JP2021184261A - Battery charger of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用充電器に関するものである。 The present invention relates to a vehicle charger.
特許文献1に記載されているように、車両用充電器を用いて車両を充電する際の充電料金の算出は、充電時間によって算出する方法か、使用した電力量によって算出する方法によりなされている。
As described in
ところで、車両によって、充電電流のピーク値などが異なる。したがって、充電時間による算出の場合には、充電時間が同じ場合であっても、車両毎に使用する電力量が異なるため、不公平感が出る。このため、使用する電力量を測定することで充電料金の算出を行うことが好ましいが、車両用充電器に電力量計を搭載する必要があるため、コスト高となってしまう。 By the way, the peak value of the charging current differs depending on the vehicle. Therefore, in the case of calculation based on the charging time, even if the charging time is the same, the amount of electric power used differs for each vehicle, which gives a feeling of unfairness. Therefore, it is preferable to calculate the charging charge by measuring the amount of electric power used, but the cost is high because it is necessary to mount the electric energy meter on the charger for the vehicle.
本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、充電車両の車種を判定する方法を提案することである。 The inventor of this case tried to solve this problem by diligently examining this point. An object of the present invention is to propose a method for determining a vehicle type of a charging vehicle.
上記課題を解決するため、車両を充電する車両用充電器であって、充電電流を計測する電流計測手段を備え、充電電流が、設定された第1の閾値を上回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第1の時間、充電電流が、設定された第1の閾値よりも大きくかつピーク電流よりも小さく設定された第2の閾値を下回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第2の時間、充電電流が、設定された第1の閾値を下回ってから、第1の閾値を上回るまでの時間である第3の時間、の何れかの時間の回数や連続時間を用いて車種の判定を行う車両用充電器とする。 In order to solve the above problem, it is a vehicle charger for charging the vehicle, which is provided with a current measuring means for measuring the charging current, and after detecting that the charging current exceeds the set first threshold value. In the first time, which is the time until it is detected that the value has fallen below the first threshold value, the charging current falls below the set second threshold value, which is larger than the set first threshold value and smaller than the peak current. In the second time, which is the time from the detection of the fact to the detection that the value has fallen below the first threshold value, the charging current falls below the set first threshold value and then exceeds the first threshold value. It is a vehicle charger that determines the vehicle type by using the number of times or the continuous time of any of the third time, which is the time until.
また、車種の判定は、車両の車種ごとの充電電流値のデータを記憶する記憶手段のデータと、第1の時間、第2の時間又は第3の時間の何れかの回数や連続時間を用いて車種の判定を行う構成とすることが好ましい。 Further, the vehicle type is determined by using the data of the storage means that stores the data of the charging current value for each vehicle type of the vehicle, the number of times of the first time, the second time, or the third time, or the continuous time. It is preferable that the configuration is such that the vehicle type is determined.
また、電流計測手段によって計測された充電電流が第1の閾値を上回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第1の時間、電流計測手段によって計測された充電電流が第2の閾値を下回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第2の時間、電流計測手段によって計測された充電電流が第1の閾値を下回ってから、第1の閾値上回るまでの時間である第3の時間、の何れかの時間の回数や連続時間を用いて判定を行うことを特徴とする車種の判定方法とすることが好ましい。 Further, by the current measuring means, the first time, which is the time from the detection that the charging current measured by the current measuring means exceeds the first threshold value to the detection that the charging current falls below the first threshold value, is used. The charging current measured by the current measuring means is the second time, which is the time from the detection that the measured charging current has fallen below the second threshold value to the detection that the measured charging current has fallen below the first threshold value. A vehicle type determination method characterized in that the determination is performed using the number of times or the continuous time of any of the third time, which is the time from when the value falls below the first threshold value to when the value exceeds the first threshold value. It is preferable to do so.
本発明では、充電車両の車種を判定することが可能となる。 In the present invention, it is possible to determine the vehicle type of the charging vehicle.
以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の車両用充電器1は、車両2を充電するものであり、充電電流を計測する電流計測手段と、設定した第1の閾値を充電電流が上回ったことと下回ったことを検知可能な検知手段と、充電電流が第1の閾値を上回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第1の時間を測定する計時手段と、電流計測手段が計測した充電電流の最大値と、計時手段により測定された第1の時間を充電料金の算出に利用する制御装置と、を備えている。このため、電力量計を搭載せずに、車両2毎の不公平感を軽減する充電料金を算出することが可能となる。
The embodiment for carrying out the invention is shown below. The
多くの場合、車両用充電器1は、充電器本体11と充電ケーブル13で構成され、充電ケーブル13を車両2に接続することで、車両2を充電する。実施形態の充電器本体11には、充電器本体11から車両2へ充電される充電電流を測定する電流測定手段を備えている。
In many cases, the
例えば、図14に示すようにCPLT信号を利用して充電することがなされているが、この場合、車両用充電器1は、CPLT信号の電位の変化で、車両2側の制御回路と通信を行う。CPLT信号を用いる場合、充電ケーブル13を車両2に接続していない状態では、車両用充電器1のCPLT信号の電位が12Vとなる。充電ケーブル13を車両2に接続すると、車両2側の制御回路の第1の抵抗が制御装置の抵抗と直列に接続され、CPLT信号の電位は9Vとなる。車両用充電器1は、CPLT信号の電位が9Vになったことを検出すると、車両2が充電ケーブル13に接続されたことを検知する。その後、車両用充電器1がパルス出力回路を発振させてCPLT信号の電位は9V発振の状態となる。これによってパルス状の9VのCPLT信号が車両2側に入る。車両2側の準備ができていれば車両2側の制御回路が受電許可スイッチをオンとする。
For example, as shown in FIG. 14, charging is performed using a CPLT signal. In this case, the
車載電池としてリチウムイオン電池が搭載されている場合には、車両2側の第2の抵抗によってCPLT信号の電位は6V発振に変化し、車両2の受電準備が完了したことを車両用充電器1が認識する。車両用充電器1はこの状態においてリレーにオン信号を出力し充電電路を閉路制御し、充電電路に200Vの充電電圧を印加する。
When a lithium-ion battery is mounted as the in-vehicle battery, the potential of the CPLT signal changes to 6V oscillation due to the second resistance on the
ところで、充電時における電流値の挙動は一律ではなく、車種などによって左右される。例えば、車種Aの場合は、図1に示すように充電開始から充電終了までの間に、充電⇒休止⇒充電⇒休止を繰り返しながら、充電を行う。また、車種Bの場合は、図2に示すように、充電開始から、一定時間経過後に一度だけ休止を行う。更には車種Cの場合は、図3に示すように、充電開始から終了まで、連続して充電を行う。このような充電特性の差異は、電流値と充電時間を利用して充電料金を算出する場合に、不公平な結果をもたらしうるものであるため、充電されていないと考えられる場合の時間帯は充電時間として含めないようにすることが考えられる。 By the way, the behavior of the current value at the time of charging is not uniform and depends on the vehicle type and the like. For example, in the case of the vehicle model A, as shown in FIG. 1, charging is performed while repeating charging ⇒ pause ⇒ charging ⇒ pause between the start of charging and the end of charging. Further, in the case of the vehicle type B, as shown in FIG. 2, the vehicle is paused only once after a certain period of time has elapsed from the start of charging. Further, in the case of the vehicle model C, as shown in FIG. 3, charging is continuously performed from the start to the end of charging. Such a difference in charging characteristics can lead to unfair results when calculating the charging charge using the current value and the charging time, so the time zone when it is considered that the battery is not charged is set. It is conceivable not to include it as the charging time.
そこで、本実施形態では図4に示すフローのようにして、休止状態である時間帯を定めている。先ず、充電動作を開始する(S001)。次に、充電電流値が第1の閾値を上回ったか否かを判定する(S002)。充電電流値が第1の閾値を越えたことを検知した場合、充電が開始されたと判定する(S003)。なお、休止状態の場合であっても、数十mA程度の電流が電流計測手段によって計測される。第1の閾値は、休止状態に流れる電流よりも大きい電流値を設定することが好ましく、具体的には、数A程度の電流値を設定することが好ましい。 Therefore, in the present embodiment, the time zone in the hibernation state is defined as in the flow shown in FIG. First, the charging operation is started (S001). Next, it is determined whether or not the charging current value exceeds the first threshold value (S002). When it is detected that the charging current value exceeds the first threshold value, it is determined that charging has started (S003). Even in the hibernation state, a current of about several tens of mA is measured by the current measuring means. For the first threshold value, it is preferable to set a current value larger than the current flowing in the hibernation state, and specifically, it is preferable to set a current value of about several A.
次に、充電電流値が第1の閾値を下回ったか否かを判定する。例えば、充電が開始されたと判断された後、一定時間経過後に、充電電流値が減少し、第1の閾値を下回ったことを検知手段で検知する(S004)。この結果により、現在、休止状態であると判定する(S005)。また、第1の閾値よりも小さく休止状態に流れる電流よりも大きい電流値で設定される閾値を下回ったことを検知手段で検知することで、休止状態であると判定してもよい。 Next, it is determined whether or not the charging current value is below the first threshold value. For example, the detection means detects that the charging current value decreases and falls below the first threshold value after a certain period of time has elapsed after it is determined that charging has started (S004). Based on this result, it is determined that the device is currently in hibernation (S005). Further, it may be determined that the state is in a dormant state by detecting by the detection means that the current value is smaller than the first threshold value and larger than the current flowing in the hibernation state and is set to be lower than the threshold value.
充電が休止状態になった後、充電電流値が第1の閾値を上回るか否かを検知する(S006)。充電電流値が第1の閾値を上回った場合には、充電再開と判定する(S007)。また、充電電流値が第1の閾値を上回った場合には、ステップ004からステップ006を繰り返す。なお、ステップ006で第1の閾値を上回る事態が生じ得るか否かは車両2の種類によって異なっており、休止状態にならず、充電を終了させる車種もあれば、充電⇔休止を繰り返す車種もあるのは図1乃至図3に示したとおりである。
After the charging is hibernated, it is detected whether or not the charging current value exceeds the first threshold value (S006). When the charging current value exceeds the first threshold value, it is determined that charging is restarted (S007). If the charging current value exceeds the first threshold value, steps 004 to 006 are repeated. Whether or not a situation in which the first threshold value may be exceeded in step 006 differs depending on the type of
ステップ006で充電電流値が第1の閾値を上回っていない場合には、充電コネクタが抜かれたか否かを検知する(S008)。充電コネクタが抜かれたか否かは、充電スタンドの場合には、CPLTの電位が12Vになったことで検知してもよいし、別の閾値を設定し、電流値の低下を検知してもよい。なお、車載ケーブル等の場合には、別の閾値を設定し、電流値の低下を検知することで、充電コネクタが抜かれたことを判定するようにすることができる。 If the charging current value does not exceed the first threshold value in step 006, it is detected whether or not the charging connector is disconnected (S008). In the case of a charging stand, whether or not the charging connector has been disconnected may be detected when the potential of the CPLT reaches 12V, or another threshold value may be set to detect a decrease in the current value. .. In the case of an in-vehicle cable or the like, another threshold value can be set and a decrease in the current value can be detected to determine that the charging connector has been disconnected.
ステップ008で充電コネクタが抜かれたことを検知したら、充電料金の算出が行われる(S009)。ステップ008で充電コネクタが抜かれたことが検知されなければ、ステップ006に戻る。なお、ステップ006で第一の閾値を上回らず、S0008で充電コネクタが抜かれない状況が一定時間続いた場合であっても、充電料金の算出が行われても良い。 When it is detected that the charging connector has been disconnected in step 008, the charging charge is calculated (S009). If it is not detected that the charging connector is disconnected in step 008, the process returns to step 006. Even if the first threshold value is not exceeded in step 006 and the charging connector is not pulled out in S0008 for a certain period of time, the charging charge may be calculated.
実施形態では、充電電流値が閾値を上回ってから下回るまでの時間を測定し、充電料金の算出に利用することで、充電状態と休止状態を繰り返す車両2の場合に生じ得る、休止状態の時間分の、充電料金の過払いを抑制することができる。
In the embodiment, the time from when the charging current value exceeds the threshold value to when the charging current value falls below the threshold value is measured and used for calculating the charging charge, so that the time of the hibernation state that can occur in the case of the
ところで、従来の時間による充電料金の算出方法では、車種によって、充電電流値が異なるにもかかわらず、車種に応じた実際の充電電流値ではなく、一定の電流値を設定し、充電料金の算出を行っていた。そこで、本実施形態では、充電電流のピーク電流を測定し、ピーク電流を充電料金の算出に利用する。したがって、充電電流値が車種により異なっていても、充電料金の過払いが発生することを抑制することができる。 By the way, in the conventional method of calculating the charging charge by time, although the charging current value differs depending on the vehicle type, a constant current value is set instead of the actual charging current value according to the vehicle type, and the charging charge is calculated. Was going. Therefore, in the present embodiment, the peak current of the charging current is measured, and the peak current is used for calculating the charging charge. Therefore, even if the charging current value differs depending on the vehicle model, it is possible to suppress the occurrence of overpayment of the charging fee.
本実施形態では、充電電流値が閾値を上回ってから下回るまでの時間を測定し、その合計時間と、充電電流のピーク電流を充電料金の算出に利用することで、充電料金の過払いが発生することを抑制している。 In the present embodiment, the charging charge is overpaid by measuring the time from when the charging current value exceeds the threshold value to when the charging current value falls below the threshold value and using the total time and the peak current of the charging current for calculating the charging charge. It suppresses that.
ところで、図5に示すことから理解されるように、充電状態から、休止状態に変化する場合、充電電流値がピークの状態から閾値を下回る状態へ変化するが、通常はその変化が急(数秒程度)である。その一方で、車両2のバッテリーが満充電状態に近づくと、その変化がなだらか(数十秒から数分程度〔車両2毎に異なる〕)になる。そのため、その変化中の時間も充電料金の算出に利用してしまうと、車両2によって公平ではなくなってしまう(図5及び図6参照)。
By the way, as can be understood from FIG. 5, when the charging state changes to the hibernation state, the charging current value changes from the peak state to the state below the threshold value, but the change is usually sudden (several seconds). Degree). On the other hand, when the battery of the
そこで、本実施形態では、第1の閾値よりも大きく、ピーク電流よりも小さい第2の閾値を設定している。また、第2閾値を下回ってから、第1の閾値を下回るまでの第2の時間を計測する。検知手段が、充電電流が設定した第2の閾値を下回ったことを検知し、計時手段が、充電電流が第2の閾値を下回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第2の時間を測定し、第2の時間が設定値を上回る場合には、充電料金の算出に第2の時間も利用するものとすることで、充電特性の違いによる充電料金の不公平感を緩和している。 Therefore, in the present embodiment, a second threshold value larger than the first threshold value and smaller than the peak current is set. In addition, the second time from below the second threshold value to below the first threshold value is measured. The detection means detects that the charging current has fallen below the set second threshold value, and the timekeeping means detects that the charging current has fallen below the second threshold value and then falls below the first threshold value. The difference in charging characteristics is achieved by measuring the second time, which is the time until detection, and if the second time exceeds the set value, the second time is also used to calculate the charging charge. The feeling of unfairness in charging charges is alleviated.
より具体的には、第2の時間の計測値と、定めた設定値とを比較することで、なだらかな変化であるかを判定し、なだらかな変化であると判定された場合には、第2の時間の半分の時間を充電料金の算出に利用することができる(図7参照)。そうすることで、より適切に、充電料金の算出をすることができる。なお、設定値は、ある特定の値を設定しても構わないし、車種Aや車種Bのように、満充電前に電流値が下がることがある車種の場合には、満充電前に生じる急な変化の場合の第2の時間を測定した結果を利用して設定値を定めてもよい。 More specifically, by comparing the measured value of the second time with the set value, it is determined whether the change is gentle, and if it is determined that the change is gentle, the first Half of the time of 2 can be used to calculate the charging charge (see FIG. 7). By doing so, the charging charge can be calculated more appropriately. In addition, the set value may be set to a specific value, and in the case of a vehicle type such as vehicle type A or vehicle type B in which the current value may decrease before full charge, a sudden occurrence occurs before full charge. The set value may be determined by using the result of measuring the second time in the case of a change.
また、第2の時間を充電料金の算出に利用する方法として、第2の時間の間の電流値を測定し、(第1の時間の合計値)×(最大電流値)+(第2の時間)×(第2の時間における電流値の平均値)としてもよい(図8参照)。 Further, as a method of using the second time for calculating the charging charge, the current value during the second time is measured, and (total value of the first time) × (maximum current value) + (second time). Time) × (average value of current values in the second time) may be used (see FIG. 8).
ところで、車種により充電中における休止の回数や、連続充電の時間などが左右されるが、計時手段が検知手段の検知から次の検知までの時間を測定し、車両2の車種ごとの充電電流値のデータを記憶する記憶手段のデータと、計時手段の測定結果を比較することで、判定部が充電車両2の車種を判定するようにしても良い。この際、車両2毎の特徴を波形として記憶する記憶部を車両用充電器1に備えさせたものとしてもよい。また、記憶部は休止の回数や連続充電時間などのパラメータを記憶するものとしてもよい。
By the way, the number of pauses during charging, the time of continuous charging, etc. are affected by the vehicle type, but the timekeeping means measures the time from the detection of the detection means to the next detection, and the charging current value for each vehicle type of the
実施形態の車両用充電器1に備えた計時手段は、「充電電流が第1の閾値を上回ってから、下回るまで」の第1の時間と、「充電電流が第1の閾値を下回ってから、上回るまで」の第3の時間を測定する。第1の時間は、概略、充電状態が連続する時間であり、第3の時間は、概略、休止状態が連続する時間である。
The timekeeping means provided in the
実施形態の車両用充電器1は、第1の時間と第3の時間の回数とそれぞれの連続時間によって、車両2への充電電流の変化の特徴を把握し、その特徴に類似した特徴を持つ車種のデータを記憶部から読み出すことで、車種の判定を行う。
The
例えば、図9に示すように、第1の時間:T1(分)⇒第3の時間:t1(秒)⇒第1の時間:T2(分)⇒第3の時間:t2(秒)⇒第1の時間:T3(分)の場合には、車種Aと判定する。 For example, as shown in FIG. 9, first time: T1 (minutes) ⇒ third time: t1 (seconds) ⇒ first time: T2 (minutes) ⇒ third time: t2 (seconds) ⇒ second 1 time: In the case of T3 (minutes), it is determined to be vehicle type A.
また、図10に示すように、第1の時間:T1(分)⇒第3の時間:t1(分)⇒第1の時間:T2(分)の場合には、車種Bと判定する。 Further, as shown in FIG. 10, when the first time: T1 (minutes) ⇒ the third time: t1 (minutes) ⇒ the first time: T2 (minutes), it is determined to be vehicle type B.
また、図11に示すように、第1の時間:T1(分)の場合には、車種Cと判定する。 Further, as shown in FIG. 11, in the case of the first time: T1 (minutes), it is determined to be vehicle type C.
なお、車種によって異なる第2の時間を車種判定に利用しても構わない。また、入力部を備えたものとし、記憶部に記憶された車種データに該当するものがない場合には、新たに車種データを追加できるようにしてもよい。 The second time, which differs depending on the vehicle type, may be used for vehicle type determination. Further, it is assumed that the input unit is provided, and if there is no corresponding vehicle model data stored in the storage unit, new vehicle model data may be added.
ところで、車両用充電器1は、1次側にユニット12を備えたコンセントに、CCIDを備えた充電ケーブル13(例、車載ケーブル)の一方のプラグを接続し、もう一方の充電コネクタに車両2を接続することで車両2を充電するものであっても良い。このとき、ユニット12は、電路を遮断する遮断手段、電流計測手段、検知手段、計時手段、記憶手段などからなる(図12参照)。そうすることで、CCIDを備えた充電ケーブル13であっても、充電料金の算出や車種判定をすることができる。また、図13に示すように、コンセントに充電ケーブル13のプラグを接続したとき、電流計測手段によって待機電流と呼ばれる数十mA程度の僅かな電流を測定するため、検知手段に第1の閾値よりも小さな新たな閾値を設定することで、充電ケーブル13がコンセントに挿抜されたことを検知することができるようになる。
By the way, in the
以上、実施形態を例に挙げながら本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。 Although the present invention has been described above by taking an embodiment as an example, the present invention is not limited to the above embodiment and can be various modes.
1 車両用充電器
2 車両
11 充電器本体
12 ユニット
13 充電ケーブル
1
Claims (3)
充電電流が、設定された第1の閾値を上回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第1の時間、
充電電流が、設定された第1の閾値よりも大きくかつピーク電流よりも小さく設定された第2の閾値を下回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第2の時間、
充電電流が、設定された第1の閾値を下回ってから、第1の閾値を上回るまでの時間である第3の時間、
の何れかの時間の回数や連続時間を用いて車種の判定を行う車両用充電器。 It is a vehicle charger that charges the vehicle, and is equipped with a current measuring means that measures the charging current.
The first time, which is the time from the detection that the charging current exceeds the set first threshold value to the detection that the charging current falls below the first threshold value,
The time from the detection that the charging current is greater than the set first threshold value and smaller than the set first threshold value and below the set second threshold value to the detection that the charging current is below the first threshold value. The second time,
A third time, which is the time from when the charging current falls below the set first threshold value to when it exceeds the first threshold value.
A vehicle charger that determines the vehicle type using the number of times or continuous time of any of the above.
電流計測手段によって計測された充電電流が第2の閾値を下回ったことを検知してから第1の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第2の時間、
電流計測手段によって計測された充電電流が第1の閾値を下回ってから、第1の閾値上回るまでの時間である第3の時間、
の何れかの時間の回数や連続時間を用いて判定を行うことを特徴とする車種の判定方法。 The first time, which is the time from the detection that the charging current measured by the current measuring means exceeds the first threshold value to the detection that the charging current falls below the first threshold value,
The second time, which is the time from the detection that the charging current measured by the current measuring means has fallen below the second threshold value to the detection that the charge current has fallen below the first threshold value,
A third time, which is the time from when the charging current measured by the current measuring means falls below the first threshold value to when it exceeds the first threshold value.
A method for determining a vehicle type, which comprises making a determination using the number of times of any of the above times or the continuous time.
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