòng)車輛的電池中儲(chǔ)存行駛所需的電力。
[0009] 因而，在與電動(dòng)車輛相對(duì)應(yīng)的EMS中，不僅需要考慮僅與需求家庭的電力使用的 預(yù)測(cè)相對(duì)應(yīng)的電力需求的平滑化，也需要考慮電動(dòng)車輛的利用計(jì)劃及電動(dòng)車輛的狀態(tài)等， 來(lái)制定、運(yùn)用電動(dòng)車輛的電池的充放電計(jì)劃（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0010] 在電動(dòng)車輛的行駛過(guò)程中，若預(yù)先知道電動(dòng)車輛的行駛預(yù)定、尤其是行駛路線，則 能通過(guò)行駛路線和預(yù)先測(cè)定到的單位行駛距離所需的電量來(lái)計(jì)算出由電動(dòng)機(jī)消耗的電池 的電量。在與電動(dòng)車輛相對(duì)應(yīng)的EMS中，基于電動(dòng)車輛的行駛預(yù)定，計(jì)算在電動(dòng)車輛的行駛 過(guò)程中消耗的電池的電量，事先制定將電動(dòng)車輛返回時(shí)的電池余量也考慮在內(nèi)的充放電計(jì) 劃。
[0011] 然而，不保證電動(dòng)車輛按預(yù)先規(guī)定的行駛路徑行駛。例如，有時(shí)會(huì)由于因路徑間錯(cuò) 誤、堵塞而導(dǎo)致的電力消耗，或在停靠地點(diǎn)的電池的充放電等，而不以事先推定的返回時(shí)的 電池余量返回。
[0012] 為了應(yīng)對(duì)上述情況，在每一臺(tái)電動(dòng)車輛上搭載電動(dòng)車輛管理探針。電動(dòng)車輛管理 探針對(duì)電動(dòng)車輛的狀態(tài)（以下，有時(shí)稱為"車輛狀態(tài)"）進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)通信將測(cè)量結(jié)果即探 針信息發(fā)送至EMS。由此，開(kāi)始研究將探針信息靈活運(yùn)用到智能電網(wǎng)的情況（例如，參照專 利文獻(xiàn)2)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4713623號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開(kāi)2012-196028號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0014] 在將電動(dòng)車輛管理探針作為車載專用品直接安裝于電動(dòng)車輛的情況下，便攜電話 設(shè)備等通信終端裝置（以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為"通信終端"）的生命周期及耐環(huán)境要求不同，電動(dòng) 車輛管理探針需要配合電動(dòng)車輛的生命周期及耐環(huán)境要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此處，"生命周期" 是指產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上所設(shè)想的壽命。
[0015] 通信終端每年進(jìn)行對(duì)新的通信標(biāo)準(zhǔn)的支持及通信終端自身功能的提高，因此設(shè)想 以約2~3年的周期進(jìn)行更換來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。另一方面，對(duì)于電動(dòng)車輛，在日本國(guó)內(nèi)的情況 下，與以汽油為驅(qū)動(dòng)源來(lái)進(jìn)行行駛的家用車輛同樣，設(shè)想以約10年前后的周期進(jìn)行更換來(lái) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
[0016] 在將電動(dòng)車輛管理探針作為車載專用品直接安裝于電動(dòng)車輛的情況下，電動(dòng)車輛 管理探針與電動(dòng)車輛的生命周期同樣地，需要設(shè)想約10年前后的生命周期來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因 而，需要在電動(dòng)車輛管理探針中使用比通信終端所使用的元器件壽命要長(zhǎng)且耐久性更高的 元器件。
[0017] 其結(jié)果是，電動(dòng)車輛管理探針自身的價(jià)格變高，不僅對(duì)用戶的初期投資造成負(fù)擔(dān)， 也阻礙了與電動(dòng)車輛管理探針相對(duì)應(yīng)的EMS的普及。
[0018] 近年來(lái)，伴隨加入者及加入線路的增加，對(duì)電動(dòng)車輛管理探針提供通信線路的通 信供應(yīng)商為了以有限的較少的頻帶確保更多的通信量，正不斷向效率優(yōu)異的通信方式進(jìn)行 置換。預(yù)測(cè)今后也將以較短的周期不斷進(jìn)行技術(shù)革新。
[0019] 與此相對(duì)，電動(dòng)車輛管理探針的生命周期如上所述與電動(dòng)車輛相同，由于與通信 終端大不相同，因此可能會(huì)阻礙通信供應(yīng)商所進(jìn)行的通信方式的置換。若不能進(jìn)行通信方 式的置換，則通信供應(yīng)商不得不長(zhǎng)年并用新舊雙方的通信方式。
[0020] 其結(jié)果是，會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題。通信供應(yīng)商需要重新確保用于設(shè)置新方式的基站裝 置的面積。并且，舊方式的基站裝置的維護(hù)費(fèi)用也在增加。由于使新舊雙方的通信方式的 基站裝置同時(shí)工作，因此電力使用量有所增加。
[0021] 此外，較多的情況下，擁有電動(dòng)車輛的用戶、例如駕駛電動(dòng)車輛的駕駛員在駕駛過(guò) 程中除了電動(dòng)車輛管理探針以外，還持有便攜電話設(shè)備或智能手機(jī)等通信終端，該通信終 端具有通信功能，能與互聯(lián)網(wǎng)相連接。在該情況下，電動(dòng)車輛內(nèi)作為具有通信功能的裝置 (以下，有時(shí)稱為"通信裝置"），至少存在電動(dòng)車輛管理探針和用戶所持有的通信終端這兩 個(gè)。
[0022] 電動(dòng)車輛管理探針主要在用戶的駕駛過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)作，即進(jìn)行通信。相反，通信終 端在電動(dòng)車輛的駕駛過(guò)程中不進(jìn)行通信。因而，用戶針對(duì)不同時(shí)使用的兩個(gè)通信裝置向通 信供應(yīng)商支付各自的通信費(fèi)，成為增大用戶的金錢負(fù)擔(dān)的原因。
[0023] 在一個(gè)用戶擁有多輛電動(dòng)車輛的情況下，存在與電動(dòng)車輛的輛數(shù)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的電 動(dòng)車輛管理探針，用戶向通信供應(yīng)商支付的通信費(fèi)的金錢負(fù)擔(dān)進(jìn)一步增大。
[0024] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能抑制電動(dòng)車輛的用戶的初期導(dǎo)入費(fèi)用及通信費(fèi)， 并能實(shí)現(xiàn)包含電動(dòng)車輛的電力網(wǎng)的管理的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)手段
[0025] 本發(fā)明的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)包括：電動(dòng)車輛，該電動(dòng)車輛具有行駛所使用的電動(dòng) 機(jī)、以及向所述電動(dòng)機(jī)提供電力的電池；能源管理系統(tǒng)，該能源管理系統(tǒng)具有制定所述電池 的充放電計(jì)劃的電池充放電計(jì)劃制定部；便攜終端裝置，該便攜終端裝置是可攜帶的便攜 終端裝置，具有獲取表示本裝置的位置的終端位置信息的位置獲取部、以及利用通信線路 與所述能源管理系統(tǒng)進(jìn)行通信的終端側(cè)通信部；以及充放電裝置，該充放電裝置根據(jù)所述 電池的充放電計(jì)劃，進(jìn)行所述電池的充電及放電的至少一種，所述終端側(cè)通信部在所述便 攜終端裝置存在于所述電動(dòng)車輛的內(nèi)部時(shí)，將包含由所述位置獲取部獲取的所述終端位置 信息在內(nèi)的表示所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)的車輛狀態(tài)信息發(fā)送至所述能源管理系統(tǒng)，所述能源 管理系統(tǒng)具有接收由所述終端側(cè)通信部發(fā)送的所述車輛狀態(tài)信息的車輛狀態(tài)接收部，所述 電池充放電計(jì)劃制定部利用由所述車輛狀態(tài)接收部接收的所述車輛狀態(tài)信息來(lái)制定所述 電池的充放電計(jì)劃。 發(fā)明效果
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)，在便攜終端裝置存在于電動(dòng)車輛的內(nèi)部時(shí)，由 終端側(cè)通信部將包含由位置獲取部獲取的終端位置信息的電動(dòng)車輛信息發(fā)送至能源管理 系統(tǒng)。車輛狀態(tài)信息所包含的終端位置信息由于在便攜終端裝置存在于電動(dòng)車輛的內(nèi)部時(shí) 由位置獲取部來(lái)獲取，因此表示電動(dòng)車輛的位置。包含該終端位置信息的車輛狀態(tài)信息由 能源管理系統(tǒng)的車輛狀態(tài)接收部來(lái)接收。利用接收到的車輛狀態(tài)信息，由電池充放電計(jì)劃 制定部來(lái)制定電池的充放電計(jì)劃。根據(jù)制定出的電池的充放電計(jì)劃，進(jìn)行電動(dòng)車輛的電池 的充電及放電中的至少一種。由該電池向電動(dòng)機(jī)提供電力，使用電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)車輛行駛。
[0027] 由此，電池的充放電計(jì)劃的制定所使用的車輛狀態(tài)信息從便攜終端裝置的終端側(cè) 通信部被發(fā)送至能源管理系統(tǒng)。車輛狀態(tài)信息中包含的表示電動(dòng)車輛的位置的終端位置信 息由便攜終端裝置的位置獲取部來(lái)獲取。由此，無(wú)需為了獲取表示電動(dòng)車輛的位置的信息， 并發(fā)送包含該信息的車輛狀態(tài)信息，而在各電動(dòng)車輛中設(shè)置專用的通信終端裝置。因而，能 抑制電動(dòng)車輛的用戶的初期導(dǎo)入費(fèi)用及通信費(fèi)，并能實(shí)現(xiàn)包含電動(dòng)車輛的電力網(wǎng)的管理。
[0028] 本發(fā)明的目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下詳細(xì)的說(shuō)明和附圖會(huì)變得更為明了。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)10的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的框圖。 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)10中的需求家庭1、EMS2、電動(dòng) 車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)10中的需求家庭1、EMS2、電動(dòng) 車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖4是表示需求家庭1的電力使用量的過(guò)去數(shù)據(jù)的一個(gè)示例及預(yù)測(cè)結(jié)果的一個(gè)示例的 圖。 圖5是表示每個(gè)家電產(chǎn)品4的消耗電力及發(fā)電電力的過(guò)去數(shù)據(jù)的一個(gè)示例及預(yù)測(cè)結(jié)果 的一個(gè)示例的圖。 圖6是表示需求家庭1的電力使用量的預(yù)測(cè)結(jié)果的一個(gè)示例的圖。 圖7是表示電動(dòng)車輛5的利用計(jì)劃信息S2的一個(gè)示例的圖。 圖8是排列表示需求家庭1的電力使用量的預(yù)測(cè)結(jié)果、電動(dòng)車輛5的利用計(jì)劃及電池 充放電計(jì)劃的一個(gè)示例的圖。 圖9是排列表示用戶利用電動(dòng)車輛5外出時(shí)的需求家庭1的電力使用量的預(yù)測(cè)結(jié)果、 電動(dòng)車輛5的利用計(jì)劃及電池充放電計(jì)劃的一個(gè)示例的圖。 圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOA中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOA中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖12是表示電動(dòng)車輛能耗推定部27中能耗推定值的計(jì)算處理的處理步驟的流程圖。 圖13是表示電動(dòng)車輛能耗推定部27中的電動(dòng)車輛的制驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算處理的處理步驟 的流程圖。 圖14是表示用戶利用電動(dòng)車輛5外出時(shí)的需求家庭1的電力使用量的預(yù)測(cè)結(jié)果、電動(dòng) 車輛5的利用計(jì)劃、電池余量的變化的推定結(jié)果及變更前的電池充放電計(jì)劃的一個(gè)示例的 圖。 圖15是表示用戶利用電動(dòng)車輛5外出時(shí)的需求家庭1的電力使用量的預(yù)測(cè)結(jié)果、電動(dòng) 車輛5的利用計(jì)劃、電池余量的變化的推定結(jié)果及變更后的電池充放電計(jì)劃的一個(gè)示例的 圖。 圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOB中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOB中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、及便攜終端6的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOC中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、便攜終端6及服務(wù)器裝置9的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOC中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、便攜終端6及服務(wù)器裝置9的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOD中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、便攜終端6及服務(wù)器裝置9的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)IOD中的需求家庭1、EMS2、電 動(dòng)車輛5、便攜終端6及服務(wù)器裝置9的結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 〈實(shí)施方式1> 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動(dòng)車輛管理系統(tǒng)10的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的框圖。電動(dòng)車 輛管理系統(tǒng)10包含需求家庭1、能源管理系統(tǒng)（EMS) 2、充放電裝置3、家電產(chǎn)品4、電動(dòng)車輛 5、便攜終端裝置6、基站裝置8及服務(wù)器裝置9、后述圖3所示的通信線路20而構(gòu)成。
[0031] EMS2、充放電裝置3及家電產(chǎn)品4設(shè)置于需求家庭1中。家電產(chǎn)品4例如包含太陽(yáng) 能發(fā)電（簡(jiǎn)稱：PV)裝置4a、空氣調(diào)節(jié)器（以下稱為"空調(diào)"）4b、AV(AudiC) Visual :視聽(tīng)） 設(shè)備4c及冰箱4d。電動(dòng)車輛5包括電動(dòng)機(jī)51及電池52?；狙b置8由通信供應(yīng)商設(shè)置。
[0032] EMS2以能夠分別與需求家庭1內(nèi)的家電產(chǎn)品4、與充放電裝置3相連的電動(dòng)車輛 5、基站裝置8及服務(wù)器裝置9進(jìn)行通信的方式與這些設(shè)備相連接。EMS2將家電產(chǎn)品4及電 動(dòng)車輛5的電池52納入管理下，并對(duì)家電產(chǎn)品4及電動(dòng)車輛5的電池52進(jìn)行控制，以使電 力需求平滑化。由此，實(shí)現(xiàn)電力供需的平衡化。
[0033] 需求家庭1所配備的EMS2因其控制對(duì)象不同而稱呼方式不同。例如，在控制對(duì)象 為一般家庭的情況下，EMS2被稱為家用能源管理系統(tǒng)（Home Energy Management System; 簡(jiǎn)稱：HEMS)。在控制對(duì)象為辦公樓及百貨商場(chǎng)等建筑物的情況下，EMS2被稱為建筑能源管 理系統(tǒng)（Building Energy Management System;簡(jiǎn)稱：BEMS)。在控制對(duì)象為工廠的情況下， EMS2 被稱為工廠能源管理系統(tǒng)（Factory Energy Management System;簡(jiǎn)稱：FEMS)。
[0034] 充放電裝置3由EMS2進(jìn)行控制。充放電裝置3經(jīng)由未圖示的充放電設(shè)備側(cè)連接 器、電力線及控制信號(hào)線與電動(dòng)車輛5相連接。與電動(dòng)車輛5的充放電有關(guān)的控制通過(guò)在 充放電裝置3和電動(dòng)車輛5之間交換命令及信息來(lái)進(jìn)行。命令及信息的交換經(jīng)由控制信號(hào) 線來(lái)進(jìn)行。
[0035] 與電動(dòng)車輛5的充放電有關(guān)的電力的接受和傳輸在充放電裝置3和電池52之間 經(jīng)由電力線來(lái)進(jìn)行。