JP2010200405A

JP2010200405A - 充電器付建物

Info

Publication number: JP2010200405A
Application number: JP2009039484A
Authority: JP
Inventors: Kanako Sugiyama; 佳菜子杉山; Shinji Soga; 真志曽我; Kazuhiro Narita; 和広成田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】目的に応じた蓄電池を充電して使用することができるようにすることを目的とする。
【解決手段】サイズや容量、用途等がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池を収納するための蓄電池収納部３８を複数設ける。蓄電池収納部３８は、サイズに応じてそれぞれ異なる大きさとして、各蓄電池を収納して充電する。また、目的や用途に応じた蓄電池を選択表示する表示ランプを各蓄電池収納部３８に設けると共に、各種入力画面の表示や、該入力画面に対する入力を行うためのタッチパネル５０を設ける。そして、例えば、自動車用蓄電池２６を使用する場合に、タッチパネル５０を操作して、使用時間や目的地を入力することにより、使用時間や目的地に応じた電力量を算出して、算出した電力量以上充電されている蓄電池を表示ランプ４８を点灯することにより選択表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、充電器付建物にかかり、特に、携帯機器用蓄電池、家電機器用蓄電池、自動車用蓄電池等の各種蓄電池を充電可能な充電器付建物に関する。

近年、蓄電池は充電すれば何度でも使用可能であるため、携帯機器、家電機器、自動車などの様々な装置で使用されるようになっており、様々な蓄電池を充電するための充電器が必要とされている。

蓄電池を充電するための充電器の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、複数種類の携帯電話及び複数種類の２次電池に対応した複数の充電ブロックから装置利用者自身の保持する携帯電話にあった充電ブロックを見つけ、その充電ブロックに携帯電話を取り付け、硬貨投入口から適当な金額の硬貨を投入し、選択ボタンから所望の充電時間を指示し、キーによって充電ブロックの扉を施錠すると、受け入れられた硬貨の金額を計算し、その計算された金額と指示された充電時間とに従って、充電ブロックに備えられた急速充電器を制御し、その充電ブロックの充電ホルダに取り付けられた携帯電話の２次電池の充電を行うことが提案されている。

特開平１０−１６２２４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、使用できるのは特定の差し込んだ蓄電池であって、選択可能な複数の蓄電池があるわけではなく、使用目的に応じた最適な蓄電池を選択するわけではない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、目的に応じた蓄電池を充電して使用することができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、サイズ、用途、及び容量がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池を収納する蓄電池収納部と、前記蓄電池収納部に収納された前記蓄電池を充電する充電手段と、を有する充電器を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、充電器は、蓄電池収納部と充電手段とを有しており、蓄電池収納部には、サイズ、用途、及び容量がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池が収納され、充電手段では、蓄電池収納部に収納された蓄電池が充電される。

従って、複数種類の蓄電池を充電することができるので、目的に応じた蓄電池を充電して使用することができる。

充電器は、請求項２に記載の発明のように、蓄電池収納部に収納された各蓄電池の充電状態を検出する充電状態検出手段と、充電状態検出手段の検出結果を表示する表示手段と、を更に有し、充電器を建物の壁面または床下収納に設けるようにしてもよい。このように充電状態検出手段及び表示手段を設けることで、表示手段の表示によって充電状態を確認することができる。

また、充電器の充電手段は、請求項３に記載の発明のように、商用電力及び自然エネルギーを用いて蓄電池を充電するようにしてもよい。この場合には請求項４に記載の発明のように、夜間は深夜電力を電源とし、昼間は自然エネルギーを電源として蓄電池を充電することにより、電力料金を安くすることができる。

また、充電器は、請求項５に記載の発明のように、蓄電池の使用条件を入力する入力手段と、入力手段によって入力された使用条件に対応する充電量の蓄電池を選択する選択手段と、選択手段の選択結果を表示する選択表示手段と、を更に有するようにしてもよい。これによって使用条件を入力するだけで、必要な充電量の蓄電池をユーザに知らせることができる。この場合には、選択手段は、請求項６に記載の発明のように、最適容量の蓄電池の充電量が不充分な場合に、最適容量の蓄電池より容量が多い使用条件を満たす充電量の蓄電池を選択するようにしてもよい。また、選択手段は、請求項７に記載の発明のように、入力手段によって使用目的及び使用時間を使用条件として入力することによって、使用条件に合う蓄電池を選択することにより、最適な蓄電池をユーザに知らせることができる。

なお、蓄電池収納部に収納された蓄電池は、請求項８に記載の発明のように、持ち出し可能とされ、使用しない場合には、建物で使用する機器の電力として使用するようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、複数種類の蓄電池を充電することができるので、目的に応じた蓄電池を充電して使用することができる、という効果がある。

本発明の実施の形態に係わる充電器付建物の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態に係わる充電器付建物の玄関に設置された充電器の概略を示す図である。本発明の実施の形態に係わる充電器付建物の制御系の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係わる充電器付建物の充電器で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。目的毎の蓄電池選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。蓄電池充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる充電器付建物の概略構成を示す図である。

本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０は、ハイブリッド自動車や電気自動車などの自動車２８で使用する自動車用蓄電池２６、掃除機やオーディオ機器などで使用する家電機器用蓄電池、携帯機器用蓄電池等の各種蓄電池を充電可能な充電器４０を備えている。

充電器４０は、充電器付建物１０に設けられた電力管理装置１２によって電力供給が制御され、充電器４０にセットされた蓄電池が充電される。

電力管理装置１２には、インバータ変換器１４、太陽電池１６、発電ユニット１８、電気温水器２０、及び、照明２２や空調装置２４等の家電機器が接続されており、住宅の電力を管理する。

インバータ変換器１４は、電力会社から供給される交流電力（商用電力）を直流電力に変換して電力管理装置１２に供給すると共に、電力管理装置１２から供給される直流電力を交流電力に変換して電力会社へ供給することが可能とされている。

太陽電池１６は、太陽エネルギーを電力に変換するソーラーパネルを有し、該ソーラーパネルによって変換された電力をに電力管理装置１２へ供給する。

発電ユニット１８は、燃料電池を有し、該燃料電池によって発電して、発電した電力を電力管理装置１２へ供給する。

また、電力管理装置１２には、建物で使用する蓄電池３０が備えられており、夜間などの電力料金が安い時間帯に蓄電池３０を充電したり、太陽電池１６を利用して蓄電池３０を充電し、昼間の電力料金が高い時間帯に、照明２２、空調装置２４、電気温水器２０等に蓄電池３０に蓄えた電力を供給するようになっている。

図２は、本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０の玄関に設置された充電器４０の概略を示す図である。なお、本実施の形態では、充電器４０は、玄関の壁面に設けられた例を示すが、これに限るものではなく、例えば、床下収納、廊下、リビングの収納庫、車庫などの充電対象の蓄電池を頻繁に出し入れするのに便利、かつ普段は目立たない部分に設けるようにしてもよい。

充電器４０は、サイズ、用途、及び蓄電量がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池を充電可能とされ、深夜電力等の電力料金が安い時間帯に電力管理装置１２の制御によって電力が供給され、複数種類の蓄電池を充電する。

充電器４０には、サイズ、用途、及び容量等がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池を収納するための蓄電池収納部３８が複数設けられており、サイズに応じてそれぞれ異なる大きさとされている。蓄電池収納部３８に収納する蓄電池のサイズとしては、例えば、幅×高さ×奥行が、１７０×１１０×２００の蓄電池、７０×７０×２００の蓄電池、５０×５０×１０の蓄電池、１７０×１１０×４００の蓄電池などを適用することができる。図２では、一例として、蓄電池収納部３８Ａは、自動車用蓄電池２６を収納し、蓄電池収納部３８Ｂは、掃除機用蓄電池を収納する。また、収納する蓄電池の他の用途としては、電動自転車、バイク、車いす、携帯電話、電化製品などの用途のものがある。

また、各蓄電池収納部３８には、表示ランプ４８が設けられており、目的や用途に応じた蓄電池を選択表示するようになっている。

また、充電器４０には、タッチパネル５０が設けられており、各種入力画面の表示や、該入力画面に対する入力が可能とされている。

このように構成された充電器４０では、例えば、自動車用蓄電池２６を使用する場合に、タッチパネル５０を操作して、使用時間や目的地を条件として入力することにより、使用時間や目的地に応じた電力量を算出して、算出した電力量以上充電されている蓄電池を表示ランプ４８を点灯することにより選択表示するようになっている。すなわち、ユーザは、選択表示された蓄電池と、自動車に搭載された蓄電池を交換することによって充電時間を待つことなく、目的地まで走行することが可能となる。

なお、充電器４０は、蓄電池接続部４６に接続された蓄電池の残量を供給電力制御部４４を介して充電器制御部４２が監視して、タッチパネル５０に表示するようにしてもよい。これによって、充電器４０の蓄電池収納部３８に収納された蓄電池の充電状態を確認することができる。

続いて、本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０の制御系の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０の制御系の構成を示すブロック図である。

上述の電力管理装置１２は、制御部３６、充放電制御部３２、及び蓄電池３０を備えており、充放電制御部３２には、照明２２や空調装置２４等の家電機器へ電力を供給するための配電盤３４、インバータ変換器１４、太陽電池１６、及び発電ユニット１８が接続されていると共に、充電器４０が接続されている。

また、充放電制御部３２は、電力会社から供給され、インバータ変換器１４によって変換された直流電力を蓄電池３０へ供給したり、蓄電池３０に蓄電された電力をインバータ変換器１４へ供給することによってインバータ変換器１４によって交流電力に変換して電力会社へ供給したり、インバータ変換器１４によって変換された直流電力を配電盤３４に供給したり、蓄電池３０に蓄電された電力を配電盤３４に供給したり、太陽電池１６から供給される電力を充電するための電力として蓄電池３０に供給したり、太陽電池１６から供給される電力をインバータ変換器１４を介して電力会社へ供給したり、発電ユニット１８から供給される電力を充電するための電力として蓄電池３０に供給したり、発電ユニット１８から供給される電力をインバータ変換器１４を介して電力会社へ供給したり、各種電力（例えば、蓄電池３０に蓄電された電力や太陽電池１６の電力、発電ユニット１８からの電力、電力会社からの電力等）を充電器４０に供給する。充放電制御部３２による各電力の流れの切換は、制御部３６によって制御される。

充電器４０は、充電器制御部４２の制御によって、充電器４０の蓄電池収納部３８に収納された蓄電池に対する電力の供給制御や、目的に応じた蓄電池の選択表示等を行う。

充電器制御部４２には、供給電力制御部４４、タッチパネル５０、及び通信部５２が接続されている。

供給電力制御部４４には、蓄電池収納部３８に対応して複数設けられた蓄電池接続部４６（図３では、１つのみ示す）が接続されており、供給電力制御部４４が、充放電制御部３２から供給される電力を蓄電池接続部４６へ供給することにより、蓄電池接続部４６に接続された各種蓄電池への充電を行う。

また、供給電力制御部４４には、上述の表示ランプ４８が接続されており、充電器制御部４２が選択した蓄電池が収納された蓄電池収納部３８に対応する表示ランプ４８を点灯するようになっている。

タッチパネル５０は、使用する蓄電池の用途や、使用時間等の入力を行うための条件設定画面の表示や、表示された設定画面に対する入力等を行うために設けられており、入力結果が充電器制御部４２に出力され、充電器制御部４２によって必要な電力が充電された最適容量の蓄電池が検出される。

通信部５２は、自動車２８に搭載されたナビゲーション装置５４と通信を行うために設けられており、例えば、充電器４０のタッチパネル５０によって設定された目的地を通信部５２によってナビゲーション装置５４に送信して、ナビゲーション装置５４の目的地設定等が可能とされている。

また、充電器制御部４２は、地図データを記憶しており、タッチパネル５０を用いて目的地を入力することによって経路検索したり、目的地までの所要時間等を算出するナビゲーション装置５４の機能を備えている。例えば、充電器制御部４２は、タッチパネル５０によって目的地が入力された場合には、ナビゲーション機能によって経路検索して距離や所要時間等を算出する。そして、目的地まで往復に必要な自動車の電力量を算出し、算出した電力量が蓄電された蓄電池を検索し、検索した蓄電池が収納された蓄電池収納部３８に対応する表示ランプ４８を点灯するようになっている。

また、充電器制御部４２は、間取り図を記憶しており、タッチパネル５０を用いて掃除する範囲を入力することによって、当該掃除範囲を掃除するために必要な電力量を算出し、算出した電力量が蓄電された蓄電池を検索し、検索した蓄電池が収納された蓄電池収納部３８に対応する表示ランプ４８を点灯するようになっている。

なお、目的地まで往復に必要な自動車の電力量の算出や、掃除範囲を掃除するために必要な電力量は、予めデータベース等に記憶して、随時更新するようにしてもよいし、随時算出するようにしてもよい。

また、充電器４０の蓄電池収納部３８に収納された蓄電池は、使用しない場合には、住宅用の蓄電池３０と同様に、建物で使用する家電等の機器の電源として使用するようにしてもよい。

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０の充電器４０で行われる処理の一例について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係わる充電器付建物１０の充電器４０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、ステップ１００では、蓄電池使用目的選択画面が表示されてステップ１０２へ移行する。例えば、蓄電池使用目的として、自動車、掃除機、携帯電話などを選択するための選択画面が蓄電池使用目的選択画面として表示される。

ステップ１０２では、選択入力があるか否か判定される。該判定は、ユーザによってタッチパネル５０が操作されて蓄電池使用目的の入力が行われたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、目的毎の蓄電池選択処理が行われてステップ１０６へ移行する。ここで、目的毎の蓄電池選択処理について図５を参照して説明する。図５は、目的毎の蓄電池選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。

目的毎の蓄電池選択処理へ移行すると、ステップ２００では、蓄電池選択入力画面がタッチパネル５０に表示されてステップ２０２へ移行する。蓄電池選択入力画面としては、例えば、蓄電池使用目的が自動車２８の場合には、使用時間や目的地などの選択入力画面を表示し、蓄電池使用目的が掃除機の場合には、使用時間や使用範囲を選択するための間取り図などをタッチパネル５０に表示する。

ステップ２０２では、条件が入力されたか否か判定される。該判定は、表示された蓄電池選択入力画面に対してユーザによってタッチパネル５０が操作されて条件等が入力されたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０４へ移行する。なお、自動車用蓄電池２６の場合に、目的地が条件として入力された場合には、通信部５２を介して自動車２８のナビゲーション装置５４に入力された目的地を送信するようにしてもよい。これによって、自動車２８のナビゲーション装置５４に目的地を設定する手間を省くことができ、直ぐに出発することができるようになる。また、掃除機用蓄電池の場合には、使用回数なども条件として設定できるようにしてもよい。この場合には、後述の処理で電力量を算出する際には、使用回数を考慮して電力量を算出する。

ステップ２０４では、条件に対応するデータがあるか否か判定される。例えば、データベース等を充電器制御部４２に予め記憶しておき、当該データベース内に入力された条件（例えば、自動車使用時間や目的地、或いは掃除機使用時間や掃除範囲等）に対応する必要な電力量を表すデータがあるか否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２０６へ移行し、否定された場合にはステップ２０８へ移行する。

ステップ２０６では、記憶されているデータベースから入力された条件に対して必要な電力量を表すデータが読み出されてステップ２１２へ移行する。

一方、ステップ２０８では、入力された条件に対して必要な電力量が算出されてステップ２１０へ移行する。例えば、予め自動車や掃除機などの消費電力を設定しておくことにより、使用する機器の消費電力を用いて、入力された自動車の使用時間、目的地、掃除機の使用時間、掃除範囲等に対して必要な電力量を算出する。

ステップ２１０では、条件に対応する電力量のデータベースの更新が行われてステップ２１２へ移行する。例えば、自動車用蓄電池２６の場合には、算出された走行距離や走行時間を走行するために必要な電力量のデータベースを更新し、掃除機用蓄電池の場合には、入力された掃除範囲や掃除時間を掃除するために必要な電力量のデータベースを更新する。また、掃除機用蓄電池の場合には、使用時間や掃除範囲などを更新することによって、いつも掃除する範囲や、その時間などを正確に割り出すことが可能となり、最適な蓄電池を選択表示することが可能となる。

ステップ２１２では、対応する蓄電池が検出されてステップ２１４へ移行する。すなわち、ステップ２０６またはステップ２０８で得られる電力量分の電力が充電されている蓄電池が検出されてステップ２１４へ移行する。なお、最適容量の蓄電池の充電量が不充分の場合には、使用条件を満たす充電量の少し容量が多いセカンドベストの蓄電池を検出する。

ステップ２１４では、検出した蓄電池が収納されている蓄電池収納部３８に対応する表示ランプ４８が点灯されて目的毎の蓄電池選択処理がリターンされて図４のステップ１０６へ移行する。

図４に戻ってステップ１０６では、蓄電池が入れ替えられたか否か判定される。すなわち、上述のステップ２１４で表示ランプ４８が点灯された蓄電池収納部３８に収納された蓄電池が取り出されたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ１０８へ移行する。なお、蓄電池が蓄電池収納部３８から取り出されたか否かの判定は、蓄電池接続部４６の接続が解除されたか否か等を判断することで判定できる。また、表示ランプ４８が点灯された蓄電池収納部３８に収納された蓄電池が取り出されたか否かだけではなく、取り出されて使用済みの蓄電池が新たに収納されたか否かを判定するようにしてもよい。

ステップ１０８では、点灯されていた表示ランプ４８が消灯されてステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、蓄電池充電処理が行われて一連の処理を終了する。蓄電池充電処理は、図６のフローチャートに従って行われる。図６は、蓄電池充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。

蓄電池充電処理へ移行すると、ステップ３００では、蓄電池接続部４６に接続されている蓄電池の残量が検出されてステップ３０２へ移行する。すなわち、蓄電池収納部３８に収納されている全ての蓄電池の残量が検出される。蓄電池の残量は、例えば、電流や電圧等を蓄電池接続部４６が検出することで各蓄電池の残量を検出することができる。

ステップ３０２では、全て満充電か否か判定され、該判定が肯定された場合には、蓄電池充電処理を終了し、否定された場合にはステップ３０４へ移行する。

ステップ３０４では、充電が必要な蓄電池の種類が検出されてステップ３０６へ移行する。蓄電池の種類の検出方法としては、例えば、蓄電池収納部３８毎に蓄電池の種類を予め定めておくことにより、残量が少ない蓄電池がどの蓄電池収納部３８に収納されているかを蓄電池接続部４６の接続状態から検出することで蓄電池の種類を検出することができる。

ステップ４０６では、検出した蓄電池の種類に対応する電流及び電圧で蓄電池の充電が行われて蓄電池充電処理を終了する。なお、蓄電池の充電は、上述したよう、深夜等の電力が安い時間帯に行うことで、充電に必要な電気料金を安くすることができる。或いは、深夜電力等によって充電した住宅で使用する蓄電池３０からの電力を用いて充電器４０に接続された蓄電池を充電するようにしてもよい。

このように充電器４０で処理を行うことによって、蓄電池の充電を待つことなく、既に充電された蓄電池を使用することができるので、利便的となる。例えば、自動車を使用する場合には、まず、タッチパネル５０を操作して蓄電池使用目的の入力を行う。このとき、蓄電池使用目的として自動車を選択する。続いて、使用時間または、目的地等の必要な電力量に係わる情報をタッチパネル５０を用いて入力する。これによって、充電器４０は、最適な充電量の蓄電池を検索し、表示ランプ４８を点灯することによって、ユーザに既に充電された蓄電池がどれであるかを知らせる。ユーザは、自動車に搭載された自動車用蓄電池２６と充電器４０で充電された蓄電池を交換することによって、充電を完了するまで待つことなる既に充電された蓄電池を交換することによって自動車を使用することができる。また、自動車に搭載されていた自動車用蓄電池２６は、ユーザによって使用する蓄電池の代りに充電器４０に戻すことにより、深夜電力等を利用して充電することができる。なお、ドライブ中の渋滞や目的地変更によって走行距離や走行時間が延びた場合には、自動車のナビゲーション装置５４によって自動車用蓄電池２６の残量を監視し、充電が必要になった場合に、ナビゲーション装置５４によって近くの充電ステーション等を検索して自動車用蓄電池２６の充電や交換を音声や表示によって促すようにしてもよい。

他の例では、掃除するために掃除機用蓄電池が必要な場合には、タッチパネル５０を操作して蓄電池の使用目的として、掃除機を選択する。続いて、使用時間または、掃除範囲等の必要な電力量に係わる情報をタッチパネル５０を用いて入力する。これによって、充電器４０は、最適な充電量の蓄電池を検索し、表示ランプ４８を点灯することによって、ユーザに既に充電された蓄電池がどれであるかを知らせる。ユーザは、掃除機の蓄電池を既に充電された蓄電池と交換することによって、充電を完了するまで待つことなく、掃除を開始することができる。また、掃除機に搭載されていた蓄電池は、ユーザによって使用する蓄電池の代りに充電器４０に戻すことにより、深夜電力等を利用して充電することができる。

１０充電器付建物
３８蓄電池収納部
４０充電器
４２充電器制御部
４４供給電力制御部
４６蓄電池接続部
４８表示ランプ
５０タッチパネル

Claims

サイズ、用途、及び容量がそれぞれ異なる複数種類の蓄電池を収納する蓄電池収納部と、
前記蓄電池収納部に収納された前記蓄電池を充電する充電手段と、
を有する充電器を備えた充電器付建物。
前記充電器は、前記蓄電池収納部に収納された各蓄電池の充電状態を検出する充電状態検出手段と、前記充電状態検出手段の検出結果を表示する表示手段と、を更に有し、前記充電器を建物の壁面または床下収納に設けた請求項１に記載の充電器付建物。
前記充電手段は、商用電力及び自然エネルギーを用いて前記蓄電池を充電する請求項１又は請求項２に記載の充電器付建物。
前記充電手段は、夜間は深夜電力を電源とし、昼間は自然エネルギーを電源として、前記蓄電池を充電する請求項３に記載の充電器付建物。
前記充電器は、前記蓄電池の使用条件を入力するための入力手段と、前記入力手段によって入力された前記使用条件に対応する充電量の蓄電池を選択する選択手段と、前記選択手段の選択結果を表示する選択結果表示手段と、を更に有する請求項１〜４の何れか１項に記載の充電器付建物。
前記選択手段は、最適容量の蓄電池の充電量が不充分な場合に、最適容量の蓄電池より容量が多い使用条件を満たす充電量の蓄電池を選択する請求項５に記載の充電器付建物。
前記選択手段は、前記入力手段によって使用目的及び使用時間を前記使用条件として入力することによって、前記使用条件に合う前記蓄電池を選択する請求項５又は請求項６に記載の充電器付建物。
前記蓄電池収納部に収納された前記蓄電池は、持ち出し可能とされ、使用しない場合には、建物で使用する機器の電力として使用する請求項１〜７の何れか１項に記載の充電器付建物。