JP2014155400A - Charging system and charger for battery-mounted vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、バッテリ搭載車両のための充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system for a battery-equipped vehicle.
電気モータによって走行する電気自動車(EV車)や電気モータとガソリンエンジンとの併用によって走行するプラグインハイブリッド車(PHV車)の普及が始まっている。これらEV車やPHV車にはバッテリが搭載されており、バッテリに蓄えられた電気エネルギーによってモータを駆動することにより車両の走行が行われる。 The popularization of electric vehicles (EV vehicles) driven by electric motors and plug-in hybrid vehicles (PHV vehicles) driven by the combined use of electric motors and gasoline engines has begun. These EV cars and PHV cars are equipped with a battery, and the vehicle is driven by driving a motor with electric energy stored in the battery.
現在、EV車やPHV車用の充電システムとしては、駐車エリア内に設けられた複数の駐車スペースにそれぞれ充電スタンドを設置し、車両が駐車スペースに駐車している間に充電を行う方式が一般的である。また、充電スタンドから車両への電力供給の方法としては、充電スタンドと車両を専用の充電ケーブルで接続する接触充電システムと、充電スタンドと車両を非接触状態に保ったまま電磁誘導の原理を利用して電力供給を行う非接触充電システムとがあり、特許文献1には非接触充電システムの一例が記載されている。 Currently, as a charging system for EV cars and PHV cars, there is generally used a charging stand installed in each of a plurality of parking spaces provided in a parking area, and charging is performed while the vehicle is parked in the parking space. Is. As a method of supplying power from the charging stand to the vehicle, a contact charging system in which the charging stand and the vehicle are connected by a dedicated charging cable, and the principle of electromagnetic induction are used while the charging stand and the vehicle are kept in a non-contact state. Thus, there is a non-contact charging system that supplies power, and Patent Document 1 describes an example of a non-contact charging system.
上記のような充電システムにおいて、充電スタンドは自機が正常に機能するか否かを診断する自己診断機能を有することが好ましい。しかしながら、例えば各家庭に設置される簡易型の充電スタンドでは、診断情報を表示するディスプレイ等を持たないものがある。そのような充電スタンドでは、車両への充電処理が正常に行えない場合にその原因を判断することがきわめて困難になる。 In the charging system as described above, it is preferable that the charging stand has a self-diagnosis function for diagnosing whether or not the own device functions normally. However, for example, some simple charging stands installed in each home do not have a display or the like for displaying diagnostic information. In such a charging station, it is extremely difficult to determine the cause when the vehicle cannot be charged normally.
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、充電スタンドが自機の診断情報を表示する機能を持たなくても、充電スタンドの外部において診断情報を確認することができる、バッテリ搭載車両のための充電システムを提供することを目的とる。 This invention was made to solve such a problem, and the diagnostic information can be confirmed outside the charging station even if the charging station does not have a function of displaying the diagnostic information of the own device. The object is to provide a charging system for a battery-equipped vehicle.
上記の課題を解決するために、この発明に係るバッテリ搭載車両のための充電システムは、自機が正常に機能するか否かを診断して診断情報を生成する診断手段、当該診断手段によって生成された診断情報を記憶する第1記憶手段および当該第1記憶手段に記憶されている診断情報を送信する送信手段を有する充電装置と、充電装置の外部に設けられると共に送信手段によって送信された診断情報を受信する受信手段を有する外部装置とを備える。 In order to solve the above-described problem, a charging system for a battery-equipped vehicle according to the present invention generates a diagnostic information by diagnosing whether or not the own device functions normally, and generated by the diagnostic unit A charging device having a first storage means for storing the diagnostic information and a transmission means for transmitting the diagnostic information stored in the first storage means, and a diagnosis provided outside the charging device and transmitted by the transmission means An external device having receiving means for receiving information.
外部装置は、受信手段によって受信された診断情報を記憶する第2記憶手段をさらに有してもよい。 The external device may further include a second storage unit that stores the diagnostic information received by the receiving unit.
外部装置は、バッテリ搭載車両であってもよい。 The external device may be a battery-equipped vehicle.
外部装置は、第2記憶手段に記憶されている診断情報をバッテリ搭載車両または充電装置の保守サービスを提供するサービスステーションに転送する転送手段をさらに有してもよい。 The external device may further include a transfer unit that transfers the diagnostic information stored in the second storage unit to a service station that provides a maintenance service for the battery-equipped vehicle or the charging device.
外部装置は、持ち運び可能な端末装置であってもよい。 The external device may be a portable terminal device.
また、この発明に係るバッテリ搭載車両のための充電装置は、自機が正常に機能するか否かを診断して診断情報を生成する診断手段と、診断手段によって生成された診断情報を記憶する第1記憶手段と、第1記憶手段に記憶されている診断情報を送信する送信手段とを備える。 In addition, a charging device for a battery-equipped vehicle according to the present invention stores a diagnostic unit that diagnoses whether or not the device itself functions normally and generates diagnostic information, and diagnostic information generated by the diagnostic unit. First storage means and transmission means for transmitting diagnostic information stored in the first storage means.
診断手段は、バッテリ搭載車両への充電を制御する制御手段に含まれ、第1の記憶手段は、送信手段の内部に含まれてもよい。 The diagnosis unit may be included in a control unit that controls charging of the battery-equipped vehicle, and the first storage unit may be included in the transmission unit.
この発明に係るバッテリ搭載車両のための充電システムによれば、充電スタンドが自機の診断情報を表示する機能を持たなくても、充電スタンドの外部において診断情報を確認することができる。 According to the charging system for a battery-equipped vehicle according to the present invention, the diagnostic information can be confirmed outside the charging stand even if the charging stand does not have a function of displaying the diagnostic information of the own device.
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態.
この発明の実施の形態に係るバッテリ搭載車両のための充電システム100の構成を図1に示す。
充電システム100は、充電スタンド10と電気自動車20とから構成されており、充電スタンド10と電気自動車20を非接触状態に保ったまま電磁誘導の原理を利用して充電電力の供給を行う非接触型の充電システムである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment.
FIG. 1 shows the configuration of a
The
まず、充電スタンド10の構成について説明する。充電スタンド10は、無線通信手段11と、制御手段12と、電力変換手段13と、整合手段14と、給電コイル15と、車両検知センサ16と、アンテナ17とを備えている。
First, the configuration of the
無線通信手段11は、例えばZigBee規格に基づく無線通信モジュールであり、制御手段12から入力される各種パケットを変調してアンテナ17から電波信号として放射すると共に、アンテナ17によって受信される電波信号を復調してパケットを抽出し、制御手段12に出力する。また、無線通信手段11の内部には、EEPROM等の不揮発性メモリによって構成される記憶手段18が含まれている。
The wireless communication unit 11 is a wireless communication module based on, for example, the ZigBee standard, modulates various packets input from the
制御手段12は、マイクロコンピュータによって構成されており、無線通信手段11を介して電気自動車20との間で各種通信を行いながら、電力変換手段13および整合手段14を制御することによって、電気自動車20への充電電力の供給を制御する。また、制御手段12の内部には、充電スタンド10が正常に機能するか否かを診断する自己診断プログラム19が格納されている。
The control means 12 is constituted by a microcomputer, and controls the power conversion means 13 and the
電力変換手段13は、電力系統から供給される交流電力をより周波数の高い高周波電力に変換する。 The power conversion means 13 converts AC power supplied from the power system into high frequency power having a higher frequency.
整合手段14は、電力変換手段13と給電コイル15のインピーダンスを整合させる。
The matching
給電コイル15には、整合手段14から出力された高周波電力が供給される。
The power supply coil 15 is supplied with high-frequency power output from the
車両検知センサ16は、充電スタンド10が設置されている駐車スペースに電気自動車20が駐車したことを検知する。
The
次に、電気自動車20の構成について説明する。電気自動車20は、無線通信手段21と、制御手段22と、受電コイル23と、整合手段24と、整流手段25と、検出手段26と、バッテリ27と、アンテナ28とを備えている。
Next, the configuration of the
無線通信手段21は、例えばZigBee規格に基づく無線通信モジュールであり、制御手段22から入力される各種パケットを変調してアンテナ28から電波信号として放射すると共に、アンテナ28によって受信される電波信号を復調してパケットを抽出し、制御手段22に出力する。また、無線通信手段21の内部には、EEPROM等の不揮発性メモリによって構成される記憶手段29が含まれている。
The wireless communication means 21 is a wireless communication module based on, for example, the ZigBee standard, modulates various packets input from the control means 22 and radiates them as radio wave signals from the
制御手段22は、マイクロコンピュータによって構成されており、無線通信手段21を介して充電スタンド10との間で各種通信を行いながら、整合手段24および整流手段25を制御することによって、充電スタンド10の給電コイル15から自車の受電コイル23に伝達される高周波電力を直流電力に変換し、バッテリ27への充電を行う。
The control means 22 is composed of a microcomputer, and controls the
受電コイル23には、充電スタンド10の給電コイル15から電磁誘導の原理によって高周波電力が伝達される。
High frequency power is transmitted to the
整合手段24は、受電コイル23と整流手段25のインピーダンスを整合させる。
The matching
整流手段25は、整合手段24から出力された高周波電力を直流電力に変換する。
The rectifying
検出手段26は、整流手段25によって整流されてバッテリ27に充電される直流電力の電圧および電流を監視し、当該電圧および電流に基づいてバッテリ27の充電量(SOC)を検出する。
The detection means 26 monitors the voltage and current of DC power rectified by the rectification means 25 and charged in the
バッテリ27は、整流手段25から検出手段26を経由して供給される直流電力を蓄える。
The
次に、この実施の形態に係る充電システム100における、充電スタンド10によって行われる自己診断処理と診断情報の通知処理について、図2〜3を参照して説明する。
Next, self-diagnosis processing and diagnostic information notification processing performed by the
(充電スタンドの起動時における自己診断処理と通知処理)
まず、充電スタンド10の起動時に行われる自己診断処理および診断情報の通知処理について、図2を参照して説明する。
(Self-diagnosis process and notification process when the charging station is started)
First, a self-diagnosis process and a diagnosis information notification process performed when the
充電スタンド10が起動すると(S101)、充電スタンド10の自己診断プログラム19は、自機が正常に機能するか否かの自己診断処理を実行して診断情報を生成する(S102)。診断情報の具体例としては、例えば、リレーの溶着チェック状態、各部の電圧状態、電流状態、温度状態、通信状態の統計情報(受信強度、再送回数等)、メンテナンス情報(リレーのON/OFF回数、交換時期等)などである。次に、充電スタンド10の制御手段12は、S102で生成された診断情報を無線通信手段11の記憶手段18に記憶させる(S103)。その後、制御手段12は、無線通信手段11を除く他のモジュールを起動時の通常モードから消費電力を抑えるスリープモードに移行させて待機状態にする(S104)。
When the
充電スタンド10のスリープモード時に電気自動車20が駐車スペースに駐車したことが車両検知センサ16によって検知されると(S105)、充電スタンド10の制御手段12は、自身を含む各モジュールをスリープモードから通常モードに移行させ(S106)、自機の識別子を含む車両ID要求パケットを無線通信手段11によってブロードキャストする(S107)。ここで、充電スタンド10の識別子としては、例えば充電スタンド10のMACアドレスを使用することができる。この車両ID要求パケットを無線通信手段21によって受信した電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10に向けて自機の識別子を含む車両ID応答パケットを無線通信手段21によって返信する(S108)。次に、充電スタンド10の制御手段12は、電気自動車20に向けて通信接続要求パケットを送信し(S109)、これを受信した電気自動車20の制御手段22は、通信接続応答パケットを返信し(S110)、充電スタンド10と電気自動車20の間で無線通信接続が確立される(S111)。
When the
充電スタンド10と電気自動車20の間で無線通信接続が確立されると、電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10に向けて診断情報要求パケットを送信し(S112)、これを受信した充電スタンド10の制御手段12は、記憶手段18に記憶されている診断情報を含む診断情報応答パケットを返信する(S113)。診断情報応答パケットを受信した電気自動車20の制御手段22は、受信パケット内に含まれている診断情報を無線通信手段21の記憶手段29に記憶させる(S114)。
When the wireless communication connection is established between the charging
続いて、電気自動車20の制御手段22は、記憶手段29内の診断情報を解析し(S115)、充電スタンド10が正常に機能していると判断される場合には、充電スタンド10に向けて充電開始要求パケットを送信する(S116)。これを受信した充電スタンド10の制御手段12は、充電開始応答パケットを返信し(S117)、充電スタンド10から電気自動車20への充電処理が開始される(S118)。一方、S115で充電スタンド10に異常が認められる場合には、電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10との間の無線通信接続を切断するための通信切断処理に移行する(S119)。また、この際、制御手段22は、記憶手段29に記憶されている診断情報を車両に搭載されている図示しないカーナビゲーションシステムの画面上に表示する。これにより、運転者は診断情報の詳細を確認して異常の原因を知ることができる。
Subsequently, the control means 22 of the
S118において充電スタンド10から電気自動車20への充電処理が開始されると、電力系統から供給される交流電力が充電スタンド10の電力変換手段13によってより周波数の高い高周波電力に変換され、整合手段14によってインピーダンスの整合が行われた後、給電コイル15に供給される(図1参照)。給電コイル15に供給された高周波電力は、電気自動車20の受電コイル23に伝達され、整合手段24によってインピーダンスの整合が行われ、整流手段25によって直流電力に変換された後、検出手段26を経由してバッテリ27に充電される。
When the charging process from the charging
(充電処理中の異常発生時における自己診断処理と通知処理)
次に、充電スタンド10から電気自動車20への充電処理の途中で異常が発生した場合に行われる自己診断処理と診断情報の通知処理について、図3を参照して説明する。
(Self-diagnosis process and notification process when an abnormality occurs during the charging process)
Next, a self-diagnosis process and a diagnosis information notification process performed when an abnormality occurs during the charging process from the charging
充電スタンド10から電気自動車20への充電処理中に異常が発生すると(S201)、充電スタンド10の制御手段12は、電気自動車20への充電処理を中止し(S202)、電気自動車20に向けて充電中止通知パケットを送信する(S203)。この充電中止通知パケットを受信した電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10に向けて充電中止応答パケットを返信する(S204)。
When an abnormality occurs during the charging process from the charging
次に、充電スタンド10の自己診断プログラム19は、図2のS102と同様の自己診断処理を実行して診断情報を生成し(S205)、無線通信手段11の記憶手段18に記憶させる(S206)。電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10に向けて診断情報要求パケットを送信し(S207)、これを受信した充電スタンド10の制御手段12は、記憶手段18に記憶されている診断情報を含む診断情報応答パケットを返信し(S208)、診断情報応答パケットを受信した電気自動車20の制御手段22は、受信パケット内に含まれている診断情報を無線通信手段21の記憶手段29に記憶させる(S209)。そして、制御手段22は、記憶手段29に記憶された診断情報を車両に搭載されている図示しないカーナビゲーションシステムの画面上に表示する。これにより、運転者は診断情報の詳細を確認して異常の原因を知ることができる。
Next, the self-
最後に、電気自動車20の制御手段22は、充電スタンド10に向けて通信切断要求パケットを送信し(S210)、これを受信した充電スタンド10の制御手段12は、通信切断応答パケットを返信し(S211)、充電スタンド10と電気自動車20の間の無線通信接続が切断される(S212)。
Finally, the control means 22 of the
以上説明したように、この実施の形態に係るバッテリ搭載車両のための充電システム100において、充電スタンド10は、自機が正常に機能するか否かを診断して診断情報を生成する自己診断プログラム19と、自己診断プログラム19によって生成された診断情報を記憶する記憶手段18と、記憶手段18に記憶されている診断情報を送信する無線通信手段11とを備えている。また、電気自動車20は、充電スタンド10から送信された診断情報を受信する無線通信手段21を備えている。これにより、充電スタンド10が自機の診断情報を表示する機能を持たなくても、電気自動車20の側で診断情報を確認することができる。また、充電処理が正常に行われない際には、運転者はその原因が車両側にあるのか充電スタンド側にあるのかを容易に判断することができる。
As described above, in the
また、電気自動車20は、充電スタンド10から受信された診断情報を記憶手段29に記憶する。そのため、充電スタンド10の診断情報を離れた場所でも確認することができる。例えば、充電動作が正常に行われなかった際に診断情報を記憶した車両をディーラーの店舗に持ち込み、無線通信手段21によってディーラーのコンピュータに診断情報を転送するようにすれば、ディーラーは充電スタンド10の設置されている場所まで赴くことなく、その場で異常の原因を判断することができる。また、診断情報をディーラーに転送する手段は無線通信手段に限らず、USB等の有線通信手段でもよい。また、転送先はディーラーに限らず、電気自動車、充電スタンド、または充電システムの保守サービスを提供するサービスステーションであればよく、例えば、修理工場、ガソリンスタンド等が考えられる。
In addition, the
その他の実施の形態.
上記の実施の形態において、充電スタンド10の自己診断処理を実行するのは起動時(図2)と充電処理中の異常発生時(図3)だけであったが、例えば1時間ごとに自己診断処理を実行するようにしてもよい。これにより、常に最新の診断情報を充電スタンド10の記憶手段18に記憶しておくことができる。
Other embodiments.
In the above embodiment, the self-diagnosis process of the charging
また、充電スタンド10の記憶手段18は、無線通信手段11の内部に含まれている。そのため、保守点検時等に充電処理を行うことなく診断情報のみが必要である場合には、診断情報の送信制御を制御手段12ではなく無線通信手段11それ自身が行うようにしてもよい。これにより、無線通信手段11を除く他のモジュールをスリープモードに保ったまま診断情報を送信することができ、さらに消費電力を抑えることができる。
The
また、充電スタンド10の保守点検時等には、充電スタンド10の診断情報を受信するために電気自動車20を使用するのではなく、図4に示されるような持ち運び可能な専用端末30を使用してもよい。図4に示される専用端末30は、無線通信手段31と、制御手段32と、操作手段33と、表示手段34と、記憶手段35と、アンテナ36とを備えており、充電スタンド10から受信した診断情報を記憶手段35に記憶すると共に、表示手段34によってその場で確認することができる。また、記憶手段35に記憶された診断情報を無線通信手段31または図示しない有線通信手段によってディーラーのコンピュータに転送してもよい。
In addition, at the time of maintenance and inspection of the charging
100 充電システム、10 充電スタンド(充電装置)、11 無線通信手段(送信手段)、18 記憶手段(第1記憶手段)、19 自己診断プログラム(診断手段)、20 電気自動車(バッテリ搭載車両)、21 無線通信手段(受信手段、転送手段)、29 記憶手段(第2記憶手段)、30 専用端末(端末装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
自機が正常に機能するか否かを診断して診断情報を生成する診断手段、該診断手段によって生成された前記診断情報を記憶する第1記憶手段および該第1記憶手段に記憶されている前記診断情報を送信する送信手段を有する充電装置と、
前記充電装置の外部に設けられると共に前記送信手段によって送信された前記診断情報を受信する受信手段を有する外部装置と
を備える、充電システム。 A charging system for a battery-equipped vehicle,
Diagnostic means for diagnosing whether or not the own device functions normally and generating diagnostic information, first storage means for storing the diagnostic information generated by the diagnostic means, and stored in the first storage means A charging device having transmitting means for transmitting the diagnostic information;
A charging system comprising: an external device provided outside the charging device and having receiving means for receiving the diagnostic information transmitted by the transmitting means.
自機が正常に機能するか否かを診断して診断情報を生成する診断手段と、
前記診断手段によって生成された前記診断情報を記憶する第1記憶手段と、
前記第1記憶手段に記憶されている前記診断情報を送信する送信手段と
を備える、充電装置。 A charging device for a battery-equipped vehicle,
A diagnostic means for diagnosing whether or not the own machine functions normally and generating diagnostic information;
First storage means for storing the diagnostic information generated by the diagnostic means;
A charging device comprising: transmission means for transmitting the diagnostic information stored in the first storage means.
前記第1の記憶手段は、前記送信手段の内部に含まれる、請求項6に記載の充電装置。 The diagnostic means is included in control means for controlling charging of the battery-equipped vehicle,
The charging device according to claim 6, wherein the first storage unit is included in the transmission unit.
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