JP2021118571A

JP2021118571A - 移動体

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Publication number: JP2021118571A
Application number: JP2020008943A
Authority: JP
Inventors: 伸伍湯本; Shingo Yumoto; 佑樹松尾; Yuki Matsuo
Original assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-01-23
Also published as: JP7372160B2

Abstract

【課題】充電時間が延びることを低減すること。【解決手段】蓄電池と、前記蓄電池に接続されて前記蓄電池を充電する外部の充電装置を制御する充電制御装置と、コネクタを介して前記充電装置と充電制御装置との通信を行う信号線と、を備え、前記充電制御装置は、前記充電装置により充電している間に前記信号線が第１時間以上通信不可となった場合、前記充電装置の充電電流を第１電流から、前記第１電流より小さい第２電流に変更し、前記第２電流に変更した後、前記信号線が第２時間以上通信可能となった場合、前記充電装置の充電電流を前記第２電流よりも大きい第３電流に変更する充電制御装置と、を備える移動体を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、移動体に関する。

従来、充電中に通信が途絶したことを検出すると、電動車両と充電装置（スタンド）間で充電制御信号をリセットし、リセット処理後に充電装置からの充電通信開始要求を受信した場合に、充電装置と車両の充電を再開する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。充電制御信号をリセットする場合、擬似的にコネクタが抜かれて再び刺されたように信号を操作することで、充電装置側は一旦充電を停止して再び開始する。

特開２０１６−１７１６１３号公報

しかしながら、従来技術では、充電が停止してから再開するまでに時間がかかり、充電時間が延びる場合がある。

本開示は、充電時間が延びることを低減することを目的とする。

蓄電池と、前記蓄電池に接続されて前記蓄電池を充電する外部の充電装置を制御する充電制御装置と、コネクタを介して前記充電装置と充電制御装置との通信を行う信号線と、を備え、前記充電制御装置は、前記充電装置により充電している間に前記信号線が第１時間以上通信不可となった場合、前記充電装置の充電電流を第１電流から、前記第１電流より小さい第２電流に変更し、前記第２電流に変更した後、前記信号線が第２時間以上通信可能となった場合、前記充電装置の充電電流を前記第２電流よりも大きい第３電流に変更する充電制御装置と、を備える移動体を提供する。

充電時間が延びることを低減することができる。

実施形態に係る充電システムの構成例を示す図である。実施形態に係るコネクタについて説明する図である。実施形態に係るコネクタについて説明する図である。実施形態に係る充電制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

＜システム構成＞
図１は、実施形態に係る充電システム１の構成例を示す図である。図１において、充電システム１は、移動体１０、及び充電装置２０を有する。

移動体１０は、例えば、車両、船舶、航空機、脚等で移動するロボット等の移動体であり、駆動用の蓄電池を有する移動体である。なお、車両には、例えば、自動車、自動二輪車、電動自転車、鉄道を走行する鉄道車両、建設用の建設車両、荷役運搬用の産業車両、及びトラクター等の農業機械等が含まれてもよい。

また、車両は、例えば、電気自動車（ＥＶ、Electric Vehicle：）、外部電源から充電できるハイブリッド自動車であるプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ、Plug-in Hybrid Vehicle）及びプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ、Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等でもよい。

（移動体１０）
移動体１０は、蓄電池１１、充電制御装置１２、コネクタ１３、ケーブル１４、及びケーブル１５を有する。

蓄電池１１は、車載のバッテリー（二次電池、充電式電池）である。充電制御装置１２は、充電装置２０等を制御し、蓄電池１１を充電させるコンピュータである。充電制御装置１２は、例えば、充電の開始の指示、充電の停止の指示、充電する電流（充電電流）及び電圧の指定等のコマンド等を充電装置２０の電源制御装置２２に送信してもよい。また、充電制御装置１２は、例えば、充電装置２０の電源２１の動作状態等の情報を、充電装置２０の電源制御装置２２から受信してもよい。

コネクタ１３は、充電装置２０と接続するコネクタである。ケーブル１４は、コネクタ１３等を介して、充電制御装置１２と充電装置２０の電源制御装置２２とを接続するケーブルである。ケーブル１５は、コネクタ１３等を介して、蓄電池１１と充電装置２０の電源２１とを接続するケーブルである。

（充電装置２０）
充電装置２０は、移動体１０の外部に設けられ、移動体１０の蓄電池１１を充電する装置である。充電装置２０は、電源２１、電源制御装置２２、ケーブル２３、及びコネクタ２４を有する。

電源２１は、移動体１０の蓄電池１１を充電する電源である。電源制御装置２２は、移動体１０の充電制御装置１２からの指示に従い、例えば、電源２１の出力電流、及び出力電圧等を制御してもよい。

ケーブル２３は、コネクタ２４を介して、充電装置２０と移動体１０とを接続する。なお、ケーブル２３には、電源２１から電力を蓄電池１１に供給するケーブル、及び充電制御装置１２と電源制御装置２２との通信を接続するケーブルとが含まれる。

図２、図３は、実施形態に係るコネクタについて説明する図である。図２、図３に示すように、コネクタ１３とコネクタ２４は、例えば、CHAdeMO（登録商標）規格のコネクタでもよい。

図３のコネクタ２４の各ピン（コネクタ端子）の例では、１ピンは共通基準ＧＮＤのアナログ制御線を接続するピンである。また、２ピンは充電開始停止１、４ピンは充電許可禁止、７ピンはコネクタ接続確認、１０ピンは充電開始停止２のピンであり、電流の送受信によりスイッチング等を行うことにより、充電の開始、及び停止を指示するアナログ制御線を接続するピンである。

また、５ピンは給電（−）、６ピンは給電（＋）を担うピンであり、充電電流を流す電力線を接続するピン（端子）である。また、８ピンはＣＡＮ‐Ｈ、９ピンはＣＡＮ‐Ｌを担うピンであり、ＣＡＮ（Controller Area Network）信号線を接続するピンである。

移動体１０と充電装置２０は、例えば、以下のような手順により充電を開始してもよい。まず、コネクタ２４を介して移動体１０と充電装置２０とが接続されると、７ピンが接続されることにより電流が流れるため、電源制御装置２２は、移動体１０と充電装置２０とが接続されたことを検知する。そして、電源制御装置２２により、アナログ回路が所定の制御がされると、充電制御装置１２は、２ピンからの電流が流れることにより、「充電開始停止１」を検知する。

そして、充電制御装置１２は、例えば、最大電圧、電池容量、最大充電時間等の情報を、８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信する。そして、充電制御装置１２は、例えば、地絡試験及び絶縁不良の有無等の動作情報を、当該ＣＡＮ信号線により電源制御装置２２から受信する。

そして、充電制御装置１２は、アナログ回路にて所定の制御を行い、４ピンからの電流が流れるようにすることにより、電源制御装置２２に「充放電許可」を通知する。そして、電源制御装置２２により、アナログ回路が所定の制御がされると、充電制御装置１２は、１０ピンからの電流が流れることにより、「充電開始停止２」を検知する。

そして、充電制御装置１２は、例えば、充電電流の値を指定するコマンド（電流指令値）を８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信する。

そして、電源制御装置２２は、電源２１を制御し、充電制御装置１２により指定された電流及び電圧の値で、直流電流等を蓄電池１１に出力する。これにより、蓄電池１１の充電が開始される。

また、充電制御装置１２は、蓄電池１１が充電されている間、例えば、蓄電池１１の電力残量及び温度等の状態に応じて、充電電流の値を指定するコマンドを所定の周期（例えば、１００ｍｓ毎）で、８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信してもよい。

＜処理＞
次に、図４を参照して、実施形態に係る充電制御装置１２の処理について説明する。図４は、実施形態に係る充電制御装置１２の処理の一例を示すフローチャートである。

なお、以下の処理は、充電制御装置１２が電源制御装置２２を制御し、電源２１により蓄電池１１が充電されている間に実行される。

ステップＳ１において、充電制御装置１２は、コネクタ２４の１０ピンのアナログ制御線、８ピンのＣＡＮ信号線、及び９ピンのＣＡＮ信号線の少なくとも一つが所定時間（例えば、１００ｍｓ）以上切断されているか否かを判定する。ここで、充電制御装置１２は、１０ピンのアナログ制御線に電流が流れていない場合、コネクタ２４の１０ピンのアナログ制御線が切断していると判定してもよい。また、充電制御装置１２は、８ピンのＣＡＮ信号線により送信したコマンドに対する応答を電源制御装置２２から受信しない場合、８ピンのＣＡＮ信号線が切断していると判定してもよい。また、充電制御装置１２は、９ピンのＣＡＮ信号線により送信したコマンドに対する応答を電源制御装置２２から受信しない場合、９ピンのＣＡＮ信号線が切断していると判定してもよい。

切断されていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ５の処理に進む。一方、切断されている場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、充電制御装置１２は、充電電流を低下させる（ステップＳ２）。ここで、充電制御装置１２は、例えば、充電電流を所定値（例えば、１Ａ）に指定するコマンドを所定の周期で、８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信してもよい。

これにより、例えば、ユーザが感電することを防止することができる。また、充電装置２０が、充電電流が当該所定値（最低電流）未満を指定された場合は放電を停止するように実装されている場合に、充電のための放電を継続させることができる。

なお、充電制御装置１２は、充電を開始する際、例えば、地絡試験及び絶縁不良の有無等の動作情報とともに、当該所定値の通知を、当該ＣＡＮ信号線により電源制御装置２２から受信してもよい。

続いて、充電制御装置１２は、コネクタ２４の１０ピンのアナログ制御線、８ピンのＣＡＮ信号線、及び９ピンのＣＡＮ信号線の全てが所定時間（例えば、１００ｍｓ）以上接続されていることを検知する（ステップＳ３）。

続いて、充電制御装置１２は、充電電流を増加させる（ステップＳ４）。ここで、充電制御装置１２は、例えば、ステップＳ２で変更する前の充電電流の値（元の値）に指定するコマンドを、８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信してもよい。または、充電制御装置１２は、例えば、蓄電池１１の電力残量及び温度等の状態に応じて決定した充電電流の値に指定するコマンドを電源制御装置２２に送信してもよい。これにより、充電が実質的に再開される。

続いて、充電制御装置１２は、充電を完了するか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、充電制御装置１２は、蓄電池１１の電力残量が閾値以上の場合、充電を完了すると判定してもよい。

充電を完了しない場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ１の処理に進む。一方、充電を完了する場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、充電を停止する（ステップＳ６）。ここで、充電制御装置１２は、例えば、充電電流の値を所定値（例えば、０Ａ）に指定するコマンドを、８ピンまたは９ピンで接続されるＣＡＮ信号線により電源制御装置２２に送信してもよい。そして、充電制御装置１２は、充電電流が閾値以下である場合に、アナログ回路にて所定の制御を行い、４ピンからの電流が流れないようにすることにより、電源制御装置２２に「充放電禁止」を通知する。これにより、蓄電池１１の充電が完了される。

なお、電源制御装置２２は、１ピンと１０ピンがともに切断された場合は、コネクタが抜かれたと判断し、ユーザの感電防止等のため、放電を停止してもよい。

＜変形例＞
充電制御装置１２の処理のうち少なくとも一部は、例えば１以上のコンピュータにより提供されるクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。

＜実施形態の効果＞
例えば、コネクタ２４をコネクタ１３から抜き易くすること等を目的として、コネクタ２４は、上向き（図２の矢印２０１の方向）に動かし易い構造とされることが考えられる。この場合、コネクタ２４に物がぶつかる、コネクタ２４を持ち上げられる等のコネクタ抉りによりコネクタ２４に上向きの力が加えられた場合、コネクタ２４の下部の８ピン、９ピン、及び１０ピンが一時的に切断されることが考えられる。この場合に、充電制御装置１２、または電源制御装置２２が、コネクタが抜かれたと判断し、放電を停止する処理を行うと、充電の開始処理を再度実行する必要が生じるため、充電の再開までに時間がかかる。

また、コネクタ２４の８ピン、９ピン、及び１０ピンの部品の品質のばらつきにより、コネクタ抉りによりコネクタ２４の下部の８ピン、９ピン、及び１０ピンがより切断され易くなることも考えられる。

本開示の実施形態によれば、例えば、ピンの一時的な切断を検知しても、すぐにコネクタが抜かれたと判断せずに、充電を継続させてピンの接続が復帰（復旧）するのを待ち、復帰後に充電を実質的に再開させる。これにより、充電時間が延びることを低減できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１充電システム
１０移動体
１１蓄電池
１２充電制御装置
１３コネクタ
１４ケーブル
１５ケーブル
２０充電装置
２１電源
２２電源制御装置
２３ケーブル
２４コネクタ

Claims

蓄電池と、
前記蓄電池に接続されて前記蓄電池を充電する充電装置を制御する充電制御装置と、
コネクタを介して前記充電装置と充電制御装置との通信を行う信号線と、を備え、
前記充電制御装置は、前記充電装置により充電している間に前記信号線が第１時間以上通信不可となった場合、前記充電装置の充電電流を第１電流から、前記第１電流より小さい第２電流に変更し、
前記第２電流に変更した後、前記信号線が第２時間以上通信可能となった場合、前記充電装置の充電電流を前記第２電流よりも大きい第３電流に変更する充電制御装置と、
を備える移動体。