JP2008312401A - Charge system and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車などの電動車両に備えられたバッテリを充電する技術に関する。 The present invention relates to a technique for charging a battery provided in an electric vehicle such as an electric vehicle.
電動車両は、バッテリからの電力の供給を受けて駆動する電動機を動力源として利用しており、バッテリの充電量が不足した時にはバッテリの充電が必要になる。 The electric vehicle uses an electric motor that is driven by the supply of electric power from the battery as a power source. When the amount of charge of the battery is insufficient, the battery needs to be charged.
バッテリの充電を行うには、例えば給電装置が用いられる。給電装置は、充電用電源と、当該充電用電源に電気的に接続されたケーブルと、当該ケーブルの先端に設けられた給電コネクタとを備え、給電コネクタが、電気自動車側に設けられた充電コネクタと電気的に接続されることで、充電用電源からの電力がバッテリに供給され、バッテリの充電が行われる。 For example, a power feeding device is used to charge the battery. The power feeding device includes a charging power source, a cable electrically connected to the charging power source, and a power feeding connector provided at a tip of the cable, and the power feeding connector is provided on the electric vehicle side. Is electrically connected to the battery, power from the charging power source is supplied to the battery, and the battery is charged.
ところで、単一の充電コネクタのみが設けられた電気自動車の場合、1つの給電装置に対して1つの電気自動車のバッテリの充電を行える。よって、複数の電気自動車を1つの給電装置で充電する場合、充電対象の電気自動車を切り替えるごとに、ケーブルの接続を切り替える作業などを行う必要がある。 By the way, in the case of an electric vehicle provided with only a single charging connector, the battery of one electric vehicle can be charged with respect to one power feeding device. Therefore, when charging a plurality of electric vehicles with one power supply device, it is necessary to perform an operation of switching the connection of the cable each time the electric vehicle to be charged is switched.
一方、特許文献1には、電気自動車に2つの受給電口を設け、当該2つの受給電口を車内に搭載されたバッテリの電極端子間に並列接続し、一方の受給電口を給電装置に接続すると共に、他方の受給電口を他の電気自動車に接続して、1つの給電装置により、2つの電気自動車に搭載された各バッテリを同時に充電する技術が開示されている。
On the other hand, in
特許文献1のような給電装置によれば、1つの給電装置により複数の電動車両に搭載された各バッテリの充電を行うことができる。
According to the power supply device as in
しかしながら、電動車両に搭載されるバッテリは比較的容量が大きい場合が多いため、各バッテリの電極端子間を並列接続して1つの給電装置により同時に充電する場合、電源電圧が高い電源を用いることが好ましい。そのため、例えば、家庭などで用いられる商用電源などの電源電圧では、複数のバッテリを充電するのに必要な電源電圧を十分に得られない可能性がある。 However, since a battery mounted on an electric vehicle often has a relatively large capacity, when a battery is connected in parallel between the electrode terminals of the battery and charged simultaneously by a single power supply device, a power source having a high power supply voltage must be used. preferable. Therefore, for example, there is a possibility that a power supply voltage necessary for charging a plurality of batteries cannot be obtained sufficiently with a power supply voltage such as a commercial power supply used at home.
本発明は、たとえ商用電源を用いる場合でも、1つの電源により複数の車両に搭載された各バッテリの充電を効率的に行うことを目的とする。 An object of the present invention is to efficiently charge each battery mounted on a plurality of vehicles with one power source even when a commercial power source is used.
本発明に係る充電システムは、バッテリと、前記バッテリおよび外部の電源に接続され前記電源からの電力の供給を受けて前記バッテリを充電する充電部とを備える車両を複数含む充電システムであって、前記各充電部は、互いにケーブルを介して前記電源に並列に接続され、前記各車両は、前記充電部によるバッテリの充電の終了に対応して前記ケーブルを介して終了信号を出力する充電制御部であって、予め定められた自己の充電順番が1番の場合には、外部からの充電要求に応じて、前記充電部に充電の開始を指示し、自己の充電順番が1番でない場合には、他の充電制御部から前記ケーブルを介して入力された終了信号に基づいて前記充電部に充電の開始を指示することで、前記充電順番に基づいて各充電部が1つごとに順次バッテリの充電を実行するように前記充電部を制御する充電制御部を備える、ことを特徴とする。 A charging system according to the present invention is a charging system including a plurality of vehicles including a battery and a charging unit that is connected to the battery and an external power source and receives power supplied from the power source to charge the battery. The charging units are connected in parallel to the power source via cables, and the vehicles output a termination signal via the cable in response to completion of charging of the battery by the charging unit. In the case where the predetermined charging order is No. 1, in response to an external charging request, the charging unit is instructed to start charging, and when the charging order is not No. 1 The charging unit instructs the charging unit to start charging based on an end signal input from the other charging control unit via the cable, so that each charging unit sequentially receives a battery based on the charging order. Comprising a charging control unit that controls the charging unit to execute the charging, and wherein the.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記充電制御部は、自己の充電順番が1番でない場合、自己の充電順番と、他の充電制御部からの終了信号の受信回数とに基づいて、前記充電部に充電の開始を指示する、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, when the charging order is not the first, the charging control unit is based on the own charging order and the number of times the end signal is received from another charging control unit. The charging unit is instructed to start charging.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記充電順番は、前記電源を最前段として、最後段の充電部に対応する充電制御部から前段側に向かって昇順に割り当てられる、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, the charging order is assigned in ascending order from the charging control unit corresponding to the last charging unit toward the previous stage, with the power source being the foremost stage. To do.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記電源は、3相交流電源であり、前記車両は、3台以下であり、前記各ケーブルは、前記3相交流電源の各相に対応する3本の電源線と1本の中性線とを含み、前記各充電制御部は、前記3相交流電源側に接続されたケーブルを構成する電源線であって互いに相が異なる電源線から延びる連絡線と、当該ケーブルを構成する中性線とに接続され、さらに、前記3相交流電源とは反対側にケーブルが接続されている場合には、当該ケーブルを構成する中性線とも接続される、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, the power source is a three-phase AC power source, the number of vehicles is three or less, and each cable corresponds to each phase of the three-phase AC power source. Each of the charging control units is a power supply line constituting a cable connected to the three-phase AC power supply side and extending from power supply lines having different phases. If the cable is connected to the opposite side of the three-phase AC power source, and further connected to the neutral wire constituting the cable. It is characterized by that.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記各充電制御部は、前記連絡線を開閉するスイッチと、前記スイッチと一端が接続され、前記3相交流電源側の中性線と他端が接続される電流センサとを含み、前記3相交流電源とは反対側にケーブルが接続されている場合には、前記電流センサの前記一端には、当該反対側のケーブルを構成する中性線が接続され、前記スイッチをオンすることで終了信号を出力し、他の充電制御部からの終了信号を前記電流センサを介して検知する、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, each charging control unit includes a switch that opens and closes the connection line, the switch and one end connected, and the neutral line and the other end connected to the three-phase AC power supply side. And when a cable is connected to the opposite side of the three-phase AC power source, a neutral wire constituting the opposite cable is provided at the one end of the current sensor. An end signal is output when the switch is turned on, and an end signal from another charge control unit is detected via the current sensor.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記各充電制御部は、充電の開始を指示する前に、前記各スイッチをオンした状態における自己の電流センサで検知される電流に基づいて、自己の充電順番を決定する、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, each of the charging control units is configured to perform self-based detection based on a current detected by its own current sensor in a state where each of the switches is turned on before instructing the start of charging. The charging order is determined.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記各充電制御部は、自己の電流センサで検知される電流の波形に基づいて、自己の充電順番を決定する、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, each of the charging control units determines its own charging order based on a waveform of a current detected by its own current sensor.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記電流センサは、前記3相交流電源からの電流が所定量流れることでスイッチがオンするフォトカプラを含み、前記各充電制御部は、自己のフォトカプラのオン率の大きさに基づいて、自己の充電順番を決定する、ことを特徴とする。 In one aspect of the charging system according to the present invention, the current sensor includes a photocoupler that is turned on when a predetermined amount of current from the three-phase AC power supply flows, and each of the charging control units includes a self-photographing unit. The charging sequence is determined based on the magnitude of the coupler ON rate.
本発明に係る充電システムの1つの態様では、前記各充電制御部は、前記オン率が第1の大きさの場合には、自己の充電順番を1番と決定し、前記オン率が前記第1の大きさより大きい第2の大きさの場合には、自己の充電順番を2番と決定し、前記オン率が前記第2の大きさより大きい第3の大きさの場合には、自己の充電順番を3番と決定する、ことを特徴する。 In one aspect of the charging system according to the present invention, each of the charging control units determines its own charging order as No. 1 when the ON rate is the first magnitude, and the ON rate is the first rate. In the case of the second size larger than 1, the self-charging order is determined as No. 2, and in the case where the ON rate is the third size larger than the second size, the self-charging is performed. It is characterized in that the order is determined as No. 3.
本発明に係る車両は、バッテリと、前記バッテリおよび外部の3相交流電源に接続され前記3相交流電源からの電力の供給を受けて前記バッテリを充電する充電部と、上記の充電制御部を備えることを特徴とする。 A vehicle according to the present invention includes a battery, a charging unit that is connected to the battery and an external three-phase AC power supply, receives power supplied from the three-phase AC power supply, and charges the battery, and the charging control unit It is characterized by providing.
本発明によれば、複数の車両に搭載された各バッテリを1つずつ順次充電するため、たとえ商用電源を用いる場合でも、各バッテリの充電を効率的に行うことができる。 According to the present invention, since each battery mounted on a plurality of vehicles is sequentially charged one by one, each battery can be efficiently charged even when a commercial power source is used.
本発明を実施するための最良の形態を具体的に示す実施形態について、以下図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment specifically showing the best mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る充電システムの全体構成の模式図である。図1において、電源50は、3相交流電源系統の商用電源(例えば、出力電圧100/200V、周波数50/60Hz)であり、電源50からの電力を3相4線式の充電ケーブル52を介して外部へ出力する。電動車両10a,10b,10c(以下、各電動車両を区別する必要がない場合は、「電動車両10」と称す)は、受電口12および該受電口12と複数の導線を介して接続された給電口14を備え、受電口12を介して、電源50からの電力を入力する。また、電動車両10は、受電口12から入力された電力を給電口14を介して外部へ出力する。電動車両10は、具体的には、電気自動車や、商用電源でバッテリの充電が可能ないわゆるプラグイン・ハイブリッド電気自動車などである。
FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of the charging system according to the present embodiment. In FIG. 1, a
図1に示す通り、電源50および電動車両10は、充電ケーブル52および中継ケーブル16,18を介して接続される。より具体的には、電源50から延びる充電ケーブル52が、電動車両10aの受電口12aに接続される。また、3相4線式の中継ケーブル16を介して、電動車両10aの給電口14aと電動車両10bの受電口12bとが接続される。さらに、3相4線式の中継ケーブル18を介して、電動車両10bの給電口14bと電動車両10cの受電口12cとが接続される。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、このように充電ケーブル52および中継ケーブル16,18を介して電源50および各電動車両10を接続し、電源50からの電力により、電動車両一台ずつ順番に、電動車両に搭載されたバッテリを充電する。より具体的には、本実施形態では、電源50を最前段とした場合に、最も後段側に接続された電動車両10c(つまり、後段側に他の電動車両が接続されておらず、給電口14から充電ケーブル52を介して他の電動車両へ電力を伝達していない電動車両)から、電源50側である前段側に向かって、順番に電動車両ごとにバッテリを充電する。なお、電源50は、例えば家庭内の商用電源である。また、図1に示すような接続形態は、3台の電動車両のバッテリを併せて充電する際に組めばよい。また、本実施形態では、3台の電動車両を各ケーブルを介して接続する例について説明するが、電動車両は、3台以下の台数であれば、1台でも、2台でもよい。
In the present embodiment, the
図2は、本実施形態における充電システムの機能ブロックを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing functional blocks of the charging system in the present embodiment.
図2において、電源50は、R相ラインL1d、S相ラインL2d、T相ラインL3d、および中性ラインL4dを含み、各ラインが電源コンセント54を介して、3相4線式の充電ケーブル52に接続される。充電ケーブル52の先端には給電コネクタ(図示せず)が設けられており、充電ケーブル52は、給電コネクタを介して、電動車両10aの受電口12aに接続される。
In FIG. 2, the
各電動車両10は、動力源の電動機に電力を供給するバッテリ20と、電源50からの電力をバッテリ20に充電する充電部30と、充電部30によるバッテリ20の充電を制御する制御部40と、送信側フォトカプラ42と、受信側フォトカプラ44とを備える。充電部30は、入力された3相交流電流の電圧を直流電流に変換し、直流電流によりバッテリ20を充電する。また、制御部40と送信側フォトカプラ42と受信側フォトカプラ44とが、充電制御部を構成する。
Each electric vehicle 10 includes a battery 20 that supplies electric power to a motor as a power source, a charging unit 30 that charges the battery 20 with electric power from the
さらに、各電動車両10は、受電口12および給電口14を備え、受電口12から電源50の各相に対応するR相ラインL1,S相ラインL2,T相ラインL3および電源50の中性点に対応する中性ラインL4の4線が延びる。各相ラインL1,L2,L3は、2つに分岐して分岐ラインLBと主ラインLMとを構成する。分岐ラインLBは、充電部30に接続され、受電口12から入力された電源50の電力が分岐ラインLBを介して充電部30に入力される。一方、主ラインLMは、給電口14に接続され、受電口12から入力された電源50の電力が主ラインLMを介して給電口14に達する。給電口14から出力された電力は、中継ケーブルを介して後段に接続された電動車両に伝達される。
Furthermore, each electric vehicle 10 includes a power receiving port 12 and a power feeding port 14, and the R phase line L <b> 1, the S phase line L <b> 2, the T phase line L <b> 3 and the neutrality of the
さらに、主ラインLMを構成するR相、S相、T相ラインL1,L2,L3のうち、電動車両ごとに互いに異なるいずれか一本のライン(以下、ラインLと称す)と、中性ラインL4とは、スイッチとして機能する送信側フォトカプラ42と、電流センサとして機能する受信側フォトカプラ44とを介して接続される。送信側フォトカプラ42と受信側フォトカプラ44とは、フォトダイオードおよびフォトトランジスタからなり、ラインLは送信側フォトカプラ42のフォトトランジスタ(以下、送信側フォトトランジスタと称す)のコレクタ側に接続される。また、送信側フォトトランジスタのエミッタ側には、受信側フォトカプラ44のフォトダイオード(以下、受信側フォトダイオードと称す)のアノード側が接続され、受信側フォトダイオードのカソード側には、中性ラインL4が接続される。 Further, among the R-phase, S-phase, and T-phase lines L1, L2, and L3 constituting the main line LM, any one line (hereinafter referred to as line L) that is different for each electric vehicle, and a neutral line L4 is connected via a transmission-side photocoupler 42 that functions as a switch and a reception-side photocoupler 44 that functions as a current sensor. The transmission-side photocoupler 42 and the reception-side photocoupler 44 are composed of a photodiode and a phototransistor, and the line L is connected to the collector side of the phototransistor of the transmission-side photocoupler 42 (hereinafter referred to as a transmission-side phototransistor). . The emitter side of the transmission side phototransistor is connected to the anode side of the photodiode of the reception side photocoupler 44 (hereinafter referred to as reception side photodiode), and the neutral side L4 is connected to the cathode side of the reception side photodiode. Is connected.
このように構成することで、送信側フォトカプラ42のフォトダイオードに、制御部40からの指示に基づいて電流が流れることで、送信側フォトトランジスタがオンする。また、受信側フォトダイオードに、ラインLからの電流が流れることで、その電流に応じた矩形波が、受信側フォトカプラ44のフォトトランジスタから出力され、出力される矩形波に応じた電流信号が制御部40に入力される。制御部40は、入力される電流信号に基づいて、受信側フォトカプラ44に流れる電流を検知する。 With this configuration, the transmission side phototransistor is turned on when a current flows through the photodiode of the transmission side photocoupler 42 based on an instruction from the control unit 40. In addition, when a current from the line L flows through the reception side photodiode, a rectangular wave corresponding to the current is output from the phototransistor of the reception side photocoupler 44, and a current signal corresponding to the output rectangular wave is generated. Input to the controller 40. The control unit 40 detects the current flowing through the reception-side photocoupler 44 based on the input current signal.
さらに、送信側フォトトランジスタのエミッタ側と、受信側フォトダイオードのアノード側との間の分岐点43からは、ラインL5が延び、給電口14に達する。ラインL5は、給電口14、中継ケーブル、後段の電動車両の受電口を介して、後段の電動車両の受信側フォトダイオードのカソード側に接続される。 Further, a line L5 extends from the branch point 43 between the emitter side of the transmission side phototransistor and the anode side of the reception side photodiode and reaches the power supply port 14. The line L5 is connected to the cathode side of the receiving side photodiode of the rear electric vehicle via the power supply port 14, the relay cable, and the power reception port of the rear electric vehicle.
図3は、本実施形態における充電システムのうち、電源50と、各電動車両の送信側フォトカプラ42および受信側フォトカプラ44により構成される回路のみを示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing only a circuit including the
図3に示すように、電源50、R相ラインL1、電動車両10aの送信側フォトカプラ42a、受信側フォトカプラ44a、および中性ラインL4で、1つの閉回路が形成される。さらに、電源50、S相ラインL2、電動車両10bの送信側フォトカプラ42b、受信側フォトカプラ44b、ラインL5a、電動車両10aの受信側フォトカプラ44a、および中性ラインL4で、別の閉回路が形成される。加えて、電源50、T相ラインL3、電動車両10cの送信側フォトカプラ42c、受信側フォトカプラ44c、ラインL5b、電動車両10bの受信側フォトカプラ44b、ラインL5a、電動車両10aの受信側フォトカプラ44a、および中性ラインL4で、さらに別の閉回路が形成される。
As shown in FIG. 3, the
さて、このように構成された充電システムにおいて、本実施形態では、まず、各電動車両の制御部40は、電動車両の接続位置に基づいて、電源50から遠い順に充電が行われるように各電動車両の充電順番を決定する。
In the charging system configured as described above, in the present embodiment, first, the control unit 40 of each electric vehicle is charged according to the connection position of the electric vehicle so that charging is performed in order from the
ここで、各電動車両の接続位置の特定方法について説明する。 Here, a method for specifying the connection position of each electric vehicle will be described.
図3に示す回路構成より明らかなように、各電動車両の送信側フォトカプラ42をオンした場合、最も電源50から離れた位置に接続された電動車両10cの受信側フォトカプラ44には、T相ラインL3からの交流電流が供給される。また、電動車両10bの受信側フォトカプラ44には、T相ラインL3およびS相ラインL2からの交流電流が供給される。さらに、最も電源50に近い位置に接続された電動車両10aの受信側フォトカプラ44には、T相ラインL3、S相ラインL2およびR相ラインL1からの交流電流が供給される。つまり、各電動車両の受信側フォトカプラ44に供給される電流は、接続される位置によって異なり、受信側フォトカプラ44のオン率も異なる。よって、制御部40は、このオン率の大きさに基づいて、各電動車両10の接続位置を特定することができる。
As apparent from the circuit configuration shown in FIG. 3, when the transmission side photocoupler 42 of each electric vehicle is turned on, the reception side photocoupler 44 of the
図4は、各電動車両の受信側フォトカプラ44のオン・オフの様子を示すタイムチャートである。上記の通り、電動車両10aの受信側フォトカプラ44aには、R相、S相、T相のすべてのラインからの交流電流が供給され、受信側フォトカプラ44aは、常時オン状態となる。また、電動車両10bの受信側フォトカプラ44bには、S相ラインおよびT相ラインからの交流電流が供給され、受信側フォトカプラ44bは、周期的にオンする。より具体的には、図5に示すように、前回オンした時刻t1、前回オフした時刻t2、さらに今回オンした時刻t3とした場合、オン率fを、次式(1)より求めると、受信側フォトカプラ44bのオン率fは、約5/6となる。
FIG. 4 is a time chart showing how the receiving-side photocoupler 44 of each electric vehicle is turned on / off. As described above, the AC current from all the R-phase, S-phase, and T-phase lines is supplied to the reception-
f=(t2−t1)/(t3−t1) ・・・(1) f = (t2-t1) / (t3-t1) (1)
さらに、電動車両10cの受信側フォトカプラ44cには、T相ラインからの交流電流が供給され、受信側フォトカプラ44bよりも短い期間オンし、受信側フォトカプラ44cのオン率fは、約1/2となる。
Further, an alternating current from the T-phase line is supplied to the reception-
したがって、制御部40は、受信側フォトカプラ44のオン率の大きさに基づいて、電動車両の接続位置を特定することができる。つまり、制御部40は、オン率fが1であれば、最も電源50側に接続された電動車両と判断する。また、制御部40は、オン率fが5/6であれば、中段に接続された電動車両と判断し、オン率fが1/2であれば、最も電源50から離れた最後段に接続された電動車両と判断する。
Therefore, the control unit 40 can specify the connection position of the electric vehicle based on the magnitude of the ON rate of the reception side photocoupler 44. That is, if the ON rate f is 1, the control unit 40 determines that the electric vehicle is most connected to the
図6は、各電動車両の制御部40が、電動車両の充電順番を決定する際に行う処理手順を示すフローチャートである。制御部40は、例えば、受電口12や給電口14へケーブルが接続されたことに対応して、あるいは、ユーザからの指示に対応して、充電順番を決定する。 FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure performed when the control unit 40 of each electric vehicle determines the charging order of the electric vehicle. For example, the control unit 40 determines the charging order in response to a cable connected to the power receiving port 12 or the power feeding port 14 or in response to an instruction from the user.
図6において、制御部40は、送信側フォトカプラ42のダイオードに電流を流すことで、送信側フォトカプラ42をオンする(S100)。その後、制御部40は、受信側フォトカプラ44のオン率fを式(1)により算出し(S102)、オン率fに基づいて、充電順番を決定する(S104)。より具体的には、制御部40は、オン率fが1の場合には、充電順番を「3」、オン率が5/6の場合には、充電順番を「2」、オン率が1/2の場合には、充電順番を「1」と決定する。決定後、制御部40は、送信側フォトカプラ42をオフする(S106)。 In FIG. 6, the control unit 40 turns on the transmission side photocoupler 42 by flowing a current through the diode of the transmission side photocoupler 42 (S <b> 100). Thereafter, the control unit 40 calculates the on-rate f of the reception-side photocoupler 44 using the equation (1) (S102), and determines the charging order based on the on-rate f (S104). More specifically, the control unit 40 sets the charging order to “3” when the on-rate f is 1, and sets the charging order to “2” and the on-rate is 1 when the on-rate is 5/6. In the case of / 2, the charging order is determined as “1”. After the determination, the control unit 40 turns off the transmission side photocoupler 42 (S106).
続いて、上記の通り、充電順番を決定した後に、制御部40が行う充電処理について説明する。 Next, the charging process performed by the control unit 40 after determining the charging order as described above will be described.
制御部40は、充電順番を決定した後、充電順番に応じて、図7A,7B,7Cに示すいずれかのフローチャートに基づく処理を実行する。以下、図7A,7B,7Cの処理手順について個別に説明する。 After determining the charging order, the control unit 40 executes processing based on any one of the flowcharts shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C according to the charging order. Hereinafter, the processing procedure of FIGS. 7A, 7B, and 7C will be individually described.
図7Aは、充電順番「1」の電動車両10(図1の接続構成の場合、電動車両10c)の制御部40が行う充電時の処理手順を示す。
FIG. 7A shows a processing procedure at the time of charging performed by the control unit 40 of the electric vehicle 10 in the charging order “1” (in the case of the connection configuration of FIG. 1, the
図7Aにおいて、制御部40は、充電順番を決定した後、充電開始の指示を充電部30に出力する(S200)。充電順番「1」の制御部40は、充電順番を決定した後、すぐに充電開始の指示を充電部30に出力してもよいし、あるいは充電順番を決定した後、ユーザからの充電要求を検知するまで待機し、当該要求を検知することに対応して、充電開始の指示を出力してもよい。また、制御部40は、バッテリの充電状態(SOC)を検知し、充電状態が所定の閾値より小さくなったことに対応して、充電開始の指示を出力してもよい。 In FIG. 7A, after determining the charging order, the control unit 40 outputs an instruction to start charging to the charging unit 30 (S200). After determining the charging order, the control unit 40 with the charging order “1” may output an instruction to start charging immediately to the charging unit 30, or after determining the charging order, It waits until it detects, and in response to detecting the request, an instruction to start charging may be output. In addition, the control unit 40 may detect the state of charge (SOC) of the battery and output a charge start instruction in response to the state of charge being smaller than a predetermined threshold.
その後、制御部40は、充電部30によるバッテリ20の充電が終了したか否かを判定する(S202)。なお、制御部40は、バッテリ20が満充電、あるいはバッテリ20の充電状態が所定の閾値より大きく、充電部30によるバッテリ20の充電を行う必要がない場合にも、充電が終了したと判定する(充電順番「2」,「3」の場合も同様)。判定の結果、制御部40は、充電部30によるバッテリ20の充電が終了したことを検知すると(ステップS202の判定結果が、肯定「Y」)、充電終了を示す終了信号をラインL5を介して前段の電動車両に出力する(S204)。より具体的には、制御部40は、送信側フォトカプラ42を所定期間オンする。前段側の制御部40は、後段側の送信側フォトカプラ42がオンしたことを、前段側の受信側フォトカプラ44がオンしたことで、検知することができる。 Thereafter, the control unit 40 determines whether or not the charging of the battery 20 by the charging unit 30 has been completed (S202). Note that the control unit 40 determines that the charging has ended even when the battery 20 is fully charged or the charging state of the battery 20 is greater than a predetermined threshold value and the charging unit 30 does not need to charge the battery 20. (The same applies to the charging orders “2” and “3”). As a result of the determination, when the control unit 40 detects that the charging of the battery 20 by the charging unit 30 has ended (the determination result of step S202 is affirmative “Y”), an end signal indicating the end of charging is sent via the line L5. Output to the preceding electric vehicle (S204). More specifically, the control unit 40 turns on the transmission side photocoupler 42 for a predetermined period. The front-stage control unit 40 can detect that the transmission-side photocoupler 42 on the rear-stage side is turned on by turning on the reception-side photocoupler 44 on the front-stage side.
次に、図7Bに基づいて、充電順番「2」の電動車両(図2の接続構成の場合、電動車両10b)の制御部40が行う充電時の処理手順について説明する。
Next, based on FIG. 7B, a processing procedure at the time of charging performed by the control unit 40 of the electric vehicle with the charging order “2” (in the case of the connection configuration of FIG. 2, the
図7Bにおいて、まず、制御部40は、充電順番「1」の電動車両の充電が終了したか否かを判定する(S300)。制御部40は、送信側フォトカプラ42がオフ状態において、後段側から入力された電流により受信側フォトカプラ44が1回オンしたことを検知した場合に、充電順番「1」の電動車両の充電が終了したと判定する。判定の結果、充電順番「1」の電動車両の充電が終了していたら、制御部40は、充電部30に充電開始の指示を出力する(S302)。その後、制御部40は、充電部30によるバッテリ20の充電が終了したか否かを判定する(S304)。判定の結果、制御部40は、充電部30によるバッテリ20の充電が終了することを検知すると(ステップS304の判定結果が、肯定「Y」)、送信側フォトカプラ42を所定期間オンすることで、終了信号をさらに前段の電動車両にラインL5を介して出力する(S306)。 In FIG. 7B, first, the control unit 40 determines whether or not the charging of the electric vehicle having the charging order “1” has been completed (S300). When the control unit 40 detects that the reception-side photocoupler 44 is turned on once by the current input from the subsequent stage while the transmission-side photocoupler 42 is in the off state, the control unit 40 charges the electric vehicle with the charging order “1”. Is determined to have ended. As a result of the determination, if the charging of the electric vehicle with the charging order “1” has been completed, the control unit 40 outputs an instruction to start charging to the charging unit 30 (S302). Thereafter, the control unit 40 determines whether or not the charging of the battery 20 by the charging unit 30 has been completed (S304). As a result of the determination, when the control unit 40 detects that the charging of the battery 20 by the charging unit 30 is finished (the determination result of step S304 is affirmative “Y”), the control unit 40 turns on the transmission side photocoupler 42 for a predetermined period. The end signal is further output to the preceding electric vehicle via the line L5 (S306).
さらに、図7Cは、充電順番「3」の電動車両10(図1の接続構成の場合、電動車両10a)の制御部40が行う充電時の処理手順を示す。
Furthermore, FIG. 7C shows a processing procedure at the time of charging performed by the control unit 40 of the electric vehicle 10 in the charging order “3” (in the case of the connection configuration of FIG. 1, the
図7Cにおいて、まず、制御部40は、充電順番「1」および充電順番「2」の電動車両の充電が終了したか否かを判定する(S400)。制御部40は、送信側フォトカプラ42がオフ状態において、後段側から入力された電流により受信側フォトカプラ44が2回オンしたことを検知した場合に、充電順番「1」および充電順番「2」の電動車両の充電が終了したと判定する。判定の結果、充電順番「1」および充電順番「2」の電動車両の充電が終了していた場合、つまり終了信号を2回検知した場合(ステップS400の判定結果が、肯定「Y」)、制御部40は、充電部30に充電開始の指示を出力する(S402)。 In FIG. 7C, first, the control unit 40 determines whether or not the charging of the electric vehicles with the charging order “1” and the charging order “2” is completed (S400). When the control unit 40 detects that the reception-side photocoupler 44 is turned on twice by the current input from the subsequent stage while the transmission-side photocoupler 42 is in the off state, the charging order “1” and the charging order “2” It is determined that charging of the electric vehicle is completed. As a result of the determination, when the charging of the electric vehicle with the charging order “1” and the charging order “2” has been completed, that is, when the end signal is detected twice (the determination result of step S400 is affirmative “Y”), The control unit 40 outputs an instruction to start charging to the charging unit 30 (S402).
以上の通り、各電動車両の制御部40は、接続位置(充電順番)に応じて、順次充電処理を行う。 As described above, the control unit 40 of each electric vehicle sequentially performs the charging process according to the connection position (charging order).
本実施形態によれば、最大3台の電動車両のバッテリの充電を1台ずつ順番に充電する。よって、バッテリの充電に用いる電源の容量が比較的小さい電源、例えば家庭用の商用電源を用いることができる。また、電源50からの電力を供給する際に用いる3相4線ケーブルを介して、各電動車両の接続位置を特定する際や、充電タイミングの制御を行う際に各制御部40間でやり取りされる終了信号を伝達することができる。よって、各制御部40間で通信を行うために各電動車両に別途制御ラインなどを設ける必要がない。
According to the present embodiment, the batteries of up to three electric vehicles are charged one by one in order. Therefore, a power source having a relatively small capacity for power supply for charging the battery, for example, a household commercial power source can be used. In addition, when the connection position of each electric vehicle is specified or the control of the charging timing is performed via the three-phase four-wire cable used when supplying power from the
なお、本実施形態では、3台の電動車両が互いに異なる相のラインに送信側フォトカプラ42の一端(コレクタ側)が接続されている必要がある。しかし、充電システムを構成する電動車両が、それぞれ互いに異なるラインに送信側フォトカプラ42の一端が接続されているとは限らない。そこで、電動車両には、例えばそれぞれディップスイッチを設け、ディップスイッチの設定により、送信側フォトカプラ42の一端に接続するラインを選択できるように構成してもよい。このように構成すれば、例えば、充電システムを構成する際に、ディップスイッチの設定を調整して、それぞれ互いに異なるラインに送信側フォトカプラ42の一端を接続することができる。 In the present embodiment, one end (collector side) of the transmission side photocoupler 42 needs to be connected to lines of different phases in the three electric vehicles. However, in the electric vehicle constituting the charging system, one end of the transmission side photocoupler 42 is not necessarily connected to a line different from each other. Therefore, for example, each electric vehicle may be provided with a dip switch so that a line connected to one end of the transmission-side photocoupler 42 can be selected by setting the dip switch. With this configuration, for example, when configuring the charging system, the setting of the dip switch can be adjusted, and one end of the transmission-side photocoupler 42 can be connected to different lines.
10 電動車両、12 受電口、14 給電口、16,18 中継ケーブル、20 バッテリ、30 充電部、40 制御部、42 送信側フォトカプラ、44 受信側フォトカプラ、50 電源、52 充電ケーブル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric vehicle, 12 Power receiving port, 14 Power supply port, 16, 18 Relay cable, 20 Battery, 30 Charging part, 40 Control part, 42 Transmission side photocoupler, 44 Reception side photocoupler, 50 Power supply, 52 Charging cable.
Claims (10)
前記各充電部は、互いにケーブルを介して前記電源に並列に接続され、
前記各車両は、
前記充電部によるバッテリの充電の終了に対応して前記ケーブルを介して終了信号を出力する充電制御部であって、予め定められた自己の充電順番が1番の場合には、外部からの充電要求に応じて、前記充電部に充電の開始を指示し、自己の充電順番が1番でない場合には、他の充電制御部から前記ケーブルを介して入力された終了信号に基づいて前記充電部に充電の開始を指示することで、前記充電順番に基づいて各充電部が1つごとに順次バッテリの充電を実行するように前記充電部を制御する充電制御部を備える、
ことを特徴とする充電システム。 A charging system including a plurality of vehicles including a battery and a charging unit that is connected to the battery and an external power source and receives power from the power source to charge the battery,
Each charging unit is connected in parallel to the power source via a cable,
Each vehicle is
A charging control unit that outputs an end signal via the cable in response to the end of charging of the battery by the charging unit, and when the predetermined charging order is No. 1, charging from the outside In response to a request, the charging unit is instructed to start charging, and when the charging order is not the first, the charging unit A charging control unit that controls the charging unit such that each charging unit sequentially charges the battery one by one based on the charging order by instructing the start of charging to
A charging system characterized by that.
前記充電制御部は、
自己の充電順番が1番でない場合、自己の充電順番と、他の充電制御部からの終了信号の受信回数とに基づいて、前記充電部に充電の開始を指示する、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 1,
The charge controller is
If the charging order of the self is not the first, based on the charging order of the self and the number of times of reception of the end signal from the other charging control unit, the charging unit is instructed to start charging.
A charging system characterized by that.
前記充電順番は、前記電源を最前段として、最後段の充電部に対応する充電制御部から前段側に向かって昇順に割り当てられる、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 2,
The charging order is assigned in ascending order from the charging control unit corresponding to the charging unit at the last stage toward the front stage side, with the power source as the front stage.
A charging system characterized by that.
前記電源は、3相交流電源であり、
前記車両は、3台以下であり、
前記各ケーブルは、前記3相交流電源の各相に対応する3本の電源線と1本の中性線とを含み、
前記各充電制御部は、
前記3相交流電源側に接続されたケーブルを構成する電源線であって互いに相が異なる電源線から延びる連絡線と、当該ケーブルを構成する中性線とに接続され、
さらに、前記3相交流電源とは反対側にケーブルが接続されている場合には、当該ケーブルを構成する中性線とも接続される、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 3,
The power source is a three-phase AC power source,
The number of vehicles is three or less,
Each cable includes three power lines corresponding to each phase of the three-phase AC power source and one neutral line,
Each of the charge control units is
A power supply line constituting a cable connected to the three-phase AC power supply side and extending from a power supply line having a different phase to each other; and a neutral line constituting the cable;
Furthermore, when a cable is connected to the opposite side to the three-phase AC power source, it is also connected to a neutral wire constituting the cable.
A charging system characterized by that.
前記各充電制御部は、
前記連絡線を開閉するスイッチと、前記スイッチと一端が接続され、前記3相交流電源側の中性線と他端が接続される電流センサとを含み、
前記3相交流電源とは反対側にケーブルが接続されている場合には、前記電流センサの前記一端には、当該反対側のケーブルを構成する中性線が接続され、
前記スイッチをオンすることで終了信号を出力し、他の充電制御部からの終了信号を前記電流センサを介して検知する、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 4,
Each of the charge control units is
A switch that opens and closes the connection line, and includes a current sensor to which one end of the switch is connected and a neutral line and the other end of the three-phase AC power supply are connected.
When a cable is connected to the opposite side to the three-phase AC power supply, a neutral wire constituting the opposite cable is connected to the one end of the current sensor,
An end signal is output by turning on the switch, and an end signal from another charge control unit is detected via the current sensor.
A charging system characterized by that.
前記各充電制御部は、
充電の開始を指示する前に、前記各スイッチをオンした状態における自己の電流センサで検知される電流に基づいて、自己の充電順番を決定する、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 5, wherein
Each of the charge control units is
Before instructing the start of charging, based on the current detected by its own current sensor in the state where each of the switches is turned on, determine its own charging order.
A charging system characterized by that.
前記各充電制御部は、
自己の電流センサで検知される電流の波形に基づいて、自己の充電順番を決定する、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 6,
Each of the charge control units is
Based on the current waveform detected by its own current sensor, determine its own charging order.
A charging system characterized by that.
前記電流センサは、前記3相交流電源からの電流が所定量流れることでスイッチがオンするフォトカプラを含み、
前記各充電制御部は、
自己のフォトカプラのオン率の大きさに基づいて、自己の充電順番を決定する、
ことを特徴とする充電システム。 The charging system according to claim 7, wherein
The current sensor includes a photocoupler that is turned on when a predetermined amount of current from the three-phase AC power supply flows;
Each of the charge control units is
Based on the magnitude of the ON rate of its own photocoupler, determine its own charging order,
A charging system characterized by that.
前記各充電制御部は、
前記オン率が第1の大きさの場合には、自己の充電順番を1番と決定し、
前記オン率が前記第1の大きさより大きい第2の大きさの場合には、自己の充電順番を2番と決定し、
前記オン率が前記第2の大きさより大きい第3の大きさの場合には、自己の充電順番を3番と決定する、
ことを特徴する充電システム。 The charging system according to claim 8, wherein
Each of the charge control units is
When the on-rate is the first size, the self-charging order is determined as the first,
If the on-rate is a second magnitude greater than the first magnitude, the self-charging order is determined as No. 2,
If the ON rate is a third magnitude greater than the second magnitude, the self-charging order is determined to be No. 3.
Charging system characterized by that.
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