(57)【要約】【課題】停電等の非常時において自動車の電源から電流を取り出して住宅内の外部電気機器を使用する際に、過電流によって自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が破損するのを防止して自動車を守りつつ安心して自動車から電気を供給する。【解決手段】自動車３の電源コンセント３１に着脱可能なコード５１を収納したコード収容ボックス５と、外部電気機器４のプラグが着脱可能な複数のコンセント６１を有する給電装置６とを有し、給電装置６が、コンセント６１で利用できる電流上限値を設定するための電流設定手段６２と、コンセント６１に流れる電流を検出するための電流検出手段６３と、この電流検出手段６３によって検出された電流値が電流上限値を超えたことに応じてコンセント６１に供給する電源を遮断する電源遮断手段６４と、コンセン６１トに接続されている外部電気機器４の瞬間的な消費電力の合計を表示する消費電力表示手段６５とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車から電気を供給するための住宅用給電システムであって、
ハイブリッド自動車または電気自動車の電源コンセントに着脱可能な電源プラグを備えているコードを収納したコード収容ボックスと、前記コードと電気的に接続しているとともに外部電気機器のプラグが着脱可能な複数のコンセントを有する給電装置とを有し、
前記給電装置が、
前記コンセントで利用できる電流上限値を設定するための電流設定手段と、
前記コンセントに流れる電流を検出するための電流検出手段と、
この電流検出手段によって検出された電流値が前記電流設定手段によって設定された電流上限値を超えたことに応じて前記コンセントに供給する電源を遮断する電源遮断手段と、
前記コンセントに接続されている外部電気機器の瞬間的な消費電力の合計を表示する消費電力表示手段と
を有する、前記住宅用給電システム。
【請求項２】
前記電流設定手段は、ハイブリット自動車または電気自動車の少なくとも一方で利用可能な電流上限値と、内燃機関エンジンを搭載した自動車で利用可能な電流上限値とに切り替え可能な切替スイッチを有している、請求項１に記載の住宅用給電システム。
【請求項３】
前記電源遮断手段は、前記電流検出手段によって検出された電流値が設定された電流上限値を超えた場合に、前記自動車のヒューズが切れない時間内に供給する電源を遮断する電子ブレーカーとして構成されている、請求項１または請求項２に記載の住宅用給電システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の住宅用給電システムを備えた住宅であって、前記コード収容ボックスを設置したガレージと、前記給電装置のコンセントおよび前記消費電力表示手段を壁面に設置した居住空間とを有する、前記住宅。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車から電気を供給するための住宅用給電システムおよびこれを備えた住宅に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やスマートフォンの充電をするために自動車のシガーソケットから電源を取ることがある。この場合、一般的な普通自動車では電圧が１２Ｖであって電流が１０Ａだと１２０Ｗの電力出力が限界である。従って、この程度の電圧と電力だと大きな電力を必要とする電気機器には使用できない。
【０００３】
そこで、近年、一般的な普通自動車でも電気機器が使用できる例えば１００Ｖ電圧の電源が搭載され始めており、特に電気自動車やハイブリッド自動車では１５Ａ（１５００Ｗ）まで使用できる電源が搭載されている。
【０００４】
ところで、近年、電気機器を使用することができる蓄電池を備えた住宅が普及し始めている。また、このような住宅用の蓄電池として、自動車に搭載された蓄電池（車載バッテリー）を用いた発明が提案されている。例えば、特開２０１７−４６４８５号公報では、車両が接続された状態で車載蓄電池の蓄電電力を外部電気機器へ供給可能な給電手段を備えた建物の給電システムが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−４６４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、仮に前記外部電気機器の消費電力が電気自動車やハイブリッド自動車の制限出力値を超えてしまうと車両のヒューズが切れてしまったり、制御機器に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、停電等の非常時において自動車の電源から電流を取り出して住宅内の外部電気機器を使用する際に、過電流によって自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が破損するのを防止して自動車を守りつつ安心して自動車から電気を供給することのできる、住宅用給電システムおよびこれを備えた住宅を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る住宅用給電システムは、自動車の電源コンセントから電流を取り出して外部電気機器を使用する場合に、自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が悪影響を受けたりしないようにすべく、給電している外部電気機器の消費電力の合計値を表示してコンセントに接続可能な外部電気機器を簡単に判別できるようにするという課題を解決するために、自動車から電気を供給するための住宅用給電システムであって、ハイブリッド自動車または電気自動車の電源コンセントに着脱可能な電源プラグを備えているコードを収納したコード収容ボックスと、前記コードと電気的に接続しているとともに外部電気機器のプラグが着脱可能な複数のコンセントを有する給電装置とを有し、前記給電装置が、前記コンセントで利用できる電流上限値を設定するための電流設定手段と、前記コンセントに流れる電流を検出するための電流検出手段と、この電流検出手段によって検出された電流値が前記電流設定手段によって設定された電流上限値を超えたことに応じて前記コンセントに供給する電源を遮断する電源遮断手段と、前記コンセントに接続されている外部電気機器の瞬間的な消費電力の合計を表示する消費電力表示手段とを有する。
【０００９】
また、本発明の一態様として、電気自動車またはハイブリット車等の電動車両と内燃機関エンジン搭載の自動車との出力可能な瞬間的な消費電力量に応じて自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が悪影響を受けないように、設定電流を切り替えるという課題を解決するために、前記電流設定手段は、ハイブリット自動車または電気自動車の少なくとも一方で利用可能な電流上限値と、内燃機関エンジンを搭載した自動車で利用可能な電流上限値とに切り替え可能な切替スイッチを有していてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の一態様として、コンセントに接続された外部電気機器の合計の電流値が電流上限値を越えた場合に、自動車側のヒューズの切断や制御装置の故障を確実に防止するという課題を解決するために、前記電源遮断手段は、前記電流検出手段によって検出された電流値が設定された電流上限値を超えた場合に、前記自動車のヒューズが切れない時間内に供給する電源を遮断する電子ブレーカーとして構成されていてもよい。
【００１１】
本発明に係る住宅は、自動車の電源コンセントから電流を取り出して外部電気機器を使用する場合に、自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が悪影響を受けないように、消費電力を表示させてコンセントに接続可能な外部電気機器の判別を容易にするという課題を解決するために、前記住宅用給電システムを備えた住宅であって、前記コード収容ボックスを設置したガレージと、前記給電装置のコンセントおよび前記消費電力表示手段を壁面に設置した居住空間とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、停電等の非常時において自動車の電源から電流を取り出して住宅内の外部電気機器を使用する際に、過電流によって自動車側のヒューズが切れたり、制御装置が破損するのを防止して自動車を守りつつ安心して自動車から電気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る住宅用給電システムを備えた住宅の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の住宅用給電システムの各構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の給電装置収納ボックスを示す正面図である。
【図４】本実施形態における給電装置の回路図である。
【図５】本実施形態における電源検出回路の一部を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る住宅用給電システムおよびこれを備えた住宅の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
本実施形態の住宅１は、図１に示すように、住宅用給電システム２を備えた一般的な住宅であって、少なくとも自動車３を駐車するためのガレージ１１と、居住者が生活を行う居住空間１２とを有する。
【００１６】
ガレージ１１は、主に、自動車３を駐車するための建物またはスペースであり、本実施形態では、図１に示すように、周囲を壁やシャッターなどで囲われた住宅１の一室として構成されている。なお、ガレージ１１は、住宅１の一室として構成されるものに限定されるものではなく、一部の壁を有さず、建物外に対し開放されたオープンスペースとして構成されていてもよい。
【００１７】
居住空間１２は、居住者が生活を行う空間であって、例えば、リビング、ダイニング、寝室、浴室、トイレ、玄関、廊下などが例示される。外部電気機器４は、主に、居住空間１２に配置されており、例えば、照明器具、テレビ、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫、炊飯器、暖房器具、充電器、ドライヤーなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
また、本実施形態の住宅用給電システム２は、図１および図２に示すように、主として、ガレージ１１に設置されるコード収納ボックス５と、このコード収納ボックス５に収納されたコード５１と電気的に接続しているとともに外部電気機器４のプラグが着脱可能なコンセント６１を有する給電装置６と、この給電装置６を収納する給電装置収納ボックス７とを有する。
【００１９】
コード収納ボックス５は、ハイブリッド自動車または電気自動車、または内燃機関エンジン搭載の自動車の電源コンセント３１に着脱可能な電源プラグ５１１を備えているコード５１を収納している。本実施形態におけるコード収納ボックス５は、開閉自在な蓋を有しておりガレージ１１の壁面１１１に設置されている。
【００２０】
コード５１は、自動車３の電源コンセント３１に着脱可能な長さを有しており、引き出しやすいように巻回されてまとめられボックス内にコンパクトに収納されている。一端側には、自動車３の電源コンセント３１に着脱可能な電源プラグ５１１が備え付けられている。また、他端側は、給電装置６に電気的に接続されている。
【００２１】
なお、コード収納ボックス５の設置場所は、ガレージ１１の壁面１１１に限定されるものではなく、例えば、ガレージ１１の床面や天井等に設置してもよく、壁面１１１や床面等に埋設させていてもよい。また、コード５１は、リールなどによって巻き取り可能に構成されていてもよい。
【００２２】
給電装置６は、コード収納ボックス５に収納されているコード５１と電気的に接続しているとともに外部電気機器４のプラグが着脱可能なコンセント６１を有するものであり、本実施形態では、コンセント６１に差して利用できる電流上限値を設定するための電流設定手段６２と、前記コンセント６１に流れる電流を検出するための電流検出手段６３と、前記電流検出手段６３によって検出された電流値が前記電流設定手段６２によって設定された電流上限値を超えたことに応じて前記コンセント６１に供給する電源を遮断する電源遮断手段６４と、前記コンセント６１に接続されている外部電気機器４の瞬間的な消費電力の合計を表示する消費電力表示手段６５とを有する。
【００２３】
給電装置６は、居住空間１２の壁面１２１に設置されている。図１において給電装置６は、開閉自在な蓋を備えた給電装置収納ボックス７に収納されているが、壁面１２１に埋設すると生活の邪魔にならずより好ましい。また、本実施形態におけるコンセント６１は、図３に示すように、２口設けられている。なお、コンセント６１の口数は２口に限定されるものではなく１口や３口以上であってもよい。
【００２４】
電流設定手段６２は、コンセント６１で利用できる電流上限値を設定するためのものであり、本実施形態では、図３に示すように、電流上限値を切り替える切替スイッチ６２１と、設定した電流以上使用すると通電のみ停止してランプを点灯させるための通電停止表示ランプ６２２と、通電停止状態を音で知らせるブザー６２３と、電源遮断手段６４が遮断した状態を復帰させるためのリセットスイッチ６２４とを有する。切替スイッチ６２１は、ハイブリット自動車または電気自動車の少なくとも一方で利用可能な電流上限値（例えば、１５Ａ）と、内燃機関エンジンを搭載した自動車で利用可能な電流上限値（例えば、１Ａ）との２つの電流上限値を任意に切り替えられるように構成されている。具体的には、電流設定手段６２は、後述する可変抵抗器６３２や抵抗器６３３を切り替えることにより、コンセント６１への電源供給を遮断するための電流を設定し、あるいは抵抗値を切り替えられるようになっている。また、切替スイッチ６２１の一例としては、図２に示すように、スライド式の切替スイッチ６２１が挙げられるが、この構成に限定されることはなく、トグルスイッチ等でもよい。スライドスイッチは平面的な形状であるため誤操作しにくいメリットがあり、トグルスイッチは切り替え操作が明確であって操作しやすいメリットがある。
【００２５】
また、本実施形態の電流設定手段６２では、定格電圧が単相１２５Ｖ、定格電流８Ａに設定されており、設定範囲が１５Ａまたは１Ａに可変可能である。つまり、前記切替スイッチ６２１では、ハイブリット自動車または電気自動車で利用可能な電流上限値として１５Ａ（１５００Ｗ）が設定されているとともに、内燃機関エンジン搭載の自動車に利用可能な電流上限値としては１Ａ（１００Ｗ）が設定されている。なお、電流上限値は、これらの数値に限定されるものではなく、必要に応じて適宜電流上限値を変更して設定してもよい。また、これら以外の自動車３の使用可能な上限電力値に応じて電流上限値が設定できるように切替スイッチ６２１の選択肢を３つ以上に増設してもよい。
【００２６】
電流検出手段６３は、コンセント６１に流れる電流を検出するものである。本実施形態では、２口のコンセント６１が設けられているので、これらが外部電気機器４に接続されている場合には、２つの電流値を合計した総電流値が検出されるようになっている。
【００２７】
電源遮断手段６４は、電流検出手段６３により検出された電流値が電流設定手段６２によって設定された電流上限値を超えたことに応じてコンセント６１に供給する電源を遮断するものである。このために電源遮断手段６４は、設定された電流上限値と検出された電流値とを比較する比較部を備えているとともに、検出された電流値が設定された電流上限値を超えたことが判別されたことに応じてコンセント６１への電流供給を遮断するリレー６４１を備えている。また、電源遮断手段６４の動作時間は、電源を供給している自動車３のヒューズが遮断しない時間内に設定されており、本実施形態では０．５〜０．９秒に設定されている。なお、本実施形態の電流検出手段６３および電源遮断手段６４はいわゆる電子ブレーカーにより構成されている。
【００２８】
消費電力表示手段６５は、コンセント６１に接続されている外部電気機器４の瞬間的な消費電力の合計を表示するものである。つまり、コンセント６１に接続した外部電気機器４の合計の消費電力をリアルタイムで表示することにより、消費電力が設定された電流上限値を超えないように接続可能な外部電気機器４を簡単に判別するためのものである。本実施形態における消費電力表示手段６５は、コンセント６１に接続されている外部電気機器４の瞬間的な消費電力を計測できる消費電力計６５１と、この消費電力計６５１により計測された消費電力を表示するモニター６５２とを有する。
【００２９】
本実施形態におけるモニター６５２は、液晶画面により構成されているが、特に限定されるものではなく、デジタル・アナログ問わず各種の表示手段を用いることができる。また、本実施形態では、モニター６５２に消費電力計６５１により計測された消費電力値を表示させているが、例えば、設定された電流上限値に基づく最大の消費電力から計測された消費電力を減算して、最大の消費電力に対して使用することのできる残りの消費電力を表示させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態で使用されている回路図について説明する。図３に示すように、電源入力端子１０には、コード５１が接続され、このコード５１から交流電源が漏洩遮断器８を介してコンセント６１に供給される。この経路の一方には、変流器９が挿入されていて、コンセント６１に流れる電流が検出される。また、経路の他方にはリレー接点６４１が挿入されている。このリレー接点６４１は変流器９で検出された電流が所定の値以上になると開かれ、コンセント６１に供給されている交流電源が遮断される。
【００３１】
さらに、コード５１から供給された交流電源は電流検出回路６３１にも供給される。電流検出回路６３１に関連して、電源表示ランプ６２５と、通電停止表示ランプ６２２と、ブザー６２３と、リセットスイッチ６２４と、リレーコイル６２６とが接続されている。なお、電流検出回路６３１は、詳細は説明しないが例えば特開２００１−１４３５３７号に記載の公知技術により実現される。この場合、交流電圧が図示しない整流ダイオードおよび平滑回路によって整流、平滑化されて直流電圧となり、定電圧ダイオードによって定電圧化される。そして、定電圧化された直流電圧は図５に示すような可変抵抗器６３２と抵抗器６３３の直列回路に与えられ、可変抵抗器６３２との接続点から基準電圧が取り出されて切替抵抗器６３４ａ，６３４ｂを通り、図示しないコンパレータの基準入力端に与えられる。可変抵抗器６３２は設定可能な電流の上限値を決定するためのものである。前記可変抵抗器６３２によって基準電圧が変化する。また、切替抵抗器６３４ａ，６３４ｂはコンセント６１への電源供給を遮断するための電流を設定するものであり、切替スイッチ６２１を切り替えることによって抵抗値を変えるようになっている。抵抗器６３３は設定可能な電流の下限値を決定するものである。
【００３２】
また、消費電力表示手段６５の消費電力計６５１は、図３に示すように、電流検出回路６３１に接続されており、前記電流検出回路６３１により検出された電流値に対し、定格電圧値（１００Ｖ）を掛け算することで消費電力を算出する。そして、モニター６５２は消費電力計６５１により算出された消費電力値を表示する。
【００３３】
つぎに、本実施形態の住宅用給電システム２およびこれを備えた住宅１の作用について説明する。
【００３４】
まず自動車３から電源を取りたい状況が発生した場合、例えば停電時や災害による非常時の場合、ガレージ１１に駐車している自動車３の電源コンセント３１に、コード収納ボックス５から取り出したコード５１の電源プラグ５１１を接続する。
【００３５】
給電装置６側では、電源を取る自動車３の種類に応じて電流設定手段６２の切替スイッチ６２１を切り替えることにより使用可能な電流上限値を設定する。例えば、電気自動車またはハイブリット自動車の場合であって１００Ｖ、１５Ａ（１５００Ｗ）対応の電源コンセント３１を備えた自動車の場合には、切替スイッチ６２１により１５Ａに設定する。一方、そのような大きな容量のない普通自動車の１００Ｖ、１Ａ（１００Ｗ）対応の電源コンセント３１の場合には、切替スイッチ６２１により１Ａに設定する。そして、使用したい外部電気機器４をコンセント６１に接続して電源をオンにすれば使用を開始できる。
【００３６】
外部電気機器４を使用している間、消費電力表示手段６５のモニター６５２には、コンセント６１に接続されている外部電気機器４の瞬間的な消費電力の合計が表示される。例えば、図２に示す、一方のコンセント６１に外部電気機器４ａのみが接続されている場合には、モニター６５２に「６０Ｗ」と表示される。ここで、他方のコンセント６１に外部電気機器４ｂを接続すると、その消費電力の合計である「１２６０Ｗ」が表示される。切替スイッチ６２１により電流上限値が１５Ａ（１５００Ｗ）に設定されている場合には、消費電力の合計（使用電流値）は設定された電流上限値を超えていないため、ユーザは安心して使用を継続することができる。一方、切替スイッチ６２１により電流上限値が１Ａ（１００Ｗ）に設定されている場合には、消費電力の合計（使用電流値）は設定された電流上限値を超えている。よって、このまま使用すると電源遮断手段６４により電源が遮断される。そこで、ユーザは、接続した外部電気機器４ｂのプラグをコンセント６１から抜き、消費電力の合計（使用電流値）が設定された電流上限値を超えないようにする。
【００３７】
このように、ユーザは、コンセント６１に接続する外部電気機器４の数をモニター６５２を確認しながら増やすことで、残りの消費電力値の目安を知ることができ、設定された電流上限値に基づく最大の消費電力を超える外部電気機器４の使用を回避することができる。
【００３８】
なお、本実施形態のコンセント６１は、２口にそれぞれ外部電気機器４を接続することができるが、前記コンセント６１にいわゆるタップを接続して、接続可能な外部電気機器４を増やすこともできる。
【００３９】
また、仮に消費電力が設定された電流上限値に基づく最大の消費電力を超えた場合には、電流検出手段６３がコンセント６１に接続されている外部電気機器４の消費電力の合計（使用電流値）を検出するとともに、電源遮断手段６４が、検出された消費電力の合計（使用電流値）と、設定された電流上限値と比較し、当該使用電流値が前記電流上限値を超えた場合にはリレー接点６４１を開いてコンセント６１に供給されている交流電源を遮断する。これにより自動車３側のヒューズが切れることを防止することができる。交流電源が遮断された場合には、通電停止表示ランプ６２２が点灯するとともに、ブザー６２３が鳴りユーザに警告する。ユーザは遮断状況を確認した場合、使用電流値が電流上限値以下になるようにコンセント６１に接続される外部電気機器４を減らし、電流設定手段６２のリセットスイッチ６２４を押すことで再び自動車３からコンセント６１に接続された各外部電気機器４へ給電可能な状態に復帰させる。
【００４０】
以上のような本実施形態の住宅用給電システム２およびこれを備えた住宅１によれば、以下の効果を奏することができる。
１．停電時や災害時の緊急事態において、ガレージ１１に駐車している自動車３から電気を取り出すことができるため、実質的に停電しない住宅１を提供することができる。
２．自動車３の電源から電流を取り出して外部電気機器４を使用する際に、使用されている消費電力の合計を表示されるため、コンセント６１に接続できる外部電気機器４の使用電流値を知ることができ、外部電気機器４の取捨選択が容易になり、安心して電気を使うことができる。
３．仮に消費電力が電流上限値を超えた場合であっても、コンセント６１に供給されている交流電源が自動的に遮断されるため、過電流によって自動車３側のヒューズが切れたり、制御装置が破損するのを防止して自動車３を守ることができる。
４．電気自動車またはハイブリット自動車と、内燃機関エンジン搭載の自動車との異なる車種に対して対応することができる。
５．電流上限値の切替スイッチ６２１をシンプルな二択に限定しているため誤操作が起こりにくく、より安全に利用することができる。
【００４１】
なお、本発明に係る住宅用給電システムおよびこれを備えた住宅は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、給電装置６の電流設定手段６２、電流検出手段６３、電源遮断手段６４は、電気的に繋がっていればシステム上、設置場所を限定する必要がなく、住宅１のどこに設置してもよい。例えば、コード収納ボックス５側に配置してもよいし、コード収納ボックス５および給電装置収納ボックス７とは異なる場所に設置してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  住宅
２  住宅用給電システム
３  自動車
４，４ａ，４ｂ  外部電気機器
５  コード収納ボックス
６  給電装置
７  給電装置収納ボックス
８  漏洩遮断器
９  変流器
１０  電源入力端子
１１  ガレージ
１２  居住空間
３１  自動車の電源コンセント
５１  コード
６１  コンセント
６２  電流設定手段
６３  電流検出手段
６４  電源遮断手段
６５  消費電力表示手段
１１１  ガレージの壁面
１２１  居住空間の壁面
５１１  電源プラグ
６２１  切替スイッチ
６２２  通電停止表示ランプ
６２３  ブザー
６２４  リセットスイッチ
６２５  電源表示ランプ
６２６  リレーコイル
６３１  電流検出回路
６３２  可変抵抗器
６３３  抵抗器
６３４ａ，６３４ｂ  切替抵抗器
６４１  リレー接点
６５１  消費電力計
６５２  モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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