成果報告書詳細
管理番号20120000000434
タイトル平成22~23年度成果報告書 蓄電複合システム化技術開発 要素技術開発 創エネ・省エネ機器と蓄電池付きHEMSの連携及びV2Hシステムならびに商用施設用蓄電池付きBEMSと商用車、EV/PHVの連携システム研究開発と実証検証(1)
公開日2012/6/27
報告書年度2010 - 2011
委託先名株式会社デンソー 中部電力株式会社 トヨタホーム株式会社
プロジェクト番号P10008
部署名スマートコミュニティ部
和文要約豊田市の低炭素社会構築実証計画(以下、豊田市実証計画という)は経済産業省の「次世代エネルギー・社会システム実証地域」に選定された。豊田市実証計画では、国/地域(先進国/発展途上国)毎のニーズの差を理解し、その上で、国内外で普及する低炭素社会システムを構築し、輸出することを目指している。また、地方都市型の低炭素社会システムを構築し、豊田市をショーケース化するとともに、実証後もまちづくりとして展開し、他都市へも横展開することを実証全体の目的としている。
「家庭内エネルギー利用最適化」の実現に向けた技術開発と効果の実証を目的として「創エネ、省エネ機器と蓄電池付きHEMSの連携及びV2Hシステムならびに商用施設用蓄電池付きBEMSと商用車、EV/PHVの連携システム研究開発と実証検証」を行う。
本研究では、需要側に設置した蓄電池を中心に、多様なエネルギーを作る機器(PV、FCなど)・エネルギーを蓄える機器(エコキュート、次世代自動車など)をHEMSにより統合・制御する。これによりミニマムなコストで真の地産地消を実現する家庭内システム、地域内連携システムを研究開発及び実証検証する。
研究項目は1.ユーザインタフェース開発、2、V2Hシステム開発、3、定置用リチウムイオン電池システム開発、4、太陽発電利用機器開発、5、アプリケーション機能開発、6、蓄電池付きBEMSの連携システムの技術開発、7、実証住宅の仕様設計(導入機器含む)及びHEMSのシステム仕様検討の7項目である。
1.ユーザインタフェース開発ではエコキュート、太陽光発電システムなどのエネルギー機器と相互に通信を行うインターフェース仕様(通信プロトコル、情報フォーマット)の検討と各機器との同時通信を成立させる機器構成の検討を行った。
2、V2Hシステム開発ではPHVと充電スタンド間での双方向通信仕様の検討とメカロック機能付き継電器セットのシステム化検討を行った。
3、定置用リチウムイオン電池システム開発では電池パック化技術の開発及び電池充放電制御技術の検討を行った。
4、太陽発電利用機器開発ではエコキュート用AC/DC共用電源駆動インバータ開発のための基本制御構想検討を行った。又、AC/DC両用インバータ及びDC/DCコンバータの試作、基本動作制御仕様の検討を行った。
5、アプリケーション機能開発では鉛蓄電池システム開発検討、Liイオン電池システムの設計、家庭内の電力機器・家電機器のエネルギー関連情報を収集し家庭内情報を送信するシステムの検討を行った。
6、蓄電池付きBEMSの連携システムの技術開発ではBEMS、DC駆動HP給湯器、商用車用装置など各コンポーネントの仕様策定と基本設計を行った。
7、実証住宅の仕様設計(導入機器含む)及びHEMSのシステム仕様検討では実証用住宅(導入機器含む)の仕様を検討し、実証機器を搭載するための住宅設計ルールを策定した。
英文要約The project of constructing low-carbon society demonstration in the city of Toyota, hereinafter called the Toyota Demonstration Project, has been selected as Next-Generation energy and Social Systems Demonstration Areas.
The Toyota Demonstration Project aims to recognize the difference of needs in each country and region (or advanced countries and developing countries), then to construct low-carbon society systems which can become widely used in both domestically and internationally, and to export them.
It also has a purpose that we showcase Toyota City as a low-carbon social system for a local city, and after the demonstration it is deployed not only for Toyota City but also other cities in this national project.
In order to develop technology and prove its effect for the achievement of "optimization of home energy use", we run "R&D and Demonstration of battery-equipped HEMS which incorporates energy-creating/saving appliances and has V2H system, and battery-equipped BEMS for commercial facilities which incorporates commercial vehicles and general EV/PHV".
In our study, HEMS integrates and controls various energy-creating appliances such as photovoltaic and fuel cell and energy-storing equipments such as heat pump water heater and next generation vehicle, particularly the battery which installed in the demand side.
As a result, we develop technology and prove its effect for a home and community incorporated system which can realize local production for local consumption with a minimum cost.
The research consists of the following 7 items. 1) Development of user interface, 2) Development of V2H system, 3) Development of Lithium-ion battery system for stationary, 4) Development of equipment using photovoltaic power generation, 5) Development of application function, 6) Development of incorporated system for battery-equipped BEMS, 7) Design of specifications for verification houses which include the introduction of appliances and specifications development of HEMS.
1) Development of user interface
We studied interface specifications (communication protocol and information format) to communicate with energy appliances such as photovoltaic power generation system, and considered configuration so that each appliance can communicate simultaneously.
2) Development of V2H system
We studied specifications of bidirectional communication between PHV and plug-in station and considered a system for electric relays with a locking mechanism.
3) Development of Lithium-ion battery system for stationary
We developed battery pack technology and studied charging/discharging control for its batteries.
4) Development of equipment using photovoltaic power generation
We developed a fundamental control strategy for development of AC/DC dual-driven inverter for "Eco Cute", heat pump water heater. And the trial manufacture of AC/DC dual-purpose inverter and DC/DC converter and consideration of basic operational control specifications were carried out.
5) Development of application function
We studied development of lead acid battery system, design of Lithium-ion battery system, and considered the energy information system which collects energy data for electric appliances in a house and transmits it to the information center.
6) Development of incorporated system for battery-equipped BEMS
We formulated specifications and design for each component such as BEMS, DC-driven heat pump water heater, equipment for commercial vehicles and so on.
7) Design of specifications for verification houses which include the introduction of appliances and specifications development of HEMS
We considered specifications for verification houses and formulated house design rule for installation of the verification equipments.
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