JP6011080B2 - 車両用充電システム - Google Patents

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Description

本発明は、家庭用電源から電動車両へ充電する車両用充電システムに関する。
近年、家庭用電源からの供給電力によって車載のバッテリを充電することができる電気自動車等が提案されている。
図29には、家庭用電源コンセント100と車両101とがコネクタケーブル(又は充電ケーブル)102によって接続される状態を示す。図29に示すように、一般的に、コネクタケーブル102には、充電遮断装置103が取り付けられている。また、図示しないが、車両101には、コネクタケーブル102を介して家庭用電源からの供給電力を車載のバッテリに充電するための車載充電器が備えられている。
ここで、図30には、家電での消費電力の変化の一例を示し、図31には、充電による消費電力(すなわち、充電電力)の変化の一例を示す。この図30に示すように、家電での消費電力が極端に大きくなってしまうと、家庭用電源の供給電力低下によって、図31に示すように、充電による消費電力(すなわち、充電電力)が減少してしまう。さらに、家電での消費電力と充電による消費電力との加算値が家庭用電源のブレーカ容量を超えてしまうと、家庭用電源のブレーカが作動してしまうが、その作動以降では、充電が停止してしまうことになる。
また、同一の電源系統の他の家庭用電源コンセントに他車両が接続された場合にも同様なことが起こる。すなわち例えば、自車両を含めた複数台の車両の消費電力の総和と家電での消費電力との加算値が家庭用電源のブレーカ容量を超えてしまうと、家庭用電源のブレーカが作動してしまうが、その作動以降では、車両全ての充電が停止してしまうことになる。
このようなことから、充電スケジュールに基づき充電を行うことが望まれる。
これに関連する技術として、特許文献1に開示の技術では、複数台の車両の予想消費電量等を基に充電スケジュールを決定している。
特許第4333798号公報
しかし、特許文献1に開示の技術を実際に実現するためには、車外充電装置を設置したり配線工事したりする必要がある。これでは、インフラの整備が必要となり、コストが高くなってしまう。
本発明の目的は、車外充電装置を設置したり配線工事したりすることなく、充電スケジュールを決定することを可能にすることである。
前記課題を解決するために、(1)本発明の一態様は、家庭用電源から供給される電力を変換して車載のバッテリを充電する車載の充電部と、前記家庭用電源と前記充電部とを接続して前記家庭用電源から前記充電部への電力の供給及び遮断を切替可能な充電遮断部を備える充電ケーブルとを有する車両用充電システムにおいて、前記充電部又は前記充電遮断部は、前記家庭用電源から前記充電部に供給可能な電力量を計測する計測部と、前記計測部が計測した電力量データを蓄積するデータ蓄積部と、前記データ蓄積部に蓄積した電力量データを基に前記バッテリへの充電可能な電力量の時間推移を算出する算出部と、を有することを特徴とする車両用充電システムを提供する。
(2)本発明の一態様では、前記充電部又は前記充電遮断部は、前記算出部が算出した充電可能な電力量の時間推移を基に前記バッテリの充電終了時刻を予測する予測部をさらに有し、前記予測部が予測した充電終了時刻を表示する表示部をさらに有することが好ましい。
(3)本発明の一態様では、他車両との間で通信を行う通信部をさらに有し、前記算出部は、前記通信部が取得した他車両からの情報を基に同一系統の前記家庭用電源から自車両と他車両とを同時に充電すると判定すると前記通信部が当該他車両との通信によって取得した当該他車両への充電によって消費される電力量を考慮して自車両への充電可能な電力量の時間推移を算出するが好ましい。
(4)本発明の一態様では、前記データ蓄積部は、前記通信部によって蓄積された電力量データが送信される一方で、前記通信部によって前記他車両から受信した当該他車両における前記供給可能な電力量データが記憶されることが好ましい。
(5)本発明の一態様では、前記充電部又は前記充電遮断部は、同一系統の前記家庭用電源から自車両と他車両とを同時に充電する場合の充電優先度を設定する設定部をさらに有し、前記算出部は、前記設定部が設定した充電優先度を基に自車両への充電可能な電力量の時間推移を算出することが好ましい。
(6)本発明の一態様では、前記計測部は、前記バッテリへの充電電流を漸増させていったときに前記家庭用電源が電圧降下した時の充電電流と電圧とを基に前記供給可能な電力量を算出することが好ましい。
(7)本発明の一態様では、前記計測部は、前記バッテリヘの充電中以外にも前記供給可能な電力量を計測し、前記充電中以外は充電中のときよりも前記供給可能な電力量の計測頻度を低くすることが好ましい。
(8)本発明の一態様では、前記算出部は、電力使用料金が安くなる深夜料金が適用される時間帯以外の時間帯については充電可能な電力量を減少させる補正を行うことが好ましい。
(1)の態様の発明によれば、家庭用電源における家電の消費電力を考慮して車載のバッテリに充電可能な電力量の時間推移を算出できる。これによって、(1)の態様の発明は、家庭用電源の1つの電源系統から家電への電力供給と車載のバッテリへの充電とを同時に行っても、家電の動作が不安定になったり、家電が停止したりする事態を避けることを可能にする。
また、(1)の態様の発明によれば、車載の充電部や充電ケーブルが備える充電遮断部に、計測部、データ蓄積部、及び算出部を有するため、車外充電装置を設置したり配線工事したりする必要がない。
(2)の態様の発明によれば、充電開始前に充電終了時刻を予測して表示できるため、使用者は、その表示された予測充電終了時刻を参考にして充電開始時間を設定することが可能になる。これによって、(2)の態様の発明は、充電終了時刻に予期しない遅れが生じてしまうのを防止することや、家電の電力消費が多くなる時間帯に充電してしまうことによって充電途中に充電が停止してしまうのを避けることができる。
(3)の態様の発明によれば、家庭用電源の1つの電源系続から家電への電力供給と2台以上の各車両が搭載する各バッテリへの充電とを同時に行っても、家電の動作が不安定になったり、家電が停止したりする事態を避けることができる。
(4)の態様の発明によれば、算出部が、他車両が計測した電力量データを利用して自車両の充電可能な電力量の時間推移を算出できるため、自車両の充電可能な電力量の時間推移を精度良く予測できる。
(5)の態様の発明によれば、自車両と他車両とを同時に充電する場合の充電優先度が使用者によって設定可能になるため、使用者の意思に合致させた充電可能な電力量の時間推移を算出できる。これによって、(5)の態様の発明は、例えば、出発時間になっても車両が1台も目的地への移動に必要な充電量を確保できていないという事態を減らすことができる。
(6)の態様の発明によれば、装置を追加することなく供給可能な電力量を計測できる。
(7)の態様の発明によれば、バッテリへの充電中以外にも供給可能な電力量を計測することによって、車載のバッテリに充電可能な電力量の時間推移について様々な時間帯の値を取得することができる。そして、(7)の態様の発明では、そのように車載のバッテリに充電可能な電力量の時間推移について様々な時間帯の値を取得することを可能にしつつも、バッテリへの充電中以外は低頻度で供給可能な電力量を計測するため、充電開始前後の待機中電力を減少させることができる。
(8)の態様の発明によれば、電力使用料金の安くなる時間帯に充電を行うように誘導することが可能になる。
第1の実施形態における車両の構成例を示す図である。 第1の実施形態における車載充電器の構成例を示すブロック図である。 充電可能電力を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 使用者による充電時刻設定を可能にする処理の一例を示すフローチャートである。 電力計測タイマ処理の一例を示すフローチャートである。 充電可能電力算出及び記憶処理の一例を示すフローチャートである。 記憶部における充電可能電力の保存先の構成例を示す図である。 充電時刻決定処理の一例を示すフローチャートである。 充電の有無に応じた計測周期の一例を示す図である。 充電予約を行う際の表示装置の表示態様の一例を示す図である。 充電可能電力が小さい時間帯での充電について説明する図である。 家電の消費電力を基に計測周期を決定することについて説明する図である。 充電可能電力の変化を基に充電電力を調整することについて説明する図である。 同一の電源系統の家庭用電源コンセントを利用して2台の車両を充電する場合を示す図である。 第2の実施形態における車載充電器の構成例を示すブロック図である。 第2の実施形態における充電可能電力を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態における使用者による充電時刻設定を可能にする処理の一例を示すフローチャートである。 2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理の一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態における充電時刻決定処理の一例を示すフローチャートである。 記憶部に記憶されている充電優先度の一例を示す図である。 充電所要時間算出処理の一例を示すフローチャートである。 第1充電比率算出処理の一例を示すフローチャートである。 充電比率マップ又はテーブルの一例を示す図である。 第2充電比率算出処理の一例を示すフローチャートである。 充電優先度に対応する目標終了時間差を取得するためのマップ又はテーブルの一例を示す図である。 第2の実施形態における、充電可能電力が小さい時間帯での充電について説明する図である。 第2の実施形態における、充電可能電力が小さい時間帯での充電について説明する他の図である。 第2の実施形態における、充電予約を行う際の表示装置の表示態様を示す図である。 家庭用電源のコンセントと車両とがコネクタケーブル(又は充電ケーブル)によって接続される状態を示す図である。 家電での消費電力の変化の一例を示す図である。 充電による消費電力の変化の一例を示す図である。
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態について説明する。
第1の実施形態では、車両用充電システムが適用される車両を挙げている。
(構成)
第1の実施形態における車両としては、ハイブリッドカー(HEV:Hybrid Electric Vehicle)又は電気自動車(EV:Electric Vehicle)が挙げられる。そして、本実施形態では、このような車両が、家庭用電源(すなわち、AC100V又はAC200V)によって車載のバッテリの充電ができるいわゆるプラグイン式の車両となる。
図1には、その車両の構成例を示す。
図1に示すように、車両1は、バッテリパック2、車両コントローラ3、表示装置4、入力装置5、及び車載充電器30を有している。これらバッテリパック2、車両コントローラ3、表示装置4、入力装置5、及び車載充電器30は、車内通信線(例えば、CAN:Controller Area Network)6によって相互に通信できるように接続されている。
車両コントローラ3は、車両内における各種の制御を行う。例えば、車両コントローラ3は、車両走行時に不図示の駆動モータやインバータの駆動を制御する。
表示装置4は、車室内に配置されて、乗員に各種の情報を提供する。また、入力装置5は、車室内に配置されて、乗員に操作されて各種の情報が入力される。本実施形態では、後述するように、例えば、表示装置4には、充電可能電力の時間推移が表示される。また、入力装置5が乗員に操作されて、充電時刻の設定に必要な情報が入力される。
バッテリパック2には、駆動モータで消費される電力が蓄積される。このバッテリパック2は、内蔵するバッテリコントローラ2aによって充放電が制御される。
車載充電器30は、外部からの供給電力によるバッテリの充電を可能にする。そのために、車載充電器30は、高電圧ケーブル7によってバッテリパック2と電気的に接続されている。本実施形態は、この車載充電器30は、後述するように充電可能電力の算出等のための制御部40等を有している。また、この車載充電器30は、車体に設けられている充電器側コンセント(プラグ差込部)8と電気的に接続されている。
充電器側コンセント(又は車両側コンセント)8には、コネクタケーブル10が接続されて、当該コネクタケーブル10を介して家庭用電源から電力が供給される。ここで、コネクタケーブル10の一端には、充電器側コンセント8に接続するための充電器側プラグ11が設けられ、コネクタケーブル10の他端には、家庭用電源から電力が供給される家庭用電源コンセント(プラグ差込部)21に接続するための家庭用電源側プラグ12が設けられている。そして、コネクタケーブル10の途中には、充電遮断装置(例えば、CCID:Charging Circuit Interrupt Device)13が設けられている。充電遮断装置13は、家庭用電源と車載充電器30とを接続して家庭用電源から車載充電器30への電力の供給及び遮断を切替可能にする。例えば、充電遮断装置13は、漏電遮断機能を有する。また、家庭用電源コンセント21は、家庭用電源の電力供給系統に接続されている。ここで、同電力供給系統には、ドライヤ、エアコン、冷蔵庫、アイロン、IH炊飯器等の家電が接続され、これらによって電力が消費される。
本実施形態における車両は、以上のような構成を有している。このような構成において、バッテリパック2、車載充電器30、及びコネクタケーブル10は、車両用充電システムを構成する。
そして、このような車両用充電システムは、家庭用電源の電力消費状態に応じた充電時刻(充電開始時刻等)の設定、すなわち充電予約の設定を可能にしている。
図2には、そのような充電予約の設定を可能にする構成を示す。ここで、車載充電器30がその構成を有している。
具体的には、図2に示すように、車載充電器30は、制御部40、タイマ31及び記憶部32を有している。ここで、制御部40は、例えば、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を備えるECU(Electronic Control Unit)において構成されている。そして、本実施形態では、制御部40は、充電可能電力算出処理部41、充電可能電力推移算出処理部42、充電時刻決定処理部43、及び充電所要時間算出処理部44を有している。
車載充電器30は、このような構成によって、家庭用電源の電力消費状態を基に車両に充電可能な電力を算出し、その算出した充電可能電力の時間推移に基づき使用者が充電時刻(充電開始時刻等)を設定することを可能にしている。
図3には、充電可能電力を算出する処理の一例のフローチャートを示す。また、図4には、使用者による充電時刻設定を可能にする処理の一例のフローチャートを示す。以下に、図3及び図4に示す処理手順に沿って、図2に示す車載充電器30の各部の処理内容を具体的に説明する。
図3に示すように、先ずステップS1では、充電可能電力算出処理部41は、コネクタケーブル10によって充電器側コンセント8と家庭用電源コンセント21とが接続されたか否かを判定する。充電可能電力算出処理部41は、接続されたと判定したときに、ステップS2に進む。
ステップS2では、充電可能電力算出処理部41は、予約充電目標SOC値(又は使用者設定目標SOC値)を設定する。
ここで、予約充電目標SOC値は、充電予約で設定した充電スケジュールに従い実施する充電で目標とするSOC値である。これは、本実施形態では、後述するように、充電電流を増加させることで充電可能電力を計測するため、充電スケジュールに従う充電実施中に満充電になってしまうとその満充電以降、充電ができなくなり(すなわち、充電電流を増加させることができなくなり)充電可能電力の計測ができなくなる。そのため、予約充電目標SOC値を、満充電の値(すなわち、満充電SOC値)未満の値にも設定可能にしている。そして、本実施形態では、使用者が入力装置5を操作して予約充電目標SOC値を設定できるようになっている。
このようなことから、ステップS2では、充電可能電力算出処理部41は、使用者が入力した値を基に予約充電目標SOC値を設定する。例えば、本実施形態では、満充電にする予約充電目標SOC値をデフォルトとし、予約充電目標SOC値として90%、80%、及び70%の何れかを使用者が選択できるようになっている。ここで、例えば、70%の予約充電目標SOC値だと、充電可能電力の計測が可能になるが、充電状態が満充電に満たない分、車両の航続距離が減少する。
次に、ステップS3では、充電可能電力算出処理部41は、電力計測タイマ処理を行う。続いて、ステップS4では、充電可能電力算出処理部41は、充電可能電力算出及び記憶処理を行う。そして、充電可能電力算出処理部41は、当該図3に示す処理を終了する。
ここで、電力計測タイマ処理では、充電の有無に応じて充電可能電力の算出のための電圧の計測周期が決定され、充電可能電力算出及び記憶処理では、電力計測タイマ処理で決定した計測周期で計測された電圧に基づき充電可能電力を算出し、算出した充電可能電力を記憶する。図5及び図6を用いて、これら電力計測タイマ処理、並びに充電可能電力算出及び記憶処理を説明する。
図5には、電力計測タイマ処理の一例のフローチャートを示す。
図5に示すように、先ずステップS21では、充電可能電力算出処理部41は、タイマ31の作動を開始させる。
次に、ステップS22では、充電可能電力算出処理部41は、車両が家庭用電源から供給される電力によって充電を行っている最中であるか否かを判定する。充電可能電力算出処理部41は、充電中であると判定すると、ステップS23に進む。また、充電可能電力算出処理部41は、充電中でないと判定すると、ステップS24に進む。
ステップS23では、充電可能電力算出処理部41は、タイマ31のカウント値が5分を経過したか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、タイマ31のカウント値が5分を経過したと判定したときに、当該図5に示す処理を終了する(すなわち、前記ステップS4に進む)。
ステップS24では、充電可能電力算出処理部41は、タイマ31のカウント値が30分を経過したか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、タイマ31のカウント値が30分を経過したと判定したときに、当該図5に示す処理を終了する(すなわち、前記ステップS4に進む)。
図5に示す電力計測タイマ処理は以上のような内容になる。
図6には、前記ステップS4の充電可能電力算出及び記憶処理の一例のフローチャートを示す。
図6に示すように、先ず、ステップS41では、充電可能電力算出処理部41は、充電電流増加処理を行う。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、充電電流増加処理によって、充電電流を徐々に増加させていく。例えば、充電可能電力算出処理部41は、充電電流を5Aから15Aまで徐々に増加させていく。
次に、ステップS42では、充電可能電力算出処理部41は、前記ステップS41において充電電流を徐々に増加させながら家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したと判定したときに、ステップS43に進む。
ステップS43では、充電可能電力算出処理部41は、充電可能電力を算出する。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、電圧と充電電流と(すなわち、電圧降下時の電圧と充電電流と)を基に電力を算出し、その算出した電力を充電可能電力とする。
ここで、充電に使用している家庭用電源コンセント21の電源系統での家電の消費電力が大きくなるほど、少ない充電電流で電圧が降下し始める。このようなことから、前記ステップS42において電圧が降下したと判定されて算出される充電可能電力は、その値が小さいほど家電の消費電力が大きいことを示し、家電の電力消費状態の指標にもなる。
次に、ステップS44では、充電可能電力算出処理部41は、前記ステップS43で算出した充電可能電力の記憶部32への保存先を選択する。
図7には、保存先の構成例を示す。
図7に示すように、曜日毎、季節毎、充電場所毎が保存先として予め用意されている。そして、充電可能電力算出処理部41は、使用者による入力装置5への入力情報に基づき、このように予め用意されている保存先を選択したり、車両が搭載しているカレンダ機能、時計機能等を利用して予め用意されている保存先を選択したりする。
次に、ステップS45では、充電可能電力算出処理部41は、充電可能電力の制限処理を行う。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、前記ステップS43で算出した充電可能電力が予め設定されている上限値を超えている場合には、充電可能電力をその上限値に設定する。例えば、予め設定されている制限値は、充電時の規格値(1.5kW(=100V×15A))である。
次に、ステップS46では、充電可能電力算出処理部41は、前記ステップS44で選択した保存先に、前記ステップS43で算出した充電可能電力又は前記ステップS45で上限値に設定した充電可能電力を保存する。そして、充電可能電力算出処理部41は、当該図6に示す処理を終了する(前記ステップS4の処理を終了する)。
図6に示す充電可能電力算出及び記憶処理は以上のような内容になる。
次に、図4を参照しつつ、使用者による充電時刻設定を可能にする処理を説明する。
図4に示すように、先ずステップS61では、充電可能電力推移算出処理部42は、充電予約(すなわち、充電スケジュールの設定)を開始するか否かを判定する。例えば、充電可能電力推移算出処理部42は、使用者による入力装置5への入力情報に基づき、充電開始の要求がなされたか否かを判定する。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、充電開始の要求がなされたとき、充電予約を開始することとして、ステップS62に進む。
ステップS62では、充電可能電力推移算出処理部42は、充電可能電力が保存されている保存先を選択する。例えば、充電可能電力推移算出処理部42は、使用者が入力装置5に入力した選択指示に基づき保存先を選択したり、カレンダ機能、時計機能等を利用して保存先を選択したりする。
ステップS63では、充電可能電力推移算出処理部42は、前記ステップS62で選択した保存先に保存データ(すなわち、充電可能電力のデータ)が有るか否かを判定する。充電可能電力推移算出処理部42は、選択した保存先に保存データが有ると判定すると、ステップS64に進む。また、充電可能電力推移算出処理部42は、選択した保存先に保存データが無いと判定すると、ステップS65に進む。
ステップS64では、充電可能電力推移算出処理部42は、保存データを基に、充電可能電力の時間推移を算出する。例えば、保存データの保存先が月曜日であった場合、充電可能電力推移算出処理部42は、月曜日の充電可能電力の時間推移を算出する。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、ステップS66に進む。
ステップS65では、充電可能電力推移算出処理部42は、保存先に保存データがないため、デフォルト値を基に、充電可能電力の時間推移を算出する。例えば、充電初回やリセット時には、デフォルト値に基づき充電可能電力の時間推移が算出される。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、ステップS66に進む。
ステップS66では、充電可能電力推移算出処理部42は、充電可能電力補正処理を行う。具体的には、充電可能電力推移算出処理部42は、充電可能電力補正処理によって、前記ステップS64又は前記ステップS65で算出した時間推移で示される充電可能電力のうち、深夜電気料金以外の時間帯の充電可能電力から予め設定されたオフセット値(例えば、0.5kW分)を減算する。
次に、ステップS67では、充電可能電力推移算出処理部42は、充電時刻決定処理を行う。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、当該図4に示す処理を終了する。
図4に示す処理は以上のような内容になる。
図8には、前記ステップS67の充電時刻決定処理の一例のフローチャートを示す。
図8に示すように、先ずステップS81では、充電時刻決定処理部43は、充電希望時間帯を取得する。例えば、充電時刻決定処理部43は、使用者による入力装置5への入力情報に基づき、使用者が希望する充電時間帯を取得する。
次に、ステップS82では、充電時刻決定処理部43は、充電可能電力の時間推移を表示装置4に表示する。具体的には、充電時刻決定処理部43は、算出(又は補正)した充電可能電力の時間推移(必要に応じて充電可能電力補正処理において処理を施した値)のうち、前記ステップS81で取得した充電希望時間帯を含む時間帯のものを表示装置4に表示する。このとき、例えば、充電に使用されている家庭用電源コンセント21の電源系統に接続されている家電の消費電力が大きく、充電を行うとブレーカが作動するような時間帯については、すなわち、充電可能電力が小さい時間帯については、充電予約による充電を制限する表示をしたり、充電予約による充電を受け付けない表示をしたりする。
次に、ステップS83では、充電時刻決定処理部43は、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなされたか否かを判定する。例えば、表示装置4に表示された充電可能電力の時間推移を参照して、使用者が入力装置5から希望する充電開始時刻を入力できるようになっている。充電時刻決定処理部43は、このような入力が有ったとき、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなされたとして、ステップS84に進む。
ステップS84では、充電時刻決定処理部43は、目的地に移動するのに必要となるSOC値の目標値(以下、目的地移動用目標SOC値という。)を取得する。例えば、ここでいう目的地は、使用者により入力装置5から入力された目的地情報や、カーナビゲーションシステムから取得した目的地情報から決定される。充電時刻決定処理部43は、このようにして決定される目的地に移動するのに必要となる目的地移動用目標SOC値を算出する。
次に、ステップS85では、充電所要時間算出処理部44は、目的地移動用目標SOC値までの充電所要時間(以下、第1充電所要時間という。)T1を算出する。具体的には、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS84で算出した目的地移動用目標SOC値、現在のバッテリの充電状態、充電可能電力の時間推移、及び前記ステップS83で仮設定された充電開始時刻を基に第1充電所要時間T1を算出する。これによって、充電所要時間算出処理部44は、仮設定された充電開始時刻に現在のバッテリの充電状態から充電を開始して、充電可能電力の時間推移を考慮した充電を行い、目的地移動用目標SOC値に達するまでの時間として第1充電所要時間T1を算出する。
次に、ステップS86では、充電所要時間算出処理部44は、使用者が希望する充電状態、すなわち、前記ステップS2で設定した予約充電目標SOC値までの充電所要時間(以下、第2充電所要時間という。)T2を算出する。具体的には、充電所要時間算出処理部44は、予約充電目標SOC値、現在のバッテリの充電状態、充電可能電力の時間推移、及び前記ステップS83で仮設定された充電開始時刻を基に第2充電所要時間T2を算出する。これによって、充電所要時間算出処理部44は、仮設定された充電開始時刻に現在のバッテリの充電状態から充電を開始して、充電可能電力の時間推移を考慮した充電を行い、予約充電目標SOC値に達するまでの時間として第2充電所要時間T2を算出する。
次に、ステップS87では、充電時刻決定処理部43は、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きいか否かを判定する。充電時刻決定処理部43は、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きいと判定すると(T1>T2)、ステップS89に進む。また、充電時刻決定処理部43は、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2以下であると判定すると(T1≦T2)、ステップS88に進む。
ステップS88では、充電時刻決定処理部43は、第1及び第2充電所要時間T1、T2を表示装置4に表示する。具体的には、充電時刻決定処理部43は、前記ステップS83で仮設定された充電開始時刻を充電開始時点とし、第1及び第2充電所要時間T1、T2が経過した後の各時刻を充電終了時点とし、表示装置4への表示を行う。そして、充電時刻決定処理部43は、ステップS90に進む。
ステップS89では、充電時刻決定処理部43は、第2充電所要時間T2と車両の航続距離が不足する旨とを表示装置4に表示する。そして、充電時刻決定処理部43は、ステップS90に進む。
ここで、充電時刻決定処理部43は、第2充電所要時間T2の表示については、前記ステップS83で仮設定された充電開始時刻を充電開始時点とし、第2充電所要時間T2経過した後の時刻を充電終了時点とし、表示装置4への表示を行う。
また、充電時刻決定処理部43は、ステップS87の判定処理で第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きいと判定した場合に、このステップS89に進んでいる。ここで、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きい場合は、目的地に移動するために必要な目標SOC値に達する前に、使用者が希望する充電状態(例えば満充電)に達してしまうことを意味する。このようなことから、ステップS89では、充電時刻決定処理部43は、車両の航続距離が不足する旨を表示装置4に表示する。
ステップS90では、充電時刻決定処理部43は、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされたか否かを判定する。例えば、前記ステップS88や前記ステップS89で表示装置4に表示された情報を参照して、使用者が入力装置5から希望する充電開始時刻を入力できるようになっている。充電時刻決定処理部43は、このような入力が有ったとき、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされたとして、ステップS91に進む。
ステップS91では、充電時刻決定処理部43は、前記ステップS90で本設定された充電開始時刻を最終的に充電開始時刻として決定(又は確定)する。そして、充電時刻決定処理部43は、当該図8に示す処理を終了する。この充電開始時刻の決定によって、車両用充電システムは、決定された充電開始時刻に充電を開始する。
図8に示す充電時刻決定処理は以上のような内容になる。
(動作、作用等)
次に、第1の実施形態における車両用充電システムの動作、作用等の一例について説明する。
車両用充電システムは、コネクタケーブル10によって充電器側コンセント8と家庭用電源コンセント21とが接続されると、電力計測タイマ処理、並びに充電可能電力算出及び記憶処理によって、充電の有無に応じた計測周期で充電可能電力を算出し、算出した充電可能電力を記憶部32に記憶する(図3、図5、図6)。このとき、車両用充電システムは、充電期間中には、先の充電予約等による充電スケジュールに従った充電電流(又は充電電力)による充電を行う一方で、5分おきに電圧降下の計測のための充電電流増加処理を実施する。また、車両用充電システムでは、バッテリが満充電状態になった場合には、充電電流増加処理によって充電電流を増加させることができなくなるために、充電可能電力の算出は行われない。
図9には、充電の有無に応じた計測周期の一例を示す。図9に示すように、車両用充電システムは、充電期間中は、5分間隔で電圧降下の計測を行い、車両用充電システムは、充電期間外(すなわち、充電待機中及び充電終了後)は、30分間隔で電圧降下の計測を行っている。このように、車両用充電システムは、充電期間外では充電期間中よりも遅い30分間隔で計測処理を行うことで、当該処理に伴うシステム起動等に伴う電力消費を抑えることができる。
そして、車両用充電システムは、充電予約を開始すると(使用者からの充電予約の設定要求を受け付けると)、充電可能電力が保存されている保存先を選択する(前記ステップS61、前記ステップS62)。そして、車両用充電システムは、選択した保存先に保存データがある場合には、その保存データを基に、充電可能電力の時間推移を算出する(前記ステップS63、前記ステップS64)。一方、車両用充電システムは、選択した保存先に保存データがない場合には、デフォルト値を基に、充電可能電力の時間推移を算出する(前記ステップS63、前記ステップS65)。それから、車両用充電システムは、算出した充電可能電力の時間推移に補正処理を施した後、充電時刻決定処理を行う(前記ステップS66、前記ステップS67)。
充電時刻決定処理では、車両用充電システムは、先ず、使用者が設定した充電希望時間帯を含む時間帯の充電可能電力の時間推移を表示装置4に表示する(前記ステップS81、前記ステップS82)。そして、車両用充電システムは、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなさると、その充電開始時刻の情報を用いて、目的地移動用目標SOC値に基づく第1充電所要時間T1の算出と、予約充電目標SOC値に基づく第2充電所要時間T2の算出とを行う(前記ステップS83乃至前記ステップS86)。これによって、車両用充電システムは、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きい場合には、第2充電所要時間T2と車両の航続距離が不足する旨とを表示装置4に表示する(前記ステップS87、前記ステップS89)。また、車両用充電システムは、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2以下である場合には、第1及び第2充電所要時間T1、T2に基づき表示装置4に表示を行う(前記ステップS87、前記ステップS88)。そして、車両用充電システムは、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされると、充電開始時刻を決定する(前記ステップS90、前記ステップS91)。その後、車両用充電システムは、以上のようにして設定された充電予約の充電スケジュールに従い、決定された充電開始時刻に充電を開始し、予め算出した充電可能電力の時間推移に基づいて充電を行う。
ここで、図10には、充電予約を行う際の表示装置4の表示態様(すなわち、前記ステップS88や前記ステップS89における表示態様)の一例を示す。ここで、図10(b)には、図10(a)の場合よりも使用者が充電開始時刻を2時間遅い時刻に仮設定した場合を示す。
図10(a)及び(b)に示すように、表示装置4には、使用者が仮設定された充電開始時刻から、算出した充電所要時間に応じた充電終了時刻(すなわち、充電終了予測時刻)までの時間帯を表示する。そして、図10(b)に示すように、使用者が充電開始時刻を2時間後にずらして仮設定すると、充電時間帯に充電可能電力が最小となる時間帯が重なることで、充電終了時刻が大きく後方にずれ込むことになる。
また、図11を用いて、家電の消費電力が大きい時間帯、すなわち、充電可能電力が小さい時間帯での充電について説明する。
この時間帯では、車両用充電システムは、家電の動作を妨げないように、充電を制限したり(図中の点線部分)、充電を行わないようにしたりする(図中の実線部分)。これによって、たとえ充電スケジュールの時間帯にこのような時間帯が含まれても、充電を制限したり充電を行わないようにしたりすることで、車両用充電システムは、ブレーカを作動させてしまいその後の充電ができなくなってしまうのを防止する。
なお、前述の第1の実施形態の説明では、充電可能電力算出処理部41は、例えば、計測部を構成する。また、記憶部32は、例えば、データ蓄積部を構成する。また、充電可能電力推移算出処理部42は、例えば、算出部を構成する。また、充電時刻決定処理部43及び充電所要時間算出処理部44は、例えば、予測部を構成する。また、表示装置4は、表示部を構成する。
(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態では、車載充電器30が充電予約のための各種処理を行っている。しかし、第1の実施形態は、これに限定されない。例えば、第1の実施形態では、充電遮断装置13が、図2に示すような制御部40、タイマ31及び記憶部32を有して、各種処理を行うこともできる。
また、第1の実施形態では、充電可能電力の計測周期が短い側を5分とし、長い側を30分としている。しかし、第1の実施形態では、これに限定されない。例えば、短い側を5分以下にしたり、長い側を30分よりも長い時間(例えば、1時間)にしたりすることができる。
また、第1の実施形態では、充電の有無を基に充電可能電力の計測周期を決定している。しかし、第1の実施形態では、これに限定されない。例えば、第1の実施形態では、家電の消費電力を基に計測周期を決定することもできる。図12には、その一例を示す。この場合、例えば、充電可能電力算出処理部41は、家電の消費電力が大きくなると予測したときに、例えば、家電の消費電力が予め設定された消費電力判定用しきい値以上になると予測したときに、それ以外の場合の計測周期(例えば30分)よりも短い計測周期(例えば5分)に決定する。
また、第1の実施形態では、充電可能電力の変化を基に充電電力を調整することもできる。ここで、図13を参照しつつ充電可能電力の変化に応じて充電電力を調整する一例を説明する。図13に示すように、充電中に算出される充電可能電力が上昇している領域では、5分間隔でその充電可能電力を算出及び記憶し、充電中に算出される充電可能電力が減少する領域では、5分間隔よりも高い頻度(例えばコントローラの動作間隔、例えば10ms)で充電電力を調整する。また、当該減少する領域では、充電可能電力の算出及び記憶については、5分間隔で行う。このように、充電可能電力が減少する領域で高い頻度で充電電力を調整することで、家電動作が不安定になったり、家電が停止したりしてしまうのを防止できる。
また、第1の実施形態では、充電予約による充電スケジュールの内容に従い実際に充電を行ったところ、当該充電予約の設定時に充電可能電力が小さく充電を制限するとした時間帯又は充電を行わないとした時間帯で家電の消費電力が実際に大きくならない場合には、その時間帯では充電スケジュールの内容を変更して通常の充電を行っても良い。すなわち、第1の実施形態では、充電予約により設定した充電スケジュールの内容を固定した内容にするのではなく、実際の充電状態に応じて充電予約設定後にもその内容を変更しても良い。これによって、車両用充電システムは、充電予約時に算出した充電終了時刻よりも早い時刻に充電が完了できるようになる。この場合、例えば、車両用充電システムは、表示装置4にも、充電スケジュールの内容の変更に伴い繰り上げられた充電終了予測時刻を表示する。
また、第1の実施形態では、充電予約設定時のほか充電中にも充電所要時間、充電終了時刻等を表示装置4に表示させることもできる。この場合、車両用充電システムは、イグニッションがオンされると、リアルタイムで表示装置4に充電所要時間や充電終了時刻等を表示し、イグニッションがオフされたときにその表示を終了する。
また、第1の実施形態では、充電増加処理によって充電電流を5A(最小値)から15A(最大値)に増加させている。しかし、第1の実施形態では、充電増加処理における充電電流の最小値及び最大値は、これに限定されない。
また、第1の実施形態では、充電予約設定時の際には、充電開始時刻を使用者に設定させて、別途算出した充電所要時間を基に、対応する充電終了時刻を予測し表示装置4に表示している。しかし、第1の実施形態は、これに限定されない。すなわち、第1の実施形態では、充電予約設定時の際に、充電終了時刻を使用者に設定させて、別途算出した充電所要時間を基に、対応する充電開始時刻を予測し表示装置4に表示することもできる。
また、第1の実施形態では、充電期間外では、車載充電器30の制御部40を停止状態又はスリープ状態にしておくこともできる。この場合、制御部40は、充電期間外では、タイマ機能を残して停止状態又はスリープ状態となり、充電可能電力の算出時だけ起動する。
また、第1の実施形態では、コンセント毎に充電可能電力を算出し、充電可能電力の時間推移を算出することもできる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。なお、前述の第1の実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
(構成)
第2の実施形態は、同一の電源系統に接続されている複数の家庭用電源コンセント21を利用して2台の車両1a,1bを充電する図14に示すような場合に対応している。そのため、第2の実施形態では、2台の車両1a,1bの充電の優先順位を基に充電時刻設定を行っている。
図15には、第2の実施形態において充電時刻設定を可能にする構成を示す。
図15に示すように、第2の実施形態では、車載充電器30は、通信部33をさらに有している。また、車載充電器30は、制御部40に、充電優先度設定部45をさらに有している。ここで、通信部33は、車両間で通信を行う部分である。例えば、通信部33は、コネクタケーブル10を介して有線による通信を行う。また、例えば、通信部33は、携帯電話、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi等により無線による通信を行う無線通信装置である。
車載充電器30は、このような構成によって、第1の実施形態と同様に、家庭用電源の電力消費状態を基に車両に充電可能な電力を算出し、その算出した充電可能電力の時間推移に基づき使用者が充電時刻を設定することを可能にしている。
図16には、充電可能電力を算出する処理の一例のフローチャートを示す。また、図17には、使用者による充電時刻設定を可能にする処理の一例のフローチャートを示す。以下に、図16及び図17に示す処理手順に沿って、図15に示す車載充電器30の各部の処理内容を具体的に説明する。
図16に示すように、先ずステップS101では、充電可能電力算出処理部41は、コネクタケーブル10によって充電器側コンセント8と家庭用電源コンセント21とが接続されたか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、接続されたと判定したときに、ステップS102に進む。
ステップS102では、充電可能電力算出処理部41は、自車両が接続している家庭用電源コンセント21と同一の電源系統の他の家庭用電源コンセント21に他車両が接続されているか否かを判定する。すなわち、充電可能電力算出処理部41は、自車両を含めた2台の車両が同一の電源系統の家庭用電源コンセント21に接続されているか否かを判定する。充電可能電力算出処理部41は、2台の車両が同一の電源系統の家庭用電源コンセント21に接続されていると判定すると、ステップS103に進む。また、充電可能電力算出処理部41は、2台の車両が同一の電源系統の家庭用電源コンセント21に接続されていないと判定すると、すなわち、自車両のみ家庭用電源コンセント21に接続されていると判定すると、ステップS108に進む。
ステップS103では、充電可能電力算出処理部41は、前記ステップS102で同一の電源系統の家庭用電源コンセント21に接続されていると判定した他車両との間で通信を確立しているか否かを判定する。充電可能電力算出処理部41は、車両間で通信を確立していると判定すると、ステップS104に進む。また、充電可能電力算出処理部41は、車両間で通信を確立していないと判定すると、ステップS106に進む。
ステップS104では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS4の処理と同様の電力計測タイマ処理を行う。
次に、ステップS105では、充電可能電力算出処理部41は、2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理を行う。そして、充電可能電力算出処理部41は、当該図16に示す処理を終了する。2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理については、後で詳述する。
また、ステップS106では、充電可能電力算出処理部41は、2台の車両を同時に充電できない旨を表示装置4に行う。
次に、ステップS107では、充電可能電力算出処理部41は、1台だけの充電を行うか否かを判定する。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、入力装置5に対して使用者が1台だけの充電を行うことの入力(選択)をした場合、1台だけの充電を行うとの判定を行う。充電可能電力算出処理部41は、1台だけの充電を行うと判定すると、ステップS108に進む。また、充電可能電力算出処理部41は、そうでない場合、例えば、予め設定した入力待ち時間が経過した場合、当該図16に示す処理を終了する。
ステップS108では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS4の処理と同様の電力計測タイマ処理を行う。
次に、ステップS109では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS5の処理と同様の充電可能電力算出及び記憶処理を行う。そして、充電可能電力算出処理部41は、当該図16に示す処理を終了する。
図16に示す処理は以上のような内容になる。
図18には、前記ステップS105の2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理の一例のフローチャートを示す。
図18に示すように、先ずステップS121では、充電可能電力算出処理部41は、2台の車両のうち自車両が第1車両(すなわち1台目の車両)であるか否かを判定する。充電可能電力算出処理部41は、自車両が第1車両であると判定すると、ステップS122に進む。また、充電可能電力算出処理部41は、自車両が第1車両でないと判定すると、すなわち、自車両が第2車両(すなわち2台目の車両)である場合、ステップS125に進む。
ここで、2台の車両に対する第1及び第2車両の対応付けは、使用者によってなされる。又は、同一の電源系統の何れかの家庭用電源コンセント21に最初に接続された車両は第1車両となる。
ステップS122では、充電可能電力算出処理部41は、第1車両用の充電電流増加処理を行う。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、第1車両用の充電電流増加処理によって、充電電流を固定する。例えば、充電可能電力算出処理部41は、充電電流を5Aに固定する。
次に、ステップS123では、充電可能電力算出処理部41は、家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したと判定したときに、ステップS124に進む。
ステップS125では、充電可能電力算出処理部41は、第2車両用の充電電流増加処理を行う。具体的には、充電可能電力算出処理部41は、第2車両用の充電電流増加処理によって、充電電流を徐々に増加させていく。例えば、充電可能電力算出処理部41は、充電電流を0Aから10Aまで徐々に増加させていく。
次に、ステップS126では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS42の処理と同様に、家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したか否かを判定する。そして、充電可能電力算出処理部41は、家庭用電源コンセント21の電源系統の電圧が降下したと判定したときに、ステップS124に進む。
ステップS124では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS43の処理と同様に、充電可能電力を算出する。ここで、第2の実施形態では、充電可能電力算出処理部41は、電圧と2台の車両における充電電流とを基に電力を算出し、その算出した電力を充電可能電力とする。また、充電可能電力算出処理部41は、通信部33を介して他車両の充電電流の情報を得る。
次に、ステップS127では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS44の処理と同様に、前記ステップS124で算出した充電可能電力の記憶部32への保存先を選択する。
次に、ステップS128では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS45の処理と同様に、充電可能電力の制限処理を行う。
次に、ステップS129では、充電可能電力算出処理部41は、第1の実施形態における前記ステップS46の処理と同様に、前記ステップS127で選択した保存先に、前記ステップS124で算出した充電可能電力又は前記ステップS128で上限値に設定された充電可能電力を保存する。
次に、ステップS130では、充電可能電力算出処理部41は、他車両の番号を、前記ステップS129で保存した充電可能電力に対応付けて保存する。そして、充電可能電力算出処理部41は、当該図18に示す処理を終了する(前記ステップS105の処理を終了する)。ここで、他車両の番号は、ナンバープレートの番号であったり、使用者が車両に対応付けて登録した任意の登録番号であったりする。
図18に示す2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理は以上のような内容になる。
次に、図17を参照しつつ、充電可能電力に基づき使用者が充電時刻を設定することを可能にする処理を説明する。
図17に示すように、先ずステップS141では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS61の処理と同様に、充電予約を開始するか否かを判定する。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、充電予約を開始すると判定したときに、ステップS142に進む。
ステップS142では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS62の処理と同様に、充電可能電力が保存されている保存先を選択する。
次に、ステップS143では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS63の処理と同様に、前記ステップS142で選択した保存先に保存データ(すなわち、充電可能電力のデータ)が有るか否かを判定する。充電可能電力推移算出処理部42は、選択した保存先に保存データが有ると判定すると、ステップS144に進む。また、充電可能電力推移算出処理部42は、選択した保存先に保存データが無いと判定すると、ステップS145に進む。
ステップS144では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS64の処理と同様に、保存データを基に、充電可能電力の時間推移を算出する。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、ステップS146に進む。
ステップS145では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS65の処理と同様に、デフォルト値を基に、充電可能電力の時間推移を算出する。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、ステップS146に進む。
ステップS146では、充電可能電力推移算出処理部42は、第1の実施形態における前記ステップS66の処理と同様に、充電可能電力補正処理を行う。
次に、ステップS147では、充電可能電力推移算出処理部42は、2台同時充電用の充電時刻決定処理を行う。そして、充電可能電力推移算出処理部42は、当該図17に示す処理を終了する。
図17に示す処理は以上のような内容になる。
図19には、前記ステップS147の2台同時充電用の充電時刻決定処理の一例のフローチャートを示す。
図19に示すように、先ずステップS161では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態におけるステップS81の処理と同様に、充電希望時間帯を取得する。
次に、ステップS162では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS82の処理と同様に、充電可能電力の時間推移を表示装置4に表示する。
次に、ステップS163では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS83の処理と同様に、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなされたか否かを判定する。そして、充電時刻決定処理部43は、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなされたときに、ステップS164に進む。
ステップS164では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS84の処理と同様に、目的地移動用目標SOC値を取得する。
次に、ステップS165では、充電時刻決定処理部43は、目標SOC値に前記ステップS164で取得した目的地移動用目標SOC値を設定する。
次に、ステップS166では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS165で取得した目標SOC値等を用いて充電所要時間算出処理を行う。この充電所要時間算出処理については、後で詳述する。
次に、ステップS167では、充電時刻決定処理部43は、前記ステップS166の充電所要時間算出処理によって算出した充電所要時間を第1充電所要時間T1に設定する。
次に、ステップS168では、充電時刻決定処理部43は、自車両の充電優先度を最下位に変更する。
ここで、充電を行う車両毎の優先度、すなわち充電優先度を、使用者が登録できるようになっている。具体的には、使用者は、入力装置5を操作して車両毎に充電優先度を入力することができる。又は、充電優先度設定部45は、これまでの車両毎の充電履歴に基づき充電優先度を決定する。充電優先度設定部45は、そのように入力された又は決定した充電優先度を記憶部32に記憶する。
図20には、記憶部32に記憶されている充電優先度の一例を示す。
図20に示すように、車両の番号(例えば、ナンバープレートや使用者が登録した番号)に対応付けられて充電優先度が記憶部32に記憶される。
ステップS168では、このように登録されている充電優先度について、自車両の充電優先度を最下位に変更する。
次に、ステップS169では、充電時刻決定処理部43は、目標SOC値に予約充電目標SOC値を設定する。
次に、ステップS170では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS169で取得した目標SOC値等を用いて充電所要時間算出処理を行う。この充電所要時間算出処理については、後で詳述する。
次に、ステップS171では、充電時刻決定処理部43は、前記ステップS170の充電所要時間算出処理によって算出した充電所要時間を第2充電所要時間T2に設定する。
次に、ステップS172では、充電時刻決定処理部43は、前記ステップS168で最下位に変更した自車両の充電優先度を元に戻す。
次に、ステップS173では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS87の処理と同様に、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きいか否かを判定する。充電時刻決定処理部43は、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きいと判定すると(T1>T2)、ステップS175に進む。また、充電時刻決定処理部43は、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2以下であると判定すると(T1≦T2)、ステップS174に進む。
ステップS174では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS88の処理と同様に、第1及び第2充電所要時間T1、T2を表示装置4に表示する。そして、充電時刻決定処理部43は、ステップS176に進む。
ステップS175では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS89の処理と同様に、第2充電所要時間T2と車両の航続距離が不足する旨とを表示装置4に表示する。そして、充電時刻決定処理部43は、ステップS176に進む。
ステップS176では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS90の処理と同様に、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされたか否かを判定する。そして、充電時刻決定処理部43は、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされたと判定したときに、ステップS177に進む。
ステップS177では、充電時刻決定処理部43は、第1の実施形態における前記ステップS91の処理と同様に、前記ステップS176で本設定された充電開始時刻を最終的に充電開始時刻として決定(又は確定)する。そして、充電時刻決定処理部43は、当該図19に示す処理を終了する。この充電開始時刻の決定によって、車両用充電システムは、決定された充電開始時刻に充電を開始する。
図19に示す充電時刻決定処理は以上のような内容になる。
次に、前記ステップS166及び前記ステップS170の充電所要時間算出処理について説明する。
図21には、その充電所要時間算出処理の一例のフローチャートを示す。
図21に示すように、先ずステップS191では、充電所要時間算出処理部44は、充電所要時間の算出に用いる充電比率の算出を充電優先度を基準に行うか、充電終了時刻を基準に行うかの指示が使用者によってなされたか否かを判定する。充電所要時間算出処理部44は、使用者による入力装置5からの入力情報を基に、充電優先度を基準に行う指示(すなわち、充電優先指示)がなされたと判定すると、ステップS192に進む。また、充電所要時間算出処理部44は、使用者による入力装置5からの入力情報を基に、充電終了時刻を基準に行う指示(すなわち、充電終了時刻優先指示)がなされたと判定すると、ステップS193に進む。
ステップS192では、充電所要時間算出処理部44は、充電優先指示による充電比率算出処理(以下、第1充電比率算出処理という。)を行う。第1充電比率算出処理では、単純に充電優先度を用いて充電比率を算出する。そして、充電所要時間算出処理部44は、ステップS194に進む。この第1充電比率算出処理については、後で詳述する。
ステップS193では、充電所要時間算出処理部44は、充電終了時刻優先指示による充電比率算出処理(以下、第2充電比率算出処理という。)を行う。第2充電比率算出処理では、充電優先度から得られる充電終了時刻の優先度合いを考慮して充電比率を算出する。そして、充電所要時間算出処理部44は、ステップS194に進む。この第2充電比率算出処理については、後で詳述する。
ステップS194では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS192又は前記ステップS193で算出した充電比率を基に充電所要時間を算出する。具体的には、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS192又は前記ステップS193で算出した充電比率、前記ステップS165又は前記ステップS169で算出した目標SOC値、現在のバッテリの充電状態、充電可能電力の時間推移、及び前記ステップS163で仮設定された充電開始時刻を基に充電所要時間を算出する。これによって、充電時刻決定処理部43は、仮設定された充電開始時刻に現在のバッテリの充電状態から充電を開始して、充電可能電力の時間推移及び充電比率を考慮した充電を行い、目標SOC値に達するまでの時間として充電所要時間を算出する。そして、充電所要時間算出処理部44は、当該図21に示す処理を終了する。
図21に示す充電所要時間算出処理は以上のような内容になる。
次に、前記ステップS192の第1充電比率算出処理について説明する。
図22には、その第1充電比率算出処理の一例のフローチャートを示す。
図22に示すように、先ずステップS211では、充電所要時間算出処理部44は、2台の各車両の充電優先度を取得する。例えば、充電所要時間算出処理部44は、図20に示すように記憶部32に記憶されている情報から2台の各車両の充電優先度を取得する。
次に、ステップS212では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS211で取得した充電優先度を基に、充電比率を算出する。そして、充電所要時間算出処理部44は、当該図22に示す処理を終了する(すなわち、前記ステップS192の処理を終了する)。
ここで、例えば、充電所要時間算出処理部44は、下記(1)式及び(2)式を用いて、第1車両(1台目の車両)の充電比率R1及び第2車両(2台目の車両)の充電比率R2を算出する。
R1=P1/(P1+P2) ・・・(1)
R2=P2/(P1+P2) ・・・(2)
ここで、P1は、第1車両の充電優先度である。また、P2は、第2車両の充電優先度である。
また、ステップS212では、充電所要時間算出処理部44は、予め設定されている情報からなる充電比率マップ又はテーブル等を参照して、充電優先度に対応する充電比率を取得しても良い。
図23には、充電比率マップ又はテーブルの一例を示す。
図23に示すように、充電比率マップ等では、第1車両及び第2車両の充電優先度と第1車両及び第2車両の充電比率とが対応付けられている。充電所要時間算出処理部44は、このような充電比率マップ等を参照して、充電優先度に対応する第1及び第2車両の充電比率R1、R2を取得する。
図22に示す第1充電比率算出処理は以上のような内容になる。
次に、前記ステップS193の第2充電比率算出処理について説明する。
図24には、その第2充電比率算出処理の一例のフローチャートを示す。
図24に示すように、先ずステップS231では、充電所要時間算出処理部44は、2台の各車両の充電優先度を取得する。例えば、充電所要時間算出処理部44は、図20に示すように記憶部32に記憶されている情報から2台の各車両の充電優先度を取得する。
次に、ステップS232では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS231で取得した充電優先度を基に目標終了時間差を算出する。ここで、目標終了時間差は、2台の車両の充電終了時刻の時間差の目標値である。本実施形態では、第1車両が充電を終了した終了時刻から、第2車両が充電を終了した終了時刻までの時間差の目標値である。例えば、充電所要時間算出処理部44は、下記(3)式を用いて、目標終了時間差△Tを算出する。
△T=(P2−P1)×k ・・・(3)
ここで、P1は、第1車両の充電優先度である。また、P2は、第2車両の充電優先度である。また、kは、変換係数である。例えば、k=(1/時間)とする。また、△Tが負値になった場合、目標終了時間差は、第1車両と第2車両との関係が逆転した値となり、第2車両の充電終了時刻から第1車両の充電終了時刻までの時間となる。
また、ステップS232では、充電所要時間算出処理部44は、予め設定されている情報からなるマップ又はテーブル等を参照して、充電優先度に対応する目標終了時間差を取得しても良い。
図25には、そのマップ又はテーブルの一例を示す。
図25に示すように、マップ等では、第1車両及び第2車両の充電優先度と目標終了時間差(具体的には、第1車両の充電終了時刻に対する第2車両の充電終了時刻)とが対応付けられている。充電所要時間算出処理部44は、このようなマップ等を参照して、充電優先度に対応する目標終了時間差を取得する。
次に、ステップS233では、充電所要時間算出処理部44は、2台の各車両の残りの充電電力量(以下、残り充電電力量という。)を算出する。ここで、充電所要時間算出処理部44は、通信部33を介して他車両の残り充電電力量の情報を得る。
次に、ステップS234では、充電所要時間算出処理部44は、2台の各車両の充電比率を仮設定する。具体的には、充電所要時間算出処理部44は、下記(4)式のように充電比率を仮設定する。
R1:R2=50:50 ・・・(4)
ここで、R1は、第1車両の充電比率である。また、R2は、第2車両の充電比率である。
次に、ステップS235では、充電所要時間算出処理部44は、2台の各車両の充電終了予測時刻を算出する。具体的には、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS233で算出した残り充電電力量及び前記ステップS234で仮設定した充電比率を用いて、2台の各車両の充電終了予測時刻を算出する。
次に、ステップS236では、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS235で算出した2台の各車両の充電終了予測時刻の差分値を算出する。
次に、ステップS237では、充電所要時間算出処理部44は、現在の充電比率が初期値(すなわち、2台の各車両の充電比率がいずれも50)であるか否かを判定する。充電所要時間算出処理部44は、現在の充電比率が初期値であると判定すると、ステップS238に進む。また、充電所要時間算出処理部44は、現在の充電比率が初期値でないと判定すると、ステップS240に進む。
ステップS238では、充電所要時間算出処理部44は、増減用値△Rに1を設定する。
次に、ステップS239では、充電所要時間算出処理部44は、充電比率を変更する。そして、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS235から再び処理を開始する。
ここで、具体的には、充電所要時間算出処理部44は、下記(5)式及び(6)式を用いて、前記ステップS238で設定した増減用値△Rを基に、第1車両の充電比率R1及び第2車両の充電比率R2を変更する。
R1=R1+△R ・・・(5)
R2=R2−△R ・・・(6)
また、ステップS240では、充電所要時間算出処理部44は、前回の処理において前記ステップS236で算出した差分値(以下、前回差分値という。)よりも今回の処理において前記ステップS236で算出した差分値(以下、今回差分値という。)の方が、前記ステップS232で算出した目標終了時間差に近づいたか否かを判定する。充電所要時間算出処理部44は、前回差分値よりも今回差分値の方が目標終了時間差に近づいたと判定すると、前記ステップS238に進む。また、充電所要時間算出処理部44は、そうでない場合、すなわち、今回差分値よりも前回差分値の方が目標終了時間差に近いと判定すると、ステップS241に進む。
ステップS241では、充電所要時間算出処理部44は、下記(7)式が成立するか否かを判定する。
R1:R2=51:49 ・・・(7)
充電所要時間算出処理部44は、前記(7)式が成立すると判定すると、ステップS242に進む。また、充電所要時間算出処理部44は、前記(7)式が成立しないと判定すると、ステップS243に進む。
ステップS242では、充電所要時間算出処理部44は、充電比率を初期値(すなわち、R1=R2=50)に戻す。さらに、ステップS242では、充電所要時間算出処理部44は、増減用値△Rの符号を反転させる(△R=−△R)。そして、充電所要時間算出処理部44は、前記ステップS235から再び処理を開始する。
ステップS243では、充電所要時間算出処理部44は、充電比率R1、R2を確定する。そして、充電所要時間算出処理部44は、当該図24に示す処理を終了する(すなわち、前記ステップS193の処理を終了する)。
以上の図24に示す第2充電比率算出処理によって、充電所要時間算出処理部44は、充電比率R1、R2のうちの何れか一方を増加させていきつつ、充電比率R1、R2のうちの何れか他方を減少させていくことで、当該充電比率R1、R2に基づき算出される2台の各車両の充電終了予測時刻の差分値が第1及び第2車両の充電優先度に基づき算出した目標終了時間差に収束したときの当該充電比率R1、R2を確定値としている。
(動作、作用等)
次に、第2の実施形態における車両用充電システムの動作、作用等の一例について説明する。
車両用充電システムは、コネクタケーブル10によって自車両の充電器側コンセント8と家庭用電源コンセント21とが接続され、他車両も同一の電源系統の他の家庭用電源コンセント21に接続され、かつ、自車両と他車両との間の通信が確立している場合、電力計測タイマ処理、並びに2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理によって、充電の有無に応じた計測周期で2台の充電電流に基づき充電可能電力を算出し、算出した充電可能電力を各車両の記憶部32に記憶する(図5、図16、図18)。
ここで、2台同時充電用の充電可能電力算出及び記憶処理では、車両用充電システムは、自車両が第1車両であるか第2車両であるかを判定して、その判定結果に応じた充電電流増加処理を行っている(前記ステップS121乃至前記ステップS123、前記ステップS125、前記ステップS126)。
一方、車両用充電システムは、他車両も同一の電源系統の他の家庭用電源コンセント21に接続されている場合でも、自車両と他車両との間の通信が確立していない場合、使用者によって自車両を充電する選択がなされた場合、第1の実施形態と同様の電力計測タイマ処理、並びに充電可能電力算出及び記憶処理を行う(図5、図6、図16)。これによって、車両用充電システムは、自車両の充電電流だけで充電可能電力を算出し、算出した充電可能電力を自車両の記憶部32に記憶する。
そして、車両用充電システムは、充電予約を開始すると(使用者からの充電予約の設定要求を受け付けると)、充電可能電力が保存されている保存先を選択する(前記ステップS141、前記ステップS142)。そして、車両用充電システムは、選択した保存先に保存データがある場合には、その保存データを基に、充電可能電力の時間推移を算出する(前記ステップS143、前記ステップS144)。一方、車両用充電システムは、選択した保存先に保存データがない場合には、デフォルト値を基に、充電可能電力の時間推移を算出する(前記ステップS143、前記ステップS145)。それから、車両用充電システムは、算出した充電可能電力の時間推移に補正処理を施した後、2台同時充電用の充電時刻決定処理を行う(前記ステップS146、前記ステップS147)。
2台同時充電用の充電時刻決定処理では、車両用充電システムは、先ず、使用者が設定した充電希望時間帯を含む時間帯の充電可能電力の時間推移を表示装置4に表示する(前記ステップS161、前記ステップS162)。
そして、車両用充電システムは、使用者によって充電開始時刻の仮設定がなされると、先ず、目標SOC値に目的地移動用目標SOC値を設定し、その目標SOC値等を用いて充電所要時間算出処理を行う(前記ステップS163乃至前記ステップS166)。
その充電所要時間算出処理では、車両用充電システムは、使用者による指示によって、単純に充電優先度に基づき充電比率を算出したり、充電優先度を基に取得した充電終了時刻の優先度合いに基づき充電比率を算出したりする(前記ステップS191乃至前記ステップS193)。そして、車両用充電システムは、算出した充電比率や先に取得した目標SOC等を用いて充電所要時間を算出する(前記ステップS194)。それから、車両用充電システムは、算出した充電所要時間を第1充電所要時間T1に設定する(前記ステップS167)。
続いて、車両用充電システムは、自車両の充電優先度を最下位に変更するとともに、目標SOC値に予約充電目標SOC値を設定し、その目標SOC値等を用いて充電所要時間算出処理を行う(前記ステップS168乃至前記ステップS170)。
その充電所要時間算出処理では、車両用充電システムは、使用者による指示によって、最下位に変更した充電優先度に基づき単純に充電比率を算出したり、最下位に変更した充電優先度を基に取得した充電終了時刻の優先度合いに基づき充電比率を算出したりする(前記ステップS191乃至前記ステップS193)。そして、車両用充電システムは、算出した充電比率や先に取得した目標SOC等を用いて充電所要時間を算出する(前記ステップS194)。それから、車両用充電システムは、算出した充電所要時間を第2充電所要時間T2に設定する(前記ステップS171)。さらに、車両用充電システムは、先に最下位に変更した自車両の充電優先度を元に戻す(前記ステップS172)。
そして、車両用充電システムは、取得したそれら第1及び第2充電所要時間T1、T2を用い、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2よりも大きい場合には、第2充電所要時間T2と車両の航続距離が不足する旨とを表示装置4に表示する(前記ステップS173、前記ステップS175)。また、車両用充電システムは、第1充電所要時間T1が第2充電所要時間T2以下である場合には、第1及び第2充電所要時間T1、T2に基づき表示装置4に表示を行う(前記ステップS173、前記ステップS174)。そして、車両用充電システムは、使用者によって充電開始時刻の本設定がなされると、充電開始時刻を決定する(前記ステップS176、前記ステップS177)。その後、車両用充電システムは、以上のようにして設定された充電予約の充電スケジュールに従い、決定された充電開始時刻に充電を開始し、予め算出した充電可能電力の時間推移に基づいて充電を行う。
ここで、第2の実施形態では、前述のように、目標SOC値に予約充電目標SOC値を設定した場合には、充電優先度を最下位に変更して充電所要時間を算出することによって、SOC値が予約充電目標SOC値(例えば、満充電時のSOC値)に達する充電所要時間の最大値を得ている。
ここで、2台の車両を同時に充電する場合には、各車両の充電優先度と各車両の現在のバッテリの充電状態(すなわち、バッテリ残量)とに応じて充電終了時刻が決まる。そのため、場合によっては、2台の車両のうちの一方の車両の充電開始時刻を早めても、2台の車両それぞれの充電終了時刻に差が生じない場合が発生する。そのため、充電優先度を最下位に変更することによって充電所要時間の最大値を取得して、その値に基づいて使用者が充電予約の充電開始時刻を決定できるようにしている。
ここで、図26及び図27を用いて、家電の消費電力が大きい時間帯、すなわち、充電可能電力が小さい時間帯での充電について説明する。
図26に示すように、この時間帯では、車両用充電システムを搭載する第1及び第2車両は、家電の動作を妨げないように、充電を制限したり(図中の点線部分)、充電を行わないようにしたりする(図中の実線部分及び一点鎖線部分)。例えば、第1及び第2車両は、家電の動作を妨げないように、充電による消費電力(すなわち、充電電力)の総和が減少するよう、充電を制限したり(図中の点線部分)、充電を行わないようにしたりする(図中の実線部分及び一点鎖線部分)。この例では、第1車両と第2車両が、互いに充電優先度が等しいために、同様な消費電力(すなわち、同様な充電電力)となるような充電スケジュールを示す。
これによって、たとえ充電スケジュールの時間帯にこのような時間帯が含まれても、充電を制限したり充電を行わないようにしたりすることで、第1及び第2車両は、ブレーカを作動させてしまいその後の充電ができなくなってしまうのを防止する。
また、図27に示すように、車両用充電システムを搭載する第1及び第2車両は、各車両の充電優先度(すなわち、充電優先度に応じた充電比率)に基づいて、充電を制限したり(図中の点線部分)、充電を行わないようにしたりする(図中の実線部分及び一点鎖線部分)。この例では、第1車両は、その充電優先度が第2車両の充電優先度よりも高いため、第2車両よりも充電の制限度合いが小さくなっている。
なお、前述の第2の実施形態の説明では、充電優先度設定部45は、例えば、設定部を構成する。
(第2の実施形態の変形例)
第2の実施形態では、車両用充電システムは、自車両の記憶部32に蓄積された充電可能電力データを通信部33によって他車両に送信したり、他車両における充電可能電力データを当該他車両から通信部33によって受信し、受信した充電可能電力データを記憶部32に記憶したりすることもできる。これによって、車両用充電システムは、他車両が算出した充電可能電力をも利用して、自車両の充電可能電力の時間推移を精度良く予測できる。例えば、車両用充電システムは、自車両が保有していない時間帯の充電可能電力データを他車両から入手できるようになるために、充電可能電力の時間推移を精度良く予測できる。また、車両用充電システムは、充電可能電力データだけでなく、充電可能電力の時間推移、さらには、充電比率を考慮した充電予約内容(すなわち、充電スケジュールの内容)等も車両間で通信によってやり取りしても良く、これによって、自車両の充電可能電力の時間推移を精度良く予測できる。
また、第2の実施形態では、自車両の表示装置4に他車両の充電所要時間を表示することもできる。
図28には、その一例であり、充電予約を行う際の表示装置4の表示態様を示す。ここで、図28(b)には、図28(a)の場合よりも使用者が充電開始時刻を2時間遅い時刻に仮設定した場合を示す。
図28(a)及び(b)に示すように、表示装置4には、使用者が仮設定された充電開始時刻から、算出した充電所要時間に応じた充電終了時刻(すなわち、充電終了予測時刻)までの時間帯を表示する。そして、図28(b)に示すように、使用者が充電開始時刻を2時間後にずらして仮設定すると、自車両の充電時間帯に他車両の充電時間帯と充電可能電力が最小となる時間帯とが重なることで、自車両の充電終了時刻が大きく後方にずれ込むことになる。
また、第2の実施形態では、同一電源系統の家庭用電源コンセント21に2台の車両が接続されている。しかし、第2の実施形態は、これに限定されない。すなわち、第2の実施形態では、同一電源系統の家庭用電源コンセント21に3台以上の複数の車両が接続されていても良い。この場合、その接続台数に応じた処理を行う。例えば、第2の実施形態では、各車両毎で異なる充電電流増加処理や接続台数に応じた表示装置4への表示を行う。
また、第1の実施形態の変形例が第2の実施形態に適用可能であれば第2の実施形態の変形例として適用しても良い。
また、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項1により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
1 車両、2 バッテリパック、3 車両コントローラ、4 表示装置、5 入力装置、10 コネクタケーブル、13 充電遮断装置、21 家庭用電源コンセント、30 車載充電器、31 タイマ、32 記憶部、33 通信部、40 制御部、41 充電可能電力算出処理部、42 充電可能電力推移算出処理部、43 充電時刻決定処理部、44 充電所要時間算出処理部、45 充電優先度設定部

Claims (4)

  1. 家庭用電源から供給される電力を変換して車載のバッテリを充電する車載の充電部と、前記家庭用電源と前記充電部とを接続して前記家庭用電源から前記充電部への電力の供給及び遮断を切替可能な充電遮断部を備える充電ケーブルとを有する車両用充電システムにおいて、
    前記充電部又は前記充電遮断部は、
    前記家庭用電源から前記充電部に供給可能な電力量を計測する計測部と、
    前記計測部が計測した電力量データを蓄積するデータ蓄積部と、
    前記データ蓄積部に蓄積した電力量データを基に前記バッテリへの充電可能な電力量の時間推移を算出する算出部と、
    他車両との間で通信を行う通信部とを有し、
    前記算出部は、前記通信部が取得した他車両からの情報を基に同一系統の前記家庭用電源から自車両と他車両とを同時に充電すると判定すると前記通信部が当該他車両との通信によって取得した当該他車両への充電によって消費される電力量を考慮して自車両への充電可能な電力量の時間推移を算出することを特徴とする車両用充電システム。
  2. 前記データ蓄積部は、前記通信部によって蓄積された電力量データが送信される一方で、前記通信部によって前記他車両から受信した当該他車両における前記供給可能な電力量データが記憶されることを特徴とする請求項1に記載の車両用充電システム。
  3. 前記充電部又は前記充電遮断部は、同一系統の前記家庭用電源から自車両と他車両とを同時に充電する場合の充電優先度を設定する設定部をさらに有し、
    前記算出部は、前記設定部が設定した充電優先度を基に自車両への充電可能な電力量の時間推移を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用充電システム。
  4. 前記計測部は、前記バッテリへの充電電流を漸増させていったときに前記家庭用電源が電圧降下した時の充電電流と電圧とを基に前記供給可能な電力量を算出することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用充電システム。
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