CN107735921A - 充电控制装置和充电控制方法 - Google Patents

Abstract

一种充电控制装置，具有多个充电端口，依次对与各充电端口连接的电动车辆进行充电，充电装置判定在各充电端口是否已连接电动车辆，针对被判定为已连接电动车辆的每个充电端口，计算从开始对被连接到充电端口的电动车辆进行充电起至充电完成为止所需要的时间的估计值Tc以及从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr。而且，在将最后被连接到充电端口的电动车辆设为第N台车辆、将已经被连接到充电端口的车辆按照连接到充电端口的顺序设为第1～N‑1台车辆的情况下，仅在式(4)对第1～N‑1台车辆均成立的情况下，开始对第N台车辆进行充电。而且，以以下方式进行控制：在对第N台车辆的充电结束之后，立即再开始对紧接在第N台车辆开始充电之前进行充电的车辆进行充电。

Description

充电控制装置和充电控制方法

技术领域

本发明涉及一种充电控制装置和充电控制方法。

背景技术

以往，已知如下一种技术：在多个充电对象车辆的充电容量的总量超过可充电容量的情况下，设定充电时间、充电容量等固定的单位量，并按该单位量依次进行充电，由此避免存在未充电的电动汽车(参照JP2011-244630A)。

发明内容

然而，在JP2011-244630A的技术中，要进行充电的车辆的顺序是按先来后到的顺序设定的，没有考虑对各车辆的充电所需要的时间、出发预定时刻。因此，在该技术中，存在会发生如下状况的问题：即使是充电所需要的时间短、出发预定时刻临近的车辆，也必须等待对离出发预定时刻有充分富余时间的车辆的充电。

本发明的目的在于，提供一种考虑对各车辆的充电所需要的时间、出发预定时刻来更适当地控制各车辆的充电顺序的技术。

本发明的一个方式中的充电控制装置具有多个充电端口，依次对与各充电端口连接的电动车辆进行充电，该充电装置判定在各充电端口是否已连接电动车辆，针对被判定为已连接电动车辆的每个充电端口，计算从开始对被连接到充电端口的电动车辆进行充电起至充电完成为止所需要的时间的估计值Tc以及从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr。而且，在将最后被连接到充电端口的电动车辆设为第N台车辆、将已经被连接到充电端口的车辆按照连接到充电端口的顺序设为第1～N-1台车辆的情况下，仅在下述的(3)式对第1～N-1台车辆均成立的情况下，开始对第N台车辆进行充电。而且，以以下方式进行控制：在对第N台车辆的充电结束之后，立即再开始对紧接在第N台车辆开始充电之前进行充电的车辆进行充电。

以下，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。

附图说明

图1是表示具备本发明所涉及的充电控制装置的充电器与需要充电的电动车辆之间的关系的结构图。

图2是表示具有第一实施方式所涉及的充电控制装置的充电器的主要结构的框图。

图3是表示第一实施方式所涉及的充电控制装置所执行的充电控制的流程的流程图。

图4是用于说明执行了第一实施方式所涉及的充电控制的情况下的充电控制方式的图。

图5是用于说明不执行本发明所涉及的充电控制的情况下的充电方式的图。

图6是表示具备第二实施方式中的充电控制装置的充电器1的主要结构的框图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示具备第一实施方式所涉及的充电控制装置的充电器与需要充电的电动车辆之间的关系的结构图。

如图1所示，本实施方式的充电器1除了具备输入面板6和充电控制装置10以外，还具备从充电器1延伸的电力线缆3a、3b、3c以及设置在各电力线缆的前端的充电端口2a、2b、2c。充电端口2a、2b、2c与希望充电的各电动车辆EV1～EV3分别一对一地连接。而且，在这些各充电端口2a～2c和电动车辆EV1～EV3中的至少某一组连接着的状态下，充电器1对电动车辆进行充电。

输入面板6是设置在充电器1的上部来接受针对充电的规定的输入操作的输入装置。输入面板6构成为，希望充电的车辆的乘员等能够对输入面板6输入车辆的出发预定时刻以及设为目标的电池充电容量(以下，简称为目标SOC)。此外，向输入面板6输入的目标SOC除了是80％之类的百分比以外，也可以是例如1000日元之类的费用指定。

本发明所涉及的充电控制装置10在充电器1已连接多个电动车辆的情况下，执行用于按适当的顺序对这些电动车辆(以下，简称为车辆)进行充电的控制。

更具体地说，充电控制装置10判定后到车辆可否对充电中的先到车辆中断充电，基于该判定结果来控制各车辆的充电顺序。以下，说明详细内容。

图2是表示具有第一实施方式所涉及的充电控制装置10的充电器1的主要结构的框图。本实施方式的充电控制装置10设置于充电器1，包含三个端口传感器4a、4b、4c和充电器内控制器5(以下，简称为控制器5)。另外，控制器5与设置于充电器1的输入面板6以能够通信的方式相连接。另外，在电动车辆与充电器1相连接的情况下，控制器5成为能够经由该连接中使用的电力线缆(在图2中未图示)来与电动车辆所具备的车辆控制器7进行通信。

端口传感器4a～4c分别设置在图1所示的各充电端口2a～2c，检测各充电端口与电动车辆是否已连接，也就是说，检测充电器1是否连接有电动车辆。与所检测出的连接/非连接有关的信息被输出到控制器5。

车辆控制器7设置于电动车辆，对电动车辆所具备的电池的电力量即所谓的充电率(SOC：State Of Charge，充电状态)、电池温度等内部信息进行监视，并且控制电池的充放电动作。电动车辆的SOC等信息经由电力线缆被输出到控制器5。

控制器5是包含CPU、ROM、RAM等的微计算机。控制器5基于能够从上述结构获取的充电端口2a～2c与各车辆的连接/非连接信息、车辆的充电开始时的SOC信息以及车辆的出发预定时刻及目标SOC，来判定第2台以后连接到充电器1的车辆可否中断充电，基于该判定结果来控制对各车辆的充电。

参照图3来说明在以上结构的前提下由控制器5执行的充电控制的详细内容。

图3是表示本实施方式中的充电控制装置10的控制器5所执行的充电控制的流程的流程图。

本实施方式所涉及的充电控制如上述那样判定被连接到充电器1的第2台以后的车辆可否中断充电，基于判定结果来控制对被连接到充电器1的多个车辆的充电。因而，执行该充电控制的前提是，在至少1台以上的车辆被连接到充电器1的状态下且该车辆中的1台车辆正在充电中，并且希望充电的其它车辆新连接到充电器1。在以下的说明中，将新连接的车辆称为第N台车辆(N为2以上的整数)，将已经被连接到充电器1的车辆按照连接到充电器1的顺序称为第1～N-1台车辆。

在步骤S1中，控制器5判别第N-1台车辆是否正在充电中。如果第N-1台车辆正在充电中，则进入步骤S2。如果第N-1台车辆并非正在充电中，则循环进行本步骤，直到第N-1台车辆开始充电为止。

在步骤S2中，控制器5判定是否存在第N台车辆的充电请求。存在充电请求的判定是由控制器5根据从对应的端口传感器输出的信息检测出充电端口2a～2c中的某一充电端口与第N台车辆已连接时进行的。当判定为存在充电请求时，进入步骤S3。当判定为不存在充电请求时，循环进行步骤S2，直到判定为存在充电请求为止。但是，也可以是，在充电端口与车辆连接并且来自乘员等的充电请求经由输入面板6等被输入到控制器5时，控制器5判定为存在充电请求。

这样，控制器5具有判定在各充电端口是否已连接电动车辆的作为车辆连接判定部的功能。

在步骤S3中，控制器5计算第1～N台车辆各自的充电所需要的时间的估计值Tc(Tc1～TcN)。具体地说，基于充电开始时的电池剩余容量SOCn[％]、设为目标的电池充电容量SOCt[％]、作为充电对象的电池的充满电时的容量[Ah]以及充电器1向充电对象车辆供给的充电电流[A]，通过下面的式(1)来计算估计值Tc。

[数1]

Tc＝(SOCt-SOCn)×满充电时的容量[Ah]/充电电流A…(1)

设为目标的电池充电容量SOCt[％]能够通过乘员将所期望的目标SOC输入到输入面板6来获取。另外，控制器5能够从车辆控制器7获取充电开始时的电池剩余量SOCn[％]，或者基于经由充电端口而获取到的车辆的电池电压，通过运算来求出充电开始时的电池剩余量SOCn[％]。另外，通过对电池的额定容量[Ah]乘以电池劣化系数来求出充满电时的容量[Ah]。电池劣化系数是与各车辆所具备的电池的状态相应地变动的系数，被保存在车辆控制器7所具有的存储介质中。控制器5能够从各车辆所具备的车辆控制器7获取该电池劣化系数。通过对电池的额定容量乘以电池劣化系数，能够估计电池的准确的充满电容量[Ah]。由此，能够求出精度更高的估计值Tc。另外，通过进一步考虑能够从车辆控制器7获取的电池的温度状态信息等，还能够求出精度进一步提高的估计值Tc。此外，如上述那样，在本实施例中设为目标的电池充电容量SOCt被设为希望充电的车辆的乘员对输入面板6进行操作所输入的目标SOC，但是例如也可以是100％等预先决定的SOC。即，设为目标的电池充电容量SOCt是预先决定的充电完成时的电池SOC，能够取任意值。

在接下来的步骤S4中，控制器5计算第1～N台车辆各自的从充电完成起至该车辆发出为止的时间(以后，也称为休息时间)的估计值Tr。具体地说，如下面的式(2)所表示的那样，通过从自车辆的充电开始时刻起至车辆的出发预定时刻为止的时间[小时]减去在步骤S3中计算出的充电所需要的时间Tc，来求出估计值Tr。

[数2]

Tr＝(出发预定时刻-充电开始时刻)-充电所需要的时间的估计值Tc…(2)

关于式(2)中的车辆的充电开始时刻，对于第1～N-1台车辆，设定实际的充电开始时刻，对于第N台车辆，设定当前时刻。另外，本实施方式中的控制器5根据由乘员经由输入面板6而输入的车辆出发预定时刻信息来获取车辆的出发预定时刻。在计算出各车辆的休息时间Tr1～TrN之后，进入步骤S5。

这样，控制器5具有对设为目标的电池充电容量SOCt[％]、充电开始时的电池容量SOCn[％]等车辆的信息进行检测的作为车辆信息检测部的功能以及对车辆的出发预定时刻进行检测的作为出发预定时刻检测部的功能，并且具有基于这些信息来计算对电动车辆的充电所需要的时间的估计值Tc、从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr的作为计算部的功能。

在步骤S5中，控制器5判定是否允许第N台车辆的中断充电。在第N台车辆被连接到充电器1时，在下面的式(3)对已经被连接到充电器1的第1～N-1台车辆均成立的情况下，控制器5允许第N台车辆的中断充电。换言之，在第1～N-1台车辆各自的各休息时间Tr大于比该车辆晚到的所有车辆的充电所需要的时间(估计时间Tc的总和)的情况下，允许第N台车辆的中断充电。

[数3]

Tc：对电动车辆的充电所需要的时间的估计值

Tr：从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值

此外，能够如下面的式(4)那样对上述式(3)进行置换。

[数4]

其中，1≤n≤N-1

在上述式(3)或式(4)对第1～N-1台车辆均成立而允许第N台车辆的中断充电的情况下，进入步骤S6。在存在式(3)或式(4)不成立的车辆而判定为不允许第N台车辆的中断的情况下，在继续对当前充电中的车辆进行充电的状态下结束本控制。

在步骤S6中，充电器1开始对允许中断的第N台车辆进行充电。

在步骤S7中，控制器5判定对允许中断充电的第N台车辆的充电是否已结束。如果判定为对第N台车辆的充电已结束，则进入步骤S8。只要没有确认出对第N台车辆的充电结束，就循环进行步骤S7直到对第N台车辆的充电结束为止。

然后，在步骤S8中，控制器5再开始对紧接在第N台车辆开始中断充电之前进行充电的车辆、即第N-1台车辆进行充电。在再开始对第N-1台车辆进行充电之后，结束本控制。

这样，控制器5具有判定第N台车辆可否中断充电并且基于该判定结果来控制对被连接到充电器1的各车辆的充电的作为控制部的功能。

此外，虽然在图3的流程图中没有记载，但是在第N台车辆的中断充电过程中检测出新的车辆的充电请求的情况下，在将该新的车辆设为第N台车辆、将中断充电中的第N台车辆设为第N-1台车辆的基础上，与目前为止所说明的处理同样地执行步骤S1以后的处理。

以上是本实施方式中的充电控制的详细内容。在此，使用图4和图5来说明在3台电动车辆(第1～3台车辆)被依次连接到具备三个充电端口的充电器1的状况下、执行了本实施方式所涉及的充电控制的情况下的充电方式与不执行本实施方式所涉及的充电控制的情况下的充电方式之间的不同。

图4是表示执行了本实施方式所涉及的充电控制的情况下的充电控制方式的图。图4中的横轴表示时间[小时]，纵轴表示SOC[％]。纵向画出的虚线L1～L3分别表示第1～3台车辆的出发预定时刻。此外，横轴、纵轴以及虚线L1～L3在后述的图5中也相同。另外，在该图4中，将所有车辆的目标SOC设为100％。

图4的(A)中示出没有被其它的车辆中断的情况下的第1台车辆的充电率(实线)。可知第1台车辆的出发预定时刻(L1)被设定得比其它的车辆的出发预定时刻晚，第1台车辆的休息时间Tr1大。

图4的(B)中示出被允许对充电中的第1台车辆中断充电的第2台车辆的充电率(实线)以及允许第2台车辆的中断充电的第1台车辆的充电率(虚线)。如根据图可知的那样，对第2台车辆的充电所需要的时间Tc2比第1台车辆的休息时间Tr1短，因此Tr1>Tc2成立。因而，允许第2台车辆对第1台车辆的中断充电。其结果，充电控制如图那样，即使在对第2台车辆的充电完成后再开始对第1台车辆进行充电，各车辆也能够在各自设定的出发预定时刻(L1、L2)之前完成充电。

图4的(C)中示出被允许对充电中的第2台车辆的中断充电的第3台车辆的充电率(实线)、允许第3台车辆的中断充电的第2台车辆的充电率(虚线)、允许第2台车辆和第3台车辆的中断充电的第1台车辆的充电率(单点划线)。如根据图可知的那样，第3台车辆的充电开始时的SOC为50％，因此充电所需要的时间Tc3变短。因而，对于第1台车辆，Tr1>Tc2+Tc3成立，对于第2台车辆，Tr2>Tc3也成立。其结果，第3台车辆对充电中的第2台车辆的中断充电被允许，因此第3台车辆开始进行中断充电，能够在出发预定时刻之前完成充电。而且，即使在对第3台车辆的充电结束之后再开始对第2台车辆进行充电，第2台车辆也能够在本车辆的出发预定时刻之前结束充电。并且，即使在对第2台车辆的充电完成之后再开始对第1台车辆进行充电，也能够在第1台车辆的出发预定时刻之前完成充电。通过像这样执行本实施方式所涉及的充电控制，第1台车辆、第2台车辆、第3台车辆都能够在出发预定时刻之前完成充电。

另一方面，使用图5来说明不执行本实施方式所涉及的充电控制的情况下的充电方式。图5的(A)中的实线表示第1台车辆的充电率。此外，在该图5中，与图4同样地将所有车辆的目标SOC设为100％。

图5的(B)中除了示出第1台车辆的充电率以外，还示出第2台车辆的充电率(虚线)。在本例中，由于按照先来后到的顺序充电，因此第2台车辆在第1台车辆的充电结束之后开始充电。

而且，图5的(C)中除了示出第1台车辆、第2台车辆的充电率以外，还示出第3台车辆的充电率(单点划线)。如根据图可知的那样，后到的第3台车辆无论是否处于第2台车辆的充电结束时刻比本车辆的出发预定时刻早且第2台车辆休息时间充分富余的状况，在对第2台车辆的充电完成之前都不能开始充电。这样，可知在不执行本实施方式所涉及的充电控制的充电方式中，存在以下情况：第3台车辆在出发预定时刻之前不仅不能结束充电，甚至不能开始充电。

以上，根据第一实施方式中的充电控制装置10，具有多个充电端口2a～2c，依次对与各充电端口2a～2c连接的电动车辆进行充电，充电控制装置10判定在各充电端口是否已连接电动车辆，针对被判定为已连接电动车辆的每个充电端口，计算从开始对被连接到充电端口的电动车辆进行充电起至充电完成为止所需要的时间的估计值Tc以及从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr。而且，在将最后被连接到充电端口2a～2c的电动车辆设为第N台车辆、将已经被连接到充电端口的车辆按照连接到充电端口的顺序设为第1～N-1台车辆的情况下，仅在上述(4)式对第1～N-1台车辆均成立的情况下，开始对第N台车辆进行充电。而且，以以下方式进行控制：在对第N台车辆的充电结束之后，立即再开始对紧接在第N台车辆开始充电之前进行充电的车辆进行充电。由此，能够适当地控制被连接到充电器1的多个电动车辆的充电顺序，因此能够使先到车辆(第1～N-1台车辆)以及被允许中断充电的后到车辆(第N台车辆)都在各车辆所希望的出发预定时刻之前充电至设为目标的电池充电容量。

另外，根据第一实施方式中的充电控制装置10，检测电动车辆的电池剩余容量以及在电动车辆中设为目标的电池充电容量，基于电动车辆的电池剩余容量与在电动车辆中设为目标的电池充电容量之差，来计算估计值Tc。由此，能够高精度地计算充电所需要的时间的估计值Tc。

另外，根据第一实施方式中的充电控制装置10，通过从直到电动车辆的出发预定时刻为止的时间减去估计值Tc，来计算估计值Tr。由此，能够高精度地计算从对车辆的充电完成起至车辆的出发预定时刻为止的时间的估计值Tr。

(第二实施方式)

图6是表示具备第二实施方式中的充电控制装置10的充电器1的主要结构的框图。与第一实施方式相比，本实施方式的充电控制装置10在添加了预约系统8这一点不同。在本实施方式中，通过利用该预约系统8，来获取在图3的步骤S4中计算估计值Tr时使用的车辆的出发预定时刻。以下，具体地进行说明。

首先，作为前提，电动车辆的乘员等能够在本车辆到达具备充电器1的充电点之前经由因特网等向充电器1进行充电预约。预约系统8在充电器1被充电预约的情况下，通过有线或无线方式来获取在该充电预约时乘员所输入的规定的信息，并将获取到的信息发送到控制器5。乘员在预约充电点时，除了输入预约时间等以外，还输入从具备所预约的充电器1的充电点出发的出发预定时刻。由此，控制器5能够在进行了充电预约的电动车辆到达充电点之前获取该电动车辆的出发预定时刻。

此外，乘员等也可以在预约充电器1时输入设为目标的电池充电容量。在该情况下，控制器5能够在电动车辆到达充电点之前获取在图3的步骤S3中计算估计值Tc时使用的设为目标的电池充电容量SOCt[％]。

另外，预约系统8能够与具有充电器1的游乐园、电影院等设施或饭店等各种店铺的使用时间管理系统协作地获取车辆的出发预定时刻。例如，在电影院预约了某个电影的席位的情况下，车辆的出发预定时刻至少是该电影结束的时间以后。

以上，根据第二实施方式的电动车辆用充电控制装置，在电动车辆的乘员等预约了具备充电器1的充电点的情况下，控制器5能够经由预约系统8来获取从该充电点出发的出发预定时刻。由此，控制器5能够事先获取乘员所希望的准确的出发预定时刻。

另外，根据第二实施方式的电动车辆用充电控制装置，控制器5能够经由与具有充电器的设施、店铺等的使用时间管理系统协作的预约系统8来获取使用该设施、店铺等的人从该设施等出发的出发预定时刻。由此，控制器5不需要乘员进行的输入操作就能够简便地获取车辆的出发预定时刻。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出本发明的应用例，并不意图将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体的结构。

Claims (4)

1.一种充电控制装置，具有多个充电端口，依次对与各充电端口连接的电动车辆进行充电，所述充电控制装置具备：

车辆连接判定部，其判定在所述各充电端口是否已连接电动车辆；

计算部，其针对由所述车辆连接判定部判定为已连接电动车辆的每个充电端口，计算从开始对被连接到充电端口的所述电动车辆进行充电起至充电完成为止所需要的时间的估计值Tc以及从对所述电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr；以及

控制部，其基于所述估计值Tc和所述估计值Tr来控制对所述电动车辆的充电，

其中，所述控制部以以下方式进行控制：在将最后被连接到所述充电端口的电动车辆设为第N台车辆、将已经被连接到所述充电端口的电动车辆按照连接到所述充电端口的顺序设为第1～N-1台车辆的情况下，仅在(1)式对第1～N-1台车辆均成立的情况下，开始对所述第N台车辆进行充电，在对该第N台车辆的充电结束之后，立即再开始对紧接在所述第N台车辆开始充电之前进行充电的电动车辆进行充电，

[数1]

<mrow> <mi>T</mi> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&gt;</mo> <msubsup> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </msubsup> <mi>T</mi> <mi>c</mi> <mo>...</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中，Tc是对电动车辆的充电所需要的时间的估计值，

Tr是从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值，

1≤n≤N-1。

2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，

具备所述车辆信息检测部，所述车辆信息检测部检测所述电动车辆的电池剩余容量以及在所述电动车辆中设为目标的电池充电容量，

所述计算部基于由所述车辆信息检测部检测出的电动车辆的电池剩余容量与在所述电动车辆中设为目标的电池充电容量之差来计算所述估计值Tc。

3.根据权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其特征在于，

具备出发预定时刻检测部，所述出发预定时刻检测部检测所述电动车辆的出发预定时刻，

所述计算部通过从自充电开始时刻起至由所述出发预定时刻检测部检测出的车辆出发预定时刻为止的时间减去所述估计值Tc来计算所述估计值Tr。

4.一种充电控制方法，具有多个充电端口，依次对与各充电端口连接的电动车辆进行充电，所述充电控制方法包括以下步骤：

检测在所述各充电端口是否已连接电动车辆；

针对由所述车辆连接判定部判定为已连接电动车辆的每个充电端口，计算对被连接到充电端口的电动车辆的充电所需要的时间的估计值Tc以及从对所述电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值Tr；以及

以以下方式进行控制：在将最后被连接到所述充电端口的电动车辆设为第N台车辆、将已经被连接到所述充电端口的电动车辆按照连接到所述充电端口的顺序设为第1～N-1台车辆的情况下，仅在(2)式对第1～N-1台车辆均成立的情况下，开始对所述第N台车辆进行充电，在对该第N台车辆的充电结束之后，立即再开始对紧接在所述第N台车辆开始充电之前进行充电的电动车辆进行充电，

[数2]

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其中，Tc是对电动车辆的充电所需要的时间的估计值，

Tr是从对电动车辆的充电完成起至该电动车辆出发为止的时间的估计值，

1≤n≤N-1。