JP5808084B2 - 設定表示端末 - Google Patents

Description

この発明は、電力を使って湯を沸かす電気給湯器と電気自動車またはプラグインハイブリッド自動車等の車両のバッテリーを充電する充電器を制御する設定表示端末に関するものである。

電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の車両に搭載されたバッテリーを充電するには、かなり大きな電力が必要であり、充電器に必要な電流は１５Ａ程度になる例が多い。
一方、家庭の契約電力は３０Ａ程度の場合もあり、バッテリーの充電中に電力を多く消費する他の家庭電器機器が使われると、全体の消費電力が契約電力をオーバーして配電盤のブレーカが落ちる場合がある。

この問題を解決するために、特許文献１には配電盤部分に電力検出装置を設け、電力量が多い場合にバッテリーの充電に必要な充電電流量を制限することが開示されている。
また、特許文献２には深夜電力により湯沸しを行う場合、湯沸しのための通電時間を計算し、深夜電力時間帯が終わる前に湯沸しが終わるように湯沸し開始時間を制御し、電力需要の均一化を意図することが開示されている。しかし、給湯機器のみの制御であり、他の深夜電力を使う電気機器は考慮されていない。
また、特許文献３には家庭に特別な制御装置を設け、家庭におけるすべての電気機器を総合的に考慮することが開示されている。

特開２００８-１３６２９１号公報 特開平１０-０８９７６６号公報 特開２００９−２３２６７０号公報

しかし、特許文献１記載のものは、配電盤部分に電力検出装置を特別に設けることを必要とするもので、家庭の配電盤を改修することが必要であり、コストアップになる。また、特許文献２記載のものは給湯器のみの制御であり、他の深夜電力を使用する電気機器については全く考慮されていないため、契約電力を超えることにより、配電盤のブレーカが遮断する。また、特許文献３記載のものは、家庭側に特別な制御装置を必要とするため、コストアップになるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、契約電力を有効に分担使用して設備コストをアップすることなく、充電器による充電と電気給湯器による湯沸しを行うことを目的とする。

この発明に係る設定表示端末は、電力を使って湯を沸かす電気給湯器および車両に搭載されたバッテリーを充電する充電器の設定表示端末において、電気給湯器の電気給湯器側通信機および充電器の充電器側通信機と通信を行う端末側通信機を備え、電気給湯器および充電器と同じ分電盤から電力が供給されるその他電気機器の電流および電力量を予め設定し、端末側通信機を介して電気給湯器で使用される電流、電力量および使用湯量と、充電器で使用される電流および電力量もしくは充電量とを受信し、電気給湯器の過去の使用湯量から推定した必要給湯電力量と、充電器の過去の充電量または使用電力量から推定した必要充電量と、予め設定されたその他電気機器の電力量の和である合計必要電力量が電気料金の最も安い時間帯に供給できる電力量以下であれば当該時間帯のみで電気給湯器による湯沸しまたは充電器による充電を実行させるように、かつ、電気給湯器の使用電流と充電器の充電電流と予め設定されたその他電気機器の電流の和が契約電流を超えないように、端末側通信機を介して電気給湯器側通信機および充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号または目標電流を送信するものである。
また、この発明に係る設定表示端末は、電力を使って湯を沸かす電気給湯器および車両に搭載されたバッテリーを充電する充電器の設定表示端末において、電気給湯器の電気給湯器側通信機および充電器の充電器側通信機と通信を行う端末側通信機を備え、電気給湯器および充電器と同じ分電盤から電力が供給されるその他電気機器の電力量を予め設定し、端末側通信機を介して電気給湯器で使用される電流、電力量および湯量と当該電気給湯器側に設けられた充電用コンセントを用いて使用される電流と充電器で使用される電力量または充電量とを受信し、電気給湯器の過去の使用湯量から推定した必要給湯電力量と、充電器の過去の充電量または使用電力量から推定した必要充電量と、予め設定されたその他電気機器の電力量の和である合計必要電力量が電気料金の最も安い時間帯に供給できる電力量以下であれば当該時間帯で電気給湯器による湯沸しまたは充電器による充電を実行させるよう端末側通信機を介して電気給湯器側通信機または充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信し、かつ、電気給湯器で使用される電流と充電用コンセントを用いて使用される電流との和が予め定めた電流を超えないよう電気給湯器および充電用コンセントへの電力供給状態を制御するものである。

この発明によれば、契約電力を有効に分担使用して設備コストをアップすることなく、充電器による充電と電気給湯器による湯沸しを行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る充電制御装置の全体構成の概略を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る充電制御装置の要部の詳細を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の表示面および操作面を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末のメニュー選択画面図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の給湯設定画面図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の電気供給契約設定画面図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の充電器設定画面図である。 この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末のその他の設定画面図である。 この発明の実施の形態１に係る充電制御装置の設定表示端末の動作を説明するフロー図である。 この発明の実施の形態１に係る充電制御装置が充電および湯沸しを行っているときの設定表示端末の表示面および一部の操作面を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る充電制御装置の自動モードによる動作を説明するフロー図である。 この発明の実施の形態２に係る充電制御装置の全体構成の概略を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に係る充電制御装置の動作を説明するフロー図である。

以下、この発明の実施の形態１を添付の図面について詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る充電制御装置の全体構成の概略を示すブロック図である。図１に電気自動車１として図示する車両１は、バッテリー２で駆動する機能を有するもので、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車と呼ばれるエンジンを持つがバッテリー２でも走行できる車両等を含む。車両１の形態は二輪車でも四輪車でもよく、商用車でも良い。

車両１には動力源であるバッテリー２と、バッテリー２を充電するための充電器３が搭載されている。充電器３には充電器側通信機４（以下、通信機４と称する）が搭載され、充電器３が充電中に使用する電流、バッテリー２の残容量などの情報が通信により電気給湯器の設定表示端末５の端末側通信機６（以下、通信機６と称する）に伝えられる。図１に示す充電器３は車両１に搭載されているが、車両１から分離して屋内外に設置する形態でも良い。

また、通信機４は充電器３に搭載されているが、別体で設置されても、ナビ等、他の電気機器に搭載されている通信機を用いても良い。通信機の通信方式は特に指定しないが、携帯電話、無線ＬＡＮ、ＺｉｇＢＥＥ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、電力線通信：ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＥＴＣ（登録商標）車載器などを含む５．８ＧＨｚ帯の通信機器）などがある。

電気給湯器（本体）７は、図１に示す実施の形態１では、空気中の熱と熱交換して湯を沸かすヒートポンプ式の電気給湯器であり、コンプレッサ、熱交換機、給湯タンクなどを備える一般的な構成であるので詳しい説明は省略する。また、電気給湯器７は、ヒータ式など、ヒートポンプ式以外の給湯方式でもよく、電力を使って湯を沸かすものであればよい。この電気給湯器（本体）７には電気給湯器側通信機８（以下、通信機８と称する）が搭載され、電気給湯器の設定表示端末５の通信機６と通信を行い、電気給湯器（本体）７の動作設定、運転状態などの情報を通信する。この実施の形態１では電気給湯器（本体）７の通信機８と設定表示端末５の通信機６を無線で接続しているが、有線で接続してもよい。

充電器３は充電用コンセント９を経由して、分電盤１０に接続されている。電気給湯器（本体）７は給湯用コンセント１１を経由して分電盤１０に接続されている。分電盤１０はブレーカおよび電力メータなどを経由して、電力網に接続されている。
この実施の形態１では、車両１が１台の場合を記載しているが、複数台の車両１が設置される場合、充電器３も複数ある。充電器３が複数ある場合、充電器３を接続するための充電用コンセント９を複数用意するとともに、設定表示端末５の通信機６も複数の充電器３の通信機４と通信を行えるようにすることが必要である。

図２はこの発明の実施の形態１に係る充電制御装置の要部の詳細を示すブロック図である。
車両１は、通信機４（通信機６と通信）、充電器３（車両側の充電制御部を含む）、バッテリー２、電源１４、インバータと制御器１５およびモータ１６を有する。

通信機４は、充電器３の充電中の電流（ＡＣ電源の電流）、車両１の１日の走行距離、使用電力量、バッテリー２の残容量、１日の充電量等を通信機６に送信するとともに、充電器３側の充電のＯＮ−ＯＦＦ、目標充電電流の指示等を通信機６から受け取る。充電器３は、ＡＣ１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖの電力を変換し、バッテリー２を充電するもので、充電に関する制御部、充電量および電流のセンサ等を含む。バッテリー２は、車両１の走行用電力を蓄えている蓄電池であり、電源１４は、バッテリー２の電圧を一定電圧に昇圧して、インバータと制御器１５に供給する。インバータと制御器１５は、モータ１６の回転数を決める周波数と電流を供給して該モータの速度とトルクを制御する。モータ１６は、車両１の走行用の動力を出力する。

電気給湯器の設定表示端末５は、設定表示端末側処理部５１、表示装置（表示パネル）５２、入力装置（設定ボタン）５３、通信機（通信機４および通信機８と通信）６を有する。
設定表示端末側処理部５１は、設定記憶部５１１、必要給湯量推測部５１２、必要充電量推測部５１３、必要電力推測部５１４を有する。設定記憶部５１１は、契約電力、各時間帯の料金、車両１の目標充電電流、動作モード等の設定と毎日の湯の使用量、毎日の充電量、毎日の使用電力量、毎日の走行距離等の記録を行う。必要給湯量推測部５１２は、毎日の湯の使用量（週単位）から、明日必要な湯量（必要給湯量）および必要給湯電力を推定する。必要充電量推測部５１３は、バッテリー２の残容量、毎日の充電量（週単位）、または毎日の車両１の使用電力量（週単位）から、明日必要な充電量（必要充電量）を推定する。なお、充電器３を用いてバッテリー２を充電する際にはロスがあるので、車両１の使用電力量分の充電を行う場合、充電器３で充電される充電量に充電器効率を掛けたものが使用電力量になるよう充電する必要がある。必要電力推測部５１４は、必要給湯電力と、必要充電量と、電気給湯器７と充電器３とを除いた家庭のその他の電気機器の電力から深夜に必要とされる電力を推定（現在必要とされる電力計算を含む）する。

図３は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の表示面および操作面を示す図である
表示装置（表示パネル）５２は、図３に示すように、現在の電気給湯器７の残湯量やバッテリー２の残容量を表示し、目標充電電流（最大充電電流）、バッテリー２の容量、目標湯沸し電流（最大湯沸し電流）、蓄湯量、給湯温度、運転モード等、各種の設定を行う場合のメニュー、選択種または数字等を表示する。
入力装置（設定ボタン）５３は、図３に示すように、運転モードを設定するための運転モード設定表示ボタン５３１（自動、給湯優先、ＥＶ優先（充電優先）等）、または給湯温度を設定したり、契約電力（電流）や時間単位の料金を設定したりするための設定ボタン５３２（設定メニュー、ＵＰ、ＤＯＷＮ，ＳＥＴ等）が用意され、外出時などに、充電制御装置全体の電源を停止するための電源ボタン５３３も用意されている。上記の各ボタンは点灯して設定を表示する。

そして、設定表示端末５は、バッテリー２への充電中の電流またはバッテリー２の残容量を通信機４，６を介して入手し、表示パネル５２に表示する。設定表示端末５は、もちろん、残湯量または給湯温度など、通常の電気給湯器７が表示できる内容を表示パネル５２に表示することもできる。また、設定表示端末５は、入力装置５３から利用時間毎の料金を設定することで、充電電流及び湯沸し電流の積算値と料金を計算し、１回の充電、湯沸しにかかった費用を表示パネル５２に表示することができ、毎日の料金を集計し、月単位や年単位での利用料金を表示パネル５２に表示することもできる。複数の車両１が存在する場合には、表示パネル５２は、充電状態が表示されている車両１の種別を車種または車体番号、ナンバー等のＩＤで示すこともできる。

通信機６は、通信機８から残湯量、湯沸し中の電流、湯温等を受信し、湯沸し動作のＯＮ−ＯＦＦ、目標湯沸し電流の指示等を通信機８に送信する。また、通信機６は、通信機４からバッテリー２の残容量、充電器３の充電中の電流（ＡＣ電源の電流）、車両１の１日の走行距離、使用電力量等を受信する。
電気給湯器（本体）７は、通信機８、電気給湯器側制御部７１、電源７２、インバータ７３、モータ７４、コンプレッサ７５、第１の熱交換器７６、図示しない膨張機構、図示しない第２の熱交換器、蓄湯タンク７７を有する。

通信機８は、残湯量、湯沸し中の電流、湯温等を通信機６に送ると共に、通信機６からの湯沸し動作のＯＮ−ＯＦＦ、目標湯沸し電流の指示等を受信する。電気給湯器側制御部７１は、インバータ７３の周波数または電流等を制御し、沸き上げを制御すると共に、湯沸し電流を監視し、残湯量、湯温等を測定して運転を制御すると共に通信機８に知らせる。

電源７２は、インバータ７３を含め内部機器の電源をＡＣ１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖから生成する。インバータ７３は、モータ７４に加える電力を調整する部分で周波数と電流とを制御し、電力を消費する。モータ７４は、コンプレッサ７５を駆動する動力源で周波数制御により回転数を変更する。電気給湯器（本体）７の冷凍サイクルは、コンプレッサ７５、第１の熱交換器７６、図示しない膨張機構および図示しない第２の熱交換器を有する。コンプレッサ７５では、モータ７４の動力を用いて冷媒と呼ばれるガスを高温・高圧に圧縮し、第１の熱交換器７６ではコンプレッサ７５で高温・高圧となった冷媒と水との熱交換を行う。第１の熱交換器７６で放熱した冷媒は、膨張機構で膨張する。膨張機構で膨張し、低温・低圧になった冷媒は、第２の熱交換器で空気と熱交換し加熱される。蓄湯タンク７７は、第１の熱交換器７６で冷媒と熱交換し加熱された湯を貯めておく部分で、湯温、残湯量等がモニタできる。

図４は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末のメニュー選択画面を示す。図５は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の給湯設定画面図である。
入力装置５３の設定ボタンが押され、表示パネル５２に表示された図４に示すメニュー選択画面において、ＵＰボタン、ＤＯＷＮボタンを操作して給湯設定を選びＳＥＴボタンを押すと、図５に示す給湯設定画面となる。この給湯設定画面で、入力装置５３のＵＰボタン，ＤＯＷＮボタンを操作してＳＥＴボタンを操作することにより、そのメニューを設定する。図５に示す例では、表示装置５２が沸き上げる湯の設定温度である沸上げ温度９０℃（沸上げ温度が低い方が使用電力が少ない）、蓄湯量２００リットル（蓄湯量が少ない方が使用電力が少ない）、台所または風呂場に供給する給湯温度を表示し、入力装置５３によって沸上げ温度、蓄湯量、給湯温度を設定することができる。

図６は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の電気供給契約設定画面図であり、図７は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末の充電器設定画面図である。
図４のメニュー選択画面において、ＵＰボタン、ＤＯＷＮボタンを操作して、電気供給契約（電灯契約）設定を選びＳＥＴボタンを押すと、図６に示す電気供給契約画面となる。図６に示す例では、表示装置５２が契約電力４０Ａ、深夜時間ＰＭ１１時〜ＡＭ５時、料金８円／時間を表示し、入力装置５３によって契約電力、深夜時間、料金を設定することができる。さらに、図４のメニュー選択画面において、ＵＰボタン、ＤＯＷＮボタンを操作して、ＥＶ設定を選びＳＥＴボタンを押すと、図７に示すＥＶ設定画面（充電設定画面）となる。図７に示す例では、表示装置５２が充電に必要なＡＣ電源の目標充電電流１４Ａ、バッテリー２の容量１６ＫＷｈ、充電完了とする充電割合である充電目標８０％（充電目標が低い方がバッテリーの寿命が長くなり、充電にかかる時間と電力が少なくなる）を表示し、入力装置５３によって目標充電電流、バッテリー２の容量、充電目標を設定することができる。なお、目標充電電流は自動のモード時には、適切に自動設定される。

図８は、この発明の実施の形態１に係る電気給湯器の設定表示端末のその他の設定画面図である。
図４のメニュー選択画面において、ＵＰボタン、ＤＯＷＮボタンを操作して、その他の設定を選びＳＥＴボタンを押すと、図８に示すその他の設定画面となる。図８に示す例では、表示装置５２が年月、日、時間を表示し、入力装置５３によって年月、日、時間を設定することができる。図８に示す例の他にも、地域により契約が異なるため、地域、ＥＶのメーカ、車種、通信機が互いを認識するための接続コード、通信の暗号化のためのコード等の設定が入力装置５３によってできる。

図９は、実施の形態１に係る充電制御装置の設定表示端末の動作を説明するフロー図である。
図９に基づいて、電気給湯器７の使用電力と充電器３の充電電力の総和が契約電力を超えないようにする制御方法について説明する。充電制御装置の動作開始後、ステップＳＴ１では契約電力の設定を入力装置５３を用いてユーザ設定により行なう。例えば、契約電力として契約電流が４０Ａの場合、４０Ａと設定する。設定表示端末５の設定値は電源を切っても保存されるようになっている。設定表示端末５における設定値の保存の具体的手段は問わないが、不揮発性メモリやバックアップ電源などによって保持する。

ステップＳＴ２ではモード設定をユーザ設定により行なう。入力装置５３の運転モード設定表示ボタン５３１をユーザ操作することにより、表示パネル５２に表示されたメニュー選択画面において、給湯優先、ＥＶ優先、自動のいずれかを選択する。ユーザ設定がない場合、自動が選択される。

ステップＳＴ３では、まず、前回充電器３で充電した際の最大の充電電流、電気給湯器７の最大の湯沸し電流を通信機４，６，８によって受信する。次に、この受信した充電器３の充電電流と、湯沸しに必要な湯沸し電流と、電気給湯器７と充電器３とを除いた家庭におけるエアコン、照明、電磁調理器や電子レンジ等の使用される他の電気機器に対する余裕電流をあわせたものが、契約電流を超えるかどうか比較する。余裕電流は１０Ａ程度から３０Ａ程度で設定され、ユーザが設定できるようにしてもよいし、例えば、２０Ａとして初期設定してあってもよい。なお、充電電流は、図７の電気給湯器の設定表示端末の充電器設定画面で設定した目標充電電流を用いてもよい。また、初回は、充電電流、湯沸し電流ともに予め初期設定された値を用いてもよい。
充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が、契約電力（電流）を超える場合はステップＳＴ４に進む。充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が、契約電力（電流）を超えない場合は、ＳＴ８で充電電流および湯沸し電流ともに制御せずに、充電器３への充電と電気給湯器７の湯沸しを同時に開始する。

ステップＳＴ４では、モード設定の状態を判断し、給湯優先の場合はステップＳＴ５へ、自動の場合はステップＳＴ６へ、ＥＶ優先の場合はステップＳＴ７へ進む。
ステップＳＴ５の給湯優先モードでは、設定表示端末５は、通信機６および通信機４を介して充電器３に指示を出し、充電電流を制限または停止し、充電電流を削減することで、充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が契約電力（電流）を超えることを防ぐ。契約電流が少なくて、充電器３が充電に使用できる電流が所定値以下の場合には、設定表示端末５は、充電器３への電流供給を停止する。

ステップＳＴ６の自動モードでは、湯沸し電流と充電電流を共に制限したり、電気給湯器７の湯沸しのタイミングと充電器３の充電のタイミングを時間的に切り替えたりすることで充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が契約電力（電流）を超えることを防ぐ。自動モードの詳しい制御方法は別途説明する。

ステップＳＴ７のＥＶ優先モードでは、充電を優先させるため、設定表示端末５は、湯沸し電流を制限又は停止し、湯沸し電流を削減することで、充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が契約電力（電流）を超えることを防ぐ。例えば、ＥＶ優先モードで、契約電力が４０Ａ、ＥＶの充電電流が１３Ａ、余裕電流が２０Ａの場合、電気給湯器７が湯沸しに使用できる電流は７Ａとなる。インバータ方式のコンプレッサを使ったヒートポンプ式の電気給湯器の場合、インバータの周波数を制御して電流値を７Ａ以下になるように制御することで、契約電力（電流）を超えないように制御する。契約電流が少なくて、電気給湯器７が湯沸しに使用できる電流が所定値以下の場合には、設定表示端末５は、電気給湯器７への電流供給を停止する。

この実施の形態１では、1台の車両の例で説明したが、電気自動車１が複数台存在する場合は、各自動車の充電電流を加算した総充電電流と湯沸し電流と余裕電流の合計値が契約電力（電流）を超えないように制御することは当然である。契約電力が小さく、複数台を同時に充電すると契約電力を超える場合は、1台ずつ順番に充電すればよい。

図１０は、実施の形態１に係る充電制御装置が充電および湯沸しを行っているときの設定表示端末の表示面および一部の操作面を示す図である。
充電および湯沸しを行っている場合は、充電器３以外の電気機器で消費する消費電流および充電電流を図１０に示すように、表示パネル５２に表示する。図１０に示す例はグラフ表示であるが、数字でもよい。また、表示装置５２は、グラフを動的に表示（伸縮するように）することで、充電中であることがわかりやすく表示することができる。

図１１は、実施の形態１に係る充電制御装置の自動モードによる動作を説明するフロー図である。図１１に示すフローでは、図９に示したステップＳＴ１，ＳＴ２の契約電力設定及びモード設定はすでに済んでいるとして説明する。

ステップＳＴ１１で必要充電量推測部５１３は、必要充電量（電力量）を推測する。必要充電量推測部５１３は、バッテリー２の残容量を通信機４および通信機６を介して入手し、充電に必要な電流と時間との積算から必要充電量（電力量）として計算する。
必要充電量推測部５１３は、必ずしも満充電に必要な充電量（電力量）を計算するのではなく、満充電に必要な充電量（電力量）に充電完了とする充電割合を掛けたものを必要充電量（電力量）としてもよい。したがって、必要充電量推測部５１３は、入力装置５３から設定した充電完了とする充電割合から必要充電量（電力量）を計算してもよい。また、必要充電量推測部５１３は、車両の使用電力量のパターンを平日か週末かを考慮して記憶し、車両１の使用電力量が少ない平日の場合は、満充電の７０％に抑えた量を必要充電量とし、平日に比べて車両１の使用電力量が多い週末の前の晩の場合には満充電を必要充電量としてもよい。

ステップＳＴ１２で必要給湯量推測部５１２は、必要給湯量および必要給湯電力量を推測する。必要給湯量推測部５１２は、必要給湯量を計算し、電気給湯器７の貯蓄してある湯の残量と温度から、湯沸しに必要な電流と時間の積算から必要給湯電力量を計算する。
必要給湯量推測部５１２も、必ずしも満給湯に必要な給湯量を計算するのではなく、湯の使用量のパターンを平日か週末かを考慮して記憶し、必要給湯量を計算してもよい。

ステップＳＴ１３で必要電力推測部５１４は、必要充電量と、必要給湯電力量と、電気給湯器７と充電器３とを除いた家庭のその他の電気機器の電力から深夜に必要とされる余裕電力量の合計である合計必要電力量が、深夜電力で供給可能な電力量を超えるか判断する。合計必要電力量が、深夜電力で供給可能な電力量を超えない場合はステップＳＴ１４へ、超える場合はステップＳＴ１７へ進む。
ステップＳＴ１４で設定表示端末側処理部５１は最も電気料金の安い深夜電力の時間帯の開始時間であるかを判断し、開始時間になった場合はステップＳＴ１５でまず充電を開始する。設定表示端末側処理部５１は、必要充電量を充電したら、ステップＳＴ１６で電気給湯器７の湯沸しを実行し、必要給湯量を湯沸したら終了する。

この例では、設定表示端末側処理部５１が深夜電力時間帯開始と共に充電を開始する例を記載しているが、充電時間と給湯時間の合計が、深夜電力時間帯より短い場合は、電力網への電流集中を防ぐために、充電開始時間をある程度ランダムに変動させるなど、従来の電気給湯器の湯沸し開始時刻の制御と同等のことを行なっても良い。
また、設定表示端末側処理部５１は、電気給湯器７による湯沸しより先に充電器３による充電を開始する例を示しているが、充電器３による充電より先に電気給湯器７による湯沸しを先に開始するよう制御してもよい。ただし、給湯後は湯温の低下が徐々に起きるため、設定表示端末側処理部５１は、電気給湯器７による湯沸しより先に充電器３による充電を開始した方がよい。

ステップＳＴ１７では合計必要電力量が深夜電力で供給可能な電力量を超える場合なので、設定表示端末側処理部５１は日中時間帯の料金（通常料金）よりも割安な深夜電力以外の電気を使って充電と湯沸しを行なう必要がある。契約内容によるが、日中時間帯の料金よりも朝晩の時間帯の料金の方が安い契約も有り、ステップＳＴ１７で設定表示端末側処理部５１は朝または晩の時間帯になったかどうかを判断する。たとえば、晩の時間帯になった場合、設定表示端末側処理部５１はステップＳＴ１８で充電を実行し、充電終了後、ステップＳＴ１９で給湯湯沸しを実行する。この例では連続して充電と給湯を行なうことを示しているが、充電は短時間に分散しても効率は落ちないので、設定表示端末側処理部５１は安価になる契約の時間帯に分散して（例えば、早朝１時間、夜間１時間等）、充電を行なっても良い。

以上のように、実施の形態１によれば、電気給湯器および充電器と設定表示端末との間で情報の通信を行い、電気給湯器の使用電力（電流）と充電器の充電電力（電流）とその他の電気機器で用いられる電力（電流）の総和が契約電力（電流）を超えないように制御する。すなわち、電気給湯器の使用電力（電流）と充電器の充電電力（電流）の総和が所定電力を超えないように制御する。そのため、契約電力を有効に分担使用して電気給湯器による湯沸しと充電器による充電とを設備コストをアップすることなく、深夜電力を用いて安価かつ迅速に行うことができる。また、配電盤などに新たな機器を設置する必要や工事を行なうことも必要ないので、電気自動車を購入した場合の初期コストを低減することができる。

実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２を係る充電制御装置の全体構成の概略を示すブロック図である。車両１、設定表示端末５、電気給湯器７は実施の形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。設定表示端末５は電気給湯器７と接続され該電気給湯器の動作設定や運転状態などを設定表示する。電気給湯器７に対する電力供給路には第１のコンセント（給電用コンセント）１２が設けられ、電気給湯器７の外面には充電器３を接続する第２のコンセント（充電用コンセント）１３が設けられている。電気給湯器内部においては、電力供給路から分岐し第２のコンセント１３に接続した分岐電力供給路に電流計測部７８およびリレー７９が設けられている。

充電器３は電気給湯器側に設けられた第２のコンセント１３に接続されている。電気給湯器７は第１のコンセント１２を経由して分電盤１０に接続されている。分電盤１０はブレーカや電力メータなどを経由して、電力網に接続されている。リレー７９は、制御していない場合は通電状態（接点を閉じる）ように構成されている。

図１３は、この発明の実施の形態２に係る充電制御装置の動作を説明するフロー図であり、電気給湯器の給湯電流と充電器の充電電流の総和が第１のコンセント１２の許容電流を超えないように制御する設定表示端末側処理部５１の制御フローである。
動作開始後、ステップＳＴ２１ではモード設定をユーザ操作により行なう。つまり、入力装置５３の運転モード設定表示ボタン５３１をユーザ操作することにより、給湯優先、ＥＶ（充電）優先、自動のいずれかを選択する。ユーザ設定がない場合、自動が選択される。

ステップＳＴ２２では電流計測部７８によって得られたＥＶの充電電流と、湯沸しに必要な湯沸し電流をあわせた値（総和）が、電気給湯器７の接続される第１のコンセント１２の許容電流（通常１５Ａ）を超えるかどうかを設定表示端末側処理部５１で比較する。

充電電流と湯沸し電流の合計値が、第１のコンセント１２の許容電流を超える場合はステップＳＴ２３に進む。充電電流と湯沸し電流の合計値が第１のコンセント１２の許容電流を超えない場合は、ＳＴ２７で充電電流および湯沸し電流ともに制御せずに、充電器３への充電と電気給湯器７の湯沸しを同時に開始する。
ステップＳＴ２３では、モード設定の状態を判断し、給湯優先の場合はステップＳＴ２４へ、自動の場合はスップステップＳＴ２５へ、ＥＶ（充電）優先の場合はステップＳＴ２６へ移行する。

ステップＳＴ２４では給湯が優先なので、設定表示端末側処理部５１は、例えば、電気給湯器７の電源７２とインバータ７３との間に設けられたスイッチ（図示せず）を閉じて湯沸しを実行し、このとき、リレー７９の接点は切り、充電器３への電力供給を停止することで、充電電流と湯沸し電流の合計値が所定電流、すなわち第１のコンセント１２の許容電流を超えることを防ぐ。
ステップＳＴ２５の自動モードでは、設定表示端末側処理部５１は、電源７２とインバータ７３との間に設けられたスイッチとリレー７９の接点を交互に開閉させて、湯沸しと充電を時間的に切り替えることで充電電流と湯沸し電流の合計値が第１のコンセント１２の許容電流を超えることを防ぐ。この自動モードでは、設定表示端末側処理部５１は、まず充電を先に行ない、湯沸しに必要な時間から逆算した湯沸しを開始する時刻がきたら、リレー７９を切り、湯沸し動作を開始する。湯沸しに必要な時間は、実施の形態１と同様に湯の使用状況などから推定する。
また、設定表示端末側処理部５１は、充電電流を監視しておいて、給湯の湯沸し開始時刻前に充電が終了したと判断された場合には、通常の給湯の湯沸し動作を行なう。

ステップＳＴ２６のＥＶ優先モードでは、設定表示端末側処理部５１は、まず、電源７２とインバータ７３との間に設けられたスイッチを開き、リレー７９の接点を閉じて充電を優先させるため、充電電流を監視しておいて、充電が終了したと判断されるまでは、電気給湯器７の湯沸しを停止させることで、充電電流と湯沸し電流の合計値が第１のコンセント１２の許容電流を超えることを防ぐ。

以上のように、実施の形態２によれば、電気給湯器の使用電力と充電器の充電電力の総和が所定電力を超えないように制御するので、所定電力を有効に分担使用して電気給湯器による湯沸しと充電器による充電とを設備コストをアップすることなく、深夜電力を用いて安価かつ迅速に行うことができる。また、車両の駐車場に比較的近い場所に設置される電気給湯器に車両の充電用コンセントを設けることで、新たな充電用コンセントの設置工事をする必要がなく、コストがかからないメリットがある。また、充電器による充電と電気給湯器の湯沸しを同時に行なわないように制御することで、電気自動車を購入しても、契約電力のアップなどの必要がないので、電気料金の基本料の増加を抑えつつ、必要十分な充電、給湯を行なうことができる充電制御装置を提供することができる。

１ 電気自動車、２ バッテリー、３ 充電器、４ 電気自動車側通信機、５ 設定表示端末、６ 端末側通信機、７ 電気給湯器、８ 電気給湯器側通信機、９ 充電用コンセント、１０ 分電盤、１１ 給湯用コンセント、１２ 第１のコンセント、１３ 第２のコンセント、５１ 設定表示端末側処理部、７８ 電流計測部、７９ リレー。

Claims (7)

1. 電力を使って湯を沸かす電気給湯器および車両に搭載されたバッテリーを充電する充電器の設定表示端末において、
   前記電気給湯器の電気給湯器側通信機および前記充電器の充電器側通信機と通信を行う端末側通信機を備え、
   前記電気給湯器および前記充電器と同じ分電盤から電力が供給されるその他電気機器の電流および電力量を予め設定し、
   前記端末側通信機を介して前記電気給湯器で使用される電流、電力量および使用湯量と、前記充電器で使用される電流および電力量もしくは充電量とを受信し、
   前記電気給湯器の過去の使用湯量から推定した必要給湯電力量と、前記充電器の過去の充電量または使用電力量から推定した必要充電量と、前記予め設定されたその他電気機器の電力量の和である合計必要電力量が電気料金の最も安い時間帯に供給できる電力量以下であれば当該時間帯のみで前記電気給湯器による湯沸しまたは前記充電器による充電を実行させるように、かつ、前記電気給湯器の使用電流と前記充電器の充電電流と前記予め設定されたその他電気機器の電流の和が契約電流を超えないように、前記端末側通信機を介して前記電気給湯器側通信機および前記充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号または目標電流を送信することを特徴とする設定表示端末。
2. 電力を使って湯を沸かす電気給湯器および車両に搭載されたバッテリーを充電する充電器の設定表示端末において、
   前記電気給湯器の電気給湯器側通信機および前記充電器の充電器側通信機と通信を行う端末側通信機を備え、
   前記電気給湯器および前記充電器と同じ分電盤から電力が供給されるその他電気機器の電力量を予め設定し、
   前記端末側通信機を介して前記電気給湯器で使用される電流、電力量および湯量と当該電気給湯器側に設けられた充電用コンセントを用いて使用される電流と前記充電器で使用される電力量または充電量とを受信し、
   前記電気給湯器の過去の使用湯量から推定した必要給湯電力量と、前記充電器の過去の充電量または使用電力量から推定した必要充電量と、前記予め設定されたその他電気機器の電力量の和である合計必要電力量が電気料金の最も安い時間帯に供給できる電力量以下であれば当該時間帯で前記電気給湯器による湯沸しまたは前記充電器による充電を実行させるよう前記端末側通信機を介して前記電気給湯器側通信機または前記充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信し、かつ、
   前記電気給湯器で使用される電流と前記充電用コンセントを用いて使用される電流との和が予め定めた電流を超えないよう前記電気給湯器および前記充電用コンセントへの電力供給状態を制御することを特徴とする設定表示端末。
3. 前記電気給湯器および前記充電器と同じ分電盤から電力が供給されるその他電気機器の電力量を予め設定するとともに、前記車両側における充電量または使用電力量と前記電気給湯器側における使用湯量とを前記端末側通信機を介して取得して記憶する設定記憶部と、
   前記充電量または使用電力量のパターンに基づいて一日の車両走行に必要な電力量である必要充電量を演算する必要充電量推測部と、
   前記湯の使用量のパターンに基づいて一日の湯沸しに必要な電力量である必要給湯電力量を計算する必要給湯量推測部と、
   前記必要充電量と前記必要給湯電力量と前記その他電気機器の電力量の和である合計必要電力量が最も電気料金の安い時間帯に供給できる電力量を超えるか否かを判断する必要電力推測部とを備え、
   前記合計必要電力量が最も電気料金の安い時間帯に供給できる電力量を超えない場合、最も電気料金の安い時間帯で前記電気給湯器による湯沸しまたは前記充電器による充電を実行させるよう前記端末側通信機を介して前記電気給湯器側通信機または前記充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信し、
   前記合計必要電力量が最も電気料金の安い時間帯に供給できる電力量を超える場合、電気料金が異なる複数の時間帯のうち電気料金の安い順に複数の時間帯で前記電気給湯器による湯沸しまたは前記充電器による充電を実行させるよう前記端末側通信機を介して前記電気給湯器側通信機または前記充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２記載の設定表示端末。
4. 前記充電器による充電を前記電気給湯器の湯沸しより先に行うよう前記端末側通信機を介して前記電気給湯器側通信機および前記充電器側通信機にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信することを特徴とした請求項１または請求項２記載の設定表示端末。
5. 自動運転モードと、充電を優先するモードと、湯沸しを優先するモードとを選択する入力装置を有し、前記入力装置からの信号に基づいて前記電気給湯器による湯沸しと前記充電器による充電を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の設定表示端末。
6. 前記バッテリーへの充電電流またはバッテリーの充電量を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の設定表示端末。
7. 目標充電電流、バッテリーの容量、充電完了とする充電割合である充電目標、契約電力、または時間帯別の料金を設定する入力装置を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の設定表示端末。

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