JP2006020438A - 充電スタンド - Google Patents

Abstract

【課題】 充電スタンドの複数の蓄電器のうち、外部電源からの充電を行う蓄電器と、電気自動車への放電を行う蓄電器とを適切に判定して、新たな電気自動車に充電を行わせることができないという事態を抑制する。
【解決手段】 充電スタンド１は、外部電源２によって充電される複数の蓄電器２３と、蓄電器２３に充電されている充電容量を検出する容量検出器２４と、蓄電器２３に充電させる蓄電器用充電器２１及び外部電源側接続器２２と、蓄電器２３を放電させる車両側接続器２５及び車両用充電器２６とを備える。この充電スタンド１において、電気自動車１０に搭載された車両バッテリ１２に電力を充電させる前に、充電制御ユニット２８により、充電中の蓄電器２３及び放電中の蓄電器２３を除いた蓄電器２３であって、充電容量が最も少ない蓄電器２３を選択し、当該蓄電器２３を放電させて車両バッテリ１２を充電する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数台の電気自動車に充電可能な容量の電力を蓄積しておき、電気自動車が接続された場合に、当該電気自動車が搭載したバッテリに充電を行う充電スタンドに関する。

従来より、バッテリを搭載し、当該バッテリに充電された電力を使用して走行する電気自動車に充電を行う充電スタンドが、下記の特許文献１などにて知られている。

この特許文献１に記載された充電スタンドは、車両バッテリよりも大容量の蓄電器を備え、当該蓄電器に商用電源からの電力によって充電を行うと共に、蓄電器から放電して車両バッテリに充電を行わせる。
特開平７−１１５７３２号公報

上述したような充電スタンドは、一度に複数の電気自動車に充電を行わせるためには、複数の蓄電器を備え、当該各蓄電器と各電気自動車とを接続するコネクタを複数備える必要がある。

しかしながら、この充電スタンドでは、一台の電気自動車に対する充電動作が終了する毎に、当該充電動作に使用した蓄電器の充電を行うようにした場合に、全ての蓄電器が充電中という事態が起こる可能性があり、新たな電気自動車に充電を行わせようとしても、できない可能性があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、充電スタンドの複数の蓄電器のうち、外部電源からの充電を行う蓄電器と、電気自動車への放電を行う蓄電器とを適切に判定して、新たな電気自動車に充電を行わせることができないという事態を抑制することを目的とする。

本発明に係る充電スタンドは、外部電力によって充電されると共に、充電された電力を放電して車両バッテリに充電させる複数の蓄電器と、蓄電器に充電されている充電容量を検出する充電容量検出手段と、外部電力を蓄電器に充電させる充電手段と、蓄電器を放電させて車両バッテリに供給する放電手段と、充電手段及び放電手段を制御して、外部電力による蓄電器の充電及び蓄電器の放電を制御する制御手段とを備える。

このような充電スタンドにおいて、電気自動車に搭載された車両バッテリに電力を充電させる前に、判別手段により、外部電力によって充電中の蓄電器及び車両バッテリへ放電中の蓄電器を除いた蓄電器を判別し、選択手段により、判別手段で判別された蓄電器のうち、充電容量検出手段により検出された充電容量が最も少ない蓄電器を選択し、制御手段より、車両バッテリと選択手段によって選択された蓄電器とを接続して、当該蓄電器を放電させて車両バッテリに充電を行わせるように放電手段を制御することにより、上述の課題を解決する。

本発明に係る充電スタンドによれば、外部電力によって充電中の蓄電器及び車両バッテリへ放電中の蓄電器を除いた蓄電器を判別し、当該判別された蓄電器のうち充電容量が最も少ない蓄電器を選択して車両バッテリを充電させるので、容量が少ない蓄電器を優先して放電させることによってその後に充電させることができ、複数の蓄電器のうち、外部電源からの充電を行う蓄電器と、電気自動車への放電を行う蓄電器とを適切に判定して、新たな電気自動車に充電を行わせることができないという事態を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、例えば図１に示すように構成された充電スタンド１に適用される。

［充電スタンド１の構成］
この充電スタンド１は、例えば商用電源からなる複数の外部電源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（以下、総称する場合には単に「外部電源２」と呼ぶ。）と接続され、当該各外部電源２からの電力を受けて蓄電器に充電を行うと共に、３個の充電器コネクタ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（以下、総称する場合には単に「充電器コネクタ３」と呼ぶ。）が設けられて３台の電気自動車１０が接続可能となっている。なお、図１では、１台の電気自動車１０Ａが充電器コネクタ３Ａと接続され、１台の電気自動車１０Ｂが充電器コネクタ３Ｃから切り離された状態となっている場合を示している。

電気自動車１０Ａ，１０Ｂは、内部に車両バッテリ１２Ａ，１２Ｂ（以下、総称する場合には単に「車両バッテリ１２」と呼ぶ。）、図示しない車両内充電制御部及び駆動モータが搭載される。この電気自動車１０は、走行時において、車両バッテリ１２に充電された電力を放電して駆動モータに供給することによって、走行トルクを発生させる。

また、電気自動車１０Ａ，１０Ｂは、充電時において充電スタンド１と接続するための、電源ハーネス及び車両充電コネクタ１１Ａ，１１Ｂ（以下、総称する場合には単に「車両充電コネクタ１１」と呼ぶ。）が設けられる。なお、電源ハーネス及び車両充電コネクタ１１は、充電時のみに車両バッテリ１２に接続されていても良く、常時車両バッテリ１２に接続されていても良い。

電気自動車１０は、充電時において、充電スタンド１の電源ハーネス及び充電器コネクタ３と車両充電コネクタ１１とが接続される。これにより、電気自動車１０は、充電スタンド１からの電力が供給可能な状態となると共に、車両内充電制御部と充電スタンド１との信号通信が可能な状態となる。このような状態となると、電気自動車１０は、車両内充電制御部により、車両バッテリ１２の車両充電コネクタ１１側に設けられたリレー回路のオン、オフの制御、車両バッテリ１２のＳＯＣの送信等を行って、充電スタンド１からの電力を車両バッテリ１２に充電させる動作を行う。

充電スタンド１は、外部電源２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続された複数の蓄電器用充電器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（以下、総称する場合には単に「蓄電器用充電器２１」と呼ぶ。）、外部電源側接続器２２、蓄電器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ（以下、総称する場合には単に「蓄電器２３」と呼ぶ。）及び容量検出器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ（以下、総称する場合には単に「容量検出器２４」と呼ぶ。）、車両側接続器２５、車両用充電器２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ（以下、総称する場合には単に「車両用充電器２６」と呼ぶ。）を備える。この充電スタンド１は、電源ハーネスを介して車両用充電器２６に充電器コネクタ３が接続される。

また、充電スタンド１は、複数の充電操作スイッチ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ（以下、総称する場合には単に「充電操作スイッチ２７」と呼ぶ。）、充電制御ユニット２８、報知器２９を備える。充電操作スイッチ２７及び報知器２９は、電気自動車１０のユーザから視認可能な位置に設けられる。

蓄電器用充電器２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータからなり、充電制御ユニット２８からの指令に応じて、外部電源２からの交流電力を直流電力に変換する。この蓄電器用充電器２１は、後述の蓄電器２３の設定に応じた電圧値に変換して、外部電源側接続器２２に供給する。

外部電源側接続器２２は、蓄電器用充電器２１と蓄電器２３との接続、非接続を切り換える。この外部電源側接続器２２は、蓄電器用充電器２１Ａと接続されたリレー群２２Ａ、蓄電器用充電器２１Ｂと接続されたリレー群２２Ｂ、蓄電器用充電器２１Ｃと接続されたリレー群２２Ｃを有する。このリレー群２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、それぞれ、４個の蓄電器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄと接続されており、各蓄電器２３に対応した４個のリレーからなる。リレー群２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを構成する４個のリレーは、一方端が蓄電器用充電器２１と接続され、他方端が４個の蓄電器２３と接続されている。これにより、外部電源側接続器２２は、全てのリレー群２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが、何れかの蓄電器２３と接続可能な構成となっており、全ての蓄電器用充電器２１が全ての蓄電器２３と接続可能な構成となっている。

このような外部電源側接続器２２は、充電制御ユニット２８からの制御信号によって閉動作するリレーが指定され、当該リレーを閉状態にするように図示しない電磁回路等を制御する。具体的には、蓄電器用充電器２１Ａで変換した直流電力を蓄電器２３Ａに充電させる場合には、リレー群２２Ａの図１中一番上側に記載したリレーを閉状態にする制御信号が充電制御ユニット２８から外部電源側接続器２２に供給される。これにより、外部電源側接続器２２は、蓄電器用充電器２１Ａと蓄電器２３Ａとを接続状態にすることができる。

車両側接続器２５は、蓄電器２３と車両用充電器２６との接続、非接続を切り換える。この車両側接続器２５は、全ての蓄電器２３と接続されたリレー群２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを有する。このリレー群２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、それぞれ、車両用充電器２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと接続されており、各蓄電器２３に対応した４個のリレーからなる。リレー群２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを構成する４個のリレーは、一方端が蓄電器２３と接続され、他方端が単一の車両用充電器２６と接続されている。これにより、車両側接続器２５は、全てのリレー群２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが、何れかの蓄電器２３と接続可能な構成となっており、全ての蓄電器２３が単一の車両用充電器２６と接続可能な構成となっている。

このような車両側接続器２５は、充電制御ユニット２８からの制御信号によって閉動作するリレーが指定され、当該リレーを閉状態にするように図示しない電磁回路等を制御する。具体的には、蓄電器２３Ｂで充電している直流電力を車両用充電器２６Ａを介して電気自動車１０Ａの車両バッテリ１２Ａに充電させる場合には、リレー群２２Ａの図１中上側二番目に記載したリレーを閉状態にする制御信号が充電制御ユニット２８から車両側接続器２５に供給される。これにより、車両側接続器２５は、蓄電器２３Ｂと車両用充電器２６Ａとを接続状態にすることができる。

蓄電器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄは、それぞれ、車両バッテリ１２よりも大きい充電容量となっている。この蓄電器２３は、一方端が外部電源側接続器２２を介して蓄電器用充電器２１と接続され、他方端が車両側接続器２５を介して車両用充電器２６と接続されている。蓄電器２３は、充電制御ユニット２８の制御に従って、外部電源２の電力によって充電され、放電を行う。

蓄電器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄは、それぞれ容量検出器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄによって充電容量が検出される。この容量検出器２４は、蓄電器２３の充電容量としてＳＯＣ（State Of Charge）を検出して、充電制御ユニット２８に出力する。

車両用充電器２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータからなり、充電制御ユニット２８からの指令に応じて、車両側接続器２５を介して供給された蓄電器２３からの直流電力を、車両バッテリ１２の設定に従った電圧に変換する。なお、この車両用充電器２６によって変換する電流値としては、車両バッテリ１２の急速充電（短時間での充電）を実現するために大きな値となる。この車両用充電器２６によって変換された直流電力は、充電器コネクタ３及び車両充電コネクタ１１を介して車両バッテリ１２に供給され、車両バッテリ１２を充電させる。

充電操作スイッチ２７は、車両バッテリ１２への充電開始や充電中止時に、電気自動車１０のユーザ等によって操作される。この充電操作スイッチ２７の操作状態は、充電制御ユニット２８によって検出される。

報知器２９は、充電スタンド１から車両バッテリ１２への充電動作が可能か否かや、車両バッテリ１２の充電後のＳＯＣ予測値、充電スタンド１や電気自動車１０の異常等を表示することによって、電気自動車１０のユーザ等に提示する。このとき、報知器２９は、充電制御ユニット２８からの制御信号によって各種情報を表示させる。

充電制御ユニット２８は、制御手段であって、上述した蓄電器用充電器２１、外部電源側接続器２２、車両側接続器２５及び車両用充電器２６を制御することによって、外部電源２の電力で蓄電器２３を充電させると共に、蓄電器２３の充電電力を放電させて車両バッテリ１２を充電させる。

すなわち、充電制御ユニット２８は、蓄電器２３の充電時において、使用する外部電源２を決定することによって何れかの蓄電器用充電器２１を起動させると共に、蓄電器用充電器２１と蓄電器２３との接続関係を制御するように外部電源側接続器２２を動作させる。これにより、充電制御ユニット２８は、蓄電器用充電器２１及び外部電源側接続器２２を充電手段として機能させる。

また、充電制御ユニット２８は、電気自動車１０の充電時において、電気自動車１０と接続された車両用充電器２６及び使用する蓄電器２３を決定し、当該車両用充電器２６と蓄電器２３との接続関係を制御するように車両側接続器２５を動作させる。これにより、充電制御ユニット２８は、車両用充電器２６によって蓄電器２３を放電させることにより、車両側接続器２５及び車両用充電器２６を放電手段として機能させる。

充電制御ユニット２８は、電気自動車１０の充電時に使用する蓄電器２３を決定するに際して、通信ライン及び車両充電コネクタ１１，充電器コネクタ３を介して電気自動車１０との間で通信を行うことによって、車両バッテリ１２のＳＯＣを取得し、蓄電器２３からのセンサ信号によって蓄電器２３のＳＯＣを取得する。そして、充電制御ユニット２８は、車両バッテリ１２のＳＯＣ及び蓄電器２３のＳＯＣに基づいて、電気自動車１０の充電に使用するために放電させる蓄電器２３を選択すると共に、外部電力によって充電させる蓄電器２３を選択する蓄電器選択処理を行う。なお、この蓄電器選択処理の処理内容については後述する。

更に、充電制御ユニット２８は、蓄電器選択処理によって使用する蓄電器２３を選択した後に、当該蓄電器２３を放電させて電気自動車１０の車両バッテリ１２に充電させる充電処理を行う。なお、この充電処理の処理内容については後述する。

［充電スタンド１の蓄電器選択処理］
つぎに、上述したように構成された充電スタンド１により、電気自動車１０の車両バッテリ１２に電力を充電させるために放電させる蓄電器２３を選択する蓄電器選択処理の処理手順について図２及び図３のフローチャートを参照して説明する。

この蓄電器選択処理は、図２に示すように、先ず操作者によって充電器コネクタ３と車両充電コネクタ１１とが接続されると（ステップＳ１）、当該接続されたことが充電制御ユニット２８及び電気自動車１０内の車両内充電制御部によって検出される。ここで、充電制御ユニット２８及び車両内充電制御部は、充電器コネクタ３と車両充電コネクタ１１とが接続されたことを示す検出信号を入力したことに応じて、コネクタ接続を確認する（ステップＳ１１，ステップＳ２１）。

車両内充電制御部では、ステップＳ１１でコネクタ接続を確認したことに応じて、車両バッテリ１２のＳＯＣを検出して通信ラインを介して充電スタンド１に送信し（ステップＳ１２）、充電制御ユニット２８は、通信ラインを介して車両内充電制御部からのバッテリＳＯＣを含む信号を受信する（ステップＳ２２）。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ２３において、ステップＳ２２で受信したバッテリＳＯＣが、短時間充電が可能である所定の容量Ｂ（急速充電可能容量Ｂ）以下か否かを判定する。ここで、急速充電可能容量Ｂとは、車両バッテリ１２の種類によって予め設定された容量であって、図４に示すように、車両バッテリ１２のＳＯＣが高く、充電スタンド１から大電流で充電を行うことができないような容量が実験等によって予め設定されている。そして、充電制御ユニット２８は、受信したバッテリＳＯＣが急速充電可能容量Ｂ以下ではないと判定した場合には、ステップＳ２４に処理を進め、充電不可であること示す表示を行うように報知器２９を制御して、処理を終了する。一方、受信したバッテリＳＯＣが急速充電可能容量Ｂ以下であると判定した場合には、ステップＳ２５に処理を進める。

ステップＳ２５において、充電制御ユニット２８は、車両バッテリ１２を、受信したバッテリＳＯＣである現在の容量から、急速充電可能容量Ｂまで充電するために必要な充電容量Ａ（必要充電容量Ａ）を算出する。この必要充電容量Ａは、バッテリＳＯＣが小さくなるほど、大きくするように設定される。充電制御ユニット２８は、例えば図４に示すようなバッテリＳＯＣと蓄電器２３のＳＯＣとの対応関係を記述したマップデータを参照することによって、必要充電容量Ａを算出する。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ２６において、外部電源側接続器２２及び車両側接続器２５の制御状態から、外部電源２からの外部電力によって充電されている最中の蓄電器２３及び車両バッテリ１２へ放電している最中であって車両バッテリ１２に充電させている蓄電器２３を除いた蓄電器２３を求め、当該蓄電器２３に対応した容量検出器２４からのセンサ信号を検出し、当該蓄電器２３のうち、充電容量が最も少ない蓄電器２３を選択する。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ２７において、ステップＳ２６で選択した蓄電器２３の容量が必要充電容量Ａ未満か否かを判定し、蓄電器２３の容量が必要充電容量Ａ未満ではないと判定した場合にはステップＳ２８に処理を進める。このように充電中の蓄電器２３及び放電中の蓄電器２３を除いた蓄電器２３であって、最も容量が少ない蓄電器２３の容量が必要充電容量Ａより多い場合には、当該蓄電器２３によって車両バッテリ１２の充電を行うと決定して、ステップＳ２８〜ステップＳ３０の処理に移行する。

ステップＳ２８において、充電制御ユニット２８は、報知器２９に例えば「充電ＯＫ」なる表示を行う。これにより、ステップＳ１でコネクタ接続がなされた電気自動車１０の操作者に車両バッテリ１２の充電準備が完了したことを提示して、充電操作スイッチ２７の操作を促す待機状態となり、後述の図５で説明する充電処理に移行する状態となる。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ２９において、車両バッテリ１２の充電に使用すると選択された蓄電器２３、他の車両バッテリ１２へ放電中の蓄電器２３を除いた蓄電器２３であって、必要充電容量Ａ未満の蓄電器２３及び後述の充電が中断された蓄電器２３と外部電源２とを接続状態にするように外部電源側接続器２２及び蓄電器用充電器２１を制御することで、当該蓄電器２３の充電を開始する。そして、ステップＳ３０において、蓄電器２３のＳＯＣが１００％となったら、蓄電器２３の充電を終了させるように外部電源側接続器２２及び蓄電器用充電器２１を制御して、処理を終了する。

一方、ステップＳ２７において蓄電器２３の容量が必要充電容量Ａ未満であると判定した場合にはステップＳ３１に処理を進め、充電制御ユニット２８は、ステップＳ２６で選択された蓄電器２３が下限容量Ｃ以下か否かを判定する。ここで、下限容量Ｃは、図４に示すように、蓄電器２３を放電させることによって過放電となる可能性がある低いＳＯＣの値が設定されている。そして、下限容量Ｃ以下であると判定した場合には、当該下限容量Ｃ以下の蓄電器２３と外部電源２とを接続するように外部電源側接続器２２及び蓄電器用充電器２１を制御して充電を開始させ（ステップＳ３２）、当該蓄電器２３のＳＯＣが１００％となったら、蓄電器２３の充電を終了させるように外部電源側接続器２２及び蓄電器用充電器２１を制御して、処理を終了する（ステップＳ３３）。

また、ステップＳ３１で蓄電器２３の容量が下限容量Ｃ以下ではないと判定した後のステップＳ３４において、充電制御ユニット２８は、選択した蓄電器２３の次に容量が多い蓄電器２３が存在するか否かを判定する。すなわち充電中又は放電中ではない蓄電器２３であって、ステップＳ２７及びステップＳ３１の処理対象となった選択されている蓄電器２３を除いて蓄電器２３のうちで最も容量が少ない蓄電器２３が存在するか否かを判定し、存在しないと判定した場合には図３のステップＳ３６に処理を進め、存在すると判定した場合にはステップＳ３５において、当該蓄電器２３を選択して、ステップＳ２７に処理を戻す。

このように、ステップＳ２７以降の処理を繰り返すことによって、充電中又は放電中でない蓄電器２３のうちで、下限容量Ｃより容量が大きく最も容量が少ない蓄電器２３を最優先で車両バッテリ１２の充電に使用すると決定すると共に、必要充電容量Ａ以上の容量で最も容量が少ない蓄電器２３を車両バッテリ１２の充電に使用すると決定し、更には、下限容量Ｃ以下の容量の蓄電器２３を充電させる。

これに対し、ステップＳ３４において次に選択する蓄電器２３が存在しない、すなわち必要充電容量Ａ以上の容量の蓄電器２３が存在しないと判定した場合の図３のステップＳ３６において、外部電源２からの電力によって充電中の蓄電器２３が存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合にはステップＳ３７に処理を進め、存在しないと判定した場合にはステップＳ４５に処理を進める。

ステップＳ３７において、充電制御ユニット２８は、充電中の蓄電器２３に対応した容量検出器２４からセンサ信号を入力して、充電中の蓄電器２３のうちで容量が最大の蓄電器２３を選択し、ステップＳ３８において、選択した蓄電器２３の充電を停止させるように外部電源側接続器２２を制御し、ステップＳ３９において外部電源側接続器２２によって外部電源２と蓄電器２３との接続が切られる。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ３７で選択した蓄電器２３の容量が下限容量Ｃ以上か否かを判定し、下限容量Ｃ以上ではないと判定した場合には、充電中の全ての蓄電器２３が下限容量Ｃ以上ではないので、ステップＳ４１において報知器２９を制御することによって例えば「充電できない」との表示を行わせて、充電不能であることを報知する。そして、充電制御ユニット２８は、ステップＳ４２において、ステップＳ３８で充電の停止をさせた蓄電器２３と外部電源２との接続をするように外部電源側接続器２２を制御し、ステップＳ４３において、当該蓄電器２３のＳＯＣが１００％となったら充電を終了させるように外部電源側接続器２２を制御して処理を終了する。

一方、充電制御ユニット２８は、ステップＳ４０においてステップＳ３７で選択した蓄電器２３の容量が下限容量Ｃ以上であると判定した場合には、ステップＳ４４において、当該蓄電器２３の容量がステップＳ２５で算出した必要充電容量Ａ以上であるか否かを判定し、そうである場合は当該蓄電器２３を車両バッテリ１２の充電に使用すると決定してステップＳ２８に処理を進め、そうでない場合には、ステップＳ４５に処理を進める。

ステップＳ４５において、充電制御ユニット２８は、放電中又は充電中の蓄電器２３を除いた蓄電器２３であって、容量が最大の蓄電器２３を選択する。これは、ステップＳ４５の処理が、ステップＳ３６又はステップＳ４４の次の処理であって、ステップＳ３２で充電を開始して終了した蓄電器２３や、ステップＳ３８で充電を停止させた蓄電器２３を確実に選択するための処理である。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ４６において、ステップＳ４５で蓄電器２３が選択されたか否かを判定し、選択する蓄電器２３が存在しない場合には、ステップＳ４７において報知器２９を制御することによって例えば「充電できない」との表示を行わせて、充電不能であることを報知して処理を終了し、選択する蓄電器２３が存在した場合には、ステップＳ４８に処理を進める。

ステップＳ４８において、充電制御ユニット２８は、ステップＳ４５で選択した蓄電器２３のＳＯＣと、ステップＳ２２で受信したバッテリＳＯＣとから、図４に示すマップデータを参照して、車両バッテリ１２の充電後のＳＯＣ予測値を求める。ここで、図４中の「＊」で示すように、充電制御ユニット２８が予め記憶しているマップデータには、必要充電容量Ａ以下である時の蓄電器２３のＳＯＣと、車両バッテリ１２のＳＯＣと、充電後のバッテリＳＯＣ予測値とが対応付けられて記憶されている。なお、この必要充電容量Ａ以下のＳＯＣの蓄電器２３で充電を行った後のバッテリＳＯＣは、急速充電可能容量Ｂよりも小さい値となるが、当該値がバッテリＳＯＣ予測値として記憶されている。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ４９において、ステップＳ４８で求めたバッテリＳＯＣ予測値を表示するように報知器２９を制御する。これによって、充電スタンド１は、現在使用可能な蓄電器２３で車両バッテリ１２の充電を終了させても、急速充電可能容量Ｂとはならないことを電気自動車１０のユーザ等に通知して、車両バッテリ１２の充電を行うか否かの充電操作スイッチ２７の操作を促す状態となる。なお、充電操作スイッチ２７が操作されずに放電を行わなかった場合の蓄電器２３は、上述のステップＳ２９において充電が中断された蓄電器２３として判断され、外部電源２による充電が行われることになる。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ５０において、ステップＳ４５で選択された蓄電器２３、他の電気自動車１０の車両バッテリ１２への放電中の蓄電器２３を除いた蓄電器２３であって、上述した蓄電器選択処理で一度選択された蓄電器２３と外部電源２とを接続するように外部電源側接続器２２を制御して充電させ、ステップＳ５１において、蓄電器２３のＳＯＣが１００％となったら、蓄電器２３の充電を終了させるように外部電源側接続器２２を制御して、処理を終了する。すなわち、ステップＳ４８では、ステップＳ２６及びステップＳ３５で選択されたにも拘わらず必要充電容量Ａ以上でない蓄電器２３を充電させることになる。

なお、この蓄電器選択処理は、充電器コネクタ３と車両充電コネクタ１１とが接続された直後に行うものとして説明したが、報知器２９で「充電できない」との表示をした後には、例えば、所定期間後にステップＳ２５以降の処理を開始することによって、外部電力による充電で新たに必要充電容量Ａ以上となった蓄電器２３を選択することもできる。また、ステップＳ４９でバッテリＳＯＣ予測値を表示した後に、充電操作スイッチ２７で充電を行わないとの操作がなされた倍であっても、所定期間後にステップＳ２５以降の処理を開始することによって、外部電力による充電で新たに必要充電容量Ａ以上となった蓄電器２３を選択することもできる。

また、この蓄電器選択処理において、ステップＳ２６の処理を行うことによって、充電制御ユニット２８を判別手段として機能させることができ、車両バッテリ１２の充電に使用する選択する処理を行うことによって、充電制御ユニット２８を選択手段として機能させることができる。

［充電スタンド１の充電処理］
つぎに、上述した蓄電器選択処理で車両バッテリ１２の充電に使用する蓄電器２３が選択された状態において行われる充電スタンド１の充電処理について図５のフローチャートを参照して説明する。

この充電処理は、ステップＳ２８で「充電ＯＫ」やステップＳ４９で「充電後のバッテリＳＯＣ予測値」を報知器２９で表示させた後に開始される。

先ず充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０１において、ステップＳ２８やステップＳ４９で充電操作スイッチ２７の操作を促す表示をした後から、充電操作スイッチ２７が操作されない時間が所定時間を経過したか否かを判定し、所定時間を経過した場合には蓄電器２３の放電を行わないと判定して処理を終了し、所定時間を経過していない場合には、ステップＳ１０２において充電操作スイッチ２７が操作されたか否かを判定する。そして、充電制御ユニット２８は、所定時間内に充電操作スイッチ２７がオン操作されたと判定した場合には、選択した蓄電器２３によって車両バッテリ１２の充電を行うためにステップＳ１０３に処理を進める。

ステップＳ１０３において、充電制御ユニット２８は、通信ラインを介して充電を開始することを示す充電開始信号を電気自動車１０に送信し、ステップＳ１２１において、電気自動車１０により充電開始信号を受信すると、ステップＳ１２２において、車両内充電制御部により、車両バッテリ１２と車両充電コネクタ１１に通ずる電源ハーネスとの接続／非接続を切り換える車両内強電リレーをオン状態に制御することにより、充電スタンド１と車両バッテリ１２とを導通状態にする。次に車両内充電制御部は、ステップＳ１２３において、車両バッテリ１２のＳＯＣを急速充電可能容量Ｂまで充電させるために必要な充電要求電力及びバッテリ電圧を含むデータを充電スタンド１に送信する。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０４において電気自動車１０から充電要求電力、バッテリ電圧を含むデータを受信すると、ステップＳ１０５において、蓄電器選択処理で選択された蓄電器２３と、電気自動車１０が接続された充電器コネクタ３に通ずる車両用充電器２６とを導通状態にするように車両側接続器２５のリレーをオン制御して、該当する車両用充電器２６を起動させる。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で起動した車両用充電器２６が車両バッテリ１２に充電させている電力の電流値を監視しながら電圧値を制御すると共に、車両バッテリ１２に充電した電力量の積算値を確認する。これにより、蓄電器２３を放電させて、所定の電流値で車両バッテリ１２の充電を行う。

ここで、充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０５で車両バッテリ１２の充電を開始した時刻から図示しないカウンタを起動させ、当該カウンタのカウント値に基づいて充電開始から所定期間（例えば１０分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。また、充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０７の判定と同時に、ステップＳ１０８において、所定期間内に、充電器コネクタ３と車両充電コネクタ１１とのロック状態が解除されたとの信号を受信したか否か、車両内充電制御部からの車両異常信号を受信したか否か、蓄電器２３の異常を示す信号を受信したか否か、車両バッテリ１２のバッテリ電圧（充電電圧）が上限値に達したか否かを判定する。更に、充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０７の判定と同時に、充電操作スイッチ２７のオフ操作によって充電処理を終了する信号を入力したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

そして、充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９のうちの何れかの条件を満たした場合に、蓄電器２３の放電の終了及び車両バッテリ１２の充電の終了を行う処理をする（ステップＳ１１０）。このとき、充電制御ユニット２８は、ステップＳ１０５で起動した車両用充電器２６を停止させると共に、ステップＳ１０５でオン制御した車両側接続器２５のリレーをオフ制御する。これにより、蓄電器２３は、ステップＳ１０５で放電開始させた蓄電器２３の放電を停止させる。

次に充電制御ユニット２８は、ステップＳ１１１において、ステップＳ１１０の動作が完了したことに応じて、充電終了信号を電気自動車１０に送信し、車両内充電制御部は、ステップＳ１２４において充電終了信号を受信したことに応じて、ステップＳ１２５においてステップＳ１２２でオン制御したリレーをオフ制御する。

次に充電制御ユニット２８は、蓄電器２３の放電及び車両バッテリ１２の充電を終了させた事由に応じて、車両バッテリ１２の充電を終了させたことを報知器２９で提示する。このとき、充電制御ユニット２８は、車両バッテリ１２の充電開始から所定期間の経過によって充電を終了させた場合には、正常に車両バッテリ１２の充電が完了したことを示す「充電終了」なる表示を報知器２９に行わせ（ステップＳ１１２）、充電操作スイッチ２７がオフ操作されたことによって充電を終了させた場合には、「充電中断」なる表示を報知器２９に行わせ（ステップＳ１１３）、例えば充電器コネクタ３のロック解除や充電スタンド１側や電気自動車１０側の異常等によって充電を終了させた場合には、「異常」なる表示を報知器２９に行わせる（ステップＳ１１４）。

［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係る充電スタンド１よれば、複数の蓄電器２３のうち、車両バッテリ１２の充電に使用する蓄電器２３を選択するに際して、ステップＳ２６のように、充電中の蓄電器２３及び放電中の蓄電器を除いた蓄電器２３のうち、充電容量が最も少ない蓄電器２３を選択するので、他の電気自動車１０への放電中に新たな電気自動車１０が充電器コネクタ３に接続された場合に、容量が多い蓄電器２３が存在しないという事態を回避することができる。

また、この充電スタンド１によれば、ステップＳ２６やステップＳ３５で選択された蓄電器２３の充電容量を検出し、当該選択された蓄電器２３の充電容量が、必要充電容量Ａ未満である場合には、ステップＳ３４のように当該必要充電容量Ａ未満の蓄電器２３を除く蓄電器２３であって、充電容量が最も少ない蓄電器２３を選択するので、必要充電容量Ａ以上の容量がある蓄電器２３のうち最も容量が少ない蓄電器２３を選択することができ、効率的に蓄電器２３の充電電力を使用して充電し、当該蓄電器２３の放電終了後に充電を行うことができる。

更に、この充電スタンド１によれば、ステップＳ３１及びステップＳ３２のように、ステップＳ２６やステップＳ３５で選択された蓄電器の充電容量が、下限容量Ｃ未満である場合には、当該蓄電器２３を外部電力によって充電させるので、確実に蓄電器２３の過放電を防止することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ３４において選択する蓄電器２３が存在しない場合には、ステップＳ３６以降の処理に移行して、外部電力によって充電中の蓄電器２３のうち充電容量が最も多い蓄電器２３を選択し、当該充電中の蓄電器２３の充電を停止させて車両バッテリ１２へ放電させるので、必要充電容量Ａ以上の容量の蓄電器２３が存在しない場合であっても、最適な充電中の蓄電器２３を選択することができ、他の電気自動車１０への放電を行うことができない事態を回避することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ４０〜ステップＳ４３のように、充電を停止させた蓄電器２３の充電容量が下限容量Ｃ未満である場合には、当該蓄電器２３の充電を再開させるので、確実に蓄電器２３の過放電を防止することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ４５に移行した場合のように、全ての蓄電器２３の充電容量が、必要充電容量Ａ未満である場合には、充電容量が最も多い蓄電器２３を選択するので、車両バッテリ１２を急速充電可能容量Ｂまで充電できない場合であっても、全く車両バッテリ１２の充電を行えないという事態を回避することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ５０のように、一度選択された蓄電器２３であって他の蓄電器２３が選択されて充電を行う場合に、必要充電容量Ａ未満であるために車両バッテリ１２の充電に選択されなかった蓄電器２３を充電するので、容量が少ないために選択されなかった蓄電器２３から優先して充電を行うことができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ２８のように、必要充電容量Ａ以上の容量の蓄電器２３が選択された場合に、車両バッテリ１２に充電可能であることを報知するので、車両バッテリ１２を急速充電可能容量Ｂまで充電可能であることを提示することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ４６からステップＳ４７に移行した場合のように、選択する蓄電器２３が存在しない場合には、車両バッテリ１２に充電不能であることを報知するので、その旨をユーザに提示することができる。

更にまた、この充電スタンド１によれば、ステップＳ４５で必要充電容量Ａ未満の蓄電器２３が選択された場合に、ステップＳ４９のように、当該蓄電器２３から車両バッテリ１２に充電を行った場合のバッテリＳＯＣ予測値を報知するので、車両バッテリ１２の容量が急速充電可能容量Ｂに及ばない場合であっても、車両バッテリ１２の充電を促すことができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した充電スタンドの構成を示すブロック図である。 本発明を適用した充電スタンドの蓄電器選択処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した充電スタンドの蓄電器選択処理の処理手順を示すフローチャートである。 蓄電器のＳＯＣと、車両バッテリのＳＯＣとの関係に基づく必要充電容量及び車両バッテリ充電後のバッテリＳＯＣ予測値を示す図である。 本発明を適用した充電スタンドの充電処理の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 充電スタンド
２ 外部電源
３ 充電器コネクタ
１１ 車両充電コネクタ
１２ 車両バッテリ
２１ 蓄電器用充電器
２２ 外部電源側接続器
２３ 蓄電器
２４ 容量検出器
２５ 車両側接続器
２６ 車両用充電器
２７ 充電操作スイッチ
２８ 充電制御ユニット
２９ 報知器

Claims (12)

1. 電気自動車に搭載された車両バッテリに電力を充電させる充電スタンドにおいて、
   外部電力によって充電されると共に、充電された電力を放電して前記車両バッテリに充電させる複数の蓄電器と、
   前記蓄電器に充電されている充電容量を検出する充電容量検出手段と、
   前記外部電力を前記蓄電器に充電させる充電手段と、
   前記蓄電器を放電させて前記車両バッテリに供給する放電手段と、
   前記外部電力によって充電中の蓄電器及び前記車両バッテリへ放電中の蓄電器を除いた蓄電器を判別する判別手段と、
   前記判別手段で判別された蓄電器のうち、前記充電容量検出手段により検出された充電容量が最も少ない蓄電器を選択する選択手段と、
   前記充電手段及び放電手段を制御して、前記外部電力による前記蓄電器の充電及び前記蓄電器の放電を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記車両バッテリと前記選択手段によって選択された蓄電器とを接続して、当該蓄電器を放電させて前記車両バッテリに充電を行わせるように前記放電手段を制御することを特徴とする充電スタンド。
2. 前記充電容量検出手段は、前記選択手段により選択された蓄電器の充電容量を検出し、
   前記選択手段は、前記充電容量検出手段により検出された蓄電器の充電容量が、所定容量未満である場合には、当該所定容量未満の蓄電器を除く蓄電器であって前記判別手段によって判別された蓄電器のうち充電容量が最も少ない蓄電器を選択することを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
3. 前記所定容量は、前記車両バッテリを所定の容量まで充電するために必要な充電容量であることを特徴とする請求項２に記載の充電スタンド。
4. 前記充電容量検出手段は、前記選択手段により選択された蓄電器の充電容量を検出し、
   前記制御手段は、前記充電容量検出手段により検出された蓄電器の充電容量が、所定容量未満である場合には、当該蓄電器を前記外部電力によって充電させるように前記充電手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
5. 前記所定容量は、前記蓄電器が過放電となる下限容量であることを特徴とする請求項４に記載の充電スタンド。
6. 前記選択手段は、選択する蓄電器が存在しない場合には、前記外部電力によって充電中の蓄電器のうち、前記充電容量検出手段によって検出された充電容量が最も多い蓄電器を選択し、
   前記制御手段は、前記選択手段によって選択された充電中の蓄電器の充電を停止させるように前記充電手段を制御し、当該充電が停止された蓄電器を放電させるように前記放電手段を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の充電スタンド。
7. 前記制御手段は、充電を停止させた蓄電器の充電容量が、前記蓄電器が過放電となる下限容量未満である場合には、当該蓄電器の充電を再開させるように前記充電手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の充電スタンド。
8. 前記選択手段は、充電中の蓄電器のうち、前記充電容量検出手段によって検出された充電容量が最も多い蓄電器が、前記車両バッテリを所定の容量まで充電するために必要な充電容量未満である場合には、充電中の蓄電器及び放電中の蓄電器を除いた蓄電器のうち充電容量が最も多い蓄電器を選択することを特徴とする請求項６に記載の充電スタンド。
9. 前記制御手段は、前記選択手段で選択された蓄電器であって、充電容量が少ないために前記車両バッテリの充電に使用されなかった蓄電器を充電するように前記充電手段を制御することを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項７の何れかに記載の充電スタンド。
10. 前記選択手段により蓄電器が選択された場合に、前記車両バッテリに充電可能であることを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
11. 前記選択手段で選択する蓄電器が存在しない場合には、前記車両バッテリに充電不能であることを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
12. 前記選択手段により前記車両バッテリを所定の容量まで充電するために必要な充電容量未満の蓄電器が選択された場合に、当該蓄電器から前記車両バッテリに充電を行った場合の前記車両バッテリの充電容量を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の充電スタンド。
    

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