JP2013032152A - 充電表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気自動車のユーザーが走行コストを認識できる充電表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】バッテリに充電された電力を駆動源としてモータを駆動して走行する自動車の充電表示装置であって、走行により消費したバッテリの電力と、バッテリへの充電を行う充電源の電力コストとに基づいて算出した走行費用を表示する走行費用表示部５２を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は電気自動車の充電表示装置に関し、特に、複数の充電源を用いて充電を行う電気自動車の充電表示装置に関する。
バッテリに充電された電力を駆動源としてモータを駆動して動力を得る電気自動車は、昨今では、家庭用の電源からもケーブルを介してバッテリの充電を行うことが可能となっている。ここで、最近では、太陽光発電や風力発電を行って自家発電を行う家庭が増えているが、そのような家庭では、余剰電力がある場合は電力会社に販売し、発電量が足りない場合には、電力会社の電力系統から供給される商用電力（系統電力）を使用するという方法を採っている。このようなシステムを発展させたものがスマートグリッドと呼称される次世代の電力網である。
このように、家庭においても自家発電による電力供給が取り入れられつつある現在では、家庭用の電源から電気自動車のバッテリを充電する場合でも、その充電電力が、太陽光発電や風力発電によって得られたものなのか、電力系統から得られたものなのかという違いがある。また、系統電力でも昼間と夜間とでは料金に違いがあるので、系統普通電力と系統夜間電力との違いもある。さらに、急速な充電を行う場合には、専用の急速充電器において有料の充電を行うこともある。
このように、電気自動車（ガソリンエンジンとモータとを併用したプラグインハイブリッド車も含む）においては、充電電力の供給源が複数存在しており、何れの供給源を選ぶかによって走行費用が異なることとなる。電気自動車における走行コストは「電費」などで表現され、ガソリン車における燃費と同様にユーザーにとって関心のある要素である。
しかし、従来の電気自動車においては、例えば特許文献１に開示されるように、バッテリの充電状態を示す表示は考案されているものの、電費などの走行コストが判るような表示は考案されていなかった。
特開２０１０−１４９５５３号公報（図２）
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、電気自動車のユーザーが走行コストを認識できる充電表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る充電表示装置の第１の態様は、バッテリに充電された電力を駆動源としてモータを駆動して走行する自動車の充電表示装置であって、走行により消費したバッテリの電力と、バッテリへの充電を行う充電源の電力コストとに基づいて算出した走行費用を表示する走行費用表示部を備えている。
本発明に係る充電表示装置の第１の態様によれば、自動車のユーザーは、走行費用表示部を見ることで、走行費用を意識して運転することができる。
電気自動車の本発明に関連する部分の構成を模式的に示す図である。 本発明に係る充電表示装置の構成を示す図である。 バッテリへの充電の一例を示す図である。 バッテリへの充電の一例を示す図である。 バッテリへの充電の一例を示す図である。 充電量表示部における充電量表示の変化を説明する図である。 充電量表示部の変形例の構成を示す図である。
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態に係る充電表示装置を備えた電気自動車の発明に関連する部分の構成を模式的に示す図である。
図１に示すように、電気自動車１は、電気自動車１の動力源となるモータ（図示せず）などの電力源となるバッテリパック２、電気自動車１全体の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３、制動動作時に回生電力を発生する回生電力発生部４、充電表示装置５、車載充電器６、充電源種別判定部７および電力ケーブル８を備えている。
バッテリパック２は、複数のバッテリセル２１とバッテリ管理部２２を有し、バッテリ管理部２２が複数のバッテリセル２１の充電状態を管理し、バッテリパック２全体の充電率等の情報を電子制御装置３に与える。
バッテリセル２１は電気自動車１を駆動するための電力を蓄積し、それぞれのバッテリセル２１は車載充電器６に接続され、車載充電器１６は電力ケーブル８を介して家庭用電源などの外部電源１０に接続される構成となっている。
ここで、外部電源１０からは、電力会社の電力系統から得られる系統普通電力および系統夜間電力、有料の急速充電器で得られる急速充電電力、家庭で得られた太陽光発電電力および風力発電電力などの供給源が異なる種々の電力が供給されるものとし、充電源種別判定部７では、充電の際にどのような電力が供給されているかを判定して、その情報をＥＣＵ３に与える構成となっている。
ＥＣＵ３は、バッテリ管理部２２から受けるバッテリパック２全体の充電率や、充電源種別判定部７からの充電源の種類についての情報を受け、バッテリパック２全体の充電率（充電残量）の情報と対応させることで、何れの充電源によりどの程度の充電が行われたかを知得し、その結果を充電表示装置５に表示する。
また、電気自動車１では、制動（ブレーキ）をかける場合には、まず回生ブレーキによる制動をかけるが、その際に回生電力発生部４により回生電力を発生させバッテリパック２に蓄積する。この回生電力も供給源の１つであり、回生電力の蓄積時には、その情報がＥＣＵ３に与えられ、バッテリパック２全体の充電率の情報と対応させることで、回生電力によりどの程度の充電が行われたかを知得することができる。
また、電気自動車１の走行によりバッテリの電力を消費した場合には、充電源ごとのコストデータに基づいて走行費用を算出し、その結果を充電表示装置５に表示する。
図２は、本発明に係る充電表示装置５の構成を示す図である。充電表示装置５は、充電量表示部５０、速度表示部５１および走行費用表示部５２を有している。
充電量表示部５０は、バッテリパック２全体のバッテリ充電率を、充電源の種類別に分類して表示する部分であり、ここでは棒グラフ状に表示する例を示している。速度表示部５１は、電気自動車１の走行中の車速を表示する部分である。また、走行費用表示部５２は、走行により消費したバッテリの電力に基づいて算出した走行費用を表示する部分である。
充電表示装置５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬディスプレイ（Organic Electro-Luminescence Display）を用いて構成され、充電量表示部５０は、充電源の種類をカラーで色分けして表示することができる。
なお、充電表示装置５は、キースイッチがアクセサリー電源オン（ＡＣＣ）位置にあれば、走行中以外でも表示される。
なお、図２においては速度表示部５１を含めて充電表示装置５としているが、速度表示部５１は含めない構成であっても良い。
次に、図３〜図５を用いて、充電量表示部５０における充電量表示の例について説明する。
図３は、バッテリパック２への充電が、系統普通電力および系統夜間電力によって行われた場合を示しており、外形が矩形状の充電量表示部５０に棒グラフ状に充電源の種類を分類して示している。
すなわち、６割程度の充電率において、下半分が系統普通電力による充電を示す領域Ｒ１となっており、上半分が系統夜間電力による充電を示す領域Ｒ２となっている。
また、図４は、バッテリパック２への充電が、太陽光発電電力によって行われた場合を示しており、６割程度の充電率において、その全てが太陽光発電電力による充電を示す領域Ｒ３となっている。
また、図５は、バッテリパック２への充電が、太陽光発電電力および回生電力によって行われた場合を示しており、充電率の５割が太陽光発電電力による充電を示す領域Ｒ３となっており、２割が回生電力による充電を示す領域Ｒ４となっている。
充電時に、充電源の種類をどのように判定するかについては幾つもの方法が考えられるが、スマートグリッドでは、スマートメータと呼称される通信機能や、他の機器を管理する高機能の電力メータが使用され、当該スマートメータを介して電力の入出力を管理するのであれば、出力している、すなわちバッテリパック２へ充電している電力が、何れの充電源によるものかを把握することは容易であり、その情報を充電源種別判定部７に有線通信あるいは無線通信で送ることも可能である。また、スマートメータを用いれば、系統電力は一切使用せず、太陽光発電電力や風力発電電力などの自家発電による電力のみを充電源として使用することも可能である。
なお、自家発電による電力を用いる場合は、電力コストは０円であり、スマートメータから充電源が自家発電による電力であるという情報を受けた充電源種別判定部７は、電力コストが例えば０円であるというデフォルト情報をＥＣＵ３に与える。
一方、系統電力を充電する場合は、スマートメータが系統電力の料金に関する情報を充電源種別判定部７に与え、充電源種別判定部７を介して電力コストの情報をＥＣＵ３に与える。
また、有料の急速充電器を用いた充電では、急速充電器の使用に際して課金されるので、その料金情報を充電源種別判定部７に与え、充電源種別判定部７を介して電力コストの情報をＥＣＵ３に与える。
なお、図３〜図５を用いた表示の例では、複数の充電源により充電されている場合、充電源の電力コストの高いものほど下側となるように表示したので、ユーザーにとっては電力コストの高低が認識しやすいという特徴がある。
さらに判りやすくするため、電力コストの高いものほど暗い色（黒色や赤色）で表示し、電力コストが低くなるほど明るい色（黄色やオレンジ色）で表示するなどしても良い。
また、多色を使うのではなく、単色の濃淡によって表示しても良く、電力コストの高いものほど濃い色で表示し、電力コストが低くなるほど薄い色で表示するなどしても良く、この場合は、すっきりと見やすい表示となる。
次に、図６を用いて、充電量表示部５０における充電量表示の変化について説明する。図６の（ａ）部には、電気自動車１の走行前の充電量表示部５０を示しており、バッテリパック２への充電が、系統普通電力（領域Ｒ１）、系統夜間電力（領域Ｒ２）および太陽光発電電力（領域Ｒ３）によって行われた場合を示しており、それぞれが、同程度の充電量を示しており、全体でほぼ１００％の充電率となっている。
図６の（ｂ）部には、電気自動車１の走行により、バッテリパック２の充電量が減少した場合の充電量表示部５０を示しており、各充電源において同じ割合で電力を消費したものとして充電量が減少するように表示されている。
この状態で、電気自動車１を止め、太陽光発電電力による充電源からの充電のみを行った場合の充電量表示部５０を図６の（ｃ）部に示しており、太陽光発電電力による充電を行うことで、太陽光発電電力による充電を示す領域Ｒ３のみが増え、領域Ｒ１およびＲ２は変化していない。
このように、バッテリパック２の電力を消費した場合には、充電源の種類に関わらず、何れも同じ割合で充電量が減少するように表示を行い、バッテリパック２への充電を行った場合には、充電に供した電源のみ表示を増やすものとする。
これにより、電気自動車１のユーザーは、充電量表示部５０を見ることで、何れの充電源によってどの程度の充電が行われているかを知ることができ、コスト的に高い充電源の比率が高い場合には、次に充電する際には、太陽光発電電力による充電を優先的に行うなど、コストを意識した運用が可能となる。
また、走行費用表示部５２には、消費した電力量と、走行距離に基づいてＥＣＵ３で算出された走行費用（円／ｋｍ）が表示されるので、電気自動車１のユーザーは走行費用を意識して運転することができる。
ここで、消費した充電源の電力量（ｋＷｈ）に、当該充電源の電力コスト（円／ｋＷｈ）を乗算し、それを走行距離（ｋｍ）で除算することで、走行費用を算出することができ、充電源の種類が複数ある場合には、それぞれの消費電力量（同じ割合で消費したものとして算出される）に電力コストを乗算したものを足し合わせ、走行距離（ｋｍ）で除算すれば良い。
なお、図６の例では、太陽光発電電力の電力コストは０円なので、系統普通電力および系統夜間電力の電力コストを考慮すれば良い。
なお、ＥＣＵ３には、電力コストの情報や、各充電源による充電量の情報が与えられるので、これを利用すれば、走行費用以外にも、電費や、現状の充電電力の平均コスト等も算出することができ、走行費用表示部５２をこれらの算出値の表示に切り替えることも可能である。
例えば、各充電源による充電量（ｋＷｈ）に、それぞれの電力コスト（円／ｋＷｈ）を乗算したものを足し合わせると、現状の充電電力のコスト（円）を算出することができる。これで現状の充電電力全体を除算することで、現状の充電電力の平均コスト（ｋＷｈ／円）を算出することができる。この場合、太陽光発電電力などの電力コストが低いものによる電力が多いほど数値が大きくなりコストパフォーマンスが良いことになるので、いわゆる「燃費」と同じ概念となりユーザーに受け入れられやすい表示となる。
また、消費した充電源の電力量（ｋＷｈ）に、当該充電源の電力コスト（円／ｋＷｈ）を乗算したもので走行距離（ｋｍ）を除算すると、ｋｍ／円で表された走行費用を算出することができる。この場合、表示される数値が大きいほどコストパフォーマンスが良いことになるので、いわゆる「燃費」と同じ概念となりユーザーに受け入れられやすい表示となる。
走行費用表示部５２において、円／ｋｍで表される走行費用とｋｍ／円で表される走行費用とを切り替えて表示可能とすることで、ユーザーの選択の幅を広げることができる。
また、走行距離（ｋｍ）を使用せず、消費した充電源の電力量（ｋＷｈ）に、当該充電源の電力コスト（円／ｋＷｈ）を乗算した値（円）を累積して走行費用として表示しても良い。この場合、より直接的に走行費用を認識できる。
また、走行距離（ｋｍ）を消費した充電源の電力量（ｋＷｈ）で除算すれば、ｋｍ／ｋＷｈで表された、いわゆる「電費」を算出することができる。なお、この逆数を「電費」とする国もあり、どちらも走行費用表示部５２に表示可能とすれば、世界中で通用するものとなる。
＜変形例１＞
図２に示した充電量表示部５０は、外形が矩形状をなし、そこに棒グラフ状に充電源の種類を分類して示す構成を示したが、図７に示す充電量表示部５０Ａのように円グラフで充電源の種類を分類して示す構成を採っても良い。
図７の（ａ）部には、充電率が５０％の場合の充電量表示部５０Ａを示しており、図７の（ｂ）部には、充電率が１００％の場合の充電量表示部５０Ａを示しており、充電率は円の直径の大小によって表されている。円グラフを用いることで、充電源別の充電の比率を把握しやすいという利点がある。
なお、図７では、充電率が５０％の場合と１００％の場合の２種類のみを示したが、０〜１００％まで、各比率での表示が可能であることは言うまでもない。
＜変形例２＞
以上の説明においては、電気自動車への適用を例に採ったが、ガソリンエンジンとモータとを併用したプラグインハイブリッド車への適用も可能である。すなわち、ガソリンエンジンで発電し、その電力をバッテリに蓄積し、蓄積した電力でモータを駆動させて走行するシリーズハイブリッド車であれば、ガソリンによる発電電力を、充電源の１つとすることができ、ガソリンの料金が判っているのであれば、ガソリンによる発電電力の電力コストを算出でき、他の充電源と同じように扱うことができる。
これにより、本発明をプラグインハイブリッド車へ適用することが可能となる。
なお、ガソリンの料金の情報は、予め設けられた入力部からユーザーが入力する構成とすれば良い。
＜変形例３＞
以上の説明においては、充電表示装置５は、走行費用や電費などのコストについての数値を表示するものとして説明したが、二酸化炭素（ＣＯ２）排出量を算出して表示する表示部を備えていても良い。
すなわち、電気自動車であれば、走行にあたってＣＯ２を排出することはないが、充電源によっては発電に際してＣＯ２を排出するものもある。
そこで、充電源ごとのＣＯ２排出量の情報を予め取得しておくことで、消費電力を走行時のＣＯ２排出量に換算して表示するＣＯ２排出量表示部を設ける。
具体的には、消費した充電源の電力量（ｋＷｈ）に、当該充電源の発電に際して排出される発電時ＣＯ２排出量（ｃｃ／ｋＷｈ）を乗算し、それを走行距離（ｋｍ）で除算することで、走行時のＣＯ２排出量を算出することができ、充電源の種類が複数ある場合には、それぞれの消費電力量に発電時ＣＯ２排出量を乗算したものを足し合わせ、走行距離（ｋｍ）で除算すれば良い。
このような表示を行うことで、ＣＯ２排出量をユーザーが認識でき、よりＣＯ２排出の少ない走行を意識することができる。
２ バッテリパック、５ 充電表示装置、２１ バッテリセル、５０ 充電量表示部、５２ 走行費用表示部。

Claims (6)

  1. バッテリに充電された電力を駆動源としてモータを駆動して走行する自動車の充電表示装置であって、
    走行により消費したバッテリの電力と、バッテリへの充電を行う充電源の電力コストとに基づいて算出した走行費用を表示する走行費用表示部を備える、充電表示装置。
  2. 前記走行費用表示部は、
    前記バッテリへの充電を行った前記充電源に対応する消費電力量に前記電力コストを乗算した値で走行距離を除算して得られた値を前記走行費用として表示する、請求項１記載の充電表示装置。
  3. 前記走行費用表示部は、
    前記バッテリへの充電を行った前記充電源に対応する消費電力量に前記電力コストを乗算した値を走行距離で除算することで得られた第１の値と、
    前記バッテリへの充電を行った前記充電源に対応する消費電力量に前記電力コストを乗算した値で走行距離を除算して得られた第２の値とを、前記走行費用として切り替えて表示する、請求項１記載の充電表示装置。
  4. 前記走行費用表示部は、
    複数の充電源から前記バッテリへの充電を行った場合に、各充電源による充電量に、それぞれの前記電力コストを乗算して足し合わせた値を、前記バッテリに充電された電力全体で除算することで得られた、現状の充電電力の平均コストを前記走行費用として表示する、請求項１記載の充電表示装置。
  5. 前記走行費用表示部は、
    前記バッテリへの充電を行った前記充電源に対応する消費電力量に前記電力コストを乗算した値を累積した累積金額を前記走行費用として表示する、請求項１記載の充電表示装置。
  6. 前記充電表示装置は、
    複数の充電源から前記バッテリへの充電を行った場合に、充電源ごとのＣＯ２排出量の情報に基づいて消費電力を走行時のＣＯ２排出量に換算して表示するＣＯ２排出量表示部をさらに備え、
    前記ＣＯ２排出量表示部は、
    前記バッテリへの充電を行った前記充電源に対応する消費電力量に、該当する充電源の発電に際して排出される単位電力量あたりの発電時ＣＯ２排出量を乗算した値を走行距離で除算することで得られた前記走行時のＣＯ２排出量として表示する、請求項１記載の充電表示装置。
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