(57)【要約】【課題】本発明は、充電装置およびそれを用いた自動車用電力供給装置において、使い勝手を良くすることを目的とするものである。【解決手段】電力供給部と、この電力供給部に対して並列接続された第一、第二の電力供給路１１、１２と、これら第一、第二の電力供給路１１、１２のいずれか一方に、選択的に接続される第一、第二の充電路１５、１６とを備え、前記第二の電力供給路１２には、バッテリー１７を介在させ、前記電力供給部には、第一の電力線通信部２７を接続し、この第一の電力線通信部２７が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路１１、１２の接続、および、前記第一、または第二の電力供給路１１、１２への、前記第一、または第二の充電路１５、１６の選択的接続を行う構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給部と、この電力供給部に対して並列接続された第一、第二の電力供給路と、これら第一、第二の電力供給路のいずれか一方に、選択的に接続される第一、第二の充電路とを備え、前記第二の電力供給路には、バッテリーを介在させ、前記電力供給部には、第一の電力線通信部を接続し、この第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続、および、前記第一、または第二の電力供給路への、前記第一、または第二の充電路の選択的接続を行う構成とした充電装置。
【請求項２】
電力供給部に対する第一、第二の電力供給路の接続を行う第一のスイッチと、前記電力供給部に第一、または第二の電力供給路を選択的に接続する第二のスイッチと、前記電力供給部に選択的に接続された第一、または第二の電力供給路に対して、前記第一、または第二の充電路を選択的に接続する第三のスイッチとを備えた請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
電力供給部の下流側には、第一のスイッチを介して第一、第二の電力供給路を並列接続し、これら第一、第二の電力供給路の下流側には、これら第一、第二の電力供給に選択的に接続される第二のスイッチを接続し、この第二のスイッチの下流側と、第一、第二の充電路の間には、第三のスイッチを接続した請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
電力供給部と第一のスイッチの間に第一の電力線通信部を接続した請求項２または３に記載の充電装置。
【請求項５】
第二の電力供給路において、バッテリーの上流側にはＡＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリーの下流側にはＤＣ／ＡＣコンバータを設けた請求項１〜４のいずれか一つに記載の充電装置。
【請求項６】
電力計と、この電力計の下流側に分電盤を介して接続されたコントロールパネル、および前記請求項１〜５のいずれか一つに記載の充電装置とを備え、前記電力計は、電流検出部と、この電流検出部で検出した電流を契約電流と比較する演算部と、この演算部による演算結果を前記コントロールパネルに供給する第二の電力線通信部を有する構成とした自動車用電力供給装置。
【請求項７】
コントロールパネルは、第三の電力線通信部と、表示部と、操作部とを有する構成とし、前記電力計の第二の電力線通信部は、演算部による演算結果を、コントロールパネルの第三の電力線通信部に供給する構成とした請求項６に記載の自動車用電力供給装置。
【請求項８】
電力線に接続される電力供給部と、
前記電力供給部に接続された第１の電力供給路と、
前記第１の電力供給路に対して並列に接続されると共に、前記電力線から供給される電力を蓄電する蓄電部を備えた第２の電力供給路と、
前記第１の電力供給装路または前記第２の電力供給路に選択的に接続される第１の接続部と、
前記電力線の電力に対応する制御信号に基づいて、前記第１の接続部の接続を制御する制御部と、を備える充電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の充電装置であって、さらに、
第１の充電路と、
第２の充電路と、
前記第１の充電路または前記第２の充電路を前記第１の電力供給路または前記第２の電力供給路へ接続する第２の接続部と、を備え、
前記制御部は、前記第１の充電路を用いた充電および前記第２の充電路を用いた充電の少なくとも一方を制御する充電制御信号に基づいて、前記第２の接続部を制御する充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置と、それを用いた自動車用電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、家庭において電気自動車へ充電を行う時には、契約電流以上の電流が流れる可能性があるので、電力供給部に電流検出部を設け、契約電流以上の電流が流れる虞がある場合には、電気自動車への充電を停止する構成としている（それに類似する技術は例えば下記特許文献１に記載されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−４７２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例における課題は、自動車への充電が行えない状態が発生し、使い勝手が悪いということであった。
【０００５】
例えば、家庭において、エアコンや調理器具などが使用される時には、それだけでも十分大きな電流が流れているので、それに加えて自動車に充電しようとしても、契約電流以上の電流が流れる虞があるので、結論として自動車への充電は行えず、使い勝手の悪いものになるのであった。
【０００６】
そこで、本発明は、自動車への充電が行えるようにすることで、使い勝手を良くすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、電力供給部と、この電力供給部に対して並列接続された第一、第二の電力供給路と、これら第一、第二の電力供給路のいずれか一方に、選択的に接続される第一、第二の充電路とを備え、前記第二の電力供給路には、バッテリーを介在させ、前記電力供給部には、第一の電力線通信部を接続し、この第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続、及び、前記第一、または第二の電力供給路への、前記第一、または第二の充電路の選択的接続を行う構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明は、電力供給部と、この電力供給部に対して並列接続された第一、第二の電力供給路と、これら第一、第二の電力供給路のいずれか一方に、選択的に接続される第一、第二の充電路とを備え、前記第二の電力供給路には、バッテリーを介在させ、前記電力供給部には、第一の電力線通信部を接続し、この第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続、及び、前記第一、または第二の電力供給路への、前記第一、または第二の充電路の選択的接続を行う構成としたものであるので、電力供給部の状態が過負荷状態になっても、自動車への充電が行えるようになり、その結果として、使い勝手を良くすることができるのである。
【０００９】
すなわち、本発明においては、電力供給部の状態が過負荷状態になると、第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続を切断するとともに、第二の電力供給路に介在させたバッテリーから前記第一、または第二の充電路に通電し、それによって自動車への充電が行えるようにしたものであるので、使い勝手の良いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる構成図
【図２】充電装置のブロック図
【図３】電力計のブロック図
【図４】コントロールパネルのブロック図
【図５】同表示部の表示状態を示す図
【図６】同表示部の表示状態を示す図
【図７】同表示部の表示状態を示す図
【図８】同表示部の表示状態を示す図
【図９】同表示部の表示状態を示す図
【図１０】同表示部の表示状態を示す図
【図１１】同表示部の表示状態を示す図
【図１２】同表示部の表示状態を示す図
【図１３】同表示部の表示状態を示す図
【図１４】同動作フローチャート
【図１５】同動作フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１において、１は電柱で、この電柱１の柱上トランス（図示せず）から各家庭には、電力計２を介して電力が供給されるようになっている。
【００１２】
また、電力計２には分電盤３が接続され、この分電盤３を介して家庭内の各部に配電が行えるようになっている。その内の一つが充電装置４への充電を行うコンセント５であり、このコンセント５には、ポータブルタイプの充電装置４が、プラグ４ａにより、着脱自在に接続されるようになっている。
【００１３】
充電装置４には、２台（複数）の自動車６、７が接続されるようになっているが、自動車６に接続される配線のコンセント８は例えば赤色でしかも（Ａ）の表記もされている。
【００１４】
また、自動車７に接続される配線のコンセント９は例えば黒色でしかも（Ｂ）の表記もされている。
【００１５】
つまり、赤色のコンセント８を優先充電側とするものであり、このような優先状態も含めて自動車６、７への充電制御はコントロールパネル３ａによって行うようにしている。電力計２、コントロールパネル３ａ、及び充電装置４は、それぞれ電力線通信部２２、２３、及び２７を内蔵している。電力線通信部２２、２３、及び２７は、充電の制御のために必要な情報を、電力線通信を用いて伝送する機能を備えている。電力線通信部２２、２３、及び２７の動作については、後ほど詳細な説明を行う。以下、前記各部の詳細な構成について説明するが、先ずは充電装置４について図２を用いて説明する。
【００１６】
図２は、充電装置のブロック図である。
【００１７】
図２に示すごとく、充電装置４は、電力供給部となるプラグ（電力供給部の一例）４ａ側から、コンセント８、９側に向けて順に、スイッチ１０を介して、第一、第二の電力供給路１１、１２が並列接続されている。
【００１８】
また、これら第一、第二の電力供給路１１、１２のいずれか一方に、スイッチ１３、１４を介して選択的に接続される第一、第二の充電路１５、１６を設けている。スイッチ１０、１３、１４は、例えばリレースイッチで構成される。電力線通信部２７は、電力線通信機能のみならず、スイッチ１０、１３、１４を制御する制御信号をスイッチ１０、１３、１４に対して伝送する機能も有する。
【００１９】
さらに、第二の電力供給路１２には、バッテリー１７を接続しており、このバッテリー１７の上流側にはＡＣ／ＤＣコンバータ１８、バッテリー１７の下流側にはＤＣ／ＡＣコンバータ１９をそれぞれ設けている。
【００２０】
図３は、電力計のブロック図である。
【００２１】
電力計２は、図３に示すように、電流検出部２０と、この電流検出部２０で検出した電流を契約電流と比較する演算部２１と、この演算部２１による演算結果をコントロールパネル３ａに供給する電力線通信部（以下、本文中及び図面中において、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの略）と記載する場合もある）２２を有する構成となっている。
【００２２】
また、コントロールパネル３ａは、充電設定を行うものであり、電力線通信部２３と、表示部２４と、制御部２５と、動作プログラムが記録されたメモリ部２６とを備えている。
【００２３】
つまり、電力計２において、電流検出部２０で検出した電流を演算部２１にて契約電流と比較し、この演算部２１による演算結果を電力線通信部２２から、コントロールパネル３ａの電力線通信部２３に供給する。
【００２４】
図４は、コントロールパネルのブロック図である。
【００２５】
電力線通信部２３は、電力線通信部２２から送信された演算結果を受信し、当該演算結果を制御部２５へ送信する。
【００２６】
そして、その演算結果を受けて制御部２５は、所定の指令を充電装置４へ送信する。当該指令は、電力線通信部２３から前記充電装置４の電力線通信部２７に伝達され、その結果として、電力線通信部２７はスイッチ１０、１３、１４の動作を切り替えるようにしている。
【００２７】
なお、表示部２４はタッチパネル方式の操作部を兼ねている。
【００２８】
以下、自動車６、７への充電を行う状態について、詳細に説明する。
【００２９】
先ずは、図１のごとく、赤色のコンセント８を自動車６に、また黒色のコンセント９は自動車７に接続する（図１４のＳ１）。
【００３０】
続いて、図１４のＳ２において、図５〜図８に示すコントロールパネル３ａの表示部２４によっての設定を行う。
【００３１】
図５では、充電設定を行っており、先ずは優先すべきコンセント８、または９を設定するようにしている。図５〜図８において、コンセント８は（Ａ）で表されている。図５〜図８では、図示されていないが、コンセント９は（Ｂ）で表される。
【００３２】
なお、図５に示すように、通常状態では上述した赤色のコンセント８が優先されるようになっており、これを変更するためには、コントロールパネル３ａ内の（優先コンセント）部分に触れる。
【００３３】
次に、図６に示すように、優先時間を設定することになるが、その時には、表示部２４の（優先時間）部分を触れると、１時間ずつ更新され、今回は優先時間を４時間とした。
【００３４】
その後、図７に示すように、充電時間帯を設定することになるが、その時には表示部２４の（充電）部分を触れると、（深夜電力帯だけ）、（昼間帯も含める）か、などに切り替わっていき、今回は（深夜電力帯だけ）で、赤色のコンセント８に接続された自動車６への充電を優先的に行うこととした。
【００３５】
そして、この状態で表示部２４の（充電開始）部分に触れると、図８のごとく表示部２４の（充電中）部分が点灯し、充電が開始される。
【００３６】
なお、これらの図５〜図８では、コントロールパネル３ａの表示部２４左上部分の（電池充電）部分は点灯せず、図２のバッテリー１７による充電が行われていない状態を示している。
【００３７】
また、これらの図５〜図７において、コントロールパネル３ａの表示部２４右上部分の（ＡＢ）部分は点灯しておらず、まだ、コンセント８、または９を介して自動車６、７への充電が行われていない状態を示している。
【００３８】
これに対して、図８の状態になると、優先充電する自動車６に接続されたコンセント８への通電が開始されるので、表示部２４の（Ａ）部分が点灯し、自動車６への優先充電が開始された状態を示すことになる。
【００３９】
なお、上記表示部２４の（充電開始）部分に触れた時には、制御部２５は現在時刻が充電条件（例えば上記深夜電力帯だけ）に合致するか（図１４のＳ３）否かの判定をし、現在時刻が深夜電力時間帯でなければ、表示部２４に（充電待ち）と表示する（図１４のＳ４）。
【００４０】
また、現在時刻が深夜電力時間帯であれば、表示部２４には図８のごとく（充電中）の表示がなされるようになっている（図１４のＳ５）。
さて、このような状態では、制御部２５の制御信号（充電制御信号）はＰＬＣ２３を介してＰＬＣ２７に伝達され、その結果としてスイッチ１４はコンセント８側に切り替わる（図１４のＳ６）。
【００４１】
なお、この時、制御部２５の制御信号は電力線通信部２３を介して電力線通信部２７に伝達され、スイッチ１０は閉成、スイッチ１３は第一の電力供給路１１に切り替わっている状態で説明をする。
【００４２】
その時には、優先充電を設定した自動車６に、電力計２、分電盤３、スイッチ１０、第一の電力供給路１１、スイッチ１３、１４、第一の充電路１５、コンセント８を介して充電が行われており、またコントロールパネル３ａの表示部２４右上部分の（Ａ）部分は点灯し、自動車６への充電が行われている状態が表示される。
【００４３】
そして、この充電が開始されると、タイマーが初期化され（４時間から減算が始まるということで、図１４のＳ７）、このタイマー時間（残りの優先時間）の間は図１４のＳ８、Ｓ９と減算が継続され、その途中状態では、図９及び図１０に示すように、表示部２４の（優先時間）が減算表示されるようになっている。なお、図９で示される残りの優先時間は４時間であり、図１０で示される残りの優先時間は３．５時間である。
【００４４】
また、図１１に示すように優先時間が経過すると、スイッチ１４が第二の充電路１６に切り替わり、コンセント９を介して自動車７への充電が行われる（図１４のＳ１０）。
【００４５】
またコントロールパネル３ａの表示部２４右上部分の（Ｂ）部分が点灯し、（優先コンセント）は（Ｂ）と表示され、（充電中）も表示され、自動車７への充電が行われている状態が表示される。
【００４６】
そして、充電条件が深夜電力帯だけとなっていたので、深夜電力帯が終了すると、図１２のごとく自動車７への充電も完了する。
【００４７】
なお、この時には、制御部２５による制御信号が電力線通信部２３から、電力線通信部２７へと伝達され、スイッチ１０が開放される。
【００４８】
さて、図１３は、例えば図９の状態で、契約電流を超えてしまった場合の状態を示している。
【００４９】
この時には、コントロールパネル３ａの表示部２４左上部分の（電池充電）部分が点灯し、図２のバッテリー１７により、自動車６が充電されている状態を示している。
【００５０】
上述のごとく電力計２は、図３に示すように、電流検出部２０と、この電流検出部２０で検出した電流を契約電流と比較する演算部２１と、この演算部２１による演算結果をコントロールパネル３ａに供給する電力線通信部２２を有する構成となっている。
【００５１】
したがって、常時電流検出部２０で、契約電流を超えないか否かを、契約電流に対応する設定電流との比較することで、検出している（図１５のＳ１〜Ｓ３）。
【００５２】
そして、設定電流以上になると、電力線通信部２２を介してこの状態を検出した制御部２５は電力線通信部２３から電力線通信部２７に制御信号を伝達し、スイッチ１０を開放、スイッチ１３を第二の電力供給路１２へと切り替え、バッテリー１７により、自動車６の充電を行う（図１５のＳ４〜Ｓ６）。
【００５３】
また、このようにバッテリー１７により、自動車６へ充電している時にも、常時電流検出部２０で、契約電流を超えないか否かを、契約電流に対応する設定電流（チャタリング防止の観点からＳ３の設定電流１よりもＳ９の設定電流２を小さくしている）との比較することで、検出している（図１５のＳ７〜Ｓ９）。
【００５４】
そして、設定電流以下になると、電力線通信部２２を介してこの状態を検出した制御部２５は電力線通信部２３から電力線通信部２７に制御信号を伝達し、スイッチ１０を閉成し、スイッチ１３を第一の電力供給路１１へと切り替え、送電電力により、自動車６の充電を行う（図１５のＳ１０〜Ｓ１２）。
【００５５】
なお、バッテリー１７自身の充電は、深夜電力を利用して行うようになっており、その時には、図５に示す表示部２４下方の（充電）で、（バッテリー１７充電）を選択すれば、スイッチ１０をスイッチ１０を閉成し、スイッチ１３を第二の電力供給路１２へと切り替えれば、スイッチ１４の状態により、自動車６または７への充電完了後に行える。
【００５６】
なお図１５では、検出した電流と契約電流（設定電流）とを比較することによって、スイッチ１０、１３の切り替えを制御した例を示したが、電流の代わりに電力を検出し、設定電力と比較することによって、スイッチ１０、１３の切り替えを制御しても良い。
【００５７】
なお、電流または電力の検出は、電力計２の代わりに、分電盤３や充電装置４の内部に電流計や電力計を設けて行っても良い。
【００５８】
また、充電装置４は、コンセント５に内蔵させる形式にしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように本発明は、電力供給部と、この電力供給部に対して並列接続された第一、第二の電力供給路と、これら第一、第二の電力供給路のいずれか一方に、選択的に接続される第一、第二の充電路とを備え、前記第二の電力供給路には、バッテリーを介在させ、前記電力供給部には、第一の電力線通信部を接続し、この第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続、及び、前記第一、または第二の電力供給路への、前記第一、または第二の充電路の選択的接続を行う構成としたものであるので、電力供給部の状態が過負荷状態になっても、自動車への充電が行えるようになり、その結果として、使い勝手を良くすることができるのである。
【００６０】
すなわち、本発明においては、電力供給部の状態が過負荷状態になると、第一の電力線通信部が受けた制御信号によって、前記電力供給部と第一、第二の電力供給路の接続を切断するとともに、第二の電力供給路に介在させたバッテリーから前記第一、または第二の充電路に通電し、それによって自動車への充電が行えるようにしたものであるので、使い勝手の良いものとすることができる。
【００６１】
したがって、自動車用充電設備としての活用が期待される。
【符号の説明】
【００６２】
１    電柱
２    電力計
３    分電盤
３ａ    コントロールパネル
４    充電装置
５，８，９    コンセント
６，７    自動車
１０，１３，１４    スイッチ
１１    第一の電力供給路
１２    第二の電力供給路
１５    第一の充電路
１６    第二の充電路
１７    バッテリー
１８    ＡＣ／ＤＣコンバータ
１９    ＤＣ／ＡＣコンバータ
２０    電流検出部
２１    演算部
２２，２３，２７    電力線通信部
２４    表示部
２５    制御部
２６    メモリ部
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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