JP2010115038A - 自動車用充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】安価な深夜電力を利用して充電を行うことができ、しかも必要に応じて適切な充電方法を選択可能な自動車用充電システムを提供する。
【解決手段】電力計１の負荷側に設置された充電ボックス５から充電ケーブル７を介して電気自動車１０への充電を行うシステムであり、充電ボックス５に通常電力による充電と、深夜電力による充電との切替手段２０を設けた。電力計が時間帯別電力計１である場合には、切替手段をタイマーとし、電力計が電灯用電力計と深夜電力用電力計である場合には、切替手段をこれらの電力計の切替スイッチとする。選択ボタン１５により給電開始、給電停止、深夜充電モードへの切替などを行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車を自宅で充電するに適した自動車用充電システムに関するものである。

現在普及し始めている電気自動車やプラグインハイブリッド自動車への充電は、ガソリンスタンドに類似する充電スタンドで行う場合と、自宅で行う場合とがあるが、特に通勤のために使用する自動車の場合には自宅において安価な深夜電力を利用して充電を行いたいという要望がある。

このため特許文献１に示すように、深夜電力を利用して自動車の充電を行うシステムが提案されている。このシステムによれば、通常電力（昼間電力）よりも安価な深夜電力による充電が可能である。

しかしこのような従来の充電システムでは、固定された深夜時間帯、例えば２３時から７時の時間帯にのみ充電を行うので、自動車の使用用途に応じた切替えができない。また例えば、帰宅後夜間に再度外出する場合などの変則的な充電の要求には応えることができない。さらに翌日の早朝に出発したいような場合には、充電時間が不足して充電を十分に行えないことがある。
特開２００２−３１５１９３号公報

従って本発明の目的は、安価な深夜電力を利用して充電を行うことができ、しかも必要に応じて適切な充電方法を選択可能な自動車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は、電力計の負荷側に設置された充電ボックスから充電ケーブルを介して自動車への充電を行う自動車用充電システムにおいて、この充電ボックスに通常電力による充電と、深夜電力による充電との切替手段を設けたことを特徴とするものである。なお、請求項２のように、電力計が時間帯別電力計である場合には、切替手段をタイマーとすることができる。また請求項３のように、電力計が電灯用電力計と深夜電力用電力計である場合には、切替手段をこれらの電力計の切替スイッチとすることができる。

また、請求項４のように、充電ボックス内に設けた制御部に充電ボックスと自動車とが充電ケーブルで接続された時刻を記録する接続時刻記録手段と、自動車の充電情報を読み取る通信手段から入力される放電量情報より充電予測時間情報を算出する充電時間算出手段と、接続時刻記録手段に記録された時刻と充電時間算出手段により算出された充電予測時間情報より充電開始時刻を決定する充電制御手段とを備えるものとしてもよい。さらに、請求項５のように、充電ボックス内に設けた制御部に充電ボックスと自動車とが充電ケーブルで接続された時刻を記録する接続時刻記録手段と、該接続時刻記録手段に記録された時刻と自動車の充電情報を読み取る通信手段から入力される充電予測時間情報より充電開始時刻を決定する充電制御手段を備えるものとしてもよい。

本発明の自動車用充電システムでは、充電ボックスに設けた切替手段によって通常電力による充電と、深夜電力による充電とを切り替えることができる。このため深夜電力による充電を基本としながら、場合によっては通常電力による充電を行うこともでき、必要に応じて適切な充電方法が選択可能となる。

特に請求項２のように電力計が時間帯別電力計である場合には、切替手段をタイマーとしておき、深夜電力時間帯になったときに深夜電力による充電に切り替えたり、深夜電力時間帯が経過したときには通常電力による充電に切り替えが可能である。また請求項３のように、電力計が電灯用電力計と深夜電力用電力計である場合にも、同様の切替が可能である。このように本発明によれば、充電コストを低減しつつ必要に応じて充電時間を自由に切り替えることも可能となる。

また、請求項４のように、充電ボックス内の制御部に設けた充電時間算出手段により充電完了までに要する時間を算出するもととすれば、自動車と充電ボックスとを充電ケーブルで接続するだけで、通常電力による充電か深夜電力による充電かを選択しなくても、自動的に適切な充電方法を選択可能なものである。また、請求項５のように、充電完了までに要する時間が自動車内で算出される場合には、充電時間算出手段を省いても、通常電力による充電か深夜電力による充電かを選択しなくても、自動的に適切な充電方法を選択可能なものである。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１は本発明の第１の実施形態を示すブロック図であり、電力計が時間帯別電力計である場合を示す。図１において１は時間帯別電力計であり、電力会社との契約によって家庭内の全ての負荷に対して夜間（例えば２３時〜７時）の電力が安く設定されている。

２はこの時間帯別電力計１の負荷側に接続された分電盤であり、その分岐ブレーカ３から例えば電気温水器に代表される深夜電力機器４への給電が行われるほか、充電ボックス５への給電も行われる。

充電ボックス５はコントローラ６を内蔵するとともに、充電ケーブル７のコネクタ８のためのコンセント９を備えている。自動車１０への充電の際には、充電ケーブル７のコネクタ７をこのコンセント９に接続するとともに、他端を自動車１０のバッテリーに接続する。充電ケーブル７の途中には保護装置（ＣＣＩＤ）１１が設けられている。この保護装置１１には自動車１０側から通信線を経由して充電情報が送信されている。

コントローラ６は制御部１２を備えている。この制御部１２は接点をオンオフするための給電リレー１３のほかに、自動車の充電情報を読み取る通信手段１４、選択ボタン１５、表示手段１６、認証手段１７、通信部１８、入力手段１９、切替手段２０などを備えている。

通信手段１４は保護装置１１から送信される電池放電量、走行可能距離等を制御部１２に入力する手段であり、フル充電に達したときには制御部１２が給電リレー１３によって接点をオフとし、充電を停止するようになっている。選択ボタン１５は給電開始ボタンａ、給電停止ボタンｂ、深夜電力ボタンｃを含むものであり、表示手段１６は充電状態を表示するものである。認証手段１７は例えばカードリーダーや指紋認証装置であり、充電ボックス５を使用する者が登録済みの者である場合にのみ給電を開始する。通信部１８は外部のパソコン２１等に充電情報を通信するために用いられる。

入力手段１９は自動モードと手動モードの選択の場合などに用いられるボタンやキーボードである。切替手段２０はこの実施形態ではタイマーである。入力手段１９から、深夜電力の時間帯を曜日単位で設定してタイマーに記憶させておけば、切替手段２０であるタイマーが設定時間となったときに通常電力による充電と、深夜電力による充電とを切り替える。

以下にこのシステムの作動を説明する。まず手動モードにより通常電力による充電を行う場合には、充電ケーブル７で自動車１０と充電ボックス５のコンセント９とを接続したうえ、認証手段１７による認証を行い、給電開始ボタンａを押す。これにより充電が開始される。なお充電ボックス５のコンセント９との接続によって通信手段１４が保護装置１１から充電情報を読み取れるようになるので、充電が完了したときには制御部１２が給電リレー１３の接点をオフとして充電を自動的に停止する。また充電を途中で止めたい場合には、給電停止ボタンｂを押せばよい。

次に手動モードにより深夜電力による充電を行う場合には、充電ケーブル７で自動車１０と充電ボックス５のコンセント９とを接続したうえ、認証手段１７による認証を行い、深夜電力ボタンｃを押す。この場合には切替手段２０であるタイマーが記憶している深夜電力帯となったときに給電リレー１３の接点がオンとなり、深夜電力による充電が開始される。なお充電か完了したときには制御部１２が給電リレー１３の接点をオフとして充電を自動的に停止することは前記と同じである。

次に自動モードが選択された場合について説明する。
この場合には、図３に示すように充電を完了させたい充電完了時刻を入力手段１９から予め曜日単位で入力して制御部１２内のメモリに記憶させておく。なお、充電完了時刻の入力は充電の都度入力してもよい。充電ケーブル７で自動車１０と充電ボックス５のコンセント９が接続されると、制御部１２内の接続時刻記録手段がその時刻を検出し記録する。
次に、また制御部１２の充電時間算出手段は自動車１０の充電情報として充電容量情報、放電量情報等を通信手段１４から入手し、充電完了までに要する時間（充電予測時間情報）を算出する。さらに、また制御部１２内の充電制御手段は、接続時刻記録手段に記録された時刻と充電時間算出手段で算出された充電予測時間情報より、充電開始時刻を決定する。
すなわち、コンセント９への接続開始から充電完了までに要する時間が深夜電力帯に収まるのであれば、深夜電力のみによる充電が行われる。また充電完了までに要する時間が深夜電力の時間帯を超えて通常電力の時間帯に入る場合には、深夜電力の時間帯より前であっても充電を開始する。この場合には深夜電力の時間帯を最大限に利用して充電するものとする。なお、充電予測時間情報が自動車内で算出され、充電情報として通信手段１４から入手できる場合には、上記した充電時間算出手段を省くことが可能である。

上記した自動モード及び手動モードの選択は入力手段１９を介して行うものであるが、自動モードが選択されている場合には、手動モードで使用する選択ボタン１５のうち深夜電力ボタンｃを無効にしておくものとする。なお手動モードと自動モードとの間の選択は、パソコン２１を通じて外部からも行えるようにしておくことが好ましい。

このようにして、深夜電力による充電を基本としてコスト引き下げながら、充電方法を自由に切り替えることが可能である。

図２は本発明の第２の実施形態を示すブロック図であり、電力計が電灯用電力計３１と深夜電力用電力計３２である場合を示す。この第２の実施形態は切替手段３３が電力計の切替スイッチであるが、その他の構成は第１の実施形態とほぼ同様である。この切替手段３３である切替スイッチは通常は電灯用電力計３１側にあり、自由に給電開始及び給電停止を行うことができる。しかし深夜電力ボタンｃが押されるとの切替手段３３である切替スイッチは深夜電力用電力計３２側に入る。この状態になると、深夜電力帯に入るのを待って充電が開始される。その他の機器の作用は第１の実施形態と共通であるから、説明を省略する。

次に第１の実施形態のシステムを用い、電気自動車の充電を行う事例を示す。
ここでは０％から１００％へのフル充電に要する時間を１０時間、深夜電力帯が２３時から７時、放電率８０％（充電に要する時間は８時間）、自動モードのボタンが２１時に押されるものとする。もし翌朝の出発時刻が７時であってそれまでに充電を完了させたい場合には、深夜電力帯において充電が可能である。しかし６時までに充電を完了させたい場合には、２３時から６時までの７時間では充電を完了させることができないので、２２時から２３時までは通常電力による充電を行い、２３時から深夜電力による充電を行うこととすればよい。

本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。 自動モードのフロー図である。

符号の説明

１ 時間帯別電力計
２ 分電盤
３ 分岐ブレーカ
４ 深夜電力機器
５ 充電ボックス
６ コントローラ
７ 充電ケーブル
８ コネクタ
９ コンセント
１０ 自動車
１１ 保護装置（ＣＣＩＤ）
１２ 制御部
１３ 給電リレー
１４ 通信手段
１５ 選択ボタン
１６ 表示手段
１７ 認証手段
１８ 通信部
１９ 入力手段
２０ 切替手段
２１ パソコン
３１ 電灯用電力計
３２ 深夜電力用電力計
３３ 切替手段

Claims (5)

1. 電力計の負荷側に設置された充電ボックスから充電ケーブルを介して自動車への充電を行う自動車用充電システムにおいて、この充電ボックスに通常電力による充電と、深夜電力による充電との切替手段を設けたことを特徴とする自動車用充電システム。
2. 電力計が時間帯別電力計であり、切替手段がタイマーであることを特徴とする請求項１記載の自動車用充電システム。
3. 電力計が電灯用電力計と深夜電力用電力計であり、切替手段がこれらの電力計の切替スイッチであることを特徴とする請求項１記載の自動車用充電システム。
4. 充電ボックス内に設けた制御部に、
   充電ボックスと自動車とが充電ケーブルで接続された時刻を記録する接続時刻記録手段と、
   自動車の充電情報を読み取る通信手段から入力される放電量情報より充電予測時間情報を算出する充電時間算出手段と、
   接続時刻記録手段に記録された時刻と充電時間算出手段により算出された充電予測時間情報より充電開始時刻を決定する充電制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動車用充電システム。
5. 充電ボックス内に設けた制御部に、
   充電ボックスと自動車とが充電ケーブルで接続された時刻を記録する接続時刻記録手段と、
   該接続時刻記録手段に記録された時刻と自動車の充電情報を読み取る通信手段から入力される充電予測時間情報より充電開始時刻を決定する充電制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動車用充電システム。
   

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