JP2012055028A - 急速充電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の充電口を有した急速充電器で複数台の電気自動車を充電する際に効率よく充電できる急速充電システムを提供することである。
【解決手段】充電判定手段16は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して出庫予定時刻までに均等充電制御手段17での均等充電で満充電できるか否かを判定し、充電判定手段16により均等充電制御手段17での均等充電で満充電できると判定されたときは、均等充電制御手段17は、使用中の充電口に接続された電気自動車に対し所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電し、充電判定手段16により均等充電制御手段17での均等充電では出庫予定時刻までに満充電できないと判定されたときは、優先充電制御手段18は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電する。
【選択図】 図1
【解決手段】充電判定手段16は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して出庫予定時刻までに均等充電制御手段17での均等充電で満充電できるか否かを判定し、充電判定手段16により均等充電制御手段17での均等充電で満充電できると判定されたときは、均等充電制御手段17は、使用中の充電口に接続された電気自動車に対し所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電し、充電判定手段16により均等充電制御手段17での均等充電では出庫予定時刻までに満充電できないと判定されたときは、優先充電制御手段18は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド車等、充電を必要とする自動車(以下単に電気自動車という)の蓄電池に急速充電する急速充電システムに関する。
電気自動車の蓄電器に充電する際の充電時間を短縮するために、高電圧で短時間で充電する急速充電器が開発されている。この急速充電器は、ガソリンスタンドだけでなく駐車場に設置されることが想定されている(例えば、特許文献1参照)。例えば、レストランやショッピングセンターなどの駐車場に設置される場合には、食事中や買い物中の車両駐車時間に充電が行なわれるので、ガスリンスタンドのように充電時間の待ち時間を有効に活用できる。
急速充電器は、高額であることから、普及を促進するためには、より経済的に運用するために高稼働で充電を行えるシステムが必要となる。そこで、ひとつの給電装置で複数の電気自動車を同時に充電することができるようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
しかし、特許文献2のものでは、複数の電気自動車をカスケードに接続して充電するものであるので、電気自動車1台ごとに充電することができない。そこで、電気自動車への接続口である充電口を複数持つことが考えられるが、高額な急速充電器の本体部分は共通とし、複数の充電口を持ったとしても、急速充電器は同時に複数台の電気自動車への充電はできない。
現状では、複数の充電口を有した急速充電器では、先に充電口を接続した電気自動車に対して先に充電し、その電気自動車が満充電となると、次に充電口を接続した電気自動車を充電するようにしている。つまり、充電口を接続した順番に電気自動車を充電するようにしている。
そのため、駐車予定時間の長い電気自動車が駐車予定時間の短い電気自動車より僅かに先に駐車した場合であっても、駐車予定時間の長い電気自動車が先に充電され、駐車予定時間の短い電気自動車が後に充電されることになるので、駐車予定時間の短い電気自動車は急速充電器で充電可能な充電量まで充電すること(以下これを満充電と呼ぶ)ができない場合がある。
本発明の目的は、複数の充電口を有した急速充電器で複数台の電気自動車を充電する際に効率よく充電できる急速充電システムを提供することである。
請求項1の発明に係る急速充電システムは、電気自動車の駐車場に設置され複数の充電口を有した急速充電器と、前記急速充電器の複数の充電口のうち前記電気自動車に接続され満充電となっていない状態で使用中の充電口を判定する使用中充電口判定手段と、前記使用中の充電口に接続された前記電気自動車に対し所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電する均等充電制御手段と、前記出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して前記出庫予定時刻までに前記均等充電制御手段での均等充電で満充電できるか否かを判定する充電判定手段と、前記充電判定手段により前記均等充電制御手段での均等充電では前記出庫予定時刻までに満充電できないと判定されたときは前記出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電する優先充電制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明に係る急速充電システムは、請求項1の発明において、前記優先充電制御手段は、前記均等充電制御手段での均等充電では前記出庫予定時刻までに満充電できないと判定された電気自動車が複数ある場合は、先に出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電することを特徴とする。
請求項3の発明に係る急速充電システムは、請求項2の発明において、前記優先充電制御手段は、先に出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電中に出庫予定時刻が早い電気自動車が後で指定されたときは、後で指定された出庫予定時刻が早い電気自動車に対して優先して充電することを特徴とする。
請求項4の発明に係る急速充電システムは、請求項1の発明において、前記優先充電制御手段は、優先充電すべき電気自動車が複数ある場合は、複数の電気自動車に対して均等充電することを特徴とする。
請求項1の発明によれば、出庫予定時刻が指定された電気自動車がない場合には、充電口に接続された複数の電気自動車に対し、所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電するので、複数の電気自動車にほぼ均等に充電できる。出庫予定時刻が指定された電気自動車があるときは、出庫予定時刻までに均等充電では満充電できないときは、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電するので、駐車時間が短い電気自動車に対しても効率的に充電できる。
請求項2の発明によれば、出庫予定時刻が指定された電気自動車が複数ある場合は、先に出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電するので、不公平感を緩和できる。
請求項3の発明によれば、出庫予定時刻が早い電気自動車が後で指定されたときは、後で指定された出庫予定時刻が早い電気自動車に対して優先して充電するので、合理的な充電制御の運用ができる。
請求項4の発明によれば、優先充電すべき電気自動車が複数ある場合は、複数の電気自動車に対して均等充電するので満充電に至らない場合でも必ず充電できる。
以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態に係る急速充電システムの構成図である。
急速充電器11は、電気自動車の蓄電池に高電圧で短時間で充電するものであり、複数の充電口12が設けられている。図1では4個の充電口12a〜12dが設けられた場合を示している。急速充電器11はレストランやショッピングセンターなどの駐車場に設置され、制御装置13で制御される。
制御装置13の入力部14には、急速充電器11から電気自動車に接続された充電口や電気自動車が満充電となったかどうかの充電状態などの情報が入力され、また、電気自動車の出庫予定時刻が入力される。電気自動車の出庫予定時刻は、電気自動車の搭乗者あるいはレストランやショッピングセンターなどの利用設備管理者によって必要に応じて入力される。例えば、レストランに入場する際に駐車場券を受付に提示することにより、おおよその待ち時間や食事時間が分かるので、その場合には、必要に応じてレストランの受付係が電気自動車の出庫予定時刻を入力する。
使用中充電口判定手段15は、入力部14から入力された情報に基づき、急速充電器11の複数の充電口12a〜12dのうち、いずれの充電口12が使用中の充電口12であるか否かを判定する。使用中の充電口12であるか否かは、充電口12が電気自動車に接続されており、その電気自動車が満充電となっていない状態である場合に、使用中の充電口12であると判定する。使用中充電口判定手段15の判定結果である使用中の充電口12は充電判定手段16に入力される。
充電判定手段16は、使用中充電口判定手段15から使用中の充電口12を入力するともに、入力部14から電気自動車の出庫予定時刻を入力する。充電判定手段16は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して、出庫予定時刻までに均等充電制御手段17での均等充電で満充電できるか否かを判定する。そして、均等充電制御手段17での均等充電で満充電できると判定したときは、均等充電制御手段17を起動し、そうでないときは、優先充電制御手段18を起動する。
均等充電制御手段17は、使用中の充電口12に接続された電気自動車に対し、所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電するものであり、均等充電制御手段17からの均等充電指令は出力部19を介して急速充電器11に出力される。
例えば、使用中の充電口12が3個の充電口12a、12b、12cであったとすると、均等充電制御手段17は、まず、充電口12aに3分間だけ充電する充電指令を出力し、次に充電口12bに3分間だけ充電する充電指令を出力し、その次に充電口12cに3分間だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに3個の充電口12a、12b、12cに対し、3分間ずつ充電していく充電指令を出力する。これにより、時間が経過すれば、3個の充電口12a、12b、12cはほぼ均等に充電され満充電される。
一方、優先充電制御手段18は、出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電するものであり、優先充電制御手段18からの優先充電指令は出力部19を介して急速充電器11に出力される。
例えば、使用中の充電口12が3個の充電口12a、12b、12cであったとし、充電口12aが出庫予定時刻が指定された電気自動車の充電口であった場合には、優先充電制御手段18は、まず、充電口12aに満充電するまで充電指令を出力する。そして、充電口12aが満充電すると、次に充電口12bに3分間だけ充電する充電指令を出力し、その次に充電口12cに3分間だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに2個の充電口12b、12cに対し、3分間ずつ充電していく充電指令を出力する。これにより、出庫予定時刻が指定された電気自動車の充電口12aは出庫予定時刻までに満充電され、残りの2個の充電口12b、12cは、その後に満充電となる。
図2は本発明の実施形態に係る急速充電システムの動作を示すフローチャートである。まず、使用充電口判定手段15は、急速充電器11の複数の充電口12a〜12dのうち、使用中の充電口12があるかどうかを判定する(S1)。使用中の充電口12がない場合には元に戻る。一方、使用中の充電口12がある場合には、使用中の充電口12が何個あるかをカウントする(S2)。この場合、電気自動車に接続されていない充電口は使用中の充電口12としてカウントされない。また、充電口12が電気自動車に接続されていても、その電気自動車が満充電となっているときは使用中の充電口12としてカウントされない。
充電口12の個数がN個であり、未使用の充電口12(未接続の充電口と満充電の充電口との合計)の個数がYであるとすると、使用中の充電口12の個数Xは、X=N−Yで表される。
次に、使用中の充電口12としてカウントされた充電口12の中に、出庫予定時刻が指定された電気自動車に接続された充電口12があるかどうかを判定する(S3)。出庫予定時刻が指定された電気自動車に接続された充電口12がない場合には、ステップS5の処理に移行する。
一方、出庫予定時刻が指定された充電口12がある場合には、均等充電制御で出庫予定時刻までに満充電できるかどうかを判定する(S4)。例えば、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間をTとし、使用中の充電口12がX個である場合には、すべての電気自動車を満充電するにはT・Xだけの時間がかかる。そこで、出庫予定時刻が原時刻にT・Xを加算した時刻以降である場合には、X個のすべての充電口12に接続された電気自動車を満充電できるので、その場合には、出庫予定時刻までに満充電できると判断する。
一方、出庫予定時刻が原時刻にT・Xを加算した時刻以前である場合には、X個のすべての充電口12に接続された電気自動車を満充電できないので、その場合には、出庫予定時刻までに満充電できないと判断する。
ステップS4の判定で、均等充電制御で出庫予定時刻までに満充電できると判定された場合には、均等充電制御を行う(S5)。つまり、X個の充電口12に対し、順繰りに周期的に所定時間だけ充電していく。
一方、ステップS4の判定で、均等充電制御で出庫予定時刻までに満充電できないと判定された場合には、出庫予定時刻が指定された電気自動車が接続された充電口12に対して優先充電制御を行う(S6)。つまり、出庫予定時刻が指定されており、かつ出庫予定時刻までに満充電できないと判定された電気自動車の充電口12に対してのみ充電指令を出力する。出庫予定時刻が指定されており、かつ出庫予定時刻までに満充電できないと判定された電気自動車が複数ある場合は、順繰りに周期的に所定時間だけ充電していく。
そして、すべての充電口12が満充電されたか否かを判定し(S7)、満充電されたときは処理を終了する。一方、満充電されていない充電口12がある場合にはステップS1に戻る。これは満充電しないで途中で出庫する電気自動車があり、その場合には使用中の充電口12の個数が変化するので、ステップS1に戻り、その充電口12の個数の変化に対応した処理をやり直すためである。つまり、ステップS1〜S7の処理は定期的に実行される。
これにより、新たに入庫してきた電気自動車がある場合や出庫した電気自動車がある場合には、使用中の充電口12の個数が変化するので、その変化に合わせた充電制御を行うことができる。例えば、出庫予定時刻が指定されており、かつ出庫予定時刻までに満充電できないと判定された電気自動車が無くなれば、優先充電制御から均等充電制御となる。
次に、図3は均等充電制御手段17での均等充電制御の処理内容の説明図であり、図3(a)は使用中の充電口12が4個の充電口12a〜12dである場合の説明図、図3(b)は使用中の充電口12が3個の充電口12a、12b、12cである場合の説明図、図3(c)は使用中の充電口12が2個の充電口12a、12bである場合の説明図、図3(d)は使用中の充電口12が1個の充電口12aである場合の説明図である。
図3(a)に示すように、使用中の充電口12の個数Xが4個の充電口12a〜12dである場合には、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間Tを、使用中の充電口12の個数(X=4)で除算して得られるT/4ずつの周期で、4個の充電口12a〜12dを順繰りに充電していく。時間Tは予め定めた時間であり、例えば、15分であるとすると、各々の充電口12a〜12dは3分45秒の時間間隔で順繰りに満充電となるまで充電されていくことになる。
時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に4個の充電口12a〜12dがすべて満充電される時間は、時間4Tより短い場合もあれば長い場合もある。
図3(b)に示すように、使用中の充電口12の個数Xが3個の充電口12a、12b、12cである場合には、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間Tを、使用中の充電口12の個数(X=3)で除算して得られるT/3ずつの周期で、3個の充電口12a〜12dを順繰りに充電していく。例えば、時間Tが15分であるとすると、各々の充電口12a、12b、12cは5分の時間間隔で順繰りに満充電となるまで充電されていくことになる。図3(a)の場合と同様に、時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に3個のすべての充電口12a、12b、12cが満充電される時間は、時間3Tより短い場合もあれば長い場合もある。
図3(c)に示すように、使用中の充電口12の個数Xが2個の充電口12a、12bである場合には、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間Tを、使用中の充電口12の個数(X=2)で除算して得られるT/2ずつの周期で、2個の充電口12a、12bを順繰りに充電していく。例えば、時間Tが15分であるとすると、各々の充電口12a、12bは7分の時間間隔で順繰りに満充電となるまで充電されていくことになる。図3(a)の場合と同様に、時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に2個の充電口12a、12bの双方が満充電される時間は、時間2Tより短い場合もあれば長い場合もある。
図3(d)に示すように、使用中の充電口12個数Xが1個の充電口12aである場合には、その充電口12aに対して連続して充電される。図3(d)では充電時間を時間Tで示しているが、満充電される場合まで充電される。時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に満充電される時間は、時間Tより短い場合もあれば長い場合もある。
次に、図4は優先充電制御手段18での優先充電制御の処理内容の一例の説明図である。図4では、図3(b)に示す3個の充電口12a、12b、12cで均等充電制御を行っている状態で、出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない充電口12dが追加された場合の説明図である。
充電口12dが出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない充電口12として追加されると、優先充電制御手段18は、充電口12dが満充電するまで充電指令を出力する。そして、充電口12dが満充電すると、充電口12aにT/3だけ充電する充電指令を出力し、次に充電口12bにT/3だけ充電する充電指令を出力し、その次に充電口12cにT/3だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに3個の充電口12a、12b、12cに対し、T/3ずつ充電していく充電指令を出力する。
これにより、出庫予定時刻が指定された電気自動車の充電口12dは出庫予定時刻までに満充電され、残りの3個の充電口12a、12b、12cは、その後に満充電となる。時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に4個の充電口12a〜12dがすべて満充電される時間は、時間4Tより短い場合もあれば長い場合もある。
次に、図5は優先充電制御手段18での優先充電制御の処理内容の他の一例の説明図である。図5では、図3(c)に示す2個の充電口12a、12bで均等充電制御を行っている状態で、出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない2個の充電口12c、12dが追加された場合の説明図である。
2個の充電口12c、12dが出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない充電口12として追加されると、図5(a)に示すように、優先充電制御手段18は、まず、充電口12cが満充電するまで充電指令を出力する。そして、充電口12cが満充電すると、次に充電口12dが満充電するまで充電指令を出力する。そして、充電口12dが満充電すると、充電口12aにT/2だけ充電する充電指令を出力し、次に充電口12bにT/2だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに2個の充電口12a、12bに対し、T/2ずつ充電していく充電指令を出力する。
この場合、2個の充電口12c、12dのうちいずれを先に充電するかは、先に出庫予定時刻が指定されたものとする。なお、出庫予定時刻が後で指定された場合であっても、出庫予定時刻が早いものであるときは、その出庫予定時刻が早いものを優先して先に充電するようにしてもよい。例えば、充電口12cの充電中に、充電口12cの出庫予定時刻より早い出庫予定時刻の充電口12dが追加されたときは、充電口12cの充電を一時停止し、充電口12dを先に充電する。そして、充電口12dが満充電すると、その後に、充電口12cを充電する。
また、図5(b)に示すように、2個の充電口12c、12dに対し、T/2ずつ先に充電するようにしてもよい。すなわち、優先充電制御手段18は、まず、充電口12cに対しT/2だけ充電する充電指令を出力し、次に、充電口12dに対しT/2だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに2個の充電口12c、12dに対し、T/2ずつ充電していく充電指令を満充電するまで出力する。そして、充電口12c、12dが満充電すると、充電口12aにT/2だけ充電する充電指令を出力し、次に充電口12bにT/2だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに2個の充電口12a、12bに対し、T/2ずつ充電していく充電指令を出力する。これにより、出庫予定時刻が指定された電気自動車の充電口12c、12dは出庫予定時刻までに満充電され、残りの2個の充電口12a、12bは、その後に満充電となる。
なお、このように、T/2ずつ先に充電する場合は、2個の充電口12c、12dを優先充電しても2個の充電口12c、12dのいずれも出庫予定時刻までに満充電とならない場合に有効である。すなわち、2個の充電口12c、12dは、いずれも満充電とはならないが、少量とはいえ双方の電気自動車に充電されるので不公平感がない。
この時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に4個の充電口12a〜12dがすべて満充電される時間は、時間4Tより短い場合もあれば長い場合もある。
次に、図6は優先充電制御手段18での優先充電制御の処理内容の別の他の一例の説明図である。図6では、図3(d)に示す1個の充電口12aに充電制御を行っている状態で、出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない3個の充電口12b、12c、12dが追加された場合の説明図である。
3個の充電口12b、12c、12dが出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない充電口12として追加されると、図6に示すように、3個の充電口12b、12c、12dに対し、優先充電制御手段18は、まず、充電口12bに対しT/2だけ充電する充電指令を出力し、次に、充電口12cに対しT/2だけ充電する充電指令を出力し、その次に、充電口12dに対しT/2だけ充電する充電指令を出力し、以下、順繰りに3個の充電口12b、12c、12dに対し、T/3ずつ充電していく充電指令を満充電するまで出力する。そして、充電口12b、12c、12dが満充電すると、充電口12aに連続的に充電指令を出力する。
これにより、出庫予定時刻が指定された電気自動車の充電口12b、12c、12dは出庫予定時刻までに満充電される。なお、出庫予定時刻までに満充電されない場合であっても、充電口12b、12c、12dは優先充電制御による均等充電制御により均等充電されているので、部分的に充電された状態となる。残りの1個の充電口12aは、充電口12b、12c、12dの充電後に充電されて満充電となる。時間Tは、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間であるので、実際に4個の充電口12a〜12dがすべて満充電される時間は、時間4Tより短い場合もあれば長い場合もある。
ここで、4個の充電口12a、12b、12c、12dのすべてが出庫予定時刻までに均等充電で満充電できない場合には、優先充電制御手段18での優先充電制御は、図3(a)に示した均等充電制御となる。 以上の説明では、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間Tを、使用中の充電口12の個数Xで除算した時間間隔T/Xで周期的に充電する場合について説明したが、1台の電気自動車の満充電に要する平均的な時間Tに代えて、特定の時間、例えば、1分あるいは2分といった固定時間を用いてもよい。
また、出庫予定時刻について、例えば、レストランの場合には駐場課金システムと待ち時間表示システムや注文メニューシステムとを連系することで、駐車時間を推定し、出庫予定時刻を指定することも可能である。これにより、効率的な充電順位を得ることができる。
11…急速充電器、12…充電口、13…制御装置、14…入力部、15…使用中充電口判定手段、16…充電判定手段、17…均等充電制御手段、18…優先充電制御手段、19…出力部
Claims (4)
- 電気自動車の駐車場に設置され複数の充電口を有した急速充電器と、前記急速充電器の複数の充電口のうち前記電気自動車に接続され満充電となっていない状態で使用中の充電口を判定する使用中充電口判定手段と、前記使用中の充電口に接続された前記電気自動車に対し所定周期で順繰りに満充電になるまで均等に充電する均等充電制御手段と、前記出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して前記出庫予定時刻までに前記均等充電制御手段での均等充電で満充電できるか否かを判定する充電判定手段と、前記充電判定手段により前記均等充電制御手段での均等充電では前記出庫予定時刻までに満充電できないと判定されたときは前記出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電する優先充電制御手段とを備えたことを特徴とする急速充電システム。
- 前記優先充電制御手段は、前記均等充電制御手段での均等充電では前記出庫予定時刻までに満充電できないと判定された電気自動車が複数ある場合は、先に出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電することを特徴とする請求項1記載の急速充電システム。
- 前記優先充電制御手段は、先に出庫予定時刻が指定された電気自動車に対して優先して充電中に出庫予定時刻が早い電気自動車が後で指定されたときは、後で指定された出庫予定時刻が早い電気自動車に対して優先して充電することを特徴とする請求項2記載の急速充電システム。
- 前記優先充電制御手段は、優先充電すべき電気自動車が複数ある場合は、複数の電気自動車に対して均等充電することを特徴とする請求項1記載の急速充電システム。
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