JP5791466B2 - Electric vehicle charging system - Google Patents
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Description
本発明は、一般住宅において電気自動車を充電するための電気自動車充電システムに関する。 The present invention relates to an electric vehicle charging system for charging an electric vehicle in a general house.
近年、電気自動車の普及に伴い、一般住宅において家庭用電源を使用して電気自動車を充電する充電システムの普及が進んでいる。このような充電システムは、通常電力の使用の少ない、また電力料金が安く設定されている夜間に充電する設定が設けられている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the popularization of electric vehicles, charging systems for charging electric vehicles using a household power source in general homes are becoming popular. Such a charging system is provided with a setting for charging at night when normal power consumption is low and the power charge is set low (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、電力使用量の少ない夜間であっても、深夜温水器やIHクッキングヒータ等の大きな電力を必要とする機器が同時に稼働すると電力使用量が増大して住宅の定格容量を超え、主幹ブレーカ或いは電流制限器が遮断動作する事態が考えられる。
このような事態を避ける必要があるため、充電中に住宅で使用する電流を計測して家庭全体の使用電流が電力会社との契約電流量或いは主幹ブレーカの定格に近づいたら電気自動車の充電を一時的に停止させて使用電流を下げるシステムが考えられるが、一時的ではあっても充電を停止することで、電気自動車はエネルギーの消費を抑えるスリープモードに移行する場合がある。このようなモード切り替えを行う電気自動車は、モード切替時は充電操作を一時的に受け付けないブランク時間が発生し、再充電がスムーズに行われない状況の発生が考えられた。
However, even at night when the amount of power used is low, if a device that requires a large amount of power, such as a midnight water heater or an IH cooking heater, operates simultaneously, the amount of power used increases and exceeds the rated capacity of the house. A situation where the limiter is shut off is considered.
Since it is necessary to avoid this situation, measure the current used in the house during charging, and temporarily charge the electric vehicle when the current used by the entire household approaches the contracted current amount with the power company or the rating of the main breaker. Although a system for stopping the operation and reducing the use current can be considered, there is a case where the electric vehicle shifts to a sleep mode in which energy consumption is suppressed by stopping charging even if it is temporary. In an electric vehicle that performs such mode switching, a blank time during which the charging operation is not temporarily accepted during mode switching occurs, and a situation in which recharging is not performed smoothly has been considered.
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、一時的に電流の供給が停止しても充電再開時は確実に充電を実施できる電気自動車充電システムを提供することを目的としている。 Therefore, in view of such a problem, the present invention has an object to provide an electric vehicle charging system capable of reliably performing charging when resuming charging even when current supply is temporarily stopped.
上記課題を解決する為に、請求項1の発明は、家屋に引き込んだ商用電源を使用して電気自動車を充電するための電気自動車充電システムであって、分電盤の主幹ブレーカを流れる電流を測定する電流測定手段と、前記分電盤から電気自動車へ至る充電路を開閉する開閉接点部と、前記充電路の電流を検出する電流センサと、電気自動車充電中に前記電流測定手段が所定の第1の電流閾値を越える過電流を検出したら前記開閉接点部を開操作する充電路制御部と、前記開閉接点部を手動で開閉操作する開閉操作部とを有し、前記過電流検出を受けて前記充電路制御部が前記開閉接点部を動作させた後、前記開閉操作部の操作で閉操作されても前記充電路に電流が流れない場合は、前記充電路制御部が前記開閉接点部を開に切り替え、一定時間が経過したら再度閉動作させることを特徴とする。
この構成によれば、スリープモードへの切替動作中等の充電できない電気自動車のブランク時間帯に充電開始操作を行った場合でも、充電電流の状態からそれを認識し、閉じた開閉接点部を一旦開に切り替えて再度閉動作させるため、ブランク時間帯を避けて再度充電操作が行われる。よって、確実に充電が再開される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
According to this configuration, even when a charging start operation is performed during a blank time period of an electric vehicle that cannot be charged, such as during an operation for switching to a sleep mode, the charging current state is recognized and the closed switching contact portion is once opened. Therefore, the charging operation is performed again while avoiding the blank time period. Therefore, charging is reliably restarted.
請求項2の発明は、家屋に引き込んだ商用電源を使用として電気自動車を充電するための電気自動車充電システムであって、分電盤の主幹ブレーカを流れる電流を測定する電流測定手段と、前記分電盤から電気自動車へ至る充電路を開閉する開閉接点部と、前記充電路の電流を検出する電流センサと、電気自動車充電中に前記電流測定手段が所定の第1の電流閾値を越える過電流を検出したら前記開閉接点部を開動作させ、その後前記主幹ブレーカを流れる電流が前記第1の電流閾値より小さい所定の第2の電流閾値を下回る値となったら前記開閉接点部を閉動作させる充電路制御部とを有し、前記充電路制御部は、前記開閉接点部を閉動作させた際に前記充電路に電流が流れない場合は、前記開閉接点部を開に切り替えると共に一定時間が経過したら再度閉動作させることを特徴とする。
この構成によれば、スリープモードへの切替動作中等の充電できない電気自動車のブランク時間帯に充電が再開された場合でも、充電電流の状態からそれを認識し、閉じた開閉接点部を一旦開に切り替えて再度閉動作させるため、ブランク時間帯を避けて再度充電操作が行われる。よって、確実に充電が再開される。
The invention of
According to this configuration, even when charging is resumed during a blank time zone of an electric vehicle that cannot be charged, such as during a switching operation to sleep mode, it is recognized from the state of the charging current, and the closed switching contact portion is temporarily opened. Since the switching operation is performed again, the charging operation is performed again while avoiding the blank time period. Therefore, charging is reliably restarted.
本発明によれば、スリープモード切替動作中等の充電ができない電気自動車のブランク時間帯に電気自動車の充電が再開された場合でも、充電電流の状態からそれを認識し、閉じた開閉接点部を一旦開に切り替えて再度閉動作させるため、ブランク時間帯を避けて再度充電操作が行われる。よって、確実に充電が再開される。 According to the present invention, even when charging of an electric vehicle is resumed in a blank time zone of an electric vehicle that cannot be charged, such as during sleep mode switching operation, the charging switch recognizes it from the state of charging current and temporarily closes the closed switching contact portion. In order to switch to open and close again, the charging operation is performed again avoiding the blank time period. Therefore, charging is reliably restarted.
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係る電気自動車充電システムの一例を示す構成図であり、1は商用電源からの引き込み線L1が接続されて家庭用電源を管理する分電盤、2は電気自動車、3は家庭内で使用する電流を監視する電流監視装置、4は電気自動車2への充電を制御する充電制御装置、5は充電ケーブル6を介して電気自動車2を接続する充電ボックスである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an electric vehicle charging system according to the present invention. 1 is a distribution board for managing a household power source to which a lead-in line L1 from a commercial power source is connected, 2 is an electric vehicle, and 3 is A current monitoring device that monitors current used in the home, 4 is a charging control device that controls charging of the
分電盤1には、電力会社との契約電流を越えたら遮断動作する電流制限器11、過電流や漏電が発生したら遮断動作する主幹ブレーカ12、家庭内の各種電気機器が接続される分岐ブレーカ13,13・・、家庭で使用される電流を測定するための変流器14等が組み付けられている。
引き込み線L1が接続された電流制限器11の二次側は主電路L2により主幹ブレーカ12の一次側に接続され、主幹ブレーカ12の二次側は主電路L2を構成する銅バーにより個々の分岐ブレーカ13,13・・に接続されている。変流器14は電流制限器11の一次側に配置されて、引き込み線L1(及び主電路L2)を流れる電流を検出する。充電制御装置4は1つの分岐ブレーカ13の二次側に接続された電線L3が接続され、二次側が電線L4を介して充電ボックス5に接続されている。これら電線L3,L4、そして充電ケーブル6は電気自動車2を充電するための充電路を構成している。
尚、変流器14は家庭で使用される全体の電流を検出できれば良く、電流制限器11の二次側であっても良いし、主幹ブレーカ12の二次側であっても良い。
The
The secondary side of the
The
電流監視装置3は、変流器14の電流情報を基に充電制御装置4に制御信号を出力する。具体的に、CPUを内蔵して電流制限器11が作動する電流値より僅かに小さい80〜90%の電流値に設定された第1の電流閾値と、第1の電流閾値より十分小さい例えば50%の電流値に設定された第2の電流閾値とが設けられ、変流器14が検出した電流値が第1の電流閾値を越えたら充電停止信号を充電制御装置4に出力し、第2の電流閾値を下回ったら充電開始信号を出力する。この制御信号は、信号線L5により電流制御装置4に伝送される。
The current monitoring device 3 outputs a control signal to the
充電ボックス5は、車庫等に設置され、電気自動車2を充電するための充電ケーブル6を接続するコンセント(図示せず)を備えている。
The charging box 5 is installed in a garage or the like, and includes an outlet (not shown) for connecting a charging cable 6 for charging the
図2は充電制御装置4の回路ブロック図を示している。この図2に示すように、充電制御装置4は、充電路を開閉操作する例えばパワーリレーから成る開閉接点部16、充電路を流れる電流を検出する電流センサ17、開閉接点部16の作動時刻や動作タイミングを管理するタイマ回路18、開閉接点部16を制御するCPUから成る開閉制御部19、警報音を発するブザー20、開閉接点部16を手動操作するための操作部21等を備えている。
FIG. 2 shows a circuit block diagram of the
このように構成された電気自動車充電システムの動作は以下のようである。図3は充電停止から充電再開に至る開閉接点部16と電気自動車2の充電状態と電気自動車2のモードとの関係を示すタイミングチャート図であり、この図を参照して説明する。
尚、図3に示すP1〜P4は開閉接点部16の切替動作点を示し、P1は開動作する点、P2は閉動作する点、P3は開動作する点、P4は閉動作する点をそれぞれ示している。
The operation of the electric vehicle charging system configured as described above is as follows. FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the switching
Note that P1 to P4 shown in FIG. 3 indicate switching operation points of the
先ず、充電ボックス5に充電ケーブル6を介して電気自動車2が接続されて、タイマ回路18が予めセットされた所定のスタート時刻になったら、或いは操作部21が開始操作(開閉接点部16の閉操作)されたら、開閉制御部19の制御により開閉接点部16が閉動作して充電が開始される。その後、タイマ回路18が予めセットされた所定の充電終了時刻になったら、或いは操作部21が終了操作(開閉接点部16の開操作)されたら充電は終了する。
First, when the
この充電動作中において、電流監視装置3は変流器14により主電路L2の電流を監視し、主電路L2に流れる電流が第1の電流閾値を超える過電流を検出したら、充電制御装置4に対して充電停止信号を出力する。この充電停止信号を受信した開閉制御部19は、開閉接点部16を開動作させて電気自動車2への充電を停止させる(P1点)。このとき、ブザー20が警報音を鳴動する。
During this charging operation, the current monitoring device 3 monitors the current in the main electric circuit L2 with the
一方、充電モード状態にあった電気自動車2は、充電停止を受けて一定時間(ここでは5分とする)T1が経過したら電力の消費を最小限にするために通常スリープモードに移行する。このスリープモードへの移行は、1秒程度移行時間を要し、この間はブランク時間となり充電電圧が印加されても反応せず充電を実施しない。図3においてΔTはこの移行時間を示している。
On the other hand, the
そのため、充電が停止されてからスリープモードに移行する時間と同じ5分経過後に主電路L2の電流が第2の電流閾値以下まで低下して、開閉制御部19が開閉接点部16を閉動作させると、スリープモード移行のタイミングと充電再開のタイミングが一致して充電が開始されない事態が発生する。
これは手動操作の場合も同様であり、充電が停止してからスリープモード移行のタイミングで操作部21を充電開始操作した場合、充電が開始されない事態が発生することになる。
Therefore, the current of the main electric circuit L2 decreases to the second current threshold value or less after 5 minutes, which is the same as the time for shifting to the sleep mode after the charging is stopped, and the
This is the same in the case of manual operation. When charging is started at the timing of transition to the sleep mode after charging is stopped, a situation in which charging is not started occurs.
開閉制御部19は、開閉接点部16を閉動作(P2点)させても電流センサ17が充電電流を検知せず、その時間が一定時間(例えば、60秒)T2継続したら、開閉接点部16を開動作させて(P3点)、電気自動車2への電圧の印加を停止させる。
その後、一定時間(例えば、5秒)T3が経過したら再度開閉接点部16を閉動作させる(P4点)。この段階では、スリープモードへの移行が完了しているため、電気自動車2は印加電圧を検知して充電が再開される。
When the
Thereafter, when a certain time (for example, 5 seconds) T3 elapses, the
このように、スリープモード切替動作中等の充電ができないブランク時間帯に電気自動車2の充電を再開した場合でも、充電電流の状態からそれを認識し、閉じた開閉接点部16を一旦開に切り替えて再度閉動作させるため、ブランク時間帯を避けて再度充電操作が行われる。よって、確実に充電を再開できる。
また、主電路L2の電流を監視して充電を再開する自動再開の場合でも、手動操作により再開する場合でも、充電路の電流の有無を監視して開閉接点部16が開閉制御されるので、手動/自動に拘わらず確実に充電を再開できる。
As described above, even when the charging of the
In addition, even in the case of automatic resumption in which charging is resumed by monitoring the current in the main electric circuit L2, even when resuming by manual operation, the open /
尚、上記実施形態では、第2の電流閾値を設けて電流がこの値を下回ったら充電を再開する制御を実施しているが、第2の電流閾値は設けず、充電再開は操作部21の操作のみで実施してもよい。
また、分電盤1は電流制限器11を備えた構成としているが、電流制限器11を備えていない場合は主幹ブレーカ12の定格電流を基準に第1の電流閾値、及び第2の電流閾値を設定すれば良い。また、操作部21を充電制御装置4に設けているが、充電ボックス5に設けても良い。
更に、電流監視装置3と充電制御装置4とで充電路の状態を管理しているが、両者は一体に構成しても良い。
In the above embodiment, the second current threshold value is provided and the control for resuming charging is performed when the current falls below this value. However, the second current threshold value is not provided, and the resumption of charging is performed by the
Moreover, the
Furthermore, the current monitoring device 3 and the
1・・分電盤、2・・電気自動車、3・・電流監視装置(充電路制御部)、4・・充電制御装置、11・・主幹ブレーカ、14・・変流器(電流測定手段)、16・・開閉接点部、18・・タイマ回路、19・・開閉制御部(充電路制御部)、21・・操作部(開閉操作部)。
1 ....
Claims (2)
分電盤の主幹ブレーカを流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記分電盤から電気自動車へ至る充電路を開閉する開閉接点部と、
前記充電路の電流を検出する電流センサと、
電気自動車充電中に前記電流測定手段が所定の第1の電流閾値を越える過電流を検出したら前記開閉接点部を開操作する充電路制御部と、
前記開閉接点部を手動で開閉操作する開閉操作部とを有し、
前記過電流検出を受けて前記充電路制御部が前記開閉接点部を動作させた後、前記開閉操作部の操作で閉操作されても前記充電路に電流が流れない場合は、前記充電路制御部が前記開閉接点部を開に切り替え、一定時間が経過したら再度閉動作させることを特徴とする電気自動車充電システム。 An electric vehicle charging system for charging an electric vehicle using a commercial power source drawn into a house,
Current measuring means for measuring the current flowing through the main breaker of the distribution board;
An open / close contact portion for opening and closing a charging path from the distribution board to the electric vehicle;
A current sensor for detecting the current of the charging path;
A charging path control unit that opens the switching contact portion when the current measuring means detects an overcurrent exceeding a predetermined first current threshold during charging of the electric vehicle;
An open / close operation part for manually opening and closing the open / close contact part,
When the charging path control unit operates the switching contact after receiving the overcurrent detection, the charging path control is performed when no current flows through the charging path even when the switching operation unit is operated to close the switching path. The electric vehicle charging system is characterized in that the switch switches the open / close contact portion to open and closes it again after a predetermined time has elapsed.
分電盤の主幹ブレーカを流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記分電盤から電気自動車へ至る充電路を開閉する開閉接点部と、
前記充電路の電流を検出する電流センサと、
電気自動車充電中に前記電流測定手段が所定の第1の電流閾値を越える過電流を検出したら前記開閉接点部を開動作させ、その後前記主幹ブレーカを流れる電流が前記第1の電流閾値より小さい所定の第2の電流閾値を下回る値となったら前記開閉接点部を閉動作させる充電路制御部とを有し、
前記充電路制御部は、前記開閉接点部を閉動作させた際に前記充電路に電流が流れない場合は、前記開閉接点部を開に切り替えると共に一定時間が経過したら再度閉動作させることを特徴とする電気自動車充電システム。 An electric vehicle charging system for charging an electric vehicle using a commercial power source drawn into a house,
Current measuring means for measuring the current flowing through the main breaker of the distribution board;
An open / close contact portion for opening and closing a charging path from the distribution board to the electric vehicle;
A current sensor for detecting the current of the charging path;
When the current measuring means detects an overcurrent exceeding a predetermined first current threshold during charging of the electric vehicle, the switching contact portion is opened, and then a current flowing through the main breaker is smaller than the first current threshold. A charge path control unit that closes the switching contact part when the value becomes lower than the second current threshold value,
The charging path control unit switches the switching contact part to open and closes it again after a predetermined time if no current flows through the charging path when the switching contact part is closed. Electric vehicle charging system.
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