最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、バッテリーを備え、かつ前記バッテリーに蓄えられた電力を用いて走行可能な車両の、前記バッテリーへの給電に用いられるスイッチ装置であって、コンセントに接続可能な系統側コネクタと、プラグに接続可能な車両側コネクタと、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続の有無を切り替え可能な切り替えスイッチと、管理装置と無線通信を行う通信部と、自己の前記スイッチ装置と前記管理装置との所定時間以内の通信接続の確立の有無に基づいて、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとが接続または切断されるように前記切り替えスイッチを制御する制御部とを備える。
このような構成により、スイッチ装置が、たとえば、再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理する外部装置から管理装置を介して通知された電力の需給状況に基づいて、バッテリーへの給電を開始させたり停止させたりするなどの制御を行うことができる。したがって、車両に設けられたバッテリーへの給電をより適切に行うことができる。
(2)好ましくは、前記制御部は、前記通信部と前記管理装置との通信接続が確立すると、前記切り替えスイッチの状態の確認、および前記切り替えスイッチの制御の少なくともいずれか一方を行う。
このような構成により、スイッチ装置が、たとえば、自己の切り替えスイッチの現在の状態の把握、および管理装置から送信された情報に基づく当該状態の変更を行うことができるため、管理装置が、スイッチ装置によるバッテリーへの給電の管理および遠隔制御等を行うことができる。
(3)好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記バッテリーへの供給電力を計測する計測部を備え、前記制御部は、前記計測部による計測結果が所定条件を満たす場合、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続が切断されるように前記切り替えスイッチを制御する。
このような構成により、たとえば、給電に関する機器の故障等によりバッテリーへの電力供給に異常が発生した場合、バッテリーへの給電を遠隔で停止させることができる。
(4)より好ましくは、前記所定条件は、前記計測結果の示す前記供給電力の値が所定値未満であることである。
このような構成により、たとえば、充電ケーブルが車両に接続されておらずバッテリーへの供給電力がゼロワットである場合、コンセントからプラグ側への電力の供給を停止させることにより、漏電等のリスクを回避することができる。
(5)好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記プラグを介して前記車両側コネクタと前記車両とを接続する充電ケーブルの前記車両への接続の有無を検知する検知部を備え、前記制御部は、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続が切断されている状態において、前記検知部により前記充電ケーブルの前記車両への接続が検知された場合、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとが接続されるように前記切り替えスイッチを制御する。
このような構成により、充電ケーブルが車両に接続されていなかったことにより系統側コネクタと車両側コネクタとの接続が切り替えスイッチにより切断されていた場合であっても、その後に充電ケーブルが車両に接続された場合には、系統側コネクタと車両側コネクタとが切り替えスイッチを介して接続されるため、バッテリーへの給電を行うことができる。
(6)より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記系統側コネクタと電気的に接続されたヒューズを備え、前記所定条件は、前記計測結果の示す前記バッテリーへの供給電流の値が前記ヒューズの作動電流値よりも小さい所定値に達することである。
このような構成により、給電に関する機器に所定値以上の電流が流れることを防ぎ、過電流による当該機器の故障を防ぐことができる。また、ヒューズの作動電流値よりも低い値で上記接続を切断することにより、一般の家電よりも当該機器の方が過電流に対して弱い場合に特に有効である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
<第1の実施の形態>
[構成および基本動作]
(充電制御システム)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システムの構成を示す図である。
図1を参照して、充電制御システム201は、車両60に設けられたバッテリー61への給電を行うためのシステムであり、スイッチ装置101と、管理装置102とを備える。
車両60は、たとえば、EV(Electric Vehicle)またはPHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)であり、バッテリー61に蓄えられた電力を用いて走行可能である。
スイッチ装置101は、コンセント121に接続可能であり、コンセント121に接続された状態において、電力系統からのコンセント121を介した供給電力を受けて動作する。また、スイッチ装置101には、プラグ131を差し込み可能である。
ユーザは、バッテリー61への給電を行う際、充電ケーブル141を車両60の対応箇所に差し込む。これにより、充電ケーブル141がプラグ131を介してスイッチ装置101と車両60とを接続し、コンセント121からの供給電力が、スイッチ装置101、プラグ131および充電ケーブル141を経由して車両60に設けられたバッテリー61へ出力される。
管理装置102は、スイッチ装置101と無線通信を行うことが可能である。管理装置102は、たとえば、一般家庭または工場などの施設に設けられたHEMS(Home Energy Management System)であり、点在する小規模な再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理するVPP(Virtual Power Plant)システムにおいて用いられる。
たとえば、VPPシステムにおいて管理される電力の需給が逼迫する場合または電力の需給が逼迫するおそれのある場合、複数の管理装置102を管理する外部装置が、消費電力の抑制を指示するための電力情報を管理装置102へ送信する。そして、管理装置102は、外部装置から送信された電力情報を受信すると、受信した電力情報に基づいて、自己の設けられた施設における消費電力が抑制されるように、当該施設における機器を制御する。
具体的には、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101の内部における電力供給ラインL1が遮断されるようにスイッチ装置101を制御することにより、電力系統からバッテリー61への給電を停止させる。
(スイッチ装置)
図2は、本発明の第1の実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。
図2を参照して、スイッチ装置101は、系統側コネクタ11と、ヒューズ12と、AC/DC変換部13と、処理部14と、通信部15と、センサ(計測部)16と、切り替えスイッチ17と、車両側コネクタ18とを備える。
処理部14は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)またはDSP(Digital Signal Processor)により実現され、制御部21と、検知部22とを含む。
系統側コネクタ11は、コンセント121への接続が可能である。車両側コネクタ18には、プラグ131を差し込み可能である。系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との間には、コンセント121からの供給電力をプラグ131側へ出力するための電力供給ラインL1が設けられている。
ヒューズ12は、系統側コネクタ11と電気的に接続されている。より詳細には、ヒューズ12は、系統側コネクタ11とAC/DC変換部13との間に設けられる。コンセント121からの供給電流の値がヒューズ12の作動電流値以上である場合、ヒューズ12の内部の部品が溶断することにより、当該作動電流値以上の電流がAC/DC変換部13側へ流れることを防ぐ。なお、スイッチ装置101は、ヒューズ12を備える構成に限定されない。
AC/DC変換部13は、系統側コネクタ11およびヒューズ12を介してコンセント121から受けた交流電圧を直流電圧に変換して処理部14へ出力する。なお、スイッチ装置101は、AC/DC変換部13を備える構成に限定されない。
センサ16は、バッテリー61への供給電力を計測する。より詳細には、センサ16は、電力供給ラインL1に流れる電流または電圧を計測し、計測結果を示す計測情報を処理部14へ出力する。
切り替えスイッチ17は、電力供給ラインL1上に設けられ、処理部14における制御部21による制御に従ってオン状態またはオフ状態に切り替わることにより、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続の有無を切り替える。切り替えスイッチ17は、たとえば、初期状態としてオフ状態になる。
切り替えスイッチ17がオフ状態になると、電力供給ラインL1が遮断されることにより、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断された状態となり、コンセント121からプラグ131への電力供給が停止する。一方、切り替えスイッチ17がオン状態になると、遮断されていた電力供給ラインL1が繋がることにより、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが接続された状態となり、コンセント121から系統側コネクタ11および車両側コネクタ18経由でプラグ131側へ電力が供給される。
処理部14における制御部21は、センサ16から受けた計測情報を通信部15へ出力する。通信部15は、制御部21から受けた計測情報を無線通信により管理装置102へ送信する。
処理部14における検知部22は、充電ケーブル141の車両60への接続の有無を検知する。たとえば、スイッチ装置101には、車両側コネクタ18に接続された図示しない検出線が設けられており、検知部22は、検出線の電圧レベルを監視することにより、充電ケーブル141の車両60への接続の有無を検知し、検知結果を示す検知情報を通信部15経由で管理装置102へ送信する。
管理装置102は、スイッチ装置101から受信した計測情報または検知情報に基づいて、スイッチ装置101における切り替えスイッチ17を制御するための制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
通信部15は、管理装置102から受信した制御情報を制御部14へ出力する。制御部14は、通信部15から受けた制御情報に基づいて、切り替えスイッチ17をオンまたはオフする。
なお、管理装置102は、計測情報または検知情報をスイッチ装置101から受信した場合に限らず、たとえば、消費電力の抑制を指示するための電力情報を外部装置から受信した場合など、他の場合においても切り替えスイッチ17を制御するための制御情報をスイッチ装置101へ送信してもよい。管理装置102による切り替えスイッチ17の制御の具体例については、後述する。
(切り替えスイッチの制御の具体例)
(a)例1
管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101の起動から所定時間以内にスイッチ装置101との通信接続が確立した場合、切り替えスイッチ17をオンする。
より詳細には、スイッチ装置101は、コンセント121に接続されることにより、コンセント121からの供給電力を受けて起動すると、管理装置102との通信接続を確立するための接続要求を管理装置102へ送信する。
管理装置102は、スイッチ装置101から送信された接続要求を受信すると、通信接続を許可するための接続許可をスイッチ装置101へ送信する。
スイッチ装置101における通信部15は、管理装置102から送信された接続許可を受信すると、当該接続許可に対する接続応答を管理装置102へ送信する。
管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101の起動タイミング、すなわち接続要求の受信タイミングから所定時間以内にスイッチ装置101からの接続応答を受信し、スイッチ装置101との通信接続が確立すると、切り替えスイッチ17の状態に関する状態情報の要求(以下、「状態情報要求」と称する。)を、スイッチ装置101へ送信する。
スイッチ装置101は、管理装置102から送信された状態情報要求を受信すると、たとえば切り替えスイッチ17がオン状態またはオフ状態であることを示す状態情報を管理装置102へ送信する。
管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101から受信した状態情報が切り替えスイッチ17のオフ状態を示す場合、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
そして、管理装置102は、上記のようにスイッチ装置101との通信接続が確立した場合、所定の通知を行う。たとえば、管理装置102は、自己に設けられたLED(Light Emitting Diode)を点灯させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で点灯させたりすることにより、スイッチ装置101との通信接続が確立したことをユーザに通知する。
また、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101から受信した状態情報が切り替えスイッチ17のオン状態を示す場合、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信してもよいし、制御情報の送信を行わなくてもよい。
また、管理装置102は、スイッチ装置101との通信接続が確立した場合、スイッチ装置101への状態情報要求の送信、およびスイッチ装置101からの状態情報の受信を行うことなく、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信してもよい。
また、管理装置102は、たとえば接続要求の受信タイミングから所定時間以上、接続応答を受信しない場合、スイッチ装置101との通信接続を確立できないと判断し、状態情報要求および制御情報の送信を行わない。これにより、初期状態、すなわち切り替えスイッチ17のオフ状態が継続する。
また、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101との通信接続が確立した後、スイッチ装置101との通信状態を確認するための接続確認要求を定期的または不定期にスイッチ装置101へ送信する。
スイッチ装置101における通信部15は、管理装置102から送信された接続確認要求を受信すると、当該接続確認要求に対する接続確認応答を管理装置102へ送信する。
そして、管理装置102は、たとえば接続確認要求の送信タイミングから所定時間以内にスイッチ装置101からの接続確認応答を受信すると、スイッチ装置101との通信状態が良好であると判断し、制御情報の送信を行わない。これにより、切り替えスイッチ17のオン状態が継続する。
また、管理装置102は、たとえば接続確認要求の送信タイミングから所定時間以上、接続確認応答を受信しない場合、スイッチ装置101との通信接続が切断されたと判断する。そして、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101からの接続要求を再び受信するまで待機する。
そして、管理装置102は、上記のようにスイッチ装置101との通信接続を確立できないと判断した場合または当該通信接続が切断されたと判断した場合、たとえば、自己に設けられたLEDを消灯させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で消灯させたりすることにより、スイッチ装置101との通信接続を確立できないこと、または当該通信接続が切断されたことをユーザに通知する。
(b)例2
管理装置102は、センサ16による計測結果が第1条件を満たす場合、切り替えスイッチ17をオフする。
より詳細には、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101から送信された計測情報を受信すると、受信した計測情報の示すバッテリー61への供給電力の値が所定値Th1未満であるか否かを確認する。所定値Th1は、たとえばゼロワット以上の値である。そして、管理装置102は、バッテリー61への供給電力の値が所定値Th1未満である場合、計測結果が第1条件を満たすと判断する。
たとえば、充電ケーブル141が車両60に接続されていない場合、スイッチ装置101における電力供給ラインL1には電流が流れず、バッテリー61への供給電力はゼロワットとなる。
この場合、計測情報の示す供給電力の値は所定値Th1未満となるため、管理装置102は、計測結果が第1条件を満たすと判断し、切り替えスイッチ17をオフする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
そして、管理装置102は、たとえば、自己に設けられたLEDを点滅させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で点滅させたりすることにより、バッテリー61への給電が行われていないことをユーザに通知する。
また、ユーザが充電ケーブル141を車両60に接続した場合、たとえば、スイッチ装置101における検知部22は、充電ケーブル141の車両60への接続を検知し、検知結果を示す検知情報を通信部15経由で管理装置102へ送信する。
管理装置102は、スイッチ装置101から送信された当該検知情報を受信すると、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。これにより、切り替えスイッチ17は、オフ状態からオン状態に切り替わる。
そして、管理装置102は、たとえば、自己に設けられたLEDを点灯させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で点灯させたりすることにより、バッテリー61への給電が行われていることをユーザに通知する。
(c)例3
管理装置102は、センサ16による計測結果が第2条件を満たす場合、バッテリー61への電力供給に異常が発生したと判断し、切り替えスイッチ17をオフする。
より詳細には、管理装置102は、たとえば、スイッチ装置101からの計測情報を受信すると、受信した計測情報の示すバッテリー61への供給電流の値が所定値Th2以上であるか否かを確認する。所定値Th2は、たとえばヒューズ12の作動電流値よりも小さい値である。
そして、電力供給ラインL1に所定値Th2以上の過電流が流れた場合、すなわち計測結果が第2条件を満たす場合、管理装置102は、バッテリー61への供給電力が異常であると判断し、切り替えスイッチ17をオフする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
そして、管理装置102は、たとえば、自己に設けられたLEDを点滅させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で点滅させたりすることにより、バッテリー61への給電が行われていないことをユーザに通知する。
なお、管理装置102は、センサ16により計測された供給電流の値が所定値Th2以上である場合に限らず、たとえば、異なるタイミングにおいてセンサ16により計測された供給電流の値のばらつきに基づいて、バッテリー61への電力供給に異常が発生したか否かを判断してもよい。
(d)例4
充電ケーブル141には、たとえば、コンセント121と車両60との接続状態の有無を切り替え可能なコントローラが設けられている。コントローラは、たとえば、ユーザの操作に従って、充電ケーブル141の内部におけるコンセント121から車両60への電力供給ラインL2を遮断させることができる。
たとえば、充電ケーブル141が車両60に接続された状態においてコントローラが電力供給ラインL2を遮断させたとする。この場合、スイッチ装置101における検知部22は、図示しない検出線の電圧レベルの監視結果から、電力供給ラインL2が遮断されたことを検知する。そして、検知部22は、検知結果を示す検知情報を通信部15経由で管理装置102へ送信する。
管理装置102は、スイッチ装置101から送信された当該検知情報を受信すると、受信した検知情報に基づいて、たとえば、切り替えスイッチ17をオフする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
また、たとえば、充電ケーブル141が車両60に接続された状態において、ユーザがコントローラを操作することにより、遮断されていた電力供給ラインL2が繋がった場合、検知部22は、電力供給ラインL2が繋がったことを検知する。そして、検知部22は、検知結果を示す検知情報を通信部15経由で管理装置102へ送信する。
管理装置102は、スイッチ装置101から送信された当該検知情報を受信すると、受信した検知情報に基づいて、たとえば、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
(e)例5
管理装置102は、上述のとおり、外部装置から送信された消費電力の抑制を指示するための電力情報を受信すると、受信した電力情報に基づいて切り替えスイッチ17を制御する。
たとえば、管理装置102は、受信した電力情報が消費電力の抑制期間を示す場合、当該抑制期間の開始タイミングにおいて、切り替えスイッチ17をオフする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。また、管理装置102は、当該抑制期間の終了タイミングにおいて、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する。
[動作の流れ]
次に、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201による動作の流れについて説明する。
充電制御システム201における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のシーケンスまたはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システムの動作手順を定めたシーケンスの一例を示す図である。
図3を参照して、まず、スイッチ装置101は、コンセント121に接続されると(ステップS11)、コンセント121からの供給電力を受けて起動する(ステップS12)。そして、スイッチ装置101における切り替えスイッチ17は、初期状態としてオフ状態になる(ステップS13)。
次に、スイッチ装置101は、管理装置102へ接続要求を送信する(ステップS14)。
次に、管理装置102は、スイッチ装置101から送信された接続要求を受信すると、接続許可を管理装置102へ送信する(ステップS15)。
次に、スイッチ装置101は、管理装置102から送信された接続許可を受信すると、当該接続許可に対する接続応答を管理装置102へ送信する(ステップS16)。
次に、管理装置102は、たとえば接続要求の受信タイミングから所定時間以内に接続応答を受信したか否かを確認することにより、スイッチ装置101との通信接続が確立したか否かを判断する(ステップS17)。
そして、管理装置102は、接続応答を受信できなかった場合、スイッチ装置101との通信接続を確立できなかったと判断し(ステップS17において「NO」)、たとえば自己に設けられたLEDを消灯させることにより、スイッチ装置101との通信接続を確立できなかったことをユーザに通知する(ステップS18)。そして、管理装置102は、スイッチ装置101からの接続応答を受信するまで待機する。
一方、管理装置102は、スイッチ装置101から送信された接続応答を受信すると、スイッチ装置101との通信接続が確立したと判断し(ステップS17において「YES)、状態情報要求をスイッチ装置101へ送信する(ステップS19)。
次に、スイッチ装置101は、管理装置102から送信された状態情報要求を受信すると、自己の切り替えスイッチ17の状態を示す状態情報を管理装置102へ送信する(ステップS20)。
次に、管理装置102は、たとえば、切り替えスイッチ17がオフ状態であることを示す状態情報をスイッチ装置101から受信すると、切り替えスイッチ17をオンする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する(ステップS21)。
次に、スイッチ装置101は、管理装置102から送信された制御情報を受信すると、受信した制御情報に従って自己の切り替えスイッチ17をオフ状態からオン状態に切り替える(ステップS22)。
次に、スイッチ装置101は、バッテリー61への供給電力を計測し(ステップS23)、計測結果を示す計測情報を管理装置102へ送信する(ステップS24)。
次に、管理装置102は、スイッチ装置101から受信した計測情報に基づいて、バッテリー61への供給電力の値が所定値Th1未満であるか否かの確認(ステップS25)、および、バッテリー61への電力供給に異常が発生したか否かの判断(ステップS26)を行う。
そして、管理装置102は、スイッチ装置101から受信した計測情報の示す供給電力の値が所定値Th1未満である場合(ステップS25において「YES」)、または、当該計測情報の示す供給電力の値が所定値Th1以上であり、かつ当該計測情報の示す供給電流の値が所定値Th2以上であることにより電力供給に異常が発生したと判断した場合(ステップS25において「NO」、かつステップS26において「YES」)、切り替えスイッチ17をオフする旨の制御情報をスイッチ装置101へ送信する(ステップS27)。
そして、スイッチ装置101は、管理装置102から送信された制御情報を受信すると、受信した制御情報に従って自己の切り替えスイッチ17をオン状態からオフ状態に切り替える(ステップS28)。
そして、管理装置102は、自己のLEDを点滅させたり、スイッチ装置101に設けられたLEDを遠隔で点滅させたりすることにより、バッテリー61への給電が行われていないことをユーザに通知する(ステップS29)。
一方、管理装置102は、スイッチ装置101から受信した計測情報の示す供給電力の値が所定値Th1以上であり、かつ当該計測情報の示す供給電流の値が所定値Th2未満であることにより電力供給に異常が発生していないと判断した場合(ステップS25において「NO」、かつステップS26において「NO」)、制御情報の送信を行わず、スイッチ装置101において切り替えスイッチ17のオン状態が継続する。そして、ステップS23以降の動作が再び行われる。
なお、上述した本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、管理装置102は、スイッチ装置101との通信接続を確立できなかった場合に所定の通知を行う。しかしながら、このような構成に限定されず、管理装置102は、スイッチ装置101との通信接続を確立できなかった場合の通知を行わない構成であってもよい。
また、上述した本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、管理装置102は、センサ16による計測結果が第1条件または第2条件を満たす場合に切り替えスイッチ17をオン状態からオフ状態に切り替える。しかしながら、このような構成に限定されず、管理装置102は、センサ16による計測結果に基づく切り替えスイッチ17の制御を行わず、前述の「(e)例5」のように、センサ16による計測結果以外の情報に基づく切り替えスイッチ17の制御を行う構成であってもよい。このような場合、スイッチ装置101は、センサ16を備えなくてもよい。
また、センサ16による計測結果が第1条件または第2条件を満たすか否かは、計測結果の示す供給電力の値と所定値Th1または所定値Th2との大小関係に基づいて判断する方法に限らず、たとえば、計測結果の示す供給電力の値のばらつき等に基づいて判断してもよい。
また、スイッチ装置101は、検知部22を含まない構成であってもよい。たとえば、スイッチ装置101は、充電ケーブル141が車両60に接続されておらずバッテリー61への供給電力の値がゼロワットであっても、切り替えスイッチ17のオン状態を継続させる構成であるとする。この場合、スイッチ装置101に検知部22が設けられていなくても、充電ケーブル141が車両60に接続された場合にはバッテリー61への給電を行うことができる。
ところで、近年、点在する小規模な再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理するVPPシステムに関する技術が開発されている。そして、車両に設けられたバッテリーへの給電についても、VPPシステムのような電力需給を一括管理することのできるシステムにおいて管理することにより、当該バッテリーへの給電をより適切に行うことのできる技術が求められている。
これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、スイッチ装置101は、バッテリー61に蓄えられた電力を用いて走行可能な車両60のバッテリー61への給電に用いられる。また、系統側コネクタ11はコンセント121に接続可能であり、車両側コネクタ18はプラグ131に接続可能である。また、切り替えスイッチ17は、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続の有無を切り替え可能である。また、通信部15は管理装置102と無線通信を行い、制御部21は切り替えスイッチ17を制御する。また、管理装置102とスイッチ装置101との通信接続が確立した場合、制御部21と管理装置102との間で、切り替えスイッチ17の状態に関する状態情報、および切り替えスイッチ17の制御に関する制御情報の少なくともいずれか一方の情報の送受信が行われる。
このような構成により、管理装置102が、たとえば、スイッチ装置101における切り替えスイッチ17の現在の状態の把握、および当該状態を変更するための制御情報のスイッチ装置101への送信を行うことができるため、スイッチ装置101によるバッテリー61への給電の管理および遠隔制御等が可能となる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、管理装置102は、スイッチ装置101との通信接続が確立すると、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが接続または切断されるように制御部21を介して切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、たとえば、管理装置102が、再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理する外部装置から通知された電力の需給状況に基づいて、バッテリー61への給電を開始させたり停止させたりするなどの制御を行うことができる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、管理装置102は、スイッチ装置101との通信接続を確立できない場合、所定の通知を行う。
ここで、スイッチ装置101は、初期状態において系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切り替えスイッチ17で切断されており、管理装置102との通信接続が確立すると、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが切り替えスイッチ17を介して接続される構成であるとする。この場合、スイッチ装置101と管理装置102との通信接続が確立できない状況においては、スイッチ装置101は初期状態のままであり、バッテリー61の給電を行うことができないが、上記のように管理装置102が所定の通知を行うことにより、ユーザはバッテリー61への給電が行われていないことを把握することができる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、スイッチ装置101は、バッテリー61への供給電力を計測するセンサ16を含む。また、管理装置102は、センサ16による計測結果が所定条件を満たす場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように制御部21を介して切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、たとえば、給電に関する機器の故障等によりバッテリー61への電力供給に異常が発生した場合、バッテリー61への給電を遠隔で停止させることができる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、管理装置102は、センサ16による計測結果の示す供給電力の値が所定値Th1未満である場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように制御部21を介して切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、たとえば、充電ケーブル141が車両61に接続されておらずバッテリー61への供給電力がゼロワットである場合、コンセント121からプラグ131への電力の供給を停止させることにより、漏電等のリスクを回避することができる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、スイッチ装置101における検知部22は、プラグ131を介して車両側コネクタ18と車両60とを接続する充電ケーブル141の車両60への接続の有無を検知する。また、管理装置102は、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されている状態において、検知部22により充電ケーブル141の車両60への接続が検知された場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが接続されるように制御部21を介して切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、充電ケーブル141が車両60に接続されていなかったことにより系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切り替えスイッチ17により切断されていた場合であっても、その後に充電ケーブル141が車両60に接続された場合には、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが切り替えスイッチ17を介して接続されるため、バッテリー61への給電を行うことができる。
また、本発明の第1の実施の形態に係る充電制御システム201では、スイッチ装置101におけるヒューズ12は、系統側コネクタ11と電気的に接続されている。また、管理装置102は、センサ16による計測結果の示すバッテリー61への供給電流の値がヒューズ12の作動電流値よりも小さい所定値Th2に達する場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように制御部21を介して切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、給電に関する機器に所定値Th2以上の電流が流れることを防ぎ、過電流による当該機器の故障を防ぐことができる。また、ヒューズ12の作動電流値よりも低い値で上記接続を切断することにより、一般の家電よりも当該機器の方が過電流に対して弱い場合に特に有効である。
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
<第2の実施の形態>
上述した第1の実施の形態では、管理装置102が、スイッチ装置101における切り替えスイッチ17をオンするかまたはオフするかの判断を行う。しかしながら、このような構成に限定されず、スイッチ装置101が、切り替えスイッチ17をオンするかまたはオフするかの判断を行ってもよい。
[構成および基本動作]
再び図2を参照して、たとえば、スイッチ装置101の起動から所定時間以内に管理装置102とスイッチ装置101との通信接続が確立した場合、管理装置102は、たとえば、通信接続が確立したことを示す通信接続完了情報をスイッチ装置101へ送信する。そして、スイッチ装置101における制御部21は、管理装置102からの通信接続完了情報を通信部15経由で受信すると、たとえば、切り替えスイッチ17の状態を確認する。そして、制御部21は、たとえば、切り替えスイッチ17がオフ状態である場合、切り替えスイッチ17をオンする。
また、制御部21は、たとえば、切り替えスイッチ17がオン状態である場合、切り替えスイッチ17の制御を行わない。
なお、制御部21は、管理装置102とスイッチ装置101との通信接続が確立した場合、切り替えスイッチ17の状態の確認を行うことなく、切り替えスイッチ17の制御を行う構成であってもよい。
また、制御部21は、たとえば、バッテリー61への供給電力の計測結果を示す計測情報をセンサ16から受けると、当該計測情報の示す計測結果に基づいて切り替えスイッチ17をオンまたはオフする。
具体的には、制御部21は、センサ16から受信した計測情報が、バッテリー61への供給電力の値が所定値Th1未満であることを示す場合、センサ16による計測結果が第1条件を満たすと判断し、切り替えスイッチ17をオフする。
また、制御部21は、たとえば、センサ16から受信した計測情報が、バッテリー61への供給電流の値が所定値Th2以上であることを示す場合、センサ16による計測結果が第2条件を満たすと判断し、切り替えスイッチ17をオフする。
また、制御部21は、たとえば、充電ケーブル141の車両60への接続が検知部22により検知された場合、または、電力供給ラインL2が繋がったことが検知部22により検知された場合、切り替えスイッチ17をオンする。
また、制御部21は、たとえば、外部装置から送信された消費電力の抑制を指示するための電力情報を、管理装置102および通信部15経由で受信すると、受信した電力情報に基づいて切り替えスイッチ17をオンまたはオフする。
具体的には、制御部21は、受信した電力情報が消費電力の抑制期間を示す場合、当該抑制期間の開始タイミングにおいて、切り替えスイッチ17がオン状態である場合、切り替えスイッチ17をオフする。また、制御部21は、当該抑制期間の終了タイミングにおいて、切り替えスイッチ17がオフ状態である場合、切り替えスイッチ17をオンする。
[動作の流れ]
次に、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101による動作の流れについて説明する。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置の動作手順を定めたフローチャートの一例を示す図である。
図4を参照して、まず、スイッチ装置101は、コンセント121に接続されると(ステップS31)、コンセント121からの供給電力を受けて起動する(ステップS32)。そして、スイッチ装置101における切り替えスイッチ17は、初期状態として、たとえばオフ状態になる(ステップS33)。
次に、スイッチ装置101は、管理装置102へ接続要求を送信する(ステップS34)。そして、スイッチ装置101は、通信接続を許可するための接続許可を管理装置102から受信すると、受信した接続許可に対する接続応答を管理装置102へ送信する(ステップS35)。
そして、管理装置102は、たとえば接続要求の受信タイミングから所定時間以内に接続応答を受信した場合、スイッチ装置101との通信接続が確立したと判断し、通信接続完了情報をスイッチ装置101へ送信する。
次に、スイッチ装置101は、たとえば管理装置102から通信接続完了情報を受信したか否かを確認することにより、管理装置102との通信接続が確立したか否かを確認する(ステップS36)。
そして、スイッチ装置101は、通信接続完了情報を受信できなかった場合、管理装置102との通信接続を確立できなかったと判断し(ステップS36において「NO」)、たとえば、通信接続完了情報を受信するまで待機する。なお、スイッチ装置101は、管理装置102との通信接続を確立できなかったと判断した場合、たとえば自己に設けられたLEDを消灯させることにより、管理装置102との通信接続を確立できなかったことをユーザに通知してもよい。
一方、スイッチ装置101は、たとえば管理装置102からの通信接続完了情報を受信すると、管理装置102との通信接続が確立したと判断し(ステップS36において「YES」)、自己の切り替えスイッチ17の状態を確認する(ステップS37)。
そして、スイッチ装置101は、たとえば切り替えスイッチ17がオフ状態である場合、切り替えスイッチ17をオフ状態からオン状態に切り替える(ステップS38)。
次に、スイッチ装置101は、バッテリー61への供給電力を計測し、計測結果に基づいて、バッテリー61への供給電力の値が所定値Th1未満であるか否かの確認(ステップS39)、および、バッテリー61への電力供給に異常が発生したか否かの判断(ステップS40)を行う。
そして、管理装置102は、計測した供給電力の値が所定値Th1未満である場合(ステップS39において「YES」)、または、計測した供給電力の値が所定値Th1以上であり、かつ計測した供給電流の値が所定値Th2以上であることにより電力供給に異常が発生したと判断した場合(ステップS39において「NO」、かつステップS40において「YES」)、自己の切り替えスイッチ17をオン状態からオフ状態に切り替える。
そして、スイッチ装置101は、たとえば自己のLEDを点滅させることにより、バッテリー61への給電が行われていないことをユーザに通知する(ステップS41)。
一方、スイッチ装置101は、計測した供給電力の値が所定値Th1以上であり、かつ計測した供給電流の値が所定値Th2未満であることにより電力供給に異常が発生していないと判断した場合(ステップS39において「NO」、かつステップS40において「NO」)、切り替えスイッチ17のオン状態を継続させ、ステップS39以降の動作を再び行う。
なお、切り替えスイッチ17がオン状態からオフ状態に切り替えられた場合、スイッチ装置101のLEDが点滅する代わりに、たとえば、管理装置102のLEDが点滅する構成であってもよい。
また、上述した本発明の第2の実施の形態に係る充電制御システム201では、スイッチ装置101は、センサ16による計測結果が第1条件または第2条件を満たす場合に切り替えスイッチ17をオン状態からオフ状態に切り替える。しかしながら、このような構成に限定されず、スイッチ装置101は、センサ16による計測結果に基づく切り替えスイッチ17の制御を行わず、センサ16による計測結果以外の情報に基づく切り替えスイッチ17の制御を行う構成であってもよい。このような場合、スイッチ装置101は、センサ16を備えなくてもよい。
また、センサ16による計測結果が第1条件または第2条件を満たすか否かは、計測結果の示す供給電力の値と所定値Th1または所定値Th2との大小関係に基づいて判断する方法に限らず、たとえば、計測結果の示す供給電力の値のばらつき等に基づいて判断してもよい。
また、スイッチ装置101は、検知部22を含まない構成であってもよい。たとえば、スイッチ装置101は、充電ケーブル141が車両60に接続されておらずバッテリー61への供給電力の値がゼロワットであっても、切り替えスイッチ17のオン状態を継続させる構成であるとする。この場合、スイッチ装置101に検知部22が設けられていなくても、充電ケーブル141が車両60に接続された場合にはバッテリー61への給電を行うことができる。
その他の構成および動作は第1の実施の形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
上記のように、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101は、バッテリー61に蓄えられた電力を用いて走行可能な車両60のバッテリー61への給電に用いられる。また、系統側コネクタ11はコンセント121に接続可能であり、車両側コネクタ18はプラグ131に接続可能である。また、切り替えスイッチ17は、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続の有無を切り替え可能である。また、通信部15は管理装置102と無線通信を行う。また、制御部21は、自己のスイッチ装置101と管理装置102との所定時間以内の通信接続の確立の有無に基づいて、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが接続または切断されるように切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、スイッチ装置101が、たとえば、再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理する外部装置から管理装置102を介して通知された電力の需給状況に基づいて、バッテリー61への給電を開始させたり停止させたりするなどの制御を行うことができる。
また、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101では、制御部21は、前記通信部と前記管理装置との通信接続が確立すると、切り替えスイッチ17の状態の確認、および切り替えスイッチ17の制御の少なくともいずれか一方を行う。
このような構成により、スイッチ装置101が、たとえば、自己の切り替えスイッチ17の現在の状態の把握、および管理装置102から送信された情報に基づく当該状態の変更を行うことができるため、管理装置102が、スイッチ装置101によるバッテリー61への給電の管理および遠隔制御等を行うことができる。
また、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101では、センサ16は、バッテリー61への供給電力を計測する。また、制御部21は、センサ16による計測結果が所定条件を満たす場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、たとえば、給電に関する機器の故障等によりバッテリー61への電力供給に異常が発生した場合、バッテリー61への給電を遠隔で停止させることができる。
また、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101では、制御部21は、センサ16による計測結果の示す供給電力の値が所定値Th1未満である場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、たとえば、充電ケーブル141が車両61に接続されておらずバッテリー61への供給電力がゼロワットである場合、コンセント121からプラグ131への電力の供給を停止させることにより、漏電等のリスクを回避することができる。
また、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101では、検知部22は、プラグ131を介して車両側コネクタ18と車両60とを接続する充電ケーブル141の車両60への接続の有無を検知する。また、制御部21は、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されている状態において、検知部22により充電ケーブル141の車両60への接続が検知された場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが接続されるように切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、充電ケーブル141が車両60に接続されていなかったことにより系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切り替えスイッチ17により切断されていた場合であっても、その後に充電ケーブル141が車両60に接続された場合には、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18とが切り替えスイッチ17を介して接続されるため、バッテリー61への給電を行うことができる。
また、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチ装置101では、ヒューズ12は、系統側コネクタ11と電気的に接続されている。また、制御部21は、センサ16による計測結果の示すバッテリー61への供給電流の値がヒューズ12の作動電流値よりも小さい所定値Th2に達する場合、系統側コネクタ11と車両側コネクタ18との接続が切断されるように切り替えスイッチ17を制御する。
このような構成により、給電に関する機器に所定値Th2以上の電流が流れることを防ぎ、過電流による当該機器の故障を防ぐことができる。ヒューズ12の作動電流値よりも低い値で上記接続を切断することにより、一般の家電よりも当該機器の方が過電流に対して弱い場合に特に有効である。
なお、本発明の第1の実施の形態および第2の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
[付記1]
バッテリーを備え、かつ前記バッテリーに蓄えられた電力を用いて走行可能な車両の、前記バッテリーへの給電に用いられるスイッチ装置と、
管理装置とを備え、
前記スイッチ装置は、
コンセントに接続可能な系統側コネクタと、
プラグに接続可能な車両側コネクタと、
前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続の有無を切り替え可能な切り替えスイッチと、
前記管理装置と無線通信を行う通信部と、
前記切り替えスイッチを制御する制御部とを含み、
前記管理装置と前記スイッチ装置との通信接続が確立した場合、前記制御部と前記管理装置との間で、前記切り替えスイッチの状態に関する状態情報、および前記切り替えスイッチの制御に関する制御情報の少なくともいずれか一方の情報の送受信が行われ、
前記管理装置は、一般家庭または工場の施設に設けられたHEMS(Home Energy Management System)であり、点在する小規模な再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理するVPP(Virtual Power Plant)システムにおいて用いられ、
前記管理装置は、消費電力の抑制を指示するための電力情報を外部装置から受信した場合、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続が切断されるように前記制御部を介して前記切り替えスイッチを制御する、充電制御システム。
[付記2]
バッテリーを備え、かつ前記バッテリーに蓄えられた電力を用いて走行可能な車両の、前記バッテリーへの給電に用いられるスイッチ装置であって、
コンセントに接続可能な系統側コネクタと、
プラグに接続可能な車両側コネクタと、
前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続の有無を切り替え可能な切り替えスイッチと、
管理装置と無線通信を行う通信部と、
自己の前記スイッチ装置と前記管理装置との所定時間以内の通信接続の確立の有無に基づいて、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとが接続または切断されるように前記切り替えスイッチを制御する制御部とを備え、
前記管理装置は、一般家庭または工場の施設に設けられたHEMS(Home Energy Management System)であり、点在する小規模な再生可能エネルギーの発電設備、蓄電池および燃料電池などの設備、ならびに電力の需要を一括管理するVPP(Virtual Power Plant)システムにおいて用いられ、
前記制御部は、消費電力の抑制を指示するための電力情報を、前記管理装置を介して外部装置から受信した場合、前記系統側コネクタと前記車両側コネクタとの接続が切断されるように前記制御部を介して前記切り替えスイッチを制御する、スイッチ装置。