JP2011135660A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台で複数台の電気自動車を充電することのできる充電装置を提供する。
【解決手段】充電装置１は、電気自動車３に接続する複数のコンセント２と、何れのコンセントへ電力を供給するかを切り換える電路切換手段とを備え、各コンセントに接続した電気自動車のいずれか１台の充電が完了する毎に、電路切換手段によって電路を切り換えて、次の電気自動車３に接続されているコンセント２に充電用電力を供給することを順次行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、集合住宅などで複数台の電気自動車の充電を行う充電装置に適用する。

集合住宅の駐車場は居住場所と離れた場所に複数の自動車を集中して駐車する共同駐車場となっていることが多い。このような集合住宅の居住者のうち、近年普及しつつある電気自動車の所有者は、居住場所の電源より電気自動車のバッテリーに充電することができないため、集合住宅から離れた充電スタンドまで出向いて充電する必要があった。

しかし、このような充電スタンドのインフラ整備は進んでおらず、その絶対数は非常に少ない。これに加え、電気自動車の走行距離は一般的に短く、車両への充電が頻繁に必要となる。

このような状況の中、近年、複数台の車両が駐車する有料駐車場に充電装置を設置して、車両を利用しない時間帯を利用して充電を行うシステムが種々提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１記載の発明によれば、駐車場に電気自動車専用の駐車スペースを設置し、各駐車スペース毎に充電装置を設置する。利用者はこの充電装置を利用して、自動車を利用しない時間帯を利用して充電を行う。

しかし、このように各駐車スペース毎に充電装置を設置することは上記特許文献１に記載されている有料駐車場であれば設備投資の回収も可能かと思われるが、集合住宅等の駐車場においては、設備投資の回収が困難となるばかりでなく、自動車全数に対する電気自動車の割合は一定ではないので、この割合が少ない場合には充電装置の利用率が低下するといった欠点もある。

また、複数台の給電装置によって同時に電気自動車の充電が行われた場合、集合住宅と電力会社間で交わされた契約電力を超えることや、集合住宅の電力取入れ口に設置した保護遮断器が動作して停電を引き起こすことも懸念される。

一方、１台の充電装置で複数台の電気自動車を充電する技術も種々提案されている（特許文献２参照）。特許文献２記載の発明は、電気自動車に２つの受給電口を設け、この２つの受給電口を車内に搭載されたバッテリの電極端子間に並列接続し、一方の受給電口を給電装置に接続すると共に、他方の受給電口を他の電気自動車に接続して、１つの給電装置により２つ以上の電気自動車に搭載された各バッテリを同時に充電することができる。

特開２００１−３１２７７２号公報 特開平１０−１１７４４４号公報

上記特許文献２記載の発明によれば、設置する給電装置は１台のみで良いので、前述した設置コストの上昇や、給電装置の利用率が低下するといった問題は解決できるが、複数台の電気自動車に同時に充電を行った場合、必要電力が増加する問題は解決できない。

特に、電気自動車に搭載されるバッテリは比較的容量が大きい場合が多いため、各バッテリの電極端子間を並列接続して１つの給電装置により同時に充電する場合、大電流が必要となることは顕著である。

そこで、本発明は、充電装置の設置コストを抑制しつつ、複数台の電気自動車を１台の充電装置で充電することができ、かつ、使用電力量が電力会社との契約電力を超えたり、保護遮断器が動作して停電を引き起こすことのない充電装置を提供する。

請求項１記載の発明は、電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力供給するかを切り換える電路切換手段と、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを順次行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力供給するかを切り換える電路切換手段と、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを利用者が充電情報を充電装置に入力した順番で行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力供給するかを切り換える電路切換手段と、利用者が入力（予約）した充電完了時刻が複数存在する場合、充電時間の重複を回避して効率的に充電することが可能な順番を算出し、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを前記算出した順番で行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において、前記制御装置は、前記個人認証機能により認証した個人毎の使用電力量や電気料金を保存する記憶手段と、前記使用電力量や電気料金の一定期間内の積算結果を印字手段によって出力可能に構成したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において、前記コンセントに、プラグが挿し込まれた際に投入動作するスイッチを具備し、当該スイッチが投入した状態でのみ電気自動車への充電を可能とすることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の発明において、充電中の電気自動車の移動を阻止する車止装置を各コンセントに対応する個数設置し、前記電路切換手段により電路が確保されたコンセントに対応する車止装置を作動させて電気自動車の移動を阻止することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の発明において、前記コンセントは、充電装置が充電中に発信する指令を受けて充電プラグが当該コンセントから抜脱することを防止するプラグロック手段を具備して構成したことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れかに記載の発明において、前記コンセントは、充電中であることを表示する充電中表示手段を具備して構成したことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８の何れかに記載の発明において、前記コンセントは、充電が完了したことを表示する充電完了表示手段を具備して構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、１台の充電装置で複数台の電気自動車への充電が可能となるとともに、複数台の電気自動車が同時に充電されることによって、電力使用量が増加して集合住宅と電力会社間の契約電力を超過したり、保護遮断器が動作して停電が発生する問題を回避できる。

また、複数のコンセントを駐車場の駐車スペース毎に分散して配置することにより、充電が完了した電気自動車を移動させることなく、次の電気自動車の充電を開始することができる。

また、請求項１記載の発明によれば、予め登録した利用者のみ充電装置を利用することができるので、未登録者が充電装置を不正使用することを確実に防止できる。

請求項２記載の発明によれば、利用者が充電装置に充電情報（充電方法や充電量等の情報）を入力した順番にしたがって電気自動車の充電を行うことができるので、利用者間の公平性が保たれるとともに、制御プログラムの構築も容易である。

請求項３記載の発明によれば、利用者が充電装置に入力（予約）した充電完了時刻に基づき、早期に充電の完了が必要な順番で電気自動車の充電を行うことができるので、充電情報（充電方法や充電量等）の入力時が遅い場合であっても、予約した充電完了時刻が早い時刻である場合は、予約した充電完了時刻が遅い他人の電気自動車に先立って充電を完了することができ、利便である。

請求項４記載の発明によれば、充電装置の利用者毎に電力使用量や電力料金を確認することができ、集合住宅の住居内で使用した電力料金と併せての徴収が容易となる。

請求項５記載の発明によれば、コンセントにプラグが挿し込まれている場合に限って電気自動車に充電可能に構成したので、プラグをコンセントに接続する際に感電事故が発生することを確実に防止できる。

請求項６記載の発明によれば、充電中は電気自動車が充電位置から移動することを確実に防止できるので、充電中のプラグがコンセントから誤って外れる事故を防止することができ、コンセントやプラグが破壊等されることはない。

請求項７記載の発明によれば、充電中はプラグがコンセントにロックされるので、利用者が誤ってプラグをコンセントから切り離したり、悪戯等によってコンセントとプラグが切り離されることを防止できる。

請求項８載の発明によれば、電気自動車が充電中という通常視覚的に認識できない状態を視覚的に認識させることができ、利用者に安心感を与える等、利便性の高い充電装置を提供することができる。

請求項９記載の発明によれば、電気自動車の充電が完了したことを視覚的に認識することができるので、利用者は安心してプラグをコンセントから切り離すことができる等、利用しやすい充電装置の提供が可能となる。

本発明の充電装置を設置した駐車場の上面図である。 本発明の充電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の充電装置に係るプラグロック手段を示す概略構成図である。 本発明の充電装置に係る車止装置を示す概略構成図である。。

以下、本発明の実施の形態について図１乃至図４を用いて説明する。図１は本発明に係る充電装置１を設置した駐車場Ｐを示している。図１において、充電装置１は例えば、駐車場Ｐの駐車スペース脇に共用可能に設置されており、駐車スペースの各々には充電装置１と図示しないケーブルによって接続された充電用コンセント２（２ａ，２ｂ，…）が配置されている。

電気自動車３（３ａ，３ｂ，…）は任意の駐車スペースに駐車した状態で、電気自動車３（３ａ，３ｂ，…）側に具備された充電コード４（４ａ，４ｂ，…）の先端に設けた充電プラグ５を前記充電用コンセント２（２ａ，２ｂ，…）に接続することによって充電装置１から充電電力の供給を受ける。

図２は前記充電装置１の構成を示している。充電装置１は前面に充電装置１の利用者が操作する操作パネル６と、操作パネル６から入力された指示情報に基づき後述する充電制御を行うマイクロコンピュータを中心に構成した制御ユニット７と、制御ユニット７からの指令に応じて充電用コンセント２へ充電電力を供給する電路を切り換える電磁接触器（電路切換手段）８（８ａ，８ｂ，…）を内部に備えて構成されている。

前記制御ユニット７には、充電装置１の利用者毎の利用状況を記録するメモリ（記憶手段）９（９ａ，９ｂ，…）が内蔵されている。制御ユニット７および操作パネル６には図示しない制御用の直流電源が接続されている。

なお、１０は前記操作パネル６に具備されて、充電装置１の利用者が個人認証カードを挿し込んだ際、個人認証カードに格納されている個人情報を読み取るカードリーダーであり、１１は制御ユニット７からの指令に応じて各種情報を出力するプリンタ（印字手段）である。

１２（１２ａ，１２ｂ，…）は図１に示す駐車場Ｐの駐車スペースの各々に設置され、図２に示す制御ユニット７からの指令に応じて昇降動作する車止装置である。１３（１３ａ，１３ｂ，…）は充電用コンセント２（２ａ，２ｂ，…）に取り付けられた充電中を表示する表示ランプ（以下、充電中表示ランプという）であり、１４（１４ａ，１４ｂ，…）は充電用コンセント２（２ａ，２ｂ，…）に取り付けられた充電完了を表示する表示ランプ（以下、充電完了表示ランプという）である。

図３は前記充電用コンセント２と、これに接続する充電用プラグ５を示している。図３に示すように、充電用コンセント２には、充電用プラグ５が挿し込まれた場合、投入動作するスイッチ１５が具備され、かつ、挿し込まれた充電用プラグ５の抜脱することを防止するソレノイド等を利用したプラグロック機構１６が併設されている。

次に、本発明の充電装置１の動作について説明する。まず、集合住宅の居住者は図１に示す集合住宅用の駐車場Ｐの駐車スペースに電気自動車３（例えば、３ａ，３ｃ，３ｉ，３ｌ）を駐車する。

そして、電気自動車３（３ａ，３ｃ，３ｉ，３ｌ）搭載のバッテリーに充電する場合は、電気自動車３（３ａ，３ｃ，３ｉ，３ｌ）に備え付けられている充電用プラグ５を図１乃至図３に示す充電用コンセント２（２ａ，２ｃ，２ｉ，２ｌ）に接続する。

これにより、図３に示す充電用コンセント２のスイッチ１５がオン（押し込まれた状態）となり、図１，２に示す充電装置１の制御ユニット７は、充電用プラグ５が挿し込まれた充電用コンセント２を認識する。

充電装置１の利用者が図２に示す操作パネル６に供えたカードリーダー１０に個人認証カードを挿し込むことにより、個人認証カードに格納された個人情報が読み取られ、制御ユニット７に送られる。制御ユニット７はマイクロコンピュータにより解析し、予めメモリ８内に記憶された登録済みの利用者情報と照合し、利用者が登録利用者であるか否かを判定する。

その結果、登録利用者であると判定した場合は、操作パネル６上のディスプレイにその旨を表示して充電情報の入力を受付可能な状態へ移行する。一方、登録利用者でないと判定した場合は、操作パネル６上のディスプレイに充電装置１の利用ができない旨を表示する。

なお、前記個人認証カードへの個人情報の書き込みは、例えば、図示しない個人情報書込装置を利用して書き込む等すればよい。

充電装置１の利用が許可され、操作パネル６上のディスプレイにその旨が表示されたら、利用者はディスプレイ上に表示される入力指示にしたがって、充電用コンセント２のナンバーや充電方法（急速充電／普通充電）、充電量などの項目を設定する。

すると、制御ユニット７は、図３に示すプラグロック機構１６にロック指令を出力し、これを受信したプラグロック機構１６はソレノイド等を動作させて、充電用プラグ５を挟み込み、充電用コンセント２から抜脱しないようにロックする。

つづいて、制御ユニット７は、操作パネル６から充電情報が入力された一番最初の充電用コンセント２ａに対応する電磁接触器８ａを駆動して、充電装置１と充電用コンセント２ａ間の電路を確保する。また、充電情報が入力された充電用コンセント２ａに対応する車止装置１２ａを図４に示すように駆動（上昇）させて、電気自動車３ａが駐車スペースから移動することを禁止する。

以上の動作が全て確認された上で、充電装置１の制御ユニット７は、充電用の電力を電磁接触器８ａを介して充電用コンセント２ａに電力を供給し、当該充電用コンセント２ａに接続された充電用プラグ５ａから充電コード４ａを介して電気自動車３ａのバッテリーに充電を開始する。

このとき、充電用コンセント２ａに取り付けられた充電中表示ランプ１３ａは制御ユニット７からの指令に応じて、例えば、赤色のＬＥＤを点灯させて、充電装置１の利用者に電気自動車３ａのバッテリーが充電中であることを表示する。

一番最初に充電情報を入力した電気自動車３ａの充電が完了したら、制御ユニット７は充電中表示ランプ１３ａを消灯させ、充電完了ランプ１４ａ（例えば、緑色のＬＥＤ）を点灯させて、利用者に電気自動車３ａの充電が完了してことを認識させる。

そして、図３に示すプラグロック機構１６による充電用プラグ５ａと充電用コンセント２ａ間のロック状態を解除し、利用者が充電用プラグ５ａを充電用コンセント２ａから切り離すことができるように制御する。

そして、利用者が充電用プラグ５ａを充電用コンセント２ａから切り離すと、充電用コンセント２ａに具備したスイッチがオン状態（投入状態）からオフ状態（解除状態）へ移行する。これにより、制御ユニット７は充電用プラグ５ａが充電用コンセント２ａから切り離されたことを検知し、電気自動車３ａが駐車している駐車スペースに設置した車止装置１２ａを動作（下降）させて、電気自動車３ａが駐車スペースから移動することを可能とする。

また、上記プラグロック機構１６のロック解除と同時に制御ユニット７は、電磁接触器８ａの駆動を停止し、２番目に充電情報を入力した電気自動車３ｃの充電用プラグ５ｃに接続される充電用コンセント２ｃに対応する電磁接触器８ｃを駆動して、充電装置１と充電用コンセント２ｃ間の電路を確保する。

その後、充電用コンセント３ｃに対応する車止装置１２ｃを図４に示すように駆動（上昇）させて、電気自動車３ａが駐車スペースから移動することを禁止した上で、制御ユニット７は充電用コンセント２ｃに電気自動車３ｃのバッテリ充電用の電力を供給する。

その後の動作は前述した電気自動車３ａのバッテリを充電する場合の動作と同様であるので、説明は割愛する。

このようにして、集合住宅の居住者は、集合住宅の駐車場Ｐにおいて自身が所有する電気自動車のバッテリを充電することができ、集合住宅から離れた場所にある充電スタンドに出向いて充電するといった行動をとる必要がなく、非常に便利である。

図２に示す充電装置１には、前述したように、予め登録した利用者毎の充電装置１の利用状況を記憶するメモリ９（９ａ，９ｂ，…）が備えられており、制御ユニット７のマイクロコンピュータは、利用者が充電装置１を利用した履歴や使用電力量等の情報を逐一記録していく。

これにより、電力量の料金徴収は、操作パネル６を適宜操作することによって、一定期間（例えば、１月）内に使用した電力量や電力料金を利用者毎に積算してプリンタ１１から出力することができる。これにより、一定期間内に集合住宅の居住者が使用した住居内での電力料金と併せて、充電装置１によって使用した電力料金も一括して徴収することが可能となり、非常に便利である。

次に、本発明の第２実施例について説明する。第２の実施例においては、図２に示す制御装置７に演算手段１７を備えて構成する。当該演算手段１７は、複数の充電予約が重複した場合、効率的な順番を導き出す機能を有している。

例えば、充電装置１の普通充電による満充電時間が７時間必要であると仮定する。１番最初の利用者（第１の利用者）が充電装置１に充電用コンセント２のナンバー（２ａ）を入力し、充電方法として普通充電を選択し、充電量として満充電の充電情報を設定し、１５時間後の時刻を予約設定したとする。

この後に第２の利用者が充電装置１に充電情報として、充電用コンセント２のナンバー（２ｃ）、普通充電で満充電と設定し、充電完了時刻を８時間後の時刻を予約設定したとする。

この場合、前記演算手段１７は第２の利用者が設定した内容で電気自動車３ｃの充電が予約した充電完了時刻（８時間後）までに可能であることを導出し、第１の利用者に先立ち第２の利用者の所有する電気自動車３ｃへの充電を開始すべく、電磁接触器８ｃを起動して電気自動車３ｃの充電を開始する。

そして、電気自動車３ｃの充電が完了したら、電磁接触器８ｃの起動を停止し、次に電磁接触器８ａを起動して、電気自動車８ａの充電を開始する。これにより、２人が予約した充電完了時刻までに各々が所有する電気自動車３ａ，３ｃの充電を完了することができる。

なお、希望する充電完了時刻が重複して、入力した充電完了時刻に充電が不可能であると演算手段１７が判定した場合は、操作パネル６上のディスプレイに希望する充電完了時刻までに充電することは不可能である旨を表示するとともに、予約可能な充電完了時刻を表示して利用者に選択等させればよい。

これにより、充電装置１が利用されない時間帯を極力減少させて、１台の充電装置１を効率的に利用することができ、利用者にとっても利用時に感じるストレスを減少させることができる。

以上、実施例に基づき本発明の充電装置について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、操作パネル６に内蔵した個人認証用のカードリーダー１０は、磁気カードやＩＣカードまたは非接触の高周波ＩＤカードでもその作用効果は同じである。また、電磁接触器８（８ａ，８ｂ，…）は、サイリスタなどを用いた半導体スイッチでもその作用は同じである。さらに、表示手段１３（１３ａ，１３ｂ，…）や車止装置１２（１２ａ，１２ｂ，…）なども種々の方法が考案されており、本発明の目的を果たすことができれば、どのような方法で行っても同様である。

以上説明したように、本発明の充電装置によれば、１台の充電装置で複数台の電気自動車の充電を実現でき、また、充電スペースが重複しないので、充電が完了した車両の駐車を継続しても、他の駐車スペースにおいて電気自動車の充電が可能である。

また、充電が同時に行われることにより使用電力量が契約電力量を超過したり、保護遮断器が動作して停電が発生するといった問題の発生を防止できる。

さらに、予め登録した利用者のみ利用可能とすることで、不正使用を防止することができる。そのうえ、充電装置の利用者毎の一定期間内における使用電力量や電力料金を積算して出力することができ、電気料金の徴収作業が簡便となる。

また、電気自動車の充電中は、充電用コンセントと充電用プラグの接続状態が確認された後に充電電力を供給する構成や、充電中はコンセントとプラグがロックされる構成、或いは、充電中の電気自動車が移動することを阻止する車止装置の設置等、安全面の確保において非常に有効である。

しかも、充電用コンセントに充電中或いは充電完了を表示する表示手段を備えることにより、充電状態を利用者が視覚的に認識し易い構成であることも有効である。

集合住宅等の駐車場に設置され、１台の充電装置で複数台の電気自動車を充電するのに好適な充電装置である。

１ 充電装置
２ 充電用コンセント
３ 電気自動車
４ 充電コード
５ 充電用プラグ
６ 操作パネル
７ 制御ユニット
８ 電路切換手段
９ メモリ（記憶手段）
１０ カードリーダ
１１ プリンタ（印字手段）
１２ 車止装置
１３ 充電中表示ランプ（充電中表示手段）
１４ 充電完了表示ランプ（充電完了表示手段）
１５ スイッチ
１６ プラグロック機構（プラグロック手段）
１７ 演算手段
Ｐ 駐車場

Claims (9)

1. 電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力を供給するかを切り換える電路切換手段と、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを順次行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする充電装置。
2. 電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力を供給するかを切り換える電路切換手段と、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを、利用者が充電情報を充電装置に入力した順番で行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする充電装置。
3. 電気自動車を充電する電力供給用の複数のコンセントと、何れのコンセントへ電力を供給するかを切り換える電路切換手段と、利用者が入力（予約）した充電完了時刻が複数存在する場合、充電時間の重複を回避して効率的な充電が可能な順番を算出し、各コンセントに接続した電気自動車の充電が完了する毎に、前記電路切換手段による電路の切り換えを、前記算出した順番で行う制御装置と、予め登録した利用者のみ充電装置の利用を可能とする個人認証機能を備えて構成したことを特徴とする充電装置。
4. 前記制御装置は、前記個人認証機能により認証した個人毎の使用電力量や電気料金を保存する記憶手段と、前記使用電力量や電気料金の一定期間内の積算結果を印字手段によって出力可能に構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の充電装置。
5. 前記コンセントに、プラグが挿し込まれた際に投入動作するスイッチを具備し、当該スイッチが投入した状態でのみ電気自動車への充電を可能とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の充電装置。
6. 充電中の電気自動車の移動を阻止する車止装置を各コンセントに対応する個数設置し、前記電路切換手段により電路が確保されたコンセントに対応する車止装置を作動させて電気自動車の移動を阻止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装置。
7. 前記コンセントは、充電装置が充電中に発信する指令を受けて充電プラグが当該コンセントから抜脱することを防止するプラグロック手段を具備して構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の充電装置。
8. 前記コンセントは、充電中であることを表示する充電中表示手段を具備して構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の充電装置。
9. 前記コンセントは、充電が完了したことを表示する充電完了表示手段を具備して構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の充電装置。

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