JP6314603B2

JP6314603B2 - 電動車両の充電装置及び方法

Info

Publication number: JP6314603B2
Application number: JP2014070683A
Authority: JP
Inventors: 芳樹長崎; 登司萩野
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date: 2014-03-30
Filing date: 2014-03-30
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-03-30
Also published as: JP2015192585A

Description

本発明は、電動車両のバッテリを普通充電で充電を行う電動車両の充電装置及び方法に関する。

電動車両のバッテリの充電方法には普通充電と急速充電があり、一般需要家は普通充電が主流とされている（例えば、特許文献１、２参照）。普通充電は専用コンセントで受電できる最大電流により充電されるのが一般的である。特に、一般需要家のうち一般家庭で行われる普通充電の場合には、住居内の分電盤から充電電力が電動車両に供給される。従って、一般家庭においては、電力供給会社との契約で定まる契約容量の範囲内で電動車両のバッテリを充電することになる。

特開２０１４−０３０２８３号公報特開２０１３−０５５８４５号公報

しかし、一般需要家の専用コンセントで受電できる最大電流は１５Ａと大きく、電動車両の普通充電中に他の電気機器が使用された場合には、契約容量を超過してしまうことがある。契約容量を超過するとブレーカが開放されるので、電動車両の普通充電中には、瞬間的に大きな電力を使用する電気機器の使用は避けなければならない。電動車両の普通充電中であっても、ブレーカが開放されずに他の電気機器の使用を行えるようにするには、契約容量を大きくすればよいが、契約容量を大きくすると電動車両の普通充電は定常負荷ではないので過大な契約容量となる場合がある。

本発明の目的は、電動車両の普通充電中に他の瞬間的に大きな電力を使用する電気機器を使用してもブレーカが開放されることを抑制できる電動車両の充電装置及び方法を提供することである。

本発明の電動車両の充電装置は、一般需要家の専用コンセントに差し込まれ交流電力を受電するプラグで受電した交流電力を直流電力に変換し電動車両のバッテリに直流電力を充電する電力変換装置と、前記一般需要家の専用コンセントで受電できる最大電流から零電流までを電動車両の充電時の電流目標値として設定できる設定器と、前記バッテリを充電する際に前記プラグから供給される充電電流が前記設定器で設定された電流目標値になるように前記電力変換装置を制御する制御部と、前記一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部と、前記一般需要家の使用電流を検出する電流計で検出された使用電流を受信する受信部と、前記受信部で受信した使用電流及び前記契約容量記憶部に記憶した契約容量に基づいて前記バッテリを充電する際に前記一般需要家の使用電流が前記契約容量を超えない範囲の電流目標値を算出し前記設定器に設定する目標値算出部とを前記電動車両に設けたことを特徴とする。

本発明の電動車両の充電方法は、一般需要家の使用電流を検出する電流計で検出し、前記電流計で検出された使用電流が前記一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を超えない範囲の電流目標値を電動車両に設けられた目標値算出部で算出し、前記一般需要家の専用コンセントに差し込まれ交流電力を受電するプラグで受電した交流電力を前記電動車両に設けられた電力変換装置で直流電力に変換し、前記プラグから供給される充電電流が前記目標値算出部で算出された電流目標値になるように前記電動車両に設けられた制御部で前記電力変換装置を制御し前記電動車両のバッテリに直流電力を充電することを特徴とする。

本発明によれば、制御部は、バッテリを充電する際にプラグから供給される充電電流が設定器で設定された電流目標値になるように電力変換装置を制御するので、一般需要家の電力の使用状況に応じて、契約容量を超えない範囲で設定器に電動車両の充電電流の電流目標値を設定することにより、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止できる。従って、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

本発明の第１実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第２実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第３実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第４実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第５実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第６実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第７実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図。本発明の第８実施形態に係る電動車両の充電方法の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。電動車両１１にはバッテリ１２が搭載されており、一般需要家の専用コンセント１３にプラグ１４を挿入して電動車両１１のバッテリ１２に充電する。

プラグ１４は充電装置１５の受電口１６に接続され、プラグ１４で受電した交流電力は電力変換装置１７に入力される。電力変換装置１７は、プラグ１４で受電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に直流電力を充電する。

設定器１８は、バッテリ１２の充電時の電流目標値Ｉｒを設定するものであり、一般需要家の専用コンセント１３で受電できる最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）から零電流Ｉ0（０Ａ）までを電動車両１１の充電時の電流目標値Ｉｒとして設定するものである。設定器１８は、最大電流Ｉmaxから零電流Ｉ0までをアナログ的に連続的に電流目標値Ｉｒを設定できるものであってもよいし、離散値の電流目標値Ｉｒとして設定できるものであってもよい。離散値の電流目標値Ｉｒとして設定するものでは、例えば、電流目標値Ｉｒとして、最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）、第１中間電流Ｉmid1（例えば１０Ａ）、第２中間電流Ｉmid2（例えば５Ａ）、零電流Ｉ0（０Ａ）が設定できるものを用意する。

制御部１９は、温度検出器２０で検出されたバッテリ温度Ｔ、直流電流計２１で検出されたバッテリ１２への直流充電電流Ｉｄ、直流電圧計２２で検出されたバッテリ１２への直流充電電圧Ｖｄ、交流電流計２３で検出された電力変換装置１７への交流充電電流Ｉａ（プラグ１４から供給される充電電流）、交流電圧計２４で検出された電力変換装置１７への交流充電電圧Ｖａを入力し、バッテリ１２を充電する際に、プラグ１４から供給される充電電流Ｉａが設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになるように電力変換装置１７を制御する。

一般に、バッテリ１２の電圧は充電深度または温度変化にともなって変動するので、バッテリ１２の温度を検出し、検出温度に対して設定されている電圧値とバッテリ１２の電圧との比較によってバッテリの残量状態を判定し充電を行う。バッテリ１２の充電特性は、バッテリ１２がリチウムイオン電池である場合には、最初は電流目標値Ｉｒに向けて徐々に充電電流を増してゆき、電流目標値Ｉｒに到達すると定電流充電で行いバッテリ１２の入力電圧Ｖｄがある定められた値Ｖｋになると定電圧充電に移行する。つまり、定電流充電では、バッテリ１２の入力電流Ｉｄは一定であり入力電圧Ｖｄが徐々に増加していく。そして、バッテリ１２の入力電圧Ｖｄがある定められた値Ｖｋになると定電圧充電に移行し充電電流Ｉｄが徐々に減少していく。

このように充電電流Ｉｄは変化するので、制御部１９は、バッテリ１２を充電する際に定電流充電のときは、プラグ１４から供給される充電電流Ｉａが設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになる直流充電電流Ｉｄで定電流充電を行うように電力変換装置１７を制御する。そして、バッテリ１２の入力電圧Ｖｄがある定められた値Ｖｋになると定電圧充電に移行し、充電電流Ｉｄを設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒ以下の値で充電する。

本発明の第１実施形態によれば、契約容量を超えない範囲で設定器１８に電動車両の充電電流の電流目標値Ｉｒを設定しておくことにより、バッテリ１２を充電する際に、プラグ１４から供給される充電電流Ｉａが設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒを超えないように、制御部１９により電力変換装置１７を制御することができる。従って、一般需要家の電力の使用状況に応じて、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。また、小さい充電電流で充電できるので、充電時の発熱が減少し、充電効率が一定の割合で向上する。

設定された充電目標値Ｉｒで充電を行った場合での充電完了時刻や充電所要時間を車両内部に表示または携帯電話など各種表示機器に送信して表示させても良い。また充電開始時刻をタイマー等で設定しても良い。

設定器１８で設定可能な最大電流は、事前に設定された電動車両の位置情報により紐付けられた最大電流としても良い。すなわち、電動車両の位置情報により、電動車両に充電する充電設備を特定する。本機能により契約容量が異なる充電設備にて充電を行なう際、改めて設定器１８への充電目標値の設定をすることが不要となる。なお車両の位置情報はＧＰＳなどを用いても良い。

図２は本発明の第２実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第２実施形態は、図１に示した第１実施形態に対し、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部２５と、一般需要家の使用電流を受信する受信部２６と、受信部２６で受信した使用電流及び契約容量記憶部２５に記憶した契約容量に基づいてバッテリ１２を充電する際に一般需要家の使用電流が契約容量を超えない範囲の電流目標値を算出し設定器１８に設定する目標値算出部２７とを追加して設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

契約容量記憶部２５には、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量が記憶されている。契約容量は契約電流で表される。受信部２６は、送信部２８から送信されてきた一般需要家の使用電流Ｉｕを受信し、目標値算出部２７に出力する。一般需要家の使用電流Ｉｕは、一般需要家に設置された電流計２９で検出される。送信部２８及び受信部２６の間の通信は、無線であってもよいし有線であってもよい。有線の場合は専用の通信線を設けてもよいし、プラグ１４の電線を用いた電力線通信PLC （ Power Line Communications）でもよい。

目標値算出部２７は、受信部２６で受信した使用電流Ｉｕ及び契約容量記憶部２５に記憶された契約容量を入力し、これらに基づいてバッテリ１２を充電する際に、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを算出する。例えば、受信部２６で受信した使用電流Ｉｕが１８Ａであり契約容量が４０Ａである場合、その差分の余裕電流Ｉαは２２Ａである。いま、使用電力変動許容分Ｉβ（＝５Ａ）とすると、使用電力変動許容分Ｉβ（＝５Ａ）を考慮した実用余裕電流Ｉγは１７Ａとなる（Ｉγ＝Ｉα−Ｉβ＝２２Ａ−５Ａ＝１７Ａ）。この場合、実用余裕電流Ｉγ（＝１７Ａ）は、専用コンセント１３で受電できる最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）より大きいので、目標値算出部２７は最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）を電流目標値Ｉｒとして算出し、算出した電流目標値Ｉｒ（＝Ｉmax＝１５Ａ）を設定器１８に設定する。

また、受信部２６で受信した使用電流Ｉｕが１４Ａであり契約容量が３０Ａである場合、その差分の余裕電流Ｉαは１６Ａであり、実用余裕電流Ｉγは１１Ａである。この場合、実用余裕電流Ｉγ（＝１１Ａ）は、専用コンセント１３で受電できる最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）より小さいので、実用余裕電流Ｉγ（＝１１Ａ）以下の値を電流目標値Ｉｒとして算出する。例えば、設定器１８がアナログ的に連続的に電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、電流目標値Ｉｒとして実用余裕電流Ｉγ（＝１１Ａ）を算出し、算出した電流目標値Ｉｒ（＝１１Ａ）を設定器１８に設定する。設定器１８が離散値の電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、実用余裕電流Ｉγ（＝１１Ａ）以下で最も近い第１中間電流Ｉmid1（例えば１０Ａ）を電流目標値Ｉｒとして算出し、算出した電流目標値Ｉｒ（＝１０Ａ）を設定器１８に設定する。

また、実用余裕電流Ｉγが（＝４Ａ）である場合には、設定器１８がアナログ的に連続的に電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、電流目標値Ｉｒとして実用余裕電流Ｉγ（＝４Ａ）を算出し、算出した電流目標値Ｉｒ（＝４Ａ）を設定器１８に設定する。設定器１８が離散値の電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、実用余裕電流Ｉγ（＝４Ａ）以下で最も近い零電流Ｉ0（０Ａ）を電流目標値Ｉｒとして算出し、算出した電流目標値Ｉｒ（＝０Ａ）を設定器１８に設定する。この場合は、電動車両１１のバッテリ１２に供給する充電電流は０となる。

本発明の第２実施形態によれば、バッテリ１２を充電する際に、受信部２６で受信した使用電流Ｉｕ及び契約容量記憶部２５に記憶した契約容量に基づいて、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを算出するので、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲で電動車両１１のバッテリ１２を充電できる。これにより、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

図３は本発明の第３実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第３実施形態は、図２に示した第２実施形態に対し、受信部２６で受信した使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する電流情報算出部３０と、電流情報算出部３０で算出された電流情報を表示する電流情報表示部３１とを追加して設けたものである。図２と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図２に示した第２の実施の形態では、バッテリ１２を充電する際に、目標値算出部２７で電流目標値Ｉｒを算出し、その算出した電流目標値Ｉｒを設定器１８に設定するので、時間の経過とともに変化する使用電力に適合した電流目標値Ｉｒでなくなる可能性がある。そこで、第３実施形態では電流情報算出部３０を設け、時々刻々変化する使用電流を監視する。

電流情報算出部３０は、受信部２６で受信した使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する。電流情報算出部３０は、受信部２６で受信した使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流Ｉαから使用電力変動許容分Ｉβを減算した実用余裕電流Ｉγを求め、実用余裕電流Ｉγと予め定めたしきい値とを比較して電流情報（警報レベル）を判定し、その判定した電流情報を電流情報表示部３１に表示する。

例えば、実用余裕電流Ｉγが第１しきい値Ｉx1（例えば１Ａ）より小さい場合（Ｉγ＜Ｉx1（＝１Ａ）の場合）、電流情報表示部３１に電流情報として警報を出力し、これにより電流情報表示部３１は警報を表示する。実用余裕電流Ｉγが第１しきい値Ｉx1（例えば１Ａ）より大きく第２しきい値Ｉx2（例えば５Ａ）より小さい場合（Ｉx1（＝１Ａ）＜Ｉγ＜Ｉx2（＝５Ａ）の場合）、電流情報表示部３１に電流情報として警戒を出力し、これにより電流情報表示部３１は警戒を表示する。実用余裕電流Ｉγが第２しきい値Ｉx2（例えば５Ａ）より大きい場合（Ｉγ＞Ｉx2（＝５Ａ）の場合）、電流情報表示部３１に電流情報として余裕を出力し、これにより電流情報表示部３１は余裕を表示する。

電流情報算出部３０での電流情報（警報レベル）の判定にあたっては、実用余裕電流Ｉγの継続時間を考慮してもよい。例えば、実用余裕電流Ｉγが第１しきい値Ｉx1（例えば１Ａ）より小さくなったら即座に電流情報として警報を出力するのではなく、実用余裕電流Ｉγが第１しきい値Ｉx1（例えば１Ａ）より小さくなった状態が予め定めた時間以上継続した場合に電流情報として警報を出力する。

また、太陽光発電設備、風力発電設備、小水力発電設備などの自然エネルギー発電設備を有する場合、電力系統上の制約により発電抑制が行われている場合は、自然エネルギー発電設備からの電力を余分に使用できる状態であるので、電流情報は余剰吸収としてもよい。

また、目標値算出部２７は電流情報算出部３０からの電流情報を考慮して、電流目標値Ｉｒを算出し、設定器１８に設定した電流目標値Ｉｒを更新する。例えば、電流情報算出部３０から電流情報として警報を受信した場合は、電流目標値Ｉｒを１０％低減した電流目標値に更新する。設定器１８が離散値の電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、離散的な段階を１段階以上、下げた電流目標値に更新する。また、電流情報として警戒を受信した場合は、電流目標値Iｒを５％低減した電流目標値に更新し、設定器１８が離散値の電流目標値Ｉｒを設定できるものである場合には、離散的な段階を１段階下げた電流目標値Ｉｒに更新する。

一方、電流情報として余剰吸収を受信した場合は、電流目標値を５％増加または離散的な段階を１段階以上、上げた電流目標値に更新する。これらの判定にあたっては、電流情報の継続時間を考慮するようにしてもよい。

以上の説明では、電流情報表示部３１を電動車両側に設けた場合について説明したが、電流情報表示部３１を一般需要者側に設けてもよい。また、電動車両側及び一般需要者側の双方に電流情報表示部３１を設けるようにしてもよい。

第３実施形態によれば、電流情報算出部３０により時々刻々変化する使用電流を監視し、電動車両側充電装置１５の受信部２６で受信した使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出し、電流情報表示部３１に表示するので、電流情報（警報レベル）を適切に把握できる。また、時間の経過とともに変化する使用電力に適合した電流目標値Ｉｒに更新できるので、使用電力が変化しても、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

図４は本発明の第４実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第４実施形態は、図２に示した第２実施形態に対し、契約容量記憶部２５及び目標値算出部２７を一般需要家側に設けたものである。これに伴い、目標値算出部２７で算出した電流目標値Ｉｒは送信部２８から受信部２６に送信され、受信部２６は受信した電流目標値Ｉｒを設定器１８に出力する。図２と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図４に示すように、充電装置１５は電動車両側充電装置１５Ａと一般需要家側充電装置１５Ｂとからなる。電動車両側充電装置１５Ａは、電動車両１１のバッテリ１２に直流電力を充電する電力変換装置１７と、電動車両１１のバッテリ１２の充電の際に充電電流の電流目標値を設定する設定器１８と、バッテリ１２を充電する際に充電電流が設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになるように電力変換装置１７を制御する制御部１９と、一般需要家側充電装置１５Ｂから送信された情報を受信する受信部２６とからなる。

一方、一般需要家側充電装置１５Ｂは、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部２５と、電流計２９で検出された使用電流及び契約容量記憶部２５に記憶した契約容量に基づいてバッテリ１２を充電する際に一般需要家の使用電流が契約容量を超えない範囲の電流目標値を算出する目標値算出部２７と、目標値算出部２７で算出した電流目標値を電動車両１１の電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する送信部２８とからなる。

一般需要家側充電装置１５Ｂの契約容量記憶部２５には、図２に示した第２実施形態の契約容量記憶部と同様に、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約電流で表された契約容量が記憶されている。目標値算出部２７は、電流計２９で検出された使用電流Ｉｕ及び契約容量記憶部２５に記憶された契約容量を入力し、これらに基づいてバッテリ１２を充電する際に、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを算出する。目標値算出部２７で算出される電流目標値Ｉｒは、図２に示した第２実施形態の目標値算出部と同様に算出される。送信部２８は、目標値算出部２７で算出した電流目標値Ｉｒを電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する。電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６では、一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流目標値Ｉｒを設定器１８に設定する。

本発明の第４実施形態によれば、電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６は、一般需要家の使用電流を検出する電流計２９で検出された使用電流Ｉｕが一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを受信し設定器１８に出力するので、第２実施形態と同様に、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲で電動車両１１のバッテリ１２を充電できる。これにより、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。また、電動車両側充電装置１５Ａではなく、一般需要家側充電装置１５Ｂに契約容量記憶部２５及び目標値算出部２７を設けるので電動車両側充電装置１５Ａを簡素化できる。

図５は本発明の第５実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第５実施形態は、図３に示した第３実施形態に対し、契約容量記憶部２５及び電流情報算出部３０を一般需要家側に設けたものである。これに伴い、電流情報算出部３０で算出した電流情報は送信部２８から受信部２６に送信され、受信部２６は受信した電流情報を電流情報表示部３１に表示するとともに、目標値算出部２７に出力する。目標値算出部２７は電流情報算出部３０からの電流情報を考慮して電流目標値Ｉｒを算出し、設定器１８に電流目標値Ｉｒを設定する。図３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図５に示すように、充電装置１５は電動車両側充電装置１５Ａと一般需要家側充電装置１５Ｂとからなる。電動車両側充電装置１５Ａは、電動車両１１のバッテリ１２に直流電力を充電する電力変換装置１７と、電動車両１１のバッテリ１２の充電の際に充電電流の電流目標値を設定する設定器１８と、バッテリ１２を充電する際に充電電流が設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになるように電力変換装置１７を制御する制御部１９と、バッテリ１２を充電する際に一般需要家の使用電流が契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｔｒを算出する目標値算出部２７と、電流情報を表示する電流情報表示部３１と、一般需要家側充電装置１５Ｂから送信された情報を受信する受信部２６とからなる。

一方、一般需要家側充電装置１５Ｂは、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部２５と、電流計２９で検出された使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する電流情報算出部３０と、電流情報算出部３０で算出された電流情報を電動車両１１の電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する送信部２８とからなる。

一般需要家側充電装置１５Ｂの契約容量記憶部２５には、図３に示した第３実施形態の契約容量記憶部と同様に、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約電流で表された契約容量が記憶されている。電流情報算出部３０は、電流計２９で検出された使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する。電流情報算出部３０で算出される電流情報は、図３に示した第３実施形態の電流情報算出部３０で算出された電流情報と同じである。送信部２８は、電流情報算出部３０で算出した電流情報を電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する。電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６では、一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流情報を電流情報算出部３０に出力するとともに、目標値算出部２７に出力する。目標値算出部２７は電流情報算出部３０からの電流情報を考慮して電流目標値Ｉｒを算出し、設定器１８に電流目標値Ｉｒを設定する。

本発明の第５実施形態によれば、電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６は、一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流情報を電流情報算出部３０に出力するので、第３実施形態と同様に、電流情報（警報レベル）を適切に把握できる。また、目標値算出部２７は電流情報に基づいて電流目標値Ｉｒを算出し設定するので、使用電力に適合した電流目標値Ｉｒを設定器１８に設定できる。これにより、使用電力が変化しても、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

図６は本発明の第６実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第６実施形態は、図５に示した第５実施形態に対し、電動車両充電装置１５Ａの目標算出部２７を省略したものである。図５と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図６に示すように、充電装置１５は電動車両側充電装置１５Ａと一般需要家側充電装置１５Ｂとからなる。電動車両側充電装置１５Ａは、電動車両１１のバッテリ１２に直流電力を充電する電力変換装置１７と、電動車両１１のバッテリ１２の充電の際に充電電流の電流目標値を設定する設定器１８と、バッテリ１２を充電する際に充電電流が設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになるように電力変換装置１７を制御する制御部１９と、電流情報を表示する電流情報表示部３１と、一般需要家側充電装置１５Ｂから送信された情報を受信する受信部２６とからなる。

一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８は、電流情報算出部３０で算出した電流情報を電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する。電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６では、一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流情報を電流情報算出部３０に出力する。電動車両側充電装置１５Ａでは、電流情報算出部３０に表示出力された電流情報に基づき、設定器１８にバッテリ１２の充電時の電流目標値Ｉｒを設定する。

本発明の第６実施形態によれば、電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６は、一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流情報を電流情報算出部３０に出力するので、第５実施形態と同様に、電流情報（警報レベル）を適切に把握できる。これにより、電動車両側充電装置１５Ａでは、電流情報算出部３０に表示出力された電流情報に基づき、契約容量を超えない範囲で設定器１８に電動車両の充電電流の電流目標値Ｉｒを設定できる。従って、一般需要家の電力の使用状況に応じて、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

図７は本発明の第７実施形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。この第７実施形態は、図３に示した第３実施形態に対し、契約容量記憶部２５、目標値算出部２７及び電流情報算出部３０を一般需要家側に設けたものである。これに伴い、目標値算出部２７で算出した電流目標値Ｉｒ及び電流情報算出部３０で算出した電流情報は送信部２８から受信部２６に送信され、受信部２６は受信した電流目標値Ｉｒを設定器１８に出力するとともに、受信した電流情報は電流情報表示部３１に出力する。図３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図７に示すように、充電装置１５は電動車両側充電装置１５Ａと一般需要家側充電装置１５Ｂとからなる。電動車両側充電装置１５Ａは、電動車両１１のバッテリ１２に直流電力を充電する電力変換装置１７と、電動車両１１のバッテリ１２の充電の際に充電電流の電流目標値を設定する設定器１８と、バッテリ１２を充電する際に充電電流が設定器１８で設定された電流目標値Ｉｒになるように電力変換装置１７を制御する制御部１９と、一般需要家側充電装置１５Ｂから送信された情報を受信する受信部２６と、受信部２６で受信した電流情報を表示する電流情報表示部３１とからなる。

一方、一般需要家側充電装置１５Ｂは、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部２５と、電流計２９で検出された使用電流及び契約容量記憶部２５に記憶した契約容量に基づいてバッテリ１２を充電する際に一般需要家の使用電流が契約容量を超えない範囲の電流目標値を算出する目標値算出部２７と、電流計２９で検出された使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する電流情報算出部３０と、目標値算出部２７で算出した電流目標値及び電流情報算出部３０で算出した電流情報を電動車両１１の電気車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する送信部２８とからなる。

一般需要家側充電装置１５Ｂの契約容量記憶部２５には、図３に示した第３実施形態の契約容量記憶部２５と同様に、一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約電流で表された契約容量が記憶されている。目標値算出部２７は、バッテリ１２の充電の際に、電流計２９で検出された使用電流Ｉｕ及び契約容量記憶部２５に記憶された契約容量を入力し、これらに基づいて一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを算出する。目標値算出部２７で算出される電流目標値Ｉｒは、図３に示した第３実施形態の目標値算出部と同様に算出される。

電流情報算出部３０は、電流計２９で検出された使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する。電流情報算出部３０は、電流計２９で検出された使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流Ｉαから使用電力変動許容分Ｉβを減算した実用余裕電流Ｉγを求め、実用余裕電流Ｉγと予め定めたしきい値とを比較して電流情報（警報レベル）を判定する。また、目標値算出部２７は、図３に示した第３実施形態の場合と同様に、電流情報算出部３０からの電流情報を考慮して、電流目標値Ｉｒを算出し、バッテリ１２を充電する際に設定器１８に設定した電流目標値Ｉｒを更新する。送信部２８は、目標値算出部２７で算出した電流目標値Ｉｒ及び電流情報算出部３０で算出した電流情報を電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６に送信する。

電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６では一般需要家側充電装置１５Ｂの送信部２８から送信された電流目標値Ｉｒを設定器１８に設定するとともに、送信部２８から送信された電流情報を電流情報表示部３１に表示出力する。

以上の説明では、電流情報表示部３１を電動車両側充電装置１５Ａに設けた場合について説明したが、電流情報表示部３１を一般需要者側充電装置１５Ｂに設けてもよい。また、電動車両側充電装置１５Ａ及び一般需要者側充電装置１５Ｂの双方に電流情報表示部３１を設けるようにしてもよい。これにより、電動車両側、一般需要家側で電流情報（警報レベル）を適切に把握できる。

本発明の第７実施形態によれば、電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６は、一般需要家の使用電流を検出する電流計２９で検出された使用電流Ｉｕが一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を超えない範囲の電流目標値Ｉｒを受信し設定器１８に出力するので、図３に示した第３実施形態と同様に、一般需要家の使用電流Ｉｕが契約容量を超えない範囲で電動車両１１のバッテリ１２を充電できる。これにより、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止でき、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

また、電流情報算出部３０により時々刻々変化する使用電流を監視し、電動車両側充電装置１５Ａの受信部２６で受信した使用電流と契約容量記憶部２５に記憶した契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出し、電流情報表示部３１に表示するので、電流情報（警報レベル）を適切に把握できる。また、電動車両側充電装置１５Ａではなく、一般需要家側に契約容量記憶部２５、目標値算出部２７及び電流情報算出部３０を設けるので電動車両側充電装置１５Ａを簡素化できる。

以上の説明では、電動車両１１のバッテリ１２に充電する場合について説明したが、電力変換装置１７に電動車両のバッテリ１２に蓄電された直流電力を交流電力に変換する機能を持たせ、電動車両のバッテリ１２から専用コンセント１３に交流電力を供給できるようにしてもよい。この場合、設定器１８に設定される電流目標値は、充電の場合と逆に、一般需要家の使用電力が大きい場合に電動車両のバッテリ１２からの供給電力が多くなるように放電電流を大きく設定する。その場合の放電電流の電流目標値は、最大電流Ｉmax（例えば１５Ａ）から零電流Ｉ0（０Ａ）までの範囲で設定される。

図８は本発明の第８実施形態に係る電動車両の充電方法の一例を示すフローチャートである。まず一般需要家の使用電流を検出する（Ｓ１）。一般需要家の使用電流は電流計２９で検出される。次に電流目標値を算出する（Ｓ２）。電流目標値は、電流計２９で検出された使用電流が一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を超えない範囲で算出される。この第８実施形態では、例えば、第２実施形態で述べたように使用電力変動許容分Ｉβを考慮に入れた電流目標値を算出する。

次に充電電流を検出する（Ｓ３）。すなわち、一般需要家の専用コンセント１３に差し込まれ交流電力を受電するプラグ１４から供給される充電電流を検出する。そして、充電電流が電流目標値になるようにバッテリ１２に充電する（Ｓ４）。充電電流は、プラグ１４から供給される充電電流であり、この充電電流が電流目標値になるように交流電力を直流電力に変換する電力変換装置１７を制御し、電動車両１１のバッテリ１２に直流電力を充電する。これにより、プラグ１４から供給される充電電流を電流目標値に維持できる。従って、契約容量を超過してブレーカが開放されることを防止できる。従って、契約容量を大きくすることなく電動車両の普通充電ができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…電動車両、１２…バッテリ、１３…専用コンセント、１４…プラグ、１５…充電装置、１６…受電口、１７…電力変換装置、１８…設定器、１９…制御部、２０…温度検出器、２１…直流電流計、２２…直流電圧計、２３…交流電流計、２４…交流電圧計、２５…契約容量記憶部、２６…受信部、２７…目標値算出部、２８…送信部、２９…電流計、３０…電流算出部、３１…電流情報表示部

Claims

一般需要家の専用コンセントに差し込まれ交流電力を受電するプラグで受電した交流電力を直流電力に変換し電動車両のバッテリに直流電力を充電する電力変換装置と、
前記一般需要家の専用コンセントで受電できる最大電流から零電流までを電動車両の充電時の電流目標値として設定できる設定器と、
前記バッテリを充電する際に前記プラグから供給される充電電流が前記設定器で設定された電流目標値になるように前記電力変換装置を制御する制御部と、
前記一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を記憶する契約容量記憶部と、
前記一般需要家の使用電流を検出する電流計で検出された使用電流を受信する受信部と、
前記受信部で受信した使用電流及び前記契約容量記憶部に記憶した契約容量に基づいて前記バッテリを充電する際に前記一般需要家の使用電流が前記契約容量を超えない範囲の電流目標値を算出し前記設定器に設定する目標値算出部とを前記電動車両に設けたことを特徴とする電動車両の充電装置。
前記設定器は、一般需要家の専用コンセントで受電できる最大電流から零電流までを離散値の電流目標値として設定できることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の充電装置。
前記受信部で受信した使用電流と前記契約容量との差分の余裕電流に応じた電流情報を算出する電流情報算出部と、前記電流情報算出部で算出された前記電流情報を表示出力する電流情報表示部とを電動車両に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気車両の充電装置。
前記電流情報算出部は、予め定めた第１しきい値と前記第１しきい値より大きい第２しきい値とを有し、前記余裕電流から使用電力変動許容分を減算した実用余裕電流を演算し、前記実用余裕電流が前記第１しきい値より小さいときは警報を、前記第１しきい値より大きく前記第２しきい値より小さいときは警戒を、前記第２しきい値より大きいときは余裕を、電流情報として前記電流情報表示部に表示出力することを特徴とする請求項３に記載の電気車両の充電装置。
前記目標値算出部は、前記電流情報算出部で算出された電流情報を加味した電流目標値を算出し、前記設定器に設定された電流目標値を更新することを特徴する請求項３または請求項４に記載の電気車両の充電装置。
一般需要家の使用電流を検出する電流計で検出し、
前記電流計で検出された使用電流が前記一般需要家と電力供給会社との契約で定まる契約容量を超えない範囲の電流目標値を電動車両に設けられた目標値算出部で算出し、
前記一般需要家の専用コンセントに差し込まれ交流電力を受電するプラグで受電した交流電力を前記電動車両に設けられた電力変換装置で直流電力に変換し、
前記プラグから供給される充電電流が前記目標値算出部で算出された電流目標値になるように前記電動車両に設けられた制御部で前記電力変換装置を制御し前記電動車両のバッテリに直流電力を充電することを特徴とする電動車両の充電方法。