JP2011166974A - 車両充電電力マネジメントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両への充電が最適かつ柔軟に行える車両充電電力マネジメントシステムを提供する。
【解決手段】本発明に関わる車両充電電力マネジメントシステムは、建物に供給された電力を建物内電力負荷２と電動車両用蓄電器の蓄電とに分岐させて、建物内電力負荷２への第１電力と電動車両用蓄電器への第２電力の電力量とを調整して分配する車両充電電力マネジメントシステムＳであって、電動車両用蓄電器へ充電を行う場合、複数の充電モードのうちのひとつを操作者が選択可能とする充電モード選択手段５、７と、該充電モード選択手段５、７により選択された充電モードに基づいて、供給された電力から充電装置４、４ｃ、４ｇにより電動車両用蓄電器への充電を行う制御手段５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の充電を制御する車両充電電力マネジメントシステムに関する。

従来、一般住宅でＥＶ(Electric Vehicle：電気自動車)の充電を行う場合、ブレーカの契約電流の範囲内で家庭電気機器とともに、ＥＶの充電を行っている。この場合、コントローラは、家庭電気機器の消費電力、ＥＶの充電電力の情報を取得するため、ＰＬＣ(Power Line Communications)などの通信を使用し、車両や家庭電気機器と通信を行っている。
また、従来、ＥＶの充電に対する航続可能距離は、車両のトリップメータで確認している。

特開２００８−１３６２９１号公報

ところで、一般住宅のＥＶの充電においては、家庭電気機器の電力使用が増え、契約電流を超えるとブレーカが落ちる。そこで、家電の電力使用が増えた時、ブレーカが落ちないようにＥＶの充電量を減らすとＥＶの充電の終了が遅くなる。
そのため、ブレーカが落ちないように、契約電流を上げると、電力の基本料金が上がってしまうという不都合が発生する。
一方、昼夜を問わず充電を行うと、夜間に比べて昼間の充電コストが高くなる。

さらに、ＥＶのバッテリの温度が低温または高温時に大電流で充電するとバッテリが劣化しやすくなるという現象がある。
また、ＰＬＣなどを用いて通信を行っているため、コントローラは、通信回路を追加する必要がありコストアップに繋がり、また、全ての家庭電気機器に通信の対応をさせるのは困難である。
また、ＥＶの充電に対する航続可能距離は、車両のトリップメータで確認しているが、充電中にコントローラや充電器側で現充電量での航続可能距離を把握するすべがない。

本発明は上記実状に鑑み、電動車両への充電が最適かつ柔軟に行える車両充電電力マネジメントシステムの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の請求項１の車両充電電力マネジメントシステムは、建物に供給された電力を建物内電力負荷と電動車両用蓄電器の蓄電とに分岐させて、前記建物内電力負荷への第１電力と前記電動車両用蓄電器への第２電力の電力量とを調整して分配する車両充電電力マネジメントシステムであって、前記電動車両用蓄電器へ充電を行う場合、複数の充電モードのうちのひとつを操作者が選択可能とする充電モード選択手段と、該充電モード選択手段により選択された充電モードに基づいて、前記供給された電力から充電装置により前記電動車両用蓄電器への充電を行う制御手段とを備えている。
請求項１の車両充電電力マネジメントシステムによれば、操作者が建物内電力負荷の使用状況や電動車両の運転計画等に合わせて、目的、状況等に合わせた電動車両への充電方法を選択できる。

本発明の請求項２の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項１の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記複数の充電モードには、電動車両優先モードが設定され、該電動車両優先モードにおいて、前記制御手段は、前記建物に供給される電流の許容値から前記建物内電力負荷の使用電流を減算した第１の電流により前記電動車両用蓄電器へ充電を行い、前記第１の電流が、前記電動車両用蓄電器への充電に対して許容可能かつ満充電までに最速の充電時間となる前記第1の充電電流となったか否かを操作者に報知する報知手段を備えている。
請求項２の車両充電電力マネジメントシステムによれば、電動車両に最速の時間で充電できる。また、第１の電流が最速の充電時間となる第1の充電電流となったか否かを操作者に報知する報知手段を備えるので、操作者が能動的に建物内電力負荷の使用を減らして電動車両の充電を早めることができる。

本発明の請求項３の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項２の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記複数の充電モードには、家電優先モードが設定され、該家電優先モードにおいて、前記制御手段は、前記建物に供給される電流の許容値から、前記建物内電力負荷の使用のために設定される所定の最大電流を減算した第２の電流により、前記電動車両用蓄電器に充電を行っている。
請求項３の車両充電電力マネジメントシステムによれば、季節に応じた冷暖房等の建物内電力負荷に合わせて充電が可能となり、季節毎などに正確に設定できる。

本発明の請求項４の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項３の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記電動車両用蓄電器の温度を測定する温度測定手段を備え、前記複数の充電モードには、劣化抑制充電モードが設定され、該劣化抑制充電モードにおいて、前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度が、前記電動車両用蓄電器の劣化が生じる温度領域にあるか否かを判断し、該温度領域にある場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記電動車両用蓄電器に劣化が生じない予め定められる所定の劣化防止電流とする一方、該温度領域にない場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記家電優先モードにおいて設定される前記第２の電流としている。
請求項４の車両充電電力マネジメントシステムによれば、簡単な構成で電動車両用蓄電器の劣化防止が行える。

本発明の請求項５の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項２乃至４何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記充電を行う時間が、外部から前記建物に供給される電力の価格が廉価となる夜間電力時間であるか否かを判定する夜間電力判定手段を備え、前記複数の充電モードには、コスト優先モードが設定され、該コスト優先モードにおいて、前記制御手段は、前記夜間電力判定手段により、前記充電を行う時間が、前記夜間電力時間であると判定された場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記電動車両優先モードにおいて設定される前記第１の電流とする一方、前記夜間電力時間でないと判定された場合には、前記電動車両用蓄電器への充電を行わない。
請求項５の車両充電電力マネジメントシステムによれば、充電にかかるコストが低減できる。

本発明の請求項６の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項２乃至５何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記複数の充電モードには、充電電流設定モードが設定され、該充電電流設定モードにおいて、前記制御手段は、前記電動車両用蓄電器への充電電流を、前記第１の充電電流以下の範囲内であって、操作者に設定された充電電流または前記第１の電流の何れか小さい方の電流または当該両電流が等しい場合は当該電流としている。
請求項６の車両充電電力マネジメントシステムによれば、建物内電力負荷の使用状況に合わせて、充電電流を調整し設定できる。

本発明の請求項７の車両充電電力マネジメントシステムは、請求項１乃至６何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、前記電動車両用蓄電器への充電を行っている際に、前記電動車両用蓄電器への充電量に対する当該電動車両の航続可能距離を表示する航続可能距離表示手段を備えている。
請求項７の車両充電電力マネジメントシステムによれば、必要な航続距離が確保されたタイミングで充電をやめることができる。

本発明によれば、電動車両への充電が最適かつ柔軟に行える車両充電電力マネジメントシステムを実現できる。

本発明に係わる実施形態の車両充電電力マネジメントシステムを示すシステム構成図である。 実施形態の充電時の電気自動車のバッテリと充電ケーブルの充電ガンとの関係を示す概念図である。 実施形態のコントローラの操作パネルを示す図である。 実施形態のＣＰＬ信号のデューティ比とＥＶのバッテリに充電する充電電流の大きさとの関係を表す図である。 車両充電電力マネジメントシステムのメイン制御を示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのタイマ割り込み制御を示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのＥＶのバッテリへの充電モードである「ＥＶ優先」の制御の流れを示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのＥＶのバッテリへの充電モードである「家電優先」の制御の流れを示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのＥＶのバッテリへの充電モードである「バッテリ高寿命」の制御の流れを示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのＥＶのバッテリへの充電モードである「コスト最低」の制御の流れを示すフロー図である。 車両充電電力マネジメントシステムのＥＶのバッテリへの充電モードである「充電電流設定」の制御の流れを示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係わる実施形態の車両充電電力マネジメントシステムＳを示すシステム構成図である。
一般住宅(建物)の電気は、発電所から供給される電気が変圧器等で所定電圧(例えば、ＡＣ１００Ｖ)に変圧され、引き込み線ｈ１を伝わって電力量計(図示せず)を介して、ブレーカ１に供給される。ブレーカ１は、契約電流(Ｉ-br)以上の電流を遮断するアンペアブレーカ、漏電の際に電流を遮断する漏電ブレーカ、定格電流を設ける安全ブレーカ等で構成される。

ブレーカ１に供給された電気は、冷蔵庫、ＴＶ、照明等の家庭電気機器２に供給されるとともに、電気自動車６(以下、ＥＶ６と称す)のバッテリ(電動車両用蓄電器)６ｖへの充電をオン／オフする充電用入／切スイッチ３を介して、ホームコントローラＨ５の充電ケーブル接続部等４に供給されている。なお、充電ケーブル接続部等４は、一般の住宅用コンセント等であり、ユーザがＥＶ６に充電するために、充電ケーブル４ｃを接続するためのものである。

＜実施形態の車両充電電力マネジメントシステムＳ＞
実施形態の車両充電電力マネジメントシステムＳは、住宅において、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電するために、供給される電力を家庭電気機器２とＥＶ６のバッテリ６ｖの充電とに分岐して制御するためのシステムである。
車両充電電力マネジメントシステムＳは、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電する際に充電ケーブル４ｃが接続される充電ケーブル接続部等４と、充電ケーブル接続部等４への通電をユーザ(操作者)が入／切する充電用入／切スイッチ３と、車両充電電力マネジメントシステムＳを制御するコントローラ５と、家庭電気機器２が使用する電流Ｉ-homeを測定する電流測定器ｉ１と、充電ケーブル接続部等４からＥＶ６のバッテリ６ｖに供給する充電電流Ｉ-EVを測定する電流測定器ｉ２と、ブレーカ１に印加される電圧を測定する電圧測定器ｖ１と、充電を行うＥＶ６の雰囲気温度を測定する温度センサｓ１とを備えている。

なお、温度センサｓ１は、ＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)サーミスタ、流体の熱膨張等を利用したセンサが用いられるが限定されないのは勿論である。車両充電電力マネジメントシステムＳでは、温度センサｓ１の測定温度をもって、充電を行うＥＶ６のバッテリ６ｖ廻りの温度とみなすこととしている。
ここで、前記した充電ケーブル接続部等４と充電用入／切スイッチ３と電流測定器ｉ２と車両充電電力マネジメントシステムＳを制御するコントローラ５とは、ホームコントローラＨ５と称されるＥＶ６の充電を制御するための制御装置である。
ホームコントローラＨ５と、ユーザがＥＶ６に充電する際に使用する充電ケーブル４ｃとは、情報の通信が行えるように、ホームコントローラＨ５のコントローラ５および充電ケーブル４ｃのコントローラ(図示せず)にそれぞれ、通信部を有している。
図２は、充電時のＥＶ６のバッテリ６ｖと充電ケーブル４ｃの充電ガン４ｇとの関係を示す概念図である。
ＥＶ６は、エネルギ源のバッテリ６ｖと、充電用のＡＣ電圧をバッテリ６ｖに充電する所定のＤＣ電圧に変換制御するＡＣ／ＤＣコンバータの車載充電器６ｊとを有している。
ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電に際しては、充電ケーブル４ｃの充電ガン４ｇから後記のＣＰＬ信号が車載充電器６ｊに送られ、車載充電器６ｊは、ＣＰＬ信号のデューティ比に従って、充電ガン４ｇから車載充電器６ｊに入る入力電流の制限値を制御し、バッテリ６ｖに充電する。

＜コントローラ５＞
車両充電電力マネジメントシステムＳを制御するコントローラ５は、ＰＣ(Programable Computer)等のコンピュータと、インターフェース回路、パルス幅制御回路、割り込み制御回路等の回路と、操作部としてＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電状態を表示するとともにユーザがＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電を操作する操作パネル７(図３参照)とを備えている。図３は、コントローラ５の操作パネル７を示す図である。

操作パネル７は、表示部として、［ユーザ設定項目］７ａと、［現在の情報］７ｂと、ＥＶ６のバッテリ６ｖの最大充電電流に達した際に点灯するＩ−ＥＶ-maxランプ７ｄとを具えており、操作部として、ユーザがＥＶ６のバッテリ６ｖの充電に際して充電作業を任意に設定するための［設定項目の操作］７ｃを具えている。

［ユーザ設定項目］７ａの表示には、ＥＶ６の複数の充電モードのうちからユーザが選択した充電モードを表示する「充電モード」と、ユーザが設定した家庭電気機器２が使用する最大電流を表示する「Ｉ-ｈ-max」と、ユーザが設定したＥＶの充電の最大電流を表示する「Ｉ-EV-max」と、単位電力量(１Ｗｈ)当たりの走行距離ｋｍを示す「電費」(ｋｍ／Ｗｈ)とがある。「電費」(ｋｍ／Ｗｈ)は、後記するように、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電量(Ｗｈ)からＥＶ６の走行可能な距離である航続可能距離(ｋｍ)を算出するのに用いられる。
なお、図３においては、複数の充電モードのうちからユーザによって「ＥＶ優先」の充電モードが選択された場合を示している。
ここで、ユーザが、図３の［ユーザ設定項目］７ａにおいて、複数の充電モードのうちから「バッテリ高寿命」の充電モードを選択した場合には、図示しないバッテリ劣化温度と劣化防止電流をユーザが設定できるように表示が行われる。

［現在の情報］７ｂには、現在の時点における家庭電気機器２(図１参照)の使用電流を示す「Ｉ-home」と、図１のＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流を示す「Ｉ-ＥＶ」と、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電力量を示す「Ｗ-ＥＶ」と、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電力量の積算値を示す「Ｗ-ＥＶ(積算)」と、現在のバッテリ６ｖの充電電力量の積算値でＥＶ６が走行できる距離を示す「航続可能距離」と、充電が行われるＥＶ６のバッテリ６ｖの周辺の温度を示す「ＥＶ周辺温度」とが表示される。
なお、［現在の情報］７ｂの表示には、これら以外の表示も行われてよいのは勿論である。

［設定項目の操作］７ｃには、ユーザが［ユーザ設定項目］７ａの欄の所望の設定項目を選択するための項目選択ボタン７ｃ１と、選択した［ユーザ設定項目］７ａの設定項目においてユーザが所望の数値等を選択するために押下する「ＳＥＬＥＣＴ」ボタン７ｃ２と、［ユーザ設定項目］７ａの設定項目においてユーザが「ＳＥＬＥＣＴ」ボタン７ｃで選択した数値を決定する際に押下する「ＥＮＴＥＲ」ボタン７ｃ３とがある。

本構成のコントローラ５は、ＥＶ６のバッテリ６ｖへ供給可能な定格電流の大きさに基づいて、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電する電流の大きさを示すパルス幅の発振信号(ＣＰＬ信号)を充電ケーブル接続部等４に送信する。
ＣＰＬ信号を受信した充電ケーブル接続部等４は、ＣＰＬ信号およびブレーカ１からのＡＣ電圧を、図２に示すように、充電ケーブル４ｃの充電ガン４ｇが接続された車載充電器６ｊに供給する。車載充電器６ｊは、図４に示すように、ＣＰＬ信号のデューティ比によって、供給される入力電流の制限値を制御し、ＣＰＬ信号のデューティ比に応じた電流でバッテリ６ｖを充電する。なお、図４は、ＣＰＬ信号のデューティ比とＥＶ６のバッテリ６ｖに充電する充電電流値の大きさとの関係を表す図である。
ここで、バッテリ６ｖへの充電を開始しないようにする場合、ＣＰＬ信号のデューティパルス信号を出さないことで制御する。

次に、コントローラ５によって行われる車両充電電力マネジメントシステムＳの各種制御について、説明する。
＜車両充電電力マネジメントシステムＳのメイン制御＞
コントローラ５によって制御される車両充電電力マネジメントシステムＳのメイン制御について、メイン制御の流れを示す図５に従って説明する。
図５のＳ０１において、ユーザが、充電ケーブル接続部等４に接続された充電ケーブル４ｃの充電ガン４ｇをＥＶ６に接続するか、または、充電開始スイッチである充電用入／切スイッチ３(図１参照)をオンすることで制御が開始される。

続いて、コントローラ５の操作パネル７(図３参照)に「充電モード？」の表示がなされる(Ｓ０２)ので、ユーザは、操作パネル７における項目選択ボタン７ｃ１で［ユーザ設定項目］７ａの「充電モード」を選択し、「ＳＥＬＥＣＴ」ボタン７ｃ２を押下して、複数の充電モード、すなわち、「ＥＶ優先」、「コスト最低」、「家電優先」、「バッテリ高寿命」、または「充電電流設定」のうちから、所望の充電モードを選択し、「ＥＮＴＥＲ」ボタン７ｃ２を押下して決定する(Ｓ０３)。ここで、充電モードの「ＥＶ優先」は、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電を優先する充電モードであり、充電モードの「コスト最低」は、充電のコストを最低にする充電モードであり、充電モードの「家電優先」は、家庭電気機器２の使用を優先する充電モードであり、充電モードの「バッテリ高寿命」は、ＥＶ６のバッテリ６ｖが高寿命になるように充電を行う充電モードであり、充電モードの「充電電流設定」は、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流をユーザが任意に設定する充電モードである。

続いて、図３の操作パネル７における［現在の情報］７ｂの「航続可能距離」に、ＥＶ６のバッテリ６ｖの現在の充電電力量の積算値でＥＶ６が走行できる距離が表示される(Ｓ０４)。なお、Ｓ０４の航続可能距離(ｋｍ)の計算は、次の
航続可能距離(ｋｍ)＝
ＥＶ６のバッテリ６ｖの積算電力量(充電量)(Ｗｈ)×電費(ｋｍ／Ｗｈ)
の式を用いて演算される。

続いて、図３に示す操作パネル７の［現在の情報］７ｂの「Ｉ-home」に、電流測定器ｉ１(図１参照)で測定される現時点の家庭電気機器２の使用電流が表示され、また、［現在の情報］７ｂの「Ｉ-ＥＶ」に、電流測定器ｉ２(図１参照)で測定される現時点のＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流が表示される。また、［現在の情報］７ｂに、家庭電気機器２の使用電力であるＷ-homeが表示され、また、［現在の情報］７ｂの「Ｗ−ＥＶ」に、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電力が表示される。また、［現在の情報］７ｂの「Ｗ−ＥＶ(積算)」に、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電力量の積算値が表示され、さらに、［現在の情報］７ｂに電圧測定器Ｖ１(図１参照)で測定されるブレーカ１の印加電圧であるＶが表示される(Ｓ０５)。
以上が、図５に示すコントローラ５によるメイン制御の流れである。

＜車両充電電力マネジメントシステムＳのタイマ割り込み制御＞
次に、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電中に行われるコントローラ５によるタイマ割り込み制御について、タイマ割り込み制御を示す図６に従って説明する。
タイマ割り込み制御は、ＥＶ６の充電中に、ユーザが、図３の［ユーザ設定項目］７ａの充電モードで、所望の充電モードを選択するために行われるものである。

図６のＳ１１において、ユーザが図３の操作パネル７の項目選択ボタン７ｃ１で［ユーザ設定項目］７ａの充電モードを選択すると、タイマ割り込みが開始される。そして、図１の電流測定器ｉ１により家庭電気機器２で使用される電流Ｉ-homeが読み込まれるとともに、電流測定器ｉ２によりＥＶ６のバッテリ６ｖに充電中の充電電流Ｉ-EVが読み込まれる(Ｓ１２)。そして、図３に示す［現在の情報］７ｂの「Ｉ-home」に、家庭電気機器２で使用される電流が表示されるとともに、［ユーザ設定項目］７ａの「Ｉ-ＥＶ」に、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流が表示される(Ｓ１３)。
続いて、図３の操作パネル７に「充電モード？」の表示がなされるとともに、ユーザに音声等でどの充電モードを選択するか報知される(Ｓ１４)。

そこで、ユーザは、「ＳＥＬＥＣＴ」ボタン７ｃ２を押下して、充電モードの「ＥＶ優先」、「コスト最低」、「家電優先」、「バッテリ高寿命」、または、「充電電流設定」のうちから、所望の充電モードを選択し、「ＥＮＴＥＲ」ボタン７ｃ２を押下して決定する(Ｓ１５)。
そして、Ｓ１６において、後記するように、選択した充電モードにおける充電電流を表すＣＰＬ信号のデューティ比(図４参照)の設定が行われ、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電が行われる。
以上が、図６に示すタイマ割り込み制御の流れである。

＜＜各充電モードの制御＞＞
次に、メイン制御およびタイマ割り込み制御で、ユーザにより選択される各充電モードの制御について説明する。
なお、前記したように、車両充電電力マネジメントシステムＳにおけるＥＶ６のバッテリ６ｖに充電する充電モードとしては、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電を優先する充電モードの「ＥＶ優先」(電動車両優先モード)と、家庭電気機器２の使用を優先する充電モードの「家電優先」(家電優先モード)と、ＥＶ６のバッテリ６ｖが高寿命になるように充電を行う充電モードの「バッテリ高寿命」(劣化抑制充電モード)と、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電のコストを最低にする充電モードの「コスト最低」(コスト優先モード)と、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流をユーザが設定する充電モードの「充電電流設定」(充電電流設定モード)とがある。

＜「ＥＶ優先」の充電モード＞
充電モードの一つであるＥＶ６への充電を優先する充電モードの「ＥＶ優先」について、「ＥＶ優先」の制御の流れを示す図７に従って説明する。
ユーザにより、図３の操作パネル７において、「ＥＶ優先」のモードが選択されると、図７のＳ２１において、Ｉ-br−Ｉ-home＜Ｉ-evmax であるか否か判定される。
ここで、Ｉ-br：ブレーカ１の契約電流(住宅(建物)に供給される電流の許容値)、Ｉ-home：家庭電気機器２が使用する電流(住宅(建物)内負荷の使用電流)、Ｉ-evmax：ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流(第1の充電電流)である。
なお、(Ｉ-br−Ｉ-home)は、特許請求の範囲に記載した第１の電流である。

Ｉ-br−Ｉ-home＜Ｉ-evmax であると判定される場合(図７のＳ２１でＹes)、Ｓ２２に移行し、ＣＰＬ信号のデューティ比に、 Ｉ-br(ブレーカ１の契約電流)−Ｉ-home(家庭電気機器２が使用する電流) の演算で求められる電流の値(図４参照)が設定される。
なお、この場合、ユーザに、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流が最大でないと音声で知らせたり、図３の操作パネル７のＩ−ＥＶ-maxランプ７ｄを点滅させたり、または消灯させることで知らせる。これにより、ユーザに、家庭電気機器２の使用を減らすように促し、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流を高める。

このように、ユーザにＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流が最大でない(ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電の最速モードでない)ことを教えることにより、ユ一ザが能動的に家庭電気機器２を選んで使用量を減らし、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電を迅速に行うことができる。これに対し、本実施形態と異なり、本処理を自動制御で行う場合、スイッチをオフする家庭電気機器２は人間(ユーザ)にしか分からないため、どの家庭電気機器２の使用量を減らしてよいか判断が困難となる。

一方、図７のＳ２１で、Ｉ-br−Ｉ-home＜Ｉ-evmax ではないと判定される場合(Ｓ２１でＮo)、Ｓ２３に移行し、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流が、該バッテリ６ｖに充電できる最大電流Ｉ-evmaxに達していることを、図３の操作パネル７のＩ−ＥＶ-maxランプ７ｄを点灯させて、ユーザに報知するとともに、ＣＰＬ信号のデューティ比に、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流Ｉ-evmaxに対応する値(図４参照)を設定する(Ｓ２４)。この場合、ＥＶ６のバッテリ６ｖは、最速の充電モードで充電が行われることになる。
以上が、図７に示す「ＥＶ優先」の充電モードの流れである。

「ＥＶ優先」の充電モードでは、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電電流の値として、Ｉ-br(ブレーカ１の契約電流)−Ｉ-home(家庭電気機器２が使用する電流) の演算で求められる電流の値、または、Ｉ-evmax(ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流)の値を設定することで、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電を優先するモードとしている。

＜「家電優先」の充電モード＞
次に、家庭電気機器２の使用を優先する充電モードである「家電優先」の充電モードについて、「家電優先」の制御の流れを示す図８に従って説明する。
「家電優先」の充電モードは、家庭電気機器２に最大使用する最大電流Ｉ-h-max(建物内電力負荷の使用のために設定される所定の最大電流)を予め設定し、ブレーカ１の契約電流(定格電流)Ｉ-brから減算した Ｉ-br−Ｉ-h-max の余りの電流(第２の電流)を、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電に使用するモードであり、家庭電気機器２の使用を優先する充電モードである。

ユーザにより、図３の操作パネル７において、「家電優先」の充電モードが選択されると、図８のＳ３１において、図３の操作パネル７を用いて、ユーザが家庭電気機器２に最大使用する最大電流Ｉ-h-maxを契約電流Ｉ-br内で任意に設定する。ここで、Ｉ-h-maxは、家庭電気機器２が使用されているか否かに拘らず、家庭電気機器２に最大使用されるように設定される電流である。

例えば、図３の操作パネル７を用いてユーザにより、ブレーカ１の契約電流(定格電流)Ｉ-br内の任意の最大電流Ｉ-h-maxの数値を設定する。或いは、操作パネル７に、契約電流Ｉ-br内のＩ-h-maxの複数の数値の選択肢が表示されるので、これらの複数の選択肢の中から、ユーザがひとつを選択して設定するように構成してもよい。或いは、コントローラ５で、最大電流Ｉ-h-maxをブレーカ１の契約電流Ｉ-brに基づき、任意に設定するように構成してもよい。例えば、コントローラ５において、契約電流Ｉ-brに基づいて、季節、月毎に自動的に設定するように構成してもよい。

続いて、Ｓ３２において、Ｉ-evmax(ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流)がＩ-br−Ｉ-h-maxより大きいか否か判断される。
Ｉ-evmaxがＩ-br−Ｉ-h-maxより大きい場合(Ｓ３２でＹes)、すなわちＩ-evmax＞Ｉ-br−Ｉ-h-maxの場合、ＣＰＬ信号のデューティ比に、Ｉ-br−Ｉ-h-max の演算で求められる電流値(図４参照)が設定される(Ｓ３３)。この場合、Ｉ-br−Ｉ-h-max で設定されるＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流は、例えば、ＥＶ６のバッテリ６ｖの現電力が「零」の場合、充電時間はバッテリ６ｖの容量等によるが、例えば８時間で、充電が完了する充電電流を設定できる。なお、前記したように、バッテリ６ｖへの充電を開始しないようにするには、ＣＰＬ信号のデューティパルス信号を出さないことで制御する。

図８のＳ３２で、Ｉ-evmaxがＩ-br−Ｉ-h-maxより大きくないと判断された場合(Ｓ３２でＮo)、すなわちＩ-evmax＜＝Ｉ-br−Ｉ-h-maxの場合、ＣＰＬ信号のデューティ比に、Ｉ-evmax(ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流)の電流値が設定される(Ｓ３４)。
以上が、図８に示す「家電優先」の充電モードの流れである。

「家電優先」の充電モードによれば、家庭電気機器２の最大電流Ｉ-h-maxを設定できるので、家庭電気機器２の使用状態に合わせて季節毎に正確に充電電流を設定できることになる。この場合、設定値を記憶するだけなので、メモリ(回路)が小規模で済み、コストダウンにつながる。

＜「バッテリ高寿命」の充電モード＞
次に、「バッテリ高寿命」の充電モードについて、「バッテリ高寿命」の制御の流れを示す図９に従って説明する。
「バッテリ高寿命」の充電モードとは、充電が行われるＥＶ６のバッテリ６ｖの周囲の温度状態によるバッテリ６ｖの劣化を抑制することを目的として、バッテリ６ｖの充電を行う充電モードである。

ユーザにより、図３の操作パネル７において、「バッテリ高寿命」の充電モードが選択されると、図９のＳ４１において、図１の温度センサｓ１により、ＥＶ６の充電場所の温度が測定される。前記したように、この温度センサｓ１により測定される充電場所の温度は、ＥＶ６のバッテリ６ｖの周辺温度とみなす。
続いて、Ｓ４２において、ＥＶ６の充電場所の温度が、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電に適温か否か判断される。何故なら、バッテリ６ｖは、周辺の温度が高すぎたり、低すぎたりの異常温度(電動車両用蓄電器の劣化が生じる温度領域)で充電を行う場合、劣化が早まるからである。

ＥＶ６の充電場所の温度が適温の場合(図９のＳ４２でＹes)、前記の図８の「家電優先」の充電モードでＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電が行われる(Ｓ４３)。
一方、Ｓ４２において、ＥＶ６の充電場所の温度が充電に適温でないと判断された場合(Ｓ４２でＮo)、ＣＰＬ信号のデューティ比に、ＥＶ６のバッテリ６ｖが劣化しない低めの電流(所定の劣化防止電流)値が設定される(Ｓ４４)。
以上が、図９の「バッテリ高寿命」の充電モードの制御である。

＜「コスト最低」の充電モード＞
次に、「コスト最低」の充電モードについて、「コスト最低」の制御の流れを示す図１０に従って説明する。
「コスト最低」の充電モードとは、図１に示すＥＶ６のバッテリ６ｖの充電によるコストを最低に抑えることを目的とする充電モードである。
ユーザにより、図３の操作パネル７において、「コスト最低」の充電モードが選択されると、図１０のＳ５１において、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電する時間が、電力料金の安い夜間電力時間であるか否か判断される。

充電する時間が夜間電力時間の場合(Ｓ５１でＹes)、前記の図７の「ＥＶ優先」の充電モードで、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電が行われる。すなわち、夜間電力の電力料金の安い時間に充電が行われる(Ｓ５２)。
一方、図１０のＳ５１において、充電する時間が夜間電力時間でないと判断された場合(Ｓ５１でＮo)、ＣＰＬ信号のデューティ比に、０が設定され、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電は行われない。すなわち、充電する時間が、電力料金の安い夜間電力時間でない場合に充電が行われない(Ｓ５３)。
以上が、図１０の「コスト最低」の充電モードの制御である。

＜「充電電流設定」の充電モード＞
次に、「充電電流設定」の充電モードについて、「充電電流設定」の制御の流れを示す図１１に従って説明する。
「充電電流設定」の充電モードとは、ユーザが、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流Ｉ-evmax(第1の充電電流)以下の充電電流を任意に設定できる充電モードである。

ユーザにより、図３の操作パネル７において、「充電電流設定」の充電モードが選択されると、図１１のＳ６１において、ＥＶ６のバッテリ６ｖに充電できる最大電流Ｉ-evmax以下の充電電流を、ユーザが、図３の操作パネル７の［現在の情報］７ｂの「Ｉ−home」に表示される現時点の家庭電気機器２の使用電流と、［現在の情報］７ｂの「Ｉ−ＥＶ」に表示されるＥＶ６の充電電流、および［現在の情報］７ｂに表示される最大電流Ｉ-evmaxを参考にしつつ、「ＳＥＬＥＣＴ」ボタン７ｃ２または図示しないテンキーまたはボリュームなどを用いて、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流を任意に設定する。この設定した充電電流を設定充電電流Ｉ-setとする。なお、操作パネル７においては、最大電流Ｉ-evmax以下の設定充電電流Ｉ-setが設定可能なように構成されている。

続いて、Ｓ６２において、設定充電電流Ｉ-setが、Ｉ-br(ブレーカ１の契約電流)−Ｉ-home(家庭電気機器２が使用する電流) より大きいか否か判断される。
設定充電電流Ｉ-setが、Ｉ-br−Ｉ-homeより大きい場合(Ｓ６２でＹes)、ＣＰＬ信号のデューティ比に、Ｉ-br−Ｉ-homeの電流の値(図４参照)が設定される(Ｓ６３)。
一方、図１１のＳ６２において、設定充電電流Ｉ-setがＩ-br−Ｉ-homeより大きくないと判断された場合(Ｓ６２でＮo)、ＣＰＬ信号のデューティ比に、ユーザが設定した設定充電電流Ｉ-setの値が設定される(Ｓ６４)。
以上が、図１１の「充電電流設定」の充電モードの制御である。

＜効果＞
上記構成によれば、ユーザ(操作者)が家庭電気機器２の使用状況やＥＶ６の運転計画等に合わせて、目的、状況に合わせたＥＶ６への充電方法を運ぶことができる。
また、図３のＩ−ＥＶ-maxランプ７ｄ、音声などで、充電最大電流Ｉ-evmaxになっていないことを教えることにより、ユーザ(操作者)が能動的に家庭電気機器２を選んで使用量を減らし、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電を迅速に行うことができる。

また、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電に際して、ユーザ(操作者)が「家電優先」の充電モード、「充電電流設定」の充電モードなどを選択することにより、季節に応じた家庭電気機器２の冷暖房等に合わせて充電が可能となる。
ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電に際して、ユーザ(操作者)が、「バッテリ高寿命」の充電モードを選択することにより、ＥＶ６のバッテリ６ｖの劣化防止が可能である。「バッテリ高寿命」の充電モードでは、充電場所の温度を検知するだけなので、構成が簡単である。
また、ユーザ(操作者)が、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電に際して、「コスト最低」の充電モードを選択することにより、充電コストの低減を図れる。

また、ユーザ(操作者)が、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電に際して、家庭電気機器２の使用状況に合わせて、充電モードの調整が可能である。
また、図３の操作パネル７の［現在の情報］７ｂの航続可能距離(ｋｍ)に、ＥＶ６のバッテリ６ｖの充電量(Ｗｈ)からＥＶ６の走行可能な距離が表示されるので、必要な航続距離が確保されたタイミングで、ユーザ(操作者)は、充電を止めることができる。
従って、ＥＶ６のバッテリ６ｖへの充電電流として、ブレーカ１の定格(契約電流)以下の電流値を細かく設定することができるので、家庭電気機器２の使用状況に合わせて調整できるメリットがある。

なお、前記実施形態では、１台のＥＶ６に充電する場合を例示したが、ＥＶ６を複数台としてもよい。この場合、各ＥＶ６に充電する電流は、等分してもよいし、各ＥＶ６に充電する電流を、コントローラ５の操作パネル７で適宜設定または調整できるようにしてもよい。
これにより、複数台のＥＶ６の充電の際に、それぞれの充電の電流値をブレーカ１が落ちない範囲で設定できる。そのため、複数台のＥＶ６が最大で電流を引き込もうとするために、過電流となりブレーカ１が落ちてしてしまう現象を防止できる。

なお、前記実施形態における発電所から供給される電力のみならず、太陽光発電等の自家発電がある場合には、ブレーカ１の契約電流と自家発電で得られる電流との和を、住宅(建物)に供給される電流の許容値(Ｉ-br)に設定することで、前記と同様に、本発明が適用可能である。
なお、前記実施形態においては、建物として住宅を例示して説明したが、事務所、店舗、ビル等の住宅以外の建物においても、本発明は有効に適用できるのは勿論である。

また、前記実施形態においては、温度センサｓ１を充電を行うＥＶ６の近くに配置する場合を例示したが、ＥＶ６に温度センサｓ１を搭載してもよい。
なお、前記実施形態においては、充電モードとして、「ＥＶ優先」、「コスト最低」、「家電優先」、「バッテリ高寿命」、または、「充電電流設定」を例示したが、これらを時間毎に変わるように、ユーザが操作パネル７で設定できる構成としてもよい。また、例示した以外の充電モードの制御を構成することも可能である。

また、前記実施形態においては、建物内電力負荷として、家庭電気機器２を例示したが、家庭電気機器２以外の建物内の電力負荷を、建物内電力負荷に適用できるのは勿論である。
なお、前記実施形態では、電動車両として、電気自動車を例示して説明したが、バッテリを有する電動車両であれば、プラグインハイブリッド車等、ＥＶ以外の電動車両にも幅広く適用可能である。

２ 家庭電気機器(建物内電力負荷)
４ 充電ケーブル接続部等(充電装置)
４ｃ 充電ケーブル(充電装置)
４ｇ 充電ガン(充電装置)
５ コントローラ(制御手段、充電モード選択手段、報知手段、夜間電力判定手段、航続可能距離表示手段)
６ 電気自動車(電動車両)
６ｖ バッテリ(電動車両用蓄電器)
７ 操作パネル(充電モード選択手段、航続可能距離表示手段)
７ｄ Ｉ−ＥＶ-maxランプ(報知手段)
Ｉ-evmax ＥＶのバッテリに充電できる最大電流(第1の充電電流)
Ｓ 車両充電電力マネジメントシステム
ｓ１ 温度センサ(温度測定手段)

Claims (7)

1. 建物に供給された電力を建物内電力負荷と電動車両用蓄電器の蓄電とに分岐させて、前記建物内電力負荷への第１電力と前記電動車両用蓄電器への第２電力の電力量とを調整して分配する車両充電電力マネジメントシステムであって、
   前記電動車両用蓄電器へ充電を行う場合、複数の充電モードのうちのひとつを操作者が選択可能とする充電モード選択手段と、
   該充電モード選択手段により選択された充電モードに基づいて、前記供給された電力から充電装置により前記電動車両用蓄電器への充電を行う制御手段とを
   備えることを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
2. 請求項１において、
   前記複数の充電モードには、電動車両優先モードが設定され、
   該電動車両優先モードにおいて、
   前記制御手段は、前記建物に供給される電流の許容値から前記建物内電力負荷の使用電流を減算した第１の電流により前記電動車両用蓄電器へ充電を行い、
   前記第１の電流が、前記電動車両用蓄電器への充電に対して許容可能かつ満充電までに最速の充電時間となる前記第１の充電電流となったか否かを操作者に報知する報知手段を備えた
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
3. 請求項２において、
   前記複数の充電モードには、家電優先モードが設定され、
   該家電優先モードにおいて、
   前記制御手段は、前記建物に供給される電流の許容値から、前記建物内電力負荷の使用のために設定される所定の最大電流を減算した第２の電流により、前記電動車両用蓄電器に充電を行う
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
4. 請求項３において、
   前記電動車両用蓄電器の周辺温度を測定する温度測定手段を備え、
   前記複数の充電モードには、劣化抑制充電モードが設定され、
   該劣化抑制充電モードにおいて、
   前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度が、前記電動車両用蓄電器の劣化が生じる温度領域にあるか否かを判断し、該温度領域にある場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記電動車両用蓄電器に劣化が生じない予め定められる所定の劣化防止電流とする一方、該温度領域にない場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記家電優先モードにおいて設定される前記第２の電流とする
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
5. 請求項２乃至４何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記充電を行う時間が、外部から前記建物に供給される電力の価格が廉価となる夜間電力時間であるか否かを判定する夜間電力判定手段を備え、
   前記複数の充電モードには、コスト優先モードが設定され、
   該コスト優先モードにおいて、
   前記制御手段は、前記夜間電力判定手段により、前記充電を行う時間が、前記夜間電力時間であると判定された場合には、前記電動車両用蓄電器への充電電流を前記電動車両優先モードにおいて設定される前記第１の電流とする一方、前記夜間電力時間でないと判定された場合には、前記電動車両用蓄電器への充電を行わない
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
6. 請求項２乃至５何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記複数の充電モードには、充電電流設定モードが設定され、
   該充電電流設定モードにおいて、
   前記制御手段は、前記電動車両用蓄電器への充電電流を、前記第１の充電電流以下の範囲内であって、操作者に設定された充電電流または前記第１の電流の何れか小さい方の電流または当該両電流が等しい場合は当該電流とする
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。
7. 請求項１乃至６何れか記載の車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記電動車両用蓄電器への充電を行っている際に、前記電動車両用蓄電器への充電量に対する当該電動車両の航続可能距離を表示する航続可能距離表示手段を備えた
   ことを特徴とする車両充電電力マネジメントシステム。

Images