JP2012186926A

JP2012186926A - 車両用充電システム

Info

Publication number: JP2012186926A
Application number: JP2011048602A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kanamori; 崇金森
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: JP5785743B2

Abstract

【課題】充電電圧が異なる車両に対して、適正に対応することができ、それぞれの電圧により車両に対する充電を行うことのできる車両用充電システムを提供する。
【解決手段】車両１に対応した充電受付情報および設定充電電圧からなる充電情報を記憶するメモリ１０と、メモリ１０から読み出した充電情報に基づいて車両１に対して充電可能に制御する充電制御部７とを備えた充電制御ユニット６と、車室３に駐車した車両１の電源プラグが接続され電源幹線２４から複数の充電電圧の電力が供給されるコンセントと、充電制御部７から送られる充電情報に基づいてコンセントに供給される充電電圧を切り換える電力開閉器２３とを備えた車室側充電ユニット１４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用充電システムに係り、特に、充電電圧が異なる車両に対して、適正に対応することができ、それぞれの電圧により車両に対する充電を行うことを可能とした車両用充電システムに関するものである。

近年、電気自動車が普及しつつあり、電気自動車に対する充電システムが開発されてきている。このような充電システムにおいては、電気自動車を駐車場に駐車させた際に、複数の車両に対して充電することが行われている。

そして、車両のバッテリに対して充電を行う場合に、充電の終了制御を行うようになっている。このような充電の終了制御を行う技術として、従来から、例えば、複数台の車両にそれぞれ搭載された駆動用バッテリを充電する充電手段と、各バッテリのバッテリ状態に応じて充電手段を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、各バッテリ状態に応じてそれぞれの充電時間を算出する第１の演算手段と、各バッテリの所定充電完了時刻および第１の演算手段により算出されたそれぞれの充電時間とに基づいて各バッテリの充電開始時刻を算出する第２の演算手段と、第２の演算手段により算出された充電開始時刻に充電手段による充電をそれぞれ開始する開始手段とを備えるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１１６６２６号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術においては、車両に対して充電する充電電圧は、１種類であった。すなわち、例えば、一般家庭用の電源を用いた１００Ｖによる普通充電と、２００Ｖによる倍速充電とが考えられるが、２００Ｖまたは１００Ｖのいずれか一方による充電システムであった。そのため、例えば、２００Ｖによる充電のみを行うシステムにおいては、１００Ｖによる充電を行うことができないという問題を有している。

近年、例えば、電動バイクや電動自転車などの車両が普及してきているが、これら電動バイクなどの車両については、一般に、１００Ｖによる充電を行う必要がある。また、電気自動車やハイブリット車などの車両については、２００Ｖによる倍速充電が便利である。そのため、従来のように、いずれか一方のみの電圧による充電システムにおいは、電動バイクなどの車両と、電気自動車などの車両との双方に適正に対応することができないという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、充電電圧が異なる車両に対して、適正に対応することができ、それぞれの電圧により車両に対する充電を行うことのできる車両用充電システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る車両用充電システムは、電気車両を駐車可能とした駐車場に設置される車室と、
外部電源から電力が供給される電源幹線と、
前記車両に対応した充電受付情報および設定充電電圧からなる充電情報を記憶するメモリと、前記メモリから読み出した充電情報に基づいて前記車両に対して充電可能に制御する充電制御部とを備えた充電制御ユニットと、
少なくとも１以上設置され、前記車室に駐車した車両の受電側接続器が接続され前記電源幹線から複数の充電電圧の電力が供給される給電側接続器と、前記充電制御部から送られる充電情報に基づいて前記給電側接続器に供給される充電電圧を切り換える電力開閉器とを備えた車室側充電ユニットと、
を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記給電側接続器は、複数の充電電圧ごとに複数設置されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、複数の充電電圧は、それぞれ１００Ｖおよび２００Ｖであり、前記電源幹線は、単相３線の電源幹線であり、前記電力開閉器は、前記単相３線の各線を切り換えることにより、充電電圧を１００Ｖまたは２００Ｖに切り換えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３において、前記充電制御部は、充電電圧が２００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った前記車室の車両のみに充電を行うとともに、充電中に他の前記車室の車両に対して充電予約が行われた場合には、現在充電中の車両への充電が終了するまで待機するように制御し、充電電圧が１００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った前記車室の車両の他に、次の車両の充電が１００Ｖである場合、他の１つの前記車室の車両に対して充電を許可するように制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、車室側充電ユニットにより、充電情報の設定充電電圧に基づいて電力開閉器を切り換えるように制御するようにしているので、複数の充電電圧に対して適正に対応する充電システムを得ることができる。

請求項２に係る発明によれば、給電側接続器を、複数の充電電圧ごとに複数設置するようにしているので、充電電圧に応じた給電側接続器を適正に使用することができ、充電電圧により給電側接続器を誤って使用してしまうことがない。

請求項３に係る発明によれば、複数の充電電圧をそれぞれ１００Ｖおよび２００Ｖとするとともに、電源幹線を単相３線の電源幹線とし、電力開閉器により、単相３線の各線を切り換えることにより、充電電圧を１００Ｖまたは２００Ｖに切り換えるようにしているので、１００Ｖまたは２００Ｖの充電電圧を適正に切り換えることができる。

請求項４に係る発明によれば、充電制御部により、充電電圧が２００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室の車両のみに充電を行うとともに、充電中に他の車室の車両に対して充電予約が行われた場合には、現在充電中の車両への充電が終了するまで待機するように制御し、充電電圧が１００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室の車両の他に、次の車両の充電が１００Ｖである場合、他の１つの車室の車両に対して充電を許可するように制御するようにしているので、充電電圧に応じて、充電中以外の車両に対しても適正に充電制御を行うことができる。

本発明に係る車両用充電システムの実施形態を示す概略構成図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における電力切換器を２００Ｖにより充電する状態に切り換えた状態を示す概略構成図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における電力切換器をＬ１線による１００Ｖにより充電する状態に切り換えた状態を示す概略構成図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における電力切換器をＬ２線による１００Ｖにより充電する状態に切り換えた状態を示す概略構成図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態におけるＬ１線による１００Ｖにより充電する場合の電流値を示す説明図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態におけるＬ１線およびＬ２線による１００Ｖにより充電する場合の電流値を示す説明図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における２００Ｖにより充電する場合の電流値を示す説明図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における充電制御の例を示す説明図である。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における充電開始動作を示すフローチャートである。本発明に係る車両用充電システムの実施形態における充電中の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る車両用充電システムの実施形態を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態の車両用充電システムは、例えば、電気自動車などのバッテリの電力で走行する車両１を駐車させるため、駐車場２に設置されるものであり、この駐車場２は、複数の車室３を備えている。

また、車両用充電システムは、図示しない外部電源からの電力が供給される分電盤４を備えており、分電盤４には、複数の漏電遮断器５が設置されている。また、車両用充電システムは、充電制御ユニット６を備えており、この充電制御ユニット６には、充電の各種制御を行うための充電制御部７が設けられている。また、充電制御ユニット６には、駐車場２の利用者が充電予約の受付などの操作を行うためのキー入力部８が設けられており、充電制御ユニット６には、所定の表示を行う表示部９が設けられている。

さらに、充電制御ユニット６には、キー入力部８により入力された充電受付情報を充電リストとして記憶するメモリ１０が設けられている。この受付情報としては、本実施形態においては、車両１が駐車される車室番号が用いられる。さらに、メモリ１０には、キー入力部８により設定された充電電圧が記憶されるように構成されている。また、充電制御ユニット６には、充電時間を計測するタイマ１１が設けられている。

また、本実施形態においては、充電制御ユニット６には、所定の印刷を行うプリンタユニット１２が設けられており、充電制御ユニット６には、プリンタユニット１２に所定のカードを供給するためのカード処理機１３が設けられている。さらに、充電制御部７には、後述する車室側充電ユニット１４との間で信号の送受信を行うための通信部１５が設けられている。

また、駐車場２の各車室３には、それぞれ車室側充電ユニット１４が配設されており、車室側充電ユニット１４には、各種制御を行う車室側制御部１６が設けられている。また、車室側充電ユニット１４には、充電制御ユニット６との通信を行うための車室側通信部１７が設けられており、この車室側通信部１７と充電制御ユニット６の通信部１５とは、制御用通信線１８を介して接続されている。

また、各車室側充電ユニット１４には、車室３に駐車した車両１の受電側接続器としての電源プラグ１９が差し込まれる給電側接続器としての１００Ｖ用コンセント２０および２００Ｖ用コンセント２１がそれぞれ設けられている。また、車室側充電ユニット１４には、コンセント２０に電気的に接続された電力開閉器２３が設けられており、電力開閉器２３は、電源幹線２４との接続を開閉するスイッチであり、分電盤４からの電源幹線２４が漏電遮断器２５を介して接続されている。また、車室側充電ユニット１４には、電流センサ２６および電圧検知部２７がそれぞれ設けられている。

本実施形態においては、電源幹線２４は、Ｌ１線、Ｌ２線およびＮ線からなる単相３線であり、この電源幹線２４は、Ｌ１線とＬ２線との間で２００Ｖの電圧を有するとともに、Ｌ１線とＮ線との間、Ｌ２線とＮ線との間でそれぞれ１００Ｖの電圧を有するものである。そして、図２から図４に示すように、電力開閉器２３は、１００Ｖと２００Ｖとの切換を行う２００／１００切換器２８と、Ｌ１線とＬ２戦との切り換えを行うＬ１／Ｌ２切換器２９と、１００ＶのＯＮ、ＯＦＦの切り換えを行うＯＮ／ＯＦＦ切換器３０とを備えている。そして、車室側制御部１６は、充電制御部７の通信部１５から車室側通信部１７を介して送られる充電信号に基づいて、これら各２００／１００切換器２８、Ｌ１／Ｌ２切換器２９およびＯＮ／ＯＦＦ切換器３０をそれぞれ切り換えることにより、２００Ｖ用コンセント２１に２００Ｖの電力を供給するか、１００Ｖ用コンセント２０にＬ１線の１００Ｖの電力を供給するか、１００Ｖ用コンセント２０にＬ２線の１００Ｖの電力を供給するかをそれぞれ切り換えることができるように構成されている。ここで、図２は２００Ｖで充電するように切り換えた状態を示し、図３はＬ１線により１００Ｖで充電するように切り換えた状態を示し、図４はＬ２線により１００Ｖで充電するように切り換えた状態を示している。

そして、本実施形態においては、充電制御ユニット６のキー入力部８により、充電予約を行う際に、充電電圧を設定することができるように構成されている。そして、充電電圧を設定した場合、充電制御部７から車室側充電ユニット１４に設定電圧を送り、車室側制御部１６により電力開閉器２３の切り換えを行うように構成されている。そして、この選択された設定電圧はメモリ１０に記憶されるように構成されている。

ここで、例えば、Ｌ１線およびＬ２線に、それぞれ１００Ｖで１５Ａの電流を流すことができる電源幹線２４を例にすると、図５に示すように、Ｌ１線に１００Ｖで１５Ａの電流が流れるとしたら、検出電流は、Ｌ１線とＬ２線との間では、１５Ａ＋０Ａ＝１５Ａの電流が流れることになる。図６に示すように、Ｌ１線およびＬ２線にそれぞれ１００Ｖで１５Ａの電流が流れるとしたら、検出電流は、Ｌ１線とＬ２線との間では、１５Ａ＋１５Ａ＝３０Ａの電流が流れることになる。さらに、図７に示すように、２００Ｖで１５Ａ流れるとしたら、検出電流は、Ｌ１線とＬ２線との間では、１５Ａ＋１５Ａ＝３０Ａの電流が流れることになる。

そのため、本実施形態においては、図８に示すように、充電制御部７は、充電電圧が２００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室３の車両１のみに充電を行うものであり、充電中に他の車室３の車両１に対して充電予約が行われた場合には、現在充電中の車両１への充電が終了するまで、待機するように制御するものである。また、充電電圧が１００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室３の車両１の他に、もう１つの車室３の車両１に対しても充電を行うことが可能である。そのため、充電制御ユニット６の充電制御部７は、メモリ１０に記憶された充電予約および設定電圧に基づいて、充電予約の制御を行うものである。

なお、本実施形態においては、Ｌ１線およびＬ２線に、それぞれ１００Ｖで１５Ａの電流を流すことができる電源幹線２４を例にした場合について説明したが、例えば、Ｌ１線およびＬ２線に、それぞれ１００Ｖで３０Ａの電流を流すことができる電源幹線２４を用いる場合には、Ｌ１線、Ｌ２線で６０Ａ（２００Ｖ、３０Ａ）の電流を流すことにより、２００Ｖで２台の車両１に対して充電を行うことが可能であり、１００Ｖで４台の車両１に対して充電を行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、各車室側充電ユニット１４の１００Ｖコンセント２０および２００Ｖコンセント２１部分には、１００Ｖコンセント２０および２００Ｖコンセント２１部分を被覆するカバー部材３１が設けられており、さらに、１００Ｖコンセント２０および２００Ｖコンセント２１部分には、車室側制御部１６の制御信号により、カバー部材３１を閉状態に保持するロック機構３２が設けられている。このロック機構３２は、１００Ｖコンセント２０および２００Ｖコンセント２１に電源プラグ１９が差し込まれた状態で、カバー部材３１を閉状態に保持するものである。なお、カバー部材３１を設けない場合には、ロック機構３２として、１００Ｖコンセント２０および２００Ｖコンセント２１に差し込まれた電源プラグ１９が抜けないように保持する機構で構成するようにしてもよい。

充電制御部７は、メモリ１０に記憶された充電リストから充電の対象となる車室番号および設定電圧を読み出し、この対象となる車室番号において設定電圧での充電が可能となるように充電信号を車室側充電ユニット１４に出力するように構成されており、車室側制御部１６は、充電信号に基づいて、電力開閉器２３を設定電圧となるように切り換えて、１００Ｖコンセント２０または２００Ｖコンセント２１と、電源幹線２４とを接続して、１００Ｖコンセント２０または２００Ｖコンセント２１に電源が供給されるように構成されている。

また、電圧検知部２７および電流センサ２６は、１００Ｖコンセント２０または２００Ｖコンセント２１に送られる電圧値および電流値を検出して車室側制御部１６に送るように構成されており、車室側制御部１６は、電流センサ２６による電流値が所定の値以下になったら、充電が完了したものとして電力開閉器２３をＯＦＦ動作させるように構成されている。これにより、電源幹線２４と１００Ｖコンセント２０または２００Ｖコンセント２１とが切り離され、電力が完全に供給されない状態となる。そして、車室側制御部１６は、充電が完了した場合に充電制御部７にその旨を送信し、充電制御部７は、充電リストに基づいて、他の充電要求がある他の車室３の充電が可能となるように充電信号を出力して、充電される車室３を充電完了後に順次切り換えるように制御するものである。

次に、本実施形態の作用について図９に示すフローチャートを参照して説明する。

本実施形態においては、まず、駐車場２の利用者が車両１の充電を希望する場合は、車室側充電ユニット１４のカバー部材３１を開いて、コンセント２０に、車両１の充電プラグを差し込んだ後（ＳＴ１）、充電制御ユニット６において、利用者が、キー入力部８を操作して、充電予約受付の入力を行う（ＳＴ２）。

続いて、利用者がキー入力部８を操作して、１００Ｖまたは２００Ｖの充電電圧を設定する（ＳＴ３）。そして、充電開始画面が表示部９に表示され（ＳＴ４）、確認を選択すると（ＳＴ５）、充電制御部７から車室側制御部１６に信号を出力し、車室側制御部１６によりロック機構３２を動作させてカバー部材３１をロックさせる（ＳＴ６）。そして、ロック機構３２のロックが完了しない場合には（ＳＴ７）、カバー部材３１の確認画面を表示部９に表示させ（ＳＴ８）、ロック機構３２のロックが完了した場合は、設定充電電圧が２００Ｖの場合は、充電電圧が２００Ｖで設定された旨、メモリ１０に記憶させ（ＳＴ１０）、充電制御部７から車室側制御部１６に充電信号を送り、車室側制御部１６により電力開閉器２３を充電電圧が２００Ｖとなるように切り換える（ＳＴ１１）。そして、２００Ｖにより充電が開始される（ＳＴ１２）。

一方、設定充電電圧が１００Ｖの場合は、充電電圧が１００Ｖで設定された旨、メモリ１０に記憶させ（ＳＴ１３）、充電制御部７から車室側制御部１６に充電信号を送り、車室側制御部１６により電力開閉器２３を充電電圧が１００Ｖとなるように切り換える（ＳＴ１４）。そして、１００Ｖにより充電が開始される（ＳＴ１５）。

なお、充電開始画面によりキャンセルを選択すると（ＳＴ１６）、充電を行わずに終了する。

次に、本実施形態における充電中の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

充電中は、２００Ｖで充電している場合は（ＳＴ２０）、次の充電予約がない場合には（ＳＴ２１：ＮＯ）、そのまま２００Ｖで充電を行い、充電量が最大となった場合または一定の充電時間が経過した後に充電を終了する（ＳＴ２２）。また、次の充電予約があった場合には（ＳＴ２１：ＹＥＳ）、充電を待機し（ＳＴ２３）、先に充電している車両１の充電が終了したら、充電を開始する（ＳＴ２４）。

一方、１００Ｖで充電している場合は、（ＳＴ２０）、次の充電予約がない場合には（ＳＴ２５：ＮＯ）、そのまま１００Ｖで充電を行い、充電量が最大となった場合または一定の充電時間が経過した後に充電を終了する（ＳＴ２６）。また、次の充電予約があった場合には、（ＳＴ２５：ＹＥＳ）、次の車両１の充電が１００Ｖである場合（ＳＴ２７）、次の車両１に対して充電を開始する（ＳＴ２８）。また、次の車両１の充電が２００Ｖである場合、充電を待機し（ＳＴ２３）、先に充電している車両１の充電が終了したら、充電を開始する（ＳＴ２４）。

そして、さらに次の充電予約がない場合には（ＳＴ２９：ＮＯ）、そのまま１００Ｖで充電を行い、充電量が最大となった場合または一定の充電時間が経過した後に充電を終了する（ＳＴ３０）。また、さらに次の充電予約があった場合には（ＳＴ２９：ＹＥＳ）、充電を待機し（ＳＴ３１）、先に充電しているいずれか一方の車両１の充電が終了したら、充電を開始する（ＳＴ３２）。

そして、充電が終了した場合には、カバー部材３１のロック機構３２を解除して、利用者が電源プラグ１９を外して、カバー部材３１を閉めることにより、充電動作が完了する。

以上述べたように、本実施形態においては、利用者が、１００Ｖまたは２００Ｖの充電電圧を設定し、この設定充電電圧に基づいて電力開閉器２３を切り換えるようにしているので、複数の充電電圧に対して適正に対応する充電システムを得ることができる。また、充電制御部７により、充電電圧が２００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室３の車両１のみに充電を行い、充電中に他の車室３の車両１に対して充電予約が行われた場合には、現在充電中の車両１への充電が終了するまで待機するように制御し、充電電圧が１００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った車室３の車両１の他に、もう１つの車室３の車両１に対しても充電を行うように制御するようにしているので、充電電圧に応じて、充電中以外の車両１に対しても適正に充電制御を行うことができる。

なお、前記実施形態においては、各車室３に車室側充電ユニット１４を設けるようにしたが、必ずしも、全ての車室３に車室側充電ユニット１４を設ける必要はなく、一部の車室３に車室側充電ユニット１４を設けて複数の車室３において、この車室側充電ユニット１４を共有するようにしてもよい。さらに、各車室３に充電ユニットを設けるのではなく、例えば、精算機３１に充電ユニットを設け、この充電ユニットを共有するようにしてもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１車両
２駐車場
３車室
４分電盤
６充電制御ユニット
７充電制御部
８キー入力部
９表示部
１０メモリ
１１タイマ
１２プリンタユニット
１３カード処理機
１４車室側充電ユニット
１５通信部
１６車室側制御部
１７車室側通信部
１８制御用通信線
１９電源プラグ
２０１００Ｖ用コンセント
２１２００Ｖ用コンセント
２３電力開閉器
２４電源幹線
２５漏電遮断器
２６電流センサ
２７電圧検知部
２８２００／１００切換器
２９Ｌ１／Ｌ２切換器
３０ＯＮ／ＯＦＦ切換器
３１カバー部材
３２ロック機構

Claims

電気車両を駐車可能とした駐車場に設置される車室と、
外部電源から電力が供給される電源幹線と、
前記車両に対応した充電受付情報および設定充電電圧からなる充電情報を記憶するメモリと、前記メモリから読み出した充電情報に基づいて前記車両に対して充電可能に制御する充電制御部とを備えた充電制御ユニットと、
少なくとも１以上設置され、前記車室に駐車した車両の受電側接続器が接続され前記電源幹線から複数の充電電圧の電力が供給される給電側接続器と、前記充電制御部から送られる充電情報に基づいて前記給電側接続器に供給される充電電圧を切り換える電力開閉器とを備えた車室側充電ユニットと、
を備えていることを特徴とする車両用充電システム。
前記給電側接続器は、複数の充電電圧ごとに複数設置され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。
複数の充電電圧は、それぞれ１００Ｖおよび２００Ｖであり、前記電源幹線は、単相３線の電源幹線であり、前記電力開閉器は、前記単相３線の各線を切り換えることにより、充電電圧を１００Ｖまたは２００Ｖに切り換えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用充電システム。
前記充電制御部は、充電電圧が２００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った前記車室の車両のみに充電を行うとともに、充電中に他の前記車室の車両に対して充電予約が行われた場合には、現在充電中の車両への充電が終了するまで待機するように制御し、充電電圧が１００Ｖに設定された場合には、充電予約を行った前記車室の車両の他に、次の車両の充電が１００Ｖである場合、他の１つの前記車室の車両に対して充電を許可するように制御することを特徴とする請求項３に記載の車両用充電システム。