JP3724226B2 - バッテリ充電システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを充電するバッテリ充電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気自動車の普及や蓄電システムの普及にともなって、商用電源からバッテリを充電するための充電システムの開発が進められている。
例えば電気自動車に用いられる車載バッテリを充電するシステムとしては、図5に示すような充電ステーション等に設置された充電器6を用いてバッテリを充電するものがある。
商用電源であるAC電源5に接続される充電器6にケーブル7を介して取り付けられている充電パドル4を電気自動車1の充電ポート3に差し込むことにより、車載されたバッテリ2を充電している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバッテリ充電システムでは、充電中に停電が発生した場合には、停電終了後、直ぐに充電を再開するように構成されている。このため、停電時間が長時間に渡り、停電終了後に、各家庭などでAC電源に接続された電化製品等に同時に給電され、AC電源からの供給電力が不安定になった場合などには、充電を再開した時に誤動作が生じる恐れがあった。
【0004】
また、充電器の回路には、平滑用のコンデンサ等の遅れ要素が含まれ、これらの遅れ要素は、停電により電力供給が停止すると、元の状態に戻るまで時間がかかる。そのため、停電終了直後には、充電器が正常な電力を出力できず、充電システムの制御に誤動作が生じることもあった。
本発明は、上記問題点を改良し、充電時に停電が発生しても、誤動作が生じることのない信頼性が向上したバッテリ充電システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、電源から得られる電力を変換して出力するとともに遅れ要素を備える充電器と、充電器の出力により充電されるバッテリと、バッテリへの充電を制御するバッテリコントローラを有する充電システムにおいて、バッテリコントローラは、電源が停電状態であることを検知する停電検知手段と、停電が継続している停電継続時間を検出する停電継続時間検出手段と、停電が終了した時に、停電継続時間が長いほど長く設定した充電開始遅延時間だけ充電の開始を遅らせる充電開始遅延手段を有するものとした。
【0006】
上記バッテリコントローラは、予め停電継続時間に応じた充電開始遅延時間が記憶されている記憶部を有し、充電開始遅延時間は、停電終了までの停電継続時間が所定時間以内の範囲では、停電継続時間が長いほど長く設定されるが、停電継続時間が上記所定時間を超えたあとは当該所定時間に対応して設定された長さに固定され、上記充電開始遅延手段は、停電終了時に、記憶部から停電継続時間に応じた充電開始遅延時間を読み出し、充電の開始を充電開始遅延時間だけ遅延させることが好ましい。
【0007】
また、充電器およびバッテリ間を、着脱自在に接続する接続手段と、充電器およびバッテリコントローラ間を繋ぐ通信手段を有し、充電器は接続手段を介してバッテリを充電し、充電器およびバッテリコントローラは通信手段を介して充電に関する情報の授受を行い、停電検知手段は、接続手段が接続され、かつ通信手段を介して充電器から充電に関する情報を得られない場合には、停電状態であるとみなすものとすることもできる。
さらに、上記バッテリコントローラはタイマを有し、停電検知手段により停電状態であると検知された場合には、タイマにより、間欠起動し、停電継続時間検出手段は、間欠起動回数から停電時間を検出するものとすることもできる。
【0008】
【作用】
本発明によるバッテリ充電システムでは、例えば充電器とバッテリの接続手段の接続状態と、充電器から充電に関する情報がバッテリ側に出力されているか否か等から、充電器の電源が停電状態であることを判定し、停電継続時間を計測し、停電終了後には、停電継続時間が長いほど長く設定した充電開始遅延時間だけ充電再開を遅延させる。
このため、停電終了後の供給電力が不安定な状態の時、あるいは充電器に含まれる遅れ要素の状態が通常状態まで回復していない状態のときに、充電が行われることはないので、誤動作を防止することができる。
また、停電継続時間に応じて充電開始を遅延させているので、停電時間が短い場合には、必要以上に長時間充電開始を遅延させることはない。
【0009】
予め停電継続時間が長いほど、長い充電開始遅延時間が記憶されている記憶部を設けることにより、停電終了時には、停電継続時間に応じた充電開始遅延時間を簡単な動作処理により記憶部から読み出すことができる。
さらに、タイマを設け、停電時には、バッテリコントローラをタイマにより間欠起動させ、停電継続時間として、間欠起動回数を検出することにより、充電中に停電状態になっても、消費電力を抑えつつ停電継続時間を検出することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図1は本発明の実施例の構成を示す図であり、電気自動車1に搭載されたバッテリ2を充電するために、電気自動車1の充電ポート3へ充電パドル4が接続されている状態を示している。
充電パドル4は、商用電源であるAC電源5に接続されている充電器6にケーブル7を介して接続されている。
充電パドル4から充電ポート3へは、非接触的に充電を行うインダクティブ充電により充電が行われる。
【0011】
電気自動車1の充電ポート3には、バッテリ2およびバッテリコントローラ8が接続されている。
バッテリコントローラ8には、バッテリ残容量検出部12が接続されている。また、バッテリコントローラ8には、タイマ9、再起動カウンタ10およびメモリ11が内蔵されている。
タイマ9は、停電時に、一旦シャットダウンしたバッテリコントローラ8を、間欠起動するためにセットされる。
再起動カウンタ10は、バッテリコントローラ8の間欠起動回数に応じてカウントアップされる。
【0012】
メモリ11には、充電開始遅延時間テーブルが記憶されている。充電開始遅延時間テーブルには、図2に示すように、停電継続時間としての再起動カウンタ10のカウント値に対応した充電開始遅延時間が設定されている。
カウント値が大きいほど充電開始遅延時間は長く設定され、10分以上停電が継続した場合、すなわちカウント値が11以上になった場合には、30分間の充電開始遅延時間が設定されている。
充電器6には、AC電源5から供給される交流電力を整流して直流電力を生成する変換部13および充電器コントローラ14が設けらている。
【0013】
ケーブル7には、電力供給ライン15および通信ライン16が設けられている。
充電器コントローラ14は、AC電源5から電力が供給されると、充電要求信号を通信ライン16、充電パドル4および充電ポート3を介して、バッテリコントローラ8へ出力する。
また、バッテリコントローラ8は、充電を許可する場合には、充電許可信号を充電ポート3、充電パドル4および通信ライン16を介して、充電器コントローラ14へ出力する。
充電器コントローラ14は、バッテリコントローラ8から充電許可信号が通信ライン16を介して入力されると、充電準備時間t分間待機した後、変換部13を制御して、電力供給ライン15を介して、充電パドル4へ充電電力を供給する。
なお、電力供給ライン15、充電パドル4および充電ポート3は発明の接続手段を構成する。また、通信ライン16、充電パドル4および充電ポート3は発明の通信手段を構成する。また、メモリ11は発明の記憶部を構成する。
【0014】
次に図3に示すフローチャートを用いて、充電時の動作の流れを説明する。
まず、各ステップでの動作を説明する。
ステップ101で、充電パドル4が充電ポート3に装着されていない状態から、充電パドル4が充電ポート3に装着された充電パドルオン状態になると、ステップ102でバッテリコントローラ8が起動する。
【0015】
ステップ103で、バッテリコントローラ8は、まず充電器コントローラ14から充電要求信号が出力されているか否かを判定する。
充電要求信号が出力されていない場合には、ステップ122へ進む。
充電要求信号が出力されている場合には、ステップ104へ進む。
ステップ104では、停電時にはカウントアップされている再起動カウンタ10でのカウント値と、予めメモリ11に記憶されている充電開始遅延時間テーブルから、充電開始遅延時間を読み出す。
【0016】
ステップ105では、ステップ104で読み出した充電開始遅延時間が経過して、開始時間になったか否かを監視し、開始時間になったところで、ステップ106へ進み、再起動カウンタ10をリセットする。
ステップ107では、バッテリコントローラ8は、充電許可信号を通信ライン16を介して充電器コントローラ14へ出力する。
ステップ108で、充電器コントローラ14は、充電準備時間t分待機した後、充電パドル4を介して、充電を開始する。
【0017】
次のステップ109およびステップ112は、充電開始後の充電パドル4の装着状態の変化およびAC電源からの給電状態の変化を監視するためのステップである。
まず、ステップ109では、バッテリコントローラ8が、充電パドル4が充電ポート3に装着されている充電パドルオン状態であるか否かを判定し、充電パドルオン状態であれば、ステップ112へ進む。
充電パドルオン状態でなければ、ステップ110へ進む。このときには、充電パドル4が充電ポート3から外れているので、充電状態を停止し、ステップ111でバッテリコントローラ8はシャットダウンする。
ステップ112では、バッテリコントローラ8は、充電器コントローラ14から充電要求信号が出力されているか否かを判定する。
充電要求信号が出力されていない場合には、ステップ117へ進む。
充電要求信号が出力されている場合には、ステップ113へ進む。
【0018】
ステップ113では、バッテリ残容量検知部12で検知されたバッテリ2の残容量から充電が完了しているか否かを判定し、完了していなければ、ステップ109へ戻り、充電を継続する。
充電が完了していれば、ステップ114へ進み、バッテリコントローラ8は充電器コントローラ14への充電許可信号の出力を停止する。
ステップ115で充電器コントローラ14は、充電電力の供給を停止し、充電を終了する。
ステップ116でバッテリコントローラ8はシャットダウンする。
【0019】
ステップ117では、バッテリコントローラ8は、充電許可信号の出力を停止する。
ステップ118では、再起動カウンタ10のカウント値を1カウントアップする。
ステップ119では、タイマ9をセットし、直ぐにステップ120で、バッテリコントローラ8がシャットダウンする。
タイマ9は予め、1分後にバッテリコントローラ8を再起動するように設定されている。
【0020】
ステップ121で、1分間経過後にバッテリコントローラ8が再起動し、ステップ103へ戻る。
ステップ103からステップ122へ進むと、バッテリコントローラ8は、充電パドルオン状態であるか否かを判定し充電パドルオン状態であれば、ステップ118へ進む。
充電パドルオン状態でなければ、ステップ123で再起動カウンタ10をリセットした後、ステップ110、ステップ111へ進み、充電を停止し、バッテリコントローラ8はシャットダウンする。
【0021】
次に、充電を開始した6分後に3分30秒間の停電があった場合の動作を、上記フローチャートおよび図4に示すタイミングチャートを用いて説明する。
まず時刻a1に充電パドル4が充電ポート3に装着され、バッテリコントローラ8が起動する。(ステップ102)。
バッテリコントローラ8では、充電要求信号が入力されているので、再起動カウンタ10のカウント値に基づいて、図2に示す充電開始遅延時間テーブルから充電開始遅延時間を求める。
再起動カウンタの値は0なので、充電開始遅延時間も0である(ステップ104)。
【0022】
時刻a2には、バッテリコントローラ8は、充電許可信号を充電器コントローラ14へ出力する。(ステップ107)。
充電器コントローラでは、充電準備時間t分間待機し、時刻a3に、充電を開始する(ステップ108)。
充電中には、バッテリコントローラ8は、充電パドル4が充電ポート3に装着されているか、充電要求信号が入力されているか、あるいはバッテリ2が満充電状態になっていないかの監視を所定時間間隔で繰り返す(ステップ109、ステップ112およびステップ113)。
【0023】
充電を開始してから6分後の時刻a4に、停電になると、充電コントローラ14は充電要求信号を出力できない。
バッテリコントローラ8では、充電パドル4が充電ポート3に装着されているにも係らず、充電要求信号が入力されないので、ステップ112からステップ117へ進み、充電許可信号の出力を停止する。
再起動カウンタ10を1にカウントアップし(ステップ118)、タイマ9をセットして(ステップ119)から、バッテリコントローラ8はシャットダウンする(ステップ120)。
1分後にタイマ9がオフすると、バッテリコントローラ8は再起動し(ステップ121)、ステップ103へ戻る。
【0024】
ステップ103では、停電のため、充電要求信号は入力されていないので、ステップ103からステップ122へ進み、充電パドル4が装着されているのでステップ118へ進む。
再度、再起動カウンタ10の値を1カウントアップし(ステップ118)、タイマ9をセットして(ステップ119)から、バッテリコントローラ8はシャットダウンする(ステップ120)。
1分後にタイマ9がオフすると、バッテリコントローラ8は再起動し(ステップ121)、ステップ103へ戻る。
上記のステップを繰り返し、停電が始まってから3分30秒後の時刻a5には、再起動カウンタの値は、4までカウントアップされ、タイマ9がセットされている。
【0025】
この時に停電が終了すると、30秒後の時刻a6には、タイマ9がオフになり、バッテリコントローラ8が再起動する(ステップ121)。
充電器コントローラ14は、AC電源5から給電され、充電要求信号を出力しているので、バッテリコントローラ8では、ステップ103からステップ104へ進む。
ステップ104では、再起動カウンタ10は4までカウントアップされているため、図3に示す充電開始遅延時間テーブルから、充電開始遅延時間として5分間を読み出す。
【0026】
ステップ105で、バッテリコントローラ8は、5分間充電の再開を遅延させた後、再起動カウンタ10を0にリセットし(ステップ106)、時刻a7に、充電許可信号を充電器コントローラへ出力する(ステップ107)。
充電器コントローラ14では、充電準備時間t分間待機した後の時刻a8に充電を再開する(ステップ108)。
バッテリ2が満充電状態になると、ステップ113からステップ114へ進み、充電許可信号の出力を停止する。充電器コントローラ14は充電を終了し(ステップ115)、バッテリコントローラ8はシャットダウンする(ステップ116)。
【0027】
ステップ106で再起動カウンタ10をリセットしているので、充電中に停電が再度発生した場合にも、充電開始を遅延させることができる。
また、充電中に充電パドル4が充電ポート3から外れた場合には、ステップ109からステップ110へ進み、充電を終了させる。
停電時に、充電パドル4が外れた場合には、ステップ122からステップ123へ進み、再起動カウンタ10をリセットした後、ステップ110へ進み、充電を終了させる。
なお、フローチャートのステップ103、109、112および122は、発明の停電検知手段を構成し、ステップ118〜121は停電継続時間検出手段を、ステップ104および105は、充電開始遅延手段を構成する。
【0028】
上記のように、充電パドル4が充電ポート3に装着されているにも係らず、充電器6の充電器コントローラ14から充電要求信号が出力されていない場合には、充電器6のAC電源5が停電状態であると判定し、停電継続時間を検出し、停電終了後には、停電継続時間に応じた充電開始遅延時間を充電開始遅延時間テーブルから読み出し、充電再開を遅延させるので、停電終了後の供給電力が不安定な状態の時や、充電器6の遅れ要素が通常状態まで回復していない状態の時には、充電が行われることはないので、誤動作を防止することができる。
【0029】
また、メモリ11に記憶された充電開始遅延時間テーブルには、予め停電継続時間が長いほど、長い充電開始遅延時間が設定されているので、停電終了後には、簡単な動作処理で充電開始遅延時間を読み出すことができる。
また、停電継続時間の長短に応じて、電源からの電力供給状態が安定するために必要な時間だけ、充電開始を遅延させることができ、停電時間が短い場合には、必要以上に長時間充電開始を遅延させることはない。
【0030】
さらに、バッテリコントローラ8の間欠起動回数から、停電継続時間を検出するので、充電中に停電状態になっても、消費電力を抑えつつ停電継続時間を検出することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバッテリ充電システムでは、例えば充電器とバッテリの接続手段の接続状態と、充電器から充電に関する情報がバッテリ側に出力されているか否か等から、充電器の電源が停電状態であることを判定し、停電継続時間を計測し、停電終了後には、停電継続時間が長いほど長く設定した充電開始遅延時間だけ充電再開を遅延させるので、停電継続時間が短い場合には、必要以上に長時間充電開始を遅延させることを防止しつつ、停電継続時間が長い場合には、停電終了後、供給電力が安定し、充電器の遅れ要素の状態が通常状態まで回復するために十分な時間充電再開を遅延させるので、誤動作を防止でき、信頼性を向上させることができる。
【0032】
また、予め停電継続時間が長い場合には、長い充電開始遅延時間が記憶されている記憶部を設け、停電終了時には、この記憶部から充電開始遅延時間を読み出すので、簡単な動作処理で、充電開始遅延時間を得ることができる。
さらに、タイマを設け、停電時には、バッテリコントローラをタイマにより間欠起動させ、間欠起動回数により、停電継続時間を検出することにより、充電中に停電状態になっても、消費電力を抑えつつ停電継続時間を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】充電開始遅延時間テーブルの説明図である。
【図3】実施例の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図4】実施例の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図5】従来例の構成を説明する図である。
【符号の説明】
1 電気自動車
2 バッテリ
3 充電ポート
4 充電パドル
5 AC電源
6 充電器
7 ケーブル
8 バッテリコントローラ
9 タイマ
10 再起動カウンタ
11 メモリ
12 バッテリ残容量検知部
13 変換部
14 充電器コントローラ
15 電力供給ライン
16 通信ライン
Claims (4)
- 電源から得られる電力を変換して出力するとともに遅れ要素を備える充電器と、
該充電器の出力により充電されるバッテリと、
該バッテリへの充電を制御するバッテリコントローラを有する充電システムにおいて、
前記バッテリコントローラは、前記電源が停電状態であることを検知する停電検知手段と、停電が継続している停電継続時間を検出する停電継続時間検出手段と、停電が終了した時に、前記停電継続時間が長いほど長く設定した充電開始遅延時間だけ充電の開始を遅らせる充電開始遅延手段を有することを特徴とするバッテリ充電システム。 - 前記バッテリコントローラは、予め停電継続時間に応じた充電開始遅延時間が記憶されている記憶部を有し、
前記充電開始遅延時間は、停電終了までの停電継続時間が所定時間を超えたあとは当該所定時間に対応して設定された長さに固定され、
前記充電開始遅延手段は、停電終了時に、前記記憶部から停電継続時間に応じた充電開始遅延時間を読み出し、充電の開始を充電開始遅延時間だけ遅延させることを特徴とする請求項1記載のバッテリ充電システム。 - 前記充電器およびバッテリ間を、着脱自在に接続する接続手段と、
前記充電器およびバッテリコントローラ間を繋ぐ通信手段を有し、
前記充電器は接続手段を介してバッテリを充電し、
前記充電器およびバッテリコントローラは通信手段を介して充電に関する情報の授受を行い、
前記停電検知手段は、前記接続手段が接続され、かつ前記通信手段を介して前記充電器から充電に関する情報を得られない場合には、停電状態であるとみなすことを特徴とする請求項1または2記載のバッテリ充電システム。 - 前記バッテリコントローラはタイマを有し、前記停電検知手段により停電状態であると検知された場合には、前記タイマにより、間欠起動し、
停電継続時間検出手段は、間欠起動回数から停電時間を検出することを特徴とする請求項1、2または3記載のバッテリ充電システム。
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