JP2017085763A - 車両用充電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】電力系統が停電した際にも、バッテリを停止させることなく、車両への充電を継続することができる車両用充電システムを提供する。
【解決手段】本発明の車両用充電システムは、系統の停電時に充電スタンド１に電力を供給するバッテリ２と、バッテリ２から出力される電圧を変圧する変圧器３と、バッテリ２から出力される電流を測定する第１測定機器７と、その電流値を充電スタンド１へ通信する通信機器８とを備える。充電スタンド１は通信された電流値に応じてＣＰＬＴ信号のデューティ比を制御し、バッテリ２の電力容量の範囲内で充電を継続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統が停電した際にもバッテリから車両への充電を継続することができる車両用充電システムに関するものである。
車両用充電システムは電力系統から供給された電力により車両（電気自動車）に充電を行なうシステムである。しかし特許文献１に示されるように、太陽光発電装置とバッテリとを組み込み、電力系統が停電した際にも車両への充電を継続することができるようにした車両用充電システムが提案されている。
しかし、車両用充電スタンドが使用できる電圧は２００Ｖであるのに対してバッテリから出力される電圧は一般的に１００Ｖである。このため専用のバッテリを用いない限り、ＥＶ、ＰＨＶ等の電気自動車を充電することができないという問題があった。
また１００Ｖで充電可能な電気自動車も存在するが、バッテリの電気容量は一般的に１.５ｋＷ程度であるため、最大で３.２ｋＷ（２００Ｖ×１６Ａ）の電力を消費する車両用充電スタンドに接続すると、バッテリが停止してしまうおそれがあった。
特開２０１１−９７８０３号公報
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、電力系統が停電した際にも、バッテリを停止させることなく、車両への充電を継続することができる車両用充電システムを提供することである。
上記の課題を解決するためになされた本発明の車両用充電システムは、系統の停電時に充電スタンドに電力を供給するバッテリと、バッテリから出力される電圧を変圧する変圧器と、バッテリから出力される電流を測定する第１測定機器と、この第１測定機器が測定した電流値を充電スタンドへ通信する通信機器とを備え、充電スタンドは通信された電流値に応じて車両に供給可能な電流値を制御し、バッテリの電力容量の範囲内で充電を継続する機能を備えることを特徴とするものである。
なお請求項２の発明の車両用充電システムは、請求項１の発明において、前記バッテリは系統の停電時に充電スタンド以外の重要負荷にも電力を供給するものであり、重要負荷に流れる電流値を測定する第２測定機器を備え、第１測定機器が測定した電流値と第２測定機器が測定した電流値との差が充電スタンドの最小必要電流値を下回る場合には、充電スタンドへの給電を停止することを特徴とするものである。
また請求項３の発明の車両用充電システムは、請求項１または２の発明において、前記変圧器と前記通信機器を、中継盤の内部に収納したことを特徴とするものである。
本発明の車両用充電システムによれば、出力電圧が１００Ｖである一般的なバッテリを用いて充電スタンドへの給電ができるので、電力系統が停電した際にも車両への充電を継続することができる。しかも充電スタンドは通信された電流値に応じて車両に供給可能な電流値を制御し、バッテリの電力容量の範囲内で充電を継続するので、バッテリが破損するおそれもない。
請求項２の発明によれば、停電時にバッテリから充電スタンド以外の重要負荷への電力供給が可能であるとともに、バッテリの残量が低下してきたときなどには車両の充電よりも重要負荷への給電を優先して行なうので、重要負荷への給電を継続することができる。
請求項３の発明によれば、変圧器と通信機器を中継盤の内部に収納したので、この中継盤を増設することにより、既設の充電スタンドにも容易に対応することが可能となる。
第１の実施形態を示す回路構成図である。 第２の実施形態を示す回路構成図である。 第２の実施形態の変形例を示す回路構成図である。 第３の実施形態を示す回路構成図である。
以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の車両用充電システムの第１の実施形態を示す回路構成図であり、１は車両への充電を行なうための充電スタンド、２は系統停電時に充電スタンド１に給電するためのバッテリである。バッテリ２は出力電圧が１００Ｖである一般的なバッテリであるため、バッテリ２の出力電圧は変圧器３によって２００Ｖに変圧されたうえ、充電スタンド１に供給される。
なお、通常時にはバッテリ２は分電盤６を介して系統より充電され、高負荷時に放電する機能を持たせることができ、低コストの深夜電力を利用して充電し、昼間の電力ピークシフトを可能とする。しかし以下に述べるように、停電時にはパワーコンディショナ５を介して太陽光発電装置から充電し、充電スタンド１に給電する。
この実施形態ではバッテリ２にはパワーコンディショナ５を介して太陽光パネル４が接続されており、電力系統が停電した際にも充電スタンド１に対して継続的な給電が可能となっている。実施形態ではこれらのパワーコンディショナ５、バッテリ２等は分電盤６に常時接続されているが、系統の停電発生時だけに接続されるものであってもよい。なおバッテリ２は一定値以上の残量を確保しつつ、充放電を繰り返すものであってもよい。
図１中に破線で示すように、平常時には分電盤６から充電スタンド１への給電が行われ、充電スタンド１は従来と同様に車両（電気自動車）への充電を行なう。しかし電力系統が停電した場合には、図１中に実線で示すように、バッテリ２から変圧器３を介して充電スタンド１への給電が行われる。
バッテリ２の出力側には、バッテリ２から充電スタンド１に流れる電流を測定する第１測定機器７と、この第１測定機器７が測定した電流値を充電スタンド１へ通信する通信機器８とが設けられている。電流の測定はＣＴやホール素子等の公知の電流測定手段を用いて行なうことができる。なおバッテリ２の電力容量を予め通信機器８に設定しておくこともできる。
充電スタンド１は、通信機器８から通信された電流値に応じてＣＰＬＴ信号のデューティ比を制御し、車両に供給可能な電流値を制御する。ＣＰＬＴ信号は従来から車両と充電スタンド１との交信に用いられ、充電の開始や停止を制御する信号であるが、パルス信号のデューティ比を変化させることによって、充電電力の制御も可能である。本発明ではこのＣＰＬＴ信号のデューティ比を変化させて車両への充電電流を制御し、バッテリ２の電力容量の範囲内で充電を継続するようにする。このため平常時よりも充電速度は低下するが、バッテリ２を停止させることなく車両への充電を継続することができる。
図２は本発明の車両用充電システムの第２の実施形態を示す回路構成図である。この第２の実施形態では、バッテリ２は系統の停電時に充電スタンド１以外の重要負荷９にも電力を供給する。また、重要負荷９に流れる電流値を測定する第２測定機器１０が接続されている。何を重要負荷９とするかは、分電盤のユーザが自由に設定することができるが、例えば非常灯や冷蔵庫などである。
この第２の実施形態においては、図３に示すように、重要負荷として別の分電盤６ａを接続することもできる。この分電盤６ａには、重要負荷が集中的に接続されている。またこの分電盤６ａに流れる電流値を測定する第２測定機器１０が接続されている。通常時には分電盤６から別の分電盤６ａに電気を供給するが、停電などの非常時にはバッテリ２から別の分電盤６ａに電気を供給する。
この第２測定機器１０により測定された重要負荷９に通電される電流値は、第１測定機器７により測定された電流値とともに、通信機器８に入力される。通信機器８は、第１測定機器７が測定した電流値と第２測定機器１０が測定した電流値との差を演算する。第１測定機器７が測定した電流値はバッテリ２からの全出力を意味し、第２測定機器１０が測定した電流値は重要負荷９への出力を意味する。従ってその差は、充電スタンド１への供給可能な電力となるが、充電スタンド１には最小必要電流値が定められており、その最小必要電流値以下では充電できない。
このため、第１測定機器７が測定した電流値と第２測定機器１０が測定した電流値との差が充電スタンド１の最小必要電流値を下回る場合には、通信機器８は充電スタンド１への給電を停止し、負荷優先モードに入る。このためバッテリ２は重要負荷９に対してのみ給電を行なう。しかし、第１測定機器７が測定した電流値と第２測定機器１０が測定した電流値との差が充電スタンド１の最小必要電流値よりも大きい場合には、充電スタンド１の最小必要電流値以上での充電を行なうものとする。
以上に説明した第１及び第２の実施形態では、変圧器３や通信機器８の設置場所は特定されるものではない。しかし図４に示す第３の実施形態では、これらを中継盤１１の筐体内部に収納した。このため、既設設備に中継盤１１を付加するとともに、第１測定機器７や第２測定機器１０を接続するだけで、容易に本発明の車両用充電システムを構築することができる利点がある。
以上に説明したように、本発明によれば、電力系統が停電した際にも、過負荷によってバッテリ７を破損することなく、車両への充電を継続することができる。充電された車両は移動に利用できることは勿論、電源が必要とされる場所まで走行して、車載電池から負荷への給電を行なうことも可能である。
１ 充電スタンド
２ バッテリ
３ 変圧器
４ 太陽光パネル
５ パワーコンディショナ
６ 分電盤
６ａ 別の分電盤
７ 第１測定機器
８ 通信機器
９ 重要負荷
１０ 第２測定機器
１１ 中継盤

Claims (3)

  1. 系統の停電時に充電スタンドに電力を供給するバッテリと、バッテリから出力される電圧を変圧する変圧器と、バッテリから出力される電流を測定する第１測定機器と、この第１測定機器が測定した電流値を充電スタンドへ通信する通信機器とを備え、充電スタンドは通信された電流値に応じて車両に供給可能な電流値を制御し、バッテリの電力容量の範囲内で充電を継続する機能を備えることを特徴とする車両用充電システム。
  2. 前記バッテリは、系統の停電時に充電スタンド以外の重要負荷にも電力を供給するものであり、重要負荷に流れる電流値を測定する第２測定機器を備え、第１測定機器が測定した電流値と第２測定機器が測定した電流値との差が充電スタンドの最小必要電流値を下回る場合には、充電スタンドへの給電を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用充電システム。
  3. 前記変圧器と前記通信機器を、中継盤の内部に収納したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用充電システム。
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