JP2017118634A - 供給電流値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続機器を介して車両のバッテリに接続された電気機器を、このバッテリからの電力供給によって所定時間継続的に使用可能とすること。【解決手段】車両１０に搭載されたバッテリ１２と、バッテリ１２から車両１０の外部に設けられた接続機器２０への電力供給時間が記録される供給時間記録手段１３と、バッテリ１２の充電残量と前記電力供給時間から、バッテリ１２から接続機器２０に供給可能な供給電流値を算出する電流値算出手段１４と、を備えた供給電流値制御装置を構成する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両に搭載されたバッテリから、車両の外部に設けられた接続機器に電力を供給する際の電流値を制御する供給電流値制御装置に関する。

例えば、特許文献１に示すように、電力会社等からの電力供給が断たれた停電時に、電気自動車やプラグインハイブリッド車に搭載されたバッテリに充電された電力を家屋内の電気機器に送って、この電気機器を継続して使用可能としたり、電力会社から供給される電力が割安となる深夜料金の時間帯にバッテリを充電しておき、割高な昼間料金の時間帯にバッテリから接続機器（スタンド）を経由して電気機器を使用したりする装置が近年利用され始めている。

この装置においては、接続機器を介して、バッテリと家屋の分電盤が接続されている。そして、この分電盤から、空調装置等の電気機器に電力が供給される（本文献の段落００３２参照）。各電気機器に供給される予定の電力量の合計が、バッテリから分電盤に対して供給可能な電力量よりも大きい場合は、各電気機器に対して予め定められた優先順位が最も低い給電系統を電気的に自動的に遮断する制御が実行される（本文献の段落００５１参照）。このように、優先順位に基づいて給電系統を自動的に遮断することにより、利用者を煩わせることなく、無駄な消費電力を削減することができる（本文献の段落００５５参照）。

特開２０１４−７９１８号公報

特許文献１に示す構成においては、予め規定された最大電流値（バッテリの供給能力）の範囲内で、バッテリから分電盤に電力が供給されており、電気機器によっては（例えば、消費電力が大きい電気ヒータ等）、常に最大電流値に近い電流がその電気機器に供給されたままの状態となることがある。この場合、ユーザーが想定する使用時間よりも短時間でバッテリに充電された電力が全て使い果たされ、電気機器の使用及び車両の走行に支障を来たす問題がある。

そこで、この発明は、接続機器を介して車両のバッテリに接続された電気機器を、このバッテリからの電力供給によって所定時間継続的に使用可能とすることを課題とする。

上記課題を解決するために、この発明においては、車両に搭載されたバッテリと、前記バッテリから前記車両の外部に設けられた接続機器への電力供給時間が記録される供給時間記録手段と、前記バッテリの充電残量と前記電力供給時間から、前記バッテリから前記接続機器に供給可能な供給電流値を算出する電流値算出手段と、を備えた供給電流値制御装置を構成した。

前記構成においては、外部電力に接続された前記接続機器への給電状況に基づいて前記電力供給時間を決定する供給時間決定手段をさらに備えた構成とすることができる。

前記各構成においては、前記充電残量が、前記車両を所定距離駆動するのに必要な最低充電量である構成とすることもできる。

この構成においては、前記充電残量が前記最低充電量となった際に、前記バッテリへの充電を開始する構成とすることができる。

この発明によると、予め電力供給時間を決めておき、その時間に対応した電流値でバッテリから電気機器に電力を供給することにより、電力供給時間の間は、電気機器を確実にバッテリの電力によって使用することができる。また、ユーザーが想定する使用時間よりも短時間でバッテリに充電された電力が全て使い果たされることはないため、その時間内であれば、電気機器への電力の供給を中断して、車両を走行させることもできる。

この発明に係る供給電流値制御装置を備えた電力供給システムの全体構成を示すブロック図 電力供給システム内の情報の流れを示すブロック図 供給電流値制御装置の制御フローを示すフローチャート

この発明に係る供給電流値制御装置を備えた電力供給システムの全体構成を、図１に示すブロック図を用いて説明する。この電力供給システムは、車両１０と、車両１０の外部（家屋や工場内）に設けられた接続機器２０及び発電管理設備３０とから構成される。

車両１０には、供給電流値制御装置１１が設けられている。この供給電流値制御装置１１は、バッテリ１２、供給時間記録手段１３、電流値算出手段１４、及び、供給時間決定手段１５を主要な構成要素としている。供給時間記録手段１３、電流値算出手段１４、及び、供給時間決定手段１５は、それぞれ個別のデバイスとしてもよいが、本図に示すように、車両１０全体を制御する電子制御ユニット１６の機能の一部として構成してもよい。

供給時間記録手段１３は、車両１０に搭載されたバッテリ１２から接続機器２０への電力供給時間（供給開始時刻と供給終了時刻の間の時間）を記録する機能を有する。この電力供給時間は、インストルメントパネルやナビゲーションシステムの画面（図示せず）を用いて、ユーザーが電気機器４０を使用したい時間（例えば４時間）を手動で入力してもよいし、後述する供給時間決定手段１５によって、自動的に入力されるようにしてもよい。

電流値算出手段１４は、バッテリ１２の充電残量と供給時間記録手段１３に記録された電力供給時間から、バッテリ１２から接続機器２０に供給可能な供給電流値を算出する。この供給電流値は、前記充電残量を電力供給時間で除することによって算出される。例えば、電気機器４０の作動電圧が１００Ｖで、バッテリ１２の充電残量が１０ｋＷｈ（一般的な電気自動車やプラグインハイブリッド車のバッテリ容量）の場合、電力供給時間を２時間に設定すると供給電流値は５０Ａとなり、電力供給時間を５時間に設定すると供給電流値は２０Ａとなる。すなわち、電力供給時間を長く設定するほど供給電流値は小さくなり、バッテリ１２を長持ちさせることができるが、電気機器４０を使用するためには、その分だけ外部（コンセント等）からの電力供給が必要となる。

供給時間決定手段１５は、外部電力（電力会社からの電力供給、太陽光発電による電力供給、コジェネレーションシステムによる電力供給等）から接続機器２０への給電状況に基づいて、電力供給時間を決定する機能を有する。例えば、接続機器２０を介して電気機器４０に割安な深夜電力を供給できる場合は、電力供給時間を深夜料金時間帯の長さと同じ長さとし、接続機器２０を介してバッテリ１２から電気機器４０に供給される電力の電流値を低めとすることができる。

また、太陽光発電による電力供給が可能な場合は、電力供給時間を太陽高度が高く効率的に太陽光発電を行い得る時間帯（例えば、午前１０時から午後２時）に合わせることができる。さらに、コジェネレーションシステムによる電力供給が可能な場合は、電力供給時間を本システムの作動する時間帯に合わせることができる。なお、供給時間決定手段１５は必須の構成ではなく、適宜省略することも可能である。

車両１０には、電力変換回路１７が設けられている。この電力変換回路１７で直流・交流間の変換を適宜行うことによって、バッテリ１２の電力を接続機器２０側に供給するとともに、接続機器２０からバッテリ１２側に電力を供給して、このバッテリ１２の充電を行っている。

接続機器２０は、車両１０側（バッテリ１２）と電気機器４０を接続する機能を有する。この接続機器２０にも、車両１０と同様に、電力変換回路２１とバッテリ２２が搭載されている。この電力変換回路２１で直流・交流間の変換を適宜行うことによって、車両１０及び電気機器４０との間の電力のやり取りを行うとともに、バッテリ２２への充電を行い得るようにしている。

発電管理設備３０は、外部電力を受け入れる機能を有する。この外部電力として、上述したように電力会社からの電力供給、太陽光発電による電力供給、コジェネレーションシステムによる電力供給等がある。この発電管理設備３０にも、車両１０や接続機器２０と同様に、電力変換回路３１とバッテリ３２が搭載されている。この電力変換回路３１で直流・交流間の変換を適宜行うことによって、接続機器２０及び電気機器４０との間の電力のやり取りを行うとともに、バッテリ３２への充電を行い得るようにしている。

電気機器４０は、接続機器２０及び発電管理設備３０と接続されており、これらから電力の供給を受けている。接続機器２０（車両１０のバッテリ１２）からの電力の供給が断たれたときは、発電管理設備３０側（例えば、コンセント）から電力の供給を受けることによって、この電気機器４０を継続して作動させることができる。

電力供給システム内の情報の流れを、図２に示すブロック図を用いて説明する。車両１０には、メータ（インストルメントパネル）、車両通信端末（ナビゲーションシステムの画面）等のユーザーインターフェース１０１が設けられており、ユーザー１０２は、このユーザーインターフェース１０１を介して電力供給時間を設定することができる（本図中のｆ１参照）。ユーザーインターフェース１０１には、ユーザー１０２の設定情報が表示され（本図中のｆ２参照）、ユーザー１０２はその設定情報を確認することができる。

ユーザー１０２が設定した電力供給時間は、車両情報制御部１０３に送られる（本図中のｆ３参照）。これに対し、車両情報制御部１０３から、ユーザーインターフェース１０１に車両情報が返され（本図中のｆ４参照）、その情報がこのユーザーインターフェース１０１に表示される。

車両情報制御部１０３に送られた電力供給時間に関する情報は、バッテリ１２の充電残量の情報とともに、接続機器関連制御部１０４に送られる（本図中のｆ５参照）。これに対し、接続機器関連制御部１０４から車両情報制御部１０３に、この電力供給時間及び充電残量から算出された供給電流値が返される（本図中のｆ６参照）。この供給電流値に関する情報も、車両情報の一つとしてユーザーインターフェース１０１に表示することが可能である。

車両情報制御部１０３及び接続機器関連制御部１０４の機能は、車両１０の電子制御ユニット１６に搭載された供給時間記録手段１３や電流値算出手段１４が主に担っている。

車両１０の接続機器関連制御部１０４で算出された供給電流値は、現在の時点で車両１０のバッテリ１２から接続機器２０側に供給されている供給電流の値とともに、接続機器２０の接続機器関連制御部１０５に送られる（本図中のｆ７参照）。これに対し、接続機器２０の接続機器関連制御部１０５から車両１０の接続機器関連制御部１０４に、現在の時点における入力電流の値と、入力可能な電流の値が返される（本図中のｆ８参照）。

ユーザー１０２は、接続機器２０に電気製品４０を接続した上で、接続機器関連制御部１０５に対して、電力の供給開始及び停止の指示を送ることができる（本図中のｆ９参照）。これに対し、接続機器関連制御部１０５からユーザー１０２に、接続機器２０が有する電力の供給状況等に関する情報が表示される（本図中のｆ１０参照）。

接続機器２０の接続機器関連制御部１０５は、発電管理設備３０の接続機器関連制御部１０６に対して、現在の時点において発電管理設備３０から接続機器２０に供給されている入力電流と最大入力電流の値を送る（本図中のｆ１１参照）。これに対し、発電管理設備３０の接続機器関連制御部１０６から接続機器２０の接続機器関連制御部１０５に、電力供給量と発電予測及び発電予定に関する情報が返される（本図中のｆ１２参照）。

ユーザー１０２は、発電管理設備３０の接続機器関連制御部１０６に対して、発電のタイプ（太陽光発電、コジェネレーションシステムによる発電等）、発電量、及び、発電時間等の発電に関する種々の設定を行うことができる（本図中のｆ１３参照）。これに対し、発電管理設備３０の接続機器関連制御部１０６からユーザー１０２に、発電状況、発電予測、及び、発電予定に関する情報が返される（本図中のｆ１４参照）。

供給電流値制御装置１１の制御フローのフローチャートを図３を用いて説明する。はじめに、車両１０のバッテリ１２から接続機器２０に対して電力の供給が行なわれているか、又は、供給の待機中か（例えば、タイマ設定によって、近いうち（例えば１〜２時間以内）に電力の供給が開始される予定か）が判断される（本図中のＳ１参照）。電力の供給が行なわれておらず、供給の待機中でもない場合は（Ｓ１のＮｏ側）、この判断ステップをループする。

電力の供給が行なわれ、又は、供給の待機中の場合は（Ｓ１のＹｅｓ側）、ユーザー又は供給時間決定手段１５によって、電力の供給時間が設定されたかどうかが判断される（本図中のＳ２参照）。電力供給時間が設定された場合は（Ｓ２のＹｅｓ側）、その時点における充電残量で、設定された電力供給時間の間電力供給が継続できるように、供給電流値が算出される（本図中のＳ３参照）。この算出に必要な電力供給時間の設定値は、供給時間記録手段１３に一旦記録される。電流値算出手段１４が、その記録とバッテリ１２の充電残量の情報を参照して、充電残量を電力供給時間で除することで、供給電流値が算出される。

その一方で、電力供給時間が設定されなかった場合は（Ｓ２のＮｏ側）、バッテリ１２から接続機器２０に供給可能な最大供給電流値が供給電流値となる（本図のＳ６参照）。この最大供給電流値は、車両１０及びバッテリ１２や接続機器２０の容量や性能等によって決まる規定の値である。

次に、供給電流値の算出値と、規定値としての最大供給電流値の大小が比較され、両者のうち小さい方の値が、バッテリ１２から接続機器２０に電力を供給する際の供給電流値として採用される（本図中のＳ４参照）。なお、本図中に記載の「Ｍｉｎ」はＭｉｎの後のカッコ内の要素（例えば、ａ、ｂ、ｃ）のうち最小のものを出力する演算子であって、ａ、ｂ、ｃのうち最も小さい値がａであれば、Ｍｉｎ（ａ、ｂ、ｃ）＝ａとなる。

上記のように供給電流値が決定されると、その供給電流値でバッテリから接続機器に電力が供給される（本図中のＳ５参照）。この一連の制御フローは、電源がＯＮ状態の限りにおいて常時ループされている。

上記の供給電流値を算出する際に用いる充電残量は、バッテリ１２が外部に電力を供給し得る最大量（すなわち、バッテリ１２が完全に上がった状態）としてもよいが、車両１０を所定距離駆動するのに必要な最低充電量とするのが好ましい。このように、バッテリ１２の充電残量を最低充電量とすることにより、バッテリ１２から接続機器２０への電力供給後に車両１０を移動させることができるため利便性が高い。

さらに、バッテリ１２の充電残量が最低充電量となって、接続機器２０への電力供給を停止した後に、バッテリ１２の充電が開始されるように設定することもできる。このようにすれば、バッテリ１２が最低充電量以上充電された状態を常に維持することができ、車両１０としての用途と、外部への電力供給源としての用途を常時満たすことができる。

上記の実施形態はあくまでも一例であって、接続機器２０を介して車両１０のバッテリ１２に接続された電気機器４０を、このバッテリ１２からの電力供給によって所定時間継続的に使用可能とする、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成要素の構成や配置等を適宜変更することができる。

１０ 車両
１１ 供給電流値制御装置
１２ バッテリ
１３ 供給時間記録手段
１４ 電流値算出手段
１５ 供給時間決定手段
１６ 電子制御ユニット
１７ 電力変換回路
２０ 接続機器
２１ 電力変換回路
２２ バッテリ
３０ 発電管理設備
３１ 電力変換回路
３２ バッテリ
４０ 電気機器

Claims (4)

1. 車両に搭載されたバッテリと、
   前記バッテリから前記車両の外部に設けられた接続機器への電力供給時間が記録される供給時間記録手段と、
   前記バッテリの充電残量と前記電力供給時間から、前記バッテリから前記接続機器に供給可能な供給電流値を算出する電流値算出手段と、
   を備えた供給電流値制御装置。
2. 外部電力に接続された前記接続機器への給電状況に基づいて前記電力供給時間を決定する供給時間決定手段をさらに備えた請求項１に記載の供給電流値制御装置。
3. 前記充電残量が、前記車両を所定距離駆動するのに必要な最低充電量である請求項１又は２に記載の供給電流値制御装置。
4. 前記充電残量が前記最低充電量となった際に、前記バッテリへの充電を開始する請求項３に記載の供給電流値制御装置。

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