JP2011130593A

JP2011130593A - 電気自動車用急速充電装置の充電制御方法

Info

Publication number: JP2011130593A
Application number: JP2009287032A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Shimamura; 隆宏島村; Takashi Noto; 隆能登
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-30

Abstract

【課題】１台の電気自動車用急速充電器を備えた電気自動車用急速充電装置において、電気自動車用急速充電器の能力を充分に生かして効率的に稼動させることができる電気自動車用急速充電装置の充電制御方法を提供する。
【解決手段】１台の電気自動車用急速充電器１と、その電気自動車用急速充電器１からの電力をｎ個の各充電アダプタ８ａ〜８ｎに分配するようにした急速充電ディストリビューター３とを備えた電気自動車用急速充電装置を用いて電気自動車を充電するに際して、各充電アダプタ８ａ〜８ｎに流れる電流値の合計が電気自動車用急速充電器１の最大出力電流値以下の範囲で最大となるようにしながら、同時に複数台の電気自動車の充電を行うようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車に急速充電を行うための電気自動車用急速充電装置の充電制御方法に関するものである。

現在、電気自動車用急速充電器（以下、単に急速充電器とも言う）が販売されており、最大出力電圧５００Ｖ、最大出力電流１２５Ａ（最大電流時の電圧は４００Ｖ、よって電源容量５０ｋＷ）で、電気自動車のバッテリ容量の８０％充電（走行距離１２０ｋｍ程度に相当）を３０分で行う。

ただし、現状、この電気自動車用急速充電器本体が高価であるだけでなく、必要な電源容量が大きいことから本体と別に電源工事費用がかかる場合が多く、それも含めるとさらに費用が高くなるので、設置数は１台であることが多い。

充電器には充電コネクタ（充電アダプタ）が１台しかないために、充電は電気自動車１台ごとに充電アダプタを接続して順番に１台ずつ処理することになる。

したがって、複数台の電気自動車が充電しようとする場合、前の電気自動車の充電が終わってから、次の電気自動車が充電アダプタを接続して充電を開始することになるため、顧客は充電器の近くで待つ必要があり、待ち時間が長くなる問題がある。また、待ち時間が長くなることから、顧客が充電をあきらめるケースも発生することが容易に予想され、それにより、電気自動車の充電が終わったときに、次の電気自動車が必ずしも待っているとは限らない状況となり、高価な費用をかけて設置した急速充電器の稼働率が高くならず、充電器設置者にとっても問題となる。

上記の問題を解消するためには複数台の急速充電器を設置する手段があるが、それにはコストがかかりすぎて現実的ではない。

これに対して、特許文献１に記載の電気自動車用急速充電装置においては、１台の急速充電器に分岐電力供給ケーブルを接続し、その分岐電力供給ケーブルの各ケーブル端（充電アダプタ）を複数の駐車スペースに配置することによって、複数の駐車スペースでの電気自動車の充電を可能にしている。その際、各分岐ケーブルに取り付けたスイッチの開閉によって、どの分岐ケーブル端（充電アダプタ）に電力を供給するかを選択するようにしている。

実用新案登録第３１５１０４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電気自動車用急速充電装置では、電力が供給される分岐ケーブル端（充電アダプタ）が順次選択されて電気自動車の充電が行われるが、どのように選択するかは不明であるので、急速充電器の能力を充分に生かして効率的に稼動させているとは言い切れない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、１台の電気自動車用急速充電器を備えた電気自動車用急速充電装置において、電気自動車用急速充電器の能力を充分に生かして効率的に稼動させることができる電気自動車用急速充電装置の充電制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、電気自動車用急速充電器は、例えば出力直流電圧４００Ｖ、最大出力電流１２５Ａの能力があるが、電気自動車のバッテリ充電量が上がると電気自動車用急速充電器からの電流が下がっていくために、電気自動車の充電時に電気自動車用急速充電器が持つ能力が最大限に利用されていないことに着目し、電気自動車のバッテリ充電量が上がって電気自動車用急速充電器からの電流が下がった時に、最大出力電流値とそのときの電流値の差に相当する分の電流を流して次の電気自動車の充電を開始することができれば、電気自動車用急速充電器を充分に効率的に稼動させることができるとの考えに至った。

本発明は上記の考え方に基づいて、以下の特徴を有している。

［１］１台の電気自動車用急速充電器と、該電気自動車用急速充電器からの電力をｎ個の各充電アダプタに分配する急速充電電力分配手段とを備えた電気自動車用急速充電装置を用いて電気自動車を充電するに際して、各充電アダプタに流れる電流値の合計が電気自動車用急速充電器の最大出力電流値以下の範囲で最大となるようにしながら、同時に複数台の電気自動車の充電を行うことを特徴とする電気自動車用急速充電装置の充電制御方法。

本発明においては、１台の電気自動車用急速充電器を備えた電気自動車用急速充電装置において、電気自動車用急速充電器の能力を充分に生かして効率的に稼動させることができる。

本発明の一実施形態にて用いる電気自動車用急速充電装置を示す図である。本発明の一実施形態における充電制御方法を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態において用いる電気自動車用急速充電装置を示すものである。

図１に示すように、この実施形態において用いる電気自動車用急速充電装置は、１台の電気自動車用急速充電器（急速充電器）１と、その急速充電器１からの電力をｎ個の充電アダプタ８（第１充電アダプタ８ａ、第２充電アダプタ８ｂ、・・・、第ｎ充電アダプタ８ｎ）に分配するようにした急速充電ディストリビューター３と、表示パネル９（第１表示パネル９ａ、第２表示パネル９ｂ、・・・、第ｎ表示パネル９ｎ）とを備えている。

そして、急速充電ディストリビューター３は、分配器と電流制御装置を有する分配器・電流制御装置４と、その分配器・電流制御装置４からｎ個に分岐した分配電力供給ケーブル７（第１分配電力供給ケーブル７ａ、第２分配電力供給ケーブル７ｂ、・・・、第ｎ分配電力供給ケーブル７ｎ）とを備え、その分配電力供給ケーブル７（７ａ〜７ｎ）の先端には、それぞれ充電アダプタ８（８ａ〜８ｎ）が取り付けられている。

なお、急速充電器１の充電ケーブル２の先端に取り付けられている充電アダプタ２ａと、分配器・電流制御装置４からの電力ケーブル６の先端に取り付けられているコネクタ６ａとが接続されている。

ここで、分配器・電流制御装置４は、充電アダプタ８（８ａ〜８ｎ）に接続された電気自動車の順番を管理し、充電アダプタ８に接続された順番に急速充電を行う。

その上で、この実施形態においては、上記のような電気自動車用急速充電装置を用いて電気自動車を充電するに際して、各充電アダプタ８ａ〜８ｎに流れる電流値の合計が電気自動車用急速充電器１の最大出力電流値以下の範囲で最大となるようにしながら、同時に複数台の電気自動車の充電を行うようにしている。

すなわち、急速充電器１の最大出力電流をＩｍａｘ、ｉ番の充電アダプタ８ｉに接続された電気自動車に流れる電流をＩｉ、充電アダプタ８の個数をｎとすると、式（１）を満たすようにしながら、同時に複数台の電気自動車の充電を行うようにする。

具体的なケースを想定した電流パターンを図２に示す。この例は二つのケースを想定しており、ケース１は１台目の電気自動車が充電中に２台目の電気自動車が充電アダプタ８を接続し、さらに３台目の電気自動車は１台目と２台目の自動車が充電中に充電アダプタ８を接続した場合、ケース２は１〜３台目の電気自動車の充電が終わった後、４台目と５台目の電気自動車がほぼ同時に充電を開始した（充電アダプタ８を接続した）場合である。

図２においてケース１をみると、２台目の電気自動車の充電を開始したときには１台目の電気自動車の電流値が下がり、急速充電器１の最大出力電流との間に２台目の電気自動車が要求する電流値以上の差が発生しているので、すぐに必要な電流（２台目の電気自動車が要求する電流）が流れる。また、３台目の電気自動車の充電を開始したときには、１台目の電気自動車に使われている電流値と２台目の電気自動車の充電に使われている電流値との合計と急速充電器１の最大出力電流との間に差が発生しているので、その差に相当する電流が３台目の電気自動車に流れる。

図２においてケース２をみると、４台目と５台目の車がほぼ同時に接続された場合に、４台目の必要な電流（４台目の電気自動車が要求する電流）がまず流れ、急速充電器１の最大出力電流との差に相当する電流が５台目の電気自動車に流れる。

ちなみに、ケース１においては図２中の時刻（ａ）、ケース２においては図２中の時刻（ｂ）の瞬間は複数の電気自動車が要求する電流値の和が急速充電器１の最大出力電流を超える場合であり、接続順番が遅い電気自動車の電流値が制限されていることが分かる。

つまり、電気自動車が充電を開始すると、その電気自動車のバッテリ充電量に合わせて電流値は減少する。このとき、２台目の電気自動車の充電が開始されると、最大出力電流に達していない分の電流を用いて充電する。さらに３台目の電気自動車が充電する場合は、（最大出力電流−１台目の電気自動車に流れる電流値−２台目の電気自動車に流れる電流値）に相当する電流が３台目の電気自動車に流れる。同様に、４台目の電気自動車と５台目の電気自動車が充電する場合には、先に接続した４台目の電気自動車が必要とする電流を流した上で、合計電流が最大出力電流を超えない範囲で、５台目の電気自動車に電流が流れる。

すなわち、基本的には電気自動車に充電アダプタ８を接続した際に、電気自動車のバッテリから要求される電流を流すが、複数台の電気自動車が充電アダプタ８に接続されている場合には、各電気自動車に流す電流値の合計が急速充電器１の最大出力電流を超えない範囲で、かつ、各電気自動車に当該電気自動車が要求する電流値を超えない範囲の電流を流すことになる。

なお、顧客は、ｎ個の充電コネクタ８ａ〜８ｎの全てに電気自動車が接続されている場合等に、設置されている表示パネル９により、充電待ちの電気自動車の台数や自分の電気自動車の充電開始予定時間、充電終了予定時間等を知ることができる。

このようにして、この実施形態においては、複数の電気自動車が同時に充電に来た場合にも、それらの電気自動車に充電コネクタ８を接続して、充電予約待ち状態にしておくことで、顧客は電気自動車から離れることが可能となり、例えば買い物や映画などにすぐ行けることになり、顧客が体感する待ち時間が短くなり顧客にとっての利便性が向上する。

また、急速充電器１の最大出力電流に近い電流値を流すことができるため、急速充電器１の能力を最大限生かした効率的な設備稼働が実現でき、充電器設置者にとってものメリットとなる。

また、電気自動車の充電コネクタ８への接続順に、電気自動車の急速充電を開始するため、顧客の不公平感がない。

なお、図２においては、充電アダプタ個数ｎが５の場合について述べたが、充電アダプタ個数ｎは設置する場所や、顧客のニーズに合わせた数値とすればよいことは言うまでもない。

１電気自動車用急速充電器（急速充電器）
２充電ケーブル
２ａ充電アダプタ
３急速充電ディストリビューター
４分配器・電流制御装置
６電力ケーブル
７分配電力供給ケーブル
７ａ第１分配電力供給ケーブル
７ｂ第２分配電力供給ケーブル
７ｎ第ｎ分配電力供給ケーブル
８充電アダプタ
８ａ第１充電アダプタ
８ｂ第２充電アダプタ
８ｎ第ｎ充電アダプタ
９表示パネル
９ａ第１表示パネル
９ｂ第２表示パネル
９ｎ第ｎ表示パネル

Claims

１台の電気自動車用急速充電器と、該電気自動車用急速充電器からの電力をｎ個の各充電アダプタに分配する急速充電電力分配手段とを備えた電気自動車用急速充電装置を用いて電気自動車を充電するに際して、各充電アダプタに流れる電流値の合計が電気自動車用急速充電器の最大出力電流値以下の範囲で最大となるようにしながら、同時に複数台の電気自動車の充電を行うことを特徴とする電気自動車用急速充電装置の充電制御方法。