CN107735918A - 充电系统 - Google Patents

Abstract

实施方式的充电系统具备多个充电单元、控制多个充电单元的控制装置、以及以任意的电量为单位将多个充电单元各自所具有的蓄电池分成多个区段进行管理的管理装置。管理装置向多个区段分别分配表示未被多个充电单元中的任意一个使用的第一状态、表示正在被多个充电单元中的任意一个使用的第二状态、以及表示未储存有可使用的电力的第三状态中的某一个状态，当多个充电单元中存在具有被分配了第一状态的第一区段的第一充电单元时，向控制装置输出指令，使得能够将第一区段中储存的电力经由基干配电线分配给第一充电单元以外的第二充电单元。

Description

充电系统

技术领域

本发明的实施方式涉及充电系统。

背景技术

以往，已知具备多个用于对电动汽车等车辆进行充电的充电单元的充电系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-211891号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在如上所述的以往技术中，在车辆所连接的一个充电单元中储存的电量小于对车辆进行充电所需的电量的情况下，存在耗费时间将充电单元充电至所需电量之后再对车辆进行充电、或者以小于所需电量的充电量使车辆运行的情况。因此，在如上所述的以往技术中，存在车辆的充电效率性以及可靠性受损的情况。

用于解决技术问题的方案

实施方式的充电系统具备多个充电单元、控制装置以及管理装置。多个充电单元通过基干配电线彼此电连接，所述多个充电单元分别具有：供车辆进行连接的连接器；蓄电池，储存从基干配电线供给的电力；以及充电器，将从基干配电线或者蓄电池供给的电力经由连接器供给至车辆。控制装置控制多个充电单元。管理装置以任意的电量为单位将多个充电单元各自所具有的蓄电池分成多个区段进行管理。管理装置向多个区段分别分配第一状态、第二状态以及第三状态中的某一个状态，当多个充电单元中存在具有被分配了第一状态的第一区段的第一充电单元时，向控制装置输出指令，使得能够将第一区段中储存的电力经由基干配电线分配给第一充电单元以外的第二充电单元。第一状态表示未被多个充电单元中的任意一个使用。第二状态表示正在被多个充电单元中的任意一个使用。第三状态表示未储存有可使用的电力。

附图说明

图1是示出实施方式的EV充电系统的整体结构的一例的框图。

图2是示出实施方式的EV充电系统的蓄电池的内部结构的一例的框图。

图3是用于说明分配给实施方式的EV充电系统的蓄电池的各区段的状态1至4的一例的图。

图4是示出在实施方式的EV充电系统中进行多个充电单元之间的电力分配时，由充放电指令生成装置执行的处理流程的一例的流程图。

图5是示出在实施方式的EV充电系统中进行充电单元的充电时，由充放电指令生成装置执行的处理流程的一例的流程图。

图6是示出在实施方式的EV充电系统中进行状态的更新时，由充放电指令生成装置执行的处理流程的一例的流程图。

图7是示出由实施方式的EV充电系统的控制装置执行的处理流程的一例的流程图。

具体实施方式

下面，根据附图，对实施方式进行说明。

首先，参照图1至图3，对实施方式的EV(Electronic Vehicle：电动车辆)充电系统100的结构的一例进行说明。下面，对设置在作为EV的一例的电动公共汽车的充电站的EV充电系统100进行说明。

如图1所示，EV充电系统100具备多个充电单元10、多个控制装置20、运行系统管理装置30以及充放电指令生成装置40。此外，充放电指令生成装置40是“管理装置”的一例。在实施方式中，既可以在一个计算机内实现运行系统管理装置30以及充放电指令生成装置40，也可以分别在不同的计算机内实现运行系统管理装置30以及充放电指令生成装置40。另外，虽然在图1中示出了充电单元10的个数为3个的例子，但是在实施方式中，充电单元10的个数可以是2个，也可以是4个以上。

多个充电单元10通过基干配电线(电力系统)50彼此电连接。此外，基干配电线50上设置有功率计51。功率计51测量基干配电线50当前正在供给的电量，并将测量到的电量的值等作为基干配电电力信息输出至充放电指令生成装置40。此外，将在后述的图5所示的处理流程的说明中对如何使用基干配电电力信息进行详细说明，在此省略说明。

各充电单元10具备连接器11、蓄电池12、充电器13以及功率调节器14。连接器11构成为能够连接电动公共汽车等的车辆(未图示)。蓄电池12为能够反复进行充放电的二次电池，构成为能够储存从基干配电线50供给的电力。充电器13构成为能够将从基干配电线50以及蓄电池12供给的电力经由连接器11供给至车辆。

功率调节器14为调整在基干配电线50侧使用的电力与在充电单元10侧使用的电力以使它们彼此匹配的设备，构成为例如将基干配电线50侧的交流电力转换成充电单元10侧的直流电力，或者将充电单元10侧的直流电力转换成基干配电线50侧的交流电力。此外，在实施方式中，在基干配电线50侧使用的电力与在充电单元10侧使用的电力可以均为直流电力。

以与多个充电单元10分别相对应的方式，设置有与多个充电单元10相同数量(多个)的控制装置20。各控制装置20基于从充放电指令生成装置40输入的各种指令，控制各充电单元10的蓄电池12、充电器13以及功率调节器14。在此，各种指令是指，用于指示对连接到连接器11的车辆(未图示)进行充电的车辆充电指令、用于指示将从基干配电线50供给的电力充入蓄电池12的电池充电指令、用于指示向基干配电线50放出蓄电池12中储存的电力的放电指令等。

运行系统管理装置30管理在EV充电系统100中充电的车辆的运行系统。更具体而言，运行系统管理装置30生成车辆的运行信息和计划制定触发信号，并向充放电指令生成装置40输出生成的运行信息以及计划制定触发信号。此外，运行信息是指，运行时间表、运行路线、各种车辆信息(规格、电费、剩余电量等)等。计划制定触发信号是指，用于使充放电指令生成装置40执行将在后面进行说明的电力分配控制的触发信号。作为一例，在车辆为了充电进入到作为充电站的EV充电系统100等的情况下，生成该计划制定触发信号。

充放电指令生成装置40通过向控制装置20输出各种指令，控制与该控制装置20相对应的充电单元10。在此，在实施方式中，在由于车辆进入作为充电站的EV充电系统100等而由运行系统管理装置30输出了计划制定触发信号的情况下，充放电指令生成装置40向各控制装置20输出各种指令，从而对该车辆适当地进行充电。

更具体而言，在车辆连接到某个充电单元10时，在仅通过该充电单元10的蓄电池12无法提供对车辆进行充电所需的电力(以下称为所需电量)的情况下，充放电指令生成装置40输出各种指令，使得从其他的充电单元10的蓄电池12接收剩余电力的分配来进行车辆的充电。即，充放电指令生成装置40向控制车辆所连接的充电单元10的控制装置20输出车辆充电指令，并向控制电力分配源的充电单元10的控制装置20输出放电指令。

另外，在仅通过车辆所连接的充电单元10的蓄电池12就能够提供所需电量的情况下，充放电指令生成装置40输出各种指令，使得仅通过该蓄电池12进行车辆的充电。在这种情况下，与上述不同，由于不需要使其他的充电单元10分配电力，因此，充放电指令生成装置40不向控制其他的充电单元10的控制装置20输出放电指令，而仅向与车辆所连接的充电单元10相对应的控制装置20输出车辆充电指令。

车辆充电指令与车辆充电量指令值(系统量)以及车辆充电量指令值(电池量)一起输出。在此，车辆充电量指令值(系统量)是表示从基干配电线50接收多大量的电力供给的值。另外，车辆充电量指令值(系统量)是表示从其他的充电单元10接收多大量的电力分配的值。在仅通过车辆所连接的充电单元10就能够提供所需电量的情况下(即不需要从基干配电线50接收电力供给的情况下)，该车辆充电量指令值(系统量)被设定为0。另外，放电指令与放电量指令值一起输出，所述放电量指令值表示为了向其他的充电单元10分配电力需要向基干配电线50放出多大量的电力。关于如何计算和设定这些车辆充电量指令值(电池量/系统量)以及放电量指令值，将在后述的图4所示的处理流程的说明中进行详细说明，在此省略说明。

为了执行如上所述的电力分配控制，充放电指令生成装置40以如下方式管理各蓄电池12的电量。

如图2所示，充放电指令生成装置40以任意的电量为单位将多个充电单元10各自所具有的蓄电池12分成多个电池管理区域(以下简称为区段)B进行管理。在图2所示的例子中，一个蓄电池12被分成10个区段B进行管理，该区段B能够储存一个蓄电池12可储存的最大电量的10％的电量。此外，在实施方式中，区段B的个数可以是9个以下，也可以是11个以上。另外，多个区段B的电量可以彼此相等，也可以彼此不同。

另外，充放电指令生成装置40向多个区段B分别分配彼此不同的4个状态1至4(参照图3)。

如图3所示，状态1为表示能够向其他的充电单元10分配电力、即能够共用的状态。另外，状态2为表示由于在本充电单元10内电力正在被使用因而不能向其他的充电单元10分配电力、即不能共用的状态。另外，状态3为表示未充电有可使用的电力(未充电)、即不可使用的状态。另外，状态4为表示由于已经向其他的充电单元10分配电力因而不能再分配电力(共用使用中)、即不可使用的状态。此外，状态1为“第一状态”的一例，状态2和4为“第二状态”的一例，状态3为“第三状态”的一例。

充放电指令生成装置40基于从各充电单元10输入的充电单元信息进行如上所述的状态的管理。充电单元信息是表示蓄电池12、充电器13以及功率调节器14的动作状况的信息，包括表示蓄电池12的余量(各区段B的电量)的信息等。充放电指令生成装置40构成为，监视从各充电单元10输入的充电单元信息，在存在充电单元信息的更新的情况下，根据该更新内容更新状态。

如上所述，多个区段B分别被分配表示未被多个充电单元10中的任意一个使用的状态1、表示正在被多个充电单元10中的任意一个使用的状态2和4、以及表示未储存有可使用的电力的状态3中的某一个状态。由此，在充放电指令生成装置40执行如上所述的电力分配控制时，充放电指令生成装置40通过确认有无被分配了状态1的区段B(以下称为第一区段)，能够判断其他的充电单元10的蓄电池12中是否有剩余电力。

此外，在实施方式中，在存在多个具有第一区段的充电单元10时，充放电指令生成装置40向各控制装置20输出车辆充电指令以及放电指令，使得优先从第一区段的数量较多的充电单元10向其他的充电单元10分配电力。另外，在向多个充电单元10各自所具有的蓄电池12充入从基干配电线50供给的电力时，充放电指令生成装置40向各控制装置20输出电池充电指令，使得优先从被分配了第三状态的区段的数量较多的充电单元10起进行充电。在此，在实施方式中，蓄电池12的充电以及放电可以分别进行，也可以同时进行。

接下来，参照图4，对在实施方式的EV充电系统100中进行多个充电单元10之间的电力分配时，由充放电指令生成装置40执行的处理流程的一例进行说明。在由于车辆进入作为充电站的EV充电系统100等而由运行系统管理装置30生成了计划制定触发信号时开始执行该处理流程。

在该处理流程中，如图4所示，首先，在步骤S1中，充放电指令生成装置40向被分配了状态3和4的区段B以外的全部区段B分配状态1。即，在存在被分配了状态2的区段B的情况下，充放电指令生成装置40将该区段B的状态从状态2变更为状态1。该处理以已经连接有车辆的充电单元10以外的全部充电单元10为对象进行。然后，处理进入步骤S2。

接下来，在步骤S2中，充放电指令生成装置40基于由运行系统管理装置30生成的运行信息，计算所需电量(连接到充电单元10的车辆进行充电所需的电量)。然后，处理进入步骤S3。

接下来，在步骤S3中，充放电指令生成装置40以满足在步骤S2中计算出的所需电量的方式，向车辆所连接的充电单元10所具有的第一区段(被分配了状态1的区段B)分配第二状态。更具体而言，充放电指令生成装置40确认车辆所连接的充电单元10所具有的全部第一区段的电量，以使被分配状态2的区段B的电量的总和达到所需电量以上的方式，将第一区段的状态变更为状态2。然后，处理进入步骤S4。

接下来，在步骤S4中，充放电指令生成装置40判断仅利用通过步骤S3的处理被分配了状态2的区段B能否满足所需电量。

在步骤S4中判断为能够满足所需电量时，处理进入步骤S5。然后，在步骤S5中，充放电指令生成装置40将针对车辆所连接的充电单元10的车辆充电量指令值(系统量)设定为0。然后，处理进入步骤S12(将在后面进行说明)。

另外，在步骤S4中判断为不能满足所需电量时，处理进入步骤S6。然后，在步骤S6中，充放电指令生成装置40判断在车辆所连接的充电单元10以外的其他的充电单元10中是否存在具有第一区段的充电单元10。

在步骤S6中判断为在其他的充电单元10中存在具有第一区段的充电单元10时，进入步骤S7。然后，在步骤S7中，充放电指令生成装置40向第一区段的数量最多的充电单元10的全部第一区段中的一个第一区段分配状态4。然后，处理进入步骤S8。

在步骤S8中，充放电指令生成装置40判断通过步骤S7的处理被分配了状态4的区段B的电量是否大于等于不足的电量。在该步骤S8中判断为被分配了状态4的区段B的电量小于不足的电量时，处理返回到步骤S6。

另外，在步骤S8中判断为被分配了状态4的区段B的电量大于等于不足的电量时，处理进入步骤S9。然后，在步骤S9中，充放电指令生成装置40将通过步骤S7的处理被分配了状态4的区段B的电量设定为针对产生了电力不足的充电单元10的车辆充电量指令值(系统)。然后，处理进入步骤S11(将在后面进行说明)。

另一方面，在步骤S6中判断为其他的充电单元10中不存在具有第一区段的充电单元10时，进入步骤S10。然后，在步骤S10中，充放电指令生成装置40将不足的电量和通过步骤S8的处理被分配了状态4的区段B的电量(在步骤S7的处理一次都未被执行的情况下为0)相加后得到的值，设定为针对车辆所连接的充电单元10的车辆充电量指令值(系统量)。然后，处理进入步骤S11。

在步骤S11中，充放电指令生成装置40将通过步骤S7的处理被分配了状态4的区段B的电量，设定为针对电力分配源的充电单元10的放电量指令值。此外，电力分配源的充电单元10是指，车辆所连接的充电单元10以外的充电单元10，是指具有通过步骤S7的处理被分配了状态4的区段B的充电单元10。然后，处理进入步骤S12。

在步骤S12中，充放电指令生成装置40将通过步骤S3的处理被分配了状态2的区段B的电量，设定为针对车辆所连接的充电单元10的车辆充电量指令值(电池量)。然后，处理返回。

接下来，参照图5，对在实施方式的EV充电系统100中进行充电单元10的充电时由充放电指令生成装置40执行的处理流程的一例进行说明。

如图5所示，在该处理流程中，首先，在步骤S21中，充放电指令生成装置40确认从功率计51输入的基干配电电力信息。在此，基干配电电力信息是指，包含有由功率计51测量到的电量(基干配电线50当前正在供给的电量)的值等的信息。然后，处理进入步骤S22。

接下来，在步骤S22中，充放电指令生成装置40基于从功率计51输入的基干配电电力信息，判断基干配电线50当前正在供给的电量的值是否大于等于从合同电量的值中减去规定的余量(margin)值后得到的值。

在步骤S22中判断为基干配电线50当前正在供给的电量的值大于等于从合同电量的值中减去规定的余量值后得到的值时，处理进入步骤S23。然后，在步骤S23中，充放电指令生成装置40使针对各控制装置20的电池充电指令无效，处理返回到步骤S21。

另一方面，在步骤S22中判断为基干配电线50当前正在供给的电量的值小于从合同电量的值中减去规定的余量值后得到的值时，处理进入步骤S24。然后，在步骤S24中，充放电指令生成装置40确认各充电单元10的各区段B的状态，处理进入步骤S25。

然后，在步骤S25中，充放电指令生成装置40向如下的控制装置20输出电池充电指令：即，对具有被分配了状态3的区段B的数量最多的蓄电池12的充电单元10进行控制的控制装置20。然后，处理返回到步骤S21。通过如此反复执行步骤S21至S25的处理，从而优先从被分配了状态3的区段B的数量最多的充电单元10起对蓄电池12进行充电。

接下来，参照图6，对在实施方式的EV充电系统100中进行状态的更新时由充放电指令生成装置40执行的处理流程的一例进行说明。

如图6所示，在该处理流程中，首先，在步骤S31中，充放电指令生成装置40确认从各充电单元10输入的充电单元信息。然后，处理进入步骤S32。

接下来，在步骤S32中，充放电指令生成装置40判断是否存在充电单元信息的更新。在该步骤S32中判断为不存在充电单元信息的更新时，处理返回到步骤S31。另一方面，在步骤S32中判断为存在充电单元信息的更新时，处理进入步骤S33。

在步骤S33中，充放电指令生成装置40根据充电单元信息的更新内容更新各区段B的状态。然后，处理返回到步骤S31。通过如此反复执行步骤S31至S33的处理，能够确保各区段B的状态始终保持为最新的内容。

接下来，参照图7，对由实施方式的EV充电系统100的控制装置执行的处理流程的一例进行说明。

如图7所示，在该处理流程中，首先，在步骤S41中，控制装置20判断是否从充放电指令生成装置40输入了指令。

在步骤S41中判断为从充放电指令生成装置40输入了车辆充电指令时，处理进入步骤S42。然后，在步骤S42中，控制装置20基于与车辆充电指令一起从充放电指令生成装置40输入的车辆充电量指令值(电池量/系统量)(参照图4的步骤S5、S7、S10以及S12)，控制充电单元10，从而使用从基干配电线50供给的电力(包括从其他的充电单元10分配的电力)，对连接到连接器11的车辆进行充电。然后，处理返回。

另外，在步骤S41中判断为从充放电指令生成装置40输入了电池充电指令时，处理进入步骤S43。然后，在步骤S43中，控制装置20基于电池充电指令控制充电单元10，从而使用从基干配电线50供给的电力对蓄电池12进行充电。然后，处理返回。

另外，在步骤S41中判断为从充放电指令生成装置40输入了放电指令时，处理进入步骤S44。然后，在步骤S44中，控制装置20基于与放电指令一起从充放电指令生成装置40输入的放电量指令值(参照图4的步骤S11)，控制充电单元10，从而向基干配电线50放出蓄电池12中储存的电力。然后，处理返回。

此外，在步骤S41中判断为未从充放电指令生成装置40输入任何指令时，不进行步骤S42～S44的处理，处理直接返回。

如上所述，在实施方式中，充放电指令生成装置40构成为，以任意的电量为单位将多个充电单元10各自所具有的蓄电池12分成多个区段B进行管理。更具体而言，充放电指令生成装置40构成为，向多个区段B分别分配表示未被多个充电单元10中的任意一个使用的状态1、表示正在被多个充电单元10中的任意一个使用的状态2和4、以及表示未储存有可使用的电力的状态3中的某一个状态。而且，充放电指令生成装置40构成为，当存在具有被分配了状态1的区段B(第一区段)的充电单元10时，向控制装置20输出各种指令，使得能够将第一区段中储存的电力经由基干配电线50分配给其他的充电单元10。由此，即使车辆所连接的一个充电单元10中储存的电量小于所需电量时，也不需要耗费时间将充电单元10充电至所需电量之后再对车辆进行充电、或者以小于所需电量的充电量使车辆运行，因此能够有效并且可靠地对车辆进行充电。

即，根据实施方式，能够在多个充电单元10之间相互融通剩余电力，相应地，能够获得与虚拟地增加各充电单元10的电量等同的效果，因此，能够有效并且可靠地对车辆进行充电，而不会花费增加各蓄电池12的容量或者增加由基干配电线50供给的电力等带来的成本。

另外，在实施方式中，如上所述，充放电指令生成装置40构成为，在存在多个具有被分配了状态1的区段B(第一区段)的充电单元10时，输出放电指令，使得优先从第一区段的数量较多的充电单元10向其他的充电单元10分配电力。由此，能够均衡地使用多个充电单元10的剩余电力。

另外，在实施方式中，如上所述，充放电指令生成装置40构成为，在向多个充电单元10各自所具有的蓄电池12充入从基干配电线50供给的电力时，输出电池充电指令，使得优先从被分配了第三状态的区段B的数量较多的充电单元10起进行充电。由此，能够均衡地对多个充电单元10进行充电。

此外，上述实施方式的充放电指令生成装置40为利用了通常的计算机的硬件结构，由充放电指令生成装置40执行的控制程序作为具有计算机可读取的存储介质的计算机程序产品被提供，所述计算机可读取的存储介质中存储有可安装形式或者可执行形式的文件。在此，存储介质是指例如CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk：数字多功能磁盘)等。

上述控制程序也可以构成为，保存在与互联网等网络连接的计算机上，并经由网络提供或发布。另外，上述控制程序也可以构成为，以预先编入到计算机所具有的ROM(ReadOnly Memory：只读储存器)等中的状态来提供。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式仅是一个例子，并非旨在限定发明的保护范围。上述实施方式能够以各种方式实施，在不脱离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。上述实施方式及其变形包含在发明的保护范围以及宗旨中，并且，包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (4)

1.一种充电系统，具备：

多个充电单元，通过基干配电线彼此电连接，所述多个充电单元分别具有：供车辆进行连接的连接器；蓄电池，储存从所述基干配电线供给的电力；以及充电器，将从所述基干配电线或者所述蓄电池供给的电力经由所述连接器供给至所述车辆；

控制装置，控制所述多个充电单元；以及

管理装置，以任意的电量为单位将所述多个充电单元各自所具有的所述蓄电池分成多个区段进行管理，所述管理装置向所述多个区段分别分配表示未被所述多个充电单元中的任意一个使用的第一状态、表示正在被所述多个充电单元中的任意一个使用的第二状态、以及表示未储存有可使用的电力的第三状态中的某一个状态，当所述多个充电单元中存在具有被分配了所述第一状态的第一区段的第一充电单元时，向所述控制装置输出指令，使得能够将所述第一区段中储存的电力经由所述基干配电线分配给所述第一充电单元以外的第二充电单元。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，

在存在多个所述第一充电单元时，所述管理装置输出所述指令，使得优先从所述第一区段的数量较多的所述第一充电单元向所述第二充电单元分配电力。

3.根据权利要求1所述的充电系统，其中，

在向所述多个充电单元各自所具有的所述蓄电池充入从所述基干配电线供给的电力时，所述管理装置输出所述指令，使得优先从被分配了所述第三状态的区段的数量较多的所述充电单元起进行充电。

4.根据权利要求2所述的充电系统，其中，

在向所述多个充电单元各自所具有的所述蓄电池充入从所述基干配电线供给的电力时，所述管理装置输出所述指令，使得优先从被分配了所述第三状态的区段的数量较多的所述充电单元起进行充电。