專利名稱：充電控制裝置及充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電控制裝置及充電控制方法，特別涉及對搭載蓄電裝置的多臺車輛 進(jìn)行從車輛外部充電的控制的充電控制裝置及充電控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為有益于環(huán)境的車輛，搭載蓄電裝置，且搭載電機(jī)作為驅(qū)動裝置的電動 汽車、混合動力汽車以及燃料電池汽車等備受注目。電動汽車從外部進(jìn)行充電，但也研究了 在混合動力汽車中也設(shè)為能夠從外部充電的結(jié)構(gòu)。在日本特開2001-60293號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，公開了在電動車輛的車輛共用 系統(tǒng)中將充電狀態(tài)最高的車輛分配給用戶的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-60293號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-74868號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
從近年成為問題的抑制二氧化碳排放量的觀點(diǎn)來考慮，預(yù)想在擁有多臺二氧化碳 排放量小且能夠從外部充電的電動汽車、混合動力車的家庭、集合住宅等進(jìn)行充電。在這樣的居住地進(jìn)行充電時(shí)以下三點(diǎn)成為問題。1)在按到達(dá)順序等依次對車輛進(jìn) 行充電時(shí)，因?yàn)橥淼竭_(dá)的車輛不易結(jié)束充電，所以存在要使用想使用的車輛時(shí)不能使用的 可能性。2)當(dāng)從家庭商用電源向多臺混合動力車和/或電動汽車的充電重合時(shí)，存在因與 其他負(fù)荷合計(jì)的消耗電力而使斷路器切斷的可能性。3)對用戶來說不希望由于與車輛的臺 數(shù)相符合增大與電力公司的合同電力的安培數(shù)而招致合同費(fèi)用提高。也即是，當(dāng)考慮在這樣的地方進(jìn)行充電時(shí)，回家時(shí)間、必要充電量、車輛使用時(shí)刻 不同，并且還有不超過合同電力量這樣的制約，所以若沒有滿足這些，則會出現(xiàn)在使用開始 時(shí)刻充電沒有結(jié)束的車輛。本發(fā)明的目的在于，提供一種在要使用想使用的車輛時(shí)能夠使用的可能性高、且 在合同電力內(nèi)執(zhí)行充電的充電控制裝置及充電控制方法。本發(fā)明，概括而言，是一種充電控制裝置，其分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車 輛的蓄電裝置的來自外部電源的充電，該充電控制裝置具備蓄電狀態(tài)檢測部，其檢測各車 輛與外部電源已結(jié)合時(shí)的蓄電裝置的蓄電狀態(tài)；預(yù)想消耗電力算出部，其對多臺車輛的各 個(gè)，檢測預(yù)想消耗電力量；必要充電電力量算出部，其對各車輛基于檢測出的蓄電狀態(tài)和預(yù) 想消耗電力量來算出必要的充電電力量；檢測各車輛的使用開始時(shí)刻的使用時(shí)刻檢測部； 充電進(jìn)度制作部，其根據(jù)必要充電量和使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電 電力量的充電進(jìn)度；以及控制部，其基于充電進(jìn)度對搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電。優(yōu)選的是，充電控制裝置還具備算出各蓄電裝置的充電效率的充電效率算出部。 充電進(jìn)度制作部還基于充電效率來制作充電進(jìn)度。優(yōu)選的是，充電控制裝置還具備預(yù)備空調(diào)信息取得部，該預(yù)備空調(diào)信息取得部取得設(shè)定于多臺車輛的至少任一臺的運(yùn)行開始之前的預(yù)備空調(diào)的指示信息。預(yù)想消耗電力量 檢測部算出也包含預(yù)備空調(diào)所需要的電力的預(yù)想消耗電力量。充電進(jìn)度制作部基于預(yù)備空 調(diào)的指示來制作充電進(jìn)度。優(yōu)選的是，控制部，在將多臺車輛的各個(gè)的必要充電電力量充電至該車輛的蓄電 裝置之后，繼續(xù)對各車輛的至少任一臺進(jìn)行直到達(dá)到超過必要充電電力量的蓄電裝置的滿 充電的期間的充電。優(yōu)選的是，控制部從各車輛取得車輛類別信息。充電進(jìn)度制作部基于車輛類別信 息來決定充電進(jìn)度。優(yōu)選的是，車輛包括內(nèi)燃機(jī)；和儲存內(nèi)燃機(jī)的燃料的燃料箱。充電進(jìn)度制作部基 于燃料箱的燃料余量來制作充電進(jìn)度。本發(fā)明，根據(jù)另一方式，是一種充電控制方法，分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺 車輛的蓄電裝置的來自外部電源的充電，該充電控制方法包括檢測各車輛與外部電源已 結(jié)合時(shí)的蓄電裝置的蓄電狀態(tài)的步驟；對多臺車輛的各個(gè)檢測預(yù)想消耗電力量的步驟；對 各車輛基于檢測出的蓄電狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量的步驟；檢測各 車輛的使用開始時(shí)刻的步驟；根據(jù)必要充電量和使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí) 間和充電電力量的充電進(jìn)度的步驟；以及基于充電進(jìn)度對搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電 的步驟。根據(jù)本發(fā)明，即使不擴(kuò)大合同電力量也能夠提高充電結(jié)束的可能性，所以變得在 要使用想使用的車輛時(shí)能夠使用。
圖1是用于說明本實(shí)施方式的充電控制裝置400的使用方式的概略圖。圖2是更詳細(xì)地表示車輛和充電裝置的構(gòu)成的框圖。圖3是用于說明由充電控制裝置和車輛執(zhí)行的控制的流程圖。圖4是表示步驟S2的詳細(xì)處理的流程圖。圖5是表示步驟S3的詳細(xì)處理的流程圖。圖6是用于說明能夠分配給充電的電力的圖。圖7是表示多臺車輛到家時(shí)的電池的充電狀態(tài)的一例的圖。圖8是表示多臺車輛直到下次乘車時(shí)的必要充電量的一例的圖。圖9是表示連接了第二臺車輛時(shí)能夠分配的電力的圖。圖10是用于說明在對多臺車輛充電時(shí)執(zhí)行的處理的流程圖。符號的說明100,150,200 車輛；101、151、201、418、428 充電電纜；102,202 主電池；103、203 溫 度傳感器；104,204,226變換器；106電機(jī)；108車輪；110,210充電用AC/DC變換部；112、 212,409 輸入輸出接口 ；114,214,408 主控制 ECU ；116,216,410,420 電力線通信部；120、 220、417、427 連接器連接檢測部；122、222、414、424 開關(guān)；124、206、224、416、426 連接器； 206,228電動發(fā)電機(jī)；208車輪；232發(fā)動機(jī)；234燃料箱；400充電控制裝置；402交流電源； 404電流限制部；500配電盤；510受電盤；512配電線。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。對圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記相同的符號，不重復(fù)它們的說明。圖1是用于說明本實(shí)施方式的充電控制裝置400的使用方式的概略圖。參照圖1，充電控制裝置400，分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛100、150、 200的蓄電裝置(電池和/或大容量電容器等)的來自外部電源的充電。外部電源例如是商用電源，從配電線512經(jīng)由受電盤510供給至向各負(fù)載電路分 支的配電盤500。在配電盤500上連接有充電控制裝置400作為一個(gè)負(fù)載電路。充電控制裝置400 和車輛100、150、200，根據(jù)需要分別通過充電電纜101、151、201連接。車輛可以是搭載電 池和電機(jī)的電動汽車(100、150)，也可以是除了電池和電機(jī)還搭載發(fā)動機(jī)的混合動力汽車 (200)。在這樣的家庭、活動場所等，車輛到達(dá)車庫、停車場的時(shí)間不同，車輛的電池等蓄 電裝置的充電狀態(tài)(S0C:State Of Charge)也不同，接著要開始使用各個(gè)車輛的時(shí)刻也不 同。而且，分配給充電的電力也存在界限，該界限由與電力公司的合同內(nèi)容(稱為合 同安培、合同電流、合同容量等)和電池的性能決定。為了增大分配給充電的電力，改變合 同內(nèi)容將合同用斷路器設(shè)定為電流容量的大即可，但是因?yàn)殡娏Φ幕举M(fèi)用增加所以希望 將合同容量設(shè)在必要最低限。充電控制裝置400，在與電力公司的合同范圍內(nèi)盡量高效地進(jìn)行對車輛充電的控 制。圖2是更詳細(xì)地表示車輛和充電裝置的構(gòu)成的框圖。參照圖1、圖2，車輛100包括車輪108、驅(qū)動車輪108的電機(jī)106、向電機(jī)106提
供三相交流電力的變換器104、向變換器104供給直流電力的主電池102、和進(jìn)行變換器104 的控制的主控制E⑶114。即車輛100是電動汽車。車輛100具有能夠從外部對主電池102充電的結(jié)構(gòu)。即車輛100還包括設(shè)置有 從外部提供例如交流100V等商用電源的端子的連接器124 ；將提供到連接器124的交流電 力變換為直流電力并向主電池102提供的充電用AC/DC變換部110 ；連接連接器124與充 電用AC/DC變換部110的開關(guān)122 ；檢測充電控制裝置400的連接器416已連接到連接器 124的連接器連接檢測部120 ；以及電力線通信部116。 主控制ECUl 14監(jiān)視主電池102的充電狀態(tài)SOC (State Of Charge)，并且通過連接 器連接檢測部120來檢測連接器連接。主控制E⑶114，在連接器416連接到連接器124的 情況下充電狀態(tài)SOC低于預(yù)定值時(shí)，將開關(guān)122從斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接狀態(tài)，使充電用AC/ DC變換部110工作來進(jìn)行主電池102的充電。車輛100還包括檢測主電池的溫度的溫度傳感器103。主控制E⑶114控制變換器 104和充電用AC/DC變換部110使得電池溫度不超過上限值，限制電池的輸入輸出電力。車輛100是電動汽車，但本發(fā)明也能夠適用于將電機(jī)和發(fā)動機(jī)并用于驅(qū)動用的混 合動力車輛。也即是，車輛200是混合動力車，除了車輪208、驅(qū)動車輪208的第二電動發(fā) 電機(jī)206、和向第二電動發(fā)電機(jī)206提供三相交流電力的變換器204以外，還包括燃料箱234、發(fā)動機(jī)232、主要進(jìn)行發(fā)電的第一電動發(fā)電機(jī)228、將第一電動發(fā)電機(jī)208中發(fā)電產(chǎn)生 的三相交流電力變換為直流的變換器226。車輛200還包括主控制E⑶214，該主控制E⑶214控制以從變換器226發(fā)電產(chǎn)生的 電力被充電、向變換器204供給直流電力的主電池202、變換器204以及226。車輛200也與車輛100同樣具有能夠從外部對主電池202充電的結(jié)構(gòu)。即車輛 200還包括設(shè)置有從外部提供例如交流100V等商用電源的端子的連接器224 ；將提供到 連接器224的交流電力變換為直流電力并向主電池202提供的充電用AC/DC變換部210 ； 連接連接器224與充電用AC/DC變換部210的開關(guān)222 ；檢測充電控制裝置400的連接器 426已連接到連接器224的連接器連接檢測部220 ；以及電力線通信部216。主控制ECU214監(jiān)視主電池202的充電狀態(tài)S0C(State Of Charge)，并且通過連接 器連接檢測部220來檢測連接器連接。主控制E⑶214，在連接器426連接到連接器224的 情況下充電狀態(tài)S0C低于預(yù)定值時(shí)，將開關(guān)222從斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接狀態(tài)，使充電用AC/ DC變換部210工作來進(jìn)行主電池202的充電。車輛200還包括檢測主電池的溫度的溫度傳感器203。主控制E⑶214控制變換 器204、226和充電用AC/DC變換部210使得電池溫度不超過上限值，限制電池的輸入輸出 電力。作為能夠充電的車輛的其他的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可以使用電機(jī)驅(qū)動用變換器204、226 作為充電用變換器。例如，可以是從第二電動發(fā)電機(jī)206的定子線圈的中性點(diǎn)和第一電動 發(fā)電機(jī)228的定子線圈的中性點(diǎn)與外部授受電力的結(jié)構(gòu)。充電控制裝置400包括從車輛100側(cè)接受充電狀態(tài)S0C、供電要求等信息的電力 線通信部410 ；交流電源402 ；限制從交流電源402供給的電流的電流限制部404 ；充電電纜 418 ；設(shè)置于充電電纜418的端部的連接器416 ；檢測連接器416已連接至車輛的連接器連 接檢測部417 ；對充電電纜418使電流限制部404介于其間地來連接于交流電源402的開 關(guān)414 ；以及控制開關(guān)414的開閉的主控制E⑶408。充電控制裝置400還包括從車輛200側(cè)接受充電狀態(tài)S0C、供電要求等信息的電 力線通信部420 ；充電電纜428 ；設(shè)置于充電電纜428的端部的連接器426 ；檢測連接器426 已連接至車輛的連接器連接檢測部427 ；以及對充電電纜428使電流限制部404介于其間 地來連接于交流電源402的開關(guān)424。開關(guān)424的開閉由主控制E⑶408來控制。雖然未圖示，但充電控制裝置400也可以除車輛100、200以外還能夠連接更多的 車輛。在該情況下，還與能夠連接的車輛數(shù)對應(yīng)地設(shè)置單個(gè)或多個(gè)連接器、連接器連接部、 電纜、電力線通信部。本實(shí)施方式的充電控制裝置是分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛的蓄電裝 置的來自外部電源的充電的充電控制裝置400，主控制ECU408檢測各車輛與外部電源結(jié)合 時(shí)的蓄電裝置的蓄電狀態(tài)，對多臺車輛的各臺檢測預(yù)想消耗電力量，對各車輛基于檢測出 的蓄電狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量，檢測各車輛的使用開始時(shí)刻，根 據(jù)必要充電量和使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電電力量的充電進(jìn)度，基 于充電進(jìn)度來進(jìn)行對搭載于車輛的蓄電裝置充電的控制。圖3是用于說明由充電控制裝置和車輛執(zhí)行的控制的流程圖。為了便于說明，首 先通過圖3對僅連接了一臺車輛的情況進(jìn)行說明，然后使用圖10對連接多臺車輛的情況進(jìn)行說明。參照圖2、圖3，在充電控制裝置側(cè)，當(dāng)開始處理時(shí)，在步驟S1中執(zhí)行連接器連接的 檢測。主控制E⑶408反復(fù)步驟S1的處理，直到從連接器連接檢測部417、427的任一方檢 測到表示連接器的連接的信號。在車輛側(cè)，在步驟S21中同樣執(zhí)行連接器連接的檢測。主控制E⑶114反復(fù)步驟 S21的處理，直到從連接器連接檢測部120檢測到表示連接器的連接的信號。當(dāng)連接了連接器時(shí)，在充電控制裝置側(cè)處理從步驟S1進(jìn)入步驟S2，在車輛側(cè)處理 從步驟S21進(jìn)入步驟S22。在步驟S22中，車輛的主控制E⑶114或214將上下車記錄或乘 車預(yù)定時(shí)刻發(fā)送到充電控制裝置400。發(fā)送經(jīng)由充電電纜418或428、電力線通信部116或 216、電力線通信部410進(jìn)行。也可以使用其他的收發(fā)信單元、例如與電力線區(qū)分的專用的 通信線、無線通信等來進(jìn)行發(fā)送。例如，可以對每個(gè)行程在車輛上記錄乘車時(shí)刻、下車時(shí)刻， 將一個(gè)月左右的乘車時(shí)刻和下車時(shí)刻作為上下車記錄發(fā)送。此外，在發(fā)送乘車預(yù)定時(shí)刻的 情況下，可以在充電開始前的下車時(shí)車輛的主控制ECU114或214使用輸入輸出接口 112或 212向駕駛者進(jìn)行詢問，存儲輸入的下次的乘車預(yù)定時(shí)刻，發(fā)送該信息。在步驟S2中，在充電控制裝置400側(cè)，基于從車輛側(cè)發(fā)送來的上下車記錄或乘車 預(yù)定時(shí)刻來進(jìn)行乘車預(yù)定時(shí)刻的確定。圖4是表示步驟S2的詳細(xì)處理的流程圖。參照圖4，首先在步驟S31中區(qū)分是自動還是手動的情況?？梢酝ㄟ^來自車輛側(cè)的 指定來選擇或確定是自動模式、手動模式的哪一種，也可以強(qiáng)制選擇預(yù)先在充電裝置中設(shè) 定的模式。在步驟S31中選擇了自動模式的情況下，處理進(jìn)入步驟S33，主控制E⑶408基于 從車輛發(fā)送來的每日的上下車記錄來決定該車輛的乘車預(yù)定時(shí)刻。例如，在一個(gè)月的上下車記錄中對工作日和休息日進(jìn)行分類來算出平均乘車時(shí) 刻。如果明天為工作日，則將比工作日的平均乘車時(shí)刻有少量富余富余的時(shí)刻(稍微提前 的時(shí)刻)決定為乘車預(yù)定時(shí)刻。另一方面，如果明天為休息日，則將比休息日的平均乘車時(shí) 刻有少量富余富余的時(shí)刻(稍微提前的時(shí)刻)決定為乘車預(yù)定時(shí)刻。在休息日的乘車時(shí)刻 偏差較大的情況下，如果明天為休息日，則可以在步驟S31中選擇手動。在步驟S31中選擇了手動的情況下，在步驟S32中等待輸入乘車預(yù)定時(shí)刻的指定。 主控制E⑶408等待從輸入輸出接口 409輸入乘車預(yù)定時(shí)刻。在車輛中從輸入輸出接口 112 輸入了乘車預(yù)定時(shí)刻的情況下，在步驟S32中等待發(fā)送來該信息。在該情況下，在車輛上裝 備有汽車導(dǎo)航裝置的情況下，可以在車輛側(cè)輸入想要到達(dá)的時(shí)刻和目的地的信息并在汽車 導(dǎo)航裝置中進(jìn)行路徑檢索，逆向算出乘車預(yù)定時(shí)刻。當(dāng)步驟S32或步驟S33的處理結(jié)束時(shí)，在步驟S34中步驟S2的全部處理結(jié)束，控 制移至圖3的流程圖。當(dāng)步驟S2、步驟S22的處理結(jié)束時(shí)，處理分別進(jìn)入步驟S3、S23。在車輛側(cè)步驟S23 中，進(jìn)行車輛燃料消耗率信息、行駛距離信息的發(fā)送，在充電控制裝置側(cè)，步驟S3中基于發(fā) 送來的車輛燃料消耗率信息、行駛距離信息來進(jìn)行下次乘車時(shí)所需要的電力量(Wh)的確定。圖5是表示步驟S3的詳細(xì)處理的流程圖。參照圖5，首先在步驟S41中區(qū)分是自動還是手動的情況?？梢酝ㄟ^來自車輛側(cè)的指定來確定選擇是自動模式、或手動模式的哪一種，也可以強(qiáng)制選擇預(yù)先在充電裝置中設(shè) 定的模式。在步驟S41中選擇了自動模式的情況下，處理進(jìn)入步驟S44，主控制E⑶408根據(jù) 從車輛發(fā)送來的每日的車輛的燃料消耗率(km/kWh day)和每日的行駛距離(km/day)來 預(yù)測必要電力量(Wh)。近年來，經(jīng)?？梢娋哂欣塾?jì)燃料消耗率的功能的車輛，但是例如在明天是工作日 的情況下，將工作日的行駛距離的平均值除以累計(jì)到現(xiàn)在的燃料消耗率，然后乘以富余系 數(shù)來算出必要電力量即可。另一方面，若明天是休息日，則基于比休息日的平均行駛距離而 具有少量富余的距離來算出必要電力量。在休息日的行駛距離的不均較大的情況下，若明 天是休息日，則可以在步驟S41中選擇手動。在步驟S41中選擇了手動的情況下，在步驟S42中等待輸入工程距離。主控制 E⑶408等待從輸入輸出接口 409輸入預(yù)定工程距離。主控制E⑶408，在車輛中從輸入輸 出接口 112輸入了預(yù)定工程距離的情況下，在步驟S42中等待發(fā)送來該信息。在該情況下， 在車輛上裝備有汽車導(dǎo)航裝置的情況下，可以在車輛側(cè)輸入目的地的信息并在汽車導(dǎo)航裝 置中進(jìn)行路徑檢索，算出從充電地點(diǎn)開始的距離設(shè)為預(yù)定工程距離。接著步驟S42，在步驟 S43中主控制E⑶408根據(jù)從車輛發(fā)送來的每日的車輛的燃料消耗率(km/kWh -day)和預(yù)定 工程距離(km)來預(yù)測必要電力量(Wh)。例如，將在步驟S42中得到的預(yù)定工程距離除以累 積到現(xiàn)在的燃料消耗率，然后乘以富余系數(shù)來算出必要電力量即可。當(dāng)步驟S43或步驟S44的處理結(jié)束時(shí)，在步驟S45中步驟S3的全部處理結(jié)束，控 制移至圖3的流程圖。再次參照圖3，當(dāng)步驟S3、步驟S23的處理結(jié)束時(shí)，處理分別進(jìn)入步驟S4、S24的。 在步驟S24中，將在車輛側(cè)基于電池開路電壓和/或電池電流累計(jì)的電池的充電狀態(tài)(S0C) 對充電控制裝置發(fā)送。在步驟S4中從車輛進(jìn)行S0C的接收。然后，在步驟S5中進(jìn)行必要的充電量的計(jì)算。必要的充電量是從在步驟S3中求 出的下次乘車時(shí)所需要的電力量減去基于當(dāng)前的電池的S0C能夠從電池輸出的電力量得 到的差。接著，在步驟S6中基于住宅的合同電力容量和每日的住宅側(cè)的電力消耗，算出能 夠分配給充電的各時(shí)刻的電力。圖6是用于說明能夠分配給充電的電力的圖。參照圖6，該家庭的合同電力容量是3000W(3kW或3kVA)，若受電電壓為100V則以 合同安培或合同電流而言為30A。在充電控制裝置中，對每個(gè)時(shí)間帶累計(jì)車輛充電以外的受電電力的實(shí)際值，算出 平均值。其能夠從在配電盤整體中流過的電流減去充電的分支電路的電流從而進(jìn)行記錄。以從當(dāng)前時(shí)刻到乘車預(yù)定時(shí)刻T1的斜線表示的區(qū)域P1是能夠分配給充電的電 力。充電控制裝置進(jìn)行充電進(jìn)度控制，使得不超過如此確定出的能夠分配給各時(shí)間帶的充 電的電力。再次參照圖3，充電控制裝置，在步驟S7中，根據(jù)乘車預(yù)定時(shí)刻和電池特性來決定 充電速度。所謂電池特性例如為電池種類、電池容量等，包括由此確定出的充電可能最大電 流等。在步驟S25中從車輛側(cè)發(fā)送與該電池特性對應(yīng)的車輛的電池信息。然后，在步驟S7中，決定充電速度，使得不超過圖6中示出的分配電力、且不超過 由電池特性確定的電流。預(yù)想到在乘車預(yù)定時(shí)刻之前必要的充電沒有結(jié)束的情況下，可以在充電開始時(shí)輸出警告消息。然后，在步驟S8中，以決定出的充電速度來執(zhí)行充電。為了控制充電速度，圖1的 主控制ECU408按每個(gè)時(shí)間帶對電流限制部404指示與充電車輛對應(yīng)的電流值。然后在步 驟S9中接收從車輛側(cè)在步驟S26中發(fā)送來的電池的S0C，基于該信息來判定是否達(dá)到了必 要的充電量。在沒有達(dá)到必要的充電量的情況下，處理從步驟S9進(jìn)入步驟S12，定期確認(rèn)連 接車輛與充電裝置的連接器是否連接，在維持了連接器的連接的情況下處理進(jìn)一步返回步 驟S8來繼續(xù)充電。在車輛側(cè)，在步驟S26中進(jìn)行了向充電控制裝置側(cè)發(fā)送S0C之后，在步驟S27中判 斷充電是否結(jié)束。例如在電纜連接器不再連接時(shí)、和/或經(jīng)由電纜連接器從充電控制裝置 通知了充電結(jié)束時(shí)等判斷為充電已結(jié)束。在步驟S9中，在當(dāng)前的充電量達(dá)到了必要的充電量的情況下，處理進(jìn)入步驟S10， 判斷是否到了乘車預(yù)定時(shí)刻。在乘車預(yù)定時(shí)刻之前還有時(shí)間的情況下處理從步驟S10進(jìn)入 步驟S11，接收從車輛側(cè)在步驟S26中發(fā)送來的電池的S0C，基于該信息判斷電池是否變?yōu)?了滿充電。若還不是滿充電則在步驟S12中確認(rèn)了連接器連接后處理返回步驟S8，繼續(xù)進(jìn) 行充電。在步驟S10中，在到了乘車預(yù)定時(shí)刻和在步驟S11中判定為變?yōu)榱藵M充電的情況 下，處理進(jìn)入步驟S13，對車輛進(jìn)行充電結(jié)束的通知。于是在車輛側(cè)步驟S27中處理不返回 步驟S26，所以S0C的定期發(fā)送被中斷，在步驟S28中處理結(jié)束。在步驟S13的通知已結(jié)束時(shí)和在步驟S12中判定為沒有連接器連接的情況下，處 理進(jìn)入步驟S14，充電控制裝置的處理結(jié)束。接著，對向多臺車輛進(jìn)行充電的情況進(jìn)行說明。圖7是表示多臺車輛到家時(shí)的電池的充電狀態(tài)的一例的圖。如圖7所示，到家時(shí)的電池的充電狀態(tài)通常按車輛100、150、200而不同。圖8是表示多臺車輛直到下次乘車時(shí)的必要充電量的一例的圖。如圖8所示，因?yàn)榘窜囕v不同，一天的行駛距離也不同，所以必要電力量也根據(jù)車 輛不同而不同。并且，直到下次行駛所需要的電力量，是從該必要電力量減去圖7中示出的 到家時(shí)的S0C量而得到的值。因此，在優(yōu)先充電各車輛的必要的充電量之后，若時(shí)間充裕 則進(jìn)一步對滿充電之前的空余部分進(jìn)行充電，如此各車輛在使用車輛方面不容易產(chǎn)生不自圖9是表示連接了第二臺車輛時(shí)能夠分配的電力的圖。參照圖9，設(shè)為第一臺車輛的乘車時(shí)刻為T1、第二臺車輛的乘車時(shí)刻為T2。與圖6 相比，可知圖9除了區(qū)域P1還能夠分配區(qū)域P2的電力量。但是，關(guān)于區(qū)域P2是在第一臺 車輛的充電中不能分配的區(qū)域，所以需要考慮這一點(diǎn)來決定充電的順序。圖10是用于說明在對多臺車輛充電時(shí)執(zhí)行的處理的流程圖。參照圖10，在步驟S51中進(jìn)行連接器連接檢測，在步驟S52中決定乘車預(yù)定時(shí)刻， 在步驟S53中決定下次乘車時(shí)所需要的電力量(Wh)，在步驟S54中檢測電池的S0C，在步驟 S55中進(jìn)行必要的充電量的產(chǎn)生。步驟S51 S55的處理分別與圖3的步驟S1 S5的對 應(yīng)，詳細(xì)說明都在圖3中進(jìn)行了說明，所以在此不重復(fù)說明。接著步驟S55在步驟S56中，根據(jù)住宅的合同電力容量和每日的住宅側(cè)的電力消耗來算出能夠分配給充電的電力量。例如，在圖9所示的情況下首先在連接了第一臺時(shí)以 區(qū)域P1被用于第一臺的充電的方式構(gòu)成進(jìn)度。在連接了第二臺的情況下，以優(yōu)先將區(qū)域P2 分配給乘車時(shí)刻較遲的第二臺，關(guān)于剩余的區(qū)域P1從第一臺、第二臺中優(yōu)先級高的一方開 始進(jìn)行充電的方式構(gòu)成進(jìn)度。接著，在步驟S57中，根據(jù)乘車預(yù)定時(shí)刻和車輛的電池特性來決定充電速度。關(guān)于 電池特性在圖7的步驟S7中進(jìn)行了說明，關(guān)于此時(shí)為了充電而連接了連接器的車輛，通過 通信方式取得電池特性。在步驟S52 S57中，進(jìn)行用于構(gòu)成車輛的充電進(jìn)度的的信息收集。在進(jìn)行這一 系列的信息收集的期間，在步驟S58中檢測是否有新的其他車輛的連結(jié)器已連接到充電裝 置。在檢測出新的連接的情況下車輛返回步驟S52，再次執(zhí)行步驟S52 S57的信息收集處理。在步驟S58中，沒有檢測到新連接的情況下，處理進(jìn)入步驟S59，比較連接的各車 的乘車預(yù)定時(shí)刻來決定優(yōu)先級。此時(shí)，關(guān)于步驟S56中僅能對該車充電的時(shí)間帶，優(yōu)先對該 車進(jìn)行充電，關(guān)于該車將預(yù)定充電電力量減去該部分。然后，在步驟S60中對優(yōu)先級最高的車輛執(zhí)行充電。此時(shí)，在圖2充電控制裝置 400中，主控制ECU408控制開關(guān)414、424，由此設(shè)定充電路徑使得向優(yōu)先級高的車輛供給充 電電力。然后，即使在充電執(zhí)行中，在步驟S60中也檢測是否有新的其他車輛的連接器連 接到充電裝置。在檢測出新連接的情況下處理返回步驟S52，再次執(zhí)行步驟S52 S57的信 息收集處理。在步驟S61中，在沒有檢測出新連接的情況下，處理進(jìn)入步驟S62，對當(dāng)前正在執(zhí) 行充電的車輛判斷是否達(dá)到了必要的充電量。在步驟S62中，如果充電中的車輛還沒有達(dá) 到必要的充電量，則車輛進(jìn)入步驟S60，繼續(xù)進(jìn)行充電。在步驟S62中充電中的車輛達(dá)到了必要的充電量的情況下，處理進(jìn)入步驟S63。在 步驟S63中，檢測是否有新的其他車輛的連接器連接到充電裝置。在檢測出新連接的情況 下處理返回步驟S52，再次執(zhí)行步驟S52 S57的信息收集處理。在步驟S63中，在沒有檢測出新連接的情況下處理進(jìn)入步驟S64。在步驟S64中， 判斷所有的車輛是否完成了一次充電即下次乘車時(shí)所需要的充電量的充電。在步驟S64中，在還存在沒有完成下次的行駛所需要的充電量的充電的車輛的情 況下，處理從步驟S64進(jìn)入步驟S65。在步驟S65中，暫時(shí)從充電對象中除去已進(jìn)行了必要 的充電量的充電的車輛，提升剩余車輛的優(yōu)先級。然后處理進(jìn)入步驟S60，對優(yōu)先級變?yōu)榈?一位的車輛開始充電。在步驟S64中，在判斷為所有的車輛完成了一次充電的情況下，車輛進(jìn)入步驟 S66，判斷在乘車預(yù)定時(shí)刻之前是否存在時(shí)間有剩余的車輛。在步驟S66中，首先對仍有充 電時(shí)間的車輛，在步驟S67中對空余容量的部分(參照圖8)繼續(xù)進(jìn)行充電。關(guān)于該空余容 量的充電，可以對各車輛依次少許地進(jìn)行充電，也可以持續(xù)對一臺進(jìn)行充電直到滿充電然 后再對下一臺車輛進(jìn)行充電。此外，關(guān)于充電優(yōu)先級不需要基于乘車預(yù)定時(shí)刻，可以基于其 他要因來決定。例如，可以均等地向各車輛供給電力，也可以從S0C最低的車輛開始依次進(jìn) 行充電。
在步驟S66中沒有剩余充電時(shí)間的情況下、或在步驟S67結(jié)束且不存在有空余容 量的車輛的情況下，在步驟S68中充電控制結(jié)束。(變形例1)蓄電池，溫度越高充電效率越差。在混合動力車輛中，能夠選擇停止發(fā)動機(jī)僅利用 電機(jī)進(jìn)行行駛的EV行駛模式，但有時(shí)在過度進(jìn)行EV行駛后充電效率越差電池的溫度越高。 在該情況下，比較經(jīng)濟(jì)的是對搭載有變?yōu)檫m當(dāng)溫度的電池的其他車輛進(jìn)行充電。但是，當(dāng)基 于由在圖10的步驟S59中決定的以乘車預(yù)定時(shí)刻確定的優(yōu)先級進(jìn)行充電時(shí)，有時(shí)也選擇了 由于高溫充電效率差的車輛作為充電對象，所以還存在改良的余地。于是，在步驟S60中決定對象車輛時(shí)，在各車輛中利用圖1的溫度傳感器103、203 來測量電池溫度，取得電池溫度，當(dāng)電池溫度比預(yù)定的閾值高時(shí)，可以將其從充電對象中排 除或者將優(yōu)先級變?yōu)榈臀?。在因?yàn)殡姵販囟缺乳撝蹈叨鴮?yōu)先級第一的車輛從充電對象排除的情況下，接著 選擇優(yōu)先級高的優(yōu)先級第二的車輛作為充電對象來進(jìn)行充電。然后，當(dāng)選擇出的車輛的充 電結(jié)束時(shí)，再次在步驟S60中進(jìn)行溫度的測量、取得，若溫度低于閾值，則按照優(yōu)先級選擇 優(yōu)先級第一的車輛作為充電對象。若溫度還沒有低于閾值，則選擇未充電且下一位優(yōu)先級 的車輛(若電池溫度低)作為充電對象。也考慮所有未充電的車輛溫度都高于閾值的情況。例如，僅連接了一臺車輛的情 況，且該一臺車輛的電池的溫度高于閾值的情況?；蛘?，也考慮兩臺幾乎同時(shí)到達(dá)的情況。 在這樣的情況下，可以即使充電效率低也優(yōu)先確保充電時(shí)間來進(jìn)行充電，也可以優(yōu)先考慮 能量效率，在電池變?yōu)檫m當(dāng)溫度之前不進(jìn)行充電。在該變形例中，將溫度這樣的用于算出充電效率的信息從車輛發(fā)送到充電控制裝 置，在充電控制裝置中算出各車輛的充電效率(或者設(shè)定優(yōu)先級)，但也可以不發(fā)送溫度而 由各車輛算出充電效率并將充電效率發(fā)送到充電控制裝置側(cè)，在控制裝置中比較各車輛的 充電效率。用于算出充電效率的信息可以不限于溫度而是其他的信息。(變形例2)在冷天的早上等，乘車預(yù)定時(shí)刻之前，有時(shí)進(jìn)行預(yù)備空調(diào)，通過定時(shí)器等使空調(diào)工 作來將車內(nèi)溫度調(diào)整到舒適溫度。電池在低溫時(shí)能夠輸出的電力降低，所以從電池的預(yù)熱 這樣的觀點(diǎn)來看有時(shí)也有必要進(jìn)行呼叫空調(diào)。在進(jìn)行預(yù)備空調(diào)的情況下，產(chǎn)生也將此時(shí)消 耗的電力加入到必要充電量的必要。在該情況下，駕駛者通過導(dǎo)航裝置的觸摸面板畫面或?qū)Ｓ瞄_關(guān)來設(shè)定預(yù)備空調(diào)。 設(shè)定可以設(shè)定開始預(yù)備空調(diào)的時(shí)刻，也可以設(shè)定乘車預(yù)定時(shí)刻來相對地設(shè)定為該時(shí)刻前10 分鐘。于是，車輛將預(yù)備空調(diào)的開/關(guān)的設(shè)定、預(yù)備空調(diào)的開始時(shí)刻或者乘車預(yù)定時(shí)刻和預(yù) 備空調(diào)時(shí)間等發(fā)送到充電控制裝置側(cè)。在得到了包含預(yù)備空調(diào)的開始時(shí)刻或乘車預(yù)定時(shí)刻的時(shí)刻信息的情況下，在圖4 的步驟S32中，能夠?qū)⒃撔畔⒂糜诔塑囶A(yù)定時(shí)刻的決定。進(jìn)而，在圖3的步驟S3和圖10的步驟S53中，在算出下次乘車時(shí)所需要的電力量 時(shí)，圖2的充電控制裝置400從各車輛取得有無預(yù)備空調(diào)的信息。然后，對預(yù)定進(jìn)行預(yù)備空 調(diào)的車輛，另加上預(yù)備空調(diào)量的電力量，算出必要的電力量。預(yù)備空調(diào)量的電力量可以是具有某種程度富余的預(yù)定值，也可以基于當(dāng)前的室溫和目標(biāo)溫度的差根據(jù)映射圖等來設(shè)定。如此一來，即使是具有預(yù)備空調(diào)功能的車輛也能夠降低發(fā)生充電不足的可能性。(變形例3)如圖1、圖2所示，通過充電控制裝置400變?yōu)槌潆妼ο蟮能囕v包括車輛100、150 那樣的電動汽車和車輛200那樣的混合動力車輛。如此，在混雜電動汽車和混合動力車輛作為充電對象的情況下，可以設(shè)為相比于 裝載有汽油等燃料的混合動力車輛而使僅通過充電電力進(jìn)行行駛的電動汽車優(yōu)先。為了進(jìn)行這樣的處理，在圖10的步驟57中將該車輛是電動汽車還是混合動力車 輛的類別信息與電池特性信息一起從車輛發(fā)送到充電控制裝置側(cè)。作為優(yōu)先的設(shè)定方法， 可以更改圖10的步驟S59的處理，使得在基于乘車預(yù)定時(shí)刻對電動汽車設(shè)定優(yōu)先級之后， 基于乘車預(yù)定時(shí)刻將混合動力車輛設(shè)定優(yōu)先級到其下位。此外，也可以更改圖10的步驟 S59的處理，使得不管車輛類別而首先基于乘車預(yù)定時(shí)刻來設(shè)定優(yōu)先級，在乘車預(yù)定時(shí)刻 同處于預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)的情況下修正設(shè)定優(yōu)先級使電動汽車優(yōu)先。進(jìn)而，在混合動力車的情況下，能夠通過燃料(汽油等)的余量進(jìn)行行駛的距離不 同。因此，可以在決定優(yōu)先級時(shí)反映燃料余量。燃料余量的反映的方法有各種各樣，例如在 圖10的步驟S55算出必要充電量時(shí)，可以設(shè)為燃料余量越多越是從必要充電量減去與余量 相應(yīng)的充電量。此外，可以更改圖10的步驟S59的處理，使得不管車輛的類別和/或燃料 余量，首先基于乘車預(yù)定時(shí)刻設(shè)定優(yōu)先級，修正設(shè)定優(yōu)先級使得在乘車預(yù)定時(shí)刻相同或處 于預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)的情況下使電動汽車優(yōu)先，并且若同是混合動力車輛則使燃料余量較少 的一方優(yōu)先。以下，參照圖1、圖10對本申請發(fā)明進(jìn)行概括說明。本實(shí)施方式的充電控制裝置是 一種充電控制裝置，其分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛的蓄電裝置的來自外部電源 的充電，該充電控制裝置400具備蓄電狀態(tài)檢測部(步驟S54)，其檢測各車輛與外部電源 已結(jié)合時(shí)的蓄電裝置的蓄電狀態(tài)；預(yù)想消耗電力算出部(步驟S53)，其對多臺車輛的各個(gè)， 檢測預(yù)想消耗電力量；必要充電電力量算出部(步驟S55)，其對各車輛基于檢測出的蓄電 狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量；檢測各車輛的使用開始時(shí)刻的使用時(shí)刻 檢測部(步驟S52)；充電進(jìn)度制作部(步驟S59)，其根據(jù)必要充電量和使用開始時(shí)刻來決 定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電電力量的充電進(jìn)度；以及控制部(步驟S60)，其基于充電 進(jìn)度對搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電。如變形例1所示那樣，優(yōu)選的是，充電控制裝置400可以被構(gòu)成為還具備充電效率 算出部，該充電效率算出部對圖10的步驟S59進(jìn)行變形來算出各蓄電裝置的充電效率。充 電進(jìn)度制作部還基于充電效率來制作充電進(jìn)度。如變形例2所示那樣，優(yōu)選的是，充電控制裝置400可以被構(gòu)成為還具備預(yù)備空調(diào) 信息取得部，該預(yù)備空調(diào)信息取得部對圖10的步驟S53進(jìn)行變形來取得設(shè)定于多臺車輛的 至少任一臺的運(yùn)行開始之前的預(yù)備空調(diào)的指示信息。預(yù)想消耗電力量檢測部(變形后的 步驟S53)算出也包含預(yù)備空調(diào)所需要的電力的預(yù)想消耗電力量。充電進(jìn)度制作部(步驟 S59)基于預(yù)備空調(diào)的指示來制作充電進(jìn)度。優(yōu)選的是，控制部，在將多臺車輛的各個(gè)的必要充電電力量充電至該車輛的蓄電 裝置之后，繼續(xù)對各車輛的至少任一臺進(jìn)行直到達(dá)到超過必要充電電力量的蓄電裝置的滿充電的期間的充電(步驟S67)。如變形例3所示那樣，優(yōu)選的是，控制部從各車輛取得車輛類別(電動汽車或混合 動力汽車的類別)信息。充電進(jìn)度制作部基于車輛類別信息來決定充電進(jìn)度。優(yōu)選的是，如圖1的車輛200所示那樣，車輛包括內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動機(jī)232)；和儲存 內(nèi)燃機(jī)的燃料的燃料箱234。充電進(jìn)度制作單元基于燃料箱的燃料余量來制作充電進(jìn)度。如以上進(jìn)行的說明，根據(jù)本實(shí)施方式，在合同容量范圍內(nèi)根據(jù)使用進(jìn)度對多臺車 輛進(jìn)行充電，在乘車開始時(shí)刻充電結(jié)束的可能性高，所以在想使用時(shí)由于必要的車輛未充 電而不能使用這樣的情況變少。應(yīng)該認(rèn)為，本次所公開的實(shí)施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。 本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包括與權(quán)利要求等同的意思以及范 圍內(nèi)的所有的變更。
權(quán)利要求
一種充電控制裝置，其分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛的所述蓄電裝置的來自外部電源的充電，該充電控制裝置(400)具備蓄電狀態(tài)檢測部(S54)，其檢測各車輛與所述外部電源已結(jié)合時(shí)的所述蓄電裝置的蓄電狀態(tài)；預(yù)想消耗電力算出部(S53)，其對所述多臺車輛的各個(gè)，檢測預(yù)想消耗電力量；必要充電電力量算出部(S55)，其對各車輛基于檢測出的蓄電狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量；檢測各車輛的使用開始時(shí)刻的使用時(shí)刻檢測部(S52)；充電進(jìn)度制作部(S59)，其根據(jù)所述必要充電量和所述使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電電力量的充電進(jìn)度；以及控制部(S60)，其基于所述充電進(jìn)度對搭載于所述車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其中，還具備算出各所述蓄電裝置的充電效率的充電效率算出部， 所述充電進(jìn)度制作部還基于所述充電效率來制作所述充電進(jìn)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電控制裝置，其中，還具備預(yù)備空調(diào)信息取得部，該預(yù)備空調(diào)信息取得部取得設(shè)定于所述多臺車輛的至少 任一臺的運(yùn)行開始之前的預(yù)備空調(diào)的指示信息，所述預(yù)想消耗電力量檢測部算出也包含所述預(yù)備空調(diào)所需要的電力的所述預(yù)想消耗 電力量，所述充電進(jìn)度制作部基于所述預(yù)備空調(diào)的指示來制作所述充電進(jìn)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其中，所述控制部，在將所述多臺車輛的各個(gè)的必要充電電力量充電至該車輛的蓄電裝置之 后，繼續(xù)對各車輛的至少任一臺進(jìn)行直到達(dá)到超過所述必要充電電力量的蓄電裝置的滿充 電的期間的充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其中， 所述控制部從各所述車輛取得車輛類別信息，所述充電進(jìn)度制作部基于所述車輛類別信息來決定所述充電進(jìn)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其中， 所述車輛包括內(nèi)燃機(jī)(232)；和儲存所述內(nèi)燃機(jī)的燃料的燃料箱(234)，所述充電進(jìn)度制作部基于所述燃料箱的燃料余量來制作所述充電進(jìn)度。
7.一種充電控制方法，分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛的所述蓄電裝置的來自 外部電源的充電，該充電控制方法包括檢測各車輛與所述外部電源已結(jié)合時(shí)的所述蓄電裝置的蓄電狀態(tài)的步驟(S54)； 對所述多臺車輛的各個(gè)檢測預(yù)想消耗電力量的步驟(S53)；對各車輛基于檢測出的蓄電狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量的步驟 (S55)；檢測各車輛的使用開始時(shí)刻的步驟(S52)；根據(jù)所述必要充電量和所述使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電電力 量的充電進(jìn)度的步驟(S59)；以及基于所述充電進(jìn)度對搭載于所述車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電的步驟(S60)。
全文摘要
一種充電控制裝置(400)，其分別控制各自搭載蓄電裝置的多臺車輛的蓄電裝置的來自外部電源的充電，控制ECU(408)，檢測各車輛與外部電源已結(jié)合時(shí)的蓄電裝置的蓄電狀態(tài)，對多臺車輛的各個(gè)，檢測預(yù)想消耗電力量，對各車輛基于檢測出的蓄電狀態(tài)和預(yù)想消耗電力量來算出必要的充電電力量，檢測各車輛的使用開始時(shí)刻，根據(jù)必要充電量和使用開始時(shí)刻來決定關(guān)于各車輛的充電時(shí)間和充電電力量的充電進(jìn)度，基于充電進(jìn)度對搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電。能夠提供在要使用想使用的車輛時(shí)能夠使用的可能性提高、且在合同電力內(nèi)執(zhí)行充電的充電控制裝置及充電控制方法。
文檔編號H01M10/44GK101878576SQ20088011821
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者一志將人 申請人:豐田自動車株式會社