JP4970605B1 - 車載用充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電に先立ち充電制御パラメータを確実に取得し安全に充電可能とすること。
【解決手段】充電部１０５は、充電制御パラメータに従って蓄電池１１１を充電する。記憶部１０３は、地図上の複数のエリアと複数の充電制御パラメータとを相互に対応付けたテーブルを記憶する。位置情報受信部１０１は、車両２５０の現在位置を示す位置情報を取得する。制御部１０４は、位置情報に基づいてテーブルを参照して、現在位置を含むエリアに対応付けられている充電制御パラメータを充電ケーブル１０７が接続されていないときに設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気自動車に搭載される蓄電池を外部の電源からケーブルを介して充電する車載用充電装置に関する。
従来、車載用充電装置としては、電気自動車等の車両に搭載され、外部の商用電源から電源ケーブルが接続されることにより、車載蓄電池を充電するものが知られている（例えば、特許文献１）。この際、車載用充電装置は、充電中において、電源ケーブルを通信経路とする通信を行うことにより、商用電源から、充電制御パラメータを取得する。そして、車載用充電装置は、取得した充電制御パラメータを設定し、充電動作を継続する。このように、充電制御パラメータの設定後に、充電制御パラメータに従って充電を行う。
国際公開第２００９／０１４２２８号
しかしながら、従来の車載用充電装置においては、充電に用いる電源ケーブルを通信経路とする通信を行うことにより充電制御パラメータを取得するので、充電開始前には、充電制御パラメータを取得することができない。従って、従来の車載用充電装置においては、外部の商用電源に電源ケーブルを接続して充電を開始した後に、充電制御パラメータを設定することになる。この場合には、充電制御パラメータを設定する前に、車載用充電装置等に過剰な電流が流れるなどにより発火等の危険性があるという問題がある。
本発明の目的は、充電に先立ち充電制御パラメータを確実に取得し安全に充電可能とすることである。
本発明の車載用充電装置は、車両に搭載される蓄電池を前記車両の外部にある電源からケーブルを介して充電する車載用充電装置であって、エリア毎の充電時の最大電流を表す充電制御パラメータに従って前記蓄電池を充電する充電部と、地図上の複数のエリアと複数の前記充電制御パラメータとを相互に対応付けたテーブルを記憶する記憶部と、前記車両の現在位置を示す位置情報を取得する取得部と、前記位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記現在位置を含むエリアに対応付けられている充電制御パラメータを前記ケーブルが接続されていないときに設定する制御部と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、ケーブルが接続されていないときに車両の有るエリアに応じた充電制御パラメータを取得しておくため、充電に先立ち充電制御パラメータを確実に取得でき、安全に充電可能とすることができる。
本発明の実施の形態における充電システムの構成を示す図 本発明の実施の形態における充電制御パラメータを充電時の最大電流とした場合の記憶部に記憶するテーブルを示す図 本発明の実施の形態における充電制御パラメータを電源電圧とした場合の記憶部に記憶するテーブルを示す図 本発明の実施の形態における充電制御パラメータを電源周波数とした場合の記憶部に記憶するテーブルを示す図 本発明の実施の形態における充電制御パラメータを設定するタイミングの一例を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態）
＜充電システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態における充電システム２００を示す図である。
車両２５０は、車載用充電装置１００と、充電ケーブル１０７と、電動機１０８と、インバータ１０９と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０と、蓄電池１１１と、鉛蓄電池１１２とを備える。また車両２５０は、車載用充電装置１００により充電した蓄電池１１１に蓄積した電気エネルギを動力源として走行する。
充電スタンド２６０は、コンセント２０１と、充電ケーブル２０２と、車両外部の商用電源に接続した分電盤２０３とを備える。また、充電スタンド２６０は、車両２５０に搭載される車載用充電装置１００を介して蓄電池１１１を充電する。
車載用充電装置１００は、位置情報受信部１０１と、イグニッションキー１０２と、記憶部１０３と、制御部１０４と、充電部１０５と、報知部１０６とを備える。また、車載用充電装置１００は、車両２５０に搭載される蓄電池１１１を充電する。具体的には、車載用充電装置１００は、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに、充電制御パラメータを取得して設定し、設定した充電制御パラメータに従って、蓄電池１１１の充電を開始する。なお、車載用充電装置１００の詳細な構成については、後述する。
電動機１０８は、車両の駆動輪を回転させる動力を発生させるものである。また電動機１０８は、車両の駆動輪の車軸に連結され、車両２５０が減速する際の運動エネルギを電気エネルギ（回生エネルギ）に変換することもできる。このとき、電動機１０８は、変換した電気エネルギをインバータ１０９に出力する。
インバータ１０９は、制御部１０４の制御に従って、電動機１０８から入力した電気エネルギを交流から直流に変換する。また、インバータ１０９は、直流の電気エネルギを蓄電池１１１に蓄積させる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、制御部１０４の制御に従って、充電部１０５または蓄電池１１１が出力する直流の電気エネルギを変圧する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧した電気エネルギを、蓄電池１１１以外の鉛蓄電池１１２に蓄積させる。
蓄電池１１１は、インバータ１０９から出力された直流の電気エネルギを蓄積するとともに、充電部１０５から出力された直流の電気エネルギを蓄積する。蓄電池１１１には、エネルギ密度の高い二次電池（例えば、ニッケル水素充電池、リチウムイオン充電池等）、または、高容量のキャパシタを用いることができる。
＜車載用充電装置の構成＞
位置情報受信部１０１は、無線回線により位置情報を取得する。具体的には、位置情報受信部１０１は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信し、受信した信号を復調することにより車両２５０の現在位置を示す位置情報を取得する。そして、位置情報受信部１０１は、取得した位置情報を制御部１０４へ出力する。
イグニッションキー１０２は、図示しないエンジンの始動を開始、または車両２５０の走行を可能にするために設けられる。また、イグニッションキー１０２は、オンされたか否かの情報を制御部１０４へ出力する。
記憶部１０３は、エリアと充電制御パラメータとを対応付けたテーブルを記憶する。なお、テーブルについては後述する。
制御部１０４は、イグニッションキー１０２からオンされた情報が入力した場合に、位置情報受信部１０１から入力した位置情報に対応する充電制御パラメータを記憶部１０３から読み出す。
具体的には、制御部１０４は、記憶部１０３に記憶しているテーブルにおいて、位置情報受信部１０１から入力した位置情報を含むエリアが存在するか否かを判定する。制御部１０４は、位置情報を含むエリアが存在する場合には、そのエリアに対応付けられている充電制御パラメータを、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに記憶部１０３から読み出す。制御部１０４は、位置情報を含むエリアが存在しない場合には、テーブルにおける充電制御パラメータの最小値を、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに記憶部１０３から読み出す。この際、制御部１０４は、位置情報を含むエリアがテーブルに存在しないことを報知部１０６により報知するように制御する。
また、制御部１０４は、読み出した充電制御パラメータを、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに設定する。また、制御部１０４は、設定した充電制御パラメータに従って充電を開始するように充電部１０５を制御する。
充電部１０５は、充電ケーブル１０７を介して電源コンセント２０１に接続し、制御部１０４は、電源コンセント２０１に充電ケーブル１０７が挿入された後に、設定した充電制御パラメータに従って蓄電池１１１を充電する。
報知部１０６は、制御部１０４の制御に従って、現在位置を含むエリアがテーブルに存在しないことを車両２５０の運転者に報知する。
分電盤２０３は、充電ケーブル２０２によりコンセント２０１と接続しており、充電ケーブル２０２、コンセント２０１及び電源ケーブル１０７を介して充電部１０５に電気エネルギを供給する。
なお、制御部１０４は、テーブルにおいて最小値の充電制御パラメータを設定した場合には、図示しない表示部にその旨を表示させる制御、または図示しないスピーカより音声でその旨を知らせる制御を行うようにしてもよい。これにより、車両２５０のドライバーは、車両２５０を移動させて、テーブルに登録されているエリアを探して、そのエリアで充電を行うことができる。
＜充電制御パラメータを設定する動作＞
車両２５０に搭載した充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに、位置情報受信部１０１は、無線回線により、車両２５０の現在位置を示す位置情報を取得する。記憶部１０３は、地図上の複数のエリアと複数の充電制御パラメータとを相互に対応付けたテーブルを記憶している。また、制御部１０４は、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに、位置情報受信部１０１から入力した位置情報に基づいて記憶部１０３に記憶するテーブルを参照して、現在位置を含むエリアに対応付けられている充電制御パラメータを記憶部１０３から読み出して設定する。
図２は、充電制御パラメータを充電時の最大電流とした場合の記憶部１０３に記憶するテーブルを示す図である。
図２のテーブルでは、地図上の複数のエリアと複数の充電時の最大電流Ｉｍａｘとを相互に対応付ける。また、図２では、各エリアは、緯度及び軽度により特定される。例えば、図２に示すように、各エリアは、国毎に設定される。また、充電時の最大電流Ｉｍａｘは、各エリアで充電する際に車載用充電装置１００に流れる最大電流を各々示すものである。制御部１０４は、現在位置を含むエリアに対応付けられている充電時の最大電流Ｉｍａｘを充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに設定する。これにより、各エリアの充電時の最大電流Ｉｍａｘで充電する際の安全性を確保することができる。
詳説すると、国毎に商用電源にて使用される充電ケーブル２０２の太さは異なり、充電ケーブル２０２の太さに応じて流すことのできる最大限界電流値は異なる。この最大限界電流値を車両２５０側で計測することは困難である。充電ケーブル２０２の太さに起因する最大限界電流値を超える電流にて車両２５０が充電を行うと、充電ケーブル２０２が発熱もしくは発火などをおこす危険性がある。この理由により、充電前に充電時の最大電流Ｉｍａｘを設定できることは非常に有用である。
図３は、充電制御パラメータを電源電圧とした場合の記憶部１０３に記憶するテーブルを示す図である。
図３のテーブルでは、地図上の複数のエリアと複数の電源電圧Ｖとを相互に対応付ける。また、電源電圧は、各エリアで充電する際の電源電圧Ｖを各々示すものである。制御部１０４は、現在位置を含むエリアに対応付けられている電源電圧Ｖを充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに設定する。これにより、各エリアの電源電圧Ｖで充電する際の安全性を確保することができる。
図４は、充電制御パラメータを電源周波数とした場合の記憶部１０３に記憶するテーブルを示す図である。
図４のテーブルでは、地図上の複数のエリアと複数の電源周波数Ｆとを相互に対応付ける。また、電源周波数Ｆは、各エリアで充電する際の電源周波数Ｆを各々示すものである。制御部１０４は、現在位置を含むエリアに対応付けられている電源周波数Ｆを充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていないときに設定する。これにより、各エリアの電源周波数Ｆで充電する際の安全性を確保することができる。
なお、制御部１０４は、位置情報受信部１０１から入力した位置情報に基づいて記憶部１０３に記憶するテーブルを参照した結果、現在位置を含むエリアが無い場合、かつ充電制御パラメータが充電時の最大電流である場合には、テーブルにおける充電制御パラメータの最小値を設定する。
例えば、図２のテーブルでは、制御部１０４は、充電時の最大電流Ｉｍａｘの最小値である、Ｂ国と対応付けられている１０［Ａ］を設定する。特に、現在位置を含むエリアが無い場合に、充電制御パラメータとしての最大電流Ｉｍａｘの最小値を設定することは有用である。上述のごとく、充電ケーブル２０２の最大限界電流値を車両２５０側で計測することは困難であるため、当該エリアの充電制御パラメータを有さない場合に最も安全と考えられる値に設定することは、充電ケーブル２０２の発熱もしくは発火などを防止する観点で有用である。
＜充電制御パラメータを設定するタイミング＞
図５は、充電制御パラメータを設定するタイミングの一例を示す図である。図５において、車両２５０はＡ国からＢ国に移動するものとする。また、国境Ｋは、Ａ国とＢ国との国境である。
図５より、位置情報受信部１０１は、車両２５０がＡ国から国境Ｋを超えてＢ国に入国した際に、Ｂ国のエリア内の現在位置を示す位置情報を取得する。
従って、車両２５０の制御部１０４は、記憶部１０３に記憶しているテーブルを参照して、Ｂ国に対応付けられている充電制御パラメータを設定する。
例えば、図２のテーブルの場合には、制御部１０４は、車両２５０の走行中において、Ｂ国に対応付けられている充電時の最大電流１０［Ａ］を取得して設定する。また、図３のテーブルの場合には、制御部１０４は、車両２５０の走行中において、Ｂ国に対応付けられている電源電圧２３０［Ｖ］を取得して設定する。また、図４のテーブルの場合には、制御部１０４は、車両２５０の走行中において、Ｂ国に対応付けられている電源周波数５０［Ｈｚ］を取得して設定する。
なお、車両２５０は、充電制御パラメータを設定した後に、Ｂ国内の充電スタンド２６０で充電を開始する。
このように、本実施の形態では、取得した現在位置を示す位置情報に対応する充電制御パラメータを、充電ケーブルが接続されていないときに設定する。これにより、本実施の形態によれば、充電に先立ち充電制御パラメータを確実に取得でき、安全に充電可能とすることができる。
また、本実施の形態によれば、充電ケーブルが接続されていないときに、充電制御パラメータとして充電時の最大電流を設定する場合には、充電の際に過剰な電流が流れることを確実に防ぐことができ、発火等の危険性を回避することができる状態にすることができる。
また、本実施の形態では、現在位置を示す位置情報を含むエリアがテーブルに存在しない場合、かつ充電制御パラメータが充電時の最大電流である場合には、テーブルにおける充電制御パラメータの最小値を設定する。これにより、本実施の形態によれば、現在位置を示す位置情報を含むエリアがテーブルに無い場合でも、充電制御パラメータを充電前に設定することができる。
また、本実施の形態によれば、現在位置を含むエリアがテーブルに存在しないことを報知するので、安全に充電できない可能性が有ることを車両の運転者に報知することができる。
なお、本実施の形態において、充電制御パラメータとして充電時の最大電流、電源電圧または電源周波数を用いたが、本発明はこれに限らず、充電時の最大電流、電源電圧及び電源周波数以外の任意のパラメータを用いることができる。
また、本実施の形態において、制御部１０４は、イグニッションキー１０２からオンされた情報が入力した場合に、位置情報受信部１０１から入力した位置情報に対応する充電制御パラメータを記憶部１０３から読み出したが、本発明はこれに限らず、イグニッションキー１０２がオフしているときでも、充電ケーブル１０７がコンセント２０１に接続されていなければ、充電制御パラメータを記憶部１０３から読み出すことができる。
ただし、イグニッションキー１０２がオフした場合、充電を開始してしまう場合があるので、イグニッションキー１０２からオンされた情報が入力した場合に充電制御パラメータを読み出しておく方が、充電に先立ち充電制御パラメータを確実に取得し安全に充電可能とする観点で好適である。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本発明に係る車載用充電装置及び充電制御パラメータの設定方法は、例えば電気自動車に搭載される蓄電池を充電するのに好適である。
１００ 車載用充電装置
１０１ 位置情報受信部
１０２ イグニッションキー
１０３ 記憶部
１０４ 制御部
１０５ 充電部
１０６ 報知部
１０７、２０２ 充電ケーブル
１０８ 電動機
１０９ インバータ
１１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１ 蓄電池
１１２ 鉛蓄電池
２００ 充電システム
２０１ コンセント
２０３ 分電盤
２５０ 車両
２６０ 充電スタンド

Claims (6)

  1. 車両に搭載される蓄電池を前記車両の外部にある電源からケーブルを介して充電する車載用充電装置であって、
    エリア毎の充電時の最大電流を表す充電制御パラメータに従って前記蓄電池を充電する充電部と、
    地図上の複数のエリアと複数の前記充電制御パラメータとを相互に対応付けたテーブルを記憶する記憶部と、
    前記車両の現在位置を示す位置情報を取得する取得部と、
    前記位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記現在位置を含むエリアに対応付けられている充電制御パラメータを前記ケーブルが接続されていないときに設定する制御部と、
    を具備する車載用充電装置。
  2. 前記制御部は、前記現在位置を含むエリアが前記テーブルに無い場合には、前記テーブルにおける前記エリア毎の充電時の最大電流の最小値を設定する、
    請求項１記載の車載用充電装置。
  3. 前記記憶部は、前記複数のエリアである複数の国と複数の前記充電制御パラメータとを相互に対応付けた前記テーブルを記憶し、
    前記取得部は、前記車両が移動して国境を越えた際に移動先の国の前記位置情報を取得し、
    前記制御部は、前記移動先の国の前記位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記現在位置を含む国に対応付けられている充電制御パラメータを前記蓄電池の充電の前に設定する、
    請求項１または請求項２記載の車載用充電装置。
  4. 前記制御部は、イグニッションがオンであるときに前記現在位置を含むエリアに対応付けられている充電制御パラメータを設定する、
    請求項１または請求項２記載の車載用充電装置。
  5. 前記現在位置を含むエリアが前記テーブルに無い場合に、前記現在位置を含むエリアが前記テーブルに無い旨を報知する報知部をさらに備えた、
    請求項１または請求項２記載の車載用充電装置。
  6. 請求項１または請求項２記載の車載用充電装置を具備する車両。
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