JP2013042568A - 電気自動車充電システム及び電気自動車充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気自動車の蓄電池に直接充電電流を流すとともに充電料金をより安価にすることができる電気自動車充電装置及び電気自動車充電システム。
【解決手段】
センタ装置300と電気自動車100と電気自動車内の蓄電池部を充電する充電装置200とが電力線800で接続され、センタ装置は、発電量と使用電力量との情報を取得する情報取得手段302と、情報取得手段により取得された情報に基づいて電気自動車内の蓄電池部への充電電流の遮断又は電流減少を判断する判断手段304と、判断手段により判断された充電電流の遮断又は電流減少を通信により指示する送信手段302とを備え、充電装置は、送信手段からの指示を受信する受信手段203と、受信手段の指示に基づいて電気自動車内の蓄電池部への充電電流を遮断又は電流減少させる電流制限手段204とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、電気自動車に搭載される蓄電池を充電する電気自動車充電システム及び電気自動車充電装置に関する。
電気自動車充電装置として、例えば、特許文献1に記載された技術が開示されている。この充電装置では、常時は交流電源から整流器と充電器とにより低電流の直流電力を得て、設備用蓄電池を充電しておく。電気自動車からの充電要求時には、蓄電池から充電器によって大電流の直流電力を得て、電気自動車等の蓄電池を急速充電する。充電器は、設備用蓄電池の充電制御と電気自動車等の蓄電池充電制御に入出力切り換えで共用できる構成にしている。
これにより、交流電源側に対する負荷の平準化を図りながら電気自動車等の二次電池には急速充電ができるようになる。
特開平5−207668号公報
しかしながら、従来の電気自動車充電装置では、設備用蓄電池を充電するとともに、電気自動車等の蓄電池を充電しなければならず、効率が悪い。このため、充電料金が高くなるという課題を有していた。
本発明の課題は、電気自動車の蓄電池に直接充電電流を流すとともに充電料金をより安価にすることができる電気自動車充電システム及び電気自動車充電装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、実施形態に係る電気自動車充電システムによれば、センタ装置と電気自動車と電気自動車内の蓄電池部を充電する充電装置とが電力線で接続された電気自動車充電システムであって、前記センタ装置は、発電量と使用電力量との情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により取得された情報に基づいて電気自動車内の蓄電池部への充電電流の遮断又は電流減少を判断する判断手段と、前記判断手段により判断された前記充電電流の遮断又は電流減少を通信により指示する送信手段とを備え、前記充電装置は、前記送信手段からの指示を受信する受信手段と、前記受信手段の指示に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流を遮断又は電流減少させる電流制限手段とを備えることを特徴とする。
第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの充電装置及び電気自動車の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムのセンタ装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの充電装置内の制御部で実行される充電処理を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムにおける電気自動車のロケーションレベルを示すテーブルである。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの充電装置内の制御部で実行される充電遮断処理を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの充電装置内の制御部で実行される電流減少処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態の電気自動車充電システム及び電気自動車充電装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの構成を示すブロック図である。この電気自動車充電システムは、電気自動車100a,100b、充電装置200a,200b、センタ装置300を有する電力会社、発電所400、太陽光発電システム500a,500b、風力発電600、および複数の負荷700a,700b,700cがスマートグリッド(smart grid; 知的な電力網)からなる電力線800及び通信線で接続されて構成されている。
ここで、スマートグリッドとは、人工知能や通信機能を搭載した計測機器等を設置して電力需給を自動的に調整する機能を持たせることにより、電力の流れを供給側および需要側の両方から人の手を介さずに制御し、省エネとコスト削減および信頼性と透明性(公平性)の向上を最適化できるようにした電力網である。
充電装置200a,200bは、電気自動車100a,100bに対応して設けられ、電力線800からの電力により電気自動車100a,100bに設けられた蓄電池部に充電を行ったり、あるいは蓄電池部に蓄電されている電力を電力線800に出力する。
センタ装置300は、電力の需要および供給の制御、複数の負荷700a〜700cに対する課金などの処理を行う。このセンタ装置300については、後に詳細に説明する。
発電所400は、例えば火力発電所、水力発電所または原子力発電所などから構成されており、電力を発生して電力線800に出力する。太陽光発電システム500a,500bは、メガソーラーとも呼ばれ、光電変換により電力を発生して電力線800に出力する。
複数の負荷700a〜700cは、例えば一般家庭、工場または事務所などから構成されており、電力線800から供給される電力を消費するとともに、自家で発電した電力を消費し、余剰の電力を電力線800に出力することにより系統に注入する。
電力線800は、発電所400、太陽光発電システム500a,500b、充電装置200a,200b、センタ装置300および負荷700a〜700cの相互間で電力を送受するとともに、伝送信号の送受、つまり電力線搬送による通信に使用される。なお、電力線800を用いた電力線搬送による通信の代わりに、専用線、無線またはインターネット(いずれも図示は省略)を用いて通信を行うように構成することもできる。
次に、充電装置および電気自動車の詳細について説明する。図2は、第1の実施形態に係る電気自動車充電システムの充電装置及び電気自動車の構成を示すブロック図である。
電気自動車100は、充電装置200に図示しないコネクタを介して着脱自在に接続される。電気自動車100は、通信部101、記憶部102、制御部103、蓄電池部104を備えている。
通信部101は、蓄電池部104への充電許可の要求を対応する充電装置200a(200b)に対して行ったり、所有者に関する情報(例えば住所、氏名)、契約電力会社に関する情報、車種や業種に関する情報、蓄電池部104の充放電情報を充電装置200a(200b)に送信する。通信部101は、充電装置200a(200b)から充電許可に関する情報、充電遮断に関する情報、充電電流を1/1、1/2、1/5に設定する指示情報を受信する。
記憶部102は、所有者に関する情報、契約電力会社に関する情報、車種や業種に関する情報、蓄電池部104の充放電および故障履歴情報を記憶する。制御部103は、蓄電池部104の制御、通信部101の制御、記憶部102の制御を行う。
充電装置200は、操作部201、通信部202、通信部203、制御部204、電流選択部205、遮断部206を備えている。
操作部201は、スイッチや液晶パネルで構成され、充電開始、充電遮断の入力、充電電流の1/1、1/2、1/5等の選択、カードや現金による代金の納入を行う。充電電流の1/1、1/2、1/5の選択は、例えば、以下のようにして行われる。
電流レベルが「4」のときに、「1/1」を選択、電流レベルが「3」のときに、「1/2」を選択、電流レベルが「2」のときに、「1/5」を選択、電流レベルが「1」のときに、「0」を選択する。
通信部203は、センタ装置300から「電流減少する」旨のコマンド、充電を「遮断する」旨のコマンドを受信したり、センタ装置300からのコマンドに従えない場合には、「コマンドに従えない」旨の返信をセンタ装置300に対して行う。
制御部204は、操作部201からの操作信号に応じて、電流選択部205の制御、遮断部206の制御を行う。制御部204は、通信部203からのコマンドに応じて電流レベル4,3,2,1を決定し、決定された電流レベルに応じて電流選択部205の制御、遮断部206の制御を行うとともに、決定された電流レベルを通信部202,203を介して電気自動車100及びセンタ装置300に送信する。また、制御部204は、充電装置200a,200bの所在情報を記憶するメモリ204mを有している。
電流選択部205は、電流レベル4,3,2,1に対応した複数の電流源を有し、制御部204により決定された電流レベルに応じて電流源がスイッチにより選択されて、選択された電流源からの電流を蓄電池部104に流すことで蓄電池部104を充電させる。即ち、電流レベルが4の場合には、蓄電池部104が高速充電され、電流レベルが1の場合には蓄電池部104が低速充電される。遮断部206は、スイッチを有し、このスイッチを「開」とすることで電力線800からの電流を遮断する。
次に、センタ装置300の詳細について説明する。図3は、第1の実施形態に係る電気自動車充電システムで使用されるセンタ装置300の構成を示すブロック図である。センタ装置300は、操作部301、通信部302、記憶部303、制御部304を備えている。
操作部301は、電力会社作業員等により操作され、単位電流当たりの料金の初期設定を行ったり、電流減少時に電流レベルをどのくらい下げるかの情報を入力したり、電流減少又は遮断対象外の車種(救急車等)・業種等を予め設定する。
通信部302は、発電所400、太陽光発電システム500、風力発電600から電力線搬送による通信によって送られてくる発電量を示す情報(発電情報)を取得する。なお、発電量を示す情報には、発電所400で発電された発電量および負荷700で発電された発電量を含む。通信部302は、電力線800を用いた電力線搬送によって、複数の負荷700と充電装置200と通信し、消費電力量に関する情報(使用電力情報)を取得する。通信部302は、通信線を介して充電装置200に「電流減少する」旨のコマンド又は充電を「遮断する」旨のコマンドを送信する。
記憶部303は、発電所400、太陽光発電システム500、風力発電600の発電情報、複数の負荷700と充電装置200との使用電力情報、操作部301で入力された情報を記憶する。
制御部304は、スマートグリッド全体としての発電量と使用電力量とを算出し、算出された結果に基づいて、「電流減少」又は充電を「遮断する」の判断を行う。また、制御部304は、通信部302の制御、記憶部303の制御を行う。
次に、上記のように構成される電気自動車充電システムの動作を説明する。以下では、充電装置200内の制御部204の動作を中心に説明する。図4は、電気自動車充電システムの充電装置内の制御部で実行される充電処理を示すフローチャートである。
まず、通信部202が、充電許可の要求電文を受信したかどうかが調べられる(ステップS11)。充電許可の要求電文を受信した場合には、通信部202を介して電気自動車200から所有者に関する情報、契約電力会社の情報、車種・業種に関する情報、蓄電池の充放電情報を受信する(ステップS12)。
次に、制御部204は、ロケーションレベルを決定する(ステップS13)。ここでは、自己の電気自動車の所在が自電力会社内で自宅にある場合にはロケーションレベルL1とし、自電力会社内で自宅外にある場合にはロケーションレベルL2とし、他電力会社内にある場合にはロケーションレベルL3とし、これらのロケーションレベル情報を示す図5のテーブルを作成してメモリ204mに記憶する。自電力会社と他電力会社との区別は、契約電力会社の情報から判断される。自宅か自宅外とは、所有者に関する情報から判断される。
次に、制御部204は、決定されたロケーションレベルに基づいて、遮断部206、電流選択部205を制御することにより、蓄電池部104への充電を開始する(ステップS14)。
次に、図6を参照しながら、充電装置200内の制御部204で実行される充電遮断処理を説明する。
センタ装置300から充電を「遮断する」旨のコマンドを受信したかどうかが調べられる(ステップS21)。制御部204が充電を「遮断する」旨のコマンドを受信した場合には、その車両が充電を遮断してはいけない特殊車両かどうかが、制御部204内のメモリ204mに記憶された車種・業種に関する情報に基づいて判断される(ステップS22)。
充電を遮断してはいけない特殊車両情報は、予めセンタ装置300内の操作部301から入力され、車種・業種に関する情報として制御部204内のメモリ204mに予め記憶されている。充電を遮断してはいけない特殊車両は、救急車などの緊急車両である。
次に、車両が充電を遮断してはいけない特殊車両である場合には、制御部204は、充電の遮断に応じられない旨を通信部203を介してセンタ装置300に送信する(ステップS23)。
次に、車両が充電を遮断してはいけない特殊車両でない場合には、電気自動車100からの蓄電池部104の充放電情報に基づき、制御部204により、充電量が一定値以下かどうかが調べられる(ステップS24)。
充電量が一定値以下の場合には、電気自動車100が動かなくなるため、充電を遮断できない。このため、充電量が一定値以下の場合には、制御部203は、充電の遮断に応じられない旨を通信部203を介してセンタ装置300に送信する(ステップS23)。
次に、充電量が一定値を超える場合には、制御部204からの遮断信号により、遮断部206がスイッチを「開」とするので、蓄電池部104への充電が遮断される(ステップS25)。
なお、センタ装置300から電力が不足しなくなった場合には、充電再開のコマンドが発行されて充電が再開される。
次に、図7を参照しながら、充電装置200内の制御部204で実行される電流減少処理を説明する。
センタ装置300から「電流減少する」旨のコマンドを受信したかどうかが調べられる(ステップS31)。制御部204が「電流減少する」旨のコマンドを受信した場合には、その車両が充電を遮断してはいけない特殊車両かどうかが、制御部204内のメモリ204mに記憶された車種・業種に関する情報に基づいて判断される(ステップS32)。
次に、車両が充電を遮断してはいけない特殊車両である場合には、制御部204は、電流減少できない旨を通信部203を介してセンタ装置300に送信する(ステップS33)。
次に、車両が充電を遮断してはいけない特殊車両でない場合には、制御部204は、メモリ204mに記憶されたロケーション情報を読み出して、「電流減少する」旨のコマンドに基づき、読み出したロケーション情報を変更する(ステップS34)。
具体的には、ロケーションL3では、電気自動車100が他電力会社の地域にあるので、他電力会社の地域から自宅に戻るのにかなりの充電量が必要であるため、電流レベルを減少させない。ロケーションL2では、電気自動車100が自宅外の地域にあるので、自宅外の地域から自宅に戻るのに多少の充電量が必要であるため、電流レベルを1レベルだけ低下させる。ロケーションL1では、電気自動車100が自宅にあるので、僅かな充電量のみで済むため、電流レベルを2レベルだけ低下させる。即ち、より遠くから来た車両は電流レベルの減少幅をより小さくする。
なお、上述した方法を用いる代わりに、ロケーションL3は、契約外の車両であるので、電流レベルを大幅に下げる方法を用いても良い。
さらに、制御部204は、電流減少された電流レベル情報を通信部202,203を介して電気自動車100及びセンタ装置300に送信する(ステップS35)。
第1の実施形態に係る電気自動車充電装置を含む電気自動車充電システムによれば、センタ装置300の通信部302(本発明の情報取得手段)が発電量と使用電力量との情報を取得し、センタ装置300の制御部304(本発明の判断手段)が、通信部302により取得された発電量と使用電力量とに基づいて蓄電池部104への電流の電流減少・遮断を判断する。判断結果を通信部302(本発明の送信手段)が充電装置200内の制御部204に送信する。
通信部203(本発明の受信手段)は、制御部304からの判断結果を受信し、制御部204(電流制限手段)は、制御部304からの判断結果に基づいて蓄電池部104への充電電流の遮断又は減少させるので、電気自動車100の蓄電池部104に直接充電電流を流すことができ、しかも充電料金をより安価にすることができる。
また、制御部204(充電電流決定手段)は、電気自動車100の所有者の地域情報と充電装置200の所在情報とに基づいて充電電流の減少量を決定するので、電池残量がゼロにならず、確実に電気自動車100を動かすことができる。
また、制御部204は、自己の車両が予め設定された車種業種である場合、蓄電池部104への充電電流の遮断又は減少を行わないように遮断部206、電流選択部205を制御するので、例えば救急車などの緊急車両の場合には、充分な充電量により救急車を動かすことができ、緊急対応できる。
また、電気自動車100の蓄電池部104の電池残量が予め設定された一定値以下である場合には、充電電流の遮断又は減少を行わないので、電池残量がゼロにならず、確実に電気自動車100を動かすことができる。
なお、第1の実施の形態では、センタ装置300に本発明の情報取得手段と判断手段とを設けたが、本発明の情報取得手段と判断手段とを例えば、充電装置200に設けても良い。
以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
100 電気自動車
200 充電装置
300 センタ装置
400 発電所
500 太陽光発電システム
600 風力発電
700 負荷
800 電力線
101,202,203,302 通信部
103,204,304 制御部
104 蓄電池部
201,301 操作部
205 電流選択部
206 遮断部
102,303 記憶部

Claims (12)

  1. センタ装置と電気自動車と該電気自動車内の蓄電池部を充電する充電装置とが電力線で接続された電気自動車充電システムであって、
    前記センタ装置は、
    発電量と使用電力量との情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段により取得された情報に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流の遮断又は電流減少を判断する判断手段と、
    前記判断手段により判断された前記充電電流の遮断又は電流減少を通信により指示する送信手段とを備え、
    前記充電装置は、
    前記送信手段からの指示を受信する受信手段と、
    前記受信手段の指示に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流を遮断又は電流減少させる電流制限手段と、
    を備えることを特徴とする電気自動車充電システム。
  2. 前記充電装置は、前記電気自動車の所有者の地域情報と前記充電装置の所在情報とに基づいて充電電流の減少量を決定する充電電流決定手段を備えることを特徴とする請求項1記載の電気自動車充電システム。
  3. 前記充電装置の前記電流制限手段は、前記電気自動車が予め設定された車種業種である場合、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電気自動車充電システム。
  4. 前記充電装置の前記電流制限手段は、前記電気自動車の前記蓄電池部の電池残量が予め設定された一定値以下である場合には、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の電気自動車充電システム。
  5. センタ装置と電気自動車と該電気自動車内の蓄電池部を充電する充電装置とが電力線で接続された電気自動車充電システムであって、
    発電量と使用電力量との情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段により取得された情報に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流の遮断又は電流減少を判断する判断手段と、
    前記判断手段の判断結果に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流を遮断又は電流減少させる電流制限手段と、
    を備えることを特徴とする電気自動車充電システム。
  6. 前記電気自動車の所有者の地域情報と前記充電装置の所在情報とに基づいて充電電流の減少量を決定する充電電流決定手段を備えることを特徴とする請求項5記載の電気自動車充電システム。
  7. 前記電流制限手段は、前記電気自動車が予め設定された車種業種である場合、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項5または請求項6記載の電気自動車充電システム。
  8. 前記電流制限手段は、前記電気自動車の前記蓄電池部の電池残量が予め設定された一定値以下である場合には、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項記載の電気自動車充電システム。
  9. 発電量と使用電力量との情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段により取得された情報に基づいて電気自動車内の蓄電池部への充電電流の遮断又は電流減少を判断する判断手段と、
    前記判断手段の判断結果に基づいて前記電気自動車内の前記蓄電池部への充電電流を遮断又は電流減少させる電流制限手段と、
    を備えることを特徴とする電気自動車充電装置。
  10. 前記電気自動車の所有者の地域情報と前記蓄電池部への充電を行う充電装置の所在情報とに基づいて充電電流の減少量を決定する充電電流決定手段を備えることを特徴とする請求項9記載の電気自動車充電装置。
  11. 前記電流制限手段は、前記電気自動車が予め設定された車種業種である場合、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項9または請求項10記載の電気自動車充電装置。
  12. 前記電流制限手段は、前記電気自動車の前記蓄電池部の電池残量が予め設定された一定値以下である場合には、前記蓄電池部への充電電流の遮断又は減少を行わないように制御することを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれか1項記載の電気自動車充電装置。
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