特許 7236885 電動車に接続して使用される充放電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-02

(45)【発行日】2023-03-10

(54)【発明の名称】電動車に接続して使用される充放電装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 53/60 20190101AFI20230303BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230303BHJP

   B60R 16/033 20060101ALI20230303BHJP

   B60L 55/00 20190101ALN20230303BHJP

【ＦＩ】

B60L53/60

H02J7/00 P

H02J7/00 A

B60R16/033 D

B60L55/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019043488

(22)【出願日】2019-03-11

(65)【公開番号】P2020150576

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】定池 晃宏

(72)【発明者】

【氏名】大隈 重男

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼口 良輔

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１０２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２３６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７９１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５０６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９１４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６４４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車に搭載された蓄電装置を充放電させる充放電回路部と、ユーザの指令を受け付けるインタフェース部と、前記指令にしたがって前記充放電回路部の動作状態を変化させる充放電制御部とを備えた充放電装置であって、
前記充放電回路部の動作状態が前記指令にしたがって変化しないロック状態を作り出すロック機能の有効／無効に関する設定情報を記憶した設定情報記憶部と、
前記ロック状態を解除するための解除コードを記憶した解除コード記憶部と、
前記指令にしたがって前記充放電回路部が前記蓄電装置の充放電を開始したときに、前記ロック機能が有効であることを前記設定情報が示していれば、前記解除コードに一致するコードを前記インタフェース部が受け付けるまでの間、前記ロック状態を作り出すロック制御部と、
を備え、
前記ロック制御部は、前記充放電回路部に含まれる異常検出回路が何らかの異常を検出したこと、充電により前記蓄電装置のＳＯＣが所定のレベルを上回ったこと、または放電により前記蓄電装置のＳＯＣが所定のレベルを下回ったことにより前記充放電が停止した場合に、前記インタフェース部が前記解除コードに一致するコードを受け付けなくとも前記ロック状態を解除する
ことを特徴とする充放電装置。

【請求項2】

前記ロック制御部は、当該充放電装置が起動したときに、前記ロック機能が有効であることを前記設定情報が示していれば、前記解除コードに一致するコードを前記インタフェース部が受け付けるまでの間、前記ロック状態を作り出す
ことを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。

【請求項3】

前記設定情報は、第１設定情報および第２設定情報を含み、
前記ロック制御部は、前記充放電回路部が前記蓄電装置を充放電させ始めると前記第１設定情報を参照し、当該充放電装置が起動すると前記第２設定情報を参照する
ことを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。

【請求項4】

前記解除コードおよび前記設定情報のうちの少なくとも１つは、前記ユーザが前記インタフェース部を介して予め記憶させたものである
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の充放電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）システムにおいて中心的な役割を果たす、電動車に接続して使用される充放電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、いたずら防止やセキュリティ確保等のために、予め設定しておいた解除コードを入力しないと各種機能が有効にならない機器が増えてきている。電気自動車およびプラグインハイブリッド車等の電動車に搭載された蓄電装置を充電するための機器も例外ではなく、例えば特許文献１には、スイッチ操作により解除コードを入力しないと設定（充電開始時間）の変更が許可されない充電システムが開示されている。

【0003】

また、近年、一般家庭へのＶ２Ｈシステムの普及も進みつつある。図３に示すように、Ｖ２Ｈシステムは、電動車ＥＶおよび住宅Ｈの間に接続して使用される充放電装置１００を備えている。充放電装置１００は、主に、住宅Ｈ側（商用電力系統）から供給される電力を電動車ＥＶに搭載されたリチウムイオンバッテリー等の蓄電装置に供給する充電動作と、蓄電装置を放電させるとともに該放電の電力を住宅Ｈ内に設置された各種電気機器に供給する放電動作とを行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５２３４１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、Ｖ２Ｈシステムの充放電装置１００は、屋外にある電動車ＥＶの駐車スペースに設置されることが多い。また、ユーザは、充電または放電（以下、これらを区別することなく「充放電」ということもある）を開始させた後にその場を離れることが多い。このため、Ｖ２Ｈシステムの充放電装置１００には、ユーザ以外の者が勝手に充放電を開始または停止させるのを好適に防止したいというニーズがある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ユーザ以外の者による勝手な操作を好適に防止することができる充放電装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る充放電装置は、電動車に搭載された蓄電装置を充放電させる充放電回路部と、ユーザの指令を受け付けるインタフェース部と、指令にしたがって充放電回路部の動作状態を変化させる充放電制御部とを備えた充放電装置であって、充放電回路部の動作状態が指令にしたがって変化しないロック状態を作り出すロック機能の有効／無効に関する設定情報を記憶した設定情報記憶部と、ロック状態を解除するための解除コードを記憶した解除コード記憶部と、指令にしたがって充放電回路部が蓄電装置の充放電を開始したときにロック機能が有効であることを設定情報が示していれば、解除コードに一致するコードをインタフェース部が受け付けるか充放電が停止するまでの間、ロック状態を作り出すロック制御部と、を備えている。

【0008】

この構成では、設定情報記憶部にロック機能が「有効」であることを示す設定情報を記憶させておくことで、充放電開始後すぐにロック状態が作り出される。したがって、この構成によれば、充放電中にユーザ以外の者が勝手にインタフェース部を操作して充放電を停止させるのを防ぐことができる。

【0009】

また、この構成では、解除コード記憶部に記憶された解除コードに一致するコードが入力された場合だけでなく、充放電が停止した場合にもロック状態が解除される。したがって、この構成によれば、充放電が一時的な異常により停止したときに、解除コードを入力することなく充放電を素早く再開させることができる。

【0010】

上記充放電装置のロック制御部は、当該充放電装置が起動したときにロック機能が有効であることを設定情報が示していれば、解除コードに一致するコードをインタフェース部が受け付けるまでの間、ロック状態を作り出す、との構成を有していることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、充放電中の勝手な操作だけでなく、充放電装置が起動してから充放電が開始されるまでの間のユーザ以外の者による勝手な操作も防ぐことができる。

【0012】

上記充放電装置の設定情報は、第１設定情報および第２設定情報を含んでいてもよい。この場合、ロック制御部は、充放電回路部が蓄電装置を充放電させ始めると第１設定情報を参照し、当該充放電装置が起動すると第２設定情報を参照する、との構成を有していることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、充放電中の勝手な操作を防ぐための第１ロック機能と、充放電が開始されるまでの間の勝手な操作を防ぐための第２ロック機能とを、個別に有効または無効にすることができ、利便性が高まる。

【0014】

なお、解除コードおよび設定情報のうちの少なくとも１つは、例えば、ユーザがインタフェース部を介して予め記憶させたものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ユーザ以外の者による勝手な操作を好適に防止することができる充放電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例に係る充放電装置のブロック図である。

【図2】図１に示されたロック制御部の動作を示すフロー図である。

【図3】Ｖ２Ｈシステムの概略的な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例に係る充放電装置について説明する。

【0018】

［実施例］
本発明の実施例に係る充放電装置１０は、Ｖ２Ｈシステムを構成するものであり、図１に示すように、電動車ＥＶおよび住宅Ｈの間に接続して使用される。従来の充放電装置１００と同様、本実施例に係る充放電装置１０は、主に、住宅Ｈ側（商用電力系統）から供給される電力を電動車ＥＶに搭載されたリチウムイオンバッテリー等の蓄電装置に供給する充電動作と、蓄電装置を放電させるとともに該放電の電力を住宅Ｈ内に設置された各種電気機器に供給する放電動作とを行う。

【0019】

充放電装置１０は、箱型の筐体に収容された充放電回路部２０および制御ユニット３０と、外部から見えるように筐体に設けられたインタフェース部４０とを備えている。また、制御ユニット３０は、充放電制御部３１と、ロック制御部３２と、設定情報記憶部３３と、解除コード記憶部３４とを備えている。

【0020】

充放電回路部２０は、充放電制御部３１の制御下で双方向の電力変換を行うインバータ回路２１と、電動車ＥＶの情報を取得するために該電動車ＥＶと通信する通信回路２２と、各種異常を検出する異常検出回路２３とを含んでいる。異常検出回路２３が検出する異常には、インバータ回路２１の異常、電動車ＥＶの異常、通信回路２２－電動車ＥＶ間の通信の異常等が含まれている。

【0021】

インタフェース部４０は、ユーザによって操作される４つのボタン４１，４２，４３，４４を含んでいる。第１ボタン４１は、充放電回路部２０から延びる充電ケーブルの先端に設けられた充電コネクタと電動車ＥＶとの接続をロック／ロック解除するための「コネクタロックボタン」である。第２ボタン４２は、充電を開始させるための「充電ボタン」である。第３ボタン４３は、放電を開始させるための「放電ボタン」である。また、第４ボタン４４は、充放電を停止させるための「停止ボタン」である。ユーザがボタン４１，４２，４３，４４を押下すると、それに対応した指令信号がインタフェース部４０から制御ユニット３０に送信される。

【0022】

制御ユニット３０の充放電制御部３１は、充電ボタン４２が押下されたことを示す指令信号を受信すると、インバータ回路２１を作動させて充電を開始させる。また、充放電制御部３１は、放電ボタン４３が押下されたことを示す指令信号を受信すると、インバータ回路２１を作動させて放電を開始させる。ただし、充放電制御部３１は、異常検出回路２３が何らかの異常を検出している場合は、ボタン４２，４３が押下されてもインバータ回路２１を作動させない。

【0023】

また、制御ユニット３０の充放電制御部３１は、充放電中に停止ボタン４４が押下されたことを示す指令信号を受信すると該充放電を停止させる。この他、充放電制御部３１は、充放電中に異常検出回路２３が何らかの異常を検出しても該充放電を停止させる。当然ではあるが、充放電制御部３１は、充電により電動車ＥＶに搭載された蓄電装置のＳＯＣ（State of charge）が所定のレベルを上回ると該充電を停止させる。また、充放電制御部３１は、放電により蓄電装置のＳＯＣが所定のレベルを下回ると該放電を停止させる。

【0024】

ロック制御部３２は、ユーザおよびユーザ以外の者によるインタフェース部４０の操作が無効となるロック状態を作り出すロック機能を有している。ロック制御部３２の動作については、後で詳細に説明する。

【0025】

設定情報記憶部３３は、ロック機能を有効とするのか無効とするのかについての設定情報を記憶している。

【0026】

解除コード記憶部３４は、ロック状態を解除するための解除コードを記憶している。本実施例では、４つのボタン４１，４２，４３，４４を押下する順番が解除コードとなっている。解除コードの例としては、「充電ボタン→放電ボタン→停止ボタン→コネクタロックボタン」や「放電ボタン→充電ボタン→停止ボタン→停止ボタン」を挙げることができる。

【0027】

設定情報および解除コードは、所定の権限を有するユーザがインタフェース部４０を介して予め記憶させたものである。

【0028】

図２を参照しながら、ロック制御部３２の動作フローについて説明する。なお、この動作フローは、充放電装置１０が起動する（装置の電源がオンされる）とスタートする。

【0029】

ステップＳ１において、ロック制御部３２は、設定情報記憶部３３に記憶された設定情報に基づいて、ロック機能が有効なのか無効なのかを判定する。そして、ロック制御部３２は、ロック機能が有効であればステップＳ２を実行し、無効であればステップＳ２～Ｓ５をスキップする。

【0030】

ステップＳ２として、ロック制御部３２は、充放電制御部３１に対して、インタフェース部４０からの指令信号に応じてインバータ部２１を作動させないよう指令する。これにより、インタフェース部４０のボタン４１，４２，４３，４４の操作が無効となるロック状態が作り出される。

【0031】

ステップＳ３において、ロック制御部３２は、コードの入力を受け付ける。より詳しくは、ロック制御部３２は、インタフェース部３０からの指令信号を監視し続け、所定の時間（本実施例では５秒）内に４つの指令信号を受信すると、その４つの指令信号をコードとして認識する。例えば、ロック制御部３２は、所定の時間内に充電ボタン４２が押下されたことを示す指令信号、放電ボタン４３が押下されたことを示す指令信号、停止ボタン４４が押下されたことを示す指令信号、およびコネクタロックボタン４１が押下されたことを示す指令信号をこの順で受信すると、コード「充電ボタン→放電ボタン→停止ボタン→コネクタロックボタン」の入力を受け付ける。

【0032】

ステップＳ４において、ロック制御部３２は、受け付けたコードが解除コード記憶部３４に記憶された解除コードに一致するか否かを判定する。そして、ロック制御部３２は、受け付けたコードが解除コードに一致すればステップＳ５を実行し、一致しなければ再びステップＳ３を実行する。

【0033】

ロック制御部３２は、解除コードに一致する正しいコードが入力されるまで、ステップＳ３，Ｓ４を繰り返し実行する。

【0034】

ステップＳ５において、ロック制御部３２は、ステップＳ２において作り出したロック状態を解除する。これにより、充放電制御部３１は、インタフェース部４０からの指令信号に応じてインバータ部２１を作動させることができるようになる。言い換えると、インタフェース部４０のボタン４１，４２，４３，４４の操作が有効になる。

【0035】

ステップＳ６において、ロック制御部３２は、充電ボタン４２または放電ボタン４３が押下されたことをきっかけとして充放電が開始されるのを待機する。そして、ロック制御部３２は、充放電が開始されるとステップＳ７を実行する。

【0036】

ステップＳ７において、ロック制御部３２は、ステップＳ１と同様にしてロック機能が有効なのか無効なのかを判定する。そして、ロック制御部３２は、ロック機能が有効であればステップＳ８を実行し、無効であればステップＳ８～Ｓ１２をスキップする。

【0037】

ステップＳ８において、ロック制御部３２は、ステップＳ２と同様にしてロック状態を作り出す。

【0038】

ステップＳ９において、ロック制御部３２は、充放電が停止したか否かを判定する。そして、ロック制御部３２は、充放電が停止していなければステップＳ１０を実行し、停止していればステップＳ１０，Ｓ１１をスキップする。なお、前述した通り、充放電は、異常検出回路２３が何らかの異常を検出した場合、充電により電動車ＥＶに搭載された蓄電装置のＳＯＣが所定のレベルを上回った場合、および放電により蓄電装置のＳＯＣが所定のレベルを下回った場合に停止する。ロック状態が作り出されているため、ユーザおよびユーザ以外の者が停止ボタン４４を押下しても充放電は停止しない。

【0039】

ステップＳ１０において、ロック制御部３２は、ステップＳ３と同様にしてユーザによるコードの入力を受け付ける。

【0040】

ステップＳ１１において、ロック制御部３２は、ステップＳ４と同様にして受け付けたコードが解除コード記憶部３４に記憶された解除コードに一致するか否かを判定する。そして、ロック制御部３２は、受け付けたコードが解除コードに一致すればステップＳ１２を実行し、一致しなければ再びステップＳ９を実行する。

【0041】

ステップＳ１２において、ロック制御部３２は、ステップＳ５と同様にしてロック状態を解除する。

【0042】

このように、本実施例に係る充放電装置１０では、ロック機能を有効にしておくことで、起動後すぐに充放電開始の操作を含む各種操作が無効となる（ステップＳ２）。このため、充放電装置１０によれば、ユーザ以外の者が勝手に充放電を開始させるのを防ぐことができる。

【0043】

また、本実施例に係る充放電装置１０では、ロック機能を有効にしておくことで、充放電開始後すぐに充放電停止の操作を含む各種操作が無効となる（ステップＳ８）。このため、充放電装置１０によれば、ユーザ以外の者が勝手に充放電を停止させるのを防ぐことができる。

【0044】

また、本実施例に係る充放電装置１０では、予め定められた解除コードが入力された場合だけでなく、充放電が停止した場合にもロック状態が解除される（ステップＳ９のＹｅｓ）。このため、充放電装置１０によれば、充放電が正常に停止したときに、解除コードを入力することなくコネクタロックボタン４１を押下するだけで、電動車ＥＶとの接続を解除することができるようになる。さらに、充放電装置１０によれば、充放電が一時的な異常により停止したときに、解除コードを入力することなく再び充電ボタン４２または放電ボタン４３を押下するだけで、充放電を素早く再開させることができる。

【0045】

［変形例］
以上、本発明に係る充放電装置の実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。

【0046】

例えば、本発明に係る充放電装置は、設定情報にしたがって充放電中の勝手な操作だけを防止することができるようになっていてもよいし、設定情報記憶部に２つの設定情報が記憶され、充放電中の勝手な操作を防止する第１ロック機能と、充放電中以外の期間（これには、電源がオンされてから最初の充放電が開始されるまでの期間と、充放電が終了してから次の充放電が開始されるか電源がオフされるまでの期間とが含まれる）の勝手な操作を防止する第２ロック機能とを個別に有効または無効にすることができるようになっていてもよい。

【0047】

また、インタフェース部の構成は、適宜変更することができる。例えば、インタフェース部は、複数のボタンが表示されたタッチパネルディスプレイであってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０ 充放電装置
２０ 充放電回路部
２１ インバータ回路
２２ 通信回路
２３ 異常検出回路
３０ 制御ユニット
３１ 充放電制御部
３２ ロック制御部
３３ 設定情報記憶部
３４ 解除コード記憶部
４０ インタフェース部
４１ 第１ボタン（コネクタロックボタン）
４２ 第２ボタン（充電ボタン）
４３ 第３ボタン（放電ボタン）
４４ 第４ボタン（停止ボタン）
ＥＶ 電動車
Ｈ 住宅

【図1】

【図2】

【図3】