JP2022068401A - 車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】充電時間を短縮できる車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法を提供する。【解決手段】車載充電装置は、車両に設けられた直流給電口を介して第1直流電力が入力される重畳部と、車両に設けられた交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器とを含み、変換器は、生成した第2直流電力を重畳部に入力し、重畳部は、直流給電口を介して入力された第1直流電力と変換器により生成された第2直流電力とを重畳させて第3直流電力を生成し、第3直流電力を車両に搭載された蓄電池に出力する。【選択図】図1
Description
本開示は、車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法に関する。
自動車から排出されるCO2を削減するというニーズから、大容量バッテリを搭載し、外部充電が可能なEV(Electric Vehicle)及びPHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)の普及が進んでいる。車載バッテリの充電方法に関して、種々の提案がされている。
下記特許文献1には、車両用バッテリ充電装置が開示されている。この充電装置は、車載バッテリの充電時間を短縮するために、複数の車載バッテリを2つのグループ(モジュール)に分類し、各モジュールを複数の電力供給源の各々から同時に充電する。具体的には、一方のモジュールを普通充電するのと並行して、他方のモジュールを急速充電する。また、下記特許文献2には、急速充電機能を有する車両と、急速充電機能を有さない車両とを同時に急速充電するシステムが開示されている。下記特許文献3には、急速充電及び普通充電が可能な電気自動車が開示されている。
PHEV及びEVには、特許文献3に記載のように、急速充電及び普通充電の双方に対応しているものがある。このようなPHEV及びEVは、家庭においては、交流電力による普通充電が行われ、外出先においては、専用充電スタンドにより急速充電が行われる。
家庭における充電は、交流電力による普通充電時の3.3kW、又は、V2H(Vehicle to Home)等の機器を接続した充電時の6kWに制限されるため、さらに充電時間を短縮できないという問題がある。家庭において急速充電を行うには、電気会社との受電契約を、より大電力の供給を受けるものに変更することが必要であり、その場合は電気料金が高くなる。
したがって、本開示は、充電時間を短縮できる車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法を提供することを目的とする。
本開示のある局面に係る車載充電装置は、車両に設けられた直流給電口を介して第1直流電力が入力される重畳部と、車両に設けられた交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器とを含み、変換器は、生成した第2直流電力を重畳部に入力し、重畳部は、直流給電口を介して入力された第1直流電力と、変換器により生成された第2直流電力とを重畳させて第3直流電力を生成し、第3直流電源を車両に搭載された蓄電池に出力する。
本開示の別の局面に係る車載充電システムは、第1直流電力を出力する電源と、車両に設けられ、第1直流電力が入力される直流給電口と、車両に設けられ、交流電力が入力される交流給電口と、交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器と、直流給電口を介して入力された第1直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第1切替部と、第2直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第2切替部と、第1切替部及び第2切替部を制御する制御部とを含み、制御部は、第1切替部を、第1直流電力を蓄電池に供給する状態にし、且つ、第2切替部を、第2直流電力を蓄電池に供給する状態にする。
本開示のさらに別の局面に係る充電制御方法は、車両に搭載された蓄電池の充電制御方法であって、第1直流電力を入力する第1ステップと、交流電力を入力する第2ステップと、交流電力を変換して第2直流電力を生成する第3ステップと、第1直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第4ステップと、第2直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第5ステップとを含み、第4ステップ及び第5ステップは、同じ期間に実行され得る。
本開示によれば、充電時間を短縮できる車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法を提供できる。
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。
(1)本開示の第1の局面に係る車載充電装置は、車両に設けられた直流給電口を介して第1直流電力が入力される重畳部と、車両に設けられた交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器とを含み、変換器は、生成した第2直流電力を重畳部に入力し、重畳部は、直流給電口を介して入力された第1直流電力と変換器により生成された第2直流電力とを重畳させて第3直流電力を生成し、第3直流電力を車両に搭載された蓄電池に出力する。
これにより、1台の車両に搭載されている蓄電池に対して、第1直流電力による急速充電と交流電力による普通充電とを同時に実行できる。したがって、従来よりも充電時間を短縮できる。
(2)好ましくは、車載充電装置は、直流給電口及び蓄電池を接続する第1直流ラインと、変換器及び第1直流ラインを接続する第2直流ラインと、第1直流ライン及び第2直流ラインの接続部分における電流及び電圧の少なくとも一方を監視する監視部とを含み、第1直流ライン及び第2直流ラインの接続部分は、重畳部を含み、監視部による監視結果に基づいて、直流給電口を介して入力される第1直流電力と、変換器により生成される第2直流電力とを調整する。これにより、適切な充電電力により蓄電池を充電できる。
(3)より好ましくは、車載充電装置は、直流給電口及び交流給電口の一方に、電力を供給するための第1コネクタが接続された状態において、直流給電口及び交流給電口の他方に、電力を供給するための第2コネクタが接続されているか否かを検出し、第2コネクタが接続されていることが検出されたことを受けて、重畳部は、直流給電口を介して入力された第1直流電力と、変換器により生成された第2直流電力とを重畳させる。これにより、より確実に、第1直流電力による急速充電と交流電力による普通充電とを同時に実行できる。
(4)さらに好ましくは、車載充電装置は、蓄電池の充電電力量に応じて、蓄電池を充電するために使用する電力を、直流給電口を介して入力される第1直流電力、第2直流電力、及び、第3直流電力の間で切替える。これにより、第1直流電力を供給する機器の効率、及び、交流電力を変換する変換器の効率を考慮して、蓄電池の充電に使用する電力を切替えることがで、効率的に蓄電池を充電できる。
(5)好ましくは、車載充電装置は、直流給電口を介した第1直流電力の入力の有無と、交流給電口を介した交流電力の入力の有無とに応じて、蓄電池を充電するために使用する電力を、直流給電口を介して入力される第1直流電力、第2直流電力、及び、第3直流電力の間で切替える。これにより、ユーザが直流給電口及び交流給電口のいずれかに充電用ケーブルを装着すれば、それに応じた充電が実行される。
(6)より好ましくは、直流給電口は、第1直流電力を出力する直流電源に接続され、直流電源は、再生可能エネルギーによる発電により生成される電力を出力する電源を含む。これにより、再生可能エネルギーの種類を問わず、車両の蓄電池を充電できる。
(7)さらに好ましくは、車載充電装置は、蓄電池の充電が終了したことを受けて、所定の携帯端末装置に充電が終了したことを示すメッセージを通知する。これにより、ユーザは、車両から離れていても充電の終了を知ることができる。したがって、ユーザは充電中の時間を別の用途に利用でき、充電ケーブルの装着状態が放置されることを回避でき、利便性が向上する。
(8)好ましくは、車載充電装置は、蓄電池の充電方法の推奨を提示する提示部をさらに含み、提示部は、蓄電池の充電が開始される前に、直流給電口を介した第1直流電力の入力と交流給電口を介した交流電力の入力とを同時に行うことを推奨することを提示する。これにより、ユーザは、充電方法を迷うことなく、第1直流電力による急速充電と交流電力による普通充電とを同時に実行できる。
(9)より好ましくは、車載充電装置は、蓄電池の充電方法の推奨を提示する提示部をさらに含み、提示部は、蓄電池の充電が開始される前に、蓄電池の充電電力量に応じて、第1直流電力による充電の推奨、第2直流電力による交流充電の推奨、及び、第1直流電力及び第2直流電力による同時充電の推奨のいずれかを提示する。これにより、ユーザは、車両を走行させた後に自宅に帰ったときに、充電方法を迷うことなく、好ましい充電方法を実行できる。
(10)本開示の第2の局面に係る車載充電システムは、第1直流電力を出力する電源と、車両に設けられ、第1直流電力が入力される直流給電口と、車両に設けられ、交流電力が入力される交流給電口と、交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器と、直流給電口を介して入力された第1直流電力を、車両に搭載された蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第1切替部と、第2直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第2切替部と、第1切替部及び第2切替部を制御する制御部とを含み、制御部は、第1切替部を、第1直流電力を蓄電池に供給する状態にし、且つ、第2切替部を、第2直流電力を蓄電池に供給する状態にする。これより、1台の車両に搭載されている蓄電池に対して、第1直流電力による急速充電と交流電力による普通充電とを同時に実行できる。したがって、従来よりも充電時間を短縮できる。
(11)本開示の第3の局面に係る充電制御方法は、車両に搭載された蓄電池の充電制御方法であって、第1直流電力を入力する第1ステップと、交流電力を入力する第2ステップと、交流電力を変換して第2直流電力を生成する第3ステップと、第1直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第4ステップと、第2直流電力を蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第5ステップとを含み、第4ステップ及び第5ステップは、同じ期間に実行され得る。これにより、1台の車両に搭載されている蓄電池に対して、第1直流電力による急速充電と交流電力による普通充電とを同時に実行できる。したがって、従来よりも充電時間を短縮できる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下の実施形態においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
以下の実施形態においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
(システム構成)
図1を参照して本開示の実施形態に係る車載充電システム100は、車両102に搭載された車載充電装置110及び車載蓄電池部130と、パワーコンディショナ140と、家庭用蓄電池150とを含む。車両102には、充電用の第1ポート160及び第2ポート162が設けられている。即ち、車載充電装置110は、第1ポート160及び第2ポート162を介して外部からそれぞれ供給される直流電力及び交流電力を用いて車載蓄電池部130の蓄電池132を充電する。
図1を参照して本開示の実施形態に係る車載充電システム100は、車両102に搭載された車載充電装置110及び車載蓄電池部130と、パワーコンディショナ140と、家庭用蓄電池150とを含む。車両102には、充電用の第1ポート160及び第2ポート162が設けられている。即ち、車載充電装置110は、第1ポート160及び第2ポート162を介して外部からそれぞれ供給される直流電力及び交流電力を用いて車載蓄電池部130の蓄電池132を充電する。
車載蓄電池部130は、蓄電池132及びバッテリ制御用ECU(以下、BT-ECUという)134を含む。蓄電池132は、リチウムイオン二次電池等の充放電可能な電池である。BT-ECU134は、制御部(CPU、マイクロコンピュータ等)及び記憶部(例えば、書換可能な不揮発性の半導体メモリ)を含み、所定のプログラムを実行することにより、蓄電池132の充放電を制御する。
車載充電装置110は、充電制御ECU112、車載充電器114、第1切替部116、第2切替部118及び検出部120を含む。第1切替部116は、一端が第1ポート160のピン(図示せず)に接続され、他端が蓄電池132に接続されている。車載充電器114は、入力端が第2ポート162に接続され、出力端が第2切替部118の一端に接続されている。第2切替部118の他端は蓄電池132に接続されている。第1切替部116及び第2切替部118の各々は、外部からの制御を受けて、自己の両端の短絡及び開放を切替える。第1切替部116及び第2切替部118は、例えばリレーである。接続ノード122は、第1切替部116の他端及び第2切替部118の他端を相互に接続する部分である。接続ノード122により、後述するように、第1ポート160に入力される直流電力(電流)と、車載充電器114から出力される直流電力(電流)とが重畳される。即ち、接続ノード122は重畳部として機能する。
充電制御ECU112は、BT-ECU134と同様に、制御部及び記憶部を含む。充電制御ECU112は、BT-ECU134及び後述するパワーコンディショナ140内部のパワーコンディショナ制御用ECU(以下、PC-ECUという)142と通信し、それぞれ蓄電池132及びパワーコンディショナ140に関する情報を取得する。充電制御ECU112は、取得した情報を用いて、後述するように車載充電器114、第1切替部116及び第2切替部118の動作を制御する。
検出部120は、接続ノード122の電圧を測定し、その測定値(電圧値)を充電制御ECU112に出力する。検出部120は、例えば電圧計、電圧センサ等である。検出部120は、接続ノード122の電圧を監視する監視部として機能するものであればよい。
図2を参照して、パワーコンディショナ140は、PC-ECU142、DCAC変換部144及びDCDC変換部146を含む。DCAC変換部144は、家庭用蓄電池150から入力される直流電力を交流電力に変換する。家庭用蓄電池150は、太陽光発電システム等の発電装置(図示せず)により発電された電力を蓄える。DCAC変換部144の出力電力(交流電力)は、家庭内の配電盤を介してACソケットに供給される。これにより、DCAC変換部144から供給される電力により家電製品が使用可能になる。PC-ECU142は、BT-ECU134(図1参照)と同様に、制御部及び記憶部を含み、所定のプログラムを実行することにより、DCAC変換部144への入力電力及びDCAC変換部144の出力電力を監視し、負荷に応じてDCAC変換部144の動作を制御する。
DCDC変換部146は、家庭用蓄電池150に接続された一端を持ち、家庭用蓄電池150から入力される直流電力を、入力電圧よりも昇圧された直流電力に変換して出力端から出力する。DCDC変換部146の出力電圧は、例えば、約300V以上約400V以下である。DCDC変換部146の出力端は接続ケーブル176を介して第1コネクタ170に接続されており、DCDC変換部146は、第1コネクタ170が第1ポート160(図1参照)に装着された後、PC-ECU142の制御を受けて動作を開始する。接続ケーブル176は、実線で示す電力の供給ライン(配線)と、破線で示す制御ライン(配線)とを含む。第1コネクタ170が第1ポート160に装着されると、DCDC変換部146の出力ライン(ケーブル)が接続されたピン(図示せず)と、上記した第1切替部116の一端が接続された第1ポート160のピンとが接触し、DCDC変換部146の出力端と第1切替部116の一端とが接続される。以下において、第1コネクタ170が第1ポート160に装着され、両者のピンが接触することを、第1コネクタ170及び第1ポート160の接続という。
第1ポート160及び第1コネクタ170の仕様(形状及びピン配置等)は、いずれかの充電器規格にしたがうよう構成されていると好ましい。例えば、第1ポート160及び第1コネクタ170の仕様(形状及びピン配置等)は、CHAdeMO仕様にしたがう構成とすることができる。第1コネクタ170とPC-ECU142との間には、破線で示す制御ライン(配線)が配置されており、第1コネクタ170が第1ポート160と接続されると、制御ラインによりPC-ECU142は充電制御ECU112(図1参照)と接続される。PC-ECU142は、充電制御ECU112からの指示を受けて、DCDC変換部146を動作させる。DCDC変換部146の出力電力は、第1コネクタ170を介して第1切替部116に入力される。PC-ECU142は、DCDC変換部146への入力電力及びDCDC変換部146の出力電力を監視し、DCDC変換部146の動作を制御する。PC-ECU142は、充電制御ECU112からの要求を受けて、DCDC変換部146の制御状態に関する情報(出力電圧等)を充電制御ECU112に伝送する。
再度、図1を参照して、第1ポート160に第1コネクタ170が装着されると、パワーコンディショナ140(図2に示すDCDC変換部146)からの直流電力が第1切替部116に供給される。第1ポート160は、直流電力が入力される直流給電口として機能する。充電制御ECU112により第1切替部116が制御され、第1切替部116が短絡(以下、オンという)すると、第1切替部116に入力される直流電力は蓄電池132に供給され、蓄電池132は充電される。以下、この充電をDC充電という。蓄電池132の充電電圧は例えば300V以上350V以下である。第1切替部116を介して、蓄電池132に供給される電圧、即ち、DCDC変換部146により昇圧された電圧は、蓄電池132の充電電圧よりも高い。
車載充電器114には、商用電源180から交流電力(100V、200V等)が供給される。即ち、商用電源180に接続された接続ケーブル174の第2コネクタ172が第2ポート162に装着されると、それらのピン(図示せず)が接続され、商用電源180からの交流電力が車載充電器114に入力される。第2ポート162は、交流電力が入力される交流給電口として機能する。第2ポート162及び第2コネクタ172の仕様(形状及びピン配置等)は、例えば、SAE J1772規格に規定されたものである。以下において、第2コネクタ172が第2ポート162に装着され、両者のピンが接触することを、第2コネクタ172及び第2ポート162の接続という。
車載充電器114は、充電制御ECU112の制御を受けて、入力される交流電力から、蓄電池132を充電するための直流電力を生成して出力する。車載充電器114の出力電力(直流電力)は、第2切替部118に入力される。充電制御ECU112により第2切替部118が制御され、第2切替部118がオンすると、第2切替部118に入力される直流電力は蓄電池132に供給され、蓄電池132は充電される。以下、この充電(商用電源180の交流電力による充電)を、AC充電という。第2切替部118を介して蓄電池132に供給される電圧、即ち、車載充電器114により商用のAC電圧から生成された直流電圧は、蓄電池132の充電電圧よりも高い。
第1ポート160及び接続ノード122の間に配置される第1切替部116及び配線は、第1ポート160と蓄電池132とを接続し、第1ポート160に入力される電力を伝送するための第1直流ライン124を構成する。車載充電器114及び接続ノード122の間に配置される第2切替部118及び配線は、車載充電器114と蓄電池132とを接続し、車載充電器114の出力電力を伝送するための第2直流ライン126を構成する。
なお、図1には図示していないが、車載充電システム100は、ユーザが充電制御ECU112に対して指示するための操作部(ボタン、タッチパネル等)と、充電中の状況を表示するための表示部(例えば、液晶パネル、タッチパネル等)を備える。パワーコンディショナ140も同様に操作部を備える。
(充電動作)
上記のように構成されることにより、車載充電システム100の充電制御ECU112は、第1コネクタ170の第1ポート160への接続、及び、第2コネクタ172の第2ポート162への接続の有無に応じて、蓄電池132に適切な電力を供給して蓄電池132を充電できる。図3を参照して、車載充電システム100による充電動作に関して説明する。図3に示した処理は、充電制御ECU112内部の制御部が、充電制御ECU112内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。このプログラム(図3の処理)は、例えば、車両102のイグニッションキーがオフされた状態で、操作部を介して指示されると起動する。
上記のように構成されることにより、車載充電システム100の充電制御ECU112は、第1コネクタ170の第1ポート160への接続、及び、第2コネクタ172の第2ポート162への接続の有無に応じて、蓄電池132に適切な電力を供給して蓄電池132を充電できる。図3を参照して、車載充電システム100による充電動作に関して説明する。図3に示した処理は、充電制御ECU112内部の制御部が、充電制御ECU112内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。このプログラム(図3の処理)は、例えば、車両102のイグニッションキーがオフされた状態で、操作部を介して指示されると起動する。
ステップ300において、充電制御ECU112は、第1コネクタ170が第1ポート160に接続されているか否かを判定する。第1コネクタ170が第1ポート160に接続されたか否かは、例えば、充電制御ECU112がPC-ECU142と通信可能になったか否かにより判定できる。また、第1ポート160が、第1コネクタ170が第1ポート160に接続されたことを検出するための構造(スイッチ等)を備え、接続が検出されると電気信号が充電制御ECU112に伝達される構成であってもよい。接続されていると判定された場合、制御はステップ302に移行する。そうでなければ、制御はステップ322に移行する。
ステップ302において、充電制御ECU112は、DC充電を開始するか否かを判定する。例えば、充電制御ECU112は、ユーザによりパワーコンディショナ140の操作部を介して充電開始の指示がなされてPC-ECU142から送信された開始信号を受信していれば、DC充電を開始すると判定する。DC充電を開始すると判定された場合、制御はステップ304に移行する。そうでなければ、制御はステップ300に戻る。
ステップ304において、充電制御ECU112は、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されているか否かを判定する。例えば、第2ポート162は、第2コネクタ172が接続されたことを検出するための構造(スイッチ等)を備えており、接続が検出されると電気信号が充電制御ECU112に伝達される。これを受けて、充電制御ECU112は、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されていると判定する。接続されていると判定された場合、制御はステップ306に移行する。そうでなければ、制御はステップ326に移行する。
充電制御ECU112がPC-ECU142から開始信号を受信する前に、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されている場合に限らず、充電制御ECU112がPC-ECU142から開始信号を受信した後に、第2コネクタ172が第2ポート162に接続される場合もある。したがって、そのような場合に対応するために、充電制御ECU112は、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されているか否かを、所定の時間、繰返し判定してもよい。
ステップ306において、充電制御ECU112は、第1切替部116をオンする。その後、制御はステップ308に移行する。これにより、第1ポート160及び第1切替部116を介して、パワーコンディショナ140(DCDC変換部146)から入力される直流電圧が蓄電池132に供給され、蓄電池132は充電(DC充電)される。
ステップ308において、充電制御ECU112は、車載充電器114を動作させ、第2切替部118をオンする。その後、制御はステップ310に移行する。これにより、車載充電器114は、第2ポート162を介して入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。第2切替部118は、車載充電器114から入力される直流電圧を蓄電池132に供給し、蓄電池132は充電(AC充電)される。ステップ306により蓄電池132はDC充電されているので、これにより、蓄電池132は、DC充電及びAC充電により同時に充電(以下、同時充電という)される。即ち、第1切替部116を介して供給される電力(電流)と、第2切替部118を介して供給される電力(電流)とが、接続ノード122において重畳された電力(電流)により蓄電池132は充電される。これは、2つの直流電源の出力が並列接続された状態に相当する。
ステップ310において、図1を参照して、充電制御ECU112は、車載充電器114、PC-ECU142及びBT-ECU134から情報を取得する。その後、制御はステップ312に移行する。車載充電器114から取得する情報は車載充電器114の出力電圧値であり、PC-ECU142から取得する情報はDCDC変換部146の出力電圧値である。BT-ECU134から取得する情報は、蓄電池132の現在のSOC(State Of Charge)(%)である。SOCは、蓄電池132の現在の充電電力量(kWh)に対応する。
ステップ312において、充電制御ECU112は、ステップ310により車載充電器114及びPC-ECU142から取得した出力電圧値の差の絶対値が、所定のしきい値以下であるか否かを判定する。しきい値は、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電力による同時充電により蓄電池132が支障なく充電されるように、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧値と蓄電池132の充電電圧とに応じて設定されていればよい。しきい値は、例えば5Vである。しきい値以下であると判定された場合、制御はステップ318に移行する。そうでなければ、制御はステップ314に移行する。
ステップ314において、充電制御ECU112は、検出部120により測定された接続ノード122の電圧値を取得する。その後、制御はステップ316に移行する。
ステップ316において、充電制御ECU112は、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧の差が小さくなるように、出力電圧値の変更を車載充電器114及びPC-ECU142の少なくとも一方に指示する。その後、制御はステップ318に移行する。具体的には、充電制御ECU112は、ステップ310により取得した車載充電器114の出力電圧値(V1とする)及びDCDC変換部146の出力電圧値(V2とする)と、ステップ314により取得した電圧値(V3とする)とを比較し、V1及びV2のうち、V3との差が大きい方の電圧を変化させる。V3は、V1及びV2の間の値であるので、例えば、|V1-V3|>|V2-V3|であれば、充電制御ECU112は、V1(DCDC変換部146の出力電圧値)をV3に近付けるために、DCDC変換部146の出力電圧値を変更するようにPC-ECU142に指示する。V1>V3であれば、充電制御ECU112は、PC-ECU142に、出力電圧を所定値(例えば、V1-V3)だけ減少させる指示を送信する。V1<V3であれば、充電制御ECU112は、PC-ECU142に、出力電圧を所定値(例えば、V3-V1)だけ増大させる指示を送信する。これを受けて、PC-ECU142は、DCDC変換部146の出力電圧を所定値だけ変化させる。
|V1-V3|<|V2-V3|であれば、充電制御ECU112は、V2(車載充電器114の出力電圧値)をV3に近付けるために、車載充電器114に出力電圧値を変更するように指示する。V2>V3であれば、充電制御ECU112は、車載充電器114に、出力電圧を所定値(例えば、V2-V3)だけ減少させる指示を送信する。V2<V3であれば、充電制御ECU112は、車載充電器114に、出力電圧を所定値(例えば、V3-V2)だけ増大させる指示を送信する。これを受けて、車載充電器114は、出力電圧を所定値だけ変化させる。
同様に、|V1-V3|=|V2-V3|であれば、V1(DCDC変換部146の出力電圧値)をV3に近付けるために、DCDC変換部146の出力電圧値を変更するようにPC-ECU142に指示すると共に、V2(車載充電器114の出力電圧値)をV3に近付けるために、車載充電器114に出力電圧値を変更するように指示する。これを受けて、PC-ECU142はDCDC変換部146の出力電圧を所定値だけ変化させ、車載充電器114は出力電圧を所定値だけ変化させる。所定値は、例えば|V1-V3|/2 とすればよい。
これにより、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧をほぼ同じ値にできるので、適切な充電電力により安定して蓄電池132を充電できる。また、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧に差があると、車載充電器114及びDCDC変換部146の一方(高電圧側)から他方(低電圧側)への電流が発生し、蓄電池132に供給されずに、第1直流ライン124及び第2直流ライン126等の内部抵抗により消費されるが、そのような状況を回避できる。なお、充電制御ECU112は、車載充電器114及びPC-ECU142に、所定値と増減の指示とを送信する代わりに、各々の出力電圧値を直接指定してもよい。
ステップ318において、充電制御ECU112は、蓄電池132の充電を終了するか否かを判定する。具体的には、充電制御ECU112は、ステップ310により取得した蓄電池132の現在のSOC(%)が、所定値以上であるか否かを判定する。充電を停止させるための所定値は、満充電及びそれに近い状態に対応する値であればよく、100%であっても、100%未満の値(95%、90%等)であってもよい。充電終了(SOC≧所定値)と判定された場合、制御はステップ320に移行する。そうでなければ(SOC<所定値)、制御は310に戻る。ステップ310~316が繰返されることにより、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧をほぼ同じ値に維持できる。したがって、適切な充電電力による安定した蓄電池132の充電状態を維持できる。なお、ユーザが途中で充電を中止したい場合もある。したがって、ユーザの操作により充電(DC充電及びAC充電)を終了するようにしてもよい。例えば、充電制御ECU112は、本プログラムを起動するための指示、及び、DC充電の開始指示のいずれとも異なる指示(例えば充電停止ボタンの操作)がなされたことを受けて、充電を終了すると判定すればよい。
ステップ320において、充電制御ECU112は、充電を停止する。具体的には、第1切替部116及び第2切替部118を開放(以下、オフという)し、車載充電器114及びPC-ECU142に指示して車載充電器114及びDCDC変換部146を停止させる。また、充電制御ECU112は、充電が終了した旨を提示し(例えば、表示部に所定のメッセージを表示し)、ユーザに、第1コネクタ170及び第2コネクタ172の取外しを促す。その後、本プログラムは終了する。
なお、充電制御ECU112は、充電が終了した旨のメッセージを、車両102内部の無線通信装置(図示せず)を介して、ユーザの携帯端末装置(例えば、スマートフォン等)に電子メール又はSMS(Short Message Service)等により送信してもよい。これにより、ユーザは、車両から離れていても充電の終了を知ることができる。したがって、ユーザは充電中に別の作業を行う等、時間を有効利用でき、充電ケーブルの装着状態が放置されることを回避でき、利便性が向上する。
ステップ300における判定結果がNOである場合、ステップ322において、充電制御ECU112はステップ304と同様に、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されているか否かを判定する。接続されていると判定された場合、制御はステップ324に移行し、AC充電処理が実行される。そうでなければ、制御はステップ300に戻る。
ステップ324のAC充電処理は、図4に示されている。図4を参照して、ステップ340において、充電制御ECU112はステップ308と同様に、車載充電器114を動作させ、第2切替部118をオンさせる。第1切替部116はオフ状態のままに維持される。これにより、車載充電器114は、第2ポート162を介して入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。第2切替部118は、車載充電器114から入力される直流電圧を蓄電池132に供給し、蓄電池132は充電(AC充電)される。
ステップ342において、充電制御ECU112は、BT-ECU134から蓄電池132に関する情報(SOC)を取得する。その後、制御はステップ344に移行する。
ステップ344において、充電制御ECU112はステップ318と同様に、蓄電池132の充電を終了するか否かを判定する。充電終了(SOC≧所定値)と判定された場合、制御はステップ346に移行する。そうでなければ(SOC<所定値)、制御は342に戻る。なお、ユーザの操作により充電(AC充電)を終了するようにしてもよい。その場合、充電制御ECU112は、充電停止ボタンが操作されたことを受けて、充電を終了すると判定すればよい。
ステップ346において、充電制御ECU112は、充電を停止する。具体的には、第2切替部118をオフし、車載充電器114を停止させ、充電が終了した旨を提示してユーザに第2コネクタ172の取外しを促す。その後、図3のフローチャートに戻り、本プログラムを終了する。
ステップ304における判定結果がNOである場合、ステップ326において、DC充電処理が実行される。ステップ326のDC充電処理は、図5に示されている。
図5を参照して、ステップ360において、充電制御ECU112はステップ306と同様に、第1切替部116をオンさせる。第2切替部118はオフ状態のままに維持される。これにより、第1ポート160及び第1切替部116を介して、パワーコンディショナ140(DCDC変換部146)から入力される直流電圧が蓄電池132に供給され、蓄電池132は充電(DC充電)される。
ステップ362において、充電制御ECU112は、BT-ECU134から蓄電池132に関する情報(SOC)を取得する。その後、制御はステップ364に移行する。
ステップ364において、充電制御ECU112はステップ318と同様に、蓄電池132の充電を終了するか否かを判定する。充電終了(SOC≧所定値)と判定された場合、制御はステップ366に移行する。そうでなければ(SOC<所定値)、制御は362に戻る。なお、ユーザの操作により充電(DC充電)を終了するようにしてもよい。その場合、充電制御ECU112は、充電停止ボタンが操作されたことを受けて、充電を終了すると判定すればよい。
ステップ366において、充電制御ECU112は、充電を停止する。具体的には、充電制御ECU112は、第1切替部116をオフし、PC-ECU142に指示してDCDC変換部146を停止させ、充電が終了した旨を提示してユーザに第1コネクタ170の取外しを促す。その後、図3のフローチャートに戻り、本プログラムを終了する。
以上により、第1コネクタ170及び第2コネクタ172がそれぞれ第1ポート160及び第2ポート162に接続されることにより、ステップ302~318が実行され、蓄電池132は同時充電される。したがって、DC充電及びAC充電のいずれか一方により充電する場合よりも、短時間で充電を完了できる。パワーコンディショナ140(DCDC変換部146)から高電力(例えば6kW)を供給する高速充電(DC充電)と、商用AC電力による普通充電(AC充電)とを同時に行うことにより、従来よりも短時間で充電を完了できる。
上記したように、第1コネクタ170が第1ポート160に接続された後(ステップ300の判定結果がYES)、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されたことを確認(ステップ304の判定結果がYES)した後に、同時充電を開始するので、確実に同時充電を実行できる。
第2コネクタ172が第2ポート162に接続されているが、第1コネクタ170が第1ポート160に接続されていなければ、ステップ324により、蓄電池132は、商用電力のみにより充電(AC充電)される。また、第1コネクタ170が第1ポート160に接続されているが、第2コネクタ172が第2ポート162に接続されていなければ、ステップ326により、蓄電池132は、パワーコンディショナ140(DCDC変換部146)から供給される直流電力のみにより充電(DC充電)される。ユーザが装着するコネクタに応じた充電方法で充電が実行されるので、ユーザは、状況(充電設備及び蓄電池の充電電力量等)に応じて、DC充電、AC充電及び同時充電のうち適切な充電方法を選択できる。
同時充電を開始した時点では、通常、蓄電池132の充電電力量(SOC)は低く、充電制御ECU112は、最大出力で充電を行うように、車載充電器114及びPC-ECU142を制御する。即ち、充電制御ECU112は、AC充電により最大電力(例えば3kW)を供給するように車載充電器114に指示し、DC充電によりパワーコンディショナ140(DCDC変換部146)から最大電力(例えば6.0kW)を供給するように、PC-ECU142に指示する。その後、蓄電池132の充電量(SOC)の上昇に伴い、充電電流が低下するので、充電制御ECU112は、AC充電及びDC充電により供給する電力を低下させる。
一方、電力機器は、定格運転領域において最大効率となるように設計されている。一例として、車載充電システム100において使用される車載充電器114及びパワーコンディショナ140は、図6に示すように、それぞれ約3.0kW及び約6.0kWにおいて最大効率となる。図6において、縦軸は変換効率、即ち入力電力に対する出力電力の割合(%)を表す。図6から分かるように、3.0kW以下においては、車載充電器の方がパワーコンディショナよりも効率が高く、6.0kW以上においては、パワーコンディショナの方が車載充電器よりも効率が高い。両者の効率は3.0kW以上6.0kW以下のどこかで逆転する。
したがって、図7に示すように、蓄電池132の充電電力量が小さい充電開始時から、車載充電器114→パワーコンディショナ140→車載充電器114+パワーコンディショナ140と段階的に充電源を変更することが好ましい。図7の上段のグラフは、蓄電池132に供給される充電電力(kW)の変化を模式的に示している。図7の下段のグラフは、蓄電池132のSOC(%)の変化を模式的に示しており、充電電力量(kWh)の変化に対応する。
例えば、充電開始後の所定の期間T1(s0≦SOC≦s0+s1)においては、車載充電器114を用いて蓄電池132を充電する。s0は、充電開始直前の蓄電池132のSOCを表す。それに続く期間T2(s0+s1<SOC≦s0+s2)においては、パワーコンディショナ140を用いて蓄電池132を充電する。さらに、その後の期間T3(s0+s2<SOC≦s0+s3)においては、パワーコンディショナ140に加えて車載充電器114をも用いて蓄電池132を充電する。期間T3においては、例えば、車載充電器114からの供給電力を約3kWに抑え、パワーコンディショナ140から残りの電力(6KW以上)を供給する。蓄電池132が満充電に近づいた後(例えば、SOC≧80(%))には、車載充電器114及びパワーコンディショナ140、パワーコンディショナ140、車載充電器114と段階的に充電源を変更する。即ち、期間T4及びT5において、それぞれ期間T2及びT1と同様に充電する。期間T4(s0+s3<SOC≦s0+s4)においてはパワーコンディショナ140を用いて蓄電池132を充電し、期間T5(s0+s4<SOC≦100)においては車載充電器114を用いて蓄電池132を充電する。蓄電池132が満充電(SOC=100)になれば、充電は終了する。このように、蓄電池132のSOC(%)、即ち蓄電池132の充電電力量に応じて、車載充電器114及びパワーコンディショナ140からの電力供給量を制御することにより、電力損失を低減し、蓄電池132の充電効率を上げることができる。
図3に示した処理は、種々変更されて実行され得る。例えば、上記では、DC充電を開始した後にAC充電を開始して同時充電を行う場合、即ち第1切替部116をオンした後に第2切替部118をオンする場合を説明したが、これに限定されない。AC充電を開始した後に、DC充電を開始、即ち第2切替部118をオンした後に第1切替部116をオンしてもよい。第1切替部116及び第2切替部118を同時にオンしてもよい。このとき、第1コネクタ170及び第2コネクタ172の一方が装着された状態で、第1コネクタ170及び第2コネクタ172の他方が装着されたことを確認した後に、同時充電を開始することが好ましい。これにより、より確実に同時充電を実行できる。
また、第1コネクタ170及び第2コネクタ172のいずれか一方を装着して充電を行っている間に、第1コネクタ170及び第2コネクタ172の他方を装着した場合にも同時充電が開始されるようにしてもよい。その場合、第1コネクタ170及び第2コネクタ172のいずれか一方を装着して充電を開始したときに、同時充電に変更することにより短縮される時間を提示(例えば、ユーザの携帯端末装置に短縮時間を含むメッセージを送信)してもよい。それを見たユーザは、有効であると判定すれば、装着されていない第1コネクタ170又は第2コネクタ172を装着して同時充電を実行できる。
ステップ318に関して、蓄電池132が満充電になったときに、BT-ECU134から充電制御ECU112に所定の信号を送信し、これを受けて、充電制御ECU112は充電を終了すると判定してもよい。その場合、充電制御ECU112は、ステップ310において、BT-ECU134から蓄電池132のSOCを取得しなくてもよい。
上記では、ステップ310において充電制御ECU112が、パワーコンディショナ140(PC-ECU142)及び車載充電器114から各々の出力電圧値を取得する場合を説明したが、これに限定されない。充電制御ECU112は、車載充電器114から供給される電圧と、第1ポート160から供給される電圧とを車載充電装置110の内部で測定し、それらの差を算出してステップ312の判定を行ってもよい。
上記では検出部120により測定された接続ノード122の電圧値を、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧の調整に利用する場合を説明したが、これに限定されない。車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧値の差が小さくなるように、各々の出力電圧を制御できればよい。したがって、充電制御ECU112は、接続ノード122の電圧値を取得することなく、車載充電器114及びPC-ECU142から取得した電圧値(車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電圧値)の差が小さくなるように、車載充電器114及びPC-ECU142の少なくとも一方に指示すればよい。
また、検出部120に電流測定の機能を持たせ、接続ノード122を流れる電流(蓄電池132に供給される電流)を測定して、その電流値を用いて、車載充電器114及びDCDC変換部146の出力電力(電流)を調整してもよい。
上記では、太陽光発電システムにより発電された電力が家庭用蓄電池150に蓄電される場合を説明したが、これに限定されない。家庭用蓄電池150は、再生可能エネルギーにより発電された電力を蓄電できる。例えば、風力発電により発電された電力が家庭用蓄電池150に蓄電されてもよい。これにより、再生可能エネルギーの種類を問わず、車載蓄電池を充電できる。
パワーコンディショナ140と家庭用蓄電池150とは、図1において別のブロックとして示されているが、一体に形成されていてもよい。例えば、パワーコンディショナ140及び家庭用蓄電池150が1つの筐体に収容されていてもよい。
また、車載蓄電池部130の蓄電池132に電力を供給するための直流電源は、パワーコンディショナ140及び家庭用蓄電池150という構成に限定されず、任意である。例えば、DCAC変換機能を有するパワーコンディショナ140を備えていなくてもよい。また、パワーコンディショナ140及び家庭用蓄電池150は、家庭用燃料電池システム等の発電システムにより代替されてもよい。例えば、燃料電池スタックにより発電された直流電力を第1ポート160に供給すれば、上記と同様に、車載蓄電池部130の蓄電池132を充電できる。
上記では、第2ポート162に第2コネクタ172が装着されるとAC充電が開始される場合を説明した。これは、接続ケーブル174が、モード1の充電モード(CPLT(Control Pilot)通信を行わない充電モード)において使用されるケーブルであることを示しているが、これに限定されない。接続ケーブル174は、モード2の充電モードに対応した充電ケーブルであってもよい。モード2対応の充電ケーブルは、ケーブルの途中に制御回路が内蔵された制御ボックスが配置されている。充電を行う場合、充電ケーブルの制御回路は、車両の制御部とCPLT通信を行う。例えば、充電ケーブルの制御回路から車両の制御部に、充電ケーブルの接続状態、電力供給の可否、供給可能な最大電流値、及び故障の有無等を通知する。これにより、車両の制御部は充電準備を行う。車両の制御部から充電ケーブルの制御回路には、充電開始の要求及び充電停止の要求が通知される。充電ケーブルの制御回路は、充電開始の要求を受けて、充電ケーブルを介して車両に電力供給を行い、充電停止の要求を受けて、電力供給を停止する。
AC充電用のケーブルとして、モード2対応の充電ケーブルが使用される場合、車載充電器114又は充電制御ECU112が、充電ケーブルの制御回路とCPLT通信可能であればよい。例えば、AC充電の準備及びAC充電中(例えば、図3に示したステップ322及び324)において、充電制御ECU112は、充電ケーブルの制御回路とCPLT通信を行い、通信結果に応じて車載充電器114の動作を制御する。なお、制御回路は、充電ケーブルの途中に配置された制御ボックスに内蔵される代わりに、第2コネクタ172に内蔵されてもよい。
上記では、充電制御ECU112がパワーコンディショナ140のPC-ECU142と直接通信する場合を説明したが、これに限定されない。AC充電用の充電ケーブルと同様に、パワーコンディショナ140と第1コネクタ170とを接続するDC充電ケーブル(接続ケーブル176)の途中に制御回路が内蔵された制御ボックスが配置され、充電制御ECU112がDC充電ケーブルの制御回路と通信する構成であってもよい。その場合、例えば、図3のステップ300において、充電制御ECU112は、DC充電ケーブルの制御回路とのCPLT通信により、第1コネクタ170が第1ポート160に接続されたか否かを判定してもよい。
充電制御ECU112は、パワーコンディショナ140のPC-ECU142との通信を、DC充電ケーブルの制御回路を介して行う。即ち、DC充電ケーブルに配置される制御回路は、通常のCPLT通信により通信される情報以外の情報をも通信する。通信方式はCPLT通信に限らない。例えば、充電制御ECU112は、PC-ECU142から送信された開始信号(DC充電開始を表す信号)を、DC充電ケーブルの制御回路を介して受信する(図3のステップ302参照)。また、充電制御ECU112は、DC充電ケーブルの制御回路に対して、家庭用蓄電池150及びパワーコンディショナ140の状態に関する情報を要求し、DC充電ケーブルの制御回路は、充電制御ECU112からの要求をPC-ECU142に送信する。これに対して、PC-ECU142は、要求された情報を、DC充電ケーブルの制御回路を介して充電制御ECU112に送信する。例えば、図3のステップ310において、充電制御ECU112は、DC充電ケーブルの制御回路を介してPC-ECU142から、DCDC変換部146の出力電圧値を取得する。図3のステップ316において、DCDC変換部146の出力電圧値を変更する場合、充電制御ECU112は、DC充電ケーブルの制御回路を介してPC-ECU142に変更を指示する。図3のステップ320及び図5のステップ366において、充電制御ECU112は、DC充電ケーブルの制御回路を介してPC-ECU142に指示し、DCDC変換部146を停止させる。
(変形例)
車載充電システム100により、DC充電、AC充電及び同時充電を任意に実行できるので、状況に応じて、適切な充電方法を提供できれば好ましい。第1変形例においては、車両が同時充電可能な環境(例えば自宅)に到着するときに、バッテリの充電量に応じて、同時充電を推奨する。
車載充電システム100により、DC充電、AC充電及び同時充電を任意に実行できるので、状況に応じて、適切な充電方法を提供できれば好ましい。第1変形例においては、車両が同時充電可能な環境(例えば自宅)に到着するときに、バッテリの充電量に応じて、同時充電を推奨する。
(システム構成)
図8を参照して、第2変形例に係る車載充電システム200は、車両102に搭載された車載充電装置110及び車載蓄電池部130と、パワーコンディショナ140と、家庭用蓄電池150と、カーナビゲーションシステム制御用ECU(以下、CN-ECUという)204と、表示装置206とを含む。車載充電システム200は、図1に示した車載充電システム100において、充電制御ECU112を充電制御ECU202で代替し、CN-ECU204及び表示装置206を追加したものである。車載充電システム200は、図1に示した構成を全て含み、車載充電システム100と同様に、DC充電、AC充電及び同時充電を実行できる。したがって、図8において、図1と同じ参照符号を付した要素に関して重複説明を繰返さない。
図8を参照して、第2変形例に係る車載充電システム200は、車両102に搭載された車載充電装置110及び車載蓄電池部130と、パワーコンディショナ140と、家庭用蓄電池150と、カーナビゲーションシステム制御用ECU(以下、CN-ECUという)204と、表示装置206とを含む。車載充電システム200は、図1に示した車載充電システム100において、充電制御ECU112を充電制御ECU202で代替し、CN-ECU204及び表示装置206を追加したものである。車載充電システム200は、図1に示した構成を全て含み、車載充電システム100と同様に、DC充電、AC充電及び同時充電を実行できる。したがって、図8において、図1と同じ参照符号を付した要素に関して重複説明を繰返さない。
充電制御ECU202は、車載充電システム100の充電制御ECU112と同じ機能を有する。充電制御ECU202は、それに加えて、後述するように、CN-ECU204から車両102に関する情報を取得し、それを用いた処理結果に応じたデータを表示装置206に送信する。
CN-ECU204は、カーナビゲーションシステムを制御するECUである。CN-ECU204は、充電制御ECU202からの指示を受けて、要求された情報(車両102の現在位置等)を充電制御ECU202に送信する。表示装置206は、液晶パネル、タッチパネル等であり、例えば、カーナビゲーションシステムの道路情報を表示するタッチパネルである。表示装置206は、充電制御ECU202から入力されるデータ(テキストデータ等)にしたがって画像データを生成して表示する。
(動作)
図9を参照して、車載充電システム200による同時充電の推奨動作に関して説明する。図9に示した処理は、充電制御ECU202内部の制御部が、充電制御ECU202内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。このプログラムは、例えば、車両102のイグニッションキーがオンされると起動する。
図9を参照して、車載充電システム200による同時充電の推奨動作に関して説明する。図9に示した処理は、充電制御ECU202内部の制御部が、充電制御ECU202内部の記憶部から所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。このプログラムは、例えば、車両102のイグニッションキーがオンされると起動する。
ステップ400において、充電制御ECU202は、車両102が自宅に到着したか否かを判定する。具体的には、充電制御ECU202はCN-ECU204から、車両102の現在位置(位置座標)及び自宅の位置(位置座標)を取得し、それらが所定誤差の範囲内で一致するか否かを判定する。CN-ECU204は、GPS(Global Positioning System)により車両102の現在位置を取得する。自宅の位置は、カーナビゲーションシステムに予め登録されているものを使用する。カーナビゲーションシステムに自宅の位置情報が登録されていなければ、カーナビゲーションシステムに記憶されている過去の目的地に対応する出発地点の位置情報等を用いて、自宅位置を推定するようにしてもよい。
自宅に到着したと判定された場合、制御はステップ402に移行する。そうでなければ、制御はステップ400に戻る。したがって、車両102が自宅に到着するまで、ステップ400が繰返される。ステップ402以降の処理は、車両102のイグニッションキーがオフされるまでの間、例えば、ユーザが車両102を車庫に駐車するまでの間に実行される。
ステップ402において、充電制御ECU202は、CN-ECU204から、車両102の前回の出発時刻及び現在時刻を取得し、蓄電池132を充電できる時間(以下、充電可能時間という)を算出する。充電可能時間は、車両102が自宅に停車していると推定される時間である。例えば、前回の出発時刻が午前6時であり、現在時刻が午後9時である場合、車両102が自宅に駐車している時間は9時間と推定され、充電可能時間は9時間に決定される。
ステップ404において、充電制御ECU202は、BT-ECU134から蓄電池132のSOCを取得し、蓄電池132の満充電までの必要電力量を算出する。具体的には、充電制御ECU202は、蓄電池132のSOC(%)と、蓄電池132の最大電力量(kWh)とを用いて、次式により必要電力量(kWh)を算出する。最大電力量は、SOCが100%時の電力量である。
必要電力量=最大電力量×(1-SOC/100)
必要電力量=最大電力量×(1-SOC/100)
ステップ406において、充電制御ECU202は、ステップ402により決定された充電可能時間(h)と、ステップ404により算出された必要電力量(kWh)とを用いて、必要充電電力(kW)を算出する。具体的には、次式により必要充電電力(kW)を算出する。
必要充電電力(kW)=必要電力量(kWh)/充電可能時間(h)
例えば、必要電力量が40kWhであり、充電可能時間が9h(9時間)であれば、必要充電電力は約4.4kWとなる。
必要充電電力(kW)=必要電力量(kWh)/充電可能時間(h)
例えば、必要電力量が40kWhであり、充電可能時間が9h(9時間)であれば、必要充電電力は約4.4kWとなる。
ステップ408において、充電制御ECU202は、ステップ406により算出された必要充電電力が所定のしきい値以下であるか否かを判定する。しきい値は、例えば3kW(車載充電器114から供給可能な最大値)である。しきい値以下であると判定された場合(蓄電池132の充電電力量がそれ程減少していない場合等)、本プログラムを終了する。そうでなければ、制御はステップ410に移行する。上記したように、ステップ406により必要充電電力が4.4kWと算出され、しきい値が3kWであれば、NOと判定され、制御はステップ410に移行する。
ステップ410において、充電制御ECU202は、表示装置206に、同時充電を推奨する旨を表示させる。その後、本プログラムは終了する。例えば、充電制御ECU202は、「同時充電をお勧めします」とのテキストデータを表示装置206に送信する。これを受けて、表示装置206は「同時充電をお勧めします」との文字を含む画像を表示する。
したがって、同時充電を推奨する旨を見たユーザは、蓄電池132の充電電力量を確認して充電方法を選択するような作業を行うことなく、同時充電を実行できる。蓄電池132の充電電力量が小さくなっている場合には、同時充電を行うことにより、次回車両102を使用するとき(自宅出発時)までに蓄電池132の充電が完了していない状況を回避できる。
上記では、自宅に到着したときに処理を行う場合を説明したが、これに限定されない。自宅に到着する少し前に、図9に示したステップ402以降の処理を実行してもよい。その場合、ステップ400において、車両102が自宅から所定距離以内に位置するか否かを判定すればよい。所定距離は予め設定されていればよく、例えば、300m、200m等である。
上記では、ステップ408の判定結果がYES(必要充電電力はしきい値以下)である場合、何も提示しないが、表示装置206にAC充電により満充電可能である旨、又は、AC充電を推奨する旨を提示してもよい。これにより、ユーザは、AC充電だけで、次回車両102を走行させるときまでに蓄電池132を満充電できることが分かり、安心してAC充電を行うことができる。また、家庭用蓄電池150の充電電力量が十分であれば、DC充電を推奨する旨を提示してもよい。DC充電により、AC充電による電力料金の発生を抑制できる。その場合、充電制御ECU202は、PC-ECU142から家庭用蓄電池150の充電電力量を取得して、車両102の蓄電池132を充電するために十分な電力量であるか否かを判定する。なお、接続ケーブル176が、制御回路を含むDC充電ケーブルであれば、充電制御ECU202は、DC充電ケーブルの制御回路を介して、PC-ECU142から家庭用蓄電池150の充電電力量を取得できる。
上記では、表示装置206に同時充電を推奨する旨を表示する場合を説明したが、これに限定されない。ユーザの携帯端末装置に、同時充電を推奨する旨を表示させてもよい。例えば、図10を参照して、車載充電システム210は、車載充電システム200(図8参照)の構成に加えて、無線通信部212を含む。無線通信部212は、例えば、CN-ECU204及び表示装置206と同様にカーナビゲーションシステムに含まれる。無線通信部212とユーザの携帯端末装置214とにおいて無線通信(Wi-Fi、BlueTooth(登録商標)等)の機能が有効になっていれば、充電制御ECU202がCN-ECU204に所定のテキストデータを送信すれば、CN-ECU204は無線通信部212を介してそのテキストデータを携帯端末装置214に転送できる。これにより、携帯端末装置214がメッセージの受信をユーザに知らせると、ユーザは受信したメッセージ(同時充電を推奨する旨のテキスト)を見て、同時充電を行うことができる。ユーザが、自宅到着後すぐに車両102のイグニッションキーをオフすると、表示装置206に表示されている同時充電を推奨する旨を見落とす可能性がある。そのような場合にも、ユーザの携帯端末装置214に同時充電を推奨する旨を表示すれば、ユーザが見落とす可能性を低減できる。
上記では、変形例において、車両102が自宅に到着又は自宅の近くに位置したときに、充電方法を推奨する場合を説明したが、これに限定されない。同時充電可能な環境(AC充電及びDC充電に必要な設備が設けられている場所)であればよく、自宅以外の場所(事業所等)であってもよい。
以上、実施の形態を説明することにより本開示を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本開示は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
100、200、210 車載充電システム
102 車両
110 車載充電装置
112、202 充電制御ECU
114 車載充電器
116 第1切替部
118 第2切替部
120 検出部
122 接続ノード
124 第1直流ライン
126 第2直流ライン
130 車載蓄電池部
132 蓄電池
134 バッテリ制御用ECU(BT-ECU)
140 パワーコンディショナ
142 パワーコンディショナ制御用ECU(PC-ECU)
144 DCAC変換部
146 DCDC変換部
150 家庭用蓄電池
160 第1ポート
162 第2ポート
170 第1コネクタ
172 第2コネクタ
174、176 接続ケーブル
180 商用電源
204 カーナビゲーションシステム制御用ECU(CN-ECU)
206 表示装置
212 無線通信部
214 携帯端末装置
300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324、326、340、342、344、346、360、362、364、366 ステップ
T1、T2、T3、T4、T5 期間
102 車両
110 車載充電装置
112、202 充電制御ECU
114 車載充電器
116 第1切替部
118 第2切替部
120 検出部
122 接続ノード
124 第1直流ライン
126 第2直流ライン
130 車載蓄電池部
132 蓄電池
134 バッテリ制御用ECU(BT-ECU)
140 パワーコンディショナ
142 パワーコンディショナ制御用ECU(PC-ECU)
144 DCAC変換部
146 DCDC変換部
150 家庭用蓄電池
160 第1ポート
162 第2ポート
170 第1コネクタ
172 第2コネクタ
174、176 接続ケーブル
180 商用電源
204 カーナビゲーションシステム制御用ECU(CN-ECU)
206 表示装置
212 無線通信部
214 携帯端末装置
300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324、326、340、342、344、346、360、362、364、366 ステップ
T1、T2、T3、T4、T5 期間
Claims (11)
- 車両に設けられた直流給電口を介して第1直流電力が入力される重畳部と、
前記車両に設けられた交流給電口を介して入力された交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器とを含み、
前記変換器は、生成した前記第2直流電力を前記重畳部に入力し、
前記重畳部は、前記直流給電口を介して入力された前記第1直流電力と前記変換器により生成された前記第2直流電力とを重畳させて第3直流電力を生成し、
前記第3直流電力を前記車両に搭載された蓄電池に出力する、車載充電装置。 - 前記直流給電口及び前記蓄電池を接続する第1直流ラインと、
前記変換器及び前記第1直流ラインを接続する第2直流ラインと、
前記第1直流ライン及び前記第2直流ラインの接続部分における電流及び電圧の少なくとも一方を監視する監視部とを含み、
前記第1直流ライン及び前記第2直流ラインの前記接続部分は、前記重畳部を含み、
前記監視部による監視結果に基づいて、前記直流給電口を介して入力される前記第1直流電力と、前記変換器により生成される前記第2直流電力とを調整する、請求項1に記載の車載充電装置。 - 前記直流給電口及び前記交流給電口の一方に、電力を供給するための第1コネクタが接続された状態において、前記直流給電口及び前記交流給電口の他方に、電力を供給するための第2コネクタが接続されているか否かを検出し、
前記第2コネクタが接続されていることが検出されたことを受けて、前記重畳部は、前記直流給電口を介して入力された前記第1直流電力と、前記変換器により生成された前記第2直流電力とを重畳させる、請求項1又は請求項2に記載の車載充電装置。 - 前記蓄電池の充電電力量に応じて、前記蓄電池を充電するために使用する電力を、前記直流給電口を介して入力される前記第1直流電力、前記第2直流電力、及び、前記第3直流電力の間で切替える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車載充電装置。
- 前記直流給電口を介した前記第1直流電力の入力の有無と、前記交流給電口を介した前記交流電力の入力の有無とに応じて、前記蓄電池を充電するために使用する電力を、前記直流給電口を介して入力される前記第1直流電力、前記第2直流電力、及び、前記第3直流電力の間で切替える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車載充電装置。
- 前記直流給電口は、前記第1直流電力を出力する直流電源に接続され、
前記直流電源は、再生可能エネルギーによる発電により生成される電力を出力する電源を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車載充電装置。 - 前記蓄電池の充電が終了したことを受けて、所定の携帯端末装置に充電が終了したことを示すメッセージを通知する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車載充電装置。
- 前記蓄電池の充電方法の推奨を提示する提示部をさらに含み、
前記提示部は、前記蓄電池の充電が開始される前に、前記直流給電口を介した前記第1直流電力の入力と前記交流給電口を介した前記交流電力の入力とを同時に行うことを推奨することを提示する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車載充電装置。 - 前記蓄電池の充電方法の推奨を提示する提示部をさらに含み、
前記提示部は、前記蓄電池の充電が開始される前に、前記蓄電池の充電電力量に応じて、前記第1直流電力による直流充電の推奨、前記第2直流電力による交流充電の推奨、及び、前記第1直流電力及び前記第2直流電力による同時充電の推奨のいずれかを提示する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車載充電装置。 - 第1直流電力を出力する電源と、
車両に設けられ、前記第1直流電力が入力される直流給電口と、
前記車両に設けられ、交流電力が入力される交流給電口と、
前記交流給電口を介して入力された前記交流電力を変換して第2直流電力を生成する変換器と、
前記直流給電口を介して入力された前記第1直流電力を、前記車両に搭載された蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第1切替部と、
前記第2直流電力を前記蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第2切替部と、
前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、
前記第1切替部を、前記第1直流電力を前記蓄電池に供給する状態にし、且つ、
前記第2切替部を、前記第2直流電力を前記蓄電池に供給する状態にする、車載充電システム。 - 車両に搭載された蓄電池の充電制御方法であって、
第1直流電力を入力する第1ステップと、
交流電力を入力する第2ステップと、
前記交流電力を変換して第2直流電力を生成する第3ステップと、
前記第1直流電力を前記蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第4ステップと、
前記第2直流電力を前記蓄電池に供給する状態と、供給しない状態とを切替える第5ステップとを含み、
前記第4ステップ及び前記第5ステップは、同じ期間に実行され得る、充電制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020177045A JP2022068401A (ja) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法 |
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JP2020177045A JP2022068401A (ja) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法 |
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JP2020177045A Pending JP2022068401A (ja) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 車載充電装置、車載充電システム及び充電制御方法 |
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- 2020-10-22 JP JP2020177045A patent/JP2022068401A/ja active Pending
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