JP2013240242A

JP2013240242A - 電力監視システムおよび電動車両

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Publication number: JP2013240242A
Application number: JP2012113217A
Authority: JP
Inventors: Takanori Matsunaga; 隆徳松永; Yoichi Okubo; 陽一大久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: US9153989B2; DE102012216769A1; DE102012216769B4; JP5383862B2; US20130311017A1

Abstract

【課題】車外装置が計測する電力量と電動車両が計測する電力量との矛盾をなくすことが可能な電力監視システムおよび電動車両を提供する。
【解決手段】電動車両２の蓄電池２６の電力状態を監視する車内システム２０と、車外装置１に搭載され、電動車両２への電力の供給を監視する車外システム１０とで構成され、電動車両２、車外装置１との間で交流電力を授受する第１の給電口２１と、車外装置１との間で直流電力を授受する第２の給電口５１とを有し、車内システム１０は、第１の給電口２１を介して車外装置１から供給される第１の給電電力量を計測する第１の給電口電力計測手段２２と、第２の給電口５１を介して車外装置１から供給される第２の給電電力量を計測する第２の給電口電力計測手段５２と、車外装置１との間で通信を行う車両側通信手段２８と、蓄電池２６に充電される充電電力量を計測する蓄電池電力計測手段２７と、監視部２３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は電気自動車などの電動車両と、車外装置との間の電力の授受を管理する電力監視システムに関する。

電動車両（Electric Vehicle：ＥＶ）には、２次電池（以下「バッテリ」と呼称）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、および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（ＰＨＥＶ）などがある。これらＥＶのバッテリに電力を充電する方法として、家庭のコンセントなどから交流の系統電力を供給し、車載充電器によって交流から直流に変換してバッテリに供給する方法や、ＥＶの外部に設けられる充電スタンドなどの車外装置から直流電力をバッテリに直接供給する方法などがある。

さらに、近年では太陽光発電および風力発電などで得られる再生可能エネルギーを効率的に利用するために、スマートグリッドと呼ばれる次世代電力網でこれらの再生可能エネルギーを利用する方法が考えられており、そこにＥＶを組み込むことが考えられている。

例えば、上記再生可能エネルギーの発電で得られた余剰電力を、ＥＶのバッテリに蓄電し、蓄電した電力を必要に応じて家庭または工場で利用することや、電力会社に売ることが考えられている。

ＥＶへの充電や、ＥＶからスマートグリッドへの電力供給を行う場合、例えば悪意あるユーザによる電力搾取や、ケーブルの短絡等といった異常によって、充電スタンドなどの車外装置が計測した電力量とＥＶが計測した電力量とで差が生じた場合、料金の支払いを巡ってトラブルが発生する可能性がある。

車外装置とＥＶの各々の電力量を計測する方法として、車外装置側は装置内部に備えた電力計を使用し、ＥＶ側はバッテリ付近に備えられバッテリ状態を常時監視するバッテリマネジメントユニットから得られる電力情報を使用することが一般的である。

しかしながらこの方法では、ＥＶ側はバッテリ端子での電力を計測しているため、ＥＶの給電口からバッテリ端子の間の機器、すなわちエアコンやアクセサリ類の操作を行った場合などにＥＶ自身が消費する電力が考慮されておらず、車外装置側で計測する電力量と、ＥＶ側で計測する電力量には差が発生するという問題がある。

このような問題を解決するための技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている技術では、給電装置（車外装置）と電動車両の両方に電力計を備え、両者の電力計測情報を比較する構成となっている。

特開２００８−２３４８８２号公報

特許文献１に開示される技術では、給電装置（車外装置）とＥＶの両方に電力計を備えているので給電装置（車外装置）とＥＶとの間の給電路の問題、例えばケーブル不良などによる給電量の矛盾は検出できるが、ＥＶ自身での電力消費や、ＥＶ内部での電気経路の短絡などの異常による給電量の矛盾は検出できないという問題がある。

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、車外装置が計測する電力量とＥＶが計測する電力量との矛盾をなくすことが可能な電力監視システムおよび電動車両を提供することを目的とする。

本発明に係る電力監視システムは、駆動用蓄電池に充電された電力を駆動源とする電動車両に搭載され、前記駆動用蓄電池の電力状態を監視する車内システムと、前記電動車両に電力を供給する車外装置に搭載され、前記電動車両への電力の供給を監視する車外システムとで構成され、前記電動車両は、前記車外装置との間で交流電力を授受する第１の給電口と、前記車外装置との間で直流電力を授受する第２の給電口と、を有し、前記車内システムは、前記第１の給電口を介して前記車外装置から供給される第１の給電電力量を計測する第１の給電口電力計測手段と、前記第２の給電口を介して前記車外装置から供給される第２の給電電力量を計測する第２の給電口電力計測手段と、前記車外装置との間で通信を行う車両側通信手段と、前記駆動用蓄電池に充電される充電電力量を計測する蓄電池電力計測手段と、前記第１および第２の給電口電力計測手段、前記通信手段、前記蓄電池電力計測手段を制御する監視部とを備え、前記車外装置は、前記電動車両との間で交流電力および直流電力を授受する給電口を有し、前記車外システムは、前記給電口に接続され、前記電動車両に供給する供給電力量を計測する給電口電力計測手段と、前記電動車両との間で通信を行う車外装置側通信手段と、前記給電口電力計測手段および前記車両側通信手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記給電口電力計測手段で計測した供給電力量を、情報として前記車外装置側通信手段から前記車両側通信手段を介して前記監視部に送信し、前記監視部は、前記第１または第２の給電電力量と、前記車外システムから情報として送信された前記供給電力量とに基づいて、前記電動車両と前記車外装置との間での電力授受を監視すると共に、前記第１または第２の給電電力量と、前記充電電力量とに基づいて、前記電動車両内での電力消費を監視する。

本発明に係る電力監視システム装置および電動車両によれば、第１または第２の給電電力量と、車外システムから送信された供給電力量とに基づいて、電動車両と車外装置との間での電力授受を監視するので、給電路等の異常を検出することができる。また、第１または第２の給電電力量と、充電電力量とに基づいて、電動車両内での電力消費を監視するので、車内で消費された消費電力量を正確に算出することができる。このため、駆動用蓄電池の電力を、例えばスマートグリッドに供給する場合に、スマートグリッドへの供給電力と電動車両自身での消費電力の合計が駆動用蓄電池の充電容量を超えないように制御でき、過放電を防止することができ、電動車両からスマートグリッドへの電力供給にも対応することができる。

また、車内で消費された消費電力量を正確に算出することができるので、電動車両内での異常を検出することができると共に、例えば、消費電力量が所定値を超える場合には、正常に給電が行われなかったものとして給電を停止することで、車外装置からの給電電力量と、電動車両での充電電力量との間で差が発生し、料金の支払いを巡ってトラブルが発生することを防止できる。

本発明に係る実施の形態１の電動車両の電力監視システムの構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態１の電動車両の電力監視システムの動作を説明するフローチャートである。本発明に係る実施の形態１の電動車両の電力監視システムの動作を説明するフローチャートである。本発明に係る実施の形態１の電動車両の電力監視システムの構成を示すブロック図である。車内電力変動要素監視部での監視内容を例示する図である。

＜実施の形態１＞
＜システム構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態１の電動車両の電力監視システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による電動車両の電力監視システムは、車外装置１に搭載される車外システム１０と電動車両２に搭載される車内システム２０とで構成されている。

電動車両２は、交流（ＡＣ）電力の入出力部となるＡＣコンタクト部２１（第１の給電口）、ＡＣコンタクト部２１に接続された第１の給電口電力計測手段としてのＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２、ＡＣ給電口電流積算計２２との間でＡＣ電力の授受を行う充電器２５、駆動用蓄電池としての２次電池２６、２次電池２６に給電される電力および２次電池２６から放電される電力を計測する蓄電池電力計測手段としての蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７、車外装置１との通信手段としての通信部２８および車内で電力を消費するエアコンなどの電力負荷としての車内負荷源２９を備えている。

また、直流（ＤＣ）電力の入出力部となるＤＣコンタクト部５１（第２の給電口）、ＤＣコンタクト部５１に接続された第２の給電口電力計測手段としてのＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２を備えている。

また、ＡＣ給電口電流積算計２２、充電器２５、通信部２８、ＤＣ給電口電流積算計５２の動作を監視し制御する監視部２３、監視部２３に接続され、電力監視のための種々の情報を格納する記憶部２４を備えている。

車内システム２０は、上述したＡＣ給電口電流積算計２２、監視部２３、記憶部２４、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７、通信部２８およびＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２を含んで構成される。

車外装置１は、交流および直流電力の入出力部となるコンタクト部１６、コンタクト部１６に接続された交流および直流電力の電流積算計（または電力計）１２、交流および直流電力の供給源または需要源となる電源部１１、充電に要した料金を演算し課金する課金部１５および電動車両２との通信手段としての通信部１７を備えている。

また、電源部１１、電流積算計１２、課金部１５および通信部１７を制御する制御部１３、制御部１３に接続されＩＤ情報等の認証を行う認証部１４を備えている。

車外システム１０は、上述した電流積算計（または電力計）１２、制御部１３、認証部１４および通信部１７を含んで構成される。

車外装置１の通信部１７と電動車両２の通信部２８とは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＰＬＣ（Power Line Communications）等のケーブルや電力線といった有線、あるいは無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線により接続可能になっており、供給電力量と充電電力量を確認するためのデータ、課金情報、エラー情報等のデータ等が相互に送受信可能となっている。

また、車外装置１のコンタクト部１６と電動車両２のＡＣコンタクト部２１およびＤＣコンタクト部５１とは、例えば電力線等のケーブルによる接続、または電磁誘導による非接触接続がなされ、車外装置１から電動車両２に電力供給が可能な構成となっている。

電源部１１は、一般的な系統電力（交流）あるいは直流電力を供給可能に構成されており、車外装置１が交流電力を供給する装置であれば電源部１１は交流電源となり、車外装置１が直流電力を供給する急速充電スタンドなどであれば電源部１１は直流電源となる。

電流積算計（または電力計）１２は、電動車両２へ供給された電力量（供給電力量）を検出する装置であり、電流値をモニターして積算する場合には電流積算計を使用し、電力値をモニターして積算する場合には電力計を使用する。なお、電流積算計は一般的に流通している製品を使用することもできるが、単純な電流計で電流をモニターし、制御部１３で積算する構成としても良いし、さらに電圧計と組み合わせて電圧値を乗算することで電力に換算して、電力計として使用することもできる。

なお、電流積算計（または電力計）１２による検出値は、供給電力量として制御部１３に与えられる構成となっている。

制御部１３は、電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量に基づいて、課金内容（総電力供給量等）を決定するように構成されている。

また、制御部１３は、電流積算計（または電力計）１２から与えられる供給電力量の情報を、通信部１７を介して電動車両２に送信するように構成されている。

また、制御部１３は、当該情報に基づいて電源部１１による電力供給を制御するように構成されている。すなわち、電動車両２の２次電池２６の充電容量、残容量の情報や満充電まで充電するのか、所定量まで充電するのかの情報を通信部１７を介して電動車両２側から予め入手し、所望の充電量となるように電力供給を制御する。

認証部１４は、電動車両２が車外装置１から給電を受けることができる登録利用者であるか否かの確認を行い、登録利用者である場合には認証を行い、そうでない場合には給電を拒否する。登録利用者であるか否かは、通信部１７を介して電動車両２側から送られて来るＩＤ情報等を確認することで判断する。このようなシステムは、車外装置１が家庭や職場に設置された装置である場合に特に有効であり、家族の車両や、社員の車両以外には給電させたくないという場合に有効である。

課金部１５は、制御部１３で決定した課金内容に基づいて、２次電池２６の充電終了後に、充電に要した料金を演算し、課金するようになっている。なお、課金は、車外装置１が急速充電スタンドなどである場合は、現金による支払い、あるいはプリペイドカードによる支払いなどが選択可能である。また、車外装置１が職場に設置された装置である場合は、電動車両２の所有者の給料振り込み口座からの引き落としなども選択可能とすることが現実的であり、課金情報は図示されない通信ネットワークを介して該当する銀行に通知される。

また、車外装置１が家庭に設置された装置である場合は、実際に課金することの意味は少ないが、充電にかかる費用を把握するという意味で課金情報が示されるようにしても良い。

電動車両２のＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２は、ＡＣコンタクト部２１を介して電動車両２に供給された交流電力量を積算し、積算値を給電電力として監視部２３に出力する構成となっている。なお、電流値をモニターして積算する場合には電流積算計を使用し、電力値をモニターして積算する場合には電力計を使用することは、車外装置１の電流積算計（または電力計）１２と同じであり、単純な電流計で電流をモニターし、監視部２３で積算する構成としても良いし、さらに電圧計と組み合わせて電圧値を乗算することで電力に換算して、電力計として使用することもできる。

充電器２５は、ＡＣコンタクト部２１を介して供給された交流電力を２次電池２６に充電可能とするため、直流電力に変換するようにＡＣ−ＤＣコンバータを有すると共に、２次電池２６の電力を車外装置１に供給可能とするため、ＤＣ−ＡＣコンバータも有している。

車内負荷源２９は、電動車両２内における電力負荷を指し、例えば、充電中の２次電池２６の温度上昇を抑えるために作動させる冷却系機器や、夏場の走行前の充電中に予め車内を冷却する際に使用されるエアコン等は、充電中にも動作しているので、車外装置１から供給された電力の一部は、これらの車内負荷源２９で消費される。

ＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２は、ＤＣコンタクト部５１を介して電動車両２に供給された直流電力量を積算し、積算値を給電電力量の情報として監視部２３に出力する構成となっている。なお、電流値をモニターして積算する場合には電流積算計を使用し、電力値をモニターして積算する場合には電力計を使用することは、車外装置１の電流積算計（または電力計）１２と同じであり、単純な電流計で電流をモニターし、監視部２３で積算する構成としても良いし、さらに電圧計と組み合わせて電圧値を乗算することで電力に換算して、電力計として使用することもできる。

蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７は、２次電池２６に対して充電された充電量を積算し、積算値を充電電力量として監視部２３に出力する構成となっている。なお、電流値をモニターして積算する場合には電流積算計を使用し、電力値をモニターして積算する場合には電力計を使用することは、車外装置１の電流積算計（または電力計）１２と同じである。

記憶部２４には、登録利用者情報として、予め登録利用者により申告されたＩＤ情報等が記憶されており、電動車両２が車外装置１から給電を受ける際に、車外装置１の制御部１３から要求があった場合には、監視部２３がこのＩＤ情報等を記憶部２４から読み出し、通信部２８を介して有線あるいは無線により車外装置１の通信部１７に送信する構成となっている。

また監視部２３は、ＡＣ給電口電流積算計（または電力計）２２からの給電電力量、あるいはＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２からの給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７からの充電電力量とを取得し、さらに、車外装置１から送信された供給電力量を通信部２８を介して取得するように構成されている。また、監視部２３は蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７からの充電電力量の情報を、通信部２８を介して電動車両２に送信するように構成されている。

監視部２３は、電動車両２で取得した給電電力量と充電電力量、車外装置１から提供される供給電力量を比較し、比較結果に基づいて車外装置１と電動車両２の間、もしくは電動車両２のＡＣコンタクト部２１から２次電池２６までの間の電力系での異常の有無を監視する。

＜動作＞
次に、本発明に係る電力監視システムの動作について、図１を参照しつつ、図２および図３に示すフローチャートを用いて説明する。

図２は車外装置１に設けられる車外システム１０の動作を説明するフローチャートである。車外システム１０は、電動車両２に接続されると動作を開始し、まず、ステップＳ１１において、通信部１７は電動車両２に関する情報、例えば、自機と契約しているか否か等のＩＤ情報など充電に関する情報を取得し、制御部１３に通知する。

制御部１３は取得したＩＤ情報等を認証部１４に与え、認証部１４において給電可能な電動車両２であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的には、予め認証部１４に登録されたＩＤ情報等と、制御部１３から与えられた電動車両２のＩＤ情報等とを比較し、両者が一致しているか否かによって判断する。

そして認証部１４は、給電可能な電動車両２ではないと判断した場合、すなわち電動車両２の記憶部２４に記録されたＩＤ情報等と、予め認証部１４に登録されたＩＤ情報等とが一致していないと判断した場合には、その旨を制御部１３に通知し、制御部１３は電源部１１に対して充電を許可しない、あるいは充電を停止する制御信号を出力し、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、制御部１３は、車外システム１０の表示手段である表示部（図示されない操作パネルの表示装置など）に、電動車両２は給電することが不可能な車両である旨のエラー表示を表示する。

一方、認証部１４が、給電可能な電動車両２ではないと判断した場合、すなわち電動車両２の記憶部２４に記録されたＩＤ情報等と、予め認証部１４に登録されたＩＤ情報等とが一致していると判断した場合には、その旨を制御部１３に通知し、制御部１３は電源部１１に対して充電を許可する制御信号を出力し、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、例えば、車外装置１側と電動車両２側の双方の電力計、この場合、車外装置１側では電流積算計（または電力計）１２、電動車両２側ではＡＣ給電口電流積算計（または電力計）２２、あるいはＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２の誤差調整のための設定や、利用者からの指示に基づき、料金の支払い方法が現金による支払いであるのかプリペイドカードによる支払いであるのか等支払い方法の選択を行う。

なお、車外装置１が家庭に設置された装置である場合は、支払い方法の選択は省略することができる。そして双方の電力計の設定や料金の支払い方法の選択を行うことが終了した後、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、制御部１３は、電動車両２に給電を開始するように電源部１１を制御し、その後、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、制御部１３は、電流積算計（または電力計）１２により検出された電力の供給量を、給電電力量情報として通信部１７を介して電動車両２に送信する。また、電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量と、通信部１７を介して電動車両２から送られて来る充電電力量の情報に含まれる充電電力量とを比較する。

制御部１３は、この比較結果に基づいて、電動車両２が正常に給電されているか否かを判定する（ステップＳ１６）。具体的には、供給電力量と充電電力量との差、あるいは両者の比率が、予め定めた所定値以内にあるか否かを判定し、両者の差が所定値を超える場合には、車外装置１と電動車両２との間の給電路に問題がある、あるいは電動車両２内での電気経路に短絡などの異常が生じた可能性があるものとして、車外システム１０の表示手段である表示部（図示されない操作パネルの表示装置など）に、正常に給電が行われなかった旨のエラー表示をする（ステップＳ１９）。なお、この所定値は、例えば、供給量に対する供給電力量と充電電力量との差の割合などで規定され、その値が１０％を超えるとエラー表示をするなどのように設定される。また、両者の比率の割合で規定する場合は、その値が９０％を下回るとエラー表示をするなどのように設定される。

一方、ステップＳ１６で正常に給電がされたと判定した場合、すなわち電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量と、通信部１７を介して電動車両２から送られて来る充電電力量の情報に含まれる充電電力量との差、または両者の比率が所定値以内である場合には、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、使用者の給電終了指示を受けたか否か、または２次電池２６が満充電（あるいは所定量）になったか否かを検知することで給電を終了するか否かを判定し、給電を終了しないと判定した場合には、ステップＳ１５以下の処理を繰り返す。すなわち、使用者が車外システム１０の図示されない操作パネルから給電終了を指示したような場合や、通信部１７を介して電動車両２から送られて来る充電電力量の情報に含まれる２次電池２６の充電電力量が満充電（あるいは所定量）に達した場合は給電終了と判定し、そうでない場合は給電を続行する。なお、電動車両２の２次電池２６を満充電まで充電するのか、所定量まで充電するのかの情報は、車外システム１０が電動車両２に接続された段階で制御部１３が通信部１７を介して電動車両２側から入手済みである。

一方、ステップＳ１７において、給電を終了すると判定した場合にはステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、制御部１３は課金内容を決定し、課金部１５に対して課金指令を出力し、課金部１５は、制御部１３で決定した課金内容に基づいて、２次電池２６の充電に要した料金を演算し、課金することで車外装置１側での処理は終了する。なお、正常に給電が行われず、エラー表示をした場合は（ステップＳ１９）は、課金は行われず車外装置１側での処理は終了する。

この場合、電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量と、通信部１７を介して電動車両２から送られて来る充電電力量の情報に含まれる充電電力量との間の差が小さいので、電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量に基づいて総電力供給量を算出し、それを課金内容とすれば良い。課金部１５は総電力供給量に電気料金単価を掛けることで課金を行う。なお、電気料金単価は、車外システム１０が急速充電スタンドなどである場合は、車外システム１０を運営する上でのコストや、利益を含めた値とすれば良い。

次に、図３に示すフローチャートを用いて電動車両２に設けられる車内システム２０の動作を説明する。

車内システム２０は、車外装置１に接続されると動作を開始し、まず、ステップＳ２１において、監視部２３は、自車両（電動車両２）に関する情報、例えば、車外装置１と契約しているか否か等の判定に必要なＩＤ情報など充電に関する情報を記憶部２４から読み出し、通信部２８を介して出力し、通信部１７を介して制御部１３に通知する。

その後、車外装置１の認証部１４が、電動車両２が給電可能な車両であるか否かの判断を行い、その判断結果を制御部１３が通信部１７を介して送信し、それを監視部２３が通信部２８を介して受信する。

ステップＳ２２では、車外装置１での判断結果が給電可能であるか否か、すなわち車外装置１から充電することが可能であるか否かを確認し、車外装置１から充電することが可能でないと確認した場合には、監視部２３は処理を中断し、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、監視部２３は、車外装置１から充電することが不可能であることを示すフラグを立てる、あるいはエラー情報を記憶すると言ったエラー処理を行う。

ステップＳ２２において車外装置１から充電することが可能であると確認した場合は、車外装置１が交流電力を供給する装置の場合は、監視部２３は充電器２５に対して充電を開始するための制御信号を出力し、ステップＳ２３に移行する。また、車外装置１が直流電力を供給する急速充電スタンドなどであれば、直ちにステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、車外装置１が交流電力を供給する装置の場合は、充電を開始するための制御信号を受けた充電器２５が、車外装置１から供給される交流電力を２次電池２６を充電する直流電力に変換するための制御回路を駆動して充電を開始し、ステップＳ２４に移行する。また、車外装置１が直流電力を供給する急速充電スタンドなどであれば、直ちに充電を開始する。

ステップＳ２４では、監視部２３は、車外装置１から交流電力が供給される場合は、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２により、ＡＣコンタクト部２１に供給される給電電力量を計測し、車外装置１から直流電力が供給される場合は、ＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２により、ＤＣコンタクト部５１に供給される給電電力量を計測し、給電電力量情報として取得してステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５では、監視部２３は、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により、２次電池２６に充電される充電電力量（バッテリ端子での充電電力量）を計測し、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、車外装置１から交流電力が供給される場合は、監視部２３は、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２により検出された給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により検出された充電電力量との差から、車内負荷源２９で消費された消費電力量を算出し、ステップＳ２７に移行する。なお、車外装置１から直流電力が供給される場合は、この処理は行わずステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、監視部２３は、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２、あるいはＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２により検出された給電電力量と、通信部２８を介して車外装置１から送信された給電電力量の情報に含まれる供給電力量とを比較した後、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８では、監視部２３は、上記供給電力量と上記充電電力量との比較結果に基づいて、車外装置１から正常に給電されているか否かを判定する。具体的には供給電力量と充電電力量との差が予め定めた所定値（第１の所定値）以内にあるか否かを判定し、両者の差が所定値を超える場合には、車外装置１と電動車両２との間に問題があるものとして、正常に給電が行われなかったことを示すフラグを立てる、あるいはエラー情報を記憶すると言ったエラー処理を行う（ステップＳ３０）。なお、この所定値は、例えば、供給量に対する供給量と充電量との差の割合などで規定され、その値が１０％を超えるとエラー表示をするなどのように設定される。

また、ステップＳ２８では、車外装置１から交流電力が供給される場合は、給電された電力が、正常に２次電池２６に充電されているのか否かの判定も行う。具体的には、ステップＳ２６で算出された給電電力量と充電電力量との差である消費電力量が予め定めた所定値（第２の所定値）以内にあるか否かを判定し、両者の差が所定値を超える場合には、電動車両２内での電気経路に短絡などの異常が生じた可能性があるものとして、正常に給電が行われなかったことを示すフラグを立てる、あるいはエラー情報を記憶すると言ったエラー処理を行う（ステップＳ３０）。なお、この所定値は、例えば、給電電力量に対する消費電力量の割合などで規定され、その値が１０％を超えるとエラー表示をするなどのように設定される。

一方、ステップＳ２８において、供給電力量と充電電力量との差が予め定めた所定値以内にある場合や、消費電力量が予め定めた所定値以内にある場合には、正常に給電がされたと判定し、ステップＳ２９に移行する。

ステップＳ２９では、監視部２３は、使用者の給電終了指示を受けたか否か、または２次電池２６が満充電（あるいは所定量）になったか否かを検知することで給電を終了するか否かを判定し、給電を終了しないと判定した場合には、ステップＳ２４以下の処理を繰り返す。すなわち、使用者が車内の図示されない操作パネルから給電終了を指示したような場合や、２次電池２６の充電量が満充電（あるいは所定量）に達した場合は給電終了と判定し、そうでない場合は給電を続行する。なお、電動車両２の２次電池２６を満充電まで充電するのか、所定量まで充電するのかについては、電動車両２の充電システムで予め設定されていても良いし、使用者が車内の図示されない操作パネルから設定できる構成であっても良い。

一方、ステップＳ２９で充電を終了すると判定した場合には、車外装置１から交流電力が供給される場合は、充電器２５に充電制御の停止指令を出力し、電動車両２側での処理は終了する。なお、車外装置１から直流電力が供給される場合は、充電制御の停止指令を通信部２８から電動車両２の通信部１７を介して制御部１３に与え、電動車両２側での処理は終了する。

充電制御の停止指令を受けた制御部１３は、電源部１１を制御して電力の出力を停止させる。

なお、車内システム２０がステップＳ３０のエラー処理を実施した場合にも、車外装置１から交流電力が供給される場合は、充電器２５に充電制御の停止指令を出力し、車外装置１から直流電力が供給される場合は、充電制御の停止指令を通信部２８から電動車両２の通信部１７を介して制御部１３に与え、電動車両２側での処理は終了する。

＜効果＞
以上説明したように、実施の形態１の電動車両の電力監視システムにおいては、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２により検出された給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により検出された充電電力量との差から、車内負荷源２９で消費された消費電力量を正確に算出することができる。

そして、消費電力量が予め定めた所定値以内にあるか否かを判定し、両者の差が所定値を超える場合には、正常に給電が行われなかったものとしてエラー処理を行い、給電を停止するので、車外装置１で電流積算計（または電力計）１２により検出された給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により検出された充電電力量との間で差が発生し、料金の支払いを巡ってトラブルが発生することを防止できる。

また、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２、あるいはＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２により検出された給電電力量と、車外装置１で検出された供給電力量との差が所定値を超える場合には、車外装置１と電動車両２との間に問題があるものと判断することができ、給電路等の異常を検出することができる。

また、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２およびＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２を備えることで、交流電力だけでなく直流電力についても給電口電流を計測でき、ＡＣ給電路でもＤＣ給電路でも異常を検出することができる。

また、車外装置１では、電流積算計（または電力計）１２により検出された供給電力量と、通信部１７を介して電動車両２から送られて来る充電電力量との差、あるいは両者の比率が、予め定めた所定値以内にあるか否かを判定し、所定値を超える場合には、エラー表示を行い、エラー表示をした場合は、課金は行われない。このため、車外装置１で電流積算計（または電力計）１２により検出された給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により検出された充電電力量との間で差が発生し、料金の支払いを巡ってトラブルが発生することを防止できる。

また、実施の形態１の電動車両の電力監視システムにおいては、スマートグリッドなどで再生可能エネルギーの効率的な利用や電力ピークシフトのために、電動車両２の２次電池２６を一時的な蓄電手段として用いることや、災害時の非常用電力源として用いることも可能である。すなわち、２次電池２６を一時的な蓄電手段として用いる場合は、上述した実施の形態１と同様の動作を行えば良く、その場合は課金は行われない。また、２次電池２６を災害時の非常用電力源として用いる場合には、電動車両２の監視部２３が２次電池２６の放電制御を行い、２次電池２６の電力を車外装置１に供給するため、充電器２５のＤＣ−ＡＣコンバータを制御してＤＣ−ＡＣ変換を行い、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２からＡＣコンタクト部２１を介して交流電力を車外装置１に与える。

また、２次電池２６が出力する直流電力をＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２およびＤＣコンタクト部５１を介して車外装置１に供給する構成としても良い。この場合、車外装置１に、ＤＣ−ＡＣコンバータを設けることで、電源部１１が、一般的な交流電力系統である場合に対応することができる。

これらの場合、監視部２３は、２次電池２６の充電容量や残容量を把握し、過放電にならないように２次電池２６の放電制御を行う。

また、車内負荷源２９で消費された消費電力量を正確に算出することができるので、２次電池２６の電力をスマートグリッドに供給する場合に、スマートグリッドへの供給電力と電動車両２自身での消費電力の合計が２次電池２６の充電容量を超えないように制御でき、過放電を防止することができる。

このように、実施の形態１の電動車両の電力監視システムにおいては、電動車両２からスマートグリッドへの電力供給にも対応することができる。

＜実施の形態２＞
図４は、本発明に係る実施の形態２の電動車両の電力監視システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による電動車両の電力監視システムは、車外装置１に搭載される車外システム１０と電動車両２に搭載される車内システム２０Ａとで構成されている。なお、図１に示した実施の形態１の電力監視システムと同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

車内システム２０Ａは、ＡＣ給電口電流積算計２２、監視部２３、記憶部２４、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７、通信部２８、ＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２および車内電力変動要素監視部３０を含んで構成される。

車内電力変動要素監視部３０は、車内の電力変動要素である車内負荷源２９の動作状況を常時監視し、車内負荷源２９の動作に応じた電力変動値を監視部２３に通知する機能を有している。

ここで、図５を用いて車内電力変動要素監視部３０の監視内容の一例を説明する。図５においては、車内電力変動要素と、その定格電力および動作フラグを示している。なお、動作フラグが１の場合は動作状態であることを示し、動作フラグが０の場合は停止状態であることを示している。

図５において、車内電力変動要素として、バッテリの冷却系機器、エアコン、オーディオ等を例示しており、バッテリの冷却系機器、エアコンおよびオーディオのそれぞれの定格電力は、１ｋＷ、３ｋＷおよび０．１ｋＷとなっている。

車内電力変動要素監視部３０は、動作状態を表すフラグが１、すなわち動作している電力変動要素の定格電力の合計値を算出し、監視部２３に通知する。

監視部２３は、図３を用いて説明したステップＳ２８において、給電電力量と充電電力量との差である消費電力量と、この定格電力合計値とを比較し、消費電力量が定格電力合計値を超えるような場合には、電動車両２内での電気経路に短絡などの異常が生じた可能性があるものと判定する。

このように、車内で消費される電力の変動要素を各々監視することで、車内の消費電力量をより正確に監視することが可能になる。

なお、以上説明した実施の形態１および２では、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２、あるいはＤＣ給電口電流積算計（またはＤＣ給電口電力計）５２により検出された給電電力量と、車外装置１で検出された供給電力量との差に基づいて、正常に給電が行われたか否かを判断しているが、両者の比率により判断するようにしても同様の効果を得ることができる。

また、ＡＣ給電口電流積算計（またはＡＣ給電口電力計）２２により検出された給電電力量と、蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）２７により検出された充電電力量との差に基づいて、電動車両２内での電気経路の異常の有無を判断しているが、両者の比率により判断するようにしても同様の効果を得ることができる。

また、図３を用いて説明したステップＳ２８において、正常に給電が行われないと判断された場合は、ステップＳ３０でエラー処理を実施する例を示したが、例えば通信部２８を介して車外装置１に通知するなど、車外機器や利用者に通知する構成を併用しても良い。この構成により、利用者が正常に給電が行われないことを知得できる。

さらに、正常な給電が行われないと判断された場合に、例えば異常な電力が２次電池２６に供給されたり、逆に車外に放電されている場合には、２次電池２６に接続される電力線に介挿されたコンタクタと呼ばれる電磁接触器や電磁遮断器を監視部２３が制御して、電力線を開放して強制的に電力を遮断する構成を併用しても良い。この構成により、２次電池２６に負荷が加わることや、車外に影響が出ることを防止できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１車外装置、２電動車両、１０車外システム、１１電源部、１２電流積算計（または電力計）、１３制御部、２０，２０ａ車内システム、２２ＡＣ給電口電流積算計、２３監視部、２６２次電池、２７蓄電池電流積算計（または蓄電池電力計）、２９車内負荷源、３０車内電力変動要素監視部、５２ＤＣ給電口電流積算計。

Claims

駆動用蓄電池に充電された電力を駆動源とする電動車両に搭載され、前記駆動用蓄電池の電力状態を監視する車内システムと、
前記電動車両に電力を供給する車外装置に搭載され、前記電動車両への電力の供給を監視する車外システムとで構成される電力監視システムであって、
前記電動車両は、前記車外装置との間で交流電力を授受する第１の給電口と、前記車外装置との間で直流電力を授受する第２の給電口と、を有し、
前記車内システムは、
前記第１の給電口を介して前記車外装置から供給される第１の給電電力量を計測する第１の給電口電力計測手段と、
前記第２の給電口を介して前記車外装置から供給される第２の給電電力量を計測する第２の給電口電力計測手段と、
前記車外装置との間で通信を行う車両側通信手段と、
前記駆動用蓄電池に充電される充電電力量を計測する蓄電池電力計測手段と、
前記第１および第２の給電口電力計測手段、前記通信手段、前記蓄電池電力計測手段を制御する監視部と、を備え、
前記車外装置は、前記電動車両との間で交流電力および直流電力を授受する給電口を有し、
前記車外システムは、
前記給電口に接続され、前記電動車両に供給する供給電力量を計測する給電口電力計測手段と、
前記電動車両との間で通信を行う車外装置側通信手段と、
前記給電口電力計測手段および前記車両側通信手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記給電口電力計測手段で計測した供給電力量を、情報として前記車外装置側通信手段から前記車両側通信手段を介して前記監視部に送信し、
前記監視部は、
前記第１または第２の給電電力量と、前記車外システムから情報として送信された前記供給電力量とに基づいて、前記電動車両と前記車外装置との間での電力授受を監視すると共に、前記第１または第２の給電電力量と、前記充電電力量とに基づいて、前記電動車両内での電力消費を監視することを特徴とする電力監視システム。
前記車内システムの前記監視部は、
前記第１または第２の給電電力量と、前記供給電力量との差または両者の比率に基づいて、前記電動車両の前記第１または第２の給電口と前記車外装置の前記給電口との間の異常の有無を判断し、
前記第１または第２の給電電力量と、前記充電電力量との差または両者の比率に基づいて、前記電動車両内での異常の有無を判断する、請求項１記載の電力監視システム。
前記車内システムの前記監視部は、
前記充電電力量を、情報として前記車両側通信手段から前記車外装置側通信手段を介して前記車外システムの前記制御部に送信し、
前記制御部は、
前記供給電力量と、前記車内システムから送信された前記充電電力量との差または両者の比率に基づいて、前記電動車両への給電の異常の有無を判断する、請求項１記載の電力監視システム。
前記車内システムは、
前記電動車両内の電力変動要素である車内負荷源の動作状況を常時監視し、前記車内負荷源の動作時の定格電力合計値を前記監視部に通知する車内電力変動要素監視部をさらに備え、
前記監視部は、
前記第１または第２の給電電力量と、前記供給電力量との差で規定される消費電力量と、前記定格電力合計値とを比較し、前記消費電力量が前記定格電力合計値を超えるか否かで、前記電動車両内での異常の有無を判断する、請求項１記載の電力監視システム。
前記車内システムの前記監視部は、
前記電動車両と前記車外装置との間での電力授受の監視および、前記電動車両内での電力消費の監視において異常を検出した場合は、前記車両側通信手段を介して前記車外装置に異常の検出を通知する、請求項１記載の電力監視システム。
前記車内システムの前記監視部は、
前記電動車両と前記車外装置との間での電力授受の監視および、前記電動車両内での電力消費の監視において異常を検出した場合は、前記駆動用蓄電池に接続される電力線に介挿された遮断手段を制御して、前記電力線を開放して強制的に電力を遮断する、請求項１記載の電力監視システム。
駆動用蓄電池に充電された電力を駆動源とする電動車両であって、
前記電動車両は、
前記駆動用蓄電池の電力状態を監視する車内システムと、
電力を供給する車外装置との間で交流電力を授受する第１の給電口と、前記車外装置との間で直流電力を授受する第２の給電口と、を有し、
前記車内システムは、
前記第１の給電口を介して前記車外装置から供給される第１の給電電力量を計測する第１の給電口電力計測手段と、
前記第２の給電口を介して前記車外装置から供給される第２の給電電力量を計測する第２の給電口電力計測手段と、
前記車外装置との間で通信を行う車両側通信手段と、
前記駆動用蓄電池に充電される充電電力量を計測する蓄電池電力計測手段と、
前記第１および第２の給電口電力計測手段、前記車両側通信手段、前記蓄電池電力計測手段を制御する監視部と、を備え、
前記監視部は、
前記第１または第２の給電電力量と、前記車両側通信手段を介して前記車外装置から情報として送信された供給電力量とに基づいて、前記電動車両と前記車外装置との間での電力授受を監視すると共に、前記第１または第２の給電電力量と、前記充電電力量とに基づいて、前記電動車両内での電力消費を監視することを特徴とする電動車両。