专利名称：充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对设置在电动车辆中的电池等进行充电的充电系统。
背景技术：
近年来，蓄电池被越来越多地研究用于驱动诸如电动汽车、电动自行车等电动车辆以及存储在家庭、商店、建筑物等中消耗的电力，并且期望将来普及蓄电池。此外，从减小ニ氧化碳等的排放量的观点来看，期望普及电动车辆。为了普及电动车辆，必然要普及对用于驱动电动车辆的蓄电池(下文中称作电池)进行充电的充电系统。特别是必然要普及在室外对电动车辆的电池进行充电的充电系统。对此，提出了一种将充电系统放置在诸如便利店等商店中的充电系统。在将充电系统放置在商店或类似机构中的情况下，商店不仅要提供由诸如照明设·备、空调、冰箱等各种设备消耗的电力，还需要提供由该充电系统消耗的电力。充电系统消耗的电力量有可能与商店或类似机构中的各种设备消耗的电力量相等(实质上在功率等级上彼此相等)。因此，商店或类似机构从电力公司购买的电力量増大，这造成了电费提高的问题，该问题有可能导致充电系统的普及受到妨碍。因此，例如专利文献I提出了ー种充电系统，其优先使用単位电费廉价的时段和电カ需求较低的时段，从而降低电费。现有技术文献专利文献专利文献I JP-A-2008-67418
发明内容
本发明要解决的技术问题根据专利文献I提出的充电系统，如果不在诸如深夜、清晨等不方便并且受限制的时段执行充电，就不可能降低电费。然而可以想到，电动车辆用户(下文中简称用户)很少在深夜、清晨等不方便的时段来到商店进行充电。此外，在上述受限制的时段执行充电需要在某种程度上较长的时间，能够充电的电动车辆的数目很少。因此，很难利用上述充电系统来降低电费。因此，本发明的目的是提供ー种充电系统，其允许在不限制执行充电的时段的情况下降低电费。解决技术问题的手段为了实现上述目的，在根据本发明目的用于对电池充电的充电系统中采用以下结构在该结构中，充电系统包括通过消耗所提供的电カ来对电池充电的充电部；所述充电部能够通过消耗从电カ公司提供的系统电カ来对电池充电；所述电カ公司随着在単位时间段提供的电力量的最大值增大而设置更高的电费；并且由充电部执行的一次充电开始于相邻单位时间段之中前面的那个单位时间段中的时刻，结束于所述相邻単位时间段之中后面的那个单位时间段中的时刻。根据这种结构，可以将充电部的一次充电操作所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。因此，可以使每単位时间段消耗的系统电力量相对较小。因此，可以抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值，并且可以降低电费。此外，电カ 公司设置的电费可以包括固定的基本费用和测量的使用费用，基本费用可以随着単位时间段提供的电力量的最大值变得更大而变得更高。此外，在上述结构中，充电部执行所述一次充电所需的时间段小于等于単位时间段。根据这种结构，甚至在小于等于単位时间段的时间段期间执行充电所消耗的电カ趋向于变大的情况下，也可以使每単位时间消耗的系统电力量相对较小。因此，可以抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值，并且可以降低电费。此外，在上述结构中，充电部执行所述一次充电的时间段的中间时刻可以实质上等于所述相邻单位时间段之间的边界处的时刻。根据这种结构，可以容易地将充电部的一次充电操作所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。因此可以有效地抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。此外，在上述结构中，充电系统还可以包括通过放电来提供电カ的电カ存储部；在充电部执行所述一次充电期间，充电部可以消耗系统电カ和从电カ存储部提供的电カ两者。根据这种结构，可以利用与电カ存储部可以提供的电力量相对应的时间段，来承受充电部执行充电操作的时间段的改变。此外，通过同时消耗系统电カ和从电カ存储部提供的电カ用于充电部执行充电，可以使电カ存储部通过放电而提供的电カ相对较小，而不延长充电时间段。因此，可以抑制电カ存储部快速放电大量电力，并减轻电カ存储部的负担。此外，在上述结构中，充电系统还可以包括输入部，来自用户的命令被输入至所述输入部；控制部，控制充电部的操作；通知部，向用户发通知；其中，当用户将预约电池充电的命令输入至输入部时，控制部准备由充电部执行的电池充电的充电时间安排，控制部将充电时间安排的至少一部分通知给用户。根据这种结构，可以抑制以下情况(充电等待)的发生当用户来到商店或类似机构对电池充电时，其他用户已经在进行电池充电，该用户无法尽早进行电池充电。本发明的有益效果根据本发明，可以抑制单在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，并且可以降低电费。通过以下描述的实施例，本发明的重要性和效果将变得更加清楚。然而以下实施例分别是本发明的实施例，本发明和每ー个组成元件的术语的含义并不局限于以下实施例中描述的内容。
图I是示出了根据本发明实施例的充电系统的结构示例的框图。图2是示出了计算系统电カ的电费的方法的概图。
图3是示出了在通过非期望的方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电カ的示例的图。图4是示出了在如图3所示对充电部的充电操作加以控制的情况下每単位时间段消耗的系统电力量的图。图5是示出了在通过优选方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电力的示例的图。图6是示出了在如图5所示对充电部的充电操作加以控制的情况下每単位时间段消耗的系统电力量的图。图7是示出了通过另ー优选方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电カ的示例的图。图8是示出了在如图7所示对充电部的充电操作加以控制的情况下每単位时间段 消耗的系统电力量的图。
具体实施例方式下面将參考附图来描述根据本发明实施例的充电系统。首先，參考附图来描述根据本发明实施例的充电系统的结构和操作的示例。〈充电系统〉图I是示出了根据本发明实施例的充电系统的结构示例的框图。这里，将图中的方框彼此相连的实线箭头示出了电カ流动，虚线箭头示出了信息流动。图I所示的充电系统I包括充电部11，消耗所提供的电力，将电カ提供至设置于电动车辆C中的电池B并对电池B充电；电カ存储部12，存储所提供的电カ，并通过放电来提供电カ；输入部13，来自用户的命令被输入至输入部13 ;通知部14，向用户发通知；以及控制部15，来自用户的命令从输入部13输入至所述控制部15并且所述控制部15控制充电部11和电カ存储部12的操作。将电カ公司提供的电カ(下文中称作系统电カ)提供给充电系统I。还将系统电力提供给具有充电系统I的商店或类似机构中的各种设备(例如，照明设备、空调、冰箱等，下文中称作负载部R)，并且消耗系统电カ。充电部11合适地转换系统电カ和通过从电力存储部12放电而提供的电カ(例如，将交流电转换成直流电，或者调节向电动车辆C的电池B提供的直流电的电压值)，并提供所述电カ以对电动车辆C的电池B进行充电。电カ存储部12在必要时转换所提供的系统电カ(例如，将交流电转换成直流电或者调节直流电的电压值)，并对自身充电。电カ存储部对充电的电カ进行放电，从而向充电部提供电力。这里，可以采用以下结构在该结构中，将从电力存储部12提供的电カ提供至负载部R。输入部13由用户来操作或者接收从用户所有物(例如，移动终端等)发送的命令，从而用户命令被输入到输入部13。此外，输入部13将输入的用户命令发送至控制部15。作为用户命令，例如存在用于开始对电动车辆C的电池B充电的命令、用于预约对电动车辆C的电池B充电的命令以及用于停止对电动车辆C的电池B充电的命令。通知部14包括例如输出图像和语音的显示设备、扬声器等，或者包括向用户所有物(例如，预先注册在充电系统I中的用户终端)发送信息的发送设备，从而向用户发通知。作为通知部通知给用户的内容，存在例如电动车辆C的电池B的用于预约充电的充电时间安排以及充电的开始、结束和停止。控制部15控制由充电部11的充电操 作以及电力存储部12的充电和放电操作。当确认向输入部13输入了用于预约对电动车辆C的电池B充电的命令时,控制部15基于该命令来准备充电时间安排。控制部15控制通知部14，从而将充电时间安排的一部分或全部通知给用户。此外，控制部15准备ー种充电时间安排，该充电时间安排允许降低商店或类似机构充电的电费，而无需限制对电动车辆C的电池B充电的时段。基于准备的充电时间安排，控制部控制充电部11和电カ存储部12的操作。同时，稍后描述充电时间安排的细节(即，控制充电部11和电カ存储部12的方法)。充电时间安排可以包括电动车辆C的电池B的充电的开始时间和结束时间。此外，可以包括电カ存储部12的充电和放电开始的时间。通知部14将充电时间安排通知给用户，从而用户至少获知充电开始时间。如果电动车辆C和充电部11在开始时间彼此相连，则在开始时间开始对电动车辆C的电池B充电。根据这种结构，例如当用户来到商店或类似机构对电动车辆C的电池B充电时，可以避免发生其他用户已经在进行电池充电而该用户无法尽早进行充电的情况(充电等待)。此外，充电系统I能够抑制充电等待的发生并降低电费，从而对用户方和商店方等来说都是优选的。因此，预期该充电系统I会变得普及。通过普及充电系统1，可以促进电动车辆的普及，并实现ニ氧化碳排放量的減少。这里，图I所示的充电系统的结构仅仅是示例，也可以采用其他结构。例如，可以采用以下结构在该结构中，充电系统包括能够向充电部11、电カ存储部12、负载部R等提供电カ的另ー电源(例如，太阳能电池等)。此外，充电部11可以连接至要被充电的仅ー个电动车辆C，或者连接至多个电动车辆C。此外，在充电部11可以与多个电动车辆C相连的结构下，可以采用以控制部15来控制充电部11的结构，从而对与充电部11相连的电动车辆C的各个电池B逐个进行充电。〈计算电费的方法〉接下来參考附图来描述计算系统电カ的电费的方法示例。图2是示出了计算系统电カ的电费的方法的概图。这里，图2所示的图以图高示出了每单位时间段(每30分钟每小时中前二分之一(00分至30分)和后二分之一(30分至00分))12:00-12:30、12:30-13:00、13:00-13:30和13:30-14:00具有充电系统I的整个商店或类似机构消耗的
系统电力量。系统电カ的电费包括例如固定的基本费用和测量的费用。通常，出于有效发电(稳定的发电)等目的，単位时间段消耗的系统电力量的最大值越大，电カ公司设置的基本费用越高。在图2所示的示例中，在单位时间段13:00-13:30消耗的电力量WP大于在其他单位时间段消耗的电力量，从而该电力量成为最大值。因此，基于在单位时间段13:00-13:30消耗的电力量WP，设置基本费用。这里，在图2中，为了描述简单，仅示出了四个单位时间段，然而一般电カ公司是根据更多的(例如，一年的)単位时间段来计算电力量的最大值。〈充电时间安排〉如上所述，通过减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值，可以降低电费(特别是基本费用，下文中也是如此)。下文中，參考附图来描述用于减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值的充电时间安排(控制部15对充电部11的充电操作加以控制时采用的控制方法)。首先，作为比较，參考图3和图4描述对充电部11的充电操作加以控制的非期望方法。图3是示出了在通过非期望方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电カ的示例。此外，图4是示出了在如图3所示对 充电部的充电操作加以控制的情况下姆单位时间段消耗的系统电力量的图。图3和图4不出的的时间与图2所不的时间(12:00-14:00)相同。此外，在图3中，以白色区域的高度示出了充电部11消耗的系统电カ的大小(用于对电池B充电的系统电カ的大小)，而以灰色区域的高度示出了负载部R消耗的系统电カ的大小。此外，在下文中，为了描述简单，如图3所示，假定负载部R消耗的系统电力量WP是恒定的，与时间无关。因此，如图4所示，负载部在各个单位时间段消耗的电力量WR也成为恒定的。此外，如图3所示，在充电部11执行充电操作时消耗的(充电到电动车辆C的电池B中的)电カ大小也是恒定的，与时间无关。此外，如图3所示，假定充电部11 一次电池充电所需的时间段(ー个电动车辆C的充电时间段)是小于等于单位时间段(30分钟)的时间段(20分钟)，并且每次充电的时间段长度相同。在图3所示的示例中，在时间段12:00-12:20和时间段13:05-13:25，执行对电动车辆C的电池B的充电。这两个时间段均限制在单位时间段(12:00-12:30,13:00-13:30)之内。当如图3所示执行充电部11的充电操作时，充电部11的一次充电操作所消耗的总电力量等于充电部11在一个单位时间段消耗的系统电力量。特别地，通过在小于等于単位时间段的时间段执行的快速充电，消耗的电カ变大。因此，在一个单位时间段消耗的系统电力量可能会变大。相应地，如图4所示，在执行充电部11的充电操作的単位时间段(12:00-12:30,13:00-13:30)消耗的系统电力量WPU变得相对较大。在这种情况下，至少基于在执行充电部11的充电操作的単位时间段(12:00-12:30,13:00-13:30)的电力量WPU，来设置电费。因此，电费可能会提高。与此不同，參考图5和图6描述了对充电部11的充电操作加以控制的优选方法。图5是示出了在通过优选方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电力的示例的图，图5与示出了非期望控制方法的图3相对应。图6是示出了在如图5所示对充电部的充电操作加以控制的情况下每単位时间段消耗的系统电力量的图，图6与示出了非期望控制方法的图4相对应。这里，图5与图3之间的区别仅在于充电部11工作的时间与图3所示的时间不同。因此，在图5中，省略了与图3相同部分的描述，而详细描述了不同的部分。在图5所示的示例中，充电部11在时间段12:20-12:40和时间段13:25-13:45分另Ij均执行对电动车辆C的电池B的充电。执行充电的这两个时间段均延伸到(跨越)彼此不同(不重叠)的单位时间段(12:00-12:30 和 12:30-13:00 ; 13:00-13:30 和 13:30-14:00)。
根据上述结构，即使在小于单位时间段的时间段执行充电所消耗的电力倾向于变大的情况下(例如，在执行快速充电的情况下)，也可以将充电部11的一次充电操作所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。因此，如图6所示，可以使在各个单位时间段消耗的系统电力量WPl至WP3相对较小。例如，可以使系统电力量WPl至WP3小于图4所示的电力量WPU。因此，可以抑制在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，并且可以降低电费。此外，仅略微改变执行充电部11的充电操作的时间段就足够了，因此不必需将执行电池充电的时段限于深夜、清晨等。因此，可以在不限制充电时段的情况下降低电费。此外，在充电部11执行多次充电操作的情况下，执行每次充电的时间段延伸到互不相同的单位时间段。因此，可以抑制充电部11的多次充电操作所消耗的系统电力量分布到重叠的单位时间段，并且可以抑制在单位时间段消耗的系统电力量变大。同时，在图5所示时间段12:20-12:40执行的充电操作中，中间时间点(12:30)和两个单位时间段之间的边界时间点(12:30)实质上彼此相等。根据这种结构 ，可以容易地将充电部11的一次充电操作所消耗的系统电力量实质上均等地分布到两个单位时间段。因此，可以有效地抑制单位时间段(下文中将如上所述执行充电部11的充电操作的时间段称作“基准时间段”)消耗的系统电力量的最大值。然而由于多种情况(例如，由用户引起的电池充电开始时间的改变)，很难执行控制使得必然在基准时间段(在上述示例中，每一小时中的20至40分(或每一小时中的50到10分也是可以的))执行电池充电。此外，如果执行充电操作的时间段被限制为高于必要值，则很难有效地对电动车辆C的电池B充电。为了避免这种情况，下文中参考图7和图8描述了充电时间安排(控制部15执行的对充电部11的充电操作和电力存储部12的放电操作加以控制的控制方法)，该时间安排能够承受执行充电操作的时间段的改变，同时有效地抑制在单位时间段消耗的系统电力量的最大值。图7是示出了在通过另一优选方法对充电部的充电操作加以控制的情况下消耗的电力的示例的图，图7与示出上述优选方法的图5相对应。图8是示出了如图7所示对充电部的充电操作加以控制的情况下每单位时间段消耗的系统电力量的图，图8与示出上述优选方法的图6相对应。这里，图7与图5的区别仅在于充电部工作的时间与图5所示的时间不同，并且电力存储部12放电所提供的电力用于充电部11的充电操作。因此，下文中省略了对图7中与图5相同的部分的描述，而详细描述不同的部分。这里，在图7中，以黑色区域的高度示出了由电力存储部12提供并被充电部11消耗的电力的大小(从电力存储部12提供并且用于对电池B充电的电力的大小)。在图7所示的示例中，充电部11在时间段12:15-12:35和时间段13:05-13:25分别均执行对电动车辆C的电池B的充电。然而对于在时间段12:15 -12:2 O和时间段13:05-13:15中的每一个期间的充电操作，系统电力和由电力存储部提供的电力均用于对电动车辆C的电池B充电。根据上述结构，在每个单位时间段，对充电部11进行充电操作所消耗的系统电力量设置上限(在本示例中，设置为一次电池充电所消耗的系统电力量的二分之一)。因此，如图8所示，可以使在各个单位时间段消耗的系统电力量WP1、WP2和WR相对较小。例如，可以使这些系统电力量小于等于图6所示的电力量WP1。因此，可以有效地抑制在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，并且可以进一步降低电费。此外，可以通过与电力存储部12可以提供的电力量相对应的时间段，来承受执行充电部11的充电操作的时间段的改变。例如，如果电力存储部12中充的电力量等于充电部11的充电操作所消耗的电力量的1/4，则执行充电部11的充电操作的时间段可以相对于基准时间段改变1/4(在上述示例中，是5分钟)。因此，可以承受执行充电操作的时间段的改变，同时有效地抑制在单位时间段消耗的系统电力量的最大值。具体地，例如，如果用户改变了执行充电操作的时间段，可以在改变的时间段执行充电时有效地降低电费。此外，例如，在电力存储部12可以提供的电力量大于等于充电部11的充电操作所消耗的电力量的1/2的情况下，可以在任何时间段执行充电操作，如图7中在时间段13:05-13:25的充电操作所示。这里，在图7中，在充电部11的充电操作开始之后的预定时间段，使电力存储部12放电以提供电力，然而也可以在充电部11的充电操作结束之前的预定时间段使电力存储部12放电以提供电力。特别地，如图7所示，在执行充电部11的充电操作的时间段相对于基准时间段前移的情况下，可以在充电部11的充电操作开始之后的预定时间段使电力存储部12放电，而在执行充电部的充电操作的时间段相对于基准时间段后移的情况下，可以在充电部11的充电操作结束之前的预定时间段使电力存储部12放电。此外,在图7中,可以分开执行充电部11消耗系统电力的充电和充电部11消耗由电力存储部12放电提供的电力的充电，然而也可以同时执行这两种充电。具体地，例如在图7的在时间段12:15-12:35的充电中，电力存储部12并不从12:15到12:20提供电力，而是可以从12:15到12:30分散地提供电力的1/3。 根据这种结构，可以使电力存储部12放电所提供的电力较小而不延长充电时间段。因此，可以抑制电力存储部12快速放电(进一步充电)较大电力并减轻电力存储部12的负担。此外，根据这种结构，如上所述，可以有效地抑制在单位时间段消耗的系统电力量的最大值。此外，在执行充电部11的充电操作的时间段相对于基准时间段前移的情况下，在后续的单位时间段(例如，图8中的12:30-13:00、13:30-14:00)，充电部11消耗的系统电力量可能变小。因此，在这些时间段，可以利用系统电力来对电力存储部12充电。同样，在执行充电部11的充电操作的时间段相对于基准时间段后移的情况下，可以在上述单位时间段中的前段时间来利用系统电力来对电力存储部12充电。此外，图5和图7所示的时间段由电力公司安装的计时器和电表来测量，存在相对于实际时间而发生偏差的情况。优选的是，由于这种偏差，例如，在实际时间中单位时间段是每小时中从10分到40分以及从40分到10分。在这种情况下，可以将基准时间段的开始时间设置为在每小时中的O分处(或30分也是可以的)。因此，可以将用户容易记住的时间设置为充电开始时间。此外，为了描述简单，充电部11的充电操作所消耗的电力大小是恒定的，与时间无关，但该电力大小也可以不是恒定的。在这种情况下，为了实质上将充电部11的一次充电操作所消耗的系统电力量均等地分布到两个单位时间段，充电部11的充电操作的中间时间点可以偏离两个单位时间段之间的边界处的时间点。此外，在这种情况下，为了简化控制部15对充电部11的控制，可以将充电部11的一次充电操作的中间时间和两个单位时间段的边界处的时间设置为变成实质上彼此相等。< 变型 >在根据本发明实施例的充电系统I中，诸如控制部15等部件的部分或全部的操作可以由诸如微型计算机等控制设备来执行。此外，可以将这种控制设备实现的功能的全部或部分写成程序，并且可以在程序执行设备(例如计算机)上执行该程序，从而可以实现这些功能的全部或部分。此外，除了上述情况之外，图I所示的充电系统I可以由硬件或硬件和软件的组合来实现。此外，在充电系统的一部分由软件组成的情况下，与软件实现的该部分相关的模块表示该部分的功能块。
上文中描述了本发明的实施例，然而本发明的范围不限于这些实施例，在不脱离本发明的精神的前提下可以添加各种变型并将这些变型投入使用。工业应用性本发明可以应用于对设置在电动车辆中的电池等进行充电的充电系统。特别地，优选地将本发明应用于消耗较大电力并且能够在小于等于单位时间段的时间段执行快速充电的充电系统。附图标记的说明I 充电系统11充电部12电力存储部13输入部14通知部15控制部B 电池C 电动车辆R 负载部
权利要求
1.一种用于对电池充电的充电系统，所述充电系统包括通过消耗所提供的电力来对电池充电的充电部； 所述充电部能够通过消耗从电力公司提供的系统电力来对电池充电； 所述电力公司随着在单位时间段提供的电力量的最大值增大而设置更高的电费；并且由充电部执行的一次充电开始于相邻单位时间段之中前面的那个单位时间段中的时亥IJ，结束于所述相邻单位时间段之中后面的那个单位时间段中的时刻。
2.根据权利要求I所述的充电系统，其中， 充电部执行所述一次充电所需的时间段小于等于单位时间段。
3.根据权利要求I或2所述的充电系统，其中， 充电部执行所述一次充电的时间段的中间时刻等于所述相邻单位时间段之间的边界处的时刻。
4.根据权利要求I至3中任一项权利要求所述的充电系统，还包括通过放电来提供电力的电力存储部； 在充电部执行所述一次充电期间，充电部消耗系统电力和从电力存储部提供的电力两者。
5.根据权利要求I至4中任一项权利要求所述的充电系统，还包括 输入部，来自用户的命令被输入至所述输入部； 控制部，控制充电部的操作； 通知部，向用户发通知； 其中， 当用户将预约电池充电的命令输入至输入部时，控制部准备由充电部执行的电池充电的充电时间安排，并控制通知部将充电时间安排的至少一部分通知给用户。
全文摘要
一种用于对电池充电的充电系统，所述充电系统包括通过消耗所提供的电力来对电池充电的充电单元。充电单元能够通过消耗从电力公司提供的系统电力来对电池充电。在单位时间段提供的电力量的最大值越大，电力公司设置的电费越高，由充电单元执行的单次充电开始于相邻时间单元之中前面的那个时间单元，结束于所述相邻时间单元之中后面的那个时间单元。
文档编号H02J7/00GK102823100SQ201180016659
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月29日
发明者岩崎利哉, 须山敦史, 清水敦志, 村岛弘嗣 申请人:三洋电机株式会社