JP2014241670A - 充電・給電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】本体装置の操作部の操作の有効と無効とを簡易な構成で遠隔操作できるようにすることで、本体装置が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電、給電の利用を実現し、使い勝手の良い充電・給電システムを提供することである。
【解決手段】搭載バッテリー16を走行用動力に利用する車両(電気自動車14)の充電を制御する、及び/又は前記車両からの給電を制御する充電・給電システム20であって、本体操作部210と、本体操作部210の操作の有効と無効とを切り替えるセキュリティ制御部とを有し、車両と接続される本体装置21と、本体操作部210の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する端末装置22と、を備えた構成とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、搭載バッテリーを走行用動力に利用する車両の充電を制御する、及び/又は車両からの給電を制御する充電・給電システムに関する。
近年、地球温暖化防止のため、二酸化炭素の排出量を削減するための各種対策がとられている。車両においても、搭載バッテリーを走行用動力に利用する電気自動車(EV:Electric Vehicle)やエンジンとモーターとを併用するハイブリッド車(HV:Hybrid Vehicle)が実用化されている。また、HVには家庭用の商用交流電源を用いて駐車中に二次電池を充電するプラグインハイブリッド車(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)もある。また、EVやPHV(以下、これら2種の自動車を合わせて電気自動車と記すことがある)のバッテリーを家庭内の電源として利用することも提案されている。このような状況の中で、車両のバッテリーへの充電設備(充電システム)の開発も重要となっている。
現在、電気自動車のバッテリーへの充電時間は、ガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車の給油時間に比べて長時間必要としている。したがって、家庭で充電する場合は、一般的に夜間に行われると考えられる。駐車場は屋外に設けられていることが多いので、この場合、車両に充電コードが接続された状態で一晩中屋外に放置されることになる。そのため、夜間の充電中に充電コードが外されて充電設備が勝手に使用されるおそれがある。
そこで、特許文献1のコンセント装置では、電気自動車の充電中にコントロールユニットを警戒モードに設定しておくことにより、充電コードが外されて非接続状態となったときに制御手段たるコントロールユニットが警報手段たるスピーカから警報音を発生させる構成としている。
また特許文献2には、充電ケーブルを介して搭載バッテリーと電源装置とを接続して、該搭載バッテリーに充電を行う、車両の充電システムが開示されている。このシステムは、ユーザーが所持する携帯機と、制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、携帯機に対し車両固有のIDコードの送信を要求するためのリクエスト信号を無線送信するIDコード要求手段と、要求したIDコードを無線受信するIDコード受信手段と、受信したIDコードと所定記憶部に記憶されたマスターコードとを照合する照合手段と、IDコードの照合の一致に基づいて、動作モードを、充電中の、電源装置,充電ケーブル,およびその周辺の異常を検知する警戒モードと、異常を検知しない非警戒モードとの間で切替制御を行う動作モード切替制御手段と、を含む構成としている。
特開2010−55845号公報 特開2010−61506号公報
しかしながら、特許文献1では、本体に鍵手段を用いて警戒モードと非警戒モードを切り替える手段がある。つまり、警戒モードを設定し忘れた場合、いちいち屋外に設定しに行かなければならず、使い勝手が悪い。
また特許文献2では、携帯機を持って本体の近くにいると、自動的に警戒モードが解除され、携帯機を持っていないと自動的に警戒モードになる。このようなシステムは導入コストが高く、また携帯機をなくすと不便である。
本発明は、本体装置の操作部の操作の有効と無効とを簡易な構成で遠隔操作できるようにすることで、本体装置が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電、給電の利用を実現し、使い勝手の良い充電・給電システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、搭載バッテリーを走行用動力に利用する車両の充電を制御する、及び/又は前記車両からの給電を制御する充電・給電システムであって、本体操作部と、該本体操作部の操作の有効と無効とを切り替えるセキュリティ制御部とを有し、前記車両と充電及び/又は給電可能に接続される本体装置と、前記本体操作部の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する端末装置と、を備えたことを特徴とする。
本発明によると、本体装置の本体操作部の操作の有効と無効とを端末装置で遠隔操作できるので、本体装置が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電、給電の利用を実現し、使い勝手の良い充電・給電システムを提供することができる。また、本体操作部を簡易な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。また、端末装置としてスマートフォン等の通信機能を有する機器を用いれば、専用リモコンを用意するコストも削減できる。
本発明の第1実施形態の充電システムの概要を示す図である。 図1の本体操作部の拡大図である。 本発明の第2実施形態の充電・給電システムの概要を示す図である。 図3の本体操作部の拡大図である。
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明の充電・給電システムは、搭載バッテリーを走行用動力に利用する車両の充電を制御する、及び/又は車両からの給電を制御するシステムである。以下の第1実施形態では車両の充電を制御する充電システムに適用した場合について説明し、第2実施形態では車両の充電を制御するとともに、車両からの給電を制御する充電・給電システムに適用した場合について説明する。なお、車両からの給電を制御する給電システムは、第2実施形態から充電の制御を省略した形態であるので、説明の重複を避けるため例示を省略する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態の充電システムの概要を示す図である。充電システム10は、家庭用の商用交流電源に接続された本体装置11と、本体装置11を遠隔操作する端末装置12とを備えている。本体装置11は建物13の外に設けられ、端末装置12は建物13の中に設けられている。本体装置11と端末装置12とは有線で接続されている。なお、本体装置11と端末装置12とは無線で接続されていてもよく、この場合も端末装置は通常、建物13内で使用されることを想定している。また、本体装置11には屋外の駐車場に駐車された電気自動車(EV又はPHV)14が充電用のコード15によって接続されており、電気自動車14に搭載されたバッテリー16が充電されるようになっている。
本体装置11は電気自動車14に充電するための装置であり、充電に必要な構成の他、その筐体の内部にセキュリティ制御部(不図示)を有し、筐体の外面に本体操作部110を備えている。セキュリティ制御部は、本体操作部110の操作又は端末装置12の操作によって、本体操作部110の操作の有効と無効とを切り替える制御を行う。すなわち、本体操作部110をロックしたりロックを解除したりする。セキュリティ制御部は、例えば、組み込みマイコンにプログラムが実装されて構成され、シリアル通信によりロック有効のコマンドを端末装置12から受信すると、組み込みマイコンの入力ポートに接続された本体操作部110のボタン処理を受け付けなくするように処理する。
図2に、本体操作部110の拡大図を示す。本体操作部110は、例えば、充電開始ボタン111、充電停止ボタン112、緊急停止ボタン113、セキュリティロック表示LED(Light Emitting Diode)114を備えている。セキュリティロック表示LED114は、充電開始ボタン111及び充電停止ボタン112の操作が有効(操作可能)な状態において消灯し、無効(操作不可能)な状態において点灯する。セキュリティロック表示LED114が消灯している状態で、ユーザーによって充電開始ボタン111が押下されると、本体装置11は電気自動車14への充電を開始し、充電停止ボタン112が押下されると、本体装置11は電気自動車14への充電を停止(終了)する。
一方、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって充電開始ボタン111が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14への充電を開始しない。同様に、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって充電停止ボタン112が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14への充電を停止しない。
緊急停止ボタン113は、本体操作部110の操作が無効な状態であっても有効であるものとする。これにより、端末装置12をなくした場合や端末装置12が故障した場合でも直ぐに充電を停止させることができ、使い勝手及び安全性が向上する。なお、緊急停止ボタン113は必須ではない。
緊急停止ボタン113は、火災警報器に採用されているような、透明なプラスチックのカバーがされている等、容易に押されない構造であることが好ましい。また、緊急停止ボタン113が押下された場合、ユーザーに通知する通知手段を備えることが好ましい。通知手段は、音声による警報、端末装置12への表示(例えば、LEDの点灯や文字による表示)、携帯電話機などへの電子メールによる通知などが好ましい。これにより、何者かにより、意図的に緊急停止ボタン113が押された場合、本体装置11が異常を検知して充電システム10を安全な状態に停止、維持するとともに、充電計画が中止されたことをユーザーが認識することができる。
また、本体操作部110の予め設定された操作によって、本体操作部110の操作の有効と無効とが切り替えられるようにしてもよい。これにより、ユーザーが屋外にいる場合に建物13内へ端末装置12を操作しに行く必要がなく、利便性が向上する。例えば、3つのボタン111〜113の操作の順番を予め登録しておき、ユーザーがその順番に操作することで本体操作部110をロックしたり解除したりできるようにする。これにより、本体操作部110にパスワード入力用のテンキー等が不要であるため、本体操作部110を簡易な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。
また、本体操作部110には、タイマーや電力を表示するための表示部も不要である。それらの表示は端末装置12に表示すればよい。このように、本体操作部110に表示部を設けないことで本体表示部110の製造コストを大幅に削減することができる。
次に、端末装置12は本体装置11に付属する専用のリモコンであってもよいし、リモコンの機能を有する他の機器であってもよい。すなわち、端末装置12は本体装置11と必要に応じて他の電気機器とを遠隔操作できるものであればよい。例えば、電気自動車14のキーレスエントリー機能を有するキー、スマートフォン等の携帯端末、パーソナルコンピューターなどの通信機能を有する機器が挙げられる。通信には、電波、LAN(Local Area Network)、インターネット等を用いることができる。なお、端末装置12は予めパスワードの設定等によって本体装置11と通信可能にしておくことで、本体装置11を遠隔操作する度に接続許可を得るための操作が不要となる。
端末装置12は本体操作部110の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する機能を有する。これにより、ユーザーは端末装置12で本体操作部110のロック及びロック解除ができる。例えば、所定の1つのボタンを切替ボタンとして割り当てておくことで、ユーザーはその切替ボタンを押下する度に本体操作部110の操作の有効と無効とを切り替えることができ、操作が簡単になる。また例えば、所定の1つのボタンをロックボタン、所定のもう1つのボタンをロック解除ボタンとして割り当てておくことで、ユーザーはどちらかのボタンを押下するだけでロック状態又はロック解除状態にすることができる。
また、端末装置12は、本体操作部110の操作が有効又は無効のどちらの状態であるかの情報を本体装置11から取得して出力するようにしてもよい。出力は端末装置12の表示部への文字又は画像による出力や端末装置12のスピーカーから音声による出力とすることができる。本体操作部の操作が有効又は無効のどちらの状態であるかの情報は、例えば、有効又は無効の切り替えがあったとき、又は端末装置から要求があったときに、本体装置11から端末装置12へその情報が送信されるようにすればよい。これにより、ユーザーは端末装置12で本体操作部110がロック状態であるか否かを確認することができ、屋外の本体装置11を見に行く必要がなく、ユーザーの利便性が向上する。
このように、第1実施形態の充電システム10によれば、本体装置11の本体操作部110の操作の有効と無効とを端末装置12で遠隔操作できるので、本体装置11が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電の利用を実現し、使い勝手の良い充電システム10を提供することができる。また、本体操作部110を簡易な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。また、端末装置12としてスマートフォン等の通信機能を有する機器を用いれば、専用リモコンを用意するコストも削減できる。
また、本体装置11にタイマースケジュールに基づいて充電する機能がある場合、本体装置11又は端末装置12でタイマーを設定した後に、続けて本体操作部110の操作を無効に設定することで、ユーザーがタイマースケジュールを忘れて誤操作することを防止できる。深夜の電気料金の安い時間帯に充電し、朝、出勤に使用する場合、何者かのいたずらや誤操作により、車両が利用できないという不便を防止し、かつ経済的なメリットを享受できるため、充電システム10の拡販、普及に大きく貢献できる。
<第2実施形態>
図3は、本発明の第2実施形態の充電・給電システムの概要を示す図である。第1実施形態と同様の構成部材については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
充電・給電システム20は、家庭用の商用交流電源に接続された本体装置21と、本体装置21を遠隔操作する端末装置22とを備えている。本体装置21は建物13の外に設けられ、端末装置22は建物13の中に設けられている。第1実施形態と同様に、本体装置21と端末装置22とは有線又は無線で接続されている(図3では破線で示し、無線接続されていることを示している)。また、本体装置21には屋外の駐車場に駐車された電気自動車14が充電及び給電用のコード25によって接続されており、電気自動車14に搭載されたバッテリー16が充電されたり、バッテリー16から本体装置21側(本体装置21に接続されている建物13内の電気機器)へ給電したりするようになっている。また、端末装置12は太陽光発電システム(太陽光パネル27、パワーコンディショナー28)及びHEMS(Home Energy Management System)29に有線又は無線で通信可能に接続されている(図3では破線で示し、無線接続されていることを示している)。通信手段としては、第1実施形態で挙げたものを用いることができる。
太陽光発電システムは、建物13の屋根に設置された太陽光パネル27と、太陽光パネル27に接続されたパワーコンディショナー28とを備えている。パワーコンディショナー28は、太陽光パネル27で発電された直流の電気を一般家庭の環境で使用できるように交流系統に連系し、交流に変換して供給する機器であり、例えば、直流から交流に変換するインバーターの一種である。
HEMS29は、家庭内のエネルギー監理システムであり、電力使用量の可視化、節電(CO2削減)のための機器制御、太陽光発電システム等の再生可能エネルギーや蓄電器(不図示)の制御等を行うシステムである。
また、現在、再生可能エネルギー普及のため、太陽光発電の電力は家庭で消費する以上の余剰電力を商用電力系統に逆潮流することにより、電力会社が所定の単価で買い取る買い取り制度が存在する。さらに、安価な深夜電力の利用との組み合わせをHEMS29により制御することによって、ユーザーに経済的なメリットを供給することも可能である。例えば、安価な深夜電力を電気自動車14に蓄電し、昼間や夕方の電力需要時間帯に利用することで、電気料金を低減することができる。また、深夜電力を蓄電し、家庭の消費電力に割り当てることで、太陽光発電の買い取り電力量を増やし、より経済的なメリットを供給することができる。
本体装置21は電気自動車14に充電、電気自動車14から給電するための装置であり、充電及び給電に必要な構成の他、その筐体の内部にセキュリティ制御部(不図示)を有し、筐体の外面に本体操作部210を備えている。セキュリティ制御部は、第1実施形態と同様に、本体操作部210の操作又は端末装置22の操作によって、本体操作部210の操作の有効と無効とを切り替える制御を行う。すなわち、本体操作部210をロックしたりロックを解除したりする。
図4に、本体操作部210の拡大図を示す。本体操作部210は、例えば、充電開始ボタン111、充電停止ボタン112、緊急停止ボタン113、セキュリティロック表示LED(Light Emitting Diode)114、給電開始ボタン215、給電停止ボタン216を備えている。セキュリティロック表示LED114は、充電開始ボタン111、充電停止ボタン112、給電開始ボタン215及び給電停止ボタン216の操作が有効(操作可能)な状態において消灯し、無効(操作不可能)な状態において点灯する。
セキュリティロック表示LED114が消灯している状態で、ユーザーによって充電開始ボタン111が押下されると、本体装置11は電気自動車14への充電を開始し、充電停止ボタン112が押下されると、本体装置11は電気自動車14への充電を停止(終了)し、給電開始ボタン215が押下されると、本体装置21は電気自動車14から本体装置21側への給電を開始し、給電停止ボタン216が押下されると、本体装置21は電気自動車14からの給電を停止(終了)する。
一方、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって充電開始ボタン111が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14への充電を開始しない。同様に、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって充電停止ボタン112が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14への充電を停止しない。また、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって給電開始ボタン215が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14からの給電を開始しない。同様に、セキュリティロック表示LED114が点灯している状態で、ユーザーによって給電停止ボタン216が押下されても、セキュリティ制御部がその操作を無効と判断し、本体装置11は電気自動車14からの給電を停止しない。
緊急停止ボタン113は、本体操作部210の操作が無効な状態であっても有効であるものとする。これにより、端末装置12をなくした場合や端末装置22が故障した場合でも直ぐに充電又は給電を停止させることができ、使い勝手及び安全性が向上する。なお、緊急停止ボタン113は必須ではない。
また、第1実施形態と同様に、本体操作部210の予め設定された操作によって、本体操作部210の操作の有効と無効とが切り替えられるようにしてもよい。
次に、端末装置22は本体装置21に付属する専用のリモコンであってもよいし、リモコンの機能を有する他の機器であってもよい。すなわち、端末装置22は本体装置21を遠隔操作するとともに、パワーコンディショナー28やHEMS29を介して他の電気機器を遠隔操作できるものであればよい。第1実施形態と同様に、例えば、電気自動車14のキーレスエントリー機能を有するキー、スマートフォン等の携帯端末、パーソナルコンピューターなどの通信機能を有する機器が挙げられる。これにより、本体装置21のリモコンと他の電気機器とのリモコンとを兼用の1つのリモコンとすることができる。
第1実施形態と同様に、端末装置22は本体操作部110の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する機能を有する。これにより、ユーザーは端末装置12で本体操作部110のロック及びロック解除ができる。
また、第1実施形態と同様に、端末装置22は、本体操作部210の操作が有効又は無効のどちらの状態であるかの情報を本体装置11から取得して出力するようにしてもよい。
このように、第2実施形態の充電・給電システム20によれば、本体装置21の本体操作部210の操作の有効と無効とを端末装置22で遠隔操作できるので、本体装置21が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電、給電の利用を実現し、使い勝手の良い充電・給電システム20を提供することができる。また、本体操作部210を簡易な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。また、端末装置22は本体装置21以外の電気機器を遠隔操作できるので、電気自動車14からの給電をそれらの電気機器に給電するように制御できる。
また、本体装置21にタイマースケジュールに基づいて充電又は給電する機能がある場合、本体装置21又は端末装置22でタイマーを設定した後に、続けて本体操作部210の操作を無効に設定することで、ユーザーがタイマースケジュールを忘れて誤操作することを防止できる。何者かのいたずらや、誤操作、接触によって、HEMS29による制御が邪魔されることなく、ユーザーの利便性や、経済性等のメリットを提供することができる。
なお、上記の実施形態では電気自動車を例に説明したが、搭載バッテリーを走行用動力に利用する車両であれば特に限定はなく、電動バイク等であってもよい。
以下に本発明の実施形態についてまとめる。本発明の一実施形態の充電・給電システム20は、搭載バッテリー16を走行用動力に利用する車両(電気自動車14)の充電を制御する、及び/又は前記車両からの給電を制御する充電・給電システム20であって、本体操作部210と、該本体操作部210の操作の有効と無効とを切り替えるセキュリティ制御部とを有し、前記車両と充電及び/又は給電可能に接続される本体装置21と、前記本体操作部210の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する端末装置22と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、本体装置21の本体操作部210の操作の有効と無効とを端末装置22で遠隔操作できるので、本体装置21が無断で操作されることを防止するとともに、ユーザーによる計画的な充電、給電の利用を実現し、使い勝手の良い充電・給電システム20を提供することができる。また、本体操作部210を簡易な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。また、端末装置22としてスマートフォン等の通信機能を有する機器を用いれば、専用リモコンを用意するコストも削減できる。
上記の充電・給電システム20において、前記端末装置22は、前記本体操作部210の操作が有効又は無効のどちらの状態であるかの情報を前記本体装置21から取得するようにしてもよい。
この構成によれば、ユーザーは端末装置22で本体操作部210がロック状態であるか否かを確認することができ、屋外の本体装置21を見に行く必要がなく、ユーザーの利便性が向上する。
また上記の充電・給電システム20において、前記本体操作部210の操作によって、前記本体操作部210の操作の有効と無効とが切り替えられるようにしてもよい。
この構成によれば、ユーザーが屋外にいる場合に建物13内へ端末装置22を操作しに行く必要がなく、利便性が向上する。
また上記の充電・給電システム20において、前記本体操作部210が充電又は給電を停止させる緊急停止ボタン113を有し、前記本体操作部210の操作が無効な状態であっても該緊急停止ボタン113の操作は有効であるような構成としてもよい。
この構成によれば、端末装置22をなくした場合や端末装置22が故障した場合でも直ぐに充電又は給電を停止させることができ、使い勝手及び安全性が向上する。
また上記の充電・給電システム20において、前記端末装置22は、前記本体装置21以外の電気機器を遠隔操作する機能を有する構成としてもよい。
この構成によれば、電気自動車14からの給電をそれらの電気機器に給電するように制御できる。また、本体装置21のリモコンとそれらの電気機器とのリモコンとを兼用の1つのリモコンとすることができる。
10 充電システム
11、21 本体装置
12、22 端末装置
14 電気自動車(車両)
16 バッテリー
20 充電・給電システム
110、210 本体操作部
113 緊急停止ボタン

Claims (5)

  1. 搭載バッテリーを走行用動力に利用する車両の充電を制御する、及び/又は前記車両からの給電を制御する充電・給電システムであって、
    本体操作部と、該本体操作部の操作の有効と無効とを切り替えるセキュリティ制御部とを有し、前記車両と充電及び/又は給電可能に接続される本体装置と、
    前記本体操作部の操作の有効と無効との切り替えを遠隔操作する端末装置と、を備えたことを特徴とする充電・給電システム。
  2. 前記端末装置は、前記本体操作部の操作が有効又は無効のどちらの状態であるかの情報を前記本体装置から取得することを特徴とする請求項1に記載の充電・給電システム。
  3. 前記本体操作部の操作によって、前記本体操作部の操作の有効と無効とが切り替えられることを特徴とする請求項1又は2に記載の充電・給電システム。
  4. 前記本体操作部が充電又は給電を停止させる緊急停止ボタンを有し、
    前記本体操作部の操作が無効な状態であっても該緊急停止ボタンの操作は有効であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の充電・給電システム。
  5. 前記端末装置は、前記本体装置以外の電気機器を遠隔操作する機能を有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の充電・給電システム。
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