充電設(shè)備和充電設(shè)備的能量管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連接有太陽(yáng)能發(fā)電模塊等發(fā)電裝置、固定型蓄電池等充放電裝置的電動(dòng)汽車用的快速充電設(shè)備，能夠合適地用于與充電設(shè)備協(xié)作的各裝置的能量管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動(dòng)汽車的快速充電時(shí)，需要以比較短的充電時(shí)間來(lái)供給其行駛時(shí)消耗的電力。換言之，對(duì)于所謂的系統(tǒng)電源即供給商用的電力的電力設(shè)備來(lái)說(shuō)，與電動(dòng)汽車的充電時(shí)間的縮短成反比地產(chǎn)生大的負(fù)載。
[0003]而且，由于電動(dòng)汽車需要進(jìn)行快速充電的時(shí)間段取決于駕駛員的生活模式，如果今后普及電動(dòng)汽車，則也存在根據(jù)季節(jié)、星期幾、時(shí)間段等而集中地進(jìn)行快速充電的可能性。因此，需要進(jìn)行用于使由于快速充電而僅在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電力需求平順化而抑制針對(duì)系統(tǒng)電源的電力需求的峰值的控制。
[0004]作為其方法，公知除系統(tǒng)電源之外還組合太陽(yáng)能發(fā)電裝置等發(fā)電裝置、固定型蓄電池等蓄電裝置等多個(gè)裝置來(lái)進(jìn)行使用的技術(shù)。
[0005]與上述內(nèi)容相關(guān)聯(lián)地，在專利文獻(xiàn)1(W02011/162025號(hào)公報(bào))中公開了與直流配電系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)。專利文獻(xiàn)I中記載的直流配電系統(tǒng)具備直流配電系統(tǒng)、第I電力轉(zhuǎn)換裝置、第2電力轉(zhuǎn)換裝置和第3電力轉(zhuǎn)換裝置。直流配電系統(tǒng)對(duì)負(fù)載裝置供給直流電力。第I電力轉(zhuǎn)換裝置對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電裝置的發(fā)電電力進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換并供給到直流配電系統(tǒng)。第2電力轉(zhuǎn)換裝置在始終連接于直流配電系統(tǒng)的第I電力儲(chǔ)藏裝置與直流配電系統(tǒng)之間進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，從一側(cè)向另一側(cè)供給電力。第3電力轉(zhuǎn)換裝置在交流系統(tǒng)與直流配電系統(tǒng)之間進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，從一側(cè)向另一側(cè)供給電力。該直流配電系統(tǒng)具備動(dòng)作模式設(shè)定部和動(dòng)作控制部。動(dòng)作模式設(shè)定部根據(jù)用于設(shè)定直流配電系統(tǒng)的動(dòng)作模式的動(dòng)作模式?jīng)Q定信息，決定動(dòng)作模式。動(dòng)作控制部根據(jù)由動(dòng)作模式設(shè)定部設(shè)定的動(dòng)作模式，對(duì)第2電力轉(zhuǎn)換裝置設(shè)定第I控制參數(shù)，對(duì)第3電力轉(zhuǎn)換裝置設(shè)定第2控制參數(shù)。第2電力轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)直流配電系統(tǒng)的電壓與第I控制參數(shù)，進(jìn)行電力供給方向、駕駛開始和駕駛停止的控制。第3電力轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)直流配電系統(tǒng)的電壓與第2控制參數(shù)，進(jìn)行電力供給方向、駕駛開始和駕駛停止的控制。
[0006]在專利文獻(xiàn)I所記載的直流配電系統(tǒng)中，首先，將從多個(gè)電源裝置供給的電力充電到充電設(shè)備的蓄電裝置，接著，通過(guò)對(duì)充電到蓄電裝置中的電力進(jìn)行放電而對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。為此，需要適當(dāng)?shù)乜刂菩铍娧b置進(jìn)行充電或者放電的定時(shí)、系統(tǒng)電源和發(fā)電裝置等多個(gè)電源裝置向蓄電池供給電力的定時(shí)等。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:W02011/162025號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]提供一種雖然對(duì)系統(tǒng)電源組合了發(fā)電裝置、蓄電裝置但能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)以及靈活的運(yùn)用的電動(dòng)汽車用快速充電設(shè)備以及該充電設(shè)備的能量管理方法。
[0011]其他課題和新穎的特征將根據(jù)本說(shuō)明書的敘述和附圖而變得明確。
[0012]根據(jù)一種實(shí)施方式，充電設(shè)備通過(guò)電力轉(zhuǎn)換器對(duì)從多個(gè)電源裝置和蓄電裝置供給的電力進(jìn)行變壓并集中到直流總線，之后用于電動(dòng)汽車的充電。在該充電設(shè)備的能量管理方法中，各電力轉(zhuǎn)換器根據(jù)直流總線的電壓變化，通過(guò)各自獨(dú)立的自動(dòng)控制而進(jìn)行動(dòng)作。
[0013]根據(jù)上述一種實(shí)施方式，不需要統(tǒng)一控制多個(gè)電力供給源的上一級(jí)的控制部，并且能夠通過(guò)僅將各自的輸出端子連接到直流總線的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)來(lái)將多個(gè)電源裝置組合，另夕卜，能夠靈活地運(yùn)用充電設(shè)備整體。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)例的電路框圖。
[0015]圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的能量管理方法的一例的曲線圖。
[0016]圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的能量管理方法的另一例的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下參照附圖來(lái)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的充電設(shè)備和充電設(shè)備的能量管理方法的方式。
[0018][實(shí)施方式]
[0019]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，說(shuō)明對(duì)同一直流總線連接有多個(gè)電力轉(zhuǎn)換器的充電設(shè)備的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
[0020]多個(gè)電力轉(zhuǎn)換器大致能夠分類為3種。第I分類所包含的電力轉(zhuǎn)換器將從系統(tǒng)電源等外部供給的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并供給到直流總線。第2分類所包含的電力轉(zhuǎn)換器將通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電模塊等發(fā)電裝置而生成的電力供給到直流總線。第3分類所包含的電力轉(zhuǎn)換器為了對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電而從直流總線輸入電力。另外，對(duì)充電到蓄電裝置中的電力進(jìn)行放電，將電力供給到直流總線。
[0021]此處說(shuō)明的充電設(shè)備與系統(tǒng)電源連接，具有I臺(tái)發(fā)電裝置和I臺(tái)蓄電裝置。但是，它們的數(shù)量只不過(guò)是一例，并非限定本發(fā)明。詳細(xì)情況在后文中敘述，針對(duì)是否與系統(tǒng)電源連接、發(fā)電裝置和蓄電裝置的連接臺(tái)數(shù)沒(méi)有特別限制，根據(jù)情況的不同，即使未連接有系統(tǒng)電源、發(fā)電裝置、蓄電裝置中的某一種，也能夠通過(guò)其余的組合而持續(xù)運(yùn)用。
[0022]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)例的電路框圖。說(shuō)明圖1所示的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)要素。
[0023]圖1所示的充電設(shè)備包括直流總線1、用于接受系統(tǒng)電源60的電力的系統(tǒng)電源用AC(Alternative Current:交流)/DC(Direct Current:直流)轉(zhuǎn)換電路10、太陽(yáng)能發(fā)電模塊21、發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路22、固定型蓄電池31、蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路32、充電器
41和電動(dòng)汽車用的充電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路42。
[0024]用于接受系統(tǒng)電源60的電力并轉(zhuǎn)換成直流電壓的系統(tǒng)電源用AC/DC轉(zhuǎn)換電路10包括系統(tǒng)電源用AC/DC轉(zhuǎn)換器控制電路13和系統(tǒng)電源用AC/DC轉(zhuǎn)換器動(dòng)力電路14。發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路22包括發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器控制電路23和發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器動(dòng)力電路24。此外，也可以將發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路22和太陽(yáng)能發(fā)電模塊21統(tǒng)稱為發(fā)電系統(tǒng)。蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路32包括蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器控制電路33和蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器動(dòng)力電路34。固定型蓄電池31包括蓄電池單元35和蓄電池狀態(tài)監(jiān)視裝置36。此夕卜，也可以將蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路32和固定型蓄電池31統(tǒng)稱為蓄電系統(tǒng)。充電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路42包括充電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器控制電路43和充電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換器動(dòng)力電路44。此外，也可以將充電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路42和充電器41統(tǒng)稱為充電系統(tǒng)。另外，各轉(zhuǎn)換電路的動(dòng)力電路作為生成直流電力的直流電力生成裝置而發(fā)揮功能。
[0025]在圖1中，除此之外，還示出電動(dòng)汽車50、車載充電電路51、車載充電池52和系統(tǒng)電源60。此處，車載充電電路51和車載充電池52包含在電動(dòng)汽車50中。
[0026]關(guān)于直流總線I，雖然在圖1中省略圖示，但直流總線I包括被施加正電壓的正電壓總線和被施加負(fù)電壓的負(fù)電壓總線。此外，該結(jié)構(gòu)只不過(guò)是一例，例如也可以代替負(fù)電壓總線而使用地線。另外，太陽(yáng)能發(fā)電模塊21只不過(guò)是一例，例如也可以作為代替而使用風(fēng)力發(fā)電模塊。
[0027]說(shuō)明圖1所示的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)要素的功能。從系統(tǒng)電源60接受的電力通過(guò)系統(tǒng)電源用AC/DC轉(zhuǎn)換電路1而從交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，并供給到直流總線I。
[0028]發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)發(fā)電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路22對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電模塊21所產(chǎn)生的電力進(jìn)行變壓(DC/DC轉(zhuǎn)換)，并供給到直流總線I。
[0029]關(guān)于蓄電系統(tǒng)，通過(guò)蓄電裝置用DC/DC轉(zhuǎn)換電路32從直流總線I向固定型蓄電池31供給充電電力，并且從固定型蓄電池31向直流總線I供給放電電力。
[0030]關(guān)于充電系統(tǒng)，根據(jù)電動(dòng)汽車50的車載充電池52的剩余量，從直流總線I供給車載充電電路51所要求的電力，進(jìn)行車載充電池52的充電。
[0031]更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的動(dòng)作即本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備的能量管理方法。
[0032]本發(fā)明的實(shí)施方式的充電設(shè)備及其能量管理方法具有以下