WO2020084689A1 - 充電制御装置 - Google Patents
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- Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing
Definitions
- the present invention relates to a charging control device connected to an electric vehicle.
- EV Electric Vehicle
- the number of charging spots for charging the storage batteries installed in EVs has increased.
- the V2H (Vehicle to Home) system which is a system that supplies the electric power stored in the EV storage battery to home appliances in the house, is also receiving attention.
- a charging control device When charging an EV storage battery, a charging control device is used that converts AC power supplied from a commercial power source or the like into DC power and supplies the DC power to the storage battery.
- the charge control device is also used when converting the DC power stored in the EV storage battery into AC power and supplying the AC power to home electric appliances in the house.
- the electric vehicle and the charging control device need to exchange information regarding charging in order to perform charging, and to determine parameters regarding charging based on the exchanged information.
- the Chademo Council defines the Chademo protocol as a standard for information exchanged between electric vehicles and charging control devices.
- the electric vehicle and the charging control device use a communication means called CAN (Controller Area Network), and according to the Chademo protocol, various parameters such as charging start, charging stop, charging current upper limit value, abnormality detection, current current value, etc. Is being notified.
- the storage battery installed in an electric vehicle is charged by a constant current / constant voltage (hereinafter, referred to as CVCC (Constant Voltage Constant Current)) method.
- the CVCC method is a method of charging with a constant current at the start of charging and switching to constant voltage charging to perform charging near the full charge.
- the charging current gradually decreases when constant voltage charging is performed.
- the electric vehicle transmits a charge stop instruction when the electric vehicle determines that the battery is fully charged based on the charge current value, and the charge control device instructs the charge stop instruction.
- a technique for stopping the supply of the charging current based on the above is disclosed.
- the judgment method for full charge based on the charging current of an electric vehicle is a judgment specification unique to each electric vehicle manufacturer, and since the method for instructing to stop charging is not specified, the specification differs for each electric vehicle manufacturer.
- the charging control device may recognize the charging stop instruction from the electric vehicle as some abnormal stop instruction. In this case, if the charging control device accidentally causes an abnormal stop due to a charge stop instruction from the electric vehicle, there is a possibility that the operation cannot be started unless the process for canceling the abnormality is performed.
- the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a charging control device capable of avoiding an accidental abnormal stop due to an instruction from an electric vehicle.
- a charging control device converts AC power into DC power and supplies the DC power to a power storage unit mounted on an electric vehicle to charge the power. And a control unit that determines whether or not to stop charging of the power storage unit by the power conversion unit based on a current value of a current flowing from the power conversion unit to the power storage unit when charging the power storage unit. It is characterized by
- the charge control device has the effect of avoiding accidental abnormal stop due to an instruction from an electric vehicle.
- the figure which shows the example at the time of comprising the processing circuit with which the charging unit which concerns on Embodiment 1 comprises a processor and memory.
- the figure which shows the example at the time of comprising the processing circuit with which the charging unit which concerns on Embodiment 1 is comprised by exclusive hardware.
- a charge control device according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
- the present invention is not limited to this embodiment.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a charge control device 100 according to the first embodiment of the present invention.
- the charging control device 100 converts the AC power supplied from the power system 200 through the EV 1 in which the power storage unit 10 is mounted, the connector 2 connected to the EV 1, and the residential distribution board 5 into DC power. And a charging cable 4 connecting between the connector 2 and the charging unit 3.
- the EV1 is an example of an electric vehicle, and the charging control device 100 may be connected to a PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) instead of the EV1.
- PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle
- the EV 1 includes a power storage unit 10, a vehicle power receiving unit 11, and a power line 12, a communication line 13, and a communication start signal line 14 that connect the power storage unit 10 and the vehicle power receiving unit 11.
- Power storage unit 10 is a storage battery that stores the DC power supplied from charging unit 3.
- the vehicle power receiving unit 11 is a connection unit to which the connector 2 of the charging control device 100 is connected.
- Power line 12 supplies DC power input from charging unit 3 via vehicle power receiving unit 11 to power storage unit 10.
- the communication line 13 is used to communicate information regarding charging of the power storage unit 10 between the charging unit 3 and the EV 1.
- the information regarding the charging of the power storage unit 10 is, for example, information such as the charging rate of the power storage unit 10 and the current charging current value.
- the current charging current value is the current value of the DC power supplied from charging unit 3 to EV1 to charge power storage unit 10.
- Communication start signal line 14 transmits a communication start signal input from charging unit 3 via vehicle power receiving unit 11 to power storage unit 10.
- the EV 1 also has a function of determining whether to stop charging based on the current charging current value received from the charging unit 3 and forcibly stopping charging of the charging unit 3.
- the condition for stopping the charging is, for example, when the state where the current charging current value is less than the vehicle charging stop current value Ia continues for the charging stop time Ta.
- the vehicle charging stop current value Ia is that the power storage unit 10 is fully charged when the power storage unit 10 approaches full charge and the charge current value gradually decreases in the CVCC constant voltage charging state.
- the charging stop time Ta is a specified time used for the determination for stopping the charging of the power storage unit 10.
- the charging unit 3 includes an interconnection switch 31, a power conversion unit 32, a control unit 33, a display input unit 34, and a memory 35.
- the interconnection switch 31 is connected to the distribution board 5 and connects or disconnects the charging unit 3 and the power system 200 connected to the distribution board 5.
- the power conversion unit 32 converts AC power supplied from the power system 200 into DC power and supplies the converted DC power to the power storage unit 10 mounted on the EV 1 to charge the power storage unit 10.
- the control unit 33 determines whether to stop charging of the power storage unit 10 by the power conversion unit 32, based on the current value of the current flowing from the power conversion unit 32 to the power storage unit 10 when charging the power storage unit 10 of EV1. to decide.
- control unit 33 controls the start of charging of EV1 to power storage unit 10, and controls the stop of charging of EV1 to power storage unit 10 according to conditions such as the charging rate of power storage unit 10 and the current charging current value.
- the control unit 33 also controls communication between the charging unit 3 and the EV 1.
- the display input unit 34 has both a function of a display unit that provides various kinds of information to a user using a display screen and a function of an input unit that receives a user operation.
- the memory 35 stores information indicating the charging setting.
- the memory 35 may store the information indicating the charging setting in advance, or may store the information received from the user via the display input unit 34.
- the charging cable 4 is a cable for supplying DC power for charging and transmitting information about charging the power storage unit 10 and a communication start signal.
- the connector 2 and the charging unit 3 are connected via the charging cable 4.
- the charging cable 4 includes a power line 41, a communication line 42, and a communication start signal line 43.
- One ends of the power line 41, the communication line 42, and the communication start signal line 43 are connected to the connector 2.
- the other end of the power line 41 is connected to the DC output end of the power conversion unit 32.
- the other ends of the communication line 42 and the communication start signal line 43 are connected to the control unit 33.
- the power line 41 is connected to the power line 12 of EV1
- the communication line 42 is connected to the communication line 13 of EV1
- the communication start signal line 43 is the communication start signal of EV1. Connected to line 14.
- the power line 41 supplies the DC power converted by the power converter 32 to the EV1 via the connector 2.
- the communication line 42 is used to communicate information regarding charging of the power storage unit 10 between the control unit 33 and EV1. As a method of communication performed via the communication line 42, a communication method using a communication protocol that can be mounted on the EV 1 and the charging unit 3, such as CAN, can be mentioned.
- the communication start signal line 43 transmits a communication start signal, which is switched between the ON state and the OFF state by the control unit 33, to the power storage unit 10. For example, the control unit 33 turns on the communication start signal line 43 by transmitting a signal having a predetermined first voltage value to the communication start signal line 43, and the voltage applied to the communication start signal line 43. By setting the value to 0, the communication start signal line 43 is turned off. When the communication start signal line 43 is turned on, the charging unit 3 starts communication with the EV 1 via the communication line 42.
- the charging cable 4 may be a cabtire cable in which each of a plurality of electric wires including the power line 41, the communication line 42, and the communication start signal line 43 is doubly insulated by a sheath.
- a vinyl sheath may be used when importance is placed on cost reduction, and a rubber sheath may be used when importance is placed on ease of handling at low temperatures.
- FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the control unit 33 included in the charging unit 3 according to the first embodiment.
- the control unit 33 includes a charging control unit 33a, a communication unit 33b, and an input / output control unit 33c.
- the charge control unit 33a controls the start of charging of the EV1 power storage unit 10, and controls the stop of charging of the EV1 power storage unit 10 according to conditions such as the charging rate of the power storage unit 10 and the current charging current value.
- charging control unit 33a periodically acquires information necessary for charging such as the charging rate of power storage unit 10 from EV1 via communication unit 33b.
- the communication unit 33b starts communication with the EV1 when charging of the power storage unit 10 in the EV1 is started, and periodically exchanges information. Specifically, communication unit 33b receives information such as the charging rate of power storage unit 10 from EV1, and transmits information such as the current charging current value to EV1.
- the input / output control unit 33c uses the display unit of the display input unit 34 to generate a display screen for output and controls the display content. Further, the input / output control unit 33c causes the memory 35 to store information indicating the charging setting set by the user using the display input unit 34.
- the information indicating the charge setting is, for example, a charge upper limit charge rate for determining whether to stop charging the power storage unit 10.
- the input / output control unit 33c outputs a display screen using the display input unit 34, and receives an input operation acquired via the function of the input unit provided in the display input unit 34.
- the input operation is, for example, setting of a charging upper limit charging rate for stopping charging of the power storage unit 10.
- charging unit 3 stops charging of power storage unit 10.
- the input / output control unit 33c can also display the charging rate of the power storage unit 10 acquired from EV1 on the display input unit 34.
- the input / output control unit 33c can also display a message on the display input unit 34 to inform the user whether charging of the power storage unit 10 has stopped due to full charge or another cause.
- FIG. 3 is a flowchart showing a process in which charge control device 100 according to the first embodiment charges power storage unit 10.
- the charging control unit 33a of the control unit 33 determines whether or not there is a charging start instruction (step S101).
- the charging start instruction is given by the user via the display input unit 34 of the charging control device 100, for example.
- the charging control unit 33a repeats step S101 until the charging instruction comes.
- the charging control unit 33a notifies the communication unit 33b that the charging start instruction is given.
- the communication unit 33b receives the notification of the charge start instruction from the charge control unit 33a, it turns on the communication start signal line 43 to start communication with the EV1 (step S102).
- the communication unit 33b communicates various kinds of information with the EV1 (step S103). Specifically, the communication unit 33b receives information necessary for charging the power storage unit 10 such as the charging rate of the power storage unit 10 from EV1, and transmits information such as the current charging current value to EV1.
- the charging control unit 33a drives the power conversion unit 32 to convert the AC power supplied from the power system 200 via the distribution board 5 into DC power, and starts charging EV1 by using the DC power ( Step S104).
- the charging control unit 33a compares the acquired charging rate of the power storage unit 10 with the charging upper limit charging rate (step S105). When the obtained charging rate of the power storage unit 10 is higher than the charging upper limit charging rate (step S105: Yes), the charging control unit 33a notifies the communication unit 33b that charging is stopped.
- the communication unit 33b receives the charge stop notification from the charge control unit 33a, it turns off the communication start signal line 43 and stops the communication with the EV1 (step S107).
- the charging control unit 33a stops driving the power conversion unit 32 and stops charging the EV1 (step S108).
- step S105 When the charging rate of the acquired power storage unit 10 is equal to or lower than the charging upper limit charging rate (step S105: No), the charging control unit 33a continues charging the current charging current value to the charging stop current value or less. Count the current duration.
- the charge control unit 33a compares the charge stop current duration time with the charge stop time Tb (step S106). When the charging stop current duration is less than the charging stop time Tb (step S106: Yes), the charging control unit 33a returns to the process of step S105. When the charging stop current duration is equal to or longer than the charging stop time Tb (step S106: No), the charging control unit 33a notifies the communication unit 33b that the charging is stopped.
- the communication unit 33b When the communication unit 33b receives the charge stop notification from the charge control unit 33a, it turns off the communication start signal line 43 and stops the communication with the EV1 (step S107).
- the charging control unit 33a stops driving the power conversion unit 32 and stops charging the EV1 (step S108).
- the charging control unit 33a measures the duration time in which the current charging current value is smaller than the vehicle charging stop current value Ia, and when the duration time is equal to or longer than the charging stop time Tb, the power conversion unit. Charging of power storage unit 10 by 32 is stopped.
- the input / output control unit 33c displays a message indicating that the charging of the power storage unit 10 is stopped due to the decrease of the current charging current value. May be displayed on.
- the display input unit 34 displays that the current charging current value has decreased. Accordingly, the input / output control unit 33c can notify the user of the cause of stopping the charging of the power storage unit 10.
- the control unit 33 is realized by a processing circuit.
- the processing circuit may be a processor that executes a program stored in the memory and the memory, or may be dedicated hardware.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of a case where the processing circuit included in the charging unit 3 according to the first embodiment is configured with a processor and a memory.
- the processing circuit includes the processor 91 and the memory 92
- each function of the processing circuit is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
- the software or firmware is described as a program and stored in the memory 92.
- each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. It can be said that these programs cause a computer to execute the procedure and method of the control unit 33.
- the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
- the memory 92 includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), etc.
- RAM Random Access Memory
- ROM Read Only Memory
- flash memory volatile memory
- EPROM Erasable Programmable ROM
- EEPROM registered trademark
- Semiconductor memory magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, or DVD (Digital Versatile Disc).
- FIG. 5 is a diagram showing an example of a case where the processing circuit included in the charging unit 3 according to the first embodiment is configured by dedicated hardware.
- the processing circuit is composed of dedicated hardware
- the processing circuit 93 shown in FIG. 5 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), An FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
- Each function of the control unit 33 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
- each function of the control unit 33 of the charging unit 3 may be partially implemented by dedicated hardware and partially implemented by software or firmware. In this way, the processing circuit can realize each function described above by dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
- charging control device 100 determines whether to stop charging EV1 to power storage unit 10 based on the charging current value to EV1.
- the charging control device 100 does not use the charging stop instruction from the EV1, determines the decrease in the charging current before the charging stop instruction from the EV1, and stops the charging of the EV1 to the power storage unit 10.
- the charging control device 100 can normally complete the charging process, and can avoid erroneous abnormal stop due to an instruction from the electric vehicle.
- the charging control device 100 may have a function of converting the DC power supplied from the EV1 into AC power and supplying the AC power. That is, charging control device 100 may be a charging / discharging control device capable of charging / discharging DC power with power storage unit 10 of EV1.
- Embodiment 2 In the first embodiment, in charging control device 100, charging unit 3 normally stops charging before charging is stopped by EV1, but charging of power storage unit 10 stops at a charging rate that is not sufficient for the user. It may happen. For example, this is a case where the charging current from the charging unit 3 to the EV1 is reduced due to an increase in the load in the home. In the second embodiment, a method will be described in which charge control device 100 continues to charge power storage unit 10 even when the charging current decreases.
- FIG. 6 is a flowchart showing a process in which charge control device 100 according to the second embodiment charges power storage unit 10.
- the processing from step S201 to step S205 is the same as the processing from step S101 to step S105 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG.
- the charge control unit 33a compares the current charge current value with the charge stop current value Ib (step S206).
- the charging stop current value Ib is a second threshold value used for determining whether the charging unit 3 transmits the current charging current value as it is to the EV1 or the current charging current value is changed and transmitted to the EV1. is there.
- the charging control unit 33a instructs the communication unit 33b to set the dummy charging current value as the current charging current value to be transmitted to the EV1. Instruct to transmit (step S207).
- the dummy charging current value is not an actual charging current value but a fixed value.
- the dummy charge current value > vehicle charge stop current value Ia.
- the communication unit 33b communicates various kinds of information with the EV1 (step S209). Specifically, the communication unit 33b receives information necessary for charging the power storage unit 10 such as the charging rate of the power storage unit 10 from EV1, and transmits information such as the current charging current value to EV1. At this time, the current charging current value transmitted by the communication unit 33b to the EV1 is actually a dummy charging current value.
- the charging control unit 33a returns to the process of step S205.
- the charging control unit 33a instructs the communication unit 33b to acquire the current charging current as the current charging current value to be transmitted to the EV1. It is instructed to transmit the value (step S208).
- the communication unit 33b communicates various kinds of information with the EV1 (step S209). Specifically, the communication unit 33b receives information necessary for charging the power storage unit 10 such as the charging rate of the power storage unit 10 from EV1, and transmits information such as the current charging current value to EV1.
- the charging control unit 33a returns to the process of step S205.
- the charging control unit 33a When the obtained charging rate of the power storage unit 10 is larger than the charging upper limit charging rate (step S205: Yes), the charging control unit 33a notifies the communication unit 33b that charging is stopped.
- the communication unit 33b stops the communication with the EV1 when receiving the notification of the charge stop from the charge control unit 33a (step S210).
- the charging control unit 33a stops driving the power conversion unit 32 and stops charging the EV1 (step S211).
- control unit 33 when the current charging current value is smaller than charging stop current value Ib, transmits the current charging current value information to be transmitted to EV1. It was decided to replace the fixed value with the specified one before sending. As a result, the charging control device 100 can continue charging the power storage unit 10 of the EV1 and charge the power storage unit 10 of the EV1 to the charging upper limit charging rate set by the charging unit 3.
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Abstract
充電制御装置(100)は、交流電力を直流電力に変換し、直流電力をEV(1)に搭載される蓄電部(10)に供給して充電する電力変換部(32)と、EV(1)の蓄電部(10)を充電する際に電力変換部(32)からEV(1)の蓄電部(10)に流れる電流の電流値に基づいて、電力変換部(32)によるEV(1)の蓄電部(10)の充電を停止するか否かを判断する制御部(33)と、を備える。
Description
本発明は、電気自動車に接続される充電制御装置に関する。
近年、電気自動車(以下、EV(Electric Vehicle)と称する)の普及に伴って、EVに搭載された蓄電池を充電するための充電スポットが増えている。また、EVの蓄電池に蓄えられた電力を宅内の家電機器に供給するシステムであるV2H(Vehicle to Home)システムも注目されている。EVの蓄電池を充電する場合、商用電源などから供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池に供給する充電制御装置が使用される。また、V2Hシステムにおいて充電制御装置は、EVの蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して宅内の家電機器に供給する場合にも使用される。
電気自動車および充電制御装置は、充電を行うため充電に関する情報をやり取りし、やり取りした情報に基づいて充電に関するパラメータを決定する必要がある。一例として、チャデモ協議会では、電気自動車および充電制御装置でやり取りする情報についての標準規格として、チャデモプロトコルを規定している。電気自動車および充電制御装置は、CAN(Controller Area Network)と呼ばれる通信手段を用いて、チャデモプロトコルに従って、充電開始、充電停止、充電電流上限値などの各種パラメータ、異常検出、現在電流値などの情報の通知を行っている。
一般的に、電気自動車に搭載される蓄電池は、定電流定電圧(以下、CVCC(Constant Voltage Constant Current)と称する)方式で充電される。CVCC方式は、充電開始時は定電流で充電し、満充電付近になると定電圧充電に切り替えて充電を行う方式である。CVCC方式では、定電圧充電になると、徐々に充電電流が減少していく。このようなCVCC方式の特性を利用して、特許文献1には、電気自動車が、充電電流値に基づいて満充電と判定した場合に充電停止指示を送信し、充電制御装置が、充電停止指示に基づいて充電電流の供給を停止する技術が開示されている。
しかしながら、電気自動車の充電電流による満充電の判定方法は各電気自動車製造メーカ独自の判定仕様であり、また、充電停止指示の方法も規定されていないため仕様は各電気自動車製造メーカで異なる。場合によっては、充電制御装置は、電気自動車からの充電停止指示を何らかの異常停止指示と認識してしまうことも考えられる。この場合、充電制御装置は、電気自動車からの充電停止指示によって誤って異常停止してしまうと、異常を解除する処理を行わない限り運転開始できない状態になる可能性がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気自動車からの指示によって誤って異常停止することを回避可能な充電制御装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る充電制御装置は、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を電気自動車に搭載される蓄電部に供給して充電する電力変換部と、蓄電部を充電する際に電力変換部から蓄電部に流れる電流の電流値に基づいて、電力変換部による蓄電部の充電を停止するか否かを判断する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る充電制御装置は、電気自動車からの指示によって誤って異常停止することを回避できる、という効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態に係る充電制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る充電制御装置100の構成例を示す図である。充電制御装置100は、蓄電部10が搭載されるEV1と、EV1と接続されるコネクタ2と、住宅用の分電盤5を介して電力系統200から供給される交流電力を直流電力に変換してEV1に充電する充電ユニット3と、コネクタ2と充電ユニット3との間を接続する充電ケーブル4と、を備える。なお、EV1は電気自動車の一例であり、充電制御装置100は、EV1の代わりにPHEV(Plug‐in Hybrid Electric Vehicle)に接続することも可能である。
図1は、本発明の実施の形態1に係る充電制御装置100の構成例を示す図である。充電制御装置100は、蓄電部10が搭載されるEV1と、EV1と接続されるコネクタ2と、住宅用の分電盤5を介して電力系統200から供給される交流電力を直流電力に変換してEV1に充電する充電ユニット3と、コネクタ2と充電ユニット3との間を接続する充電ケーブル4と、を備える。なお、EV1は電気自動車の一例であり、充電制御装置100は、EV1の代わりにPHEV(Plug‐in Hybrid Electric Vehicle)に接続することも可能である。
EV1は、蓄電部10と、車両受電部11と、蓄電部10と車両受電部11との間を接続する電力線12、通信線13および通信開始信号線14と、を備える。蓄電部10は、充電ユニット3から供給される直流電力を蓄える蓄電池である。車両受電部11は、充電制御装置100のコネクタ2が接続される接続部である。電力線12は、充電ユニット3から車両受電部11を介して入力される直流電力を蓄電部10に供給する。通信線13は、充電ユニット3とEV1との間で、蓄電部10の充電に関する情報を通信するために用いられる。蓄電部10の充電に関する情報とは、例えば、蓄電部10の充電率、現在充電電流値などの情報である。現在充電電流値は、蓄電部10を充電するために充電ユニット3からEV1に供給される直流電力の電流値である。通信開始信号線14は、充電ユニット3から車両受電部11を介して入力される通信開始信号を蓄電部10に伝送する。
また、EV1は、充電ユニット3から受信した現在充電電流値に基づいて充電を停止するか否かを判断し、充電ユニット3に対して強制的に充電を停止する機能を有する。充電を停止する条件は、例えば、現在充電電流値が車両充電停止電流値Ia未満の状態が充電停止時間Taの間継続した場合である。車両充電停止電流値Iaは、CVCC方式の定電圧充電の状態において、蓄電部10が満充電に近づいて徐々に充電電流値が減少していく場合に、蓄電部10が満充電になったことを判定するために用いられる第1の閾値である。充電停止時間Taは、蓄電部10への充電を停止させるための判定に用いられる規定された時間である。
充電ユニット3は、連系開閉器31と、電力変換部32と、制御部33と、表示入力部34と、メモリ35と、を備える。連系開閉器31は、分電盤5に接続され、充電ユニット3と分電盤5に接続される電力系統200とを接続または遮断する。電力変換部32は、電力系統200から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をEV1に搭載される蓄電部10に供給して充電する。制御部33は、EV1の蓄電部10を充電する際に電力変換部32から蓄電部10に流れる電流の電流値に基づいて、電力変換部32による蓄電部10の充電を停止するか否かを判断する。具体的には、制御部33は、EV1の蓄電部10に対する充電開始を制御し、蓄電部10の充電率、現在充電電流値などの条件によって、EV1の蓄電部10に対する充電停止を制御する。また、制御部33は、充電ユニット3とEV1との通信を制御する。表示入力部34は、表示画面を用いてユーザに各種の情報を提供する表示部の機能と、ユーザの操作を受け付ける入力部の機能とを併せ持つ。メモリ35は、充電設定を示す情報を記憶する。メモリ35は、充電設定を示す情報について、予め記憶しておいてもよいし、ユーザから表示入力部34を介して受け付けたものを記憶してもよい。
充電ケーブル4は、充電用の直流電力を供給し、蓄電部10の充電に関する情報、通信開始信号などを伝送するためのケーブルである。充電ケーブル4を介して、コネクタ2と充電ユニット3とが接続される。充電ケーブル4は、電力線41と、通信線42と、通信開始信号線43と、を備える。電力線41、通信線42、および通信開始信号線43の一端は、コネクタ2に接続される。電力線41の他端は、電力変換部32の直流出力端に接続される。通信線42および通信開始信号線43の他端は、制御部33に接続される。コネクタ2がEV1の車両受電部11に接続されると、電力線41はEV1の電力線12に接続され、通信線42はEV1の通信線13に接続され、通信開始信号線43はEV1の通信開始信号線14に接続される。
電力線41は、電力変換部32で変換後の直流電力を、コネクタ2を介してEV1に供給する。通信線42は、制御部33とEV1との間で、蓄電部10の充電に関する情報を通信するために用いられる。通信線42を介して行われる通信の方式としては、CANなど、EV1および充電ユニット3に搭載可能な通信プロトコルを用いた通信方式が挙げられる。通信開始信号線43は、制御部33によってONの状態とOFFの状態とに切り替えられる通信開始信号を蓄電部10に伝送する。例えば、制御部33は、通信開始信号線43に予め定められた第1の電圧値の信号を伝送することによって、通信開始信号線43をONの状態にし、通信開始信号線43に印加する電圧値を0にすることで通信開始信号線43をOFFの状態にする。通信開始信号線43がONになると、充電ユニット3は、通信線42を介してEV1との通信を開始する。
充電ケーブル4は、電力線41、通信線42、および通信開始信号線43を含む複数の電線のそれぞれがシースで二重に絶縁されたキャブタイヤケーブルであってよい。キャブタイヤケーブルのシースとしては、コストの抑制を重視する場合にはビニルシースが用いられてもよいし、低温時の取り回しのよさを重視する場合にはゴム製のシースが用いられてもよい。
図2は、実施の形態1に係る充電ユニット3が備える制御部33の構成例を示す図である。制御部33は、充電制御部33aと、通信部33bと、入出力制御部33cと、を備える。充電制御部33aは、EV1の蓄電部10に対する充電開始を制御し、蓄電部10の充電率、現在充電電流値などの条件によってEV1の蓄電部10に対する充電停止を制御する。充電制御部33aは、EV1において蓄電部10の充電が開始されると、通信部33bを介してEV1から、定期的に蓄電部10の充電率など充電に必要な情報を取得する。通信部33bは、EV1において蓄電部10の充電が開始されるとEV1との通信を開始し、定期的に情報のやり取りを行う。具体的には、通信部33bは、EV1から蓄電部10の充電率などの情報を受信し、EV1に現在充電電流値などの情報を送信する。入出力制御部33cは、表示入力部34の表示部を使用して出力する表示画面を生成して表示内容を制御する。また、入出力制御部33cは、ユーザが表示入力部34を使用して設定した充電設定を示す情報をメモリ35に記憶させる。充電設定を示す情報は、例えば、蓄電部10の充電の停止を判定するための充電上限充電率である。
入出力制御部33cは、表示入力部34を使用して表示画面を出力し、表示入力部34に備わる入力部の機能を介して取得される入力操作を受け付ける。入力操作とは、例えば、蓄電部10の充電を停止させるための充電上限充電率の設定である。充電ユニット3は蓄電部10の充電率が充電上限充電率に達した場合、蓄電部10の充電を停止させる。入出力制御部33cは、EV1から取得された蓄電部10の充電率を表示入力部34に表示することもできる。また、入出力制御部33cは、蓄電部10に対する充電が満充電で停止したのか別の原因で停止したのかなどをユーザに知らせるメッセージを表示入力部34に表示することもできる。
つづいて、充電制御装置100がEV1の蓄電部10を充電する処理について説明する。図3は、実施の形態1に係る充電制御装置100が蓄電部10を充電する処理を示すフローチャートである。充電制御装置100において、制御部33の充電制御部33aは、充電開始指示の有無を判断する(ステップS101)。充電開始指示は、例えば、充電制御装置100の表示入力部34を介してユーザが行うものである。充電制御部33aは、充電開始指示がない場合(ステップS101:No)、充電指示がくるまでステップS101を繰り返す。
充電制御部33aは、充電開始指示があった場合(ステップS101:Yes)、充電開始指示があったことを通信部33bに通知する。通信部33bは、充電制御部33aから充電開始指示があったことの通知を受けると、通信開始信号線43をONにしてEV1との通信を開始する(ステップS102)。通信部33bは、EV1との間で各種情報の通信を行う(ステップS103)。具体的には、通信部33bは、EV1から蓄電部10の充電率など蓄電部10の充電に必要な情報を受信し、EV1に現在充電電流値などの情報を送信する。
充電制御部33aは、電力変換部32を駆動させて分電盤5を介して電力系統200から供給される交流電力を直流電力に変換させ、直流電力を用いてEV1への充電を開始する(ステップS104)。充電制御部33aは、取得した蓄電部10の充電率と充電上限充電率とを比較する(ステップS105)。充電制御部33aは、取得した蓄電部10の充電率が充電上限充電率よりも大きい場合(ステップS105:Yes)、充電を停止することを通信部33bに通知する。通信部33bは、充電制御部33aから充電停止の通知を受けると、通信開始信号線43をOFFにしてEV1との通信を停止する(ステップS107)。充電制御部33aは、電力変換部32の駆動を停止させ、EV1への充電を停止する(ステップS108)。
充電制御部33aは、取得した蓄電部10の充電率が充電上限充電率以下の場合(ステップS105:No)、現在充電電流値が充電停止電流値以下である状態を継続した時間である充電停止電流継続時間をカウントする。充電制御部33aは、充電停止電流継続時間と充電停止時間Tbとを比較する(ステップS106)。充電制御部33aは、充電停止電流継続時間が充電停止時間Tb未満の場合(ステップS106:Yes)、ステップS105の処理に戻る。充電制御部33aは、充電停止電流継続時間が充電停止時間Tb以上の場合(ステップS106:No)、充電を停止することを通信部33bに通知する。通信部33bは、充電制御部33aから充電停止の通知を受けると、通信開始信号線43をOFFにしてEV1との通信を停止する(ステップS107)。充電制御部33aは、電力変換部32の駆動を停止させ、EV1への充電を停止する(ステップS108)。
このように、充電制御部33aは、現在充電電流値が車両充電停止電流値Iaより小さい状態が継続している継続時間を計測し、継続時間が充電停止時間Tb以上続いた場合、電力変換部32による蓄電部10の充電を停止する。なお、充電停止時間Ta>充電停止時間Tbとする。これは、充電ユニット3が、充電停止時間Taよりも小さい充電停止時間Tbを用いることで、EV1が充電停止時間Taを用いて蓄電部10の充電を停止させるよりも前に、蓄電部10の充電を停止させるためである。
入出力制御部33cは、現在充電電流値の低下によって蓄電部10の充電が停止した場合、現在充電電流値が低下したことによって蓄電部10の充電を停止した旨が分かるメッセージを表示入力部34に表示させてもよい。表示入力部34は、制御部33が蓄電部10の充電を停止した場合に、現在充電電流値が低下したことが原因であることを表示する。これにより、入出力制御部33cは、ユーザに対して蓄電部10の充電停止の要因を通達することができる。
つづいて、充電ユニット3の制御部33の構成について説明する。制御部33は、処理回路によって実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
図4は、実施の形態1に係る充電ユニット3が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ91およびメモリ92で構成される場合、処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ92に格納される。処理回路では、メモリ92に記憶されたプログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、各機能を実現する。これらのプログラムは、制御部33の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
ここで、プロセッサ91は、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。また、メモリ92には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
図5は、実施の形態1に係る充電ユニット3が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図5に示す処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部33の各機能を機能別に処理回路93で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路93で実現してもよい。
なお、充電ユニット3の制御部33の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、充電制御装置100は、EV1への充電電流値に基づいて、EV1の蓄電部10への充電の停止を判断する。充電制御装置100は、EV1からの充電停止指示を用いず、EV1からの充電停止指示よりも前に充電電流の低下を判断して、EV1の蓄電部10への充電を停止させる。これにより、充電制御装置100は、正常に充電処理を完了させることができ、電気自動車からの指示によって誤って異常停止することを回避することができる。
なお、図1では示していないが、充電制御装置100は、EV1から供給される直流電力を交流電力に変換して、電気負荷に供給する機能を有してもよい。すなわち、充電制御装置100は、EV1の蓄電部10との間で直流電力の充放電を行うことが可能な充放電制御装置であってもよい。
実施の形態2.
実施の形態1では、充電制御装置100において、充電ユニット3が、EV1から充電を停止される前に充電を正常に停止させていたが、ユーザにとって十分でない充電率で蓄電部10の充電が停止してしまう場合がある。例えば、家庭内の負荷が増えることで、充電ユニット3からEV1への充電電流が小さくなった場合である。実施の形態2では、充電制御装置100が、充電電流が小さくなっても蓄電部10の充電を継続する方法について説明する。
実施の形態1では、充電制御装置100において、充電ユニット3が、EV1から充電を停止される前に充電を正常に停止させていたが、ユーザにとって十分でない充電率で蓄電部10の充電が停止してしまう場合がある。例えば、家庭内の負荷が増えることで、充電ユニット3からEV1への充電電流が小さくなった場合である。実施の形態2では、充電制御装置100が、充電電流が小さくなっても蓄電部10の充電を継続する方法について説明する。
実施の形態2において、充電制御装置100の構成は、図1に示す実施の形態1のときの構成と同様である。実施の形態2では、充電ユニット3の制御部33の処理が、実施の形態1のときの処理と一部異なる。つづいて、充電制御装置100がEV1の蓄電部10を充電する処理について説明する。図6は、実施の形態2に係る充電制御装置100が蓄電部10を充電する処理を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートにおいて、ステップS201からステップS205までの処理は、図3に示す実施の形態1のフローチャートのステップS101からステップS105までの処理と同様である。
充電制御部33aは、取得した蓄電部10の充電率が充電上限充電率以下の場合(ステップS205:No)、現在充電電流値と充電停止電流値Ibとを比較する(ステップS206)。充電停止電流値Ibは、充電ユニット3が現在充電電流値をそのままEV1に送信するか、現在充電電流値の値を変更してEV1に送信するかを判定するために用いられる第2の閾値である。なお、充電停止電流値Ib>車両充電停止電流値Iaとする。
充電制御部33aは、取得した現在充電電流値が充電停止電流値Ibより小さい場合(ステップS206:Yes)、通信部33bに対して、EV1に送信する現在充電電流値として、ダミー充電電流値を送信することを指示する(ステップS207)。ダミー充電電流値は、実際の充電電流値ではなく、ある固定値である。なお、ダミー充電電流値>車両充電停止電流値Iaとする。通信部33bは、EV1との間で各種情報の通信を行う(ステップS209)。具体的には、通信部33bは、EV1から蓄電部10の充電率など蓄電部10の充電に必要な情報を受信し、EV1に現在充電電流値などの情報を送信する。このとき、通信部33bがEV1に送信する現在充電電流値は、実際にはダミー充電電流値である。充電制御部33aは、ステップS205の処理に戻る。
充電制御部33aは、取得した現在充電電流値が充電停止電流値Ib以上の場合(ステップS206:No)、通信部33bに対して、EV1に送信する現在充電電流値として、取得した現在充電電流値を送信することを指示する(ステップS208)。通信部33bは、EV1との間で各種情報の通信を行う(ステップS209)。具体的には、通信部33bは、EV1から蓄電部10の充電率など蓄電部10の充電に必要な情報を受信し、EV1に現在充電電流値などの情報を送信する。充電制御部33aは、ステップS205の処理に戻る。
充電制御部33aは、取得した蓄電部10の充電率が充電上限充電率よりも大きい場合(ステップS205:Yes)、充電を停止することを通信部33bに通知する。通信部33bは、充電制御部33aから充電停止の通知を受けると、EV1との通信を停止する(ステップS210)。充電制御部33aは、電力変換部32の駆動を停止させ、EV1への充電を停止する(ステップS211)。
以上説明したように、本実施の形態によれば、充電制御装置100において、制御部33は、現在充電電流値が充電停止電流値Ibより小さい場合、EV1に送信する現在充電電流値の情報を規定された固定値に置き換えて送信することとした。これにより、充電制御装置100は、EV1の蓄電部10の充電を継続でき、EV1の蓄電部10を、充電ユニット3で設定させている充電上限充電率まで充電させることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 EV、2 コネクタ、3 充電ユニット、4 充電ケーブル、5 分電盤、10 蓄電部、11 車両受電部、12,41 電力線、13,42 通信線、14,43 通信開始信号線、31 連系開閉器、32 電力変換部、33 制御部、33a 充電制御部、33b 通信部、33c 入出力制御部、34 表示入力部、35 メモリ、100 充電制御装置、200 電力系統。
Claims (4)
- 交流電力を直流電力に変換し、前記直流電力を電気自動車に搭載される蓄電部に供給して充電する電力変換部と、
前記蓄電部を充電する際に前記電力変換部から前記蓄電部に流れる電流の電流値に基づいて、前記電力変換部による前記蓄電部の充電を停止するか否かを判断する制御部と、
を備えることを特徴とする充電制御装置。 - 前記制御部は、前記電流値が第1の閾値より小さい状態が継続している継続時間を計測し、前記継続時間が規定された時間以上続いた場合、前記電力変換部による前記蓄電部の充電を停止する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。 - 前記制御部が前記蓄電部の充電を停止した場合に前記電流値が低下したことが原因であることを表示する表示部、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の充電制御装置。 - 前記制御部は、前記電流値が第2の閾値より小さい場合、前記電気自動車に送信する前記電流値の情報を規定された固定値に置き換えて送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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