JP2015173592A - Distribution board device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の実施形態は、電気自動車などの大容量蓄電池への充電器の給電制御に係り、特に商用電源から充電器に給電制御を行う分電盤装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to power supply control of a charger to a large-capacity storage battery such as an electric vehicle, and more particularly to a distribution board device that performs power supply control from a commercial power supply to a charger.
従来の住宅用途の大容量充電器給電用の制御装置では、商用電源からプラグインハイブリッド車(PHV)や電気自動車(EV)などの車両蓄電池に充電器から充電する際に、ブレーカを作動させることなく充電が行われている。(例えば、特許文献1) In a conventional control device for feeding a large-capacity charger for residential use, a breaker is activated when charging a vehicle storage battery such as a plug-in hybrid vehicle (PHV) or an electric vehicle (EV) from a commercial power source. There is no charging. (For example, Patent Document 1)
上記した特許文献1の技術は、ブレーカを介して供給される総電流値に基づき、ブレーカの作動が予測される場合に充電処理による充電電流を可変に調整する充電電流調整を行うことにより、ブレーカを作動させることなく充電が行われるものである。
The technique disclosed in
しかしながら、一般に家庭の電力会社との電力使用量契約は、せいぜい40〜60アンペア程度である。PHVやEVの走行駆動力を発生するモータに供給される電力を蓄える例えばリチウムイオン電池に充電する容量と時間は、100Vの場合15Aで14時間、200Vの場合10Aで7時間程度であり、充電電流は高く、充電時間は長いことになってしまう。家庭内の電流消費が高い時間帯にPHVやEVに充電するとなると、電子レンジやエアコンなどの電流消費が高い製品は使用できなくなってしまう。この時間帯のPHVやEVへの充電を避け、電流消費が低減する深夜時刻以降に充電を開始すると、必要な
時間までに満充電できない、という問題があった。
However, in general, a power consumption contract with a domestic power company is at most about 40 to 60 amperes. The capacity and time for charging, for example, a lithium ion battery that stores electric power supplied to a motor that generates PHV or EV driving force is 15 hours for 100V, 14 hours for 200V, and 7 hours for 10A for 200V. The current is high and the charging time is long. If the PHV or EV is charged in a time zone where current consumption is high in the home, products with high current consumption such as a microwave oven and an air conditioner cannot be used. There is a problem that if charging is started after midnight when current consumption is reduced and charging to PHV or EV during this time period is avoided, it cannot be fully charged by the required time.
この発明の目的は、家庭内の商用電源を用いて電気自動車などの大容量蓄電池へ充電する場合における不具合を解消することのできる分電盤装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a distribution board device capable of eliminating problems in charging a large-capacity storage battery such as an electric vehicle using a commercial power source in the home.
上記した課題を解決するために、この発明の分電盤装置に係る一実施形態は、家庭内で必要とする電流消費を最優先にすることにより、PHV/EVの充電時に普段使用している電気器具の電源を切るといった不便を回避しながら、余った許容電流内での最大電流でPHV/EVへの充電を行うことにより、PHV/EVへの充電時間も最短時間で充電するようにした。 In order to solve the above-described problems, an embodiment according to the distribution board device of the present invention is usually used at the time of PHV / EV charging by placing highest priority on current consumption required in the home. While avoiding the inconvenience of turning off the power supply of electric appliances, charging to PHV / EV with the maximum current within the surplus allowable current was made to charge PHV / EV in the shortest time. .
また、この発明の分電盤装置に係る他の実施形態は、使用者の電子機器の使用状態に応じて、緊急充電、充電完了時刻優先、家庭内での使用負荷に応じて家庭内給電か充電を適宜優先させ、最低限の主幹ブレーカまたは契約容量であった場合でも、その範囲内で最大限の充電と家庭内給電を行うようにした。 Further, according to another embodiment of the distribution board device of the present invention, the emergency charging, the charging completion time priority is given according to the use state of the user's electronic device, and the domestic power supply is given according to the usage load in the home. Charging was prioritized appropriately so that maximum charging and home power supply were made within that range, even if it was the minimum trunk breaker or contract capacity.
この発明の実施形態によれば、家庭内で必要とする電流消費を優先しながら、PHV/EVなどの大容量蓄電池への時間内の充電が可能となる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to charge a large-capacity storage battery such as PHV / EV in time while giving priority to current consumption required in the home.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1、図2は、この発明の分電盤装置に関する第1の実施形態について説明するための、図1は概念的な説明を行うための模式図、図2は回路構成図である。 1 and 2 are diagrams for explaining a first embodiment relating to a distribution board device of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram for conceptual explanation, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram.
図1および図2において、使用量を監視する機能を有する分電盤100は、例えば電源ラインL1,L2および中性線Nの電路11で構成される単相3線の商用電源ACに接続される。分電盤100は、商用電源ACに直接接続される主幹ブレーカ12と、主幹ブレーカ12に接続される分岐ブレーカ131,132,133…13nを有する。主幹ブレーカ12出力側には電流センサ141、142が介挿接続される。
1 and 2, a
分岐ブレーカ131,132,133…13nの出力は、PHV/EV用コントローラ16に供給される。コントローラ16では、商用電源ACに接続されるPHVやEVの蓄電池に効率的に充電を促す制御が行われる。また、コントローラ16は、情報端末機17の設定により、複数の運転モードに設定可能で、例えば電化製品などを使用しながら、場合によっては電化製品の使用を抑制するピークカットなどを行い、大消費電流の蓄電池への充電をストレスなく充電制御する機能を備える。
The outputs of the
情報端末機17は、PHV/EV63の充電に合わせて電化製品などを制御する場合に、コントローラ16の機器制御端子およびHA端子に接続されたPHV/EVや電化製品に対し、各種のモード設定や設定内容を確認できる表示器や警報音を発する機能などを備えている。
When the
コントローラ16の制御出力は、例えばエアコン21、照明22などの電化製品から構成される第1負荷200に、例えば炊飯器31、床暖房32などの電化製品から構成される第2負荷300に、例えば電磁調理器41、電子レンジ42などの電化製品から構成される第3負荷400にそれぞれ供給される。
The control output of the
分岐ブレーカ131の出力は、電磁開閉器51、電流センサ52を介して電気給湯器53に電力を供給する。分岐ブレーカ131と電気給湯器53は第4負荷500を構成する。電流センサ52と電気給湯器53はコンセント54で接続される。電磁開閉器51は、コントローラ16からの制御信号により開閉制御される。
The output of the
また、分岐ブレーカ132の出力は、電磁開閉器61、電流センサ62を介してPHV/EV63の蓄電池に電力を供給する。分岐ブレーカ132とPHV/EV63は、第5負荷600を構成する。電流センサ62とPHV/EV63はコンセント64で接続される。電磁開閉器61は、コントローラ16からの制御信号により開閉制御される。
The output of the
なお、当然のことながら、電子レンジやエアコンなどの商用電源との接続もコンセントを介して行われるが、ここでは図示と説明は省略する。また、結線状態の図示と説明は省略したが、実際には複数の分岐ブレーカを使い、製品の電力量を勘案しながら、より細かな括りに分岐ブレーカを振り分け、特定のブレーカが作動しないように分配されている。 As a matter of course, connection to a commercial power source such as a microwave oven or an air conditioner is also made through an outlet, but the illustration and description are omitted here. In addition, although illustration and explanation of the connection state have been omitted, in practice, a plurality of branch breakers are used, and the branch breakers are divided into finer groups while taking into consideration the power consumption of the product so that the specific breaker does not operate. Distributed.
次に、図3のフローチャートも参照しながら、図2の構成による第1実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment having the configuration of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、コントローラ16は、主幹ブレーカ12に流れる電流を電流センサ141,142で検出し、現在の家庭内の消費電流値Iaを算出する(ステップS1)。予め記憶された電力会社との電力使用契約の許容電流値IbからステップS1で算出された消費電流値Iaを差し引いた電流値Icを算出する(ステップS2)。
First, the
ステップS2において、求められた電流値Icが、許容電流値Ibをオーバーさせる、すなわち、その時点の消費電流値Iaが許容電流値Ibより小さいかを判断し(ステップS3)、許容電流値Ibを越えた場合は、PHV/EV用の電磁開閉器61を開け、PHV/EV63は非充電とし家庭内給電とする(ステップS4)。ステップS3において、許容電流値Ibを越えていないと判断した場合は、電磁開閉器61を閉じて許容電流値Ibから消費電流値Iaを差し引いた電流値IcでPHV/EV63に充電を行う(ステップS5)。
In step S2, it is determined whether the obtained current value Ic exceeds the allowable current value Ib, that is, whether the current consumption value Ia at that time is smaller than the allowable current value Ib (step S3), and the allowable current value Ib is determined. If exceeded, the PHV / EV electromagnetic switch 61 is opened, and the PHV /
このように、主幹ブレーカ12の許容電流値Ibから現在の家庭内の消費電流値Iaを差し引いた残りを、PHV/EV63の充電器への供給可能電流とする制御を行ったことにより、主幹ブレーカ12を通過する電流を、主幹ブレーカ12の許容電流値内に収め、家庭内停電を防止することが可能となる。また、許容電流値Ib内であり、PHV/EV63が充電状態にある場合は、許容電流値Ibから消費電流値Iaを差し引いた最大の電流値IcでPHV/EV63の充電が可能となる。電流値Icは情報端末機17を操作することにより、任意に選択することで充電時間の調整も可能となる。
As described above, the
コントローラ16は、PHV/EV63に充電中も、電化製品などのスイッチが切られた場合に、使用されていた電化製品などの消費電流も自動的にPHV/EV63に回す制御を行うことで、より一層満充電時間の短縮化を図ることができる。
The
この実施形態では、家庭内で必要とする電流消費を優先としたことにより、PHV/EVの充電時に普段使用している電化製品の電源を切るといった不便を回避しながら、許容電流値から余った分の最大の電流値でPHV/EVへの充電ができることから、PHV/EVに最短時間で充電することが可能となる。 In this embodiment, priority is given to the current consumption required in the home, so that the inconvenience of turning off the electrical appliances that are normally used when charging PHV / EV is avoided, while remaining from the allowable current value. Since the PHV / EV can be charged with the maximum current value of minutes, it is possible to charge the PHV / EV in the shortest time.
図4のフローチャートは、この発明の分電盤装置に関する第2の実施形態について説明するための説明図であり、図2の構成図とともに説明する。この実施形態は、充電完了時刻モードと、PHV/EV充電優先モードおよび家庭内給電優先モードを時間帯区分に設定可能とするものである。 The flowchart of FIG. 4 is explanatory drawing for demonstrating 2nd Embodiment regarding the distribution board apparatus of this invention, and demonstrates with the block diagram of FIG. In this embodiment, the charge completion time mode, the PHV / EV charge priority mode, and the home power supply priority mode can be set to the time zone classification.
図4において、コントローラ16は、現在の時刻からPHV/EV充電優先か家庭内給電優先かを判断する(ステップS1)。ステップS1でPHV/EV充電優先の時刻の場合は、主幹ブレーカ12に流れる電流を電流センサ141,142で検出し、現在の家庭内の消費電流値Iaを算出する(ステップS2)。予め記憶された電力会社との電力使用契約の許容電流値IbからステップS1で算出された消費電流値Iaを差し引いた電流値Icを求め(ステップS3)、許容電流値Ib内にあるかを判断する(ステップS4)。
In FIG. 4, the
ステップS4において、許容電流値Ib以内でないと判断した場合は第1段として予め定めた第2負荷300への電力の供給を停止し(ステップS5)、ステップS6に進む。ステップS6では、ステップS5において電力の供給を停止したことにより、電流値Icが必要な電流値かを判断する。ステップS6で必要とする電流値Icでないと判断した場合は、ステップS4に戻る。ステップS6で緊急充電に可能な電流値と判断した場合は、ステップS3で求められた電流値Icに基づく充電時間を演算し、情報端末機17に充電完了時刻を表示し(ステップS7)、PHV/EV63に充電を行う(ステップS8)。
If it is determined in step S4 that the current is not within the allowable current value Ib, the supply of power to the
ステップS4において、許容電流値Ib以内と判断した場合は、許容電流値Ibが緊急充電に十分な電流値Icかを判断する(ステップS9)。ステップS9において十分な電流値Icと判断した場合は、ステップS7に進み充電完了時刻を表示し、PHV/EV63に充電を行う。
If it is determined in step S4 that the current value is within the allowable current value Ib, it is determined whether the current value Ib is sufficient for emergency charging (step S9). If it is determined in step S9 that the current value Ic is sufficient, the process proceeds to step S7, the charging completion time is displayed, and the PHV /
ステップS9において緊急充電できる電流値Icではないと判断した場合は、第2段階として予め定めた第3負荷400への電力供給を停止し(ステップS10)、ステップS11に進む。ステップS11では、電流値Icが緊急充電に必要な電流値であると判断した場合、ステップS7において充電完了時刻を表示し、PHV/EV63に充電を行う。ステップS11で十分でないと判断した場合は、指定時刻内に充電できない旨の警報や表示などを用いて使用者に報知する(ステップS12)。
If it is determined in step S9 that the current value Ic cannot be urgently charged, the power supply to the
なお、ステップS1で家庭内給電優先時刻と判断した場合のコントローラ16は、電磁開閉器61を開いてPHV/EV63への電力供給を停止し、家庭内の給電を優先する状態に設定する。
Note that the
この実施形態では、充電完了時刻を認識できるとともに、時間帯により家庭内給電とPHV/EVの充電の優先を区別したことで、家庭内給電時間帯におけるPHV/EV充電による電化製品使用不可の不都合な状態を解消することができる。 In this embodiment, the charging completion time can be recognized, and the priority of home power supply and PHV / EV charging is distinguished according to the time zone, so that it is not possible to use the appliance due to PHV / EV charging in the home power supply time zone. Can be resolved.
図5のフローチャートは、この発明の分電盤装置に関する第3の実施形態について説明するための説明図であり、図5について図2とともに説明する。この実施形態は、PHV/EVの充電完了時刻設定モードと使用の電化製品などの負荷の種類により優先順位付けする優先負荷モードとの複合モードを備えたものである。 The flowchart of FIG. 5 is explanatory drawing for demonstrating 3rd Embodiment regarding the distribution board apparatus of this invention, and FIG. 5 is demonstrated with FIG. This embodiment includes a combined mode of a PHV / EV charging completion time setting mode and a priority load mode that prioritizes according to the type of load such as the appliance used.
図5において、情報端末機17が充電完了時刻モードとともに、PHV/EV充電優先モードおよび家庭内給電優先モードに設定されると(ステップS1)、コントローラ16は、主幹ブレーカ12に流れる電流を電流センサ141,142で検出し、現在の家庭内の消費電流値Iaを算出する(ステップS2)。予め記憶された電力会社との電力使用契約の許容電流値IbからステップS2で求められた消費電流値Iaを差し引いた電流値Icを求め(ステップS3)、求められた電流値IcはステップS1で設定された時刻内で充電可能かを判断する(ステップS4)。
In FIG. 5, when the
ステップS4において、電流値Icが許容電流値Ib以内でないと判断した場合は、第1段階として例えば第2負荷300への電力の供給を停止し(ステップS5)、ステップS6に進む。ステップS6では、ステップS5において電力の供給を停止したことにより、電流値Icが充電完了時刻内の充電が可能かの演算を行い判断する。ステップS6で充電完了時刻内とする必要な電流値Icでないと判断した場合は、ステップS4に戻る。ステップS6で、充電完了時刻内の電流値Icと判断した場合はPHV/EV63の充電を開始する(ステップS7)。
If it is determined in step S4 that the current value Ic is not within the allowable current value Ib, as a first stage, for example, the supply of power to the
ステップS4において、充電完了時刻内の電流値Icであると判断するとステップS8に進み、ステップS8において、電流値Icで充電完了時刻内の充電が可能かの演算を行い判断する。可能と判断した場合は、ステップS7に進みPHV/EV63の充電を開始する。
If it is determined in step S4 that the current value Ic is within the charge completion time, the process proceeds to step S8. In step S8, it is determined whether the current value Ic can be charged within the charge completion time. If it is determined that it is possible, the process proceeds to step S7 and charging of the PHV /
ステップS8において充電完了時刻内の充電を完了できる電流値Icでないと判断すると、第2段階として例えば第3負荷400への電力供給を停止し(ステップS9)、ステップS10に進む。ステップS10では、ステップS9において第3負荷400への電力の供給を停止したことにより電流値Icが上昇し、上昇後の電流値Icが充電完了時刻内の充電が可能かの演算を行い判断する。ステップS10において充電完了時刻内とする必要な電流値Icであると判断した場合は、ステップS7に進みPHV/EV63の充電を開始する。ステップS10において充電完了時刻内とする必要な電流値Icでないと判断した場合は、指定の時刻内の充電は完了できない警報や表示などを用いて使用者に報知する(ステップS11)。
If it is determined in step S8 that the current value Ic cannot be charged within the charging completion time, for example, the power supply to the
なお、ステップS11において、さらに他の電化製品への電力の供給を停止する第3段階の充電時刻内に電流値Icを確保することも考えられる。ステップS11の報知には、実際に充電が完了する時間の表示や音声によるものが考えられる。また、緊急の場合は充電完了時刻の設定を通常の充電完了時間よりも短い時間に設定することにより充電時間を短くすることもできる。さらに、家庭内の給電が優先時間であっても、情報端末機の操作により充電を優先させることも可能である。 In step S11, it is also conceivable to secure the current value Ic within the third stage charging time when the supply of power to other electrical appliances is stopped. The notification in step S11 may be a display of the time when charging is actually completed or a sound. In an emergency, the charging time can be shortened by setting the charging completion time to a time shorter than the normal charging completion time. Furthermore, even when power supply in the home is a priority time, it is possible to prioritize charging by operating the information terminal.
また、負荷である電化製品などの複数種類を一括りとしたが、電化製品などの個別に優先順位を付けて、優先順位に従いPHV/EVに充電するための消費電流をこまめに調整することもできる。 Also, although multiple types of electrical appliances that are loads are grouped together, it is possible to prioritize electrical appliances individually and adjust the current consumption for charging to PHV / EV according to the priorities. it can.
この実施形態では、使用者の電子機器の使用状態に応じて充電完了時刻優先、家庭内での使用負荷に応じて家庭内給電か充電を適宜優先させるようにした。これにより、最低限の主幹ブレーカまたは契約容量であった場合でも、その範囲内で最大限の充電と家庭内給電を行うことができる。 In this embodiment, priority is given to charging completion time according to the usage state of the user's electronic device, and domestic power feeding or charging is appropriately prioritized according to the usage load in the home. Thereby, even if it is the minimum trunk breaker or contract capacity, the maximum charge and domestic power supply can be performed within the range.
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100 分電盤
200 第1負荷
300 第2負荷
400 第3負荷
500 第4負荷
600 第5負荷
12 主幹ブレーカ
131,132 分岐ブレーカ
141,142 電流センサ
16 コントローラ
17 情報端末機
61 電磁開閉器
63 PHV/EV
100
Claims (6)
前記PHV/EVの蓄電池へ充電電流は、前記家庭設置の電気機器への供給電流を優先する家庭内給電優先モードと、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流を優先する充電優先モードとに選択可能であり、
前記充電優先モードによる充電動作の場合には、前記家庭設置の電気機器への供給電流が削減され、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流が増加するように前記家庭設置の電気機器への供給電流を制御することを特徴とするコントローラ。 A current is supplied from a distribution board in which a permissible current value is set as an upper limit value of power to be used in advance, and a current equal to or less than the permissible current value is supplied to at least electric appliances installed at home. In the controller that distributes the current and the charging current to the PHV / EV storage battery,
Charging current to the PHV / EV storage battery is selected between a home power feeding priority mode that prioritizes the supply current to the home-installed electrical equipment and a charging priority mode that prioritizes the charging current to the PHV / EV storage battery. Is possible,
In the case of the charging operation in the charge priority mode, the supply current to the home-installed electric device is reduced so that the supply current to the home-installed electric device is reduced and the charge current to the PHV / EV storage battery is increased. A controller characterized by controlling current.
前記分電盤から供給電流が供給される家庭設置の電気機器と、
前記分電盤から充電電流が供給されるPHV/EVの蓄電池と、
前記家庭設置の電気機器への供給電流を優先する家庭内給電優先モードと、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流を優先する充電優先モードとに選択可能であり、前記充電優先モードによる充電動作の場合には、前記家庭設置の電気機器への供給電流が削減され、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流が増加するように前記家庭設置の電気機器への供給電流を制御するコントローラと、
を有することを特徴とする充電システム。 Distribution board in which the allowable current value is set as the upper limit of power to be used in advance,
Home-installed electrical equipment to which supply current is supplied from the distribution board;
PHV / EV storage battery to which charging current is supplied from the distribution board;
Charging operation in the charging priority mode can be selected between a home power feeding priority mode that prioritizes the supply current to the electrical equipment installed in the home and a charging priority mode that prioritizes the charging current to the PHV / EV storage battery. In this case, a controller that controls the supply current to the home-installed electrical device so that the supply current to the home-installed electrical device is reduced and the charging current to the PHV / EV storage battery is increased,
A charging system comprising:
前記PHV/EVの蓄電池へ充電電流は、前記家庭設置の電気機器への供給電流を優先する家庭内給電優先モードと、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流を優先する充電優先モードとに選択可能であり、
前記充電優先モードによる充電動作の場合には、前記家庭設置の電気機器への供給電流が削減され、前記PHV/EVの蓄電池への充電電流が増加するように前記家庭設置の電気機器への供給電流を制御すること
を特徴とする充電方法。
A current is supplied from a distribution board in which a permissible current value is set as an upper limit value of power to be used in advance, and a current equal to or less than the permissible current value is supplied to at least electric appliances installed at home. In the charging method that distributes the current and the charging current to the PHV / EV storage battery,
Charging current to the PHV / EV storage battery is selected between a home power feeding priority mode that prioritizes the supply current to the home-installed electrical equipment and a charging priority mode that prioritizes the charging current to the PHV / EV storage battery. Is possible,
In the case of the charging operation in the charge priority mode, the supply current to the home-installed electric device is reduced so that the supply current to the home-installed electric device is reduced and the charge current to the PHV / EV storage battery is increased. A charging method characterized by controlling current.
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