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技術 車両用充電装置

出願人 日東工業株式会社
発明者 相川佳則浅野利幸
出願日 2014年10月3日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-204461
公開日 2016年5月12日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-077039
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 車両の電気的な推進・制動 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード 充電電路 取り外しボタン 受電電流 契約電流 タイマ制御 車載電池 充電制御信号 点電位
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この項目の情報は公開日時点(2016年5月12日)のものです。
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図面 (5)

課題

充電コネクタ取り外しボタン押圧が、悪戯や不意の外力等による瞬間的なものである場合には、充電を継続することができる車両用充電装置を提供すること。

解決手段

車両用充電装置の充電制御部が、充電制御信号検出機能と、充電電力測定機能と、区間充電量算出機能と、充電満了判定機能を有し、この充電満了判定機能は、区間充電量算出機能で求めた区間充電量および充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行う。

概要

背景

車両の充電制御は、充電制御信号であるCPLT信号を、充電装置と車両との間で送受信しながら行われる(例えば、特許文献1)。

このような充電制御に用いられる充電装置1には、図4に示すように、制御部2が内蔵され、ここでCPLT信号の生成や、充電電路リレー3の開閉制御が行わる。

CPLT信号は、車両4が非接続の状態では、A点電位が12V定電圧となり、車両が接続されると車両内抵抗により分圧して9V定電圧となるように調整されている。車両4が接続され、充電装置1側が充電可能な状態(タイマ制御なし・契約電流の問題なし等の条件を満たす場合)であれば、制御部2がCPLT信号を発振させ、9V発振の状態となる。続いて、車両4側の充電許可スイッチ5が投入されると車両内部抵抗との分圧により6V発振に移行する。制御部2はこの状態において、充電電路用リレー3に対し閉路信号を出力し(モード2制御)、その後、車両4側の制御部6の制御により車載電池7への充電が開始される。

車載電池7への充電が満了すると、車両4側の制御部6の制御により、充電許可スイッチ5が解放されてCPLT信号は6Vから9V発振の状態に戻る。
また車両4側の制御により一時的に充電を停止した場合や、充電コネクタ20の取り外しボタン8に不意の外力が加わった場合であっても同様に、充電許可スイッチ5が解放されてCPLT信号は6Vから9V発振の状態に戻る場合があるため、充電装置1の制御部2はCPLT信号のみから車載電池7の充電満了を判定することができない。一方、充電電力または受電電流値から充電満了を判定することも考えられるが、車両4側の制御により一時的に充電を停止する場合があるため、充電満了を適切に判定することができない。
充電満了を適切に判定できないと、系統から供給される電力を他の負荷(他の充電装置を含む)に適切に割当てることができないという問題があった。また従量課金を行う場合、課金基準点を定めることができず算定に支障が生じるという問題があった。

概要

充電コネクタの取り外しボタンの押圧が、悪戯や不意の外力等による瞬間的なものである場合には、充電を継続することができる車両用充電装置を提供すること。車両用充電装置の充電制御部が、充電制御信号検出機能と、充電電力測定機能と、区間充電量算出機能と、充電満了判定機能を有し、この充電満了判定機能は、区間充電量算出機能で求めた区間充電量および充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行う。

目的

本発明の目的は前記の問題を解決し、充電の満了を適切に判定できる車両用充電装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置であって、充電ケーブルに繋がる充電電路開閉するリレーと、充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、この充電制御部は、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能と、充電電力を測定する充電電力測定機能と、予め規定された時間区間内に使用された前記充電電力の総量を求める区間充電量算出機能と、前記車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能を有し、前記の充電満了判定機能は、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行うことを特徴とする車両用充電装置。

請求項2

前記充電満了判定機能は、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量が予め規定された電力量に満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化を示したとき、充電満了判定を行うことを特徴とする請求項1記載の車両用充電装置。

請求項3

前記の充電制御部は、前記の区間充電量が予め規定された電力量に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能を有することを特徴とする請求項1記載の車両用充電装置。

請求項4

前記充電満了判定機能は、前記の充電制御信号の変化が、予め規定した時間内にその変化前の状態に戻ったとき、前記の変化がなかったものとして判定を行うことを特徴とする請求項1記載の車両用充電装置。

技術分野

0001

本発明は、電気自動車等の車両の充電に用いる車両用充電装置に関するものである。

背景技術

0002

車両の充電制御は、充電制御信号であるCPLT信号を、充電装置と車両との間で送受信しながら行われる(例えば、特許文献1)。

0003

このような充電制御に用いられる充電装置1には、図4に示すように、制御部2が内蔵され、ここでCPLT信号の生成や、充電電路リレー3の開閉制御が行わる。

0004

CPLT信号は、車両4が非接続の状態では、A点電位が12V定電圧となり、車両が接続されると車両内抵抗により分圧して9V定電圧となるように調整されている。車両4が接続され、充電装置1側が充電可能な状態(タイマ制御なし・契約電流の問題なし等の条件を満たす場合)であれば、制御部2がCPLT信号を発振させ、9V発振の状態となる。続いて、車両4側の充電許可スイッチ5が投入されると車両内部抵抗との分圧により6V発振に移行する。制御部2はこの状態において、充電電路用リレー3に対し閉路信号を出力し(モード2制御)、その後、車両4側の制御部6の制御により車載電池7への充電が開始される。

0005

車載電池7への充電が満了すると、車両4側の制御部6の制御により、充電許可スイッチ5が解放されてCPLT信号は6Vから9V発振の状態に戻る。
また車両4側の制御により一時的に充電を停止した場合や、充電コネクタ20の取り外しボタン8に不意の外力が加わった場合であっても同様に、充電許可スイッチ5が解放されてCPLT信号は6Vから9V発振の状態に戻る場合があるため、充電装置1の制御部2はCPLT信号のみから車載電池7の充電満了を判定することができない。一方、充電電力または受電電流値から充電満了を判定することも考えられるが、車両4側の制御により一時的に充電を停止する場合があるため、充電満了を適切に判定することができない。
充電満了を適切に判定できないと、系統から供給される電力を他の負荷(他の充電装置を含む)に適切に割当てることができないという問題があった。また従量課金を行う場合、課金基準点を定めることができず算定に支障が生じるという問題があった。

先行技術

0006

特開特開2012−5172号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は前記の問題を解決し、充電の満了を適切に判定できる車両用充電装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

本発明では、上記の課題を解決する手段として、充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置において、充電ケーブルに繋がる充電電路を開閉するリレーと、充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、
この充電制御部が、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能と、充電電力を測定する充電電力測定機能と、予め規定された時間区間内に使用された前記充電電力の総量を求める区間充電量算出機能と、前記車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能を有し、前記の充電満了判定機能が、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行うものとする構成を採用した。

0009

前記の充電満了判定機能では、具体的には、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量が予め規定された電力量に満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化を示したとき、充電満了判定を行うものとすることが好ましい。また、前記の充電制御部は、更に、前記の区間充電量が予め規定された電力量に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能を有するものとすることが好ましく、前記の充電満了判定機能は、前記の充電制御信号の変化が、予め規定した時間内にその変化前の状態に戻ったとき、前記の変化がなかったものとして判定を行うものとすることが好ましい。

発明の効果

0010

上記構成からなる本発明によれば、充電装置側で電気自動車等の充電の満了を適切に判定できるので、例えば、系統から供給される電力を他の負荷(他の充電装置を含む)に適切に割当てることができる。また従量課金を行う場合には、課金の基準点を明確に定めることができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態を示す回路図である。
図1の充電制御部の説明図である。
充電制御部の判定を説明する図である。
従来技術の回路図である。

実施例

0012

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は充電装置1側と車両4側とを充電ケーブル9によって接続した状態を示す回路図である。
10は充電電路であり、商用電源から供給される電力を、充電ケーブル9を経由して車両4側の車載電池7に充電するものである。
充電電路10には通電オンオフするためのリレー3が直列に設けられている。

0013

この充電電路10には、充電ケーブル9に送られる充電電流の検知手段11であるCTが取付けられている。なお充電電流の検知手段11としてはCT以外にも、ホール素子を用いたものや、抵抗の分圧によって電流を検出するものなどを用いても良い。

0014

2は充電制御部である。この充電制御部2には、検知手段11によって検知された充電電流の値が入力される。また前記したリレー3のオンオフはこの充電制御部2によって行われる。

0015

この充電制御部2はCPLT回路を備えて下り、充電制御(CPLT)信号端子12に接続されている。その電圧(A点の電圧)は充電制御部2に入力される。

0016

車両側の充電制御信号端子12とアース端子13との間には、抵抗R2と直列の充電許可スイッチ5と、抵抗R1とコンデンサ14とが並列に接続されている。この充電許可スイッチ5は図示を略した車両側の充電開始制御回路によって制御されるものである。

0017

図2、3に示すように、充電制御部2は、充電電路を流れる充電電力を測定する充電電力測定機能15と、予め規定された時間区間B内(例えば、5分間)に使用された充電電力量(以下、区間充電量という)を求める区間充電量算出機能16と、区間充電量が予め規定された電力量C(例えば、0.5kw)に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能17と、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能18と、車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能19を有するものである。

0018

充電満了判定機能19は、前記の区間充電量算出機能16で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能18で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行う。

0019

具体的には、充電満了判定機能19は、区間充電量が予め規定された電力量Cに満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化(例えば、6Vから9Vへの変化)を示したとき、すなわち時間区間Bを越えたときに(図3のa時点)、充電電力が減少傾向にあり、かつ車両4が充電許可スイッチ5を開放した場合に充電満了判定を行い、リレー3に対して開路信号を送信する。
充電満了判定を行った場合、充電装置1はその判定結果を通信装置(図示せず)よりサーバ等に送信して、ユーザー携帯転送する等のサービスを行うこともできる。

0020

なお、充電制御信号が前記同様に、6Vから9Vへ変化した場合であっても、区間充電量が、前記の「予め規定された電力量C」に達したとき(図3のb時点)は、充電満了判定機能19は、CPLT信号の電位変化は悪戯や不意の外力による瞬間的なものであり、充電が継続されており充電は満了していないとの判定を行い、CPLT信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。
また、区間充電量が、時間区間B内に前記の「予め規定された電力量C」に満たない場合であっても、充電制御信号が前記の変化を示さない場合(図3のc時点)にも、充電満了判定機能19は、充電が車両側の制御により一時的に中断しているため、充電は満了していないとの判定を行い、CPLT信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。

0021

なお、充電制御信号が前記同様に、6Vから9Vへ変化した場合であっても、その後、予め規定した時間内(例えば10秒以内)に再び6Vに戻った場合、充電満了判定機能19は、悪戯や不意の外力による瞬間的なものであるため、充電満了判定機能19は、充電制御信号が「予め規定の変化」を示さなかったものとして処理し、区間充電量に関わらず、CPLT信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。

0022

以上、説明したとおり本発明の充電装置は、充電装置側で電気自動車等の充電の満了を適切に判定できるので、例えば、充電装置が複数設置されている場合であって、他の負荷を制御して充電装置へ供給する電力を統合的にコントローラが制御している場合、充電が満了した充電装置の電力をに適切に他の負荷に割当てることができる。また充電装置にて従量課金を行う場合には、課金の基準点を明確に定めることができる。さらに充電途中に、悪戯や不意の外力等により充電コネクタの取り外しボタンが瞬間的に押圧されてた場合であっても、充電装置側では、区間充電量算出機能で求めた区間充電量が充電満了を意味する変化を示さない場合には、充電満了判定を行わず9V発振状態が維持されるため、車両側は充電を継続することができる。

0023

1充電装置
2 制御部
3充電電路用リレー
4 車両
5充電許可スイッチ
6 制御部
7車載電池
8取り外しボタン
9充電ケーブル
10 充電電路
11 検知手段
12充電制御(CPLT)信号端子
13アース端子
14コンデンサ
15充電電力測定機能
16区間充電量算出機能
17リセット機能
18充電制御信号検出機能
19充電満了判定機能
20 充電コネクタ

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