JP2014183723A - Charging connection device - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示される発明は、電源と電動機器との間に設けられ、電源から電動機器への充電処理を提供する充電用接続装置に関する。 The invention disclosed herein relates to a connection device for charging, which is provided between a power source and an electric device and provides a charging process from the power source to the electric device.
特許文献1は、車両に搭載された蓄電池を充電するための電子制御装置を開示する。この装置は、電力料金の安い時間帯に充電して、充電にかかるコストを安価に抑えることを可能としている。 Patent Document 1 discloses an electronic control device for charging a storage battery mounted on a vehicle. This device can be charged at a time when the power rate is low, and the cost for charging can be kept low.
ところで、この技術分野では、技術水準が日々進歩し、新たな充電方式が提案され、採用される。このため、複数の充電方式の間における互換性が求められる。例えば、後発の充電方式の施設には、先発の充電方式の機器への充電を可能とすることが求められる。ここで、充電方式の違いは、充電処理のために要する情報を通信するための通信方式と、電力を供給するための給電方式との少なくとも一方によって生じる。 By the way, in this technical field, the technical level advances day by day, and a new charging method is proposed and adopted. For this reason, compatibility between a plurality of charging methods is required. For example, a facility with a later charging method is required to be able to charge a device with an earlier charging method. Here, the difference in charging method is caused by at least one of a communication method for communicating information required for the charging process and a power supply method for supplying power.
特許文献1が開示する技術では、高度な充電処理を提供するための通信方式および/または給電方式に適合した機器が必要である。具体的には、充電用の電力を供給する電源機器、充電を受ける電動機器、さらには、それらの間を接続する充電機器の三者が共通の充電方式に適合する必要がある。このため、従来の技術では、複数の充電方式の間における相互利用を促進することが困難である。特に、古い充電方式の電動機器は、新しい充電方式において得られる利益を十分に得ることができない場合がある。このような観点から、充電装置にはさらなる改良が求められている。 The technology disclosed in Patent Document 1 requires a device that is compatible with a communication scheme and / or a power feeding scheme for providing advanced charging processing. Specifically, the power supply device that supplies power for charging, the electric device that receives the charge, and the charging device that connects them need to be compatible with a common charging method. For this reason, it is difficult for the conventional technology to promote mutual use among a plurality of charging methods. In particular, there are cases where the old charging type electric device cannot sufficiently obtain the profits obtained by the new charging type. From such a viewpoint, further improvements are required for the charging device.
発明の目的のひとつは、複数の充電方式に利用可能な充電装置を提供することである。 One of the objects of the invention is to provide a charging device that can be used for a plurality of charging methods.
発明の目的の他のひとつは、比較的少ない機能を提供する第1の充電方式と、この第1の充電方式より多い機能を提供する第2の充電方式との両方に利用可能な充電装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide a charging device that can be used for both the first charging method that provides relatively few functions and the second charging method that provides more functions than the first charging method. Is to provide.
発明の目的の他のひとつは、充電処理のために用意された通信方式に加えて、さらに電動機器に設けられた他の通信方式を利用することにより、充電処理に関連する付加的な機能を提供することができる充電装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide an additional function related to the charging process by using another communication system provided in the electric device in addition to the communication system prepared for the charging process. It is providing the charging device which can be provided.
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示された発明のひとつは、電源(20、21、22)から電動機器(30、31、32)の電池(34)を充電するために電源と電動機器とに接続される充電用接続装置(42)において、少なくとも電源から電池を充電する充電処理を提供する第1制御方式に適合した電動機器(31)と接続可能な出力側接続器(44)と、充電処理に加えてさらに付加的な機能を提供する第2制御方式に適合した電源(22)と接続可能な入力側接続器(47)と、電源から入力側接続器に供給される電力を出力側接続器に供給する電力制御装置(45)と、第1制御方式に基づいて電力制御装置を制御する制御装置(46)と、電動機器に搭載された車載通信装置(39)との間に構築される通信回線(COM)を経由して車載通信装置とデータ通信が可能であって、第2制御方式によって提供される付加的な機能に必要な情報を車載通信装置とデータ通信する追加的通信装置(48)と、入力側接続器を経由する第2制御方式のための通信方式と、通信回線の通信方式との間でデータを交換するゲートウェイ(49)とを備えることを特徴とする。 One of the disclosed inventions is a connecting device for charging (connected to a power source and an electric device in order to charge a battery (34) of the electric device (30, 31, 32) from the power source (20, 21, 22). 42), an output side connector (44) connectable to the electric device (31) adapted to the first control method for providing a charging process for charging a battery from at least a power source, and an additional additional in addition to the charging process An input side connector (47) connectable to a power source (22) adapted to the second control method for providing a function, and a power control device for supplying power supplied from the power source to the input side connector to the output side connector (45) and a communication line (COM) constructed between the control device (46) for controlling the power control device based on the first control method and the in-vehicle communication device (39) mounted on the electric device. Via the vehicle communication device And an additional communication device (48) for data communication with the in-vehicle communication device for information necessary for additional functions provided by the second control method, and a second control method via the input side connector And a gateway (49) for exchanging data between the communication system and the communication system of the communication line.
この構成によると、充電用接続装置に設けられた追加的通信装置が、車載通信装置との間に通信回線を構築し、第2制御方式によって提供される付加的な機能に必要な情報がデータ通信される。このため、第1制御方式に適合し、第2制御方式に適合していない電動機器に充電する場合でも、第2制御方式による付加的な機能の少なくとも一部を提供することができる。 According to this configuration, the additional communication device provided in the charging connection device establishes a communication line with the in-vehicle communication device, and information necessary for the additional function provided by the second control method is data. Communicated. For this reason, even when charging an electric device that conforms to the first control method and does not conform to the second control method, at least a part of the additional functions of the second control method can be provided.
以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Further, in the following embodiments, the correspondence corresponding to the matters corresponding to the matters described in the preceding embodiments is indicated by adding reference numerals that differ only by one hundred or more, and redundant description may be omitted. . Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.
図1−5、および7−8は、充電システム10を示すブロック図である。充電システム10は、充電施設(以下、電源という)20と電動機器(以下、電動車両という)30とを、充電端末(以下、アダプタという)40を経由して電力を交換可能に接続する。充電システム10は、電源20と電動車両30との間において電力を一方向または双方向に流す電力処理を提供する。充電システム10の主要な機能は、電源20から電動車両30へ充電するための充電処理である。電源20は、住宅または事業所に設置された電源機器である。電源20は、単なる電源のアウトレット、または充電のための充電スタンドとして構成される。電動車両30は、外部電源から充電可能な電池を備える車両である。電動車両30は、電動機のみを搭載した電気自動車、または内燃機関と電動機とを含むハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両である。電動車両30は、例えばEV車、またはプラグインハイブリッド(PHV)車と呼ばれる。アダプタ40は、可搬型または定置型の機器である。アダプタ40は、電源20または電動機器30に設置することができる。充電システム10は、電力処理のための情報を通信するための通信方式と、電源20から電動車両30へ給電する給電方式とによって特徴付けられた制御方式を採用している。制御方式は、充電方式とも呼ばれる。
1-5 and 7-8 are block diagrams illustrating the
以下の説明において、制御方式を特定しない構成要素は符号10、20、30、40によって示される。制御方式を特定した構成要素には、固有の符号が付される。例えば、電源20は、第1制御方式だけに適合した電源21と、第2制御方式に適合した電源22との総称として利用される。
In the following description, components that do not specify a control method are denoted by
図1は、ここに開示される発明が適用される基礎的な第1制御方式を採用した充電システム11を図示する。充電システム11は、第1制御方式を採用している。第1制御方式は、少なくとも電源20から電池34を充電する充電処理を提供する。第1制御方式は、アダプタ41を利用することでも特徴付けられる。アダプタ41は、CCID(Charging Circuit Interrupt Device)ボックスとも呼ばれる。アダプタ41は、普通充電器とも呼ばれる。アダプタ41は、専用信号線を使って電動車両31と通信する。第1制御方式は、CPLT(Control Pilot Signal)と呼ばれる通信規格を用いる第1通信方式を採用する。第1通信方式は、専用の信号線を利用する通信である。第1制御方式は、アダプタ41から電動車両31へ交流電力を供給する給電方式を採用する。
FIG. 1 illustrates a
第1制御方式に適合した電源21は、交流電源24と、交流電源24から供給される電力を出力するアウトレット23とを備える。交流電源24は、小規模な発電施設、または広域電力網から供給される。アウトレット23は、電源21を提供する施設の外部に設置されており、所定のプラグ43を受け入れ可能である。アウトレット23とプラグ43とは、電源21とアダプタ41との間を接続する接続装置を提供する。
The
第1制御方式に適合した電動車両31は、第1制御方式に適合したインレット33を有する。インレット33は、アダプタ41の入力側接続器を提供する。インレット33は、交流電力のための複数の端子とデータ通信のための複数の端子とを含む第1端子群を有する。
The
電動車両31は、電池34を備える。電池34は、電動車両31に設けられた走行用電動機に給電する。電池34は、電動車両31の走行用電源として利用することができる高電圧かつ大容量の二次電池である。電動車両31は、充放電回路35を備える。充放電回路35は、インレット33に供給される電力を整流し、変圧し、電池34に供給する充電回路として機能する。さらに、充放電回路35は、電池34から得られる直流電力を交流電力に変換しインレット33に出力する放電回路としても機能できる。よって、充放電回路35は、交流電源24から電池34への充電と、電池34から交流電源24への逆潮流とを可能とする。充放電回路35は、インバータ回路と、電圧コンバータ回路とを含むことができる。
The
電動車両31は、充放電回路35を制御する制御装置36を備える。制御回路36は、第1制御方式に適合している。制御回路36は、インレット33を経由して外部機器(アダプタ41)と通信するための通信装置でもある。制御装置36は、第1通信方式によって、アダプタ41と通信する。制御装置36は、第1通信方式によってアダプタ41と連携し、電池34への充電を制御する充電処理を実行する。制御装置36は、アダプタ41から給電が可能であることを示す信号をCPLT信号によって受信する。また、制御装置36は、電池34への充電が可能となっていること、すなわち電力を受け入れ可能であることをCPLT信号によってアダプタ41に送信する。制御装置36は、第1通信方式によってアダプタ41と連携し、電池34から交流電源24への逆潮流を制御する放電処理を実行する。さらに、制御装置36は、充放電回路35を介して電池34の充電状態SOC(State Of Charge)を示す信号を取得する。制御装置36は、アダプタ41に充電状態SOCを提供してもよい。
The
第1制御方式に適合したアダプタ41は、アウトレット23に接続可能なプラグ43を備える。プラグ43は、第1制御方式に適合した電源22と接続可能であって、交流電力を通電可能である。
The
アダプタ41は、インレット33に接続可能なコネクタ44を備える。コネクタ44は充電ガンとも呼ばれる。コネクタ44は、交流電力のための複数の端子とデータ通信のための複数の端子とを含む第1端子群を有する。インレット33とコネクタ44とは、アダプタ41と電動車両31とを接続する接続装置を提供する。アダプタ41は、プラグ43に供給される電力を調整し、コネクタ44に供給する電力制御装置45を備える。電力制御装置45は、コネクタ44への電力供給を断続するスイッチ回路を含む。さらに、電力制御装置45は、電圧変換回路を含むことができる。
The
アダプタ41は、電力制御装置45を制御する制御装置46を備える。制御装置46は、第1方式に適合している。制御装置46は、コネクタ44を経由して電動車両31と通信するための通信装置でもある。制御装置46は、第1通信方式によって、電動車両31と通信する。制御装置46は、第1通信方式によって電動車両31と連携し、電池34への充電を制御する充電処理を実行する。制御装置46は、アダプタ41から給電が可能であることを示す信号をCPLT信号によって送信する。また、制御装置46は、電池34への充電が可能となっていることCPLT信号によって受信する。制御装置46は、電力制御装置45を制御することにより、アダプタ41から電動車両31への給電を断続する。
The
図示される充電システム11が採用する第1制御方式は、比較的初期の電動車両31に適合した制御方式のひとつである。第1制御方式の下では、制御装置36、46は、プラグ43およびコネクタ44の接続操作に応答して電力処理を開始する。第1制御方式の下では、制御装置36、46は、電池34の充電が終了すると、すなわち電池34の充電状態SOCが目標に到達すると、充電を自動的に終了する。よって、第1制御方式の充電処理では、電池34を充電するための基本的な機能が提供される。第1制御方式の充電処理では、充電開始時期の調節、充電速度の調節、電源20における電源制御は提供されない。
The 1st control system which the
図2は、ここに開示される発明が適用される基礎的な第2制御方式を図示する。図示される充電システム12は、第2制御方式を採用している。第2制御方式は、充電処理に加えてさらに付加的な機能を提供する。第2制御方式は、アダプタ40を利用しないことでも特徴付けられる。第2制御方式に適合した電源22は、電力を供給するための電力線を使って、第2制御方式に適合した電動車両32と通信する。第2制御方式は、HPGP(Home Plug Green PHY)と呼ばれる通信規格を用いる第2通信方式を採用する。第2通信方式は、コネクタ25とインレット37とに設けられた直流電力のための電力線を利用する電力線通信である。第1制御方式のための第1通信方式と、第2制御方式のための第2通信方式とは、信号線路が異なる。第2通信方式の一例は、ISO/IEC15118である。第2制御方式は、電源22から電動車両32へ、直流電力と交流電力とを供給する給電方式を採用する。直流電力は、急速充電のために供給される。交流電力は、急速充電よりゆっくりの普通充電のために供給される。
FIG. 2 illustrates a basic second control scheme to which the invention disclosed herein is applied. The charging
第2制御方式に適合した電源22は、交流電源24と、コネクタ25と、制御装置26と、小規模電源27とを備える。コネクタ25は充電ガンとも呼ばれる。コネクタ25は、交流電力のための複数の端子およびデータ通信のための複数の端子を含む第1端子群を備える。第1端子群は、コネクタ44の端子群に相当する。さらに、コネクタ25は、直流電力のための第2端子群を備える。直流電力のための第2端子群と、交流電力のための第1端子群とは並列に設けられている。コネクタ25は、コンボタイプのコネクタとも呼ばれる。
The
制御装置26は、第1制御方式と第2制御方式との両方に適合している。制御装置26は、交流電力のための交流電力回路と、直流電力のための直流電力回路とを含む。制御装置26は、電源機器24、27からコネクタ25への給電、および、コネクタ25から電源機器24への逆潮流を制御する。
The
小規模電源27は、電源22が設置された施設に付随する比較的小規模の発電施設である。小規模電源27は、住宅または事業所に設置された自家用発電装置、太陽光発電装置、燃料電池、風力発電装置などによって提供される。小規模電源27から供給される電力は、交流電源24から供給される電力と比べて、何らかの観点で利点をもつ場合がある。例えば、小規模電源27が太陽光発電装置である場合、昼間において交流電源24より安く電力を供給できる場合がある。また、小規模電源27が太陽光発電装置である場合、交流電源24より環境負荷が小さい電力を供給できる場合がある。このような利点をもたらす小規模電源27は、交流電源24とは異なる他の電源とも呼ばれる。
The small-
第2制御方式に適合した電動車両32は、第2制御方式に適合したインレット37を有する。インレット37は、交流電力を受けるための端子群と、情報通信用の端子群と、直流電力を受けるための端子群とを含むことができる。コネクタ25とインレット37とは、電源22と電動車両32との間を接続する接続装置を提供する。
The
電動車両32は、電池34、充放電回路35、および制御装置38を備える。制御回路38は、第1制御方式と第2制御方式との両方に適合している。よって、電動車両32は、電源22とも、上述の電源21とも接続することができ、電力の授受を実行することができる。この結果、電動車両32は、電源22との間において第2制御方式に基づく充電処理を実行可能である。さらに、電動車両32は、電源21との間において第1制御方式に基づく充電処理を実行可能である。
The
制御回路38は、インレット33を経由して外部機器(電源22)と通信するための通信装置でもある。制御装置38は、第2通信方式によって、電源22と通信する。制御装置38は、第2通信方式によって電源22と連携し、電池34への充電を制御する充電処理を実行する。
The
図示される充電システム12が採用する第2制御方式は、上述の第1制御方式を基礎として、さらに機能を付加した後発の制御方式のひとつである。第2制御方式の下では、制御装置26、38は、第1制御方式と同様に、コネクタ25およびインレット37の接続操作に応答して電池34を充電可能な状態となる。また、第2制御方式の下では、制御装置26、38は、第1制御方式と同様に、電池34の充電完了に応答して自動的に充電を停止する。
The second control method employed by the charging
さらに、制御装置26、38は、上記接続装置の接続操作と、電池34への充電完了とに応答した充電のための基礎的な機能に加えて、付加的な機能を提供する。付加的な機能の一例として、制御装置26、38は、電池34への充電の一時停止を可能とする。制御装置26、38は、電池34への充電開始時刻、充電速度、充電終了時刻などを自動的に調節する。例えば、制御装置26、38は、電源22と電動車両32とを含む電力系統の全体が、所定の期間にわたって、望ましい所定の電力需給状態となるように、電池34への充電および電池34からの放電を制御する。
Further, the
制御装置26と制御装置38とは、第2通信方式によって連携し、協調して充電処理を実行する。第2制御方式による充電処理は、電動車両31へ充電するだけの第1制御方式による充電処理との対比において、より高度な充電処理と呼ぶことができる。第2制御方式において提供される充電処理には、電池34を充電するための基本的な機能に加えて、さらに、付加的な機能が含まれる。付加的な機能は、高機能充電処理または高機能充電制御とも呼ばれる。また、第2制御方式において提供される充電処理は、電動車両32および電源22におけるエネルギを総合的に管理するエネルギマネジメント充電制御とも呼ぶことができる。
The
第2制御方式の充電処理では、例えば、充電開始時期の調節、充電速度の調節、または電源22における電源制御が提供される。より具体的には、充電のための電力コストを抑制する充電処理を含むことができる。例えば、電動車両32へ充電するために、より低価格の電源、および/または、より低価格の時間帯を探索し利用するといった電力料金テーブル選択型の低料金充電処理が提供される場合がある。例えば、制御装置26は、小規模電源27によって得られる電力を利用するように、または交流電源24から割安の電力が得られる時間帯に電動車両32を充電するように給電時間帯を調節する。
In the charging process of the second control method, for example, adjustment of the charging start time, adjustment of the charging speed, or power source control in the
第2制御方式の充電処理は、電源22が設置された施設における電力消費量を調節する電力制御を含むことができる。例えば、広域電力網における電力消費のピークを抑制するために、電動車両32への充電を制限するピークカット充電制御が提供される場合がある。
The charging process of the second control method can include power control for adjusting power consumption in a facility where the
第2制御方式の充電処理は、コネクタ25に供給される電力の選択処理を含むことができる。例えば、制御装置26は、交流電源24および小規模電源27を含む複数の電源機器から選択的にコネクタ25へ電力を供給する。
The charging process of the second control method can include a process for selecting the power supplied to the
図3は、第1制御方式だけに適合した電源21およびアダプタ41から、第2制御方式に適合した電動車両32に充電する場合の充電システム13を示す。このような異種方式間での充電は、コネクタ44とインレット37とが接続可能に構成されている場合に利用可能である。この実施形態では、コネクタ44は、インレット37の一部分にも接続可能である。さらに、電動車両32は、第1制御方式にも適合している。
FIG. 3 shows the charging
電動車両32は、電源21およびアダプタ41からも充電を受けることができる。ただし、電源21およびアダプタ41は、第2制御方式には適合していない。このため、コネクタ44とインレット37とを接続し得たとしても、高度な充電処理における付加的な機能は提供されない。
The
図4は、第2制御方式にも適合した電源22から、第1制御方式だけに適合した電動車両31に充電する場合の充電システム14を示す。このような異種方式間での充電は、コネクタ25とインレット33とが接続可能に構成されている場合に利用可能である。この実施形態では、コネクタ25の一部分は、インレット33にも接続可能である。さらに、電源22は、第1制御方式と第2制御方式との両方に適合している。
FIG. 4 shows the charging
電動車両31は、電源22からも充電を受けることができる。ただし、電動車両31は、第2制御方式には適合していない。このため、コネクタ25とインレット33とを接続し得たとしても、高度な充電処理における付加的な機能は提供されない。
The
図5は、発明の一実施形態に係る充電システム15を示す。充電システム15は、第2制御方式に適合した電源22と、第1制御方式だけに適合した電動車両31との間において、基本的な充電処理と、高度な充電処理における付加的な機能の少なくとも一部とを可能とする。
FIG. 5 shows a charging
充電システム15が採用する制御方式は、第3制御方式とも呼ぶことができる。第3制御方式は、アダプタ42を利用することで特徴付けられる。第3制御方式は、アダプタ42と電動車両30との間において、追加的な通信回線COMを構築し、利用することでも特徴付けられる。この通信回線COMは、接続装置44、33、37を経由することなく無線によって構成される。この通信回線COMは、充電のための接続装置44、33、37を経由して構成されてもよい。また、通信回線COMは、接続装置44、33、37を経由することなく別に設けられた有線によって構成されてもよい。
The control method employed by the charging
充電システム15では、第2制御方式に適合した電源22が利用される。充電システム15では、第1制御方式だけに適合した電動車両31が利用される。電動車両31は、データ通信のための通信回線LANを有する。通信回線LANは、電動車両31内に敷設された内部ネットワークである。通信回線LANは、複数の制御装置、および電気回路をデータ通信可能に接続するローカルエリアネットワークである。通信回線LANは、充放電回路35、制御装置36、および通信装置39を互いにデータ通信可能に接続する。充放電回路35は、制御装置36および/または通信装置39から制御可能な要素として接続することができる。
In the charging
電動車両31は、車載の通信装置39を備える。車載の通信装置39は、電動車両31と、その外部に設置された他の機器との間においてデータ通信を可能とする。この実施形態では、通信装置39は、アダプタ42との間において通信回線COMを構築する。この実施形態では、通信回線COMは、無線LANによって提供される。通信装置39は、第3通信方式によって、アダプタ42と通信する。第3通信方式として、一般的に利用される無線LANの規格を利用することができる。また、携帯電話回線、インタネットなどを経由してもよい。無線による通信回線COMは、利用者に対して特別な通信回線の追加接続を求めることなく、追加的な機能を提供することを可能とする。
The
通信装置39は、通信回線LANから所定の情報を入力し、通信回線COMへ送信する。通信装置39は、第2制御方式のために必要とされる情報を通信回線LANから入力し、通信回線COMへ送信する。通信装置39は、通信回線COMから所定の情報を入力し、通信回線LANを経由して制御装置36または充放電回路35を制御する。例えば、通信装置39は、通信回線COMから入力した信号に応答して、充放電回路35による電池34への充電を所定期間だけ先送りする。
The
アダプタ42は、第1制御方式と第2制御方式との両方に適合している。アダプタ42は、電源20から電動機器30の電池34を充電するために電源20と電動機器30とに接続される充電用接続装置を提供する。アダプタ42は、第1制御方式だけに適合したアダプタ41と同じ構成要素43、44、45、46に加えて、さらに、第2制御方式に適合したインレット47、追加的な通信装置48、およびゲートウェイ49を備える。コネクタ44は、アダプタ42の出力側接続器を提供する。電力制御装置45は、電源22からインレット47に供給される電力をコネクタ44に供給することができる。制御装置46は、第1制御方式に基づいて電力制御装置45を制御する。
The
インレット47は、コネクタ25と接続可能な接続器である。インレット47は、上述のインレット37と同じものである。インレット47は、アダプタ41の入力側接続器を提供する。インレット47は、交流電力のための複数の端子とデータ通信のための複数の端子とを含む第1端子群を有する。さらに、インレット47は、直流電力のための第2端子群を有する。
The
追加的な通信装置48は、アダプタ42と電動車両30との間においてデータ通信を可能とする。この実施形態では、通信装置48は、電動車両30との間において通信回線COMを構築する。通信装置39は、第3通信方式に適合している。通信装置48は、第2制御方式によって提供される付加的な機能に必要な情報を車載通信装置39とデータ通信する。通信装置48は、電動車両31の内部のネットワークLANに流れる情報を車載通信装置39および通信回線COMを経由して取得する。また、通信装置48は、車載通信装置39および通信回線COMを経由して電動車両31の内部のネットワークLANに情報を流す。
The
ゲートウェイ49は、第2制御方式を特徴付ける第2通信方式と、第3通信方式との間でのデータ交換を可能とする。ゲートウェイ49は、インレット47を経由する第2制御方式のための通信方式と、通信回線COMの通信方式との間で、双方向に通信プロトコルを変換し、データを交換する。ゲートウェイ49は、第2通信方式の信号を第3通信方式の信号に変換する。ゲートウェイ49は、第3通信方式の信号を第2通信方式の信号に変換する。ゲートウェイ49は、通信装置48と制御装置26との間のデータ通信、すなわち通信装置39と制御装置26との間のデータ通信を可能とする。これにより、第2通信方式に基づいて送受信されるデータが、ゲートウェイ49を経由して電動車両31と電源22との間において通信される。第2通信方式は、コネクタ25とインレット47とに設けられた直流電力のための電力線を利用する電力線通信である。よって、ゲートウェイ49は、直流電力のための電力線から信号を入力し、この電力線に信号を出力する。
The
通信装置48は、通信回線COMから所定の情報を入力し、ゲートウェイ49を経由して制御装置26へ送信する。通信装置48は、ゲートウェイ49を経由して電力線から所定の情報を入力し、通信回線COMを経由して通信装置39へ送信する。通信装置48は、第2制御方式のために必要とされる情報を送受信する。
The
この構成によると、電源22は、アダプタ42を経由して電動車両31に接続される。電動車両31は、交流電力のためのインレット33だけを備える。よって、電動車両31は、第2制御方式に適合した電源22から、第1制御方式に基づく基本的な充電処理を受けることができる。
According to this configuration, the
さらに、車載の通信装置39、アダプタ42に設けられた追加的な通信装置48、およびゲートウェイ49を介して第2制御方式のために必要な情報がデータ通信される。したがって、電動車両31は、第2制御方式において提供される付加的な機能の少なくとも一部を利用することができる。よって、第1制御方式に適合し、第2制御方式に適合していない電動車両31が接続される場合でも、第2制御方式の機能の一部を提供することができる。この実施形態では、アダプタ42に通信装置48およびゲートウェイ49を設けているから、電源22および電動車両31に変更を加えることなく、機能の拡張が可能となる。
Furthermore, information necessary for the second control method is communicated via the in-
図6は、一実施形態の制御処理170を示す。制御処理170は、アダプタ42の制御装置46および通信装置48において実行される。
FIG. 6 illustrates the
ステップ171では、アダプタ42の入力側、すなわちコネクタ25が電源20に接続されたか否かが判定される。コネクタ25が電源20に接続された場合、ステップ172に進む。ステップ172では、電源20とアダプタ42との間で、第1通信方式による処理が開始される。具体的には、CPLTを利用した通信が開始される。
In
ステップ173では、アダプタ42の出力側、すなわちコネクタ44が電動車両30に接続されたか否かが判定される。コネクタ44が電動車両30に接続されていない場合、コネクタ44の接続を待つ。コネクタ44が電動車両30に接続された場合、ステップ174に進む。ステップ174では、アダプタ42と電動車両30との間の通信が開始される。ここでは、第1通信方式による処理が開始される。具体的には、CPLTを利用した通信が開始される。
In
ステップ175では、電動車両30が充電可能な状態になったか否かが判定される。この判定は、第1通信方式によって提供される。この判定は、電動車両30が電源20と接続可能な状態になったか否かを判定する処理でもある。この判定は、電動車両30の準備が完了したか否かを判定する処理でもある。電動車両30が充電可能な状態になっていない場合、充電可能な状態になるのを待つ。電動車両30が充電可能な状態になると、ステップ176に進む。ステップ176では、電源22とアダプタ42との間の第2通信方式による処理が開始される。具体的には、HPGPを利用した通信が開始される。
In
ステップ177では、第2通信方式が利用可能か否かが判定される。この判定は、HPGPが利用可能か否かの判定によって提供される。第2通信方式が利用可能ではない場合、後述のステップ184に進む。第2通信方式が利用可能である場合、ステップ178へ進む。
In
ステップ178では、電源20からアダプタ42への第1制御方式に基づく給電が開始される。具体的には、CPLTよって許容される給電、すなわち交流電力の供給が開始される。ステップ179では、アダプタ42から電動車両30への第1制御方式に基づく給電が開始される。具体的には、CPLTによって許容される給電、すなわち交流電力の供給が開始される。ステップ178とステップ179とにより、電源20から電動車両30への第1制御方式に基づく給電が開始される。
In
ステップ180では、電源22からアダプタ42への第2制御方式に基づく給電が開始される。具体的には、HPGPによって許容される給電、すなわち交流電力の供給と、直流電力の供給との両方が開始される。
In
ステップ181では、アダプタ42と電動車両30との間の第3通信方式による処理が開始される。第3通信方式は、電動車両30が搭載する車両用の通信方式である。例えば、車載用の無線式ネットワークの通信規格に準拠している。具体的には、通信装置48と通信装置39との間における通信回線COMを利用した通信が開始される。ここでは、第2制御方式においてのみ利用可能な高度な充電処理における付加的な機能に必要とされるデータが、電源22とアダプタ42と電動車両30との間で交換される。ステップ181では、例えば、アダプタ42は、電動車両30から電池34の充電状態SOCを示す情報を取得する。
In
ステップ181における通信処理は、例えば、下記のような処理を含むことができる。通信装置39は、必要な情報を通信回線LANから取得する。さらに、通信装置39は、通信回線COMを経由して取得した情報を通信装置48に送信する。通信装置48は、取得した情報に基づいて制御装置46を制御する。また、通信装置48は、ゲートウェイ49を経由して取得した情報を電源22に送信する。ゲートウェイ49は、通信回線COMを経由してデータ通信可能な車載用の通信規格から、電源22が準拠する第2通信方式の通信規格への変換を提供する。ゲートウェイ49は、アダプタ42と制御装置26との間の通信回線を経由して情報を制御装置26に送信する。ここでは、第2通信方式において用いられる電力線通信によって情報が制御装置26に送信される。制御装置26は、取得した情報に基づき付加的な機能を提供する。例えば、電源の選択、電力網における電力需給バランスを適正に維持するための電動車両30への給電延期などの機能が提供される。
The communication processing in
制御装置26は、必要な情報をアダプタ42に送信する。ゲートウェイ49は、電力線通信の回線から情報を取得する。ゲートウェイ49は、電源22が準拠する第2通信方式の通信規格から、通信回線COMを経由してデータ通信可能な車載用の通信規格への変換を提供する。通信装置48は、取得した情報に基づいて制御装置46を制御する。また、通信装置48は、ゲートウェイ49を経由して取得した情報を通信装置39に送信する。通信装置39は、取得した情報を通信回線LANに送信する。通信装置39は、取得した情報に基づいて、充放電回路35を制御することができる。例えば、電力網における電力需給バランスを適正に維持するために電源22からの給電が延期される場合、充放電回路35を待機状態に維持する。
The
ステップ182では、第2制御方式に基づく高度な充電処理が実行される。例えば、上述のエネルギマネジメント充電処理が実行される。ステップ183では、電源22と電動車両30との間の電力処理が完了したか否かが判定される。例えば、ステップ183では、電池34の充電状態SOCが目標充電状態へ到達したか否かが判定される。電力処理が完了すると、一連の処理を終了する。電力処理が完了していない場合、ステップ181へ戻り、第2制御方式に基づく高度な充電処理を継続する。
In
ステップ171においてコネクタ25が接続されていない場合、ステップ184に分岐する。この場合、プラグ43が電源21に接続されたと考えられる。ステップ184では、第1制御方式に基づく充電処理が実行される。具体的には、CPLT信号を利用した充電処理が制御装置46によって提供される。よって、プラグ43が電源21に接続された場合、アダプタ42は、アダプタ41と同じ機能を提供する。よって、電動車両30は、第1制御方式に基づく基本的な充電処理によって充電される。
If the
この実施形態によると、第1制御方式だけに適合した電動車両31は、第1制御方式によって提供される基本的な充電処理を利用することができる。さらに、電動車両31は、第2制御方式において提供される付加的な機能の少なくとも一部を利用することができる。
According to this embodiment, the
図7は、第1制御方式だけに適合した電源21から、アダプタ42を経由して、第1制御方式だけに適合した電動車両31に充電する場合の充電システム16を示す。図示されるように、アダプタ42は、電源21と電動車両31との間の接続を提供可能である。よって、アダプタ42は、アダプタ41の代用品として利用することができる。
FIG. 7 shows the charging
この構成によると、電動車両31とアダプタ42とは通信装置39および通信装置48を経由してデータ通信可能である。このため、電動車両31とアダプタ42との間において、第1制御方式において利用される情報に加えて、さらに追加的な情報を利用可能とすることができる。このため、通信装置39および通信装置48は、付加的な機能を提供するように構成することができる。
According to this configuration, the
図8は、第1制御方式だけに適合した電源21から、アダプタ42を経由して、第2制御方式にも適合した電動車両32に充電する場合の充電システム17を示す。このような異種方式間での充電は、コネクタ44とインレット37とが接続可能に構成されている場合に利用可能である。電動車両32は、電源21からも充電を受けることができる。よって、アダプタ42は、アダプタ41の代用品として利用することができる。
FIG. 8 shows the charging
この構成によると、電動車両32とアダプタ42とは通信装置39および通信装置48を経由してデータ通信可能である。このため、電動車両32とアダプタ42との間において、第1制御方式において利用される情報に加えて、さらに追加的な情報を利用可能とすることができる。このため、通信装置39および通信装置48は、付加的な機能を提供するように構成することができる。
According to this configuration, the
(他の実施形態)
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the invention have been described above, but the invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The technical scope of invention is not limited to the range of these description. The invention is not limited to the combinations shown in the embodiments, and can be implemented independently. Some technical scope of the invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
実施形態の説明において、制御装置および通信装置は、電子制御装置(Electronic Control Unit)である。電子制御装置は、処理装置(CPU)と、プログラムを記憶する記憶媒体としてのメモリ(MMR)とを有する。電子制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、電子制御装置によって実行されることによって、電子制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように電子制御装置を機能させる。電子制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。 In the description of the embodiments, the control device and the communication device are electronic control units. The electronic control device has a processing device (CPU) and a memory (MMR) as a storage medium for storing a program. The electronic control device is provided by a microcomputer including a computer-readable storage medium. The storage medium stores a computer-readable program non-temporarily. The storage medium can be provided by a semiconductor memory or a magnetic disk. The program is executed by the electronic control device, thereby causing the electronic control device to function as the device described in this specification, and causing the electronic control device to function so as to execute the control method described in this specification. The means provided by the electronic control unit can also be called a functional block or module that achieves a predetermined function.
また、電子制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、電子制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。 Further, the means and functions provided by the electronic control device can be provided by software only, hardware only, or a combination thereof. For example, the electronic control device may be configured by an analog circuit.
以上に述べた実施形態では、コネクタ44は、インレット37の一部分にも接続可能なものとして説明した。これに代えて、コネクタ44は、インレット33にのみ接続可能としてもよい。また、コネクタ25は、その一部分をインレット33にも接続可能なものとして説明した。これに代えて、コネクタ25は、インレット37にのみ接続可能としてもよい。このように、コネクタ25、44とインレット33、37の形状によって制御方式が選択される場合であっても、アダプタ42は、第2制御方式のためのインレット47を有し、第1制御方式のためのコネクタ44を有するから、電源22と電動車両31とを接続し、電力処理を提供することができる。
In the embodiment described above, the
また、車載の通信装置39とアダプタ42の追加的な通信装置48との間の通信回線COMは、無線通信によって提供されるものとした。これに代えて、通信回線COMは、コネクタ44とインレット33とに含まれる線路を利用した有線通信によって提供してもよい。例えば、通信装置48は、コネクタ44に含まれる通信用の信号端子を利用して制御装置36と通信してもよい。
The communication line COM between the in-
10、11、12、13、14、15、16、17 充電システム、
20、21、22 充電施設(電源)、
23 アウトレット、 24 交流電源、
25 小規模発電装置、 26 制御装置、
30、31、32 電動機器(電動車両)、
33 インレット、 34 電池、 35 充放電回路、 36 制御装置、
37 インレット、 38 制御装置、 39 (車載)通信装置、
40、41、42 充電端末(アダプタ)、
43 プラグ、 44 コネクタ、 45 電力制御装置、 46 制御装置、
47 インレット、 48 (追加的)通信装置、 49 ゲートウェイ、
LAN 社内ネットワーク、 COM 通信回線。
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 Charging system,
20, 21, 22 Charging facilities (power supply),
23 outlet, 24 AC power supply,
25 small-scale power generator, 26 control device,
30, 31, 32 Electric equipment (electric vehicle),
33 inlet, 34 battery, 35 charge / discharge circuit, 36 control device,
37 inlet, 38 control device, 39 (on-vehicle) communication device,
40, 41, 42 Charging terminal (adapter),
43 plug, 44 connector, 45 power control device, 46 control device,
47 inlets, 48 (additional) communication devices, 49 gateways,
LAN Internal network, COM communication line.
Claims (8)
少なくとも前記電源から前記電池を充電する充電処理を提供する第1制御方式に適合した前記電動機器(31)と接続可能な出力側接続器(44)と、
前記充電処理に加えてさらに付加的な機能を提供する第2制御方式に適合した前記電源(22)と接続可能な入力側接続器(47)と、
前記電源から前記入力側接続器に供給される電力を前記出力側接続器に供給する電力制御装置(45)と、
前記第1制御方式に基づいて前記電力制御装置を制御する制御装置(46)と、
前記電動機器に搭載された車載通信装置(39)との間に構築される通信回線(COM)を経由して前記車載通信装置とデータ通信が可能であって、前記第2制御方式によって提供される付加的な機能に必要な情報を前記車載通信装置とデータ通信する追加的通信装置(48)と、
前記入力側接続器を経由する前記第2制御方式のための通信方式と、前記通信回線の通信方式との間でデータを交換するゲートウェイ(49)とを備えることを特徴とする充電用接続装置。 In the connecting device for charging (42) connected to the power source and the electric device to charge the battery (34) of the electric device (30, 31, 32) from the power source (20, 21, 22),
An output side connector (44) connectable to the electric device (31) adapted to the first control method for providing a charging process for charging the battery from at least the power source;
An input-side connector (47) connectable to the power source (22) adapted to a second control method for providing an additional function in addition to the charging process;
A power control device (45) for supplying power supplied from the power source to the input side connector to the output side connector;
A control device (46) for controlling the power control device based on the first control method;
Data communication with the in-vehicle communication device is possible via a communication line (COM) established between the in-vehicle communication device (39) mounted on the electric device and provided by the second control method. An additional communication device (48) for data communication with the in-vehicle communication device for information required for the additional function,
A charging connection device comprising: a communication method for the second control method via the input side connector; and a gateway (49) for exchanging data between the communication method of the communication line. .
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