JP2012075268A

JP2012075268A - 蓄電池の充電システム

Info

Publication number: JP2012075268A
Application number: JP2010218976A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ujiie; 諭氏家
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-04-12

Abstract

【課題】蓄電池への充電を経済的に行い、ユーザの利便性にも配慮することができる蓄電池の充電システムを提供する。
【解決手段】充電制御部４４は、少なくとも次の第１及び第２の充電モードを実行させる。第１の充電モードは、昼間電力時間帯に充電可能状態が設定され、且つ、その時点での蓄電池３０の残容量がＳＯＣ設定値を下回る場合に、直ちに蓄電池３０に対する充電動作を実行させ、ＳＯＣ設定値に到達した後に充電動作を停止して待機させ、夜間電力時間帯が到来したら再び充電動作を開始させるモードである。第２の充電モードは、夜間電力時間帯に充電可能状態が設定された場合、直ちに蓄電池３０に対する充電動作を実行させ、当該充電動作中に昼間電力時間帯に突入し、且つ、その時点での蓄電池３０の残容量がＳＯＣ設定値に到達していても、若しくは、その後に前記残容量がＳＯＣ設定値に到達しても、満充電まで充電動作を継続させるモードである。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力単価が比較的安価な時間帯を有する商用電力供給源を用いて蓄電池に対して充電を行う蓄電池の充電システムに関する。

今後、電気自動車の普及が予想され、これに伴い、電気自動車に搭載された蓄電池への充電を、如何に経済的に行うかが問題となる。低コストでの充電は、例えば夜間の電力単価が安くなる時間帯別電灯料金（夜間電力料金）の制度が採用されている地域では、その制度を利用することで実現できる。しかし、多くのユーザは、電気自動車の運転を終えて充電設備付きの駐車スペースに戻ると、昼間であっても直ぐに蓄電池の充電ケーブルプラグを商用コンセントに差し込み、充電を開始させることが想定される。これは、次の運転機会が未確定であっても、その時に備えてなるべく早く蓄電池を満充電の状態にしておきたいという、ユーザの心理による。このような運用がなされると、充電設備を低コストで運用することが困難となる。

特許文献１には、電気自動車側又は充電設備側にタイマーを設け、昼間電力料金の時間帯に充電ケーブルプラグが商用コンセントに差し込まれても、夜間電力料金の時間帯の開始時刻から実際に充電動作を開始させる手法が開示されている。また、特許文献２には、電気自動車の使用開始予定時刻から逆算して充電動作の開始時刻を決定する手法が開示されている。これらの先行技術に依れば、夜間電力料金の時間帯を有効に活用した充電動作を行わせ得るが、電池容量が乏しい状態で駐車スペースに戻った場合に、なるべく早く電池容量を回復しておきたいというユーザの要望を満たせない懸念がある。

特開２００９−１９４９５８号公報特開平１０−２６２３０５号公報

本発明は上記問題点に鑑みて為されたもので、蓄電池への充電を経済的に行うことが可能である一方で、ユーザの利便性にも配慮することができる蓄電池の充電システムを提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る蓄電池の充電システムは、商用電力の供給源であって、第１の時間帯においては第１の電力単価で電力を供給し、前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯においては前記第１の電力単価よりも安価な第２の電力単価で電力を供給する商用電力供給源と、前記商用電力供給源により充電される蓄電池と、前記商用電力供給源と前記蓄電池とを電気的に接続して、前記蓄電池に対する充電動作が実行可能な充電可能状態を設定する接続手段と、前記蓄電池の残容量を検知する容量検知手段と、前記蓄電池に対する複数の充電モードを有し、少なくとも前記容量検知手段が検知した前記残容量と前記充電可能状態が設定された時刻とを参照して、一の充電モードを選択して充電動作を実行する充電制御手段と、を備え、前記充電モードとして、前記第１の時間帯に前記充電可能状態が設定され、且つ、その時点での前記残容量が予め定められた閾値容量を下回る場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、前記閾値容量に到達した後に充電動作を停止して待機させ、前記第２の時間帯が到来したら再び充電動作を開始させる第１の充電モードと、前記第２の時間帯に前記充電可能状態が設定された場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、当該充電動作中に前記第１の時間帯に突入し、その時点での前記残容量が前記閾値容量に到達していても、若しくは、その後に前記残容量が前記閾値容量に到達しても、満充電まで前記充電動作を継続させる第２の充電モードと、を含むことを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、第１の充電モードでは、比較的電力単価が高い前記第１の時間帯に前記充電可能状態が設定されたとしても、第１の時間帯における充電動作は、閾値容量までに抑制され、残部の充電動作は比較的電力単価が安価な前記第２の時間帯に実行される。従って、閾値容量までの充電は直ちに行われて次の蓄電池の使用に備える一方で、第１の時間帯に一気に満充電まで充電が行われず第２の時間帯を活用して充電が行われるので、経済性も改善することができる。また、第２の充電モードでは、前記第２の時間帯に前記充電可能状態が設定された場合には、上記第１の充電モードのように待機は行わず、一気に満充電まで充電動作が行われるので、次の蓄電池の使用機会までになるべく満充電にしておきたいというユーザの要請に応えることができる。

上記構成において、前記充電モードとして、前記第１の時間帯に前記充電可能状態が設定され、且つ、その時点での前記残容量が予め定められた閾値容量を下回る場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、前記閾値容量に到達するまでに、前記第２の時間帯に至り、さらに前記第２の時間帯と前記第１の時間帯との境界時刻を跨いで前記第１の時間帯に至っているときには、前記充電動作を停止することなく満充電まで前記充電動作を継続させる第３の充電モードをさらに含むことが望ましい（請求項２）。

この第３の充電モードは、商用電力供給源の容量が小さく充電動作に長時間を要することを想定したモードであって、前記第２の時間帯をフル活用しても前記閾値容量に到達しない場合には、その後の第１の時間帯において前記閾値容量に到達しても前記第１の充電モードのように前記充電動作を停止させず、満充電まで前記充電動作を継続させるものである。これにより、次の蓄電池の使用機会までになるべく満充電にしておきたいというユーザの要請に応えることができる。

上記構成において、前記第２の時間帯が、夜間電力料金の時間帯であることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、蓄電池に対する低コストの充電を実現できる。

また、前記蓄電池が電気自動車に搭載された蓄電池であり、前記容量検知手段及び充電制御手段は、電気自動車に備えられていることが望ましい（請求項４）。

この構成によれば、蓄電池の残容量の検知及び充電制御は、各々の電気自動車単位で実行されるので、電力供給源側にはそのような設備を具備させる必要がなく、単純に商用配電系統に接続されたコンセントを準備するだけで済むという利点がある。

本発明に係る蓄電池の充電システムによれば、第１の時間帯と第２の時間帯との２回に分けて充電動作を行わせることを原則とするので、蓄電池への充電を経済的に行うことができる。その一方で、所定の要件を満たす場合には、前記閾値容量までの充電若しくは満充電が行われるので、ユーザの利便性にも配慮することができる。

本発明の実施形態に係る蓄電池の充電システムの概要を示す模式図である。充電コントローラの機能構成を示すブロック図である。第１の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。第２の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。第３の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。本発明の実施形態に係る蓄電池の充電システムの全体動作を示すフローチャートである。第１又は第３の充電モードによる充電動作を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る蓄電池の充電システムＳの概要を示す模式図である。本実施形態の充電システムＳは、商用電力供給系統１０から電力供給を受ける充電ステーション１１を利用して、電気自動車２０に充電を行わせるためのシステムである。

商用電力供給系統１０は、電力事業者により運営され、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用交流電力を供給する送電系統である。充電ステーション１１は、商用電力供給系統１０から配電線１０１を通して商用電力を受電する受電設備１２と、電気自動車２０に充電を行わせるための充電コンセント１３とを含む。本実施形態では、電力事業者は、充電ステーション１１に対し、昼間電力料金の時間帯（７：００〜２３：００／第１の時間帯）においては、通常の電力料金（第１の電力単価）で電力を供給し、夜間電力料金の時間帯（２３：００〜翌７：００／第２の時間帯）においては通常の電力料金よりも安価な電力料金（第２の電力単価）で電力を供給する。

電気自動車２０は、充放電が可能な蓄電池３０及びその充電コントローラ４０が搭載され、当該蓄電池３０の電気エネルギーを動力源とする自動車である。すなわち、蓄電池３０は、図略の電動モータの電源、車両電装系統及びランプ系統等の電源となる。電気自動車２０のボディには充電コネクタ２１が備えられ、この充電コネクタ２１と充電コンセント１３とが充電ケーブル２２（接続手段）を介して電気的に接続されることで、蓄電池３０に対する充電動作が実行可能な充電可能状態が形成される。

図２は、電気自動車２０の充電に関わる構成を簡略的に示すブロック図である。電気自動車２０は、電動モータ、駆動制御系、操舵系、電装系等の、電気自動車が通常備える各種構成部品の他、充電に関わる構成として、蓄電池３０、充電動作のための操作部３１、ＡＣ／ＤＣ変換部３２及び充電コントローラ４０を備えている。

蓄電池３０は、ＡＣ／ＤＣ変換部３２を介して商用電力で充電可能な二次蓄電池であり、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等である。

操作部３１は、電気自動車２０のインスツルメンタルパネルに備えられる操作ボタンやテンキー等からなり、充電操作の開始指示、充電容量の閾値の入力、或いは充電モードの選択などの操作情報をユーザから受け付ける。

ＡＣ／ＤＣ変換部３２はコンバータ回路等からなり、充電コンセント１３及び充電ケーブル２２を通して充電コネクタ２１に供給される商用交流電力を、所定の電圧レベルの直流電力に変換する。

充電コントローラ４０は、ＡＣ／ＤＣ変換部３２から与えられる直流電力を用いて、自立的に蓄電池３０に対する充電動作を制御する。充電コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、所定のプログラムが実行されることで、容量検知部４１（容量検知手段）、状態検知部４２、モード選択部４３、充電制御部４４（充電制御手段）、充電モード記憶部４５及び閾値記憶部４６を有するように機能する。

容量検知部４１は、蓄電池３０の残容量を検知するもので、例えば蓄電池３０の開放電圧を測定し、測定した開放電圧から当該蓄電池３０の残容量を判定する。或いは、電池容量検知部４１は、蓄電池３０の出力回路に電流計を設置し、この電流計で計測される電流値を積分することで放電容量を算出し、これを定格満充電容量から減じることで残容量を算出するものであっても良い。

状態検知部４２は、電気自動車２０に対する充電環境を検知する。例えば、状態検知部４２は、充電コネクタ２１と充電コンセント１３とが充電ケーブル２２で接続され、充電ステーション１１による蓄電池３０の充電が物理的に可能な状態（充電可能状態）となっているか否かを検知する。充電ケーブル２２が接続されたことを検知した場合、状態検知部４２は、充電コンセント１３の端子電圧の判別、充電ケーブル２２が接続された時刻が夜間電力料金の時間帯であるか否かを判定する。

モード選択部４３は、単純充電モード、又は後記で詳述する二段階充電モードのいずれのモードにて充電動作を実行させるかの選択を操作部３１から受け付ける。前記単純充電モードは、充電コネクタ２１と充電コンセント１３とが充電ケーブル２２で接続されると、その時刻及び残容量に拘わらず直ちに充電を開始し、そのまま蓄電池３０が満充電になるまで充電を継続するモードである。一方、二段階充電モードは本実施形態において特徴的な充電モードであって、充電ケーブル２２が接続された時刻に応じて充電動作を制御するモードである。

充電制御部４４は、蓄電池３０に対する充電動作を制御する。モード選択部４３において単純充電モードが選択されている場合、充電制御部４４は、充電ケーブル２２が接続された時点から定電流定電圧方式若しくは定電流ステップダウン方式により充電動作を行わせる。

一方、モード選択部４３において二段階充電モードが選択されている場合、充電制御部４４は、容量検知部４１が検知した蓄電池３０の残容量と充電ケーブル２２が接続されて充電可能状態とされた時刻とを参照して、図３、図４及び図５にそれぞれ示す第１の充電モード、第２の充電モード及び第３の充電モードのいずれかを選択して充電動作を実行させる。これらのモードの詳細については後述する。

充電モード記憶部４５は、上記第１の充電モード、第２の充電モード及び第３の充電モードにおける充電パターンの詳細を記憶する。充電制御部４４は、充電モード記憶部４５に格納されているデータを参照して、充電動作を実行させる。

閾値記憶部４６は、二段階充電モードが実行される場合における、昼間電力時間帯の充電閾値容量を記憶する。この充電閾値容量は、昼間電力時間帯において充電動作を行う場合における場合の上限の電池容量（ＳＯＣ；State of Charge）である。当該充電閾値容量の値（以下、ＳＯＣ設定値という）は、操作部３１から入力、更新される。ＳＯＣ設定値は、各ユーザにより、自身の電気自動車２０の利用状況（１回の運転機会で、どの程度蓄電池３０を消耗するか等）に鑑みて設定される。

以下、充電制御部４４が、モード選択部４３において二段階充電モードが選択されている場合において実行させる、第１〜第３の充電モードについて詳述する。

［第１の充電モード］
第１の充電モードは、昼間電力時間帯（第１の時間帯）に充電ケーブル２２が接続されて充電可能状態が設定され、且つ、その時点での蓄電池３０の残容量がＳＯＣ設定値（閾値容量）を下回る場合に、直ちに蓄電池３０に対する充電動作を実行させ、ＳＯＣ設定値に到達した後に充電動作を停止して待機させ、前記夜間電力料金の時間帯（第２の時間帯）が到来したら再び充電動作を開始させるモードである。

図３は、第１の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。ここでは、閾値記憶部４６に充電閾値容量として、ＳＯＣ設定値＝４０％が設定され、昼間電力時間帯の１２：００に前記充電可能状態が設定された場合を例示している。また、この充電可能状態が設定された時点における、蓄電池３０のＳＯＣは２０％であった場合を例示している。つまり、電気自動車２０のユーザが、蓄電池３０の残容量が２０％になるまで運転を行って充電ステーション１１に到達（帰宅）し、１２：００に充電ケーブル２２を充電コネクタ２１にプラグインした場合を想定している。

この場合、充電可能状態が設定された１２：００の時点でＳＯＣ＝２０％であり、ＳＯＣ設定値＝４０％を下回っているので、充電制御部４４は直ちに１回目の充電動作である「第１充電」を開始する。そして、ＳＯＣ＝４０％に到達したことを容量検知部４１が検知した時点で、充電制御部４４は上記「第１充電」を停止させる。その後、充電制御部４４は、昼間電力時間帯において充電動作を行わず、待機状態を維持する。しかる後、夜間電力時間帯が到来（２３：００）したら、充電制御部４４は、２回目の充電動作である「第２充電」を開始する。この「第２充電」は、ＳＯＣ＝１００％になるまで継続される。

このような第１の充電モードによれば、比較的電力単価が高い昼間電力時間帯に充電ケーブル２２がプラグインされ充電可能状態が設定されたとしても、昼間電力時間帯における充電動作（第１充電）は、閾値容量であるＳＯＣ＝４０％までに抑制され、残部の充電動作（第２充電）は比較的電力単価が安価な夜間電力時間帯に実行される。従って、プラグインと同時に閾値容量までの充電は直ちに行われるので、次の電気自動車２０の使用に備えことができる一方で、昼間電力時間帯に一気に満充電まで充電が行われず夜間電力時間帯を活用して充電が行われるので、経済性も改善することができる。

第１の充電モードにおいて、充電可能状態が設定されたときのＳＯＣ＝４０％を超過する残容量を蓄電池３０が備えている場合は、充電制御部４４は上記「第１充電」を行わず、夜間電力時間帯が到来するまで、そのまま待機し、夜間電力時間帯が到来すると、充電動作を開始させる。また、夜間電力時間帯の直前に充電可能状態が設定されたような場合であって、昼間電力時間帯にＳＯＣ＝４０％までの充電に至らず夜間電力時間帯に突入した場合は、その後にＳＯＣ＝４０％に到達しても、そのまま充電動作が継続される。

［第２の充電モード］
第２の充電モードは、夜間電力時間帯に充電可能状態が設定された場合に、直ちに蓄電池３０に対する充電動作を実行させ、当該充電動作中に昼間電力時間帯に突入し、且つ、その時点での蓄電池３０の残容量がＳＯＣ設定値に到達していても、若しくは、その後に前記残容量がＳＯＣ設定値に到達しても、満充電まで前記充電動作を継続させるモードである。

図４は、第２の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。ここでは、ＳＯＣ設定値＝４０％が設定され、夜間電力時間帯の終了する間際の早朝６：００に前記充電可能状態が設定された場合を例示している。また、この充電可能状態が設定された時点における、蓄電池３０のＳＯＣは２０％であった場合を例示している。

この場合、充電可能状態が設定された時刻が、夜間電力時間帯に属する６：００であるので、充電制御部４４は直ちに充電動作を開始する。しかし、夜間電力時間帯は残り１時間しか残存しておらず、充電動作中に昼間電力時間帯に突入する。その後、ＳＯＣが設定値の４０％に到達する。ここで、上述の第１の充電モードの考え方を踏襲するならば、図４に点線で示しているように、このＳＯＣ＝４０％となった時点で充電動作を中断し、夜間電力時間帯を待つことになる。しかしながら、第２の充電モードでは、充電制御部４４、そのまま充電動作を継続する。昼間電力時間帯が始まる７：００の時点でＳＯＣが４０％を超過していても、同様に充電動作が継続される。従って、充電開始から一気に満充電まで充電動作が行われるので、次の電気自動車２０（蓄電池３０）の使用機会までになるべく満充電にしておきたいというユーザの要請に応えることができる。

［第３の充電モード］
第３の充電モードは、昼間電力時間帯に前記充電可能状態が設定され、且つ、その時点での蓄電池３０の残容量がＳＯＣ設定値を下回る場合に、直ちに蓄電池３０に対する充電動作を実行させ、前記ＳＯＣ設定値に到達するまでに、夜間電力時間帯に至り、さらに夜間電力時間帯と昼間電力時間帯との境界時刻（７：００）を跨いで昼間電力時間帯に至っているときには、充電動作を停止することなく満充電まで前記充電動作を継続させるモードである。

この第３の充電モードは、商用電力供給源の容量が小さく充電動作に長時間を要することを想定したモードである。現状の一般的な電気自動車の蓄電池をエンプティ状態から満充電状態にまで充電を行う場合、２００Ｖ充電ならば７〜８時間程度の時間を要する（所謂「急速充電」ではなく、「普通充電」の場合）。２００Ｖ充電を採用している充電ステーションであれば、夜間電力時間帯（８時間）をフル活用して充電することが可能である。しかし、１００Ｖ充電ならば、満充電まで１４〜１５時間程度の時間を要する。従って、夜間電力時間帯をフル活用しても、比較的高いＳＯＣ設定値が設定されている場合は、そのＳＯＣ設定値に到達しない場合が想定される。

図５は、第３の充電モードによる充電パターンの一例を示すグラフである。ここでは、ＳＯＣ設定値＝７０％が設定され、昼間電力時間帯の終了する間際の２２：００に前記充電可能状態が設定された場合を例示している。また、この充電可能状態が設定された時点における、蓄電池３０のＳＯＣは１０％であった場合を例示している。

この場合、充電可能状態が設定された２２：００の時点でＳＯＣ＝１０％であり、ＳＯＣ設定値＝７０％を下回っているので、充電制御部４４は直ちに充電動作を開始する（上記第１の充電モードにおける「第１充電」に相当）。その後、夜間電力時間帯に突入し、充電動作が継続される。ここでは、ＳＯＣ設定値＝７０％に到達した時点が、夜間電力時間帯と昼間電力時間帯との境界時刻（７：００）を跨いで昼間電力時間帯に至っている例を示している。この場合、充電制御部４４は、そのまま充電動作を継続させ（上記第１の充電モードにおける「第２充電」に相当）、蓄電池３０を満充電状態に至らせる。

上述の第１の充電モードの考え方を踏襲するならば、図５に点線で示しているように、ＳＯＣ＝７０％が昼間電力時間帯であるので、その時点で充電動作を中断し、夜間電力時間帯を待つことになる。しかし、第３の充電モードでは、このようなケースではＳＯＣ＝１００％とすることを優先し、次の電気自動車２０の使用機会までになるべく満充電にしておきたいというユーザの要請に応えるようにする。なお、図５の事例では、充電可能状態が設定された時刻が昼間電力時間帯であるので、上記の第２の充電モードは適用されない。

以上の説明の通り、二段階充電モードが選択されている場合においては、昼間電力時間帯においてはＳＯＣ設定値までの充電動作（第１充電）に止め、夜間電力料金の時間帯に残りの充電動作（第２充電）を行うという第１の充電モードの実行を基本とする。これにより、昼間電力時間帯において不必要な充電動作が行われることを回避できる。その一方で、第２及び第３の充電モードでは、結果的に二段階の充電は行わず、１回の充電動作が継続的に行われる。すなわち、充電可能状態が設定されたタイミングが夜間電力時間帯である、又は、充電動作の途中に前記境界時刻（７：００）を跨いだという事情があるときは、蓄電池３０を早く満充電にすることを優先して、充電動作を継続する。

従って、少なくともＳＯＣ設定値までは直ちに充電が行われるので、個々のユーザにとって電池容量不足の状態は最速に解消される一方で、充電の経済的に行うことができる。また、所定の事情があるとき、つまり、第１の充電モードを機械的に適用すると満充電に至るのが遅くなってしまう場合、第２又は第３の充電モードによって最速で満充電に至るような充電動作が行われるので、次の使用機会までになるべく満充電にしておきたいというユーザの要請にも応えることができる。

続いて、充電システムＳの充電コントローラ４０の動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、充電コントローラ４０の状態検知部４２により、電気自動車２０が充電可能状態であるか否かが確認される（ステップＳ１）。つまり、充電コネクタ２１と充電コンセント１３とが充電ケーブル２２で接続され、蓄電池３０の充電が物理的に可能な状態となっているか否かが判定される。充電可能状態ではない場合（ステップＳ１でＮＯ）、充電コントローラ４０はそのまま待機する。

充電可能状態である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、モード選択部４３に「二段階充電モード」が設定されているか否かが確認される（ステップＳ２）。「二段階充電モード」が設定されていない場合（ステップＳ２でＮＯ）、つまり単純充電モードが設定されている場合、充電制御部４４は充電動作を開始する（ステップＳ３）。そして、容量検知部４１から出力されるＳＯＣ値を参照しつつ（ステップＳ４）、ＳＯＣ＝１００％となるまで、充電制御部４４は充電動作を継続させ、その後処理を終える。

一方、「二段階充電モード」が設定されている場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、充電制御部４４は、充電可能状態が設定された時刻が、昼間電力時間帯又は夜間電力時間帯のいずれであるかを判定する（ステップＳ５）。昼間電力時間帯である場合、充電制御部４４は第１の充電モード（結果的に第３の充電モードとなる場合もある）を選択し、充電動作を実行させる（ステップＳ６）。

これに対し、夜間電力時間帯である場合、充電制御部４４は第２の充電モードを選択し（ステップＳ７）、直ちに充電動作を開始させる（ステップＳ８）。そして、容量検知部４１から出力されるＳＯＣ値を参照しつつ（ステップＳ９）、ＳＯＣ＝１００％となるまで、充電制御部４４は充電動作を継続させ、その後処理を終える。

図７は、第１（又は第３）の充電モードによる充電動作を示すフローチャートである。先ず容量検知部４１により、蓄電池３０のＳＯＣが検出される（ステップＳ１１）。充電制御部４４は、検出されたＳＯＣと、閾値記憶部４６に格納されているＳＯＣ設定値とを比較して、蓄電池３０の現状のＳＯＣがＳＯＣ設定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ＳＯＣの現状値がＳＯＣ設定値以下である場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、充電制御部４４は直ちに１回目の充電動作である「第１充電」を開始する（ステップＳ１３）。そして、ＳＯＣがＳＯＣ設定値に到達するか否かを確認しつつ（ステップＳ１４）、充電制御部４４は「第１充電」を継続させる。なお、ＳＯＣの現状値がＳＯＣ設定値を超過している場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、この「第１充電」はスキップされる。

蓄電池３０のＳＯＣがＳＯＣ設定値に到達したら（ステップＳ１４でＹＥＳ）、充電制御部４４は、その時点の時刻が、夜間電力時間帯に属するか否かを判定する（ステップＳ１５）。昼間電力時間帯である場合（ステップＳ１５でＮＯ）、それまで実行した「第１充電」の間に、夜間電力時間帯と昼間電力時間帯との境界時刻である７：００を跨いだか否かが確認される（ステップＳ１６）。

「第１充電」の間に７：００を跨いでいない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、充電制御部４４は充電動作を一次停止させる（ステップＳ１７）。その後、ステップＳ１５に戻り、一次停止の状態は、夜間電力時間帯に至るまで（ステップＳ１５でＹＥＳとなるまで）維持されることになる。これに対し、「第１充電」の間に７：００を跨いでいる場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、第３の充電モードが設定される（ステップＳ１８）。

一方、ステップＳ１５において夜間電力時間帯であると判定された場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、及び、第３の充電モードが設定された場合、充電制御部４４は「第２充電」を開始する（ステップＳ１９）。上記ステップＳ１４、１５を経ている場合は、「第１充電」に引き続き、実質的に充電動作を停止させることなく、そのまま充電動作が継続されることとなる。その後、ＳＯＣ＝１００％となるか否かを確認しつつ（ステップＳ２０）、充電制御部４４は「第２充電」を継続させる。ＳＯＣ＝１００％となると（ステップＳ２０でＹＥＳ）、充電動作が終了される。

以上、本発明の好ましい実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、電気自動車２０に装備されている蓄電池３０を充電対象としたが、電気自動車以外の各種電気機器や機械装置に搭載される蓄電池、或いは、電力負荷平準化や電力貯蔵に用いられる蓄電池等も充電対象とすることができる。

また、上記実施形態では、充電コントローラ４０が電気自動車２０の側に装備されている例を示した。これに代えて、充電ステーション１１の側に、充電コントローラ４０と同様なコントローラを具備させるようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、「第１の時間帯」及び「第２の時間帯」の例として、現行の電力事業者が実施している「昼間電力時間帯」及び「夜間電力時間帯」を例示したが、これは一例であり、時間帯は任意に設定することができる。

また、上記実施形態では、第１の充電モードにおいて、昼間電力時間帯にＳＯＣ設定値に到達した後に充電動作を停止して待機させ、夜間電力時間帯が到来したら直ちに充電動作を再開させる例を示した（図３）。これに代えて、夜間電力時間帯の任意の時間に「第２充電」を開始させるようにしても良い。

１０商用電力供給系統
１１充電ステーション
１２受電設備
１３充電コンセント
２０電気自動車
２１充電コネクタ
２２充電ケーブル（接続手段）
３０蓄電池
４０充電コントローラ
４１容量検知部（容量検知手段）
４２状態検知部
４３モード選択部
４４充電制御部（充電制御手段）
４５充電モード記憶部
４６閾値記憶部
Ｓ蓄電池の充電システム

Claims

商用電力の供給源であって、第１の時間帯においては第１の電力単価で電力を供給し、前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯においては前記第１の電力単価よりも安価な第２の電力単価で電力を供給する商用電力供給源と、
前記商用電力供給源により充電される蓄電池と、
前記商用電力供給源と前記蓄電池とを電気的に接続して、前記蓄電池に対する充電動作が実行可能な充電可能状態を設定する接続手段と、
前記蓄電池の残容量を検知する容量検知手段と、
前記蓄電池に対する複数の充電モードを有し、少なくとも前記容量検知手段が検知した前記残容量と前記充電可能状態が設定された時刻とを参照して、一の充電モードを選択して充電動作を実行する充電制御手段と、を備え、
前記充電モードとして、
前記第１の時間帯に前記充電可能状態が設定され、且つ、その時点での前記残容量が予め定められた閾値容量を下回る場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、前記閾値容量に到達した後に充電動作を停止して待機させ、前記第２の時間帯が到来したら再び充電動作を開始させる第１の充電モードと、
前記第２の時間帯に前記充電可能状態が設定された場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、当該充電動作中に前記第１の時間帯に突入し、その時点での前記残容量が前記閾値容量に到達していても、若しくは、その後に前記残容量が前記閾値容量に到達しても、満充電まで前記充電動作を継続させる第２の充電モードと、
を含むことを特徴とする蓄電池の充電システム。
前記充電モードとして、
前記第１の時間帯に前記充電可能状態が設定され、且つ、その時点での前記残容量が予め定められた閾値容量を下回る場合に、直ちに前記蓄電池に対する充電動作を実行させ、前記閾値容量に到達するまでに、前記第２の時間帯に至り、さらに前記第２の時間帯と前記第１の時間帯との境界時刻を跨いで前記第１の時間帯に至っているときには、前記充電動作を停止することなく満充電まで前記充電動作を継続させる第３の充電モードをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の充電システム。
前記第２の時間帯が、夜間電力料金の時間帯であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池の充電システム。
前記蓄電池が電気自動車に搭載された蓄電池であり、
前記容量検知手段及び充電制御手段は、電気自動車に備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電池の充電システム。