JP2013198279A - 充電ケーブル及び充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池が搭載されている充電対象物自体の構成を変えることなく自宅の電力線からの盗電を防止し、且つ、共用電源を利用する場合であっても安全で且つ高効率に充電を行うことが可能となる充電ケーブル及び充電システムを提供する。
【解決手段】二次電池に充電する充電ケーブル１３において、充電ケーブル１３を識別するための識別情報を記憶する識別情報記憶部３１と、充電ケーブル１３と給電コントローラ１５との間で電力線搬送通信を行うためのケーブル側ＰＬＣアダプタ２３と、識別情報の通信を制御するケーブル用ＣＰＵ２４とを備え、ケーブル用ＣＰＵ２４が、充電ケーブル１３のコンセント２１ａと給電コントローラ１５とが接続された場合に、電力線搬送通信により識別情報を給電コントローラ１５に送信する。また、前記充電ケーブル１３と給電コントローラ１５とで電力線搬送通信を行って、充電ケーブル１３の認証をする充電システムを構築する。
【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池に電気を充電するための充電ケーブル及びその充電ケーブルを用いた充電システムに関する。

近年、電気自動車の普及が拡大し始めており、電気自動車を充電するためのインフラ整備等が進められている。給電スタンド等を利用する際には、専用の利用者認証カード等を用いて認証を行うことで、給電することが可能となっている。また、自宅の電力線を駐車場まで引き回すことで自宅での充電も可能となっている。しかしながら、自宅の電力線を引き回した場合は、誰でも自由に充電することができ盗電の問題が生じる。また、マンションなどの集合住宅の場合、各住戸からの電力線の引き回しは非常に困難であり、自宅での充電を行うことができない。

また、近年電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が普及し始めており、電気自動車を充電する際の上記のような問題を踏まえて、電気自動車と給電装置との間でＰＬＣを利用した通信を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１、２を参照）。

特許文献１に示す技術は、電気自動車に電力を供給するバッテリを有するバッテリユニットと、バッテリに電力を供給する充電装置との間を電源ケーブルで接続し、充電装置にバッテリユニットの電源ケーブルが差し込まれると、充電装置内の充電制御部は、電源供給部を起動して、バッテリユニットに電源を供給するとともに、バッテリユニットから電力線搬送通信で電源ケーブルを媒体にして利用者情報を受け取って認証を行い、認証された場合は、電力量を計測して課金し、認証されなかった場合は、電源供給部を停止するように構成するものである。

また、特許文献２に示す技術は、住宅側のコントローラは、給電対象である車両との電力線搬送通信を通じて当該車両側での受電量を取得し、当該取得される受電量と車両への給電量との比較を通じて当該車両への給電が正常に行われているかどうかを判断し、コントローラは、車両側での受電量と車両への給電量とか一致しない旨判断される場合には、電流の盗難のおそれがあるとして、車両への給電を中止するものである。

さらに、充電ケーブルに認証機能を持たせる技術として、例えば特許文献３に示す技術が開示されている。特許文献３に示す技術は、外部電源および車両に着脱可能であり、外部電源からの電力を車両に搭載された蓄電装置へ伝達するための車両の充電ケーブルにおいて、充電ケーブルの操作者が、充電操作を許可すべき操作者であることを認証するための認証装置を備え、認証装置により充電操作を許可すべき操作者であることが認証されたときに充電を開始するものである。

特開２００６−２６２５７０号公報 特開２０１１−１１４９０６号公報 特開２０１１−１５５２９号公報

しかしながら、特許文献１、２に示す技術は、いずれも電気自動車側にＰＬＣモデムを備える構成となっている。すなわち、電気自動車自体の構成を変える必要があるため、実施するにあたって非常に煩わしい作業や手間を要する。また、電気自動車の構成を変える必要があるため、安全性や性能を考慮すると自動車メーカとの共同開発が必須となり、様々な支障が生じる懼れがある。

また、特許文献３に示す技術は、充電ケーブルに認証装置を備える構成となっており、当該認証装置が、電気自動車の所有者が持っているキーから正式に登録されている車両固有の識別情報を受信した場合に、充電ケーブルを認証するものである。しかしながら、この技術の場合、充電ケーブルの無断使用を防止することができても、上記のような自宅の電力線からの盗電を防止することはできない。すなわち、カードキーさえ持っていれば充電ケーブルを使用することができ、盗電することが可能になってしまう。

さらに、いずれの技術においても、マンションの共用電源から安全で且つ高効率に充電を行うという課題を解決することができない。

本発明は、二次電池が搭載されている充電対象物自体の構成を変えることなく自宅の電力線からの盗電を防止し、且つ、共用電源を利用する場合であっても安全で且つ高効率に充電を行うことが可能となる充電ケーブル及び充電システムを提供する。

本発明に係る充電ケーブルは、二次電池に電気を充電するための充電ケーブルにおいて、前記充電ケーブルを識別するための識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、少なくとも前記充電ケーブルと給電側の装置との間で電力線搬送通信を行うためのケーブル側ＰＬＣアダプタと、少なくとも前記識別情報の通信を制御するケーブル用ＣＰＵとを備え、前記ケーブル用ＣＰＵが、前記充電ケーブルのコンセントと前記給電側の装置とが接続された場合に、前記ケーブル側ＰＬＣアダプタを介した電力線搬送通信により前記識別情報を前記給電側の装置に送信する識別情報送信手段として機能するものである。

このように、本発明に係る充電ケーブルにおいては、充電ケーブル内にＰＬＣアダプタとＣＰＵとを有し、ＣＰＵの制御により給電側の装置との間で電力線搬送通信を行い、充電ケーブルのコンセントと給電側の装置とが電気的に接続されている場合に、充電ケーブルが有する固有の識別情報を給電側の装置に送信するため、接続状態を確認して安全に充電を行うことが可能になるという効果を奏する。

また、充電ケーブルから識別情報を出力することで、充電ケーブルの所有者のみに充電を許可することが可能となり、盗電を確実に防止することができるという効果を奏する。万が一充電ケーブル自体を盗まれた場合であっても、識別情報自体を無効な情報にしてしまうことで、充電ケーブルの使用ができなくなり、盗電を防止することが可能となる。

さらに、充電ケーブルと給電側の装置との間で電力線搬送通信を行うため、二次電池が搭載されている充電対象物の構成を変更する必要がなく、盗電を確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る充電ケーブルは、前記識別情報を前記ケーブル側ＰＬＣアダプタのハードウェアに割り当てられた固有の識別番号とするものである。

このように、本発明に係る充電ケーブルにおいては、ケーブル側ＰＬＣアダプタのハードウェアに割り当てられた固有の識別番号を充電ケーブルの識別情報として利用するため、改竄することが極めて困難であり、盗電を確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記充電ケーブルを用いた充電システムであって、前記充電ケーブルと、前記二次電池に電力を供給する外部電源に接続すると共に充電時には前記充電ケーブルが接続され、当該充電ケーブルとの間で電力線搬送通信を行う制御手段とを備え、前記制御手段が、前記電力線搬送通信により受信した前記充電ケーブルの識別情報と、前記充電システムに予め登録されている前記充電ケーブルの登録情報とを比較して、前記識別情報が前記登録情報に登録されている場合に前記充電ケーブルを認証する認証手段と、前記認証手段により認証された場合に、当該認証された識別情報に係る前記充電ケーブルを介して前記外部電源から前記二次電池への充電を開始する給電制御手段とを備えるものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、前記充電ケーブルを用い、充電ケーブルから受信した識別情報が予め登録されている場合に、当該充電ケーブルを認証して充電を開始するため、充電ケーブルと制御手段との間で確実に認証が行われ、盗電を防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記給電制御手段が、前記充電ケーブルのコンセントと前記制御手段とが電気的に接続された時点から、前記認証手段により前記充電ケーブルが認証されるまでの間に、前記識別情報の認証のための通信に必要な最小限の電力のみを給電するように制御し、前記認証手段が、接続された前記充電ケーブルを認証した場合に、前記二次電池への充電に必要な電力を給電するように制御するものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、充電ケーブルが電気的に接続された時点から充電ケーブルが認証されるまでは小電力の給電となっているため、安全性を確保しつつ、無駄な電力の供給を低減することができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記外部電源が複数の住戸の給電設備を纏めた共用の外部電源であり、前記制御手段が前記充電ケーブルを介して複数の前記二次電池と接続可能に構成され、前記制御手段が、前記充電ケーブルを介して接続されている前記各二次電池の電池残量の情報を取得する電池残量取得手段と、前記外部電源が給電可能な電力量の上限情報と前記取得した電池残量情報とを用いて、前記各二次電池への給電の制約を規定する給電制御情報を生成する給電制御情報生成手段とを備え、前記給電制御手段が、生成された前記給電制御情報に基づいて、前記各二次電池への充電を制御するものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、共用の外部電源から複数の二次電池に対して充電を行う場合に、各二次電池の電池残量情報と給電可能な電力量の上限情報とに基づいて、給電の制約が規定された給電制御情報を生成し、その給電制御情報にしたがって充電を制御するため、各二次電池の蓄電状態に応じて最適な充電を行うことが可能となり、充電効率を上げることができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記給電制御情報生成手段が、前記給電可能な電力量の上限情報及び前記電池残量情報、並びに、予め登録された前記二次電池の利用者の利用予定情報に基づいて、前記給電制御情報を生成するものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、給電制御情報を生成する際に、予め登録された二次電池の利用者の利用予定情報が考慮されるため、複数の二次電池への給電であっても、利用者の利用予定に応じて高効率に充電を行うことができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記充電ケーブルが、前記二次電池を搭載した充電対象物から少なくとも前記二次電池の電池残量情報を含む通信情報を受信する通信情報受信手段を備え、前記ケーブル用ＣＰＵが、前記通信情報受信手段で受信した前記電池残量情報を前記電力線搬送通信により前記制御手段に送信する電池残量送信手段として機能し、前記電池残量取得手段が、前記電池残量送信手段から送信された前記電池残量情報を受信して取得するものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、充電ケーブルが、電池残量情報を含む無線通信情報を充電対象物から受信し、受信した情報を電力線搬送通信により制御手段に送信するため、例えば充電対象物が、充電対象物の充電情報等をインターネット等の通信を利用して管理しているような管理サーバとの間で通信を行うことができないような環境（例えば、田舎や地下のような電波が届かない場所）であっても、充電対象物から直接情報を取得して高効率に充電を行うことができるという効果を奏する。

本発明に係る充電システムは、前記通信情報を前記充電ケーブルに送信する通信情報送信手段を備え、当該通信情報送信手段が、少なくとも前記電池残留情報を含む前記通信情報であって前記充電対象物から取得可能な前記通信情報を記憶する不揮発性の記憶部と、前記記憶部に記憶された前記通信情報を前記充電ケーブルに送信する送信部とを備えるものである。

このように、本発明に係る充電システムにおいては、充電対象物から取得可能な通信情報を充電ケーブルに送信する際に、その情報を不揮発性の記憶部に記憶しておくことで、充電対象物の電源がＯＮ／ＯＦＦの状態に関係なく、充電対象物からの通信情報を送信することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る充電システムのシステム構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る充電ケーブルのハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に係る充電ケーブルにおける処理部の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る給電コントローラのハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に係る給電コントローラのスイッチに組み込まれている回路を示す図である。 本発明の実施形態に係るＰＣ及び認証管理サーバのハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に係る給電コントローラの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係るＰＣ及び認証管理サーバの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る充電システムにおける給電制御情報を生成する場合の処理を示す図である。 本発明の実施形態に係る充電システムにおける給電制御情報を生成した場合としない場合との比較例を示す図である。 本発明の実施形態に係る充電システムの認証処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る充電システムの給電制御の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る車載プローブの機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。

（本発明の実施形態）
本実施形態に係る充電ケーブル及び当該充電ケーブルを用いた充電システムについて、図１ないし図１３を用いて説明する。以下の実施形態においては、充電対象物として主に電気自動車の充電ケーブル及び充電システムについて説明するが、二次電池を搭載している装置（例えば、電気を動力とする乗物、ポータブル電源、携帯端末機等）であれば本発明を適用可能である。

本実施形態に係る充電ケーブルは、当該充電ケーブルを個別に識別するための識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、給電側の装置である給電コントローラを含む制御手段との間で電力線搬送通信を行うためのＰＬＣアダプタと、識別情報やその他の情報の通信を制御するＣＰＵとを備えるものである。

また、本実施形態に係る充電システムは、前記充電ケーブルと、電気自動車の二次電池に電力を供給する外部電源に接続すると共に充電時には前記充電ケーブルが接続され、充電ケーブルとの間で電力線搬送通信を行う制御手段とを備え、当該制御手段が、充電ケーブルの識別情報と充電システムに予め登録されている登録情報とを比較して、充電ケーブルを認証し、認証された場合に充電を開始するものである。

さらに、本実施形態に係る充電システムは、外部電源が複数の住戸の給電設備を纏めた共用の外部電源であり、前記制御手段が充電ケーブルを介して複数の電気自動車と接続される場合に、前記制御手段が、充電ケーブルを介して接続されている電気自動車の電池残量の情報と外部電源が給電可能な電力量の上限情報とから、各電気自動車への給電の制約を規定する給電制御情報を生成し、その給電制御情報にしたがって給電が行われるものである。

図１は、本実施形態に係る充電システムのシステム構成を示す図である。図１において、充電システム１は、二次電池を搭載した充電対象物である電気自動車１０と、電気自動車１０に電力を供給する外部電源１１と、外部電源１１から供給される電力の給電を制御する制御手段１２と、外部電源１１及び電気自動車１０の間を制御手段１２を介して電気的に接続する充電ケーブル１３と、電気自動車１０に関する様々な情報を管理する自動車管理サーバ１４と、充電ケーブル１３の認証を管理する認証管理サーバ１７とを備える。また、制御手段１２は、主に外部電源１１からの電力を制御する制御回路からなる給電コントローラ１５と、主に給電コントローラ１５の制御に必要な演算処理等を行うＰＣ１６とを備える。

電気自動車１０、自動車管理サーバ１４、ＰＣ１６及び認証管理サーバ１７は、有線又は無線により、電気通信回線（例えば、インターネット）を介して情報通信可能に接続されている。また、充電ケーブル１３は、電気自動車１０との間で近距離無線通信（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））が可能であると共に、接続の完了や充電の完了を示す情報等を有線通信で取得することが可能になっている。さらに、この充電ケーブル１３は、給電コントローラ１５との間で電力線搬送通信が可能になっている。電気自動車１０と自動車管理サーバ１４との間では常時通信が行われており、電気自動車１０の電池残量や航続可能距離等が管理されている。

認証管理サーバ１７には、充電ケーブル１３の認証に必要な情報が登録情報として管理されている。例えば、認証に必要な情報として充電ケーブル１３の適正な識別番号が管理されている。その他必要に応じて充電ケーブル１３の所有者に関するケーブル所有者情報、そのケーブル所有者が所有している電気自動車１０に関する自動車情報等を管理するようにしてもよい。

なお、制御手段１２は、給電コントローラ１５とＰＣ１６とからなる一体的な装置として捉えてもよい。すなわち、本実施形態に関連するＰＣ１６の機能を給電コントローラ１５が実現する構成であってもよい。また、認証管理サーバ１７とＰＣ１６とを一体的な装置として捉えてもよい。すなわち、認証管理サーバ１７の機能をＰＣ１６が実現する構成であってもよい。さらに、認証管理サーバ１７、ＰＣ１６及び給電コントローラ１５の全てを一体的な装置として捉えてもよい。すなわち、認証管理サーバ１７及びＰＣ１６の機能を給電コントローラ１５が実現する構成であってもよい。

また、外部電源１１は、一般的な商用電源以外にも、例えば自宅に設置された太陽光パネルにより発生した電力等を供給する電源としても機能することができる。

さらに、充電ケーブル１３と電気自動車１０との間で近距離無線通信を行うことで、電気自動車１０に関する様々な情報を電気自動車１０から直接取得することが可能であるが、この近距離無線通信を行わずに、自動車管理サーバ１４から電気自動車１０に関する情報を取得するようにしてもよい。その場合、充電ケーブル１３と電気自動車１０との間で近距離無線通信を機能させるための構成は不要となる。

次に、充電ケーブル１３の構成について説明する。図２は、充電ケーブル１３のハードウェア構成図である。充電ケーブル１３は、給電コントローラ１５に接続する側の先端部分にコンセント部２１ａ、電気自動車１０に接続する側の先端部分にコネクタ部２１ｂとを有し、電線２１ｃの途中位置に処理部２２を備える。

処理部２２は、電力線搬送通信を行うためのケーブル側ＰＬＣアダプタ２３と、通信処理を制御するケーブル用ＣＰＵ２４と、ケーブル用ＣＰＵ２４を動作させるための電源部２５と、電気自動車１０との間で近距離無線通信を行うためのインターフェースである無線通信Ｉ／Ｆ２６と、電気自動車１０との間で通信線２１ｄによる有線通信を行うためのインターフェースであるＥＶ通信Ｉ／Ｆ２７とを備える。

この処理部２２の機能について図３を用いて説明する。図３は、充電ケーブル１３における処理部２２の機能ブロック図である。処理部２２は、充電ケーブル１３を特定するための固有の識別情報を記憶する識別情報記憶部３１と、電気自動車１０との間で近距離無線通信又は有線通信によりケーブル側入出力情報３０を送受信すると共に、給電コントローラ１５との間で電力線搬送通信によりケーブル側入出力情報３０を送受信するケーブル側送受信部３２とを備える。

ケーブル側送受信部３２は、給電コントローラ１５と充電ケーブル１３のコンセント部２１ａとが電気的に接続されると、充電ケーブル１３の認証を得るために、識別情報記憶部３１から充電ケーブル１３の固有の識別情報を読み出し、この識別情報をケーブル側入出力情報３０として電力線搬送通信により給電コントローラ１５に送信する。このとき、識別情報として、例えばケーブル側ＰＬＣアダプタ２３のＭＡＣアドレスを利用してもよいし、充電ケーブル１３の購入時に割り振られる任意のＩＤを用いてもよい。任意のＩＤを用いる場合は、処理部２２に別途記憶メモリ等を用意してもよい。識別情報を受信した給電コントローラ１５を含む制御手段１２は、その識別情報を用いて認証処理を行う。認証処理については詳細を後述する。

また、ケーブル側送受信部３２は、電気自動車１０と充電ケーブル１３のコネクタ部２１ｂとが電気的に接続されると、通信線２１ｄを介して電気自動車１０から通知される接続完了の情報をケーブル側入出力情報３０として受信し、その接続完了情報を給電コントローラ１５に送信する。給電コントローラ１５を含む制御手段１２は、この接続完了情報及び前記識別情報を受信した時点で、電気自動車１０に充電可能な状態に接続されていると判断することができる。

さらに、ケーブル側送受信部３２は必要に応じて、電気自動車１０から近距離無線通信で送られてきた二次電池の電池残量情報をケーブル側入出力情報３０として受信し、受信した電池残量情報を電力線搬送通信により給電コントローラ１５に送信する。このとき、給電コントローラ１５に複数の電気自動車１０が接続されている場合は、各電気自動車１０ごとに識別して電池残量情報を給電コントローラ１５に送信する。電池残量情報を受信した給電コントローラ１５を含む制御手段１２は、その電池残量情報を用いて給電の制約を規定する給電制御情報を生成し、この給電制御情報にしたがって給電を制御する。給電制御情報の生成及び給電制御については詳細を後述する。
以上が、充電ケーブル１３の構成及び機能の説明である。

次に、給電コントローラ１５及びＰＣ１６からなる制御手段１２、並びに認証管理サーバ１７の構成及び機能について説明する。図４は、給電コントローラ１５のハードウェア構成図である。給電コントローラ１５は、電力線搬送通信を行うための給電側ＰＬＣアダプタ４１と、ＣＴ４２ａ及びＡ／Ｄ変換器４２ｂを有し電線を流れる電流を検出する電流検出部４２と、通信処理やその他必要な処理を制御する給電用ＣＰＵ４３と、給電用ＣＰＵ４３を動作させるための電源部４４と、無線又は有線でＰＣ１６と通信を行うための通信Ｉ／Ｆ４５と、外部電源１１からの高周波を除去するノイズフィルタ４６とを備える。

また、各スイッチ４７ごとに図５に示す回路が組み込まれている。図５の回路は非充電時の状態を示しており、非充電時には５０Ｖの電源に接続され、充電時には外部電源１１から２００Ｖの電圧が印加されるように制御される。すなわち、充電ケーブル１３の接続が確認されてから充電ケーブル１３が認証されるまでは５０Ｖの電圧で給電され、認証がなされて電気自動車１０に充電する際には２００Ｖの電圧で充電されるように給電用ＣＰＵ４３により制御される。

図６は、ＰＣ１６及び認証管理サーバ１７のハードウェア構成図である。ＰＣ１６及び認証管理サーバ１７はＲＯＭ６３やＨＤ６４に格納されているオペレーティングシステムや各種プログラムをＲＡＭ６２に読み出して、ＣＰＵ６１により各プログラムが実行される。また、給電コントローラ１５や他の装置と無線又は有線で通信を行うためのインターフェースである通信Ｉ／Ｆ６５や、キーボードやマウス等の入力機器からの入力を受け付けたり、プリンタやモニタ等にデータを出力するためのインタフェースである入出力Ｉ／Ｆ６６を備える。

図７は、給電コントローラ１５の機能ブロック図である。給電コントローラ１５は、充電ケーブル１３との間で電力線搬送通信により給電側入出力情報７０を送受信すると共に、ＰＣ１６との間で無線又は有線通信により給電側入出力情報７０を送受信する給電側送受信部７１と、スイッチ４７のＯＮ／ＯＦＦや図５に示す回路の切り替え等を制御する給電制御部７２とを備える。

図８は、ＰＣ１６及び認証管理サーバ１７の機能ブロック図である。ここでは、ＰＣ１６と認証管理サーバ１７を一体的な装置として捉え、それぞれの機能を兼ねているものとする。ＰＣ１６及び／又は認証管理サーバ１７は、給電コントローラ１５との間で無線又は有線通信によりＰＣ入出力情報８０を送受信すると共に、自動車管理サーバ１４等との間で電気通信回線を通した通信によりＰＣ入出力情報８０を送受信するＰＣ送受信部８１と、充電ケーブル１３ごとの識別情報を少なくとも含む充電システム１の登録情報を記憶する登録情報記憶部８２と、ＰＣ送受信部８１が受信した充電ケーブル１３の識別情報と登録情報記憶部８２に記憶されている登録情報とを比較して、識別情報が登録されている場合に当該識別情報に係る充電ケーブル１３を認証する認証処理部８３とを備える。

また、ＰＣ１６及び／又は認証管理サーバ１７は必要に応じて、充電システム１を利用する利用者ごとに電気自動車１０の利用予定情報を記憶する利用予定情報記憶部８４と、ＰＣ送受信部８１が受信した複数の電気自動車１０の電池残量情報と利用予定情報記憶部８４が記憶する利用予定情報とに基づいて、給電の制約を規定する給電制御情報（例えば、電気自動車１０ごとに電力を供給するタイミングや電力量を規定した制御のための情報）を生成する給電制御情報生成部８５とを備える。給電コントローラ１５の給電制御部７２は、生成された給電制御情報に基づいてスイッチ４３を制御する。また、必要に応じて、充電ケーブル１３を経由して通信線２１ｄを利用して、電気自動車１０により給電制御情報に基づく給電制御も行われる。

ここで、給電制御情報の生成について詳細に説明する。給電制御情報には、給電コントローラ１５に接続されている複数の電気自動車１０に対して、どれくらいの電力量を給電するか（すべきか）という制御情報や、どのタイミングで給電するか（すべきか）といった制約を規定する制御情報が含まれる。

図９は、給電制御情報を生成する場合の処理を示す図である。図９（Ａ）のように、給電する電力量が給電可能な電力量の上限値に接近した場合には、接続されている一部又は全ての電気自動車１０への給電電力量を抑えるように制約するための給電制御情報が生成される。

具体的には、全ての電気自動車１０への給電電力量を所定の割合だけ低減させたり、予め定められている重み付け係数により優先度を設定し、その優先度にしたがって電気自動車１０ごとに個別に給電電力量を低減するようにしてもよい。重み付け係数は、例えば、電気自動車１０の利用頻度、利用予定時間までの期間の長さ、電池残量に応じて軽重を設定するようにしてもよい。

すなわち、これらのパラメータから、早急に充電しなければいけないと判断される電気自動車１０については、給電電力量の低減割合を少なくし、早急に充電する必要がないと判断される電気自動車１０については、給電電力量の低減割合を大きくするようにしてもよい。

図９（Ｂ）は、電池残量情報に基づいて給電制御情報を生成する場合の処理を示している。図９（Ｂ）に示すように、電池残量情報に応じて給電の制約が規定された給電制御情報が生成される。具体的には、電池残量が低い電気自動車１０ほど、その電池残量の割合に応じて充電の優先度を高くしたり、電池残量が所定の割合（例えば、３０％）以下の電気自動車１０のみを高い優先度で充電するように制約するための給電制御情報が生成される。

図９（Ｃ）は、利用予定情報に基づいて給電制御情報を生成する場合の処理を示している。図９（Ｃ）に示すように、利用予定情報に応じて給電の制約が規定された給電制御情報が生成される。具体的には、利用予定時点までの期間が短い電気自動車１０ほど、その期間に応じて充電の優先度を高くしたり、利用予定時点までの期間が所定の時間（例えば、６時間）以下の電気自動車１０のみを高い優先度で充電するように制御するための給電制御情報が生成される。

なお、当然図９（Ａ）〜（Ｃ）の全ての要素を考慮して給電制御情報が生成されるのが望ましい。例えば、（１）電池残量が２０％で利用予定時点までの期間が６時間の電気自動車１０、（２）電池残量が５０％で利用予定時点までの期間が３時間の電気自動車１０、（３）電池残量が７０％で利用予定時点までの期間が１時間の電気自動車１０の３台を充電する場合は、電池残量の重み付け、利用予定時点までの期間の重み付けに加えて、電池残量と利用予定時点までの期間とのどちらを重視するかといった重み付けも設定し、その設定に応じて給電制御情報を生成するようにしてもよい。

上記（１）〜（３）の場合、例えば、（１）の２０％の状態で利用するのは充電不足で停止する危険性があるため、最優先である程度の割合まで充電するように給電制御情報を生成してもよい。また、別の観点では、３時間後に（２）、（３）の電気自動車１０の利用予定が入っていることから、３時間後から６時間後までは（１）のみに集中して充電することが可能であるため、（２）、（３）を最優先で充電し、その後（１）を集中して充電するように給電制御情報を生成してもよい。さらに、利用予定情報には、利用目的（たとえば、通勤、レジャー（近場、遠出）等）を含むようにし、その利用目的に応じた走行距離や走行時間が登録されるようにしてもよい。そうすることで、利用予定時点までに何％充電される必要があるかといった情報も給電制御情報に反映することが可能となる。どのパラメータをどの程度重視して重み付けを行うかは、充電システム１の管理者が自由に設定できるのが好ましい。

図１０に、給電制御情報を生成した場合と生成しない場合との比較例を示す。充電の対象となる電気自動車１０が３台あり、契約電流が２台分の外部電源１１で夜間１２時間を掛けて充電を行う場合の比較例である。図１０（Ａ）は給電制御情報を生成しない場合の充電であり、図１０（Ｂ）は給電制御情報を生成し、その給電制御情報にしたがって給電を行った場合の充電である。

図１０（Ａ）の場合は、特に充電の制御が行われないため、２台は８時間後に充電が完了し残り１台は全く充電できないという状態となる。一方、図１０（Ｂ）の場合は、給電制御情報にしたがって充電の制御を行うことで、１２時間後には３台全ての充電を完了することが可能となる。つまり、同じ外部電源１１で充電効率を３０％程度増加させることができる。

なお、上記においてＰＣ１６と認証管理サーバ１７とを一体的な装置として説明したが、別装置として機能させる場合には、例えば認証に関する機能を認証管理サーバ１７で実現し、給電制御情報の生成に関する機能をＰＣ１６で実現することで、充電システム１全体を管理しやすくなる。また、このように機能を分散させることで、自宅以外の場所に構築された充電システム１であっても充電ケーブル１３を認証することができ、電気自動車１０の所有者の使い勝手がよくなる。
以上が、給電コントローラ１５及びＰＣ１６からなる制御手段１２、並びに認証管理サーバ１７の構成及び機能の説明である。

次に、充電システム１の動作について説明する。図１１は、充電システム１の認証処理の動作を示すフローチャートである。まず、充電ケーブル１３のコンセント部２１ａが給電コントローラ１５に接続されると（Ｓ１１）、外部電源１１から充電ケーブル１３に５０Ｖの電圧で電力が供給されてケーブル用ＣＰＵ２４が動作し、ケーブル側送受信部３２が識別情報記憶部３１から識別情報を読み出す（Ｓ１２）。ケーブル側送受信部３２は、読み出した識別情報を電力線搬送通信を用いて給電コントローラ１５に送信する（Ｓ１３）。

給電コントローラ１５に送信された識別情報は、給電コントローラ１５の給電側送受信部７１を経由して、電気通信回線によりＰＣ１６のＰＣ送受信部８１で受信される（Ｓ１４）。ＰＣ１６の認証処理部８３は、受信した識別情報と登録情報記憶部８２に記憶されている登録情報とを比較し、受信した識別情報が登録情報に含まれているかどうかを判定する（Ｓ１５）。受信した識別情報が登録情報に含まれている場合は、この識別情報に係る充電ケーブル１３を仮認証する（Ｓ１６）。含まれていない場合は、この識別情報に係る充電ケーブル１３を認証しないため、充電システム１自体の使用を停止する（Ｓ１７）。

なお、充電ケーブル１３を認証しない場合は、否認情報が充電ケーブル１３の処理部２２から出力されることが望ましい。すなわち、充電ケーブル１３の処理部２２に、表示又は音声による出力部を備え、ＰＣ１６から給電コントローラ１５を経由して充電ケーブル１３に否認情報を送信し、充電ケーブル１３の出力部が否認された旨を警告として出力する（Ｓ１７ａ）。

一方、充電ケーブル１３のコネクタ部２１ｂが電気自動車１０に電気的に接続されると（Ｓ１８）、ケーブル側送受信部３２が通信線２１ｄを介してコネクタ部２１ｂの接続完了情報を受信する（Ｓ１９）。このとき、何らかの事情で接続完了情報を受信できない場合（例えば、電気自動車１０に不具合がある場合、充電ケーブル１３に不具合がある場合、電気自動車１０と充電ケーブル１３との通信に問題がある場合等）は、所定時間が経過した後に、Ｓ１７の処理に進んで充電システム１の使用を停止する。

接続完了情報が受信できると、ケーブル側送受信部３２は、この接続完了情報を電力線搬送通信を用いて給電コントローラ１５に送信し、さらに給電コントローラ１５からＰＣ１６に電気通信回線を用いて送信される（Ｓ２０）。認証処理部８３は、接続完了情報を受信すると、この識別情報に係る充電ケーブル１３を仮認証する（Ｓ２１）。認証処理部８３は、給電コントローラ１５側の仮認証と電気自動車１０側の仮認証が双方ともなされた場合に、正式に充電ケーブル１３の認証を確定する（Ｓ２２）。認証が確定されると、給電コントローラ１５にその旨の情報が送信され、給電コントローラ１５の給電制御部７２が、図５の回路を２００Ｖに切り替えて（Ｓ２３）、充電が開始される（Ｓ２４）。以上が認証処理に係る充電システム１の動作である。

図１２は、充電システム１の給電制御の動作を示すフローチャートである。ここでは前提として、外部電源１１がマンションのような複数の住戸の給電設備を纏めた共用の外部電源１１であり、給電コントローラ１５が充電ケーブル１３を介して複数の電気自動車１１と接続され、且つ、複数の充電ケーブル１３が認証済みである場合に、効率よく充電を行うための処理動作について説明する。

まず、充電ケーブル１３の認証がなされると、電気自動車１０に搭載された通信情報送信手段としての車載プローブ１１１から近距離無線通信により、電気自動車１０の電池残量情報が充電ケーブル１３に送信される（Ｓ５１）。

ここで、車載プローブ１３１の構成について図１３を用いて説明する。車載プローブ１３１は、電気自動車１０から電池残量情報を含む様々な自動車情報を取得する情報取得部１３２と、取得した自動車情報を記憶する自動車情報記憶部１３３と、自動車情報記憶部１３３に記憶された自動車情報を充電ケーブル１３に近距離無線通信で送信する情報送信部１３４とを備える。自動車情報記憶部１３３は、電気自動車１０の電源が切れている場合でも充電ケーブル１３に情報を送れるように、不揮発性のメモリで構成され、所定の間隔（例えば、１分、５分、１０分ごと）で取得された自動車情報を記憶する。

図１２に戻って、電池残量情報が充電ケーブル１３に送信されると、電池残量情報は、充電ケーブル１３のケーブル側送受信部３２、給電コントローラ１５の給電側送受信部７１を経由して、ＰＣ１６のＰＣ送受信部８１が受信する（Ｓ５２）。受信した電池残量情報は、給電制御情報生成部８５に入力される。また、ＰＣ送受信部８１は、外部電源１１の共用メータから使用している電力量を取得する（Ｓ５３）。取得した電力量の情報は、給電制御情報生成部８５に入力される。給電制御情報生成部８５は、予め設定されている契約電力量の上限値と、取得した共用メータからの使用電力量と、電気自動車１０から取得した電池残量情報と、利用予定情報記憶部８４に記憶されている利用予定情報とに基づいて、図９及び図１０で説明したような給電制御情報を演算して生成する（Ｓ５４）。

給電制御情報が生成されると、この給電制御情報にしたがって、給電コントローラ１５の給電制御部７２が各電気自動車１０ごとのスイッチ４７を制御すると共に、その給電制御情報を充電ケーブル１３に送信する（Ｓ５５）。充電ケーブル１３は、給電制御情報を通信線２１ｄを介して各電気自動車１０に送信し、電気自動車１０側から充電電力量を制御する（Ｓ５６）。充電が完了すると、電気自動車１０から通信線２１ｄを介して送信される充電完了情報を充電ケーブル１３が受信し、その充電完了情報が給電コントローラ１５に送信され、給電コントローラ１５と充電ケーブル１３との間の電気的な接続を切って（Ｓ５７）、充電システムの動作を終了する。

なお、上述したように、電池残量情報は電気自動車１０から近距離無線通信を使って直接取得せずに、自動車管理サーバ１４から取得するようにしてもよい。その場合、車載プローブ１３１は不要となる。

１ 充電システム
１０ 電気自動車
１１ 外部電源
１２ 制御手段
１３ 充電ケーブル
１４ 自動車管理サーバ
１５ 給電コントローラ
１６ ＰＣ
１７ 認証管理サーバ
２１ａ コンセント部
２１ｂ コネクタ部
２１ｃ 電線
２１ｄ 通信線
２２ 処理部
２３ ケーブル側ＰＬＣアダプタ
２４ ケーブル用ＣＰＵ
２５ 電源部
２６ 無線通信Ｉ／Ｆ
２７ ＥＶ通信Ｉ／Ｆ
３０ ケーブル側入出力情報
３１ 識別情報記憶部
３２ ケーブル側送受信部
４１ 給電側ＰＬＣアダプタ
４２ 電流検出部
４２ａ ＣＴ
４２ｂ Ａ／Ｄ変換器
４３ 給電用ＣＰＵ
４４ 電源部
４５ 通信Ｉ／Ｆ
４６ ノイズフィルタ
４７ スイッチ
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＡＭ
６３ ＲＯＭ
６４ ＨＤ
６５ 通信Ｉ／Ｆ
６６ 入出力Ｉ／Ｆ
７０ 給電側入出力情報
７１ 給電側送受信部
７２ 給電制御部
８０ ＰＣ入出力情報
８１ ＰＣ送受信部
８２ 登録情報記憶部
８３ 認証処理部
８４ 利用予定情報記憶部
８５ 給電制御情報生成部
１３１ 車載プローブ
１３２ 情報取得部
１３３ 自動車情報記憶部
１３４ 情報送信部

Claims (8)

1. 二次電池に電気を充電するための充電ケーブルにおいて、
   前記充電ケーブルを識別するための識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
   少なくとも前記充電ケーブルと給電側の装置との間で電力線搬送通信を行うためのケーブル側ＰＬＣアダプタと、
   少なくとも前記識別情報の通信を制御するケーブル用ＣＰＵとを備え、
   前記ケーブル用ＣＰＵが、
   前記充電ケーブルのコンセントと前記給電側の装置とが接続された場合に、前記ケーブル側ＰＬＣアダプタを介した電力線搬送通信により前記識別情報を前記給電側の装置に送信する識別情報送信手段として機能することを特徴とする充電ケーブル。
2. 請求項１に記載の充電ケーブルにおいて、
   前記識別情報が、前記ケーブル側ＰＬＣアダプタのハードウェアに割り当てられた固有の識別番号であることを特徴とする充電ケーブル。
3. 請求項１又は２に記載の充電ケーブルを用いた充電システムであって、
   前記充電ケーブルと、
   前記二次電池に電力を供給する外部電源に接続すると共に充電時には前記充電ケーブルが接続され、当該充電ケーブルとの間で電力線搬送通信を行う制御手段とを備え、
   前記制御手段が、
   前記電力線搬送通信により受信した前記充電ケーブルの識別情報と、前記充電システムに予め登録されている前記充電ケーブルの登録情報とを比較して、前記識別情報が前記登録情報に登録されている場合に前記充電ケーブルを認証する認証手段と、
   前記認証手段により認証された場合に、当該認証された識別情報に係る前記充電ケーブルを介して前記外部電源から前記二次電池への充電を開始する給電制御手段とを備えることを特徴とする充電システム。
4. 請求項３に記載の充電システムにおいて、
   前記給電制御手段が、
   前記充電ケーブルのコンセントと前記制御手段とが電気的に接続された時点から、前記認証手段により前記充電ケーブルが認証されるまでの間に、前記識別情報の認証のための通信に必要な最小限の電力のみを給電するように制御し、前記認証手段が、接続された前記充電ケーブルを認証した場合に、前記二次電池への充電に必要な電力を給電するように制御することを特徴とする充電システム。
5. 請求項３又は４に記載の充電システムにおいて、
   前記外部電源が複数の住戸の給電設備を纏めた共用の外部電源であり、前記制御手段が前記充電ケーブルを介して複数の前記二次電池と接続可能に構成され、
   前記制御手段が、
   前記充電ケーブルを介して接続されている前記各二次電池の電池残量の情報を取得する電池残量取得手段と、
   前記外部電源が給電可能な電力量の上限情報と前記取得した電池残量情報とを用いて、前記各二次電池への給電の制約を規定する給電制御情報を生成する給電制御情報生成手段とを備え、
   前記給電制御手段が、生成された前記給電制御情報に基づいて、前記各二次電池への充電を制御することを特徴とする充電システム。
6. 請求項５に記載の充電システムにおいて、
   前記給電制御情報生成手段が、
   前記給電可能な電力量の上限情報及び前記電池残量情報、並びに、予め登録された前記二次電池の利用者の利用予定情報に基づいて、前記給電制御情報を生成することを特徴とする充電システム。
7. 請求項５又は６に記載の充電システムにおいて、
   前記充電ケーブルが、
   前記二次電池を搭載した充電対象物から少なくとも前記二次電池の電池残量情報を含む通信情報を受信する通信情報受信手段を備え、前記ケーブル用ＣＰＵが、前記通信情報受信手段で受信した前記電池残量情報を前記電力線搬送通信により前記制御手段に送信する電池残量送信手段として機能し、
   前記電池残量取得手段が、前記電池残量送信手段から送信された前記電池残量情報を受信して取得することを特徴とする充電システム。
8. 請求項７に記載の充電システムにおいて、
   前記通信情報を前記充電ケーブルに送信する通信情報送信手段を備え、
   当該通信情報送信手段が、
   少なくとも前記電池残留情報を含む前記通信情報であって前記充電対象物から取得可能な前記通信情報を記憶する不揮発性の記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記通信情報を前記充電ケーブルに送信する送信部とを備えることを特徴とする充電システム。