能量管理控制器、能量管理系统、充放电控制方法以及程序与流程

本发明涉及一种能量管理控制器、能量管理系统、充放电控制方法以及程序。

背景技术：

将电作为动力源使用的电动汽车正在普及。用户能够通过例如设置在自己家中的充电设备来对装载于电动汽车的蓄电池进行充电。关于向电动汽车的充电，专利文献1公开了能够进行蓄电池的预约充电的装置。

另外，管理向家电设备的电力供给的HEMS(Home Energy Management System，家庭能量管理系统)逐渐普及起来。通过在HEMS中编入电动汽车，能够实现更稳定且经济的电力供给，对于用户而言，可以期待不仅电动汽车的方便性变高、对HEMS自身的可靠性也变高。

专利文献1：日本特开2010-154646号公报

技术实现要素：

在HEMS中，用于根据用户的生活场景来恰当地控制家电设备的动作的技术得以发展，但实际情况是根据用户的生活场景来恰当地进行装载于电动汽车的蓄电池的充放电的技术还没有有效的提案。

本发明是为了解决上述课题而作出的，其目的在于提供一种与用户的生活场景对应地恰当地进行装载于电动汽车的蓄电池的充放电的能量管理控制器等。

为了达到上述目的，本发明的能量管理控制器具备：

充放电控制部，按照多个运行模式中的具有操作权的运行模式来进行经由功率调节系统的蓄电池的充放电控制，其中，所述功率调节系统进行装载于电动汽车的所述蓄电池的充放电；以及

操作权赋予部，根据预先确定的转变条件来判别接下来应该赋予所述操作权的运行模式，向判别出的运行模式赋予所述操作权。

根据本发明，能够与用户的生活场景对应起来恰当地进行装载于电动汽车的蓄电池的充放电。因而，能够有效地利用蓄电池，而且用户的方便性也得到提高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的能量管理系统的整体结构的图。

图2是表示实施方式1的能量管理控制器的结构的框图。

图3是表示实施方式1的能量管理控制器所具备的控制部的功能结构的图。

图4是表示充放电计划的一个例子的图。

图5是表示转变条件表的一个例子的图。

图6是示意性地表示图5的转变条件表的内容的图。

图7是表示实施方式1的充放电控制处理的次序的流程图(其1)。

图8是表示实施方式1的充放电控制处理的次序的流程图(其2)。

图9是表示本发明的实施方式2的能量管理系统的整体结构的图。

图10是表示实施方式2中的优先权获取条件的一个例子的图。

(附图标记说明)

1、1A：能量管理系统；2：能量管理控制器；3：电力传感器；4a、4b：设备；5：终端装置；6：PCS；7：发电系统；8：EV；9：商用电源；10：配电板；11：PCS远程控制器；20：设备通信部；21：终端通信部；22：数据存储部；23：控制部；24：总线；80：蓄电池；220：转变条件表；230：用户接口处理部；231：操作权赋予部；232：充放电控制部。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的能量管理系统1的整体结构的图。该能量管理系统1是进行在一般家庭中使用的电力的管理的、被称为所谓的HEMS(Home Energy Management System)的系统。能量管理系统1具备能量管理控制器2、电力传感器3、多个设备4(设备4a，4b，…)、终端装置5、PCS 6、以及发电系统7。

电力传感器3测量该家庭(需求地)中消耗的电力量。电力传感器3经由在房屋H内构筑的无线网络(未图示)来与能量管理控制器2能够通信地连接。该无线网络例如是按照ECHONET Lite的网络。电力传感器3将与测量出的电力量有关的数据发送给能量管理控制器2。

设备4(设备4a，4b，…)例如是照明器、空调机、冰箱、IH烹调电炉、烧饭机、微波炉、地板供暖系统等设置在房屋H内的电气设备。各设备4连接在提供来自商用电源9等的电力的电力线D5。各设备4经由上述的未图示的无线网络与能量管理控制器2能够通信地连接。

PCS 6是EV(电动汽车)8用的功率调节(power conditioning)系统。PCS 6进行装载于EV 8的蓄电池80的充电以及放电。对于PCS 6，经由电力线D1、配电板10以及电力线D2来供给来自商用电源9等的电力。PCS 6在蓄电池80充电时将来自商用电源9等的电力提供给蓄电池80。另外，PCS 6在蓄电池80放电时将来自蓄电池80的电力经由电力线D3提供给配电板10。PCS 6经由上述的无线网络与能量管理控制器2能够通信地连接。此外，PCS 6和能量管理控制器2之间的通信也可以经由LAN电缆来进行。

虽然都没有图示，但发电系统7具备太阳能发电面板(PV面板)、以及功率调节器。发电系统7将PV面板发出的电通过功率调节器从直流电力变换为交流电力、并经由电力线D4提供给配电板10。

终端装置5是具备显示功能的可携带的通信设备，例如是平板型的个人计算机、智能手机等。终端装置5与能量管理控制器2进行遵照Wi-Fi(注册商标)等众所周知的无线LAN标准的数据通信。终端装置5作为该能量管理系统1和房屋H的居住者即用户之间的接口(用户接口)来发挥功能。

能量管理控制器2设置在房屋H内的恰当的场所，进行该家庭中的消耗电力量的监视。另外，能量管理控制器2进行各设备4的动作控制、动作状态的监视等。而且，能量管理控制器2经由PCS 6来控制蓄电池80的充电以及放电。

如图2所示，能量管理控制器2具备用于与各设备4等进行通信的设备通信部20、用于与终端装置5进行通信的终端通信部21、用于保持程序、数据的数据存储部22、以及控制它们的控制部23。能量管理控制器2的各结构部经由总线24来相互连接。

设备通信部20例如具备无线LAN卡等通信接口，连接在上述的无线网络，在控制部23的控制之下与电力传感器3、各设备4、PCS 6进行无线数据通信。

终端通信部21具备预先确定的近距离无线通信接口，在控制部23的控制之下与终端装置5进行例如遵照Wi-Fi(注册商标)等众所周知的无线LAN标准的数据通信。

数据存储部22例如由快闪(flash)存储器等可读写的非易失性的半导体存储器等构成。数据存储部22存储后述的转变条件表220。另外，在数据存储部22中，虽然没有图示，但是存储用于进行蓄电池80的充放电控制的程序、在执行该程序时使用的数据。而且，数据存储部22存储用于监视家庭内的消耗电力量的程序、用于控制各设备4的动作的程序、以及在执行这些程序时使用的数据。

控制部23包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等(均未图示)而构成，总体控制能量管理控制器2。如图3所示，控制部23作为本发明特有的功能而具备用户接口处理部230、操作权赋予部231、以及充放电控制部232。这些结构部的功能是通过CPU等执行存储在数据存储部22中的充放电控制用的程序来实现。

用户接口处理部230进行经由终端装置5的用户接口处理。即，用户接口处理部230经由终端装置5接受来自用户的操作、进行与接受的操作的内容相应的处理。另外，用户接口处理部230进行将用于提示给用户的信息(例如，监视画面数据)发送给终端装置5、使有关的信息显示在终端处置5的处理。

操作权赋予部231根据转变条件表220来判别接下来应该赋予操作权的运行模式，向判别出的运行模式赋予操作权。操作权是指操作PCS 6的权利，只有基于被赋予了操作权的运行模式的控制指令被发送到PCS 6。在本实施方式中，运行模式是指蓄电池80的充放电控制中的处理模式，具有手动运行模式、计划运行模式以及日历运行模式这三种。

在手动运行模式中，根据经由终端装置5的用户的操作来进行蓄电池80的充放电控制。在这种情况下的操作中，例如包含指示蓄电池80的充电的开始/停止、放电的开始/停止的操作等。

在计划运行模式中，进行按照多个充放电计划中的由用户预先设定的一个充放电计划的蓄电池80的充放电控制。将充放电计划的一个例子表示在图4中。在图4中，“深夜时间段”是指在由电力公司提供的电费计划中电费比较便宜的时间段。“日间时间段”是指“深夜时间段”以外的时间段。

在日历运行模式中，根据使用了能量管理控制器2所具备的日历登记功能的用户的登记内容来进行蓄电池80的充电控制。日历登记功能是指能够根据由用户预先登记的事件、和该事件的开始时刻来控制相对应的设备4的动作、或进行蓄电池80的充电的功能。这里，事件例如包含“外出(有EV)”、“外出(无EV)”、“回家”等。例如，由用户以“外出(有EV)”、“10:00”这样的内容进行日历登记时，能量管理控制器2控制PCS 6使得直到上午10点为止完成蓄电池80的充电。

图5中表示本实施方式中的转变条件表220的内容。转变条件表220是将当前具有操作权的运行模式、转变条件、以及在该转变条件成立的情况下接下来应该赋予操作权的运行模式对应起来的记录被登记多个的数据表。

在图5所示的转变条件表220中，表示了例如当前是手动运行模式具有操作权的情况下，当条件A或者条件B成立时，操作权移到计划运行模式。这里，条件A表示由用户进行指示基于上述的充放电计划的运行的重新开始的操作，条件B表示处于EV 8没有连接在PCS 6的状态、且不是事先充电期间。事先充电期间是指上述的日历运行模式中的蓄电池80的充电期间。

另外，当前是手动运行模式具有操作权的情况下，在图5所示的转变条件表220中，表示了当条件C成立时操作权移到日历运行模式。这里，条件C表示处于EV 8没有连接在PCS 6的状态、且是在事先充电期间中。

另外，在图5所示的转变条件表220中，表示了当前是计划运行模式具有操作权的情况下，当条件D成立时，操作权移到手动运行模式，当条件E成立时，操作权移到日历运行模式。这里，条件D表示处于EV 8连接在PCS 6的状态、且由用户经由终端装置5进行了指示蓄电池80的充电的开始/停止、或者放电的开始/停止的操作。另外，条件E表示当前时刻成为事先充电开始时刻。事先充电开始时刻是指在按照上述的日历运行模式的充电控制中开始蓄电池80的充电的时刻。

另外，表示了当前是日历运行模式具有操作权的情况下，当条件D成立时，操作权移到手动运行模式，当条件A或者条件F成立时，操作权移到计划运行模式。这里，条件F表示在上述的日历登记功能中由用户取消了登记完成的事件(也包含变更)。

图6中示意性地表示图5所示的转变条件表220的内容。

充放电控制部232按照手动运行模式、计划运行模式以及日历运行模式中的具有操作权的某一个运行模式经由PCS 6来进行蓄电池80的充放电控制。

图7以及图8是表示由能量管理控制器2的控制部23执行的、控制蓄电池80的充放电的处理(充放电控制处理)的次序的流程图。该充放电控制处理以预先确定的周期来重复执行。

操作权赋予部231进行当前被赋予了操作权的运行模式的判别。其结果，在手动模式具有操作权的情况下(步骤S101；是)，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件A或者条件B的成立与否(步骤S102)。在条件A或者条件B成立的情况下(步骤S102；是)，操作权赋予部231从手动运行模式剥夺操作权、向计划运行模式赋予操作权(步骤S103)。之后，控制部23进入到步骤S116的处理。

在步骤S102中“否”的情况下，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件C的成立与否(步骤S104)。在条件C成立的情况下(步骤S104；是)，操作权赋予部231从手动运行模式剥夺操作权，向日历运行模式赋予操作权(步骤S105)。之后，控制部23进入到步骤S116的处理。

在计划运行模式具有操作权的情况下(步骤S106；是)，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件D的成立与否(步骤S107)。在条件D成立的情况下(步骤S107；是)，操作权赋予部231从计划运行模式剥夺操作权，向手动运行模式赋予操作权(步骤S108)。之后，控制部23进入到步骤S116的处理。

在步骤S107中“否”的情况下，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件E的成立与否(步骤S109)。在条件E成立的情况下(步骤S109；是)，操作权赋予部231从计划运行模式剥夺操作权，向日历运行模式赋予操作权(步骤S110)。之后，控制部23进入到步骤S116的处理。

在日历运行模式具有操作权的情况下(图8的步骤S111；是)，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件D的成立与否(步骤S112)。在条件D成立的情况下(步骤S112；是)，操作权赋予部231从日历运行模式剥夺操作权，向手动运行模式赋予操作权(步骤S113)。之后，控制部23进入到步骤S116的处理。

在步骤S112中“否”的情况下，操作权赋予部231判别转变条件表220中的条件A或者条件F的成立与否(步骤S114)。在条件A或者条件F成立的情况下(步骤S114；是)，操作权赋予部231从日历运行模式剥夺操作权，向计划运行模式赋予操作权(步骤S115)。

在步骤S116中，充放电控制部232按照具有操作权的运行模式进行经由PCS 6的蓄电池80的充放电的控制。具体地说，将表示按照具有操作权的运行模式的控制指令的数据(控制数据)发送给PCS 6。

如以上所说明，在本发明的实施方式1的能量管理系统1中，通过与所谓的HEMS控制器相当的能量管理控制器2来进行装载于EV 8的蓄电池80的充放电控制。并且，能量管理控制器2不只进行与用户的经由终端装置5的对蓄电池80的充电的开始/停止、或者放电的开始/停止的指示相应的控制(手动运行模式)而且还进行多种方式下的自动控制(计划运行模式、日历运行模式)。因此，能够与房屋H的居住的用户的生活场景对应地恰当地进行EV 8的蓄电池80的充放电。因而，能够有效地利用蓄电池80，而且用户的方便性也得到提高。

并且，能量管理控制器2为了避免基于上述的多个运行模式的控制发生竞争，进行按照具有操作权的运行模式的充放电控制，根据转变条件表220来恰当地判别接下来应该赋予操作权的运行模式，向判别出的运行模式赋予操作权。因此，能够恰当且顺利地切换具有操作权的运行模式、即蓄电池80的充放电控制的方法，能够满足用户需求，且有效地进行蓄电池80的充放电。

此外，作为本实施方式的变形例，控制部23也可以是具备将操作权赋予部231和充放电控制部232进行合并的功能的结构。即，充放电控制部232也可以与上述的操作权赋予部231的功能同样地，根据转变条件表220来判别接下来应该赋予操作PCS 6的权利的运行模式，按照判别出的运行模式来进行经由PCS 6的蓄电池80的充放电控制。

(实施方式2)

接着，说明本发明的实施方式2的能量管理系统。此外，在以下的说明中，对与实施方式1共同的结构要素等附加相同的标记，省略其说明。

图9是表示实施方式2的能量管理系统1A的整体结构的图。在该能量管理系统1A中，在实施方式1的能量管理系统1的结构中新追加了通过通信线与PCS 6连接的PCS远程控制器11。

PCS远程控制器11是用于用户操作PCS 6的远距离控制器。在PCS远程控制器11中，虽然均未图示，但是包含触摸面板、触控板(touch pad)等输入设备、全点形式(full-dot-type)的LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)面板等显示设备、以及微型计算机而构成。

用户能够操作PCS远程控制器11来向PCS 6指示蓄电池80的充电的开始/停止、或者放电的开始/停止。另外，用户通过操作PCS远程控制器11来从多个自动控制中选择所期望的自动控制，由此能够使PCS远程控制器11执行所选择的自动控制。

这样，在实施方式2的能量管理系统1A中，不只是通过能量管理控制器2，还通过PCS远程控制器11来经由PCS 6进行蓄电池80的充放电控制。因此，需要用于消除两者的控制竞争的情况下所产生的问题(例如，充放电效率的下降等)的研究。

因此，在实施方式2的能量管理系统1A中，预先设定为如下规格：PCS 6接受来自PCS远程控制器11和能量管理控制器2这两个控制器中的获取了作为操作PCS 6的权利的优先权的一方的控制指令，不接受来自没有获取优先权的一方的控制指令。

关于PCS远程控制器11和能量管理控制器2中的哪个获取了优先权，通过PCS 6来管理。PCS 6在从PCS远程控制器11或者能量管理控制器2接受包含了表示优先权获取的信息的控制数据时，对该控制数据的发送源的控制器赋予优先权。

PCS远程控制器11以及能量管理控制器2遵照分别预先确定的优先权获取条件来获取优先权。

在本实施方式中，在PCS远程控制器11中将由用户进行操作设为优先权获取条件。具体地说，PCS远程控制器11在用户进行了操作时判别为优先权获取条件成立，对PCS 6发布优先权的获取通知。更详细地说，PCS远程控制器11在将基于用户的操作内容的控制数据发送给PCS 6时，在该控制数据中保存表示优先权获取的信息。接收了相关控制数据的PCS 6向PCS远程控制器11赋予优先权，并按照相关控制数据所表示的控制指令来进行蓄电池80的充放电控制。

另一方面，在能量管理控制器2中，根据如图10所示定义的多个优先权获取条件来判别是否需要优先权的获取。能量管理控制器2的控制部23将判别是否需要优先权的获取的处理(是否需要优先权的获取的判别处理)以预先确定的周期来重复执行。在本实施方式中，控制部23在开始了上述的充放电控制处理(参照图7、图8)时，首先执行该是否需要优先权的获取的判别处理。

在是否需要优先权的获取的判别处理中，控制部23对如图10那样定义的多个优先权获取条件的各个判别其成立与否。并且当某个优先权获取条件成立时，控制部23判别为有优先权获取的必要。

在有优先权获取的必要的情况下，控制部23对PCS 6发布优先权的获取通知。更详细地说，控制部23在发送给PSC6的控制数据(参照图8的步骤S116)中保存表示优先权获取的信息。接收了相关控制数据的PCS 6向能量管理控制器2赋予优先权，并且按照相关控制数据所表示的控制指令来进行蓄电池80的充放电控制。

如以上所说明，在本发明的实施方式2的能量管理系统1A中，只有来自能够对PCS 6进行控制的两个控制器(PCS远程控制器11、能量管理控制器2)中的遵照预先确定的优先权获取条件来获取了优先权的一方的控制器的控制指令被PCS 6接受。因而，能够消除来自两者的控制器的控制指令竞争的情况下所产生的问题。

此外，本发明不限于上述各实施方式，当然能够在不超出本发明的要旨的范围内进行各种变更。

例如，在能量管理控制器2的结构中，也可以包含键盘、鼠标、键区(keypad)、触控板、触摸面板等输入设备、CRT显示器、液晶显示器、有机EL显示器、等离子体显示器等显示设备。此时，用户能够对能量管理控制器2直接输入与蓄电池80的充放电有关的操作。

另外，在上述的实施方式2中，能够对PCS 6进行控制的控制器有PCS远程控制器11以及能量管理控制器2这2个，但是当然也可以是3个以上。

另外，也可以在能量管理控制器2、PCS远程控制器11中设置识别用户的功能，在上述的赋予操作权、优先权的处理中，还加入对每个用户预先赋予的权限(用户权限)来判别是否需要赋予等。由此，例如，也可以禁止上位的用户的操作被下位的用户的操作来取消。

另外，在上述各实施方式中，通过能量管理控制器2执行的程序还能够保存在CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory：高密度盘只读存储器)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能盘)、MO(Magneto-Optical Disk：磁光盘)、USB存储器、存储卡等计算机可读取的记录介质中来分发。并且，通过将相关的程序安装在特定的或者通用的计算机，还能够使该计算机作为上述各实施方式中的能量管理控制器2发挥功能。

另外，也可以将上述的程序保存在因特网等通信网络上的服务器装置所具有的磁盘装置等中，例如重叠在载波中，下载到计算机等。另外，通过在经由通信网络传输程序的同时起动执行，也能够实现上述的处理。而且，通过使程序的全部或者一部分在服务器装置上执行，并在由计算机将与该处理有关的信息经由通信网络进行发送接收的同时执行程序，由此也能够实现上述的处理。

此外，在将上述的功能由OS(Operating System：操作系统)分担来实现的情况或者通过OS和应用程序的协作来实现的情况等下，也可以只将OS以外的部分保存在上述的记录介质来分发，而且也可以下载到计算机等。

本发明能够不超出广义的精神和范围地进行各种实施方式以及变形。另外，上述的实施方式是用于说明本发明的，不限定本发明的范围。即，本发明的范围不是通过实施方式，而是通过权利要求书来表示。并且，在权利要求书以及与其等同的发明的意义范围内实施的各种变形视为在本发明的范围内。

工业上的可利用性

本发明能够在进行家庭内使用的电力的管理的系统等中优选地采用。