JP2012005154A - 充電制御装置及びその充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配電系統線の定格電流を増やさずに複数台の車両を充電できるようにすることである。
【解決手段】電流配分制御部２７は、バッテリ監視部２６から二次電池２４の充電量を取得すると共に、充電スタンド２２−１〜２２−４から車両２８−１〜２８−４の充電に必要な情報を取得する。そして、取得した情報に基づいて、電流／電圧制御部２５−１〜２５−４から各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決める。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の充電を制御する充電制御装置及びその充電制御方法に関する。

ガソリンエンジンと電動モータの両方を備えるハイブリッド自動車や電気自動車が実用化されている。ハイブリッド車や電気自動車の走行用のバッテリを充電するため充電スタンドも実用化されている。

図１は、交流電源から1台の充電スタンドに電流を供給する場合の例を示し、図２は、交流電源から２台の充電スタンドに電流を供給する場合の例を示している。
図１に示すように、配電盤１１に１台の充電スタンド１２が接続され、交流電源から供給される電流の定格が１０Ａの場合には、充電スタンド１２に１０Ａの電流を供給することができる。

図２に示すように、配電盤１１に２台の充電スタンド１２、１３が接続され、交流電源から供給される電流の定格が１０Ａの場合には、各充電スタンド１２、１３には、最大で５Ａの電流しか供給することができない。そのため車両の充電に時間がかかってしまうという問題点があった。

特許文献１には、電動車両用充電システムにおいて、充電端末装置に施錠装置と充電用端子を一体的に設け、施錠時に充電が開始され、解錠時に充電が自動的に終了することで、充電作業を簡略化することが記載されている。

特許文献２には、電力安定供給装置にチョッパー回路と二次電池を設け、二次電池に電力をチャージすることで瞬時電力供給能力を確保することが記載されている。

特開平５−３１６６０６号公報 特開２００３−２０４６２５号公報

本発明の課題は、配電系統線の定格電流を増やさずに複数台の車両を充電できるようにすることである。

本発明の充電制御装置は、電気自動車又はハイブリッド車のバッテリの充電を行う複数の充電スタンドに電流を供給する充電制御装置において、配電系統線から供給される電力により充電される二次電池と、前記二次電池の出力電流を前記複数の充電スタンドに供給する電流供給部と、前記複数の充電スタンドから充電対象の車両の充電に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記電流供給部から各充電スタンドに供給する電流の配分を決める電流配分制御部とを備える。

このように構成することで、配電系統線の定格電流を増やさずに、複数の充電スタンドに対して全体として定格電流以上の電流を供給することができ、かつ電流の配分を適切に決めることができる。

上記の充電制御装置において、前記電流配分制御部は、前記複数の充電スタンドから車両の使用予定時刻又は車両のバッテリの残量を示す情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記電流供給部から各充電スタンドに供給する電流の配分を決める。

このように構成することで、充電対象の車両の使用予定時刻又はバッテリ残量を示す情報に基づいて各充電スタンドに供給する電流の配分を決めることができる。

本発明よれば、配電系統線の定格電流を増やさずに、複数の充電スタンドに対して全体として定格電流以上の電流を供給することができ、かつ電流の配分を適切に決めることができる。

従来の充電システムの一例を示す図である。 従来の充電システムの他の例を示す図である。 実施の形態の充電システムの構成を示す図である。 電流／電圧制御部の構成を示す図である。 充電制御装置の動作を示すフローチャートである。 電流配分制御部及び電流／電圧制御部の動作説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図３は、第1の実施の形態の充電システムの構成を示す図である。この充電システムは、配電系統線から供給される電力の制御を行う充電制御装置２１と４台の充電スタンド２２−１〜２２−４とを有する。

充電制御装置２１は、交流の配電系統線と接続される配電盤から得られる交流電圧を特定の直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部２３と、二次電池２４と、電流／電圧制御部２５と、二次電池２４の電圧を監視するバッテリ監視部２６と、電流配分制御部２７とを有する。

電流／電圧制御部（電流供給部に対応する）２５は４個の電流／電圧制御部２５−１〜２５−４を有し、二次電池２４の出力電流を複数の充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する。

バッテリ監視部２６は、二次電池２４の充電量を監視し、充電量を電流配分制御部２７に通知する。
電流配分制御部２７は、バッテリ監視部２６から二次電池２４の充電量を取得すると共に、充電スタンド２２−１〜２２−４から電気自動車又はプラグインハイブリッド車（ＥＶ／ＰＨＶ、以下車両と呼ぶ）２８−１〜２８−４の充電に関する情報を取得する。そして、取得した情報に基づいて、電流／電圧制御部２５−１〜２５−４から各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決める。電流配分制御部２７と複数の充電スタンド２２−１〜２２−４との間のデータの授受は有線通信又は無線通信により行われる。

図４は、電流／電圧制御部２５−１〜２５−４の構成を模式的に示す図である。電流／電圧制御部２５−１は、直流電圧を交流電圧又は特定の直流電圧に変換する電圧変換部３１と、電流を可変制御する電流制御部３２とを有する。電流制御部３２は、電流配分制御部２７により、充電スタンド２２−１に出力する電流が制御される。
図５は、充電制御装置２１の動作を示すフローチャートである。充電スタンド２２−１〜２２−４に車両（ＥＶ／ＰＨＶ）２８−１〜２８−４が接続されているか否かを判断する（Ｓ１１）。ステップＳ１１の処理は、例えば、充電スタンド２２−１〜２２−４から車両２８−１〜２８−４が接続されているか否かを示す情報を取得することで判断する。

車両２８−１〜２８−４が接続されていないときには（Ｓ１１、ＮＯ）、ステップＳ１２に進み、二次電池２４の充電を行う。
車両２８−１〜２８−４が接続されているときには（Ｓ１１、ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進み、二次電池２４の充電量が十分か否かを判断する。二次電池２４の充電量が十分か否かの判断は、バッテリ監視部２６の監視結果に基づいて行う。

二次電池２４の充電量が不十分なときには（Ｓ１３、ＮＯ）、すなわち、充電スタンド２２−１〜２２−４に車両２８−１〜２８−４が接続されていて、かつ二次電池２４の充電量が不足しているときには、ステップＳ１４に進み、配電系統から供給される定格電流を該当する充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する。

二次電池２４の充電量が十分あるときには（Ｓ１３、ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進み、充電スタンド２２−１〜２２−４に接続されている車両２８−１〜２８−４の台数や優先順位に応じて、二次電池２４から電流／電圧制御部２５−１〜２５−４を介して各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決定する。ステップＳ１５の処理では、例えば、各充電スタンド２２−１〜２２−４から充電対象の車両の充電に関する情報を取得し、その取得した情報に基づいて、どの車両の充電を優先させるか等を判断する。そして、その判断結果に基づいて、電流／電圧制御部２５−１〜２５−４から各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決定する。

上述した実施の形態によれば、配電系統線から供給される電力を二次電池２４に蓄積し、その二次電池２４の蓄積電力を各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給することで、配電系統線の定格電流以上の電流を供給することができる。さらに、各充電スタンド２２−１〜２２−４から取得する情報に基づいて、供給する電流の配分を適正に決めることができる。例えば、優先度の高い車両を充電対象とする充電スタンドに供給する電流を、他の充電スタンドに供給する電流より大きくして、その車両の充電時間を短縮することができる。

なお、二次電池２４の充電を電力料金の安い夜間に行い、昼間に二次電池２４に蓄積した電力を充電スタンド２２−１〜２２−４に供給するようにしても良い。また、二次電池２４を複数設け、夜間等の電力料金の安いときに複数の二次電池２４を順に充電するようにしても良い。この場合、定格電流の数倍の電流を供給することができる。

図６は、電流配分制御部２７及び電流／電圧制御部２５の動作説明図である。図６の例は、充電スタンド２２−１〜２２−４の利用者が通常の料金で充電するか、それとも割り増し料金を支払って優先的に充電を行うかを指定し、その指定に従って、充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決めるものである。

充電スタンド２２−１〜２２−４には、通常の料金で充電するか、あるいは割り増し料金を支払って優先的に充電するかを選択する選択ボタン等が設けられている。利用者は充電の際にその選択ボタンを操作する。

利用者が選択ボタンを操作すると、選択したボタンに対応する優先度を示す情報が、充電スタンド２２−１〜２２−４から電流配分制御部２７に出力される。
例えば、充電スタンド２２−１の利用者が、割り増し料金を支払って優先的に充電する選択ボタンを操作すると、優先的に充電することを示す情報が電流配分制御部２７に出力される。このとき、他の充電スタンド２２−２〜２２−４からは、通常の充電を行うことを示す情報が出力されたものとする。

電流配分制御部２７は、充電スタンド２２−１から優先的に充電を行うことを示す情報を取得し、他の充電スタンド２２−２〜２２−４から通常の充電を行うことを示す情報を取得すると、以下のような指示を各電流／電圧制御部２５−１〜２５−４に与える。

電流配分制御部２７は、電流／電圧制御部２５−１から通常の電流の２倍の１０Ａの電流を充電スタンド２２−１に供給するように電流の配分を決め、１０Ａの電流を供給するように電流／電圧制御部２５−１に指示する。同時に、電流配分制御部２７は、他の電流／電圧制御部２５−２〜２５−４から通常の５Ａの電流を各充電スタンド２２−２〜２２−４に供給するように指示する。

上記の例では、充電スタンド２２−１〜２２−４から充電の優先度を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて、二次電池２４から電流／電圧制御部２５−１〜２５−４を介して各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給される電流の分配を制御している。これにより、二次電池２４を利用して、全体として配電系統線の定格電流以上の電流を各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給することができる。さらに、各充電スタンド２２−１〜２２−４から取得する充電の優先度を示す情報に基づいて電流の配分を決めることで、優先度の高い車両に供給する電流を多くして充電時間を短縮することができる。

上記の例では、二次電池２４の電流を複数の充電スタンド２２−１〜２２−４に分配（シェアリング）して供給しているが、各充電スタンド２２−１〜２２−４に電流を供給する時間を分割して充電を行っても良い。例えば、優先度の高い充電スタンド２２−１に対して最初に一定時間、二次電池２４から電流／電圧制御部２５−１を介して最大電流を供給する。一定時間経過した後、次に優先度の高い充電スタンドに、二次電池２４から最大電流を供給する。このとき、電流のシェアリングを併用しても良い。

また、利用者が、車両の使用予定時刻、バッテリ残量等を示す情報を充電スタンド２２−１〜２２−４から入力できるようにしても良い。その場合、電流配分制御部２７は、それらの情報を各充電スタンド２２−１〜２２−４から取得し、取得した情報に基づいて、電流／電圧制御部２５−１〜２５−４から充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の分配を決める。

例えば、充電スタンド２２−１の利用者が、ＰＭ６時から車両を使用予定で、バッテリの残量が２０％であることを入力し、充電スタンド２２−２の利用者が、ＰＭ２時から車両を使用予定で、バッテリ残量が８０％と入力する。さらに、充電スタンド２２−３の利用者がＡＭ８時から車両を使用予定で、バッテリ残量が５０％と入力したとする。

電流配分制御部２７は、各車両の使用予定時刻とバッテリ残量を示す情報を取得したなら、最も使用予定時刻の早い車両の充電を優先させるように各充電スタンド２２−１〜２２−４に供給する電流の配分を決める。

上記のように構成することで、予約充電を行う場合に、複数の充電スタンド２２−１〜２２−４の内で使用予定時刻の早い車両を充電対象とする充電スタンドの充電を優先するように電流の配分を決めることができる。

２１ 充電制御装置
２２−１〜２２−４ 充電スタンド
２３ ＡＣ／ＤＣ変換部
２４ 二次電池
２５ 電流／電圧制御部
２５−１〜２５−４ 電流／電圧制御部
２６ バッテリ監視部
２７ 電流配分制御部
２８−１〜２８−４ 車両

Claims (4)

1. 電気自動車又はハイブリッド車のバッテリの充電を行う複数の充電スタンドに電流を供給する充電制御装置において、
   配電系統線から供給される電力により充電される二次電池と、
   前記二次電池の出力電流を前記複数の充電スタンドに供給する電流供給部と、
   前記複数の充電スタンドから充電対象の車両の充電に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記電流供給部から各充電スタンドに供給する電流の配分を決める制御を行う電流配分制御部とを備える充電制御装置。
2. 前記電流配分制御部は、前記複数の充電スタンドから車両の使用予定時刻又は車両のバッテリの残量を示す情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記電流供給部から各充電スタンドに供給する電流の配分を決める請求項１記載の充電制御装置。
3. 電気自動車又は充電可能はハイブリッド車のバッテリの充電を行う複数の充電スタンドに電流を供給する充電制御装置の充電制御方法において、
   前記複数の充電スタンドから充電対象の車両の充電に関する情報を取得し、
   前記複数の充電スタンドから取得した前記情報に基づいて、配電系統線から供給される電力により充電される二次電池から前記複数の充電スタンドへの電流の配分を決める制御を行う充電制御方法。
4. 前記複数の充電スタンドから車両の使用予定時刻又は車両のバッテリの残量を示す情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記電流供給部から各充電スタンドに供給する電流の配分を決める請求項３記載の充電制御方法。

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