JP2010142026A - 電気自動車の充電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】充電を開始する時刻の予約が可能、且つ、確実に予約の解除が可能な電気自動車の充電装置を提供すること。
【解決手段】電気自動車1は、バッテリ10を備えたバッテリ装置3と、EV−ECU5と、充電開始時刻を予約可能に形成された充電コントローラ21、供給電源Eに接続する接続部22、充電器23、及び、ECU24を備えた充電装置6と、を具備し、ECU24は、予約された充電開始時刻に基いてバッテリ10を充電するとともに、スイッチ26をOFFに操作することにより、充電開始時刻の予約の解除が可能に形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】電気自動車1は、バッテリ10を備えたバッテリ装置3と、EV−ECU5と、充電開始時刻を予約可能に形成された充電コントローラ21、供給電源Eに接続する接続部22、充電器23、及び、ECU24を備えた充電装置6と、を具備し、ECU24は、予約された充電開始時刻に基いてバッテリ10を充電するとともに、スイッチ26をOFFに操作することにより、充電開始時刻の予約の解除が可能に形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電気自動車の充電装置に関する。
現在、環境を考慮した自動車として、電気エネルギにより走行可能な電気自動車の普及が望まれている。このような電気自動車は、積載されたバッテリに蓄電された電気エネルギにより、駆動機構として設けられた走行モータをさせて車輪を回転させることで走行可能に形成されている。
このようなバッテリに蓄電された電気エネルギは、バッテリと家庭用電源(AC電源)や電気スタンド等の供給電源とを電気自動車の充電装置等を介して接続し充電する必要がある。例えば、家庭用電源により充電する場合には、電気自動車の使用後に、家庭用電源にバッテリを接続することで充電する。
このような電気自動車の充電装置において、充電中の異常や充電忘れ等を防止するために、充電状況を室内等から監視可能な充電のためのコントローラを用いるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなコントローラは、充電状況の監視だけでなく、コントローラによる遠隔操作により充電の予約機能を有するものも考えられる。
特開平09−233720号公報
上述した電気自動車の充電装置では以下の問題があった。即ち、コントローラにより充電やエアコンの予約等を行なう場合には、コントローラが手元にないと、予約の解除ができない。
例えば、外出先で充電を行なう場合であって、充電の時間が予約されている場合には、充電の予約を解除しないと、充電が開始されない。特に、電力料金が割安な夜間電力の契約を行なっている場合には、夜間電力の時間帯を充電時間として予約していることが考えられる。しかし、外出先で充電する場合に、外出先での充電する場所が深夜電力の契約を行なっているとは限らない。このような場合には、充電時間を少しでも長くするために、時刻が充電時間帯直前であっても深夜電力の時間帯を待つことなく早急に充電を開始することが望ましい。
しかし、このような外出先で充電を行う場合であって、コントローラを忘れた場合、コントローラのバッテリがなくなり操作ができない場合、又は、リモコンの紛失・破損が発生した場合は、タイマをキャンセルできない。このため、充電時間が十分に取れない虞や、電気自動車の充電が不可となり、電気自動車の走行不能に陥る虞もある。
そこで本発明は、充電を開始する時刻の予約が可能、且つ、確実に予約の解除が可能な電気自動車の充電装置を提供することを目的としている。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電気自動車の充電装置は、次のように構成されている。
本発明の一態様として、外部の供給電源から車両に搭載された二次電池に充電を行なう電気自動車の充電装置において、前記車両に搭載され、前記二次電池に接続された充電器と、この充電器に設けられ、前記二次電池と前記供給電源とを接続し、前記二次電池を充電可能に形成された接続部と、前記充電器により前記二次電池の充電を開始する充電開始時刻、及び、この充電開始時刻に充電を開始する予約が設定可能な指示手段と、前記指示手段で設定された前記充電開始時刻に、前記二次電池を前記充電器により充電させる制御手段と、前記車両に設けられ、前記指示手段による前記予約の設定の有効及び無効を切換可能に形成された解除手段と、を備えることを特徴とする電気自動車の充電装置が提供される。
本発明によれば、充電を開始する時刻の予約が可能、且つ、確実に予約の解除が可能な電気自動車の充電装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の一実施の形態に係る充電装置6を用いた電気自動車1を図1〜3を用いて説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る充電装置6を用いた電気自動車1の構成を示す説明図、図2は同電気自動車1の構成を示す説明図、図3は同充電装置6に用いられる充電コントローラ21の表示部31の一例を示す説明図である。尚、図1,2中、Eは供給電源を、Sは信号線をそれぞれ示している。
図1に示すように、電気自動車1は、車両本体(以下「車体」)2と、バッテリ装置3と、駆動機構4と、EV−ECU(Electric Vehicle-Electronic Control Unit)5と、充電装置6と、を備えている。図1、2に示すように、電気自動車1は、バッテリ装置3、駆動機構4、EV−ECU5及び充電装置6の一部がCAN−cのCANケーブル(以下「電気配線」)S等により接続されている。なお、電気自動車1は、ステアリング機構、空気調和機及びパワーウィンド装置等の他の構成品を有しているが、ここではその説明は省略する。
車体2は、その内部が、搭乗者や荷物等が搭乗するスペースである居住空間と、バッテリ装置3、駆動機構4、EV−ECU5、及び、充電装置6等の電気自動車1の構成品を収納・設置する収納空間とが、仕切部により仕切られて設けられている。また、車体2の居住空間には、後述するバッテリ10の電力残量が搭乗者に目視可能に表示される表示機を備えている。
バッテリ装置3は、バッテリ(二次電池)10と、バッテリECU11と、DC/DCコンバータ12と、補器バッテリ13と、を備えている。
バッテリ10は、例えば大容量のリチウムイオン電池等により形成されている。バッテリ10は、駆動機構4、EV−ECU5、充電装置6の一部、バッテリECU11及びDC/DCコンバータ12等の各構成品と電気配線S等により接続され、収納空間に搭載されている。バッテリ10は、電気配線Sを介して各構成品に電気エネルギを供給(電力供給)可能に形成されている。
バッテリECU11は、電気配線SによりEV−ECU5及びバッテリ10に接続されている。バッテリECU11は、例えばバッテリ10の充電状態、電気エネルギ(充電された電力残量)及び劣化状態等のバッテリ状態を検出可能なバッテリモニタ機能を有して形成されている。また、バッテリECU11は、このバッテリ状態をEV−ECU5に送信可能に形成されている。
バッテリECU11は、補器バッテリ13のバッテリ状態、例えば、補器バッテリ13の充電状態や劣化状態を認識可能に形成されている。また、バッテリECU11は、補器バッテリ13のバッテリ状態をEV−ECU5に送信可能に形成されている。即ち、バッテリECU11は、バッテリ10及び補器バッテリ13の監視が可能に形成され、これらバッテリ10及び補器バッテリ13の監視情報をEV−ECU5に送付可能に形成されている。
DC/DCコンバータ12は、バッテリ10からの電力を補器バッテリ13に充電するために、バッテリ10及び補器バッテリ13に電気配線Sを介して接続されている。補器バッテリ13は、例えば12V電圧のバッテリであり、電気自動車1の各構成品に接続されている。
駆動機構4は、電気配線Sによりバッテリ10に接続され、モータ15と、駆動車輪16とを備えている。例えば、モータ15は、使用者(運転者)からの駆動指示により、バッテリ10の電気エネルギにより駆動可能に形成されている。駆動車輪16は、モータ15により駆動可能に形成されている。
EV−ECU5は、電気自動車1の制御装置であり、各構成品と各種情報を送受信可能に形成されている。またEV−ECU5は、走行状態や空気調和機の運転状態等の電気自動車1の使用状況とバッテリ10の電力残量状況から、走行可能距離を算出可能に形成されている。EV−ECU5は、電力残量や走行可能距離を、バッテリ10の電力残量が表示される表示機に表示可能に形成されている。
また、EV−ECU5は、ECU24からの指示に基き、バッテリ10の充電を開始させる機能を有している。
充電装置6は、電気自動車1に搭載された充電機器20と、電気自動車1から離間して別体に設けられ、持ち運び可能な充電コントローラ(指示手段)21と、を備えている。
充電機器20は、供給電源Eに接続可能な電源ケーブル等の接続部22と、この接続部22の延長上に設けられた充電器23と、この充電器23に電気配線Sで接続された充電用のECU(制御手段)24と、を備えている。また、充電機器20は、ECU24に接続されたアンテナ装置25と、ECU24に接続され、ON/OFFが可能なスイッチ(解除手段)26と、を備えている。
接続部22は、例えば家屋等の建造物100に設けられた家庭用電源や電気スタンド等の供給電源Eと接続可能に形成されている。例えば、家庭用電源及び電気スタンドに接続する場合には、接続部22は、これら供給電源Eに接続可能な形状に形成されており、単数であっても複数であっても良い。
充電器23は、供給電源Eからの電気エネルギを、バッテリ10に充電可能なコンバータ(変換機)で形成されている。この充電器23は、例えば、AC/DCコンバータ及びDC/DCコンバータの機能を有して形成されている。充電器23は、ECU24からの充電指示に基いてバッテリ10に充電可能に形成されている。
ECU24は、スイッチ26がONである場合に、アンテナ装置25を介して充電コントローラ21から送信された指示、及び、スイッチ26のON/OFF状態に基いて充電器23によりバッテリ10を充電可能に形成されている。即ち、ECU24は、充電コントローラ21により設定された充電を開始する時間(充電開始時刻)の予約とスイッチ26の状態とに基いて、充電器23によりバッテリ10の充電を開始する機能を有している。
詳しく述べると、ECU24は、スイッチ26がONのときは、充電コントローラ21から送信された充電開始時刻にバッテリ10の充電を開始(実行)するとともに、スイッチ26がOFFのときは、充電開始時刻の予約を解除する(予約を無効とする)機能を有している。また、ECU24は、スイッチ26がOFFであって、且つ、接続部24が供給電源Eに接続された場合にバッテリ10の充電を開始する機能を有している。即ち、ECU24は、スイッチ26のON/OFFにより、充電器23により行なわれるバッテリ10の充電の時間予約のON/OFFを行なう。
また、ECU24は、日付及び時間をカウントするタイマであるカレンダ機能を有している。なお、ECU24が有するカレンダ機能は、外部から入力された日時を基にECU24が日時をカウントすることで、現在の日時を算出する機能である。
ECU24は、充電コントローラ21との通信時に、充電コントローラ21に設定された日付及び/又は時刻(日時)を受信し、これら受信した日時に基いてECU24のカレンダ機能を更新(書換)する機能を有している。
ECU24は、EV−ECU5から、バッテリ10の残量を受信可能に形成されている。また、ECU24は、バッテリ10の残量電力、バッテリ10の劣化状態、及び、充電器23の能力から、充電器23を介してバッテリ10に充電する電力量及び充電速度を算出可能に形成されている。
また、ECU24は、これら充電器23によるバッテリ10の充電速度、充電する電力量、バッテリ10の残量、及び、バッテリ状態に基いてバッテリ10を十分に充電するのに必要な時間を算出可能に形成されている。
ECU24は、各情報を充電コントローラ21に送信可能に形成されている。例えば、ECU24は、バッテリ10の残量及び充電器23の充電情報を充電コントローラ21に送信可能に形成されている。
即ちECU24は以下の機能を有している。
(1)スイッチ26のON/OFFに基いて、充電コントローラ21の指示を実行する機能。
(2)充電コントローラ21の指示に基いてバッテリ10を充電する機能。
(3)充電情報を充電コントローラ21に送信する機能。
アンテナ装置24は、省電力な無線等の信号により充電コントローラ21と情報の送受信(通信)が可能に形成されている。
スイッチ(解除手段)26は、例えば、一度押圧操作することで、押圧方向に往復動するモーメンタリ式のスイッチ部26aを有している。スイッチ26は、押圧操作によりONになった場合に、スイッチ部26aが点灯することで、スイッチ26がONである旨を光により報知可能に形成されている。
充電コントローラ21は、持ち運び可能な形状、例えば、手のひら大の方形薄型の形状に形成されている。また、充電コントローラ21は、無線等の信号によりアンテナ装置25を介してECU24との情報の送受信が可能に形成されている。即ち、充電コントローラ21は、電気自動車1と離間した場所からの遠隔操作により、ECU24と通信が可能に形成されている。充電コントローラ21は、本体部30と、本体部30に設けられた表示部31と、を備えている。
本体部30は、外部(例えば操作者)からの情報、例えば、指示等を入力可能な操作部32と、本体部30内部に設けられた記憶部33と、操作部32の操作を充電器23へ指示可能な制御部34と、を備えている。
操作部32は、接続部22が供給電源Eに接続されている際に、バッテリ10の充電を開始させる充電開始時刻の予約の設定が可能に形成されている。また、操作部32は、充電開始時刻の予約のON/OFF、即ち、スイッチ26のON/OFFを切換可能に形成されている。
記憶部33には、例えば、操作部32により操作された指示に基いてECU24の各機能を実行可能な指示機能が記憶されている。例えば、このような指示機能の一として、操作部32により設定されたバッテリ10の充電の開始時刻をECU24に送信可能な指示機能がある。また、記憶部33には、表示部31に表示させる各種情報が組み合わされた表示内容を予め設定した複数の基本表示画面が設定されている。
制御部34は、操作部32の操作を検知し、この操作情報から記憶部33に記憶された指示機能を実行可能に形成されるとともに、操作部32の操作情報を表示部31に表示可能に形成されている。制御部34は、記憶部33に記憶された指示機能を用いた充電コントローラ21からの指示を、ECU24に送信可能に形成されている。制御部34は、この通信により、ECU24又はECU24を介してEV−ECU5から充電器23や他構成品へ指示可能に形成されている。
即ち、制御部34は、ECU24への指示を信号として、無線等により、アンテナ装置25へと送信可能に形成されている。また、制御部34は、ECU24からの情報を受信し、表示部31にその情報を表示可能に形成されるとともに、ECU24からの情報を記憶部33に記憶可能に形成されている。
表示部31は、各種情報を表示可能に形成されている。例えば、表示部31は、現在時刻、アンテナ装置25と制御部34との通信の信号レベル(信号の強弱)、充電コントローラ21の電力残量、バッテリ10の残量、バッテリ10の充電状態(充電情報)、充電開始時刻、操作部32の操作案内、及び、操作情報等の各種操作案内等の各種情報のいずれかが表示可能に形成されている。
なお、図3に示す表示部31は、表示部31の表示の一つの例である。ここで、表示部31に表示させる各種情報は、記憶部33に予め設定された基本表示画面を操作部32の操作により選択することで、これら基本表示画面を切換可能に形成されている。このように、表示部31に表示させる表示画面は、任意に切換可能に形成されており、このような操作者は操作により必要な画面に表示可能となる。
このように構成された充電装置6を用いた電気自動車1では、まず、使用者は、充電コントローラ21の操作部32を操作し、充電コントローラ21の機能から、使用者が充電開始を希望する充電開始時刻の入力(設定)を予め行なう。ここでは、充電開始時刻の一例として、図3の表示部31の31aに表示されているように、例えば、毎日21:00から充電開始として、操作部32の操作により「Charger 21:00 D」と設定される。以下、充電開始時刻を21:00に設定しているものとして以下説明する。
充電コントローラ21の制御部34は、入力された充電開始時刻を認識するとともに、指示機能により、この充電開始時刻と、充電コントローラ21の時刻(日時)の情報とをECU24に送信することとなる。
このような設定を行なっている状態で、電気自動車1の走行を終えて自宅等に帰宅した電気自動車1の使用者(操作者、運転者)は、接続部22を、建造物100に設けられた供給電源Eに接続する。ECU24は、接続部22が供給電源Eに接続されたことを認識するとともに、充電コントローラ21により充電開始時刻の設定が有効か無効かを確認する。
ECU24は、図3に示すような充電コントローラ21から充電開始時刻の指示を受信していることを確認するとともに、スイッチ26がONに設定されているかを確認する。充電開始時刻の指示があり、且つ、スイッチ26がONに設定されている場合には、ECU24は、充電開始時刻の予約設定が有効として、ECU24のカレンダ機能の時刻が21:00となった場合に、EV−ECU5に対して充電開始を命令する。
このようにECU24によるカレンダ機能の更新を行うとともに、ECU24は、バッテリ10の残量から、充電時間を算出し、充電終了予定時刻、及び、充電中である情報(充電情報)を、アンテナ装置25から充電コントローラ21へと送信する。
次に、充電開始時刻21:00前に充電を行なう場合について説明する。
使用者が外出先の電気スタンド等によりバッテリ10を充電したい場合には、電気スタンド等の供給電源Eに接続部22を接続させる。次に、使用者は、充電コントローラ21又はスイッチ26の操作により、スイッチ26をOFFとして、充電開始時刻の予約を解除(無効と)することで、バッテリ10の充電が開始される。なお、再度、充電開始時刻の予約設定を有効にする場合には、充電コントローラ21又はスイッチ26の操作を行いスイッチ26をONとする。
使用者が外出先の電気スタンド等によりバッテリ10を充電したい場合には、電気スタンド等の供給電源Eに接続部22を接続させる。次に、使用者は、充電コントローラ21又はスイッチ26の操作により、スイッチ26をOFFとして、充電開始時刻の予約を解除(無効と)することで、バッテリ10の充電が開始される。なお、再度、充電開始時刻の予約設定を有効にする場合には、充電コントローラ21又はスイッチ26の操作を行いスイッチ26をONとする。
次に、使用者が外出先に充電コントローラ21を持ち忘れた場合や充電コントローラ21の紛失や破損等により、充電コントローラ21が使用不可能となった場合であって、且つ、充電開始時刻の予約が有効に設定されている場合について説明する。
充電コントローラ21が使用不可能となった場合には、使用者は、供給電源Eに接続部22を接続させるとともに、スイッチ26を押圧操作することで、スイッチ26を、ONからOFFへと切り換える。
ECU24は、スイッチ26のOFFを検出すると、充電コントローラ21からの充電開始時刻の予約を解除(無効と)するとともに、バッテリ10の充電を開始させる。このように、充電コントローラ21が使用不可能の場合には、スイッチ26をOFFとし、充電を開始させる。なお、充電コントローラ21の使用不可能が維持されている場合には、スイッチ26のON/OFFを行なうことで、充電開始時刻の予約設定の有効及び無効を切り換えることが可能となる。
この状態で、充電コントローラ21が使用可能となった場合には、先ず、ECU24は、充電コントローラ21に、スイッチ26のON/OFF状態の情報を充電コントローラ21に送信する。使用者は、この情報を確認するとともに、充電開始時刻の予約設定を有効にするために、スイッチ26を再度操作することでスイッチ26をOFFからONとする。ECU24は、このスイッチ26のONを検出すると、前回充電コントローラ21により指示のあった充電開始時刻の予約の設定を有効とし、次回移行、充電開始時刻となったときに、バッテリ10を充電させる。
即ち、充電コントローラ21が使用不可能な場合には、新たに充電開始時刻を設定することは不可能となるが、スイッチ26のON/OFFにより、予め設定された充電開始時刻の予約設定の有効及び無効の切換が可能となる。
このように構成された充電装置6を用いた電気自動車1によれば、使用者が充電コントローラ21により設定したバッテリ10の充電開始時刻の予約の設定の有効及び無効を、充電コントローラ21及びスイッチ26により切換可能となる。
このため、充電コントローラ21が何らかの理由により使用不可能となった場合であっても、スイッチ26により、充電開始時刻の予約設定の有効及び無効の切換が可能となり、充電コントローラ21の使用不可能に伴う充電開始時刻の予約設定の解除不能によるバッテリ10の充電不可能を防止することが可能となる。これにより、確実に充電の予約設定の解除を可能とし、バッテリ10を充電することが可能となるとともに、充電装置6の信頼性を向上させることが可能となる。
このため、外出先でのバッテリ10の電力残量の低下による充電時や、充電コントローラ21の使用不可能時であっても、充電開始時刻の予約に基いて充電、及び、充電開始時刻以外の充電の両方を確実に行なうことが可能となる。これにより、バッテリ10の電力残力の低下、又は、充電不可能状態による、電気自動車1の走行不能を防止することが可能となり、電気自動車1の信頼性の向上が可能となる。
上述したように、充電装置6を用いた電気自動車1によれば、充電コントローラ21により充電開始時刻の予約が可能となり、この充電開始時刻に基いたバッテリ10の充電を行なうことが可能となる。また、スイッチ26を用いて確実に、充電開始時刻の予約の有効及び無効の切換が可能となる。これらのことにより、バッテリ10を確実に充電可能とし、充電装置6及び電気自動車1の信頼性を向上することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上述した例では、スイッチ26のON/OFFにより、充電コントローラ21により設定された充電開始時刻の予約設定の有効及び無効の切換が可能としたが、これに限られない。例えば、充電コントローラ21に、充電の開始時刻の指示機能だけでなく、空気調和機の運転予約の指示機能を設けても良い。また、このような空気調和機の運転予約の有効及び無効を充電コントローラ21だけではなく、スイッチ26のON/OFFにより、有効及び無効を切換可能としてもよい。このように、スイッチ26により、空気調和機の運転予約を切り換えることで、充電コントローラ21の使用不可能時においても、空気調和機の運転予約の切換が可能となり、無駄な空気調和機の運転を防止することが可能となる。
また、上述した例では、ECU24がカレンダ機能を有するとしたが、ECU24だけではなく、EV−ECU5もカレンダ機能を有していても良く、また、EV−ECU5だけカレンダ機能を有し、日時の情報を各構成品に送信する構成でもよい。
また、上述した例では、スイッチ26は、押圧方向に往復するモーメンタリ式のスイッチ部26aを有するとしたが、モーメンタリ式のスイッチ部26aでなくとも、充電コントローラ21の例えば充電開始時刻の予約設定の有効及び無効の切換が確実にできればよい。
また、上述した例では、ECU24がバッテリ10に充電する電力量及び充電速度を算出可能に形成されているとしたが、ECU24でなく、EV−ECU5がバッテリ10に充電する電力量及び充電速度を検出可能な構成でもよい。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
1…電気自動車、2…車両本体(車体)、3…バッテリ装置、4…駆動機構、5…EV−ECU、6…充電装置、10…バッテリ、11…バッテリECU、12…DC/DCコンバータ、13…補器バッテリ、15…モータ、16…駆動車輪、20…充電機器、21…充電コントローラ(指示手段)、22…接続部、23…充電器、24…ECU(制御手段)、25…アンテナ装置、26…スイッチ(解除手段)、26a…スイッチ部、30…本体部、31…表示部、32…操作部、33…記憶部、34…制御部、100…建造物、S…CANケーブル(電気配線)、E…供給電源。
Claims (2)
- 外部の供給電源から車両に搭載された二次電池に充電を行なう電気自動車の充電装置において、
前記車両に搭載され、前記二次電池に接続された充電器と、
この充電器に設けられ、前記二次電池と前記供給電源とを接続し、前記二次電池を充電可能に形成された接続部と、
前記充電器により前記二次電池の充電を開始する充電開始時刻、及び、この充電開始時刻に充電を開始する予約が設定可能な指示手段と、
前記指示手段で設定された前記充電開始時刻に、前記二次電池を前記充電器により充電させる制御手段と、
前記車両に設けられ、前記指示手段による前記予約の設定の有効及び無効を切換可能に形成された解除手段と、
を備えることを特徴とする電気自動車の充電装置。 - 前記指示手段は、遠隔操作により前記予約を設定可能に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の充電装置。
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