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，也期望普及电动车辆。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方案。
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。充电系统消耗的电量有可能与商店或类似机构中的各种设备消耗的电量相等(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或类似机构进行充电。此外，与此不同，在诸如白天等对于用户来说方便的时段，可以想到许多电动车辆来到商店或类似机构，从而需要频繁执行充电。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，其不限制执行充电的时段，并且即使频繁执行充电也允许降低电费。解决技术问题的手段为了实现上述目的，根据本发明的充电系统是ー种对电池充电的充电系统，包括电カ存储部，消耗从电カ公司提供系统电カ以被充电，并通过放电来提供充电的电カ；以及充电部，消耗系统电カ和从电カ存储部提供的电力，以对电池充电；其中，充电部所执行的至少一次充电是跨越两个单位时间段来执行的，并且电力存储部在除了所述两个単位时间段之外的至少ー个単位时间段将电カ提供至充电部。
此外，在具有上述结构的充电系统中，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，在具有上述结构的充电系统中，可以在执行充电系统的一次充电的两个单位时间段中的至少ー个单位时间段执行对电カ存储部的充电。根据这种结构，可以确保执行电力存储部充电的定时。因此，可以抑制以下情况的发生在该情况下，由于电カ存储部的剰余容量较小，减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值变得困难。此外，在具有上述结构的充电系统中，在充电部在n+1个单位时间段执行η次(其中η是2或更大的整数)充电而每次充电花费的时间段等于或小于单位时间段的情况下，充电部可以跨越两个单位时间段执行一次充电，而在除了这两个単位时间段之外的η-l个单位时间段执行其他η-l次充电。 根据这种结构，甚至在充电部一次充电的単位时间段的数目小于2并且难以跨越两个单位时间段多次执行充电部的充电的情况下，也可以减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。此外，在具有上述结构的充电系统中，在充电部执行一次充电的两个单位时间段中的每ー单位时间段消耗的电力量可以不超过其他単位时间段消耗的系统电力量。根据这种结构，可以有效地减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。 此外，在具有上述结构的充电系统中，可以在充电部执行一次充电的两个单位时间段，在这一次充电之前和之后分别均执行一次对电カ存储部的充电。根据这种结构，抑制了由充电部执行的充电和对电カ存储部的充电彼此重叠，从而可以减小所消耗的系统电カ的最大值。此外，在具有上述结构的充电系统中，可以在充电部执行一次充电的两个单位时间段，执行一次对电カ存储部的充电。根据该结构，抑制了对电カ存储部的充电被充电部执行的充电分割，从而可以每次连续地执行对电カ存储部的充电。此外，在具有上述结构的充电系统中，可以使充电部执行的至少一次充电的中间时间点和两个单位时间段之间边界处的时间点实质上彼此相等。根据这种结构，可以有效地减小在这两个単位时间段消耗的系统电力量的最大值。此外，在具有上述结构的充电系统中，在充电部执行多次充电的情况下，执行各次充电的単位时间段可以彼此不同。根据这种结构，可以抑制充电部执行的多次充电所消耗的系统电力量在単位时间段彼此重叠。因此，可以抑制在単位时间段消耗的系统电力量増大。本发明的有益效果根据本发明的结构，充电部执行一次充电所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。此外，在其他単位时间段，通过消耗从电カ存储部放电而提供的电力，充电部执行充电。因此，甚至在充电部需要频繁执行充电的情况下，也可以减小单在单位时间段消耗的系统电力量的最大值。因此，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执行电池充电的定时加以控制的情况下消耗的电力的示例的图。图4是示出了在如图3所示对执行电池充电的定时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5是示出了在通过优选方法对执行电池充电的定时加以控制的情况下消耗的电カ的示例的图。图6是示出了在如图5所示对执行电池充电的定时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7是示出了通过优选方法对执行电池充电和电力存储部放电的定时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所示对执行电池充电和电力存储部放电的定时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9是示出了充电时间安排的第一特定示例的图。图10是示出了充电时间安排的第二特定示例的图。图11是示出了充电时间安排的第三特定示例的图。图12是示出了电カ存储部充电的执行示例的图。
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，来自用户的命令被发送至输入部13 ;通知部14，向用户发送通知；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。同时，下文中将充电部11对电动车辆C的电池B的充电称作电池充电，将电力存储部12的充电称作电カ存储部充电，以区分这两者。此外，从电カ存储部12的放电称作电カ存储部放电。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(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)，并且电カ存储部所提供的电カ从电カ存储部12放电，从而执行电池充电。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)，并执行电カ存储部充电。电カ存储部对通过电カ存储部充电而消耗的(存储在电カ存储部12中的)电カ进行电カ存储部放电，从而向充电部11提供电力。这里，可以采用以下结构在该结构中，通过电カ存储部放电而提供的电カ被提供至负载部R0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。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，例如存在用于启动电池充电的命令、用于预约电池充电的命令以及用于停止电池充 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，从而向用户发送通知。作为通知部通知给用户的内容，存在例如执行所预约的电池充电的定时以及电池充电的开始、结束和停止。控制部15控制由充电部11执行的电池充电以及电カ存储部12的电カ存储部充电和电力存储部放电。当确认向输入部13输入了用于预约电池充电的命令时，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，而无需限制执行电池充电的时段。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(B卩，对充电部11执行电池充电的定时和电カ存储部12执行电力存储部充电和电カ存储部放电的定时加以控制的方法)。充电时间安排可以包括电池充电的开始时间和结束时间。此外，可以包括电カ存储部充电和电力存储部放电开始的时间。通知部14将充电时间安排通知给用户，从而用户至少获知电池充电开始时间。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进行电池充电时，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。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可以连接至用电池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逐个进行电池充电。〈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使用费用。通常，出于有效发电(分级发电)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，然而ー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最大值的。〈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对执行电池充电的定时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描述对执行电池充电的定时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执行电池充电的定时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所示对执行电池充电的定时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3和图4示出的的时间段与图2所示的时间段(12:00-14:00)相同。此外，在图3中，以白色区域的高度示出了电池充电所消耗的系统电力的大小，而以灰色区域的高度示出了负载部R消耗的系统电カ(下文中称作负载部消耗)的大小。此外，在下文中，为了描述简单，如图3所示，假定负载部消耗的大小是恒定的，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。此夕卜，如图3所示，还假定电池充电所消耗的(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，充电部11执行电池充电。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所示执行电池充电时，一次电池充电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电池充电的快速充电，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，在执行电池充电的单位时间段(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，至少基于在执行电池充电的単位时间段(12:00-12:30，13:00-13:30)的电力量WPU，来设置电费(基本费用)。因此，电费可能会提高。与此不同，參考图5和图6描述了对执行电池充电的定时加以控制的优选方法。图5是示出了在通过优选方法对执行电池充电的定时加以控制的情况下消耗的电カ的示例的图，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所示对执行电池充电的定时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之间的区别仅在于执行电池充电的定时与图3所示的定时不同。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，在时间段12:20-12:40和时间段13:25-13:45分别均执行电池充电。执行电池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，即使在小于等于単位时间段的时间段执行电池充电所消耗的电カ倾向于变大(例如，在执行快速充电的情况下)，也可以将一次电池充电所消耗的系统电カ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，可以减小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，仅略微改变执行电池充电的时间段就足够了，因此不必需将执行电池充电的时段限于深夜、清晨等。因此，可以在不限制执行电池充电的时段的情况下降低电费。此外，在充电部11执行多次电池充电的情况下，执行每次电池充电的定时跨越互不相同的単位时间段。因此，可以抑制由于多次电池充电所消耗的系统电力量分布到重叠的单位时间段而造成在単位时间段消耗的系统电力量提高。同时，在图5所示时间段12:20-12:40执行的电池充电中，中间时间点(12:30)和两个单位时间段之间的边界处的时间点(12:30)实质上彼此相等。根据这种结构，可以容易地将一次电池充电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，可以有效地抑制単位时间段(下文中将执行电池充电的时间段称作“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，每ー小时中的20至40分(或每ー小时中的50到10分也是可以的))执行电池充电。此外，如果执行电池充电的时间段被限制为高于必要值，则很难有效地执行电池充电。为了避免这种情况，下文中參考图7和图8描述了充电时间安排(控制部15执行的对执行电池充电和电力存储部放电的定时加以控制的控制方法)，该时间安排能够承受执行电池充电的时间段的改变，同时有效地抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。图7是示出了在通过优选方法对执行电池充电和电カ存储部放电的定时加以控制的情况下消耗的电カ的示例的图，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所示对执行电池充电和电力存储部放电的定时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的区别仅在于执行电池充电的定时与图5所示的定时不同，并且电力存储部放电所提供的电カ用于电池充电。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，以黑色区域的高度示出了图7中由电カ存储部放电提供并由电池充电消耗的电力的大小。在图7所示的示例中，在时间段12:15-12:35和时间段13:05-13:25分别均执行电池充电。然而在时间段12:15-12:20和时间段13:05-13:15中的每ー个，系统电カ和由电カ存储部放电而提供的电カ均用于电池充电。根据上述结构，在每个单位时间段，对电池充电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WPI、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，可以有效地抑制在単位时间段消耗的系统电カ量的最大值，并且可以进一歩降低电费。此外，可以通过与电カ存储部放电可以提供的电力量相对应的时间段，来承受执行电池充电的时间段的改变。例如，如果电カ存储部放电可以提供的电力量等于电池充电所消耗的电カ量的1/4，则执行电池充电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，可以在承受执行电池充电的时间段的改变，同时有效地抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。具体地，例如，即使用户相对于预约的时间段改变了执行电池充电的时间段，也可以在改变的时间段执行电池充电时有效地降低电费。此外，在图7和图8所示的控制方法中，例如，在电カ存储部放电可以提供的电カ量大于等于电池充电所消耗的电カ量的1/2的情况下，可以在任何时间段执行电池充电，如图7中在时间段13:05-13:25的电池充电所示。这里，在图7中，在开始电池充电之后的预定时间段，执行电力存储部放电以提供电力，而在电池充电结束之前的预定时间段，可以执行电カ存储部放电以提供电力。特别地，如图7所示，在执行电池充电的时间段相对于基准时间段前移的情况下，可以在开始电池充电之后的预定时间段执行电カ存储部放电，而在执行电池充电的时间段相对于基准时间段后移的情况下，可以在电池充电结束之前的预定时间段执行电カ存储部放电。此外，可以分开执行消耗系统电カ的电池充电和消耗由电カ存储部放电提供的电カ的电池充电，然而也可以同时执行这两种电池充电。具体地，例如在图7的在时间段12:15-12:35的电池充电中，并不通过电カ存储部放电从12:15到12:20提供电力，而是可以从12:15到12:30分散地提供电カ的1/3。根据这种结构，可以使电力存储部放电所提供的电カ较小。因此，可以抑制电カ存储部12快速放电(充电)较大电カ并减轻电カ存储部12的负担。此外，根据这种结构，如上所述，可以有效地抑制在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。此外，在执行电池充电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，可以利用系统电カ来执行电力存储部充电。此外，图5和图7所示的时间段由电カ公司安装的计时器和电表等来測量，存在相对于实际时间而发生偏差的情況。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电池充电的开始时间。此外，为了描述简单，电池充电所消 耗的电カ大小是恒定的，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，为了实质上将一次电池充电所消耗的系统电カ量均等地分布到两个单位时间段，电池充电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，可以将电池充电的中间时间点和两个单位时间段的边界处的时间点设置为变成实质上彼此相等。<充电时间安排的特定示例>下文中參考附图描述充电时间安排的每个特定示例。这里，下文中描述的充电时间安排的每个特定示例使用(不仅对执行电池充电的定时加以控制，还对执行电カ存储部放电的定时加以控制)图7和图8所示的电カ存储部放电。此外，下文中描述的充电时间安排的每个特定示例不仅对执行电池充电和电カ存储部放电的定时加以控制，还对执行电カ存储部充电的定时加以控制。此外，下文中描述的充电时间安排的每个特定示例假定充电系统I需要频繁执行电池充电的情況。具体地，假定一次电池充电的单位时间段的数目小于2，多次执行跨越两个单位时间段的电池充电(參见图5和图7)变得困难。[第一特定示例]首先，參考图9来描述充电时间安排的第一特定示例。图9是示出了充电时间安排的第一特定示例的图。图9中顶部的图示出了在通过非期望方法对执行电池充电、电カ存储部放电和电力存储部充电的定时加以控制的情况下消耗的电カ的示例，其与图3相对应。图9中中部的图示出了在通过优选方法对执行电池充电、电カ存储部放电和电カ存储部充电的定时加以控制的情况下消耗的电カ的示例。图9中底部的图示出了如中间的图所示对执行电池充电、电カ存储部放电和电力存储部充电的定时加以控制的情况下存储在电力存储部12中的电力量(剰余容量)。如在图3、图5和图7中一祥，在图9中顶部的图和中部的图中，以白色区域的高度示出了电池充电所消耗的电カ的大小，以灰色区域的高度示出了负载部消耗所消耗的系统电カ的大小，以黑色区域的高度示出了电カ存储部放电所提供的电カ的大小。此外，以格子形阴影线标记的区域的高度来示出电カ存储部充电所消耗的系统电カ的大小。在ー些典型区域内，示出了在単位时间段消耗的系统电力量和在単位时间段由电カ存储部放电提供并且被消耗的电力量在该特定示例中，如图9中顶部和中部的图所示，假定在每个单位时间段负载部消耗消耗15kWh的电力量，一次电池充电消耗20kWh的电力量(等于一般电动车辆C的电池B能够充电的电力量(容量)的80%)。此外，假定在5个单位时间段(12:00-14:30，14:30-17:00)执行4次(4个电动车辆C)电池充电，一次电池充电花费30分钟。此外，假定在该特定示例中电カ存储部12在充电时间安排的开始时间(12:00)处具有足够的剩余容量(IlkWh)。如图9中顶部的图所示，如果每次电池充电是如图3 —样在每个单位时间段内执行的，则在单位时间段消耗的系统电力量的最大值(在该特定示例中是15+20 = 35kffh)可能会变大。例如，假定通过最大值的I小时换算值(35X2) X每个月基本费用的单位价格(1600) X 一年(12)来获得一年的基本电费,得出一年的基本电费是大约134万日兀。因此，在该特定示例中，如图9的中部和底部的图所示，为了减小在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，控制部15控制充电部11和电カ存储部12。在该特定示例中，如上所述跨越两个单位时间段四次电池充电之ー(參见图5)。例如，跨越两个单位时间段(13:30-14:30，16:00-17:00)执行四次电池充电中的最后一次(或首次)电池充电。例如，此时使电池充电的中间时间点(14:00,16:30)和两个单位时间段的边界处的时间点(14:00,16:30)变得实质上彼此相等。据此，可以有效地减小在这两个单位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量的最大值。另ー方面，在除了上述两个单位时间段(13:30-14:30,16:00-17:00)之外的每三个单位时间段(12:00-13:30,14:30-16:00)执行除了上述电池充电之外的其他三次电 池充电。这里，在每个单位时间段执行电力存储部放电。据此，在每个单位时间段，例如提供与电カ存储部12的剩余容量的1/3实质上相等的电力量(在85%的放电效率下是
11^-3x0.85 = 3.1 kWh )，可以有效地减小在每个单位时间段消耗的系统电力量的最大值。这里，在该特定示例中，在单位时间段消耗的系统电力量(15+20-3. I = 31. 9kffh)成为最大值。此外，在该特定示例中，在执行这一次电池充电的两个单位时间段(13:30-14:30，16:00-17:00)中的每ー个，执行电カ存储部充电。此时,如果这两个单位时间段中的每ー个期间电カ存储部充电所消耗的系统电力量(在电カ存储部充电之前，以85%的充电效率下获得IlkWh的剰余容量的情况下，是11+0.85+2H6.5 kWh)被设置为较小，使得在这两个单位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量不超过在其他単位时间段消耗的系统电力量(31. 9kWh)，则可以有效地减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值，这是优选的。此外，优选的是以下情況在执行这一次电池充电的两个单位时间段(13:30-14:30,16:00-17:00)中的每ー个，电カ存储部充电所消耗的系统电力量(6. 5kffh)较大，使得在其他单位时间段电力存储部放电可以提供足够的电力量(3. IkWh)。这里，例如可以设置电カ存储部充电和电力存储部放电的电力量，或者可以选择具有能够充电和放电该电力量的容量的电カ存储部12，使得在执行四次电池充电的5个相应的単位时间段期间消耗的系统电力量之间的差异变小。根据上述结构，一次电池充电所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。此外，在其他単位时间段，执行对电カ存储部放电所提供的电カ予以消耗的电池充电。因此，甚至在有必要频繁执行电池充电的情况下，也可以减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。因此，可以降低电费。例如，在通过上述公式来计算基本费用的情况下，可以将一年的基本费用降低至122万日元。此外，可以确保执行电力存储部充电的定时。因此，可以抑制以下情况的发生在该情况下，由于电カ存储部12的剰余容量较小，降低在単位时间段消耗的系统的电カ的最大值变得困难。[第二特定示例]
接下来參考图10来描述充电时间安排的第二特定示例。图10是示出了充电时间安排的第二特定示例的图。这里，图10中顶部、中部和底部的图分别对应于第一特定示例所示的图9中顶部、中部和底部的图。因此，省略了对图10中每一幅图的描述，而使用图9的描述。在该特定示例中，如在第一特定示例中一祥，假定在每个单位时间段负载部消耗消耗15kWh的电力量,一次电池充电消耗20kWh的电力量。此外,假定一次电池充电花费30分钟，电カ存储部12在充电时间安排的开始时间(12:00)处具有足够的剩余容量(9kWh)。此外，在该特定示例中，假定在4个单位时间段(12:00-14:00,14:00-16:00)执行三次(三个电动车辆C)电池充电。如图10中顶部的图所示，如果像图3 —样在每个单位时间段执行每次电池充电，则在单位时间段消耗的系统电力量的最大值(在该特定示例中是15+20 = 35kffh)可能变大。例如，如在第一特定示例中描述的，一年的基本费用达到大约134万日元。 因此，在该特定示例中，如图10中的中部和底部的图所示，为了减小在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，控制部15控制充电部11和电カ存储部12。在该特定示例中，如上所述跨越两个单位时间段执行三次电池充电之ー(參见图5)。例如，跨越两个单位时间段(13:00-14:00,15:00-16:00)执行三次电池充电中的最后一次(或首次)电池充电。例如，此时使电池充电的中间时间点(13:30,15:30)和两个单位时间段的边界处的时间点(13:30,15:30)变得实质上彼此相等。据此，可以有效地减小在这两个単位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量的最大值。另ー方面，在除了上述两个单位时间段(13:00-14:00,15:00-16:00)之外的每两个单位时间段(12:00-13:00,14:00-15:00)执行除了上述电池充电之外的其他两次电池充电。本文中，在每个单位时间段执行电力存储部放电。据此，在每个单位时间段，例如提供与电カ存储部12的剩余容量的1/2实质上相等的电力量(在85%的放电效率下是9 + 2x0.85 — 3.8kWh)，可以有效地减小在每个单位时间段消耗的系统电力量的最大值。这里，在该特定示例中，在单位时间段消耗的系统电力量(15+20-3. 8 = 31. 2kffh)成为最大值。此外，在该特定示例中，在执行这一次电池充电的两个单位时间段(13:00-14:00，15:00-16:00)中的每ー个，执行电カ存储部充电。此时,如果这两个单位时间段中的每ー个期间电カ存储部充电所消耗的系统电力量(在电力存储部放电之前，以85%的充电效率下获得9kWh的剰余容量的情况下，是9 + 0.85 + 2 4 5.3 kWh)被设置为较小，使得在这两个単位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量不超过其他在単位时间段消耗的系统电力量(31. 2kWh)，则可以有效地减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值，这是优选的。此外，优选的是以下情況在执行这一次电池充电的两个单位时间段(13:00-14:00,15:00-16:00)中的每ー个，电カ存储部充电所消耗的系统电力量(5. 3kffh)较大，使得在其他单位时间段电力存储部放电可以提供足够的电力量(3. 8kWh)。这里，例如可以设置电カ存储部充电和电力存储部放电的电力量，或者可以选择具有能够充电和放电该电力量的容量的电カ存储部12，使得在执行3次电池充电的4个相应的単位时间段期间消耗的系统电力量之间的差异变小。
根据上述结构，一次电池充电所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。此外，在其他単位时间段，执行对电カ存储部放电所提供的电カ予以消耗的电池充电。因此，甚至在有必要频繁执行电池充电的情况下，也可以减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。因此，可以降低电费。例如，在通过上述公式来计算基本费用的情况下，可以将一年的基本费用降低至120万日元。此外，可以确保执行电力存储部充电的定时。因此，可以抑制以下情况的发生在该情况下，由于电カ存储部12的剰余容量较小，降低在単位时间段消耗的系统的电カ的最大值变得困难。此外，在该特定示例中，与第一特定示例相比，在预定时间段能够执行的电池充电的次数减小，然而可以动态地降低电费。此外，在该特定示例中，即使小于第一特定示例的电カ存储部12的容量不足，也可以实现充电系统I的结构简化和成本降低。[第三特定示例]
接下来參考图11描述充电时间安排的第三特定示例。图11是示出了电时间安排的第三特定示例的图。这里，图11中的顶部、中间和底部的图与示出了第一特定示例的图9中相应的顶部、中间和底部的图相对应。因此省略了对图11中每一幅图的描述，而是使用图9的描述。在该特定示例中，如在第一特定示例中一祥，假定在每个单位时间段负载部消耗消耗15kWh的电力量,一次电池充电消耗20kWh的电力量。此外,假定一次电池充电花费30分钟，电カ存储部12在充电时间安排的开始时间(12:00)处具有足够的剩余容量(6kWh)。此外，在该特定示例中，假定在3个单位时间段(12:00-13:30,13:30-15:00,15:00-16:30)执行两次(两个电动车辆C)电池充电。如图11中顶部的图所示，如果像图3 —样在每个单位时间段执行每次电池充电，则在单位时间段消耗的系统电力量的最大值(在该特定示例中是15+20 = 35kffh)可能变大。例如，如在第一特定示例中描述的，一年的基本费用达到大约134万日元。因此，在该特定示例中，如图11中的中部和底部的图所示，为了减小在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，控制部15控制充电部11和电カ存储部12。在该特定示例中，如上所述跨越两个单位时间段执行两次电池充电之ー(參见图5)。例如，跨越两个单位时间段(12:30-13:30，14:00-15:00，15:30-16:30)执行两次电池充电中的任一次。例如，此时使电池充电的中间时间点(13:00，14:30，16:00)和两个单位时间段的边界处的时间点(13:00，14:30，16:00)变得实质上彼此相等。据此，可以有效地减小在这两个単位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量的最大值。另ー方面，在除了上述两个单位时间段(12:30-13:30，14:00-15:00，15:30-16:30)之外的一个单位时间段(12:00-12:30，13:30-14:00，15:00-15:30)执行除了上述电池充电之外的一次电池充电。这里，在単位时间段执行电力存储部放电。据此，在单位时间段，例如提供与电カ存储部12的剩余容量的实质上相等的电力量(在85%的放电效率下是6x0.85N5.1 kWh)，可以减小在每个单位时间段消耗的系统电力量的最大值。这里，在该特定示例中，在单位时间段消耗的系统电力量(15+20-5. I = 29. 9kffh)成为最大值。此外，在该特定示例中，在执行这一次电池充电的两个单位时间段(12:30-13:30，14:00-15:00,15:30-16:30)中的每ー个，执行电力存储部充电。此时，如果这两个单位时间段中的姆ー个期间电カ存储部充电所消耗的系统电力量(在电力存储部放电之前，以85%的充电效率下获得6kWh的剰余容量的情况下，是6+0.85+2 43.5 kWh )被设置为较小，使得在这两个単位时间段中的每ー个単位时间段消耗的系统电力量不超过在其他単位时间段消耗的系统电力量(29. 9kWh)，则可以有效地减小在单位时间段消耗的系统电力量的最大值，这是优选的。此外，优选的是以下情況在执行这一次电池充电的两个单位时间段(12:30-13:30,14:00-15:00,15:30-16:30)中的每ー个，电カ存储部充电所消耗的系统电力量(3. 5kffh)较大，使得在其他单位时间段电力存储部放电可以提供足够的电力量(5. IkWh)。这里，例如可以设置电カ存储部充电和电力存储部放电的电力量，或者可以选择具有能够充电和放电该电力量的容量的电カ存储部12，使得在执行2次电池充电的3个相应的单位时间段期间消耗的系统电力量之间的差异变小。根据上述结构，一次电池充电所消耗的系统电力量分布到两个单位时间段。此外，在其他単位时间段，执行对电カ存储部放电所提供的电カ予以消耗的电池充电。因此，甚至 在有必要频繁执行电池充电的情况下，也可以减小在単位时间段消耗的系统电力量的最大值。因此，可以降低电费。例如，在通过上述公式来计算基本费用的情况下，可以将一年的基本费用降低至115万日元。此外，可以确保执行电力存储部充电的定时。因此，可以抑制以下情况的发生在该情况下，由于电カ存储部12的剰余容量较小，降低在単位时间段消耗的系统的电カ的最大值变得困难。此外，在该特定示例中，与第一和第二特定示例相比，在预定时间段能够执行的电池充电的次数减小，然而可以更动态地降低电费。此外，在该特定示例中，即使小于第一和第二特定示例的电カ存储部12的容量不足，也可以实现充电系统I的结构简化和成本降低。这里，通过将以上第一、第二和第三特定示例中的充电时间安排理解为“在n+1个单位时间段执行η次电池充电”，如在第一、第二和第三特定示例中一祥(η = 4到2)，控制部15可以准备η(彡5)个充电时间安排。这里η是2或更大的整数。可以将其理解成控制部15 “在n+1个单位时间段执行η次电池充电”的ー个设置。例如，通过将经由输入部13从用户输入的电池充电的预约理解为ー些设置的组合，可以准备与相应的设置相对应的充电时间安排组合控制方法(例如，參见图9到图11)。此外，可以在执行这一次电池充电的两个单位时间段以任何方式执行电力存储部充电。參考图12来描述该电力存储部充电的执行示例。图12是示出了电カ存储部充电的执行示例的图。此外，图12与图9中的中部的图相对应。因此，省略了对图12的图的描述，而是使用图9的中部的图的描述。图12(a)与图9至图11的中间部分的图所示内容相同。具体地，在两个单位时间段，在跨越两个单位时间段执行的一次电池充电之前和之后分别执行ー侧电カ存储部充电。与之不同，在图12(b)中，不论是否存在电池充电均执行一次电カ存储部充电。此外，在本示例中电カ存储部充电是跨越两个单位时间段执行的。
在图12(a)图12(b)中的任何ー个中，在各个单位时间段消耗的系统电力量变得彼此相等。然而，在图12(a)的电カ存储部充电中，抑制了电池充电和电カ存储部充电彼此重叠，从而可以减小消耗的系统电カ的最大值。另ー方面，在图12(b)中，抑制了电カ存储部充电被电池充电分割，从而可以每次连续执行电カ存储部充电。此外，作为示例描述了在执行一次电池充电的两个单位时间段执行电カ存储部充电的情况，尽管如此，电カ存储部充电可以在任何ー个单位时间段执行。从降低在単位时间段消耗的系统电力量的观点来看，优选的是如电池充电一祥跨越两个单位时间段执行电力存储部充电。〈变型〉作为消耗由电カ存储部放电提供的电カ来用于电池充电的替代(或附加)，可以消耗该电カ用于负载部消耗。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，通过以程序的形式写入由这种控制设备实现的功能的全部或部分并在程序执行设备(例如计算机)上执行该程序，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。エ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単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 电カ存储部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
1.一种对电池充电的充电系统,包括 电カ存储部，消耗从电カ公司提供系统电カ以被充电，并通过放电来提供充电的电カ；以及 充电部，消耗系统电カ和从电カ存储部提供的电力，以对电池充电； 其中，充电部所执行的至少一次充电是通过消耗从系统电カ提供的电カ跨越两个单位时间段来执行的。
2.根据权利要求I所述的充电系统，其中， 电カ存储部在除了所述两个単位时间段之外的至少ー个単位时间段将电カ提供至充电部。
3.根据权利要求I或2所述的充电系统，其中， 在执行充电部的一次充电的所述两个単位时间段中的至少ー个单位时间段执行对电力存储部的充电。
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，其中， 在充电部在n+1个单位时间段执行n次充电而每次充电花费的时间段等于或小于单位时间段的情况下， 充电部跨越所述两个单位时间段执行一次充电，而在除了所述两个単位时间段之外的n-1个单位时间段执行其他n-1次充电，其中n是2或更大的整数。
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，其中， 在充电部执行一次充电的所述两个単位时间段中的每ー单位时间段消耗的电カ量不超过在其他単位时间段消耗的系统电力量。
6.根据权利要求I至5中任一项权利要求所述的充电系统，其中， 随着每个单位时间段提供的电力量的最大值变得更大，电カ公司设置更高的电费。
全文摘要
提供一种充电系统，该充电系统将使用的输电网电力量平准化，并且即使在频繁执行充电的情况下也能够降低电费而不限制进行充电的时段。[解决技术问题的手段]提供一种充电系统，包括存储部，通过消耗电力公司提供的输电网电力而被充电，并通过放电来提供所存储的电力；以及充电单元，通过消耗由输电网电力和存储单元提供的电力来对电池充电。每单位时间提供的电力量的最大值越大，电力公司设置的电费越高。此外，充电部所执行的至少一次充电是跨越两个单位时间段来执行的，存储单元在除了这两个单位时间段之外的至少一个单位时间段向充电单元提供电力。
文档编号H02J7/00GK102823105SQ20118001680
公开日2012年12月12日 申请日期2011年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者须山敦史, 岩崎利哉, 清水敦志, 村岛弘嗣, 山崎淳 申请人:三洋电机株式会社