JP2018107984A - 電源ケーブル、及び充電制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力を利用して駆動される移動体に対し、その電力を授受するための制御の信頼性を高めることができる電源ケーブル及び充電制御方法を提供する。
【解決手段】電源ケーブルは、給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継する。電源ケーブルは、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信する通信部と、前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する制御部とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】電源ケーブルは、給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継する。電源ケーブルは、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信する通信部と、前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する制御部とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、電源ケーブル、及び充電制御方法に関する。
近年、電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)の導入が進んでいる。EV/PHEVを充電するためには、充電ステーションなどの設備を配備することが必要とされるが、その設置数は十分な状況には至っていない。このような設備に代わるものとして、コンセントなどから供給される交流電力等によりEV/PHEVを充電するための電源ケーブルが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような電源ケーブルの安全と品質を確保するために、標準規格(IEC61851−1等)が規定されている。利用者は、標準規格に準拠している電源ケーブルを識別して利用することで、1台ごとの充電を安全に実施することができる。
特許文献1には、1つのコンセントから、1台、または、カスケード接続された複数台のEV/PHEVの充電を可能にする充電ケーブルに関することが記載されている。
特許文献1には、1つのコンセントから、1台、または、カスケード接続された複数台のEV/PHEVの充電を可能にする充電ケーブルに関することが記載されている。
しかしながら、特許文献1によれば、充電ケーブルは、電力線などの単一の通信路を利用して通信しているが、その通信経路が途絶えると通信することができなくなる。このような事象が生じると、充電を必要としている充電ケーブルが有ることを検知できなくなり、電力を授受するための制御の信頼性が低下する場合がある。
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、電力を利用して駆動される移動体に対し、その電力を授受するための制御の信頼性を高めることができる電源ケーブル及び充電制御方法を提供することにある。
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、電力を利用して駆動される移動体に対し、その電力を授受するための制御の信頼性を高めることができる電源ケーブル及び充電制御方法を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の電源ケーブルは、給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継するための電源ケーブルであって、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信する通信部と、前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する制御部とを備える電源ケーブルである。
また、本発明の電源ケーブルは、漏電を検出し、自電源ケーブルと、自電源ケーブルに対応する移動体との間の電力の授受を遮断する漏電遮断器を備え、前記通信部は、前記第1通信パスによる通信経路に前記漏電遮断器を含み、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で通信する。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、自電源ケーブルに対応する移動体の充電に係る電力量を計量部から取得できない場合、又は、前記第1通信パスを利用して前記他の電源ケーブルの識別情報を収集できない場合、電力の授受が可能な状態にないことを検出する。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、前記第1通信パスを利用して前記他の電源ケーブルの識別情報を収集し、前記収集された識別情報に基づいて、前記他の電源ケーブルとの間で電力の授受が可能な状態にあることを、前記第2通信パスを利用して検出する。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、前記通信部により、無線通信回線を利用して前記第2通信パスを確立させ、有線通信回線を利用して前記第1通信パスを確立させる。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、前記通信部により、前記有線通信回線において電力線搬送を利用して前記第1通信パスを確立させる。
また、本発明の電源ケーブルは、前記制御部は、前記移動体との間の電力の授受を許容する電源ケーブルの個数を決定し、前記決定した個数に基づいて、前記他の電源ケーブルから前記移動体に供給可能な電力量の指定値を決定する。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、前記自電源ケーブルとの間で前記電力の授受が可能な状態にある前記他の電源ケーブルの個数を含めて、前記移動体との間の電力の授受を許容する電源ケーブルの個数を決定し、前記決定した個数に基づいて、前記自電源ケーブルに電気的に接続されている前記移動体に供給可能な電力量の指定値を決定する。
また、本発明の電源ケーブルにおける前記制御部は、前記決定した個数に基づいて、前記自電源ケーブルに電気的に接続されている前記移動体に供給可能な電力量の指定値を、その値が均等になるように決定する。
また、本発明の電源ケーブルは、交流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、第1移動体を電気的に接続するための第2端子と、自電源ケーブルとは異なる第2電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、を備える。
また、本発明の電源ケーブルは、前記第1端子から前記第2端子までの間に、計量部と、漏電遮断器と、前記制御部の制御により導通状態が設定される開閉器と、が設けられており、前記第1端子から前記第3端子までの間が電気的に接続されている。
また、本発明の電源ケーブルは、交流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、自電源ケーブルとは異なる第1電源ケーブルを電気的に接続するための第2端子と、自電源ケーブルとは異なる第2電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子に電気的に接続される第1開閉器と、一端が前記第1端子に、他端が前記第3端子に電気的に接続される第2開閉器と、を備える。
また、本発明の電源ケーブルは、直流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、前記移動体を電気的に接続するための第2端子と、自電源ケーブルとは異なる他の電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子に電気的に接続されるDCDC変換部と、一端が前記第1端子に、他端が前記第3端子に電気的に接続される遮断器と、を備える。
また、本発明の電源ケーブルは、前記制御部は、前記DCDC変換部の変換処理と前記開閉器の遮断状態を制御する。
また、本発明の充電制御方法は、給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継するための電源ケーブルを利用する充電制御方法であって、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する、過程を含む充電制御方法である。
本発明によれば、電力により駆動される移動体に対する充電制御の信頼性を高めることができる及び充電制御方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の充電システムの概要を示す図である。
本実施形態の電源ケーブル1を利用して、充電システム2は、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。電気自動車Vとは、例えば、EV(Electric Vehicle)、又は、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)である。電気自動車V−1、電気自動車V−2、…、電気自動車V−Nは、電気自動車Vの一例である。以下の説明で、それらを区別することなく示す場合は、単に電気自動車Vという。電気自動車Vは、蓄電池BT(不図示)を備えており、自車の走行に蓄電池BTの電力を使用する。蓄電池BTは、電気自動車Vに接続された充電設備PS等からの電力を充電することにより電力を蓄える。
図1は、第1の実施形態の充電システムの概要を示す図である。
本実施形態の電源ケーブル1を利用して、充電システム2は、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。電気自動車Vとは、例えば、EV(Electric Vehicle)、又は、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)である。電気自動車V−1、電気自動車V−2、…、電気自動車V−Nは、電気自動車Vの一例である。以下の説明で、それらを区別することなく示す場合は、単に電気自動車Vという。電気自動車Vは、蓄電池BT(不図示)を備えており、自車の走行に蓄電池BTの電力を使用する。蓄電池BTは、電気自動車Vに接続された充電設備PS等からの電力を充電することにより電力を蓄える。
充電設備PSは、その仕様により、普通充電、急速充電などの形態が決定され、充電時の電流容量による分類が規定されている。普通充電とは、例えば、交流のコンセントCからの電力で充電する形態である。急速充電とは、例えば、専用の充電スタンド等を利用して充電する形態である。なお、普通充電の場合には、1つのコンセントC(電源系統)からの電力で、1台の電気自動車Vを充電すること、或いは、複数の電気自動車Vにその電力を分配してそれらの電気自動車Vを充電することが可能である。
電気自動車Vを充電する方法には、交流を利用する場合と、直流を利用する場合とがある。その方法を規定する規格が有る。交流を利用する場合のインタフェース仕様は、IEC(International Electrotechnical Commission)61851−1等に規定されている。直流を利用する場合のインタフェース仕様は、IEC61851−23等に規定されている。本実施形態で示す電源ケーブルは、例えば、上記の規格に準じたものである。このIEC61851−1によれば、充電動作中に流す電流の最小電流値が電気自動車Vごとに規定されている。IEC61851−1に準拠してコンセントからの電力で電気自動車Vを充電する場合には、電気自動車Vに流す電流がこの最小電流値以上にすることなどが規定されている。
本実施形態では、交流を利用して電気自動車Vを充電する場合について説明する。交流を利用する場合の充電設備PSは、電気自動車Vの充電用として設けられたコンセントCと、漏電遮断器ELB(Earth Leakage Circuit Breaker)とを備える。
漏電遮断器ELBは、コンセントC、及び、コンセントCに接続される負荷で生じた漏電を検出し、電力の供給を遮断することで、コンセントC、及び、上記の負荷を保護する。なお、漏電遮断器ELBは、その接地端子で接地されている。
このような形態の充電設備PSは、所謂充電ステーションとは異なり簡素なものになる。
図1に示す充電システム2のコンセントCには、上記の負荷として例えば下記のものが接続されている。コンセントCには、電源ケーブル1−1が接続される。電源ケーブル1−1は、コンセントCから供給される電力の供給を制御して、電気自動車V−1にその電力を供給する。電源ケーブル1−1には、電源ケーブル1−2が接続される。電源ケーブル1−2は、電源ケーブル1−1から供給される電力の供給(授受)を制御して、電気自動車V−2にその電力を供給する。同様に、電源ケーブル1−(N−1)には、電源ケーブル1−Nが接続される。電源ケーブル1−Nは、電源ケーブル1−(N−1)から供給される電力の供給を制御して、電気自動車V−Nにその電力を供給する。なお、上記の「電力の供給(授受)」についての制御とは、負荷である各電気自動車Vに対して通電するか否かを切換えることを含む。また、各電源ケーブル1は、それに対応する電気自動車Vに電力の供給可能量を通知する。
このように、コンセントCと電源ケーブル1とを利用すれば、上記の普通充電の方法で電気自動車Vを充電することができる。なお、複数の電源ケーブル1を利用することで、普通充電の方法で複数の電気自動車Vを充電することができる。
以下、コンセントCと電源ケーブル1を利用して充電する事例の詳細について説明する。
図2は、実施形態における複数の電源ケーブルを含む充電システムを説明するための図である。
給電側のコンセントCには、低圧の交流が印加される複数の端子と、接地されている接地端子が設けられている。低圧の公称電圧の実効値は、例えば、100V(ボルト)又は200Vである。なお、この接地端子で、電源ケーブル1の接地端子を接地させてもよい。
給電側のコンセントCには、低圧の交流が印加される複数の端子と、接地されている接地端子が設けられている。低圧の公称電圧の実効値は、例えば、100V(ボルト)又は200Vである。なお、この接地端子で、電源ケーブル1の接地端子を接地させてもよい。
電源ケーブル1は、プラグ(第1端子)11と、移動体接続コネクタ(第2端子)12と、サブコンセント13と、コントロールボックス14(以下、CBOX14と呼ぶ。)とを備える。
例えば、電源ケーブル1−1は、プラグ11−1と、移動体接続コネクタ12−1と、サブコンセント13−1と、CBOX14−1とを備える。電源ケーブル1−2は、プラグ11−2と、移動体接続コネクタ12−2と、サブコンセント13−2と、CBOX14−2とを備える。以下の説明において、電源ケーブル1、及び、その構成について、電源ケーブルの個体を区別することなく示す場合には、「−1」、「−2」等の表記を省略する場合がある。
プラグ11は、例えば、給電側のコンセントC、又は、他の電源ケーブル1のサブコンセント13に着脱可能な形状に形成される。例えば、本実施形態の充電システム2では、複数の電源ケーブル1のうちの少なくとも1つの電源ケーブル1は、そのプラグ11が、給電側のコンセントCに接続され、サブコンセント13には、他の電源ケーブル1が接続される。
サブコンセント13は、他の電源ケーブル1のプラグ11と勘合し、当該プラグが着脱可能な形状に形成されている。例えば、電源ケーブル1−1に対する電源ケーブル1−2は、他の電源ケーブルの一例である。サブコンセント13−1は、電源ケーブル1−2のプラグ11−2と勘合する。
移動体接続コネクタ12は、電気自動車Vに着脱可能な形状に形成されており、電気自動車Vに接続される。例えば、移動体接続コネクタ12は、容易に把持できるようにグリップ(不図示)を有する形状に形成されていてもよい。
プラグ11にはケーブルLN1が接続されており、移動体接続コネクタ12にはケーブルLN2が接続されている。プラグ11と移動体接続コネクタ12は、ケーブルLN1とケーブルLN2とケーブルLN3とを介して接続される。ケーブルLN1は、各プラグ11の接地端子に接続される接地線を含む。ケーブルLN2は、各移動体接続コネクタ12の接地端子に接続される接地線を含む。
ケーブルLN1に接続されるプラグ11とケーブルLN2に接続される移動体接続コネクタ12との間には、CBOX14が設けられている。図2に示すように、CBOX14は、ケーブルLN1を介してプラグ11に電気的に接続され、ケーブルLN2を介して移動体接続コネクタ12に電気的に接続される。CBOX14には、接地端子が設けられており、それを接地した状態で電源ケーブル1が利用される。なお、CBOX14の接地端子は、プラグ11、移動体接続コネクタ12、サブコンセント13などの端子とは独立させて設けてもよく、プラグ11内の接地端子を兼ねてもよい。
なお、プラグ11とCBOX14とを一体化することにより、ケーブルLN1を省略することができ、CBOX14と移動体接続コネクタ12とを一体化することにより、ケーブルLN2を省略することができる。
プラグ11は、交流供給源に、電源ケーブル1を電気的に接続するための1組の端子(第1端子)と、接地端子とを備える。
移動体接続コネクタ12は、電気自動車Vに、電源ケーブル1を電気的に接続するための1組の端子(第2端子)と、接地端子とを備える。上記の1組の端子には、電気自動車Vと通信するための端子が含まれていてもよい。
プラグ11(第1端子)から移動体接続コネクタ12(第2端子)までの間に、計量部141と、漏電遮断器(RCD(Residual Current Device))142と、開閉器143と、が設けられている。
計量部141は、電力量、充電回数、充電時間を計量する計量器である。以下の説明では、電力量を例に挙げて説明するが、これに制限されない。例えば、計量部141は、所謂スマートメータであってもよい。実施形態の計量部141は、電力量を検出する検出部と、検出した電力量を通知する通信制御部と、通信制御部の制御により通信する通信部とを備える。例えば、計量部141は、その通信部により、CBOX14のPLC変調部1441と通信する。
漏電遮断器142は、漏電遮断器142より電気自動車V側で生じた漏電を検出し、予め定められた所定値以上の漏れ電流が検出された場合に、回路を遮断する。例えば、漏電遮断器142は、CBOX14内の漏電遮断器142から電気自動車Vに接続するまでの範囲、例えば、ケーブルLN2又は移動体接続コネクタ12で発生した漏電を検出し、利用者がケーブルLN2及び移動体接続コネクタ12に触れた際に感電することを防いでいる。
開閉器143は、制御部147の制御により導通状態が設定される。例えば、開閉器143は、導通状態にある場合には、移動体接続コネクタ12に接続されている電気自動車Vに対する電力の供給を可能とし、遮断状態にある場合にはその電力の供給を制限する。
[CBOX14内の給電系統の詳細構成]
実施形態におけるCBOX14内のより具体的な構成について例示する。
例えば、図2に示すように、計量部141と、漏電遮断器142と、開閉器143は、プラグ11側から、プラグ11から移動体接続コネクタ12に向かう方向に沿って順に直列になるように接続されている。つまり、計量部141は、漏電遮断器142よりプラグ11側に設けられており、電源ケーブル1から電気自動車Vに供給する電力と、電力を供給するために電源ケーブル1が消費する電力を計量する。
実施形態におけるCBOX14内のより具体的な構成について例示する。
例えば、図2に示すように、計量部141と、漏電遮断器142と、開閉器143は、プラグ11側から、プラグ11から移動体接続コネクタ12に向かう方向に沿って順に直列になるように接続されている。つまり、計量部141は、漏電遮断器142よりプラグ11側に設けられており、電源ケーブル1から電気自動車Vに供給する電力と、電力を供給するために電源ケーブル1が消費する電力を計量する。
CBOX14内に引き込まれたケーブルLN1は、漏電遮断器142の一端に接続され、漏電遮断器142の他端には、ケーブルLN3の一端が接続される。ケーブルLN3の他端には、開閉器143の一端が接続され、開閉器143の他端にケーブルLN2が接続される。
また、ケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルBLNに分岐されている。分岐点BPを介して、プラグ11(第1端子)からサブコンセント13(第3端子)までの間がケーブルBLNによって電気的に接続されている。
また、ケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルBLNに分岐されている。分岐点BPを介して、プラグ11(第1端子)からサブコンセント13(第3端子)までの間がケーブルBLNによって電気的に接続されている。
例えば、分岐点BPは、電源ケーブル1が電気自動車Vに電力を供給するための各部よりもプラグ11側に決定されている。計量部141と、漏電遮断器142と、開閉器143は、上記の各部の一例である。上記の分岐点BPにおいてケーブルLN1を分岐することにより、漏電遮断器142よりもプラグ11側で分岐させることが可能にある。このような場合、漏電遮断器142が漏電を検出して回路を遮断した場合であっても、それによる影響が分岐先に対する電力供給に波及することを抑制できる。
計量部141は、電源ケーブル1が電気自動車Vに供給する電力と、サブコンセント13から他の電源ケーブルに供給する電力とを分けて計量することができる。
このような電源ケーブル1は、プラグ11と移動体接続コネクタ12とを介して、電気自動車Vに供給する電力を中継する。さらに、電源ケーブル1は、プラグ11とサブコンセント13とを介して、他の電源ケーブル1に接続される電気自動車Vに供給する電力を中継する。電気自動車Vに供給される電力は、電気自動車Vにおいて、電気自動車Vの蓄電部BTに駆動用の電力として充電される。
[CBOX14における制御系の詳細構成]
CBOX14は、通信部144と、表示部145と、入力部146と、制御部147と、電源部148とを備える。
CBOX14は、通信部144と、表示部145と、入力部146と、制御部147と、電源部148とを備える。
通信部144は、PLC変調部1441と、ICタグ1442と、RFIC受信部1443と、通信IF部1444とを備える。PLC変調部1441と、ICタグ1442と、RFIC受信部1443は、通信部の一例である。
PLC変調部1441は、制御部147からの制御により、ケーブルLN1等を媒体として利用して、ケーブルLN1等に接続される計量部141などの機器及び他のPLC変調部1441等の間で、電力線搬送通信(PLC通信)方式により通信する。このPLC通信方式は、既知の一般的な方式を選択してよい。例えば、PLC変調部1441−1は、制御部147−1からの指令又は要求を、電源ケーブル1−2におけるPLC変調部1441−2(不図示)に通知する。また、PLC変調部1441−1は、PLC変調部1441−2からの応答、指令、又は、要求を検出して、その内容を制御部147−1に通知する。
ICタグ1442とRFIC受信部1443は、組み合わせて利用されることにより、無線通信による通信パスを形成する。
ICタグ1442は、定周期で自発的に、又は、他のICタグ1442等からの呼び出しに応じて、所定の周波数帯域を利用して、所望のメッセージを送信する。例えば、ICタグ1442は、電源部148からの電力を受けるか、或いは、内蔵する電池(不図示)からの電力を受けて、所望のメッセージを送信するアクティブ型のものであってもよい。アクティブ型であれば、メッセージを送信するための電力を容易に確保することができる。ICタグ1442が送信する所望のメッセージには、ICタグ1442を特定可能な識別情報が含まれている。その識別情報は、電源ケーブル1等を一意に識別可能とするように、決定されていてもよい。
RFIC受信部1443は、ICタグ1442が送信した電波を検出して、そこからICタグ1442が送信したメッセージを抽出する。RFIC受信部1443は、抽出したメッセージを制御部147に通知する。
上記のように、通信部144は、移動体接続コネクタ12を介して自電源ケーブル1と電気的に接続される他の電源ケーブル1との間で、PLC通信を利用して通信し、無線通信を利用して通信する。以下の説明において、PLC通信による通信パスを第1通信パスと呼び、無線通信による通信パスを第2通信パスと呼ぶことがある。
通信IF部1444は、電源ケーブル1の外部装置5に接続され、その外部装置5と通信する。通信IF部1444と外部装置5との接続は、無線LAN、近接無線通信、携帯通信網などの無線通信を利用してもよく、有線通信を利用してもよい。
表示部145は、LCD(liquid crystal display)等を含み、制御部147から指示された情報を表示する。例えば、表示部145に表示する情報には、電気自動車Vの蓄電池BTの残存蓄電量(EV残存蓄電量表示)、電気自動車Vに供給している電力量(電力量表示)、電源ケーブル1の制御状態を示す状態表示などが含まれる。
入力部146は、ユーザの操作を検出して、検出した操作に関する情報を制御部147に提供する。入力部146は、例えば、表示部145の表示面に設けられたタッチパネルとして構成されていてもよい。入力部146がユーザの操作から取得する情報には、電源ケーブル1の充電処理の制御に関する情報などが含まれる。
制御部147は、例えば、不図示のCPU、記憶部などを備えるコンピュータを含み、CPUがプログラムを実行することにより各種処理を行う。
実施形態の制御部147は、SW制御部1471と、CPLT(Control Pilot)部1472と、シリアル変換部1473と、電力量制御部1474と、管理部1475とを備える。
SW制御部1471は、開閉器143の導通状態を制御する。例えば、SW制御部1471は、開閉器143を導通状態にすることにより、電気自動車Vに対して電力の供給を可能にする。
CPLT部1472は、電気自動車Vと通信する。CPLT部1472による通信インタフェース仕様は、例えば、IEC61851−24に準じたものとしてもよい。この場合、CPLT部1472と電気自動車Vとの通信は、移動体接続コネクタ12に設けられた端子を介して行われる。例えば、CPLT部1472は、CPLT信号を利用した通信により、CPLT部1472の通信相手である電気自動車Vの状態を制御するための情報を、電気自動車Vに送る。
シリアル変換部1473は、PLC変調部1441を介したPLC通信を利用して、通信対象の装置と双方向で通信する。シリアル変換部1473は、RFIC受信部1443を介して無線通信を利用して片方向で通信する。例えば、シリアル変換部1473は、管理部1475からの指令により、PLC通信を利用して送信するメッセージをシリアル信号に変換し、それをPLC変調部1441に供給する。また、シリアル変換部1473は、PLC通信を利用して受信したメッセージをシリアル信号としてPLC変調部1441から受け付けて、電力量制御部1474に供給するデータに変換する。PLC通信によるシリアル変換部1473の通信先には、例えば、電源ケーブル1内の計量部141、他の電源ケーブル1の計量部141と制御部147などが含まれる。
さらに、RFIC受信部1443によって無線通信によるメッセージが受信され、シリアル変換部1473は、受信したメッセージをシリアル信号に変換して、電力量制御部1474に供給するためのデータに変換する。
電力量制御部1474は、シリアル変換部1473から供給されたデータと、管理部1475からの指令に基づいて、電気自動車Vの蓄電池BTを、所望の電力量で充電できるように制御する。電力量制御部1474は、電気自動車Vの蓄電池BTを充電するための主たる制御を実施する。以下の説明において、電力量制御部1474が実施する処理を制御部147の処理として説明することがある。
管理部1475は、電源部148に電源が供給されて、電源部148がそれを検出したことの通知を受け、電源ケーブル1に電力が供給されている状態を検出する。管理部1475は、計量部141により計量された結果を収集する。管理部1475は、計量部141により計量された結果から、電気自動車Vが充電中の状態にあるか否かを検出する。例えば、計量の結果(電力又は電流)が予め定められた所定値以下の場合、充電状態にないと判定する。管理部1475は、電源ケーブル1の制御状態に関する情報を格納する記憶領域を含む。例えば、電源ケーブル1の制御状態に関する情報には、自電源ケーブルの識別番号、通信により取得した電源ケーブルの識別番号(例えば、CBOX14の識別番号)、充電を許可する電源ケーブルを特定する情報、充電する電源ケーブルの個数等を含む。管理部1475は、収集した各種情報を表示部145に表示させる。管理部1475は、外部装置5と通信することにより、収集した各種情報を外部装置5に送付し、外部装置5からの情報を取得する。外部装置5に送付する情報には、計量部141により計量された結果に関する情報が含まれていてもよい。管理部1475の詳細については後述する。
このように構成された制御部147は、下記の処理を実施してもよい。
[電力の授受を実施する対象の電気自動車Vの決定]
制御部147は、例えば、電源ケーブル1の移動体接続コネクタ12を介して電気的に接続される電気自動車Vがあり、有線通信を利用する第1通信パスによる通信が確立し、第2通信パスによる通信が確立した場合に、電気自動車Vとの間の電力の授受を許容する電気自動車Vを決定してもよい。例えば、上記の有線通信は、ケーブルLN1などを利用するPLC通信である。このように、充電システム2は、通信相手先との間に通信パスを複数持つことにより、それぞれの通信パスを目的に合せて利用することができる。
制御部147は、例えば、電源ケーブル1の移動体接続コネクタ12を介して電気的に接続される電気自動車Vがあり、有線通信を利用する第1通信パスによる通信が確立し、第2通信パスによる通信が確立した場合に、電気自動車Vとの間の電力の授受を許容する電気自動車Vを決定してもよい。例えば、上記の有線通信は、ケーブルLN1などを利用するPLC通信である。このように、充電システム2は、通信相手先との間に通信パスを複数持つことにより、それぞれの通信パスを目的に合せて利用することができる。
なお、制御部147は、自電源ケーブル1とは異なる他の電源ケーブル1の移動体接続コネクタ12を介して電気的に接続される電気自動車Vがある場合においても、自電源ケーブル1に接続される電気自動車Vの場合と同様の処理をしてもよい。つまり、制御部147は、他の電源ケーブルの移動体接続コネクタ12を介して電気的に接続される電気自動車Vがあり、有線通信を利用する第1通信パスによる通信が確立し、第2通信パスによる通信が確立した場合に、電気自動車Vとの間の電力の授受を許容してもよい。このように、充電システム2における電気自動車Vとの間の電力の授受の適否は、複数の電源ケーブル1の間で複数の通信パスによる通信を利用して収集された情報に基づいて、制御部147において判断される。
上記の場合、制御部147は、第1通信パスを利用して他の電源ケーブル1の識別情報を収集し、収集された識別情報に基づいて、他の電源ケーブル1との間で電力の授受が可能な状態にあることを、第2通信パスを利用して検出してもよい。
制御部147は、通信部144により、無線通信回線を利用して第2通信パスを確立させ、有線通信回線を利用して第1通信パスを確立させる。例えば、制御部147は、通信部144により、有線通信回線において電力線搬送を利用して第1通信パスを確立させてもよい。例えば、上記の通信パスを確立させる処理には、通信の相手先から予め定められた所定の情報(メッセージ)を取得し、その情報には、通信の相手先を特定する識別情報が含まれており、その識別情報に基づいた情報の取得を継続するまでの処理を含む。
[電気自動車Vとの間で授受する電力量の決定]
制御部147は、自電源ケーブル1との間で電力の授受が可能な状態にある他の電源ケーブル1の個数を含めて、電気自動車Vとの間の電力の授受を許容する電源ケーブル1の個数を決定する。制御部147は、決定した個数に基づいて、他の電源ケーブル1から、その電源ケーブル1に対応する電気自動車Vに供給可能な電力量の指定値を決定してもよい。例えば、制御部147は、電力の授受が可能な状態にある他の電源ケーブル1の個数が1個であり、自電源ケーブル1が電力の授受が可能な状態にない場合、電力を供給する対象の電源ケーブル1の総数を1個とする。これに代え、自電源ケーブル1が電力の授受が可能な状態にある場合、電力を供給する対象の電源ケーブル1の総数を2個とする。
制御部147は、自電源ケーブル1との間で電力の授受が可能な状態にある他の電源ケーブル1の個数を含めて、電気自動車Vとの間の電力の授受を許容する電源ケーブル1の個数を決定する。制御部147は、決定した個数に基づいて、他の電源ケーブル1から、その電源ケーブル1に対応する電気自動車Vに供給可能な電力量の指定値を決定してもよい。例えば、制御部147は、電力の授受が可能な状態にある他の電源ケーブル1の個数が1個であり、自電源ケーブル1が電力の授受が可能な状態にない場合、電力を供給する対象の電源ケーブル1の総数を1個とする。これに代え、自電源ケーブル1が電力の授受が可能な状態にある場合、電力を供給する対象の電源ケーブル1の総数を2個とする。
制御部147は、その際の電流値を基準にして、決定した個数が複数である場合には、係数を利用して、個々の電源ケーブル1が供給する電流を低減させる。例えば、制御部147は、決定した個数が2個である場合、この2個の電源ケーブル1に電力を配分する。その際の係数は、1個の場合の2分の1である0.5にする。また、制御部147が決定した個数がN個である場合、このN個の電源ケーブル1に電力を配分するようにするため、その値は、1個の場合のN分の1である(1/N)にする。
制御部147は、決定した個数に基づいて、自電源ケーブル1に電気的に接続されている電気自動車Vに供給可能な電力量の指定値を決定する。このように係数を決定することにより、制御部147は、決定した個数に対応する係数に基づいて、自電源ケーブル1に電気的に接続されている電気自動車Vに供給可能な電力量の指定値を、均等にできる。
なお、制御部147は、電気自動車Vに供給する電流値が、電気自動車Vに定められている電流の下限値を下まわらないように調整する。
なお、制御部147は、電気自動車Vに供給する電流値が、電気自動車Vに定められている電流の下限値を下まわらないように調整する。
[電気自動車Vへの充電を終了する際の手順]
実施形態の充電システム2において、各電源ケーブル1から電気自動車Vを充電する電流の値は、上記の通り、充電を実施する電源ケーブル1の個数に基づいて決定されている。所定の充電量を蓄積できた電気自動車Vは、1台ずつ充電を終えて、対応する電源ケーブル1から切り離される。
実施形態の充電システム2において、各電源ケーブル1から電気自動車Vを充電する電流の値は、上記の通り、充電を実施する電源ケーブル1の個数に基づいて決定されている。所定の充電量を蓄積できた電気自動車Vは、1台ずつ充電を終えて、対応する電源ケーブル1から切り離される。
例えば、充電システム2は、電源ケーブル1を利用して充電する電気自動車Vの台数が変化する場合には、制御部147によって充電を一旦中断し、配分する電流値を再設定する。電流値を再設定する際の手順は、上記の電流値を設定する手順と同様の手順に従ってもよい。これにより、電源ケーブル1の系統に接続されている電気自動車Vの台数、つまり、充電を実施する電源ケーブルの個数が増加又は減少しても、対象の電気自動車Vが見直されることから、その台数に影響されることなく、適正な電流で電気自動車Vを充電することができる。
[共通の系統に存在する他の電源ケーブルを識別する処理の一例]
図3は、実施形態の電源ケーブル1に接続されている他の電源ケーブル1を識別する処理のフローチャートである。
図3は、実施形態の電源ケーブル1に接続されている他の電源ケーブル1を識別する処理のフローチャートである。
まず、制御部147の管理部1475は、初期化処理を実施(イニシャライズ)する(SA2)。
次に、管理部1475は、シリアル変換部1473がPLC通信経由で受け付けたシリアル信号のエラーチェックを実施して(SA4)、エラーチェックの結果にエラーがあったか否かを判定する(SA6)。
シリアル変換部1473がPLC通信経由で受け付けたシリアル信号にエラーがあった場合には(SA6:Yes)、制御部147は、SA44に処理を進める。
シリアル変換部1473がPLC通信経由で受け付けたシリアル信号にエラーがなかった場合には(SA6:No)、制御部147は、PLC通信により、各電源ケーブルの計量部141を呼び出し、それぞれ計量された電力量を取得する(SA8)。これにより制御部147は、現在消費されている電力量をそれぞれ取得することができる。
次に、制御部147は、シリアル変換部1473が無線通信(RFIC通信)経由で、ICタグ1442の識別情報を取得する(SA10)。
次に、制御部147は、取得したICタグ1442の識別情報に、自身のICタグ1442の識別情報以外が含まれているか否かを判定する(SA12)。取得したICタグ1442の識別情報に、自身のICタグ1442の識別情報以外が含まれていない場合には(SA12:No)、制御部147は、SA20に処理を進める。取得したICタグ1442の識別情報に、自身のICタグ1442の識別情報以外が含まれている場合には(SA12:Yes)、制御部147は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SA14)。
次に、制御部147は、PLC通信により取得したCBOX14の識別番号に、前回までに取得したCBOX14の識別番号から変更があったか否かを判定する(SA16)。前回までに取得したCBOX14の識別番号から変更が無かった場合には(SA16:No)、制御部147は、処理をSA20に進める。
前回までに取得したCBOX14の識別番号から変更があった場合には(SA16:Yes)、制御部147は、接続台数を相互に通知する(SA18)。
次に、取得したICタグ1442の識別情報に、自身のICタグ1442の識別情報以外が含まれていない場合(SA12:No)、前回までに取得したCBOX14の識別番号から変更がない場合(SA16:No)、又は、SA18の処理を終えた場合には、制御部147は、電力を供給する対象として決定されている電源ケーブル1の内から電力の供給を遮断する電源ケーブル1を決定し、決定した電源ケーブル1のCBOX14の識別番号に基づいて、その識別番号(BoxNo)を削除して当該電源ケーブル1を対象から除外する(SA20)。例えば、マスター装置として機能する制御部147は、充電を終えた電源ケーブル1から、充電終了などの通知を受ける。制御部147は、その通知に基づいて、充電要求を通知した電源ケーブル1のリストから、除外対象の電源ケーブル1の情報を削除する除外処理を行う。さらに、制御部147は、除外処理の結果をスレーブ装置(他の電源ケーブル1)に通知してもよい。
次に、制御部147は、充電を行う電気自動車Vを決定するための充電実行の優先順位を、電源ケーブル1毎に付与する(SA22)。これにより、制御部147は、充電を行う電気自動車Vの順位を決定することができる。
次に、制御部147は、付与された充電実行の優先順位に変更があったか否かを判定する(SA24)。付与された充電実行の優先順位に変更がなかった場合には(SA24:No)、制御部147は、SA40の処理に進める。
付与された充電実行の優先順位に変更があった場合には(SA24:Yes)、制御部147は、各電源ケーブル1の動作状態が充電中にあるか否かを判定する(SA26)。各電源ケーブルの動作状態が充電中ではない場合(SA26:No)、制御部147は、SA30の処理に進める。各電源ケーブルの動作状態が充電中にある場合(SA26:Yes)、制御部147は、各電源ケーブル1の開閉器143を遮断状態に遷移させることで、各電源ケーブル1の動作状態を充電停止状態にする(SA28)。
次に、各電源ケーブルの動作状態が充電中ではない場合(SA26:No)、又は、SA28の処理を終えた場合には、制御部147は、充電対象をn台とする配分充電方式を選択する(SA30)。上記の配分充電方式とは、優先度判定の結果により優先度が高い順に選択された電源ケーブル1のそれぞれに対して電力を配分する制御方式のことである。例えば、制御部147は、この処理で選択する電源ケーブル1の個数を、配分後の電流値が、各電源ケーブル1の最低充電電流を超えるように決定する。充電を要求する電源ケーブル1の個数が多くなる場合であっても、制御部147が優先度の高い方から所望の個数を選択することにより、各電気自動車Vを充電する際の電流が下限値を下まわることはない。
制御部147は、充電電流の合計値が、インタフェース規格等により予め定められた所定の値を超えるような値に決定し、その値と対象の電源ケーブル1のCBOX14の識別情報とを含むメッセージを送信して、対象の電源ケーブルにこれを通知する(SA32)。上記の処理により、充電動作をとるものとして特定された結果が、少なくとも充電動作をとる電源ケーブルで共有される。
なお、その通知は、これに代えて、その値を全ての電源ケーブル1に通知するようにしてもよい。
なお、その通知は、これに代えて、その値を全ての電源ケーブル1に通知するようにしてもよい。
次に、制御部147は、CPLT信号を作成して、電源ケーブル1に接続されている電気自動車Vに対して、それを送信する(SA34)。
次に、制御部147は、充電動作をとる対象(充電対象)の電源ケーブルとして選択されているか否かを判定する(SA36)。充電対象の電源ケーブルとして選択されていない場合には(SA36:No)、制御部147は、処理をSA33に進める。充電対象の電源ケーブルとして選択されている場合には(SA36:Yes)、制御部147は、開閉器143を導通状態にして、充電動作を開始する(SA38)。
次に、制御部147は、PLC通信により、自電源ケーブルの計量部141と通信して、その計量結果である電力量を取得する(SA40)。
次に、制御部147は、PLC通信により取得した電力量から、電気自動車Vが所定の電力量まで充電されたか否かを判定する(SA42)。所定の電力量まで充電されていない場合には、制御部147は、処理をSA40に進める。所定の電力量まで充電された場合には、制御部147は、開閉器143を開いて遮断状態に遷移させて、当該電気自動車Vに対する充電を終了する(SA44)。
次に、制御部147は、当該電気自動車Vに対する充電を終了する電源ケーブル1のCBOX14の識別情報を他の電源ケーブルに通知することで、充電の終了を予定している電源ケーブル1に関する情報を、それぞれの電源ケーブルで共有する(SA46)。その後、制御部147は、処理をSA4に進める。
以上に示した処理により、充電中の何れかの電気自動車Vに、その蓄電池BTの充電量が所定値以上に充電された場合には、一旦、全ての電源ケーブルの充電を終了し、改めて、充電動作を実施する電源ケーブルを選択して、新たな組を形成し、その組を対象とした充電動作を開始する。
[電源ケーブル1における電気的な安全性についての検討]
図4は、実施形態の電源ケーブルにおける電気的な安全性について説明するための図である。
電源ケーブル1には、プラグ11から移動体接続コネクタ12までの間に、計量部(電力量計)141と、漏電遮断器142と、開閉器143と、が設けられている。これにより、電源ケーブル1は、下記の状態を識別可能になる。
図4は、実施形態の電源ケーブルにおける電気的な安全性について説明するための図である。
電源ケーブル1には、プラグ11から移動体接続コネクタ12までの間に、計量部(電力量計)141と、漏電遮断器142と、開閉器143と、が設けられている。これにより、電源ケーブル1は、下記の状態を識別可能になる。
・電源ケーブル1−1において、移動体接続コネクタ12−1と電気自動車V−1とを繋ぐ接続部で漏電が生じた場合。
・同様に、移動体接続コネクタ12−1が接続されているケーブルLN2で漏電が生じた場合。
なお、上記については、電源ケーブル1−2等においても同様に識別可能である。
なお、上記の制御部147に関する一連の処理を、管理部1475が纏めて実施してもよい。管理部1475は、上記の状態が生じていることを漏電遮断器142が備えている補助接点の状態から検知してもよい。
また、図に示す電源ケーブル1では、プラグ11からサブコンセント13までの間が電気的に接続されている。この経路に生じる漏電は、例えば、コンセントCに設けた漏電遮断器ELBによって検出される。この場合には、漏電遮断器ELBが反応することにより検出されることから、複数の電源ケーブル1を纏めて検知することになる。なお、図に例示した実施形態は、プラグ11からサブコンセント13までの間に漏電遮断器を設けることを制限するものではなく、適宜設けることができる。この場合、電源ケーブル1において、上記の経路に生じた漏電を検出し、検出の結果により電力の供給を遮断することが可能になる。
上記の実施形態によれば、電源ケーブル1は、給電側に接続するプラグ11と、他の電源ケーブル1を着脱可能なサブコンセント13とを備え、電気自動車Vに供給するための電力を、プラグ11とサブコンセント13とを介して中継する。電源ケーブル1の通信部144は、他の電源ケーブル1との間で通信する。例えば、通信部144は、サブコンセント13を介して自電源ケーブル1と電気的に接続される他の電源ケーブル1との間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、無線通信による第2通信パスを利用して通信する。例えば、電源ケーブル1−2のサブコンセント13−2に接続された電源ケーブル1−2を介して電気的に接続される電気自動車V−2があると仮定する。この場合、制御部147−1は、その電気自動車V−2と第1通信パスによる通信が確立し、第2通信パスによる通信が確立した場合に、電源ケーブル1−1と電気自動車V−2との間の電力の授受を許容するように、電源ケーブル1−2を制御する。これにより、電源ケーブル1は、電力により駆動される電気自動車Vに対する充電制御の信頼性を高めることができる。
また、電源ケーブル1は、交流供給源に、自電源ケーブル1を電気的に接続するためのプラグ11(第1端子)と、電気自動車V(第1移動体)を電気的に接続するための移動体接続コネクタ12(第2端子)と、自電源ケーブル1とは異なる電源ケーブル1を電気的に接続するためのサブコンセント13(第3端子)と、を備える。これにより、例えば、電源ケーブル1−1の移動体接続コネクタ12−1に接続される電気自動車V−1の充電と、電源ケーブル1−1のサブコンセント13−1を介して電源ケーブル1−2に接続される電気自動車V−2の充電を並行して実施することができる。
また、プラグ11から移動体接続コネクタ12までの間に、計量部141と、漏電遮断器142と、制御部147の制御により導通状態が設定される開閉器143と、が設けられており、プラグ11からサブコンセント13までの間が電気的に接続されている。これにより、開閉器143の開閉により移動体接続コネクタ12に接続される電気自動車Vに電力を供給することを調整することができ、この給電経路に漏電が生じた場合には、漏電遮断器が電力の供給を遮断する。上記の他、サブコンセント13に接続される他の電気自動車Vに電力を供給することを可能にする。
(第1の実施形態の変形例その1)
第1の実施形態の変形例その1について説明する。第1の実施形態では、電源ケーブル1に接続される複数の電気自動車Vを充電する構成について説明した。これに代えて、本変形例その1では、複数の電気自動車Vのうちの一部の電気自動車Vが放電し、その放電中に他の電気自動車Vが充電する事例について説明する。
第1の実施形態の変形例その1について説明する。第1の実施形態では、電源ケーブル1に接続される複数の電気自動車Vを充電する構成について説明した。これに代えて、本変形例その1では、複数の電気自動車Vのうちの一部の電気自動車Vが放電し、その放電中に他の電気自動車Vが充電する事例について説明する。
充電量が異なる電気自動車Vがある場合、対象の複数の電気自動車Vの充電量を均等化するように各電気自動車Vと、電気自動車Vにそれぞれ対応する電源コード10を制御することにより、充電量が比較的少ない電気自動車Vの充電を、他の電気自動車Vの電力によって補うことができる。
例えば、この場合、電力系統への逆潮流の発生を避けるため、電気自動車Vから供給する電力量が、電気自動車Vを充電する電力量を超えないようにする。より具体的に説明する。例えば、3台の電気自動車Vがあり、そのうちの電気自動車V−1と電気自動車V−N(例えば、Nを3とする。)の2台を充電の対象とし、最も充電量の多い1台(電気自動車V−2を放電の対象とする。
この場合、コンセントCから供給を受ける電力に対応する電流I1を、電気自動車V−1と電気自動車V−Nの2台に配分することができる。
さらに、放電の対象の電気自動車V−2からの電力に対応する電流I2を、電気自動車V−1と電気自動車V−Nの2台に配分することができる。
つまり、電源ケーブル1−1と電源ケーブル1−Nは、上記の電流I1と電流I2とに基づいて、電気自動車V−1と電気自動車V−Nとに対して、(I1+I2)/2の電流値を下限値としてそれぞれ充電するように指示をする。また、電源ケーブル1−2は、電気自動車V−2に対して、I2の電流値で放電するように指示をする。
つまり、電源ケーブル1−1と電源ケーブル1−Nは、上記の電流I1と電流I2とに基づいて、電気自動車V−1と電気自動車V−Nとに対して、(I1+I2)/2の電流値を下限値としてそれぞれ充電するように指示をする。また、電源ケーブル1−2は、電気自動車V−2に対して、I2の電流値で放電するように指示をする。
上記の変形例によれば、コンセントCから供給される電力に加えて、複数の電気自動車Vのうちの一部の電気自動車Vの放電により得られた電力を利用して、その放電中に他の電気自動車Vが充電することができる。このような電源ケーブル1を利用することで、電気自動車Vは、互いに電力を授受することが可能になる。電源ケーブル1は、電気自動車Vの電力を授受するための制御の信頼性を高めることができる。
(第1の実施形態の変形例その2)
第1の実施形態の変形例その2について説明する。第1の実施形態では、制御部147が漏電遮断器142の補助接点を利用することにより、漏電遮断器142による漏電の検出を検知する事例について説明した。これに代えて、本変形例その2では、PLC変調部1441による通信状態に基づいて、漏電の検出を検知する事例について説明する。
第1の実施形態の変形例その2について説明する。第1の実施形態では、制御部147が漏電遮断器142の補助接点を利用することにより、漏電遮断器142による漏電の検出を検知する事例について説明した。これに代えて、本変形例その2では、PLC変調部1441による通信状態に基づいて、漏電の検出を検知する事例について説明する。
電源部148は、計量部141と漏電遮断器142との間のケーブルLN1にその入力側が接続されている。PLC変調部1441は、漏電遮断器142と開閉器143との間のケーブルLN3に接続されている。このように、電源部148とPLC変調部1441、さらには、計量部141と漏電遮断器142と開閉器143とを互いに電気的に接続することにより、下記の状態を識別可能になる。
例えば、電源ケーブル1は、下記の手順に従い、上記の漏電を検出してもよい。電源ケーブル1−1がコンセントCに接続され、漏電遮断器142−1が導通状態に、開閉器143−1が遮断状態に制御され、電源ケーブル1−2に電源ケーブル1−1から電力が供給される場合、電源部148−1は、コンセントCから電力が供給されていることを検出し、CBOX14−1内の各部を活性化する。
ここで、移動体接続コネクタ12−1と電気自動車V−1とを繋ぐ接続部(漏電箇所A1−1またはA2−1(図4)等)で漏電が生じ得る状態にあると仮定する。ただし、開閉器143−1が遮断状態であることから、充電状態にならなければ漏電状態に至らないため、漏電遮断器142−1は反応しない。
制御部147が開閉器143−1を導通状態にすると、漏電遮断器142−1が反応して、遮断状態になる。この状態に至ると、PLC変調部1441−1は、計量部141−1と電源ケーブル1−2等と通信することができなくなり、これにより、漏電遮断器142−1の遮断状態を検出する。
なお、漏電遮断器142−1が遮断状態になっていても、制御部147には電源部148から制御用の電力の供給が継続している。制御部147は、PLC変調部1441−1からの通知がないことから、漏電が検出されたことを検知する。なお、PLC変調部1441−1は、外部からのPLC信号の無信号状態を、漏電が検出された状態にあると判定してもよい。
なお、制御部147は、表示部145に、「漏電遮断器142−1が遮断状態にあること」を状態の表示として出力したり、開閉器143を遮断状態にしたことを、CPLT部1472によって電気自動車Vに通知したりしてもよい。
上記の変形例によれば、漏電遮断器142は、漏電を検出し、自電源ケーブルと、自電源ケーブルに対応する移動体との間の電力の授受を遮断する。通信部144は、第1通信パスによる通信経路に漏電遮断器142を含み、サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で通信する。これにより、通信部144は、他の電源ケーブルとの間で通信ができないことから、漏電遮断器142が漏電を検出した可能性があることを検出する。この場合に検出できる漏電箇所は、例えば、電源ケーブル1−1における漏電箇所A1−1またはA2−1(図4)である。電源ケーブル1−2においても同様に、漏電箇所A1−2またはA2−2(図4)の漏電を検出できる。
また、制御部147は、自電源ケーブル1に対応する電気自動車Vの充電に係る電力量を計量部から取得できない場合、又は、第1通信パスを利用して他の電源ケーブル1の識別情報を収集できない場合、電力の授受が可能な状態にないことを検出することができる。
また、電源ケーブル1又は、電源ケーブル1と電気自動車Vとの接続部の絶縁性が低下したままの状態で充電が継続されていると、電源ケーブル1に触れること自体が安全ではない。仮に、コンセントC側に設けられた漏電遮断器ELBが漏電箇所B(図4)における漏電を検知すれば、コンセントCからの給電が停止されるが、このコンセントCから給電を受ける全ての電気自動車Vへの充電が停止することになる。ここで、漏電遮断器を備えていない比較例の電源ケーブルでは、漏電箇所A1−1またはA2−1等の漏電を識別することができず、漏電箇所Bと区別することができない。その結果、電源ケーブルの組から、漏電の要因となった電源ケーブルを容易に特定することができない。
これに対し本変形例によれは、電源ケーブル1が漏電遮断器142を備えていることにより、上記の漏電箇所の特定を容易とし、障害箇所を系統から切り離すことで、より安全に電気自動車Vに電力を供給することができる。
これに対し本変形例によれは、電源ケーブル1が漏電遮断器142を備えていることにより、上記の漏電箇所の特定を容易とし、障害箇所を系統から切り離すことで、より安全に電気自動車Vに電力を供給することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、電源ケーブルを順に繋いで、複数の電気自動車Vを充電する事例について説明した。これに加えて、本実施形態では、分岐ケーブルを構成に追加した事例について説明する。
第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、電源ケーブルを順に繋いで、複数の電気自動車Vを充電する事例について説明した。これに加えて、本実施形態では、分岐ケーブルを構成に追加した事例について説明する。
図5は、第2の実施形態の充電システムの概要を示す図である。
本実施形態の充電システム2Aは、電源ケーブル1と、分岐ケーブル3とを利用して、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。分岐ケーブル3は、電源ケーブルの一例である。
本実施形態の充電システム2Aは、電源ケーブル1と、分岐ケーブル3とを利用して、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。分岐ケーブル3は、電源ケーブルの一例である。
図5に示す充電システム2AのコンセントCには、上記の負荷として例えば下記のものが接続されている。コンセントCには、分岐ケーブル3−1が接続される。分岐ケーブル3−1には、分岐ケーブル3−2と電源ケーブル1−1が接続される。電源ケーブル1−1は、コンセントCから供給される電力の供給を制御して、電気自動車V−1にその電力を供給する。分岐ケーブル3−2には、他の分岐ケーブル3−3と電源ケーブル1−2が接続される。電源ケーブル1−2は、分岐ケーブル3−2から供給される電力の供給を制御して、電気自動車V−2にその電力を供給する。
同様に、分岐ケーブル3−(N−1)には、分岐ケーブル3―Nと電源ケーブル1−(N−1)が接続される。分岐ケーブル3−Nには、電源ケーブル1−Nが接続される。電源ケーブル1−Nは、分岐ケーブル3−Nから供給される電力の供給を制御して、電気自動車V−Nにその電力を供給する。
本実施形態では、交流を利用して電気自動車Vを充電する場合について説明する。
図6は、実施形態における複数の電源ケーブルを含む充電システムを説明するための図である。
分岐ケーブル3は、プラグ(第1端子)31と、サブコンセント(第2端子)32と、サブコンセント33と、分岐ボックス34(以下、BBOX34と呼ぶ。)とを備える。プラグ(第1端子)31は、例えば、給電側のコンセントC、又は、他の分岐ケーブル3のサブコンセント32とサブコンセント33の何れかに着脱可能な形状に形成されている。
分岐ケーブル3は、プラグ(第1端子)31と、サブコンセント(第2端子)32と、サブコンセント33と、分岐ボックス34(以下、BBOX34と呼ぶ。)とを備える。プラグ(第1端子)31は、例えば、給電側のコンセントC、又は、他の分岐ケーブル3のサブコンセント32とサブコンセント33の何れかに着脱可能な形状に形成されている。
上記の通り、サブコンセント32とサブコンセント33は、他の分岐ケーブル3のプラグ31、又は、他の電源ケーブル1のプラグ11と勘合し、当該プラグが着脱可能な形状に形成されている。サブコンセント32とサブコンセント33は、例えば、BBOX34の筐体に設けられていてもよく、BBOX34からケーブルで引き出されていてもよい。
例えば、本実施形態の充電システム2Aでは、複数の分岐ケーブル3のうちの少なくとも1つの分岐ケーブル3は、そのプラグ31が、給電側のコンセントCに接続されている。それを分岐ケーブル3−1とする。分岐ケーブル3−1のサブコンセント33−1には、他の分岐ケーブル3(分岐ケーブル3−2)が接続され、サブコンセント32−1には、電源ケーブル1−1のプラグ11−1が接続される。この分岐ケーブル3−1に接続された電源ケーブル1は、図5に示すように1つであってもよく、第1の実施形態のように複数が連ねて接続されていてもよい。
本実施形態の分岐ケーブル3は、例えば、電気自動車Vに直接接続するためのコネクタ(例えば、移動体接続コネクタ12に相当するもの)を備えていない場合を例示したものであり、上記コネクタを分岐ケーブル3に設けることはこれに制限されない。
プラグ31とサブコンセント32とサブコンセント33は、例えば、ケーブルLN1を介して接続される。ケーブルLN1は、プラグ31の接地端子に接続される接地線を含む。
ケーブルLN1におけるプラグ31とサブコンセント32とサブコンセント32との間には、BBOX34が設けられている。図6に示すBBOX34は、ケーブルLN1を介してプラグ31に電気的に接続され、ケーブルLN2を介してサブコンセント32に、ケーブルLN4を介してサブコンセント33に電気的に接続される。
なお、プラグ31とBBOX34とを一体化することにより、ケーブルLN1を省略することができ、BBOX34とサブコンセント32とを一体化することにより、ケーブルLN2によるBBOX34本体からの引出を省略することができる。BBOX34とサブコンセント33とを一体化することにより、ケーブルLN4によるBBOX34本体からの引出を省略することができる。
プラグ31は、前述のプラグ11に相当し、サブコンセント32とサブコンセント33は、前述のサブコンセント13に相当するものであってよい。
プラグ31からサブコンセント32までの間に、開閉器343(第1開閉器、SW1)が、プラグ31からサブコンセント32までの間に、開閉器349(第2開閉器、SW2)が、それぞれ設けられている。
開閉器343は、制御部347の制御により導通状態が設定される。例えば、開閉器343が導通状態にある場合には、サブコンセント32に接続されている電源ケーブル1−1(図5)を介して、電気自動車V−1に対する電力の供給を可能とし、遮断状態にある場合にはその電力の供給を制限する。
開閉器349は、制御部347の制御により導通状態が設定される。例えば、開閉器349が導通状態にある場合には、サブコンセント33に接続されている分岐ケーブル3−2(図5)と電源ケーブル1−2(図5)とを介して、電気自動車V−2に対する電力の供給を可能とし、遮断状態にある場合にはその電力の供給を制限する。
[BBOX34内の給電系統の詳細構成]
実施形態におけるBBOX34内のより具体的な構成について例示する。
例えば図6に示すように、BBOX34内に引き込まれたケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルLN2とケーブルLN4に分岐されている。ケーブルLN2がサブコンセント32に接続され、ケーブルLN4がサブコンセント33に接続される。
開閉器343と開閉器349は、そのケーブルLN2とケーブルLN4に設けられている。
実施形態におけるBBOX34内のより具体的な構成について例示する。
例えば図6に示すように、BBOX34内に引き込まれたケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルLN2とケーブルLN4に分岐されている。ケーブルLN2がサブコンセント32に接続され、ケーブルLN4がサブコンセント33に接続される。
開閉器343と開閉器349は、そのケーブルLN2とケーブルLN4に設けられている。
このような分岐ケーブル3は、各電源ケーブル1に対して、電気自動車Vに供給するための電力を中継する。電気自動車Vに供給される電力は、電気自動車Vにおいて、電気自動車Vの蓄電部BTに駆動用の電力として充電される。
[BBOX34における制御系の詳細構成]
BBOX34は、通信部344と、制御部347と、電源部348とを備える。
BBOX34は、通信部344と、制御部347と、電源部348とを備える。
通信部344は、PLC変調部3441と、ICタグ3442と、RFIC受信部3443とを備える。PLC変調部3441と、ICタグ3442と、RFIC受信部3443は、通信部の一例であり、これらは前述の通信部144の構成に相当する。通信部344の通信の相手先は、電源ケーブル1と他の分岐ケーブル3等である。
実施形態の通信部344は、サブコンセント32又はサブコンセント33を介して、分岐ケーブル3と電気的に接続される電源ケーブル1又は他の分岐ケーブル3との間で、PLC通信を利用して通信し、無線通信を利用して通信する。
制御部347は、例えば、不図示のCPU、記憶部などを備えるコンピュータを含み、CPUがプログラムを実行することにより各種処理を行う。
制御部347は、SW制御部3471と、SW制御部3472と、シリアル変換部3473と、判定制御部3474と、管理部3475とを備える。
SW制御部3471は、開閉器343の導通状態を制御して、開閉器343を導通状態にすることにより電気自動車Vに対して電力の供給を可能にする。
SW制御部3472は、開閉器349の導通状態を制御して、開閉器349を導通状態にすることにより電気自動車Vに対して電力の供給を可能にする。
SW制御部3472は、開閉器349の導通状態を制御して、開閉器349を導通状態にすることにより電気自動車Vに対して電力の供給を可能にする。
シリアル変換部3473は、PLC変調部3441を介したPLC通信を利用して、通信対象の装置と双方向で通信する。シリアル変換部3473は、RFIC受信部3443を介して無線通信を利用して片方向で通信する。シリアル変換部3473は、前述のシリアル変換部1473と同様に機能する。PLC通信によるシリアル変換部3473の通信先には、例えば、電源ケーブル1の計量部141と制御部147、他の分岐ケーブル3の制御部347などが含まれる。
判定制御部3474は、シリアル変換部3473から供給されたデータと、管理部3475からの指令等に基づいて、所望の電源ケーブル1に電力を供給するための制御を実施する。例えば、判定制御部3474は、シリアル変換部3473から供給されたデータから、分岐ケーブル3に接続されている電源ケーブル1に関する情報を取得して、所望の電源ケーブル1に電力を供給するための制御を実施する。
管理部3475は、電源部348が電源の供給を検出したことを受け、分岐ケーブル3に電力が供給されている状態を検出する。管理部3475は、電源ケーブル3の制御状態に関する情報を格納する記憶領域を含む。例えば、電源ケーブル3の制御状態に関する情報には、自電源ケーブルの識別番号、通信により取得した電源ケーブルの識別番号(例えば、BBOX34とCBOX14の識別番号)、充電を許可する電源ケーブルを特定する情報、充電する電源ケーブルの個数等を含む。管理部3475の詳細については後述する。
このように構成された制御部347は、電源ケーブル1の処理とは異なる処理をする。例えば、「電力の授受を実施する対象の電気自動車Vの決定」、「電気自動車Vとの間で授受する電力量の決定」、「電気自動車Vへの充電を終了するための処理」などは、電源ケーブル1の処理として処理を分散させてもよい。
制御部347は、判定制御部3474による判定に基づいて、サブコンセント32とサブコンセント33にそれぞれ接続されている系統に存在する電源ケーブル1と分岐ケーブル3を特定する。
図7は、実施形態の分岐ボックス34から分岐された系統に接続されている電源ケーブル1を識別するための処理のフローチャートである。
まず、制御部347は、シリアル変換部3473が無線通信(RFIC通信)経由で、ICタグ3442の識別情報を取得する(SB10)。
次に、制御部347は、新たなICタグ3442を検出したか否かを判定する(SB12)。新たなICタグ3442を検出していない場合には、制御部347は、SB10に処理を進める。新たなICタグ3442を検出した場合には、制御部347は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SB14)。
次に、制御部347は、PLC通信により取得したCBOX14の識別番号が、前回までに取得済みのCBOX14の識別番号であったか否かを判定する(SB16)。前回までに取得済みのCBOX14の識別番号であった場合には、制御部347は、処理をSB10に進める。
前回までに取得済みのCBOX14の識別番号で無かった場合には、制御部347は、電源ケーブル1の接続先について判定する(SB18)。
次に、開閉器343側の系統について判定する場合、制御部347は、開閉器343の接点が閉じられた遮断状態にあるか否かを判定する(SB20)。
開閉器343の接点が閉じられている場合、制御部347は、処理をSB24に進める。
開閉器343の接点が閉じられていない場合、制御部347は、開閉器343の接点を閉じる(SB22)。制御部347は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SB24)。
次に、制御部347は、PLC通信により、新たなCBOX14の識別番号が取得できたか否かを判定する(SB26)。新たなCBOX14の識別番号が取得できた場合には、制御部347は、取得したCBOX14の識別番号を記憶領域に追加すると共に、その識別番号を、PLC通信によって他の電源ケーブル1に通知して(SB28)、処理をSB10に進める。新たなCBOX14の識別番号が取得できなかった場合には、制御部347は、開閉器343の接点を開き(SB30)、処理をSB10に進める。
開閉器343の接点が閉じられている場合、制御部347は、処理をSB24に進める。
開閉器343の接点が閉じられていない場合、制御部347は、開閉器343の接点を閉じる(SB22)。制御部347は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SB24)。
次に、制御部347は、PLC通信により、新たなCBOX14の識別番号が取得できたか否かを判定する(SB26)。新たなCBOX14の識別番号が取得できた場合には、制御部347は、取得したCBOX14の識別番号を記憶領域に追加すると共に、その識別番号を、PLC通信によって他の電源ケーブル1に通知して(SB28)、処理をSB10に進める。新たなCBOX14の識別番号が取得できなかった場合には、制御部347は、開閉器343の接点を開き(SB30)、処理をSB10に進める。
次に、開閉器349側の系統について判定する場合、制御部347は、開閉器349の接点が閉じられた遮断状態にあるか否かを判定する(SB40)。
開閉器349の接点が閉じられている場合、制御部347は、処理をSB44に進める。
開閉器349の接点が閉じられていない場合、制御部347は、開閉器349の接点を閉じる(SB42)。制御部347は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SB44)。
開閉器349の接点が閉じられている場合、制御部347は、処理をSB44に進める。
開閉器349の接点が閉じられていない場合、制御部347は、開閉器349の接点を閉じる(SB42)。制御部347は、PLC通信によりCBOX14の識別番号を取得する(SB44)。
次に、制御部347は、PLC通信により、新たなCBOX14の識別番号が取得できたか否かを判定する(SB46)。新たなCBOX14の識別番号が取得できた場合には、制御部347は、取得したCBOX14の識別番号を記憶領域に追加すると共に、その識別番号を。PLC通信によって他の電源ケーブル1に通知して(SB48)、処理をSB10に進める。新たなCBOX14の識別番号が取得できなかった場合には、制御部347は、開閉器349の接点を開き(SB50)、処理をSB10に進める。
以上の処理により、分岐ケーブル3からの分岐先の系統ごとに、その系統に接続されている電源ケーブル1を特定することができる。
上記の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することの他、分岐ケーブル3が、交流供給源に、自分岐ケーブル3(電源ケーブル)を電気的に接続するためのプラグ31(第1端子)と、自分岐ケーブル3とは異なる分岐ケーブル3(第1電源ケーブル)を電気的に接続するためのサブコンセント32(第2端子)と、自分岐ケーブル3とは異なる電源ケーブル1(第2電源ケーブル)を電気的に接続するためのサブコンセント33(第3端子)と、一端がプラグ31に、他端がサブコンセント32に電気的に接続される開閉器343と、一端がプラグ31に、他端がサブコンセント32に電気的に接続される開閉器349と、を備えることにより、サブコンセント32とサブコンセント33に接続されている電源ケーブル1を特定することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。第1の実施形態では、交流を電気自動車Vに供給して充電する事例について説明した。これに加えて、本実施形態では、直流を電気自動車Vに供給して充電する事例について説明する。
第3の実施形態について説明する。第1の実施形態では、交流を電気自動車Vに供給して充電する事例について説明した。これに加えて、本実施形態では、直流を電気自動車Vに供給して充電する事例について説明する。
図8は、第3の実施形態の充電システムの概要を示す図である。
本実施形態の充電システム2Bは、電源ケーブル4を利用して、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。電源ケーブル4は、電源ケーブルの一例である。
図8に示す充電システム2Bは、前述の図1に示す充電システム2と同様であり、コンセントCには、複数の電源ケーブル4を介して、複数の電気自動車Vが接続されている。例えば、電源ケーブル4−1、4−2、・・・、4−(N−1)、4−Nは、電源ケーブル1−1、1−2、・・・、1−(N−1)、1−Nのそれぞれに対応する。
本実施形態の充電システム2Bは、電源ケーブル4を利用して、1又は複数の電気自動車Vに電力を供給する。電源ケーブル4は、電源ケーブルの一例である。
図8に示す充電システム2Bは、前述の図1に示す充電システム2と同様であり、コンセントCには、複数の電源ケーブル4を介して、複数の電気自動車Vが接続されている。例えば、電源ケーブル4−1、4−2、・・・、4−(N−1)、4−Nは、電源ケーブル1−1、1−2、・・・、1−(N−1)、1−Nのそれぞれに対応する。
本実施形態では、直流を利用して電気自動車Vを充電する場合について説明する。例えば、直流を利用する場合の充電設備PSは、電気自動車Vの充電用として設けられた直流用のコンセントCであってもよい。例えば、充電設備PSは、交流と直流を双方向で変換する充放電用PCSを備える。充放電用PCSは、商用系統から交流電力を受け、所望の電圧の直流に変換して、それをコンセントCに端子に供給する。また、充放電用PCSは、商用系統に連携できるものであれば、電源ケーブル4等からコンセントCの端子に供給された直流を交流に変換して商用系統に逆潮流させてもよい。
また、放電用PCSは、コンセントC、及び、コンセントに接続される電源ケーブル4などの負荷に過電圧が掛らないよう、また、過電流を流さないように保護をするものであってもよい。
また、放電用PCSは、コンセントC、及び、コンセントに接続される電源ケーブル4などの負荷に過電圧が掛らないよう、また、過電流を流さないように保護をするものであってもよい。
図9は、実施形態における複数の電源ケーブルを含む充電システムを説明するための図である。
給電側のコンセントCには、所定の電圧の直流が印加される複数の端子と、接地されている接地端子が設けられている。なお、この接地端子で、電源ケーブル4の接地端子を接地させてもよい。
電源ケーブル4は、プラグ(第1端子)41と、移動体接続コネクタ(第2端子)42と、サブコンセント43と、コントロールボックス44(以下、CBOX44と呼ぶ。)とを備える。
プラグ41と、移動体接続コネクタ42と、サブコンセント43と、CBOX44は、直流用の仕様に準じたもので構成される。なお、プラグ41と、移動体接続コネクタ42と、サブコンセント43の概要と、電源ケーブル4同士の接続、電源ケーブル4と電気自動車Vとの接続などの説明については、前述の第1の実施形態を参照する。
電源ケーブル4と電気自動車Vとのインタフェース仕様に、例えば、CHAdeMO協議会仕様がある。例えば、移動体接続コネクタ42とCBOX44は、これに準じたものであってもよい。
プラグ41から移動体接続コネクタ42までの間に、DCDC変換部443が設けられている。
DCDC変換部443は、直流の電圧を変換して出力する双方向変換器である。例えば、DCDC変換部443は、コンセントCから供給される電力を電気自動車Vに供給する場合には、コンセントCから供給される直流の電圧を所望の出力電圧に変換して、電気自動車Vに供給する。DCDC変換部443は、電気自動車Vから供給される電力を電源側(コンセントC側)に供給する場合には、電気自動車Vから供給される直流の電圧を所望の出力電圧に変換して、電源側(コンセントC側)に供給する。DCDC変換部443は、制御部447からの制御によって決定される所定の電流を基準にして、出力する電力を調整する。DCDC変換部443は、制御部447からの制御によって、その変換を休止することができる。これにより、DCDC変換部443は、休止状態にある場合には、電気自動車Vに対する電力の供給を停止する。
[CBOX14内の給電系統の詳細構成]
実施形態におけるCBOX44内のより具体的な構成について例示する。
例えば、図9に示すように、DCDC変換部443は、分岐点BPより移動体接続コネクタ42側に設けられている。例えば、CBOX44内に引き込まれたケーブルLN1は、DCDC変換部443の一端に接続され、DCDC変換部443の他端には、ケーブルLN2の一端が接続される。また、ケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルBLN1に分岐されている。ケーブルBLN1は、一端が分岐点BPに接続され、他端が開閉器449の一端に接続される。開閉器449の他端には、ケーブルBLN2の一端が接続され、ケーブルBLN2の一端がサブコンセント43(第3端子)に接続される。ケーブルBLN1とケーブルBLN2をケーブルBLNと呼ぶことがある。つまり、分岐点BPを介して、プラグ41からサブコンセント43までの間がケーブルBLNによって電気的に接続されている。
実施形態におけるCBOX44内のより具体的な構成について例示する。
例えば、図9に示すように、DCDC変換部443は、分岐点BPより移動体接続コネクタ42側に設けられている。例えば、CBOX44内に引き込まれたケーブルLN1は、DCDC変換部443の一端に接続され、DCDC変換部443の他端には、ケーブルLN2の一端が接続される。また、ケーブルLN1は、分岐点BPでケーブルBLN1に分岐されている。ケーブルBLN1は、一端が分岐点BPに接続され、他端が開閉器449の一端に接続される。開閉器449の他端には、ケーブルBLN2の一端が接続され、ケーブルBLN2の一端がサブコンセント43(第3端子)に接続される。ケーブルBLN1とケーブルBLN2をケーブルBLNと呼ぶことがある。つまり、分岐点BPを介して、プラグ41からサブコンセント43までの間がケーブルBLNによって電気的に接続されている。
電源部448は、DCDC変換部443よりプラグ41側のケーブルLN1にその入力側が接続されている。DCDC変換部443が変換を停止しても、コンセントCからの電力が供給される。
なお、地絡検出部442は、DCDC変換部443よりサブコンセント43側のケーブルLN2に設けられている。地絡検出部442は、DCDC変換部443よりサブコンセント43側で生じた地絡を検出する。
このような電源ケーブル4は、プラグ41と移動体接続コネクタ42とを介して、電気自動車Vに供給する電力を中継する。さらに、電源ケーブル4は、プラグ41とサブコンセント43とを介して他の電源ケーブル4に電力を供給し、他の電源ケーブル4に接続される電気自動車Vに供給する電力を中継する。電気自動車Vに供給される電力は、電気自動車Vにおいて、電気自動車Vの蓄電部BTに駆動用の電力として充電される。
[CBOX44における制御系の詳細構成]
CBOX44は、通信部444と、表示部445と、入力部446と、制御部447と、電源部448とを備える。通信部444と、表示部445と、入力部446は、前述の通信部144と、表示部145と、入力部146に相当する。電源部448については、先に説明した通りである。
CBOX44は、通信部444と、表示部445と、入力部446と、制御部447と、電源部448とを備える。通信部444と、表示部445と、入力部446は、前述の通信部144と、表示部145と、入力部146に相当する。電源部448については、先に説明した通りである。
制御部447は、例えば、不図示のCPU、記憶部などを備えるコンピュータを含み、CPUがプログラムを実行することにより各種処理を行う。
実施形態の制御部447は、DCDC制御部4471と、通信ユニット4472と、シリアル変換部4473と、電力量制御部4474と、管理部4475とを備える。
DCDC制御部4471は、DCDC変換部443の変換動作に関する状態を制御する。例えば、DCDC制御部4471は、DCDC変換部443の変換動作を許可することにより、電気自動車Vに対して電力の供給を可能にする。
通信ユニット4472は、電気自動車Vと通信する。通信ユニット4472による通信インタフェース仕様は、例えば、CHAdeMO協議会仕様に準じたものとしてもよい。この場合、通信ユニット4472と電気自動車Vとの通信は、移動体接続コネクタ42に設けられた端子を介して行われる。例えば、通信ユニット4472は、CHAdeMO協議会仕様に準じた信号を利用した通信により、電気自動車Vの状態を制御するための情報を、電気自動車Vに送る。
シリアル変換部4473は、プラグ41の端子を介した有線通信回線を利用して、通信対象の装置と双方向で通信する。シリアル変換部4473は、RFIC受信部4443を介して無線通信を利用して片方向で通信する。有線通信回線を介したシリアル変換部4473の通信先には、例えば、他の電源ケーブル1の制御部447、電源設備PS内の制御部(不図示)などが含まれる。
さらに、RFIC受信部4443によって無線通信によるメッセージが受信され、シリアル変換部4473は、受信したメッセージをシリアル信号に変換して、電力量制御部4474に供給するためのデータに変換する。
電力量制御部4474は、シリアル変換部4473から供給されたデータと、管理部4475からの指令に基づいて、電気自動車Vの蓄電池BTを、所望の電力量で充電できるように制御する。電力量制御部4474は、電気自動車Vの蓄電池BTを充電するための主たる制御を実施する。以下の説明において、電力量制御部4474が実施する処理を制御部447の処理として説明することがある。
管理部4475は、電源部448に電源が供給され、電源部448がそれを検出したことの通知を受け、電源ケーブル1に電力が供給されている状態を検出する。管理部4475は、DCDC変換部443により計量された結果を収集する。管理部1475は、DCDC変換部443により計量された結果から、電気自動車Vが充電中の状態にあるか否かを検出する。例えば、計量の結果(電力又は電流)が予め定められた所定値以下の場合、充電状態にないと判定する。管理部4475は、電源ケーブル4の制御状態に関する情報を格納する記憶領域を含む。例えば、電源ケーブル4の制御状態に関する情報には、自電源ケーブル4の識別番号、通信により取得した電源ケーブル4の識別番号(例えば、CBOX44の識別番号)、充電を許可する電源ケーブル4を特定する情報、充電する電源ケーブル4の個数等を含む。管理部4475は、収集した各種情報を表示部445に表示させる。管理部4475は、外部装置5と通信することにより、収集した各種情報を外部装置5に送付し、外部装置5からの情報を取得する。外部装置5に送付する情報には、DCDC変換部443により計量された結果に関する情報が含まれていてもよい。管理部4475の詳細については後述する。
このように構成された制御部447は、前述の電源ケーブル1と同様に、「電力の授受を実施する対象の電気自動車Vの決定」、「電気自動車Vとの間で授受する電力量の決定」、「電気自動車Vへの充電を終了するための処理」などの処理を実施してもよい。
[共通の系統に存在する他の電源ケーブルを識別する処理の一例]
図10は、実施形態の電源ケーブル4に接続されている他の電源ケーブル4を識別する処理のフローチャートである。以下に示す処理は、主たる処理の概要は、前述の図3の処理の概要に相当する。前述の図3の処理では、交流を利用する構成に基づくものであったが、これに代えて、下記の処理では、直流を利用する構成に基づくものについて説明する。
図10は、実施形態の電源ケーブル4に接続されている他の電源ケーブル4を識別する処理のフローチャートである。以下に示す処理は、主たる処理の概要は、前述の図3の処理の概要に相当する。前述の図3の処理では、交流を利用する構成に基づくものであったが、これに代えて、下記の処理では、直流を利用する構成に基づくものについて説明する。
まず、制御部447の管理部4475は、初期化処理を実施(イニシャライズ)する(SC2)。
次に、管理部4475は、シリアル変換部4473が有線通信回線経由で受け付けたシリアル信号のエラーチェックを実施して(SA4)、エラーチェックの結果にエラーがあったか否かを判定する(SC6)。
シリアル変換部4473が有線通信回線経由で受け付けたシリアル信号にエラーがあった場合には(SC6:Yes)、制御部447は、SC44に処理を進める(SC6)。
シリアル変換部4473が有線通信回線経由で受け付けたシリアル信号にエラーがなかった場合には(SC6:No)、制御部447は、電力量の指示値を取得する(SC8)。
次に、制御部447は、シリアル変換部4473が無線通信(RFIC通信)経由で、ICタグ4442の識別情報を取得する(SC10)。
次に、制御部447は、取得したICタグ4442の識別情報に、自身のICタグ4442の識別情報以外が含まれているか否かを判定する(SC12)。取得したICタグ4442の識別情報に、自身のICタグ4442の識別情報以外が含まれていない場合には(SC12:No)、制御部447は、SC20に処理を進める。取得したICタグ4442の識別情報に、自身のICタグ4442の識別情報以外が含まれている場合には(SC12:Yes)、制御部447は、有線通信によりCBOX44の識別番号を取得する(SC14)。
次に、制御部447は、有線通信により取得したCBOX44の識別番号に、前回までに取得したCBOX44の識別番号から変更があったか否かを判定する(SC16)。前回までに取得したCBOX44の識別番号から変更が無かった場合には(SC16:No)、制御部447は、処理をSC20に進める。前回までに取得したCBOX14の識別番号から変更があった場合には(SA16:Yes)、制御部147は、接続台数を相互に通知する(SC18)。
次に、取得したICタグ4442の識別情報に、自身のICタグ4442の識別情報以外が含まれていない場合(SC12:No)、前回までに取得したCBOX44の識別番号から変更がない場合(SC16:No)、又は、SC18の処理を終えた場合には、制御部447は、電力を供給する対象として決定されている電源ケーブル4の内から電力の供給を遮断する電源ケーブル4を決定し、決定した電源ケーブル4のCBOX44の識別番号に基づいて、その識別番号(BoxNo)を削除して当該電源ケーブル4を対象から除外する(SC20)。例えば、マスター装置として機能する制御部447は、充電を終えた電源ケーブル4から、充電終了などの通知を受ける。制御部447は、その通知に基づいて、充電要求を通知した電源ケーブル4のリストから、除外対象の電源ケーブル4の情報を削除する除外処理を行う。さらに、制御部447は、除外処理の結果をスレーブ装置(他の電源ケーブル4)に通知してもよい。例えば、マスター装置として機能する制御部447は、電源ケーブル4の接続台数を集計して、接続台数の集計結果をスレーブ装置に通知してもよい。
次に、制御部447は、充電を行う電気自動車Vを決定するための充電実行の優先順位を、電源ケーブル4毎に付与する(SC22)。これにより、制御部447は、充電を行う電気自動車Vの順位を決定することができる。
次に、制御部447は、付与された充電実行の優先順位に変更があったか否かを判定する(SC24)。付与された充電実行の優先順位に変更がなかった場合には(SC24:No)、制御部447は、SC40の処理に進める。
付与された充電実行の優先順位に変更があった場合には(SC24:Yes)、制御部447は、各電源ケーブル4の動作状態が充電中にあるか否かを判定する(SC26)。各電源ケーブルの動作状態が充電中ではない場合(SC26:No)、制御部447は、SC30の処理に進める。各電源ケーブルの動作状態が充電中にある場合(SC26:Yes)、制御部447は、各電源ケーブル4のDCDC変換部443の変換を停止させることで、各電源ケーブル4の動作状態を充電停止状態にする(SC28)。
次に、各電源ケーブルの動作状態が充電中ではない場合(SC26:No)、又は、SC28の処理を終えた場合には、制御部447は、充電対象をn台とする配分充電方式を選択する(SC30)。例えば、制御部447は、この処理で選択する電源ケーブル4の個数を、配分後の電流値が、各電源ケーブル4の最低充電電流を超えるように決定する。充電を要求する電源ケーブル4の個数が多くなる場合であっても、制御部447が優先度の高い方から所望の個数を選択することにより、各電気自動車Vを充電する際の電流が下限値を下まわることはない。
制御部447は、充電電流の合計値が、インタフェース規格等により予め定められた所定の値を超えるような値に決定し、その値と対象の電源ケーブル4のCBOX44の識別情報とを含むメッセージを送信して、対象の電源ケーブルにこれを通知する(SC32)。上記の処理により、充電動作をとるものとして特定された結果が、少なくとも充電動作をとる電源ケーブルで共有される。
次に、制御部447は、例えば、CHAdeMo協議会仕様の制御信号を作成して、電源ケーブル4に接続されている電気自動車Vに対して、それを送信する(SC34)。
次に、制御部447は、充電動作をとる対象(充電対象)の電源ケーブルとして選択されているか否かを判定する(SC36)。充電対象の電源ケーブルとして選択されていない場合には(SC36:No)、制御部447は、処理をSC46に進める。
充電対象の電源ケーブルとして選択されている場合には(SC36:Yes)、制御部447は、DCDC変換部443の変換を開始させて、充電動作を開始する(SC38)。
充電対象の電源ケーブルとして選択されている場合には(SC36:Yes)、制御部447は、DCDC変換部443の変換を開始させて、充電動作を開始する(SC38)。
次に、制御部447は、電力量の指令値を取得する(SC40)。
次に、制御部447は、電力量の指令値から、電気自動車Vが所定の電力量まで充電されたか否かを判定する(SC42)。所定の電力量まで充電されていない場合には、制御部447は、処理をSC40に進める。所定の電力量まで充電された場合には、制御部447は、DCDC変換部443の変換を停止させて、当該電気自動車Vに対する充電を終了する(SC44)。
次に、制御部447は、当該電気自動車Vに対する充電を終了する電源ケーブル1のCBOX44の識別情報を他の電源ケーブルに通知することで、充電の終了を予定している電源ケーブル1に関する情報を、それぞれの電源ケーブルで共有する(SC46)。その後、制御部447は、処理をSC4に進める。
以上に示した処理により、充電中の何れかの電気自動車Vに、その蓄電池BTの充電量が所定値以上に充電された場合には、一旦、全ての電源ケーブルの充電を終了し、改めて、充電動作を実施する電源ケーブルを選択して、新たな組を形成し、その組を対象とした充電動作を開始する。
上記の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することの他、電源ケーブル4は、直流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するためのプラグ41(第1端子)と、電気自動車Vを電気的に接続するための移動体接続コネクタ42(第2端子)と、自電源ケーブル4とは異なる他の電源ケーブル4を電気的に接続するためのサブコンセント43(第3端子)と、一端がプラグ41に、他端が移動体接続コネクタ42に電気的に接続されるDCDC変換部443と、一端がプラグ41に、他端がサブコンセント43に電気的に接続される開閉器449と、を備えることにより、直流供給元と電気自動車Vとの間の電力の授受を可能にする。
また、制御部447は、DCDC変換部443の変換処理と開閉器449の遮断状態とを制御することにより、直流電力の供給を調整することができる。
また、制御部447は、DCDC変換部443の変換処理と開閉器449の遮断状態とを制御することにより、直流電力の供給を調整することができる。
本実施形態では、直流電力の供給を受けて電気自動車Vの蓄電池BTを充電する事例について例示するものであり、一部の電気自動車Vが充電中にある場合、電源ケーブル4の各端子には、直流電圧が生じており、充電する電力に対応する電流が流れている状態になる。ここで、電源ケーブル4の接続を変更する際には、制御部447は、充電状態を一旦休止させてから、電源ケーブル4の接続の変更を行うように、電源ケーブル4の開閉器449とDCDC変換部443を制御する。制御部447は、電源ケーブル4の接続変更を終えた後、電源ケーブル4の開閉器449とDCDC変換部443を制御して、充電を再開する。
上記の点に留意したことで、電源ケーブル4を複数利用する場合において、特定の電気自動車Vの蓄電池BTに所望の容量を充電することができた段階で、1台ずつ、系統から離脱することで、他の電気自動車Vを系統に追加して、その充電を開始することが可能になる。
なお、実施形態による制御部147、制御部347、及び、制御部447は、コンピュータシステムを含む。制御部147、制御部347、及び、制御部447は、上記の処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、本実施形態に示した変形例等を、他の実施形態に適用することができる。また、実施形態では、電気自動車Vに搭載された蓄電池BTを、蓄電池の一例として説明したが、これに制限されず、携行可能な蓄電池、蓄電池の電力により機能する携帯端末などを、電力の授受の対象にしてもよい。
1、4…電源ケーブル、2、2A、2B…充電システム、3…分岐ケーブル、11、31、41…プラグ、12、42…移動体接続コネクタ、13、32、33、43…サブコンセント、14、44…CBOX、34…BBOX、141…計量部、142…漏電遮断器、143、343、349、449…開閉器、144、344、444…通信部、147、347、447…制御部、PS…電源設備、ELB…漏電遮断器、C…コンセント、LN1、LN2、LN3、LN4…ケーブル、V…電気自動車
Claims (15)
- 給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継するための電源ケーブルであって、
前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信する通信部と、
前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する制御部と
を備える電源ケーブル。 - 漏電を検出し、自電源ケーブルと、自電源ケーブルに対応する移動体との間の電力の授受を遮断する漏電遮断器
を備え、
前記通信部は、
前記第1通信パスによる通信経路に前記漏電遮断器を含み、前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で通信する、
請求項1に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
自電源ケーブルに対応する移動体の充電に係る電力量を計量部から取得できない場合、又は、前記第1通信パスを利用して前記他の電源ケーブルの識別情報を収集できない場合、電力の授受が可能な状態にないことを検出する、
請求項1又は請求項2に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記第1通信パスを利用して前記他の電源ケーブルの識別情報を収集し、前記収集された識別情報に基づいて、前記他の電源ケーブルとの間で電力の授受が可能な状態にあることを、前記第2通信パスを利用して検出する、
請求項1に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記通信部により、無線通信回線を利用して前記第2通信パスを確立させ、有線通信回線を利用して前記第1通信パスを確立させる、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記通信部により、前記有線通信回線において電力線搬送を利用して前記第1通信パスを確立させる、
請求項5に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記移動体との間の電力の授受を許容する電源ケーブルの個数を決定し、前記決定した個数に基づいて、前記他の電源ケーブルから前記移動体に供給可能な電力量の指定値を決定する、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記自電源ケーブルとの間で前記電力の授受が可能な状態にある前記他の電源ケーブルの個数を含めて、前記移動体との間の電力の授受を許容する電源ケーブルの個数を決定し、前記決定した個数に基づいて、前記自電源ケーブルに電気的に接続されている前記移動体に供給可能な電力量の指定値を決定する、
請求項7に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記決定した個数に基づいて、前記自電源ケーブルに電気的に接続されている前記移動体に供給可能な電力量の指定値を、その値が均等になるように決定する、
請求項7又は請求項8に記載の電源ケーブル。 - 交流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、
第1移動体を電気的に接続するための第2端子と、
自電源ケーブルとは異なる第2電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、
を備える請求項1から請求項9の何れか1項に記載の電源ケーブル。 - 前記第1端子から前記第2端子までの間に、計量部と、漏電遮断器と、前記制御部の制御により導通状態が設定される開閉器と、が設けられており、
前記第1端子から前記第3端子までの間が電気的に接続されている、
請求項10に記載の電源ケーブル。 - 交流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、
自電源ケーブルとは異なる第1電源ケーブルを電気的に接続するための第2端子と、
自電源ケーブルとは異なる第2電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、
一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子に電気的に接続される第1開閉器と、
一端が前記第1端子に、他端が前記第3端子に電気的に接続される第2開閉器と、
を備える請求項1から請求項9の何れか1項に記載の電源ケーブル。 - 直流供給源に、自電源ケーブルを電気的に接続するための第1端子と、
前記移動体を電気的に接続するための第2端子と、
自電源ケーブルとは異なる他の電源ケーブルを電気的に接続するための第3端子と、
一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子に電気的に接続されるDCDC変換部と、
一端が前記第1端子に、他端が前記第3端子に電気的に接続される開閉器と、
を備える請求項1から請求項9の何れか1項に記載の電源ケーブル。 - 前記制御部は、
前記DCDC変換部の変換処理と前記開閉器の遮断状態を制御する、
請求項13に記載の電源ケーブル。 - 給電側に接続するプラグと、他の電源ケーブルを着脱可能なサブコンセントとを備え、移動体に供給するための電力を、前記プラグと前記サブコンセントとを介して中継するための電源ケーブルを利用する充電制御方法であって、
前記サブコンセントを介して自電源ケーブルと電気的に接続される他の電源ケーブルとの間で、有線通信による第1通信パスを利用して通信し、前記他の電源ケーブルとの間で第2通信パスを利用して通信し、
前記他の電源ケーブルの移動体接続コネクタを介して電気的に接続される移動体があり、前記第1通信パスによる通信が確立し、前記第2通信パスによる通信が確立したと仮定して、自電源ケーブルと前記移動体との間の電力の授受を許容する、
過程を含む充電制御方法。
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JP2016254875A JP2018107984A (ja) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 電源ケーブル、及び充電制御方法 |
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KR20200126868A (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-09 | 심유진 | 충전기 모듈 장치 |
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2016
- 2016-12-28 JP JP2016254875A patent/JP2018107984A/ja active Pending
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