JP2014017964A - 車載バッテリの充放電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車載バッテリの電力を外部負荷に供給する場合でも、利用者が車両を使用する時に車載バッテリの残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる車載バッテリの充放電制御装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】充放電制御装置１１０は、利用者により入力された車両の使用予定と車載バッテリ１０の残容量とに基づいて必要充電時間を算出する制御手段１１０を含んでいる。制御手段１１０は、必要充電時間を算出する際に車載バッテリ１０の残容量を０とみなして必要充電時間を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載バッテリの充放電を制御する車載バッテリの充放電制御装置に関する。

従来用いられていたこの種の車載バッテリの充放電制御装置としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来装置では、利用者により入力された情報に基づいて必要電力量が算出されるとともに、この必要電力量と車載バッテリの残容量との差分電力量を充電するために要する必要充電時間が算出される。そして、必要充電時間に基づいて充電開始時刻が決定され、現在時刻が充電開始時刻に到達したときから車載バッテリの充電が開始される。

特開２０１１−１８８７３１号公報

近年、車載バッテリの大型化に伴い、車載バッテリの電力を外部負荷に供給することが行われている。しかしながら、上述した従来装置では、車載バッテリの電力を外部負荷に供給することが考慮されておらず、車載バッテリの電力が外部負荷に供給されることにより、利用者が車両を使用するときに車載バッテリの残容量が必要容量に満たないという状況が発生するおそれがある。車載バッテリの残容量が必要容量に満たない場合、出発時刻を遅らせる必要があり利便性が著しく低下する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載バッテリの電力を外部負荷に供給する場合でも、利用者が車両を使用する時に車載バッテリの残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる車載バッテリの充放電制御装置を提供することである。

本発明に係る車載バッテリの充放電制御装置は、車載バッテリの充電を行うとともに、車載バッテリの電力を外部負荷に供給する車載バッテリの充放電制御装置であって、利用者により入力された情報と車載バッテリの残容量とに基づいて必要充電時間を算出するとともに、算出した必要充電時間に基づいて車載バッテリの充電を行う制御手段を備え、制御手段は、必要充電時間を算出する際に車載バッテリの残容量を０とみなして必要充電時間を算出する。

また、本発明に係る車載バッテリの充放電制御装置は、車載バッテリの充電を行うとともに、車載バッテリの電力を外部負荷に供給する車載バッテリの充放電制御装置であって、利用者により入力された情報と車載バッテリの残容量とに基づいて必要充電時間を算出するとともに、算出した必要充電時間に基づいて車載バッテリの充電を行う制御手段を備え、制御手段は、必要充電時間を算出した後に車載バッテリの電力を外部負荷に供給した場合に、車載バッテリの残容量を検出して、検出された車載バッテリの残容量に基づいて必要充電時間を更新する。

本発明の車載バッテリの充放電制御装置によれば、制御手段は、必要充電時間を算出する際に車載バッテリの残容量を０とみなして必要充電時間を算出するか、又は必要充電時間を算出した後に車載バッテリの電力を外部負荷に供給した場合に、車載バッテリの残容量を検出して、検出された車載バッテリの残容量に基づいて必要充電時間を更新するので、車載バッテリの電力を外部負荷に供給する場合でも、利用者が車両を使用する時に車載バッテリの残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１による車載バッテリの充放電制御装置を示す構成図である。 図１の制御手段による充放電制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による充放電制御装置の制御手段が行う充放電制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３による充放電制御装置の制御手段が行う充放電制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による車載バッテリの充放電制御装置を示す構成図である。図において、車両１は、例えば電気自動車又はプラグインハイブリッド自動車等により構成されたものである。車両１には、車載バッテリ１０及び充放電制御装置１１が搭載されている。車載バッテリ１０は、例えば複数のリチウムイオン電池等の複数の電池セルが互いに接続されることにより形成された組電池により構成されている。充放電制御装置１１は、例えばコンピュータと充放電制御回路との組み合わせ等により構成された制御手段１１０を含んでいる。

車両１は、スタンド２を介して外部電源３及び外部負荷４に接続されている。スタンド２は、例えば家屋等に設置された設備であり、利用者により車両１に接続されるものである。外部電源３は、例えば商用電源等の電源であり、車載バッテリ１０の充電のために車両１に電力を供給するものである。外部負荷４は、例えば家庭内の機器システム等の負荷であり、車載バッテリ１０から供給された電力により動作できるものである。

スタンド２には、入力手段２０が設けられている。入力手段２０は、例えばタッチパネル等により構成されており、利用者が車両１の使用予定を入力するためのものである。車両１の使用予定とは、利用者が次に車両１を使用する際にどの程度の電力が必要となるかを算出するために用いられる情報（例えば走行予定距離や目的地等）、及び利用者が次に車両１の使用を開始する使用開始予定時刻を含むものである。充放電制御装置１１の制御手段１１０は、利用者によって入力手段２０から入力された情報に基づいて、外部電源３からの電力による車載バッテリ１０の充電、及び車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給を制御する。

次に、図２は、図１の制御手段１１０による充放電制御動作を示すフローチャートである。図において、入力手段２０により車両１の使用予定が入力されると、その使用予定に基づいて、利用者が次に車両１を使用する際に必要とされる必要電力量が算出される（ステップＳ１）。その次に、車載バッテリ１０の残容量（満充電に対する車載バッテリ１０の現在の容量）を０とみなして、必要電力量を充電するのに要する必要充電時間が算出される（ステップＳ２）。必要充電時間は、単位時間当りの充電可能量で必要電力量を除することで算出される。

ここで、車載バッテリ１０の残容量を０とみなして必要充電時間を算出するのは、必要充電時間を一度算出した後に車載バッテリ１０のすべての電力が外部負荷４に供給されることがあっても、必要電力量を充電するのに要する時間を確実に確保するためである。すなわち、車載バッテリ１０の残容量を０とみなして必要充電時間を算出することで、必要充電時間を一度算出した後に車載バッテリ１０の電力を外部負荷に供給しても、利用者が車両１の使用を開始する使用開始予定時刻に車載バッテリ１０の残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる。

必要充電時間が算出された後、車両１の使用予定と必要充電時間とに基づいて充電開始時刻が算出される（ステップＳ３）。例えば、利用者が次に車両１の使用を開始する予定時刻が午前８時であり、必要充電時間が７時間である場合には、午前８時から７時間を逆算することにより充電開始時刻が午前１時とされる。

その次に、現在時刻が充電開始時刻に到達したか否かが判定され（ステップＳ４）、充電開始時刻に到達していないと判定された場合に、外部負荷４からの電力要求信号が検出されるか否か、及び現在時刻が深夜電力時間帯（例えば２３時から翌朝７時まで等の時間帯）外であるか否かが判定される（ステップＳ５，Ｓ６）。このとき、外部負荷４からの電力要求信号が検出されているとともに、現在時刻が深夜電力時間帯外であると判定された場合に、車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給が開始される（ステップＳ７）。これに対して、ステップＳ５の判定において外部負荷４からの電力要求信号が未検出であると判定されるか、又はステップＳ６の判定において現在時刻が深夜電力時間帯内であると判定された場合には、車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給が禁止される（ステップＳ８）。これらステップＳ４〜Ｓ８の判定動作並び電力供給の開始及び禁止の決定は、ステップＳ４において現在時刻が充電開始時刻に到達したと判定されるまで繰り返し行われる。

外部負荷４からの電力要求信号が未検出の場合に電力供給を禁止するのは、車載バッテリ１０の電力が無制限に使用されることを防止するためである。例えば家屋に太陽電池パネルが設置されている場合、電力要求信号は太陽電池パネルの発電量が少ないときに外部負荷４から発せられる。現在時刻が深夜電力時間帯内のときに電力供給を禁止するのは、深夜電力時間帯の商用電力（深夜電力）の価格が低いため、深夜電力を優先して使用したほうが経済的なためである。

ステップＳ４において現在時刻が充電開始時刻に到達したと判定されると、車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給が禁止されるとともに（ステップＳ９）、車載バッテリ１０の充電が開始され（ステップＳ１０）、この充放電制御動作が終了される。充電開始時刻後に電力供給が禁止されることで、利用者が車両１を使用する使用開始予定時刻に車載バッテリ１０の残容量が必要容量に満たないという状況が発生することをより確実に回避できる。

このような車載バッテリ１０の充放電制御装置１１では、制御手段１１０は、必要充電時間を算出する際に車載バッテリ１０の残容量を０とみなして必要充電時間を算出するので、必要充電時間を一度算出した後に車載バッテリ１０のすべての電力が外部負荷４に供給されることがあっても、必要電力量を充電するのに要する時間を確実に確保できる。これにより、必要充電時間を一度算出した後に車載バッテリ１０の電力を外部負荷４に供給しても、利用者が車両１の使用を開始する使用開始予定時刻に車載バッテリ１０の残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる。

また、制御手段１１０は、算出した必要充電時間に基づいて充電開始時刻を決定し、現在時刻が充電開始時刻に到達した後に車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給を禁止するので、使用開始予定時刻に車載バッテリ１０の残容量が必要容量に満たないという状況が発生することをより確実に回避でき、利用者の利便性を向上させるができる。

さらに、制御手段１１０は、現在時刻が深夜電力時間帯内である場合に、車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給を禁止するので、深夜電力を優先して使用でき、利用者が負担する電気料金を低く抑えることができる。

さらにまた、制御手段１１０は、外部負荷４からの電力要求信号が未検出の場合に、車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給を禁止するので、無制限に車載バッテリ１０の電力が使用されることを防止でき、電力使用の効率化を図ることができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による充放電制御装置１１の制御手段１１０が行う充放電制御動作を示すフローチャートである。実施の形態１では、車両１の使用予定と必要充電時間とに基づいて充電開始時刻が決定され（ステップＳ３）、現在時刻がその充電開始時刻に到達するか否かの判断が行われる（ステップＳ４）。このため、車両１の使用予定によっては、相対的に電気料金が高い日中に車載バッテリ１０の充電を行い、利用者が負担する電気料金が高くなることがある。本実施の形態２の構成では、深夜電力で車載バッテリ１０の充電を行うことができる場合に、深夜電力で車載バッテリ１０の充電を行うようにすることで、利用者が負担する電気料金を低くできるようにする。

図３に示すように、本実施の形態２の充放電制御装置１１の制御手段１１０は、ステップＳ３において充電開始時刻を一度決定した後に、その充電開始時刻に基づいて深夜電力で充電可能か否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、制御手段１１０は、現在時刻から充電開始時刻までの間に深夜電力時間帯が含まれるか否かを判定する。その次に、制御手段１１０は、深夜電力で充電可能であると判定した場合に、使用開始予定時刻ではなく深夜電力時間が終了する時刻を起算点として必要充電時間を逆算することで、深夜電力時間帯のうちに充電が終了するように充電開始時刻を再決定する（ステップＳ２１）。充電開始時刻が再決定された後は、再決定された充電開始時刻に基づいて車載バッテリ１０の充放電が制御される。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような車両１の充放電制御装置１１では、制御手段１１０は、必要充電時間を算出した後に、深夜電力時間帯のうちに充電が終了するように必要充電時間に基づいて充電開始時刻を決定するので、車載バッテリ１０の充電に深夜電力を優先して使用でき、利用者が負担する電気料金を低く抑えることができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３による充放電制御装置１１の制御手段１１０が行う充放電制御動作を示すフローチャートである。実施の形態１，２では、車載バッテリ１０の残容量を０とみなして必要充電時間を算出すると説明したが、本実施の形態３の制御手段１１０は、図４に示すようにステップＳ１において必要電力量を算出した後に、車載バッテリ１０の残容量を検出し（ステップＳ３０）、検出した車載バッテリ１０の残容量に基づいて必要充電時間を算出する（ステップＳ３１）。すなわち、制御手段１１０は、必要充電時間として、検出した車載バッテリ１０の残容量と必要電力量との差分電力量を充電するために要する時間を算出する。

また、制御手段１１０は、ステップＳ７において車載バッテリ１０から外部負荷４への電力供給を開始した後に、ステップＳ３０に戻り車載バッテリ１０の残容量を検出するとともに、ステップＳ３１において検出した車載バッテリ１０の残容量に基づいて必要充電時間を改めて算出する。すなわち、制御手段１１０は、必要充電時間を算出した後に車載バッテリ１０の電力を外部負荷４に供給した場合に、車載バッテリ１０の残容量を検出して、検出された車載バッテリの残容量に基づいて必要充電時間を更新する。必要充電時間が更新された場合、更新された必要充電時間に基づいて充電開始時刻が決定される。その他の構成は、実施の形態２と同様である。

このような車両１の充放電制御装置１１では、制御手段１１０は、必要充電時間を算出した後に車載バッテリ１０の電力を外部負荷４に供給した場合に、車載バッテリ１０の残容量を検出して、検出された車載バッテリの残容量に基づいて必要充電時間を更新するので、必要充電時間を一度算出した後に車載バッテリ１０の電力を外部負荷４に供給しても、利用者が車両１の使用を開始する使用開始予定時刻に車載バッテリ１０の残容量が必要容量に満たないという状況が発生することを回避でき、利用者の利便性を向上させることができる。

なお、実施の形態１〜３では、充放電制御装置１１は車両１に搭載されると説明したが、例えばスタンド２に設けられる等、充放電制御装置は車両と別個に設けられてもよい。

１ 車両
４ 外部負荷
１０ 車載バッテリ
１１ 充放電制御装置
１１０ 制御手段

Claims (6)

1. 車載バッテリの充電を行うとともに、前記車載バッテリの電力を外部負荷に供給する車載バッテリの充放電制御装置であって、
   利用者により入力された情報と前記車載バッテリの残容量とに基づいて必要充電時間を算出するとともに、算出した必要充電時間に基づいて前記車載バッテリの充電を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記必要充電時間を算出する際に前記車載バッテリの残容量を０とみなして前記必要充電時間を算出する
   ことを特徴とする車載バッテリの充放電制御装置。
2. 車載バッテリの充電を行うとともに、前記車載バッテリの電力を外部負荷に供給する車載バッテリの充放電制御装置であって、
   利用者により入力された情報と前記車載バッテリの残容量とに基づいて必要充電時間を算出するとともに、算出した必要充電時間に基づいて前記車載バッテリの充電を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記必要充電時間を算出した後に前記車載バッテリの電力を外部負荷に供給した場合に、前記車載バッテリの残容量を検出して、検出された前記車載バッテリの残容量に基づいて前記必要充電時間を更新する
   ことを特徴とする車載バッテリの充放電制御装置。
3. 前記制御手段は、
   算出した前記必要充電時間に基づいて充電開始時刻を決定し、
   現在時刻が前記充電開始時刻に到達した後に前記車載バッテリから前記外部負荷への電力供給を禁止する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載バッテリの充放電制御装置。
4. 前記制御手段は、現在時刻が深夜電力時間帯内である場合に、前記車載バッテリから前記外部負荷への電力供給を禁止することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車載バッテリの充放電制御装置。
5. 前記制御手段は、前記外部負荷からの電力要求信号が未検出の場合に、前記車載バッテリから前記外部負荷への電力供給を禁止することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車載バッテリの充放電制御装置。
6. 前記制御手段は、前記必要充電時間を算出した後に、深夜電力時間帯のうちに充電が終了するように前記必要充電時間に基づいて充電開始時刻を決定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車載バッテリの充放電制御装置。

Images