JP2013158146A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電の効率化を図ること。
【解決手段】充電制御部２０は、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃが車両１０Ａ〜１０Ｃに電力を供給可能な充電状態であるか、又は電力を供給不能な非充電状態であるかを判定する。充電制御部２０は、この判定を、充電プラグＰの挿抜状態で行う。そして、充電制御部２０は、前記判定結果をもとに、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃが車両１０Ａ〜１０Ｃに供給する電力設定値を決定する。具体的に言えば、充電制御部２０は、充電状態である充電スタンドに対しては電力設定値を割り当てて電力を供給させる一方で、非充電状態である充電スタンドに対しては電力設定値を割り当てない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される蓄電池を充電するための充電システムに関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両に搭載された蓄電池の充電を行う充電システムは、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の充電システムでは、複数台の車両を同時に充電する場合であっても、契約容量を超えないように充電する制御が行われている。

特開２００４−２２９３５５号公報

ところで、充電システムでは、車両に対して供給する電力量を決定し、その電力量にしたがって充電を行わせるための指示を行う。そして、車両は、充電システムからの指示にしたがって充電を行う。すなわち、車両の充電は、当該車両に対して供給される電力量、つまり充電システムが当該車両の充電に割り当てる電力量が大きいほど、短時間で行うことができる。したがって、充電システムでは、車両に供給される電力量の割り当てが充電の効率化に影響を与えることになる。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、充電の効率化を図り得る充電システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両に搭載される蓄電池を充電するための電力を前記車両に供給する充電部と、外部供給される電力を前記充電部に供給する電力供給部と、を備えた充電システムにおいて、前記充電部が前記車両に電力を供給可能な充電状態であるか、又は前記電力を供給不能な非充電状態であるかを判定する状態判定部と、前記充電部が充電対象とする車両に供給する上限電力量を制御するための充電指令値を指示する充電制御部と、を備え、前記充電制御部は、前記判定部の判定結果をもとに充電部の前記上限電力量を設定することを要旨とする。

これによれば、判定部の判定結果、すなわち充電部が充電状態であるか、又は非充電状態であるかによって上限電力量を設定する。すなわち、充電状態である充電部は、実際に充電が行われるので、このような充電部に対しては上限電力量を設定して充電を行わせる必要がある。一方、非充電状態である充電部は、充電を行うことが可能な状況ではないので、このような充電部に対して充電状態と同じように上限電力量を設定することは電力が無駄になる可能性がある。したがって、充電状態であるか、又は非充電状態であるかによって上限電力量を設定することにより、充電の効率化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の充電システムにおいて、前記電力供給部は、前記充電部を含む複数の電力供給対象に電力を供給し、前記充電制御部は、全ての電力供給対象に供給される電力量の合計が予め定めた最大供給電力量以下となるように前記充電部の上限電力量を設定することを要旨とする。これによれば、限られた電力量の中で、充電状態の充電部と非充電状態の充電部の上限電力量を設定するので、限られた電力量を有効に利用することができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の充電システムにおいて、前記充電制御部は、非充電状態の充電部の上限電力量を低減させる一方で、充電状態の充電部の上限電力量を増加させることを要旨とする。これによれば、充電状態の充電部の上限電力量を増加させるので、その充電部による充電を効率的に行うことができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の充電システムにおいて、前記充電制御部は、前記上限電力量を低減させた場合、その低減分の電力量を充電状態にある他の充電部の上限電力量に均等に割り当てることを要旨とする。これによれば、低減分の電力量を充電状態にある充電部に均等に割り当てるので、何れかの充電部に供給される電力量が極端に増加することなく、公平に電力を分配することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の充電システムにおいて、前記充電制御部は、前記上限電力量を低減させた場合、その低減分の電力量を予め定めた優先順位にしたがって充電状態にある他の充電部に割り当てることを要旨とする。これによれば、低減分の電力量の割り当てを優先順位にしたがって行うことで、充電の効率化を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の充電システムにおいて、前記優先順位は、充電の開始順によって定められており、前記充電制御部は、充電の開始順が早い充電部に割り当てることを要旨とする。これによれば、充電の開始順が早い充電部に減少分の電力量を割り当てるので、その充電部の充電効率を高めることができる。その結果、その充電部を早く空き充電部（非充電状態の充電部）とすることができ、充電の効率化を図ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の充電システムにおいて、前記優先順位は、充電の開始順によって定められており、前記充電制御部は、充電の開始順が遅い充電部に割り当てることを要旨とする。これによれば、充電の開始順が遅い充電部に減少分の電力量を割り当てるので、その充電部の充電効率を高めることができる。その結果、充電を行っている充電部の効率を全体的に上げることができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の充電システムにおいて、前記充電制御部は、充電状態の充電部の数が増えた場合、他の充電部の上限電力量を減少させる一方で、その減少分を増えた充電部の上限電力量に割り当てるともに、他の充電部の上限電力量を減少させてから所定時間の経過後に、増えた充電部に電力を供給させることを要旨とする。

これによれば、充電状態の充電部の数が増えた場合であっても、その充電部に対して電力を供給することができる。そして、充電制御部は、時間管理によって増えた充電部に電力を供給させるので、他の充電部が上限電力量の減少に伴って供給する電力量が実際に減少したか否かを計測することなく、各充電部に電力を供給させることができる。したがって、システムを簡素化することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の充電システムにおいて、前記電力供給部からの電力供給によって前記車両側に実際に供給される電力を計測する電力計測部を備え、前記充電制御部は、前記電力計測部の計測結果となる電力計測値と前記上限電力量の差が所定の差を超えた充電部が生じた場合、その充電部の前記上限電力量を所定量減少させるとともに、その減少分を充電状態にある他の充電部の上限電力量に割り当てることを要旨とする。

これによれば、電力計測値と上限電力量に差が生じた段階で、上限電力量の減少分の電力を他の充電部の上限電力量に割り当て、他の充電部が供給する電力量を増加させることができる。すなわち、電力の無駄を生じさせずに、電力量の割り当てを行うことができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

本発明によれば、充電の効率化を図ることができる。

第１の実施形態の充電システムの構成を示すブロック図。 第１の実施形態において、充電対象とする車両に供給される電力量の変遷を説明する説明図。 第１の実施形態において、充電対象とする車両に供給される電力量の変遷を説明する説明図。 第２の実施形態の充電システムの構成を示すブロック図。 第２の実施形態において、充電対象とする車両に供給される電力量の変遷を説明する説明図。 別例を説明する説明図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、ＥＶやＰＨＶなどの車両１０Ａには、当該車両１０Ａの原動機となる図示しない電動機（モータ）への供給電力を蓄える蓄電池１１が搭載されている。また、車両１０Ａには、蓄電池１１への充電を制御する車両制御部１２が搭載されている。また、車両１０Ａには、電力変換器１３が搭載されている。また、車両１０Ａには、情報の受信部、及び情報の送信部となる通信部１４が搭載されている。そして、車両１０Ａの蓄電池１１は、車両用の充電システムＫから供給される電力が電力変換器１３で変換され、その変換後の電力によって充電される。なお、図１に示すその他の車両１０Ｂ，１０Ｃについても、車両１０Ａと同様に、蓄電池１１、車両制御部１２、電力変換器１３、及び通信部１４が搭載されている。そして、これらの車両１０Ｂ，１０Ｃに搭載される蓄電池１１も、充電システムＫから供給される電力によって充電される。

以下、充電システムＫの具体的な構成を図１にしたがって説明する。
充電システムＫは、電力系統から送電される電力を受電する受電設備１５と、受電設備１５に接続されるとともに、車両１０Ａ〜１０Ｃの充電時に充電プラグＰを介して車両１０Ａ〜１０Ｃに接続される充電スタンド１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃから構成されている。充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃは、車両１０Ａ〜１０Ｃの蓄電池１１に充電する電力を供給する充電部となる。また、受電設備１５には、その受電設備１５から電力が供給される電力供給対象としての負荷設備が接続されている。負荷設備とは、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃや、充電システムＫの設置箇所に配設されている照明器具など、受電設備１５によって電力が供給される対象物である。

なお、図１には、説明の便宜上、受電設備１５に接続される３台の充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃを図示し、その他の負荷設備については図示を省略している。また、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃは、同一構成である。このため、図１では、充電スタンド１６Ａについてその詳細な構成を図示し、その他の充電スタンド１６Ｂ，１６Ｃについては詳細な構成の図示を省略している。また、電力系統とは、電力を送電するための送電システムであって、電力会社が保有する。また、充電プラグＰには、電力を送電するための電力線と、情報を送受信するための信号線とが内蔵されている。そして、受電設備１５と充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃは、電力線Ｌ１と信号線Ｌ２で接続されている。

受電設備１５には、電力系統から需用可能な電力を越えた場合に電源回路を遮断する主幹ブレーカとなる電力遮断部１７が設けられている。電力系統から需用可能な電力は、充電システムＫの設置者と電力会社との間の需給契約によって定められる。また、受電設備１５には、電力系統から受電した電力を充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに供給する電力供給部１８が設けられている。電力系統から受電する電力が、外部供給される電力となる。

また、受電設備１５には、車両１０Ａ〜１０Ｃの蓄電池１１に充電を行う際の充電用の電流指令値を指示する充電制御部２０が設けられている。電流指令値は、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃから所定量の充電用電力を供給するための充電指令値となる。また、受電設備１５には、情報の送信部、及び情報の受信部となる通信部２２が設けられている。

各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃには、情報の送信部、及び情報の受信部となる通信部２４が設けられている。また、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃには、車両１０Ａ〜１０Ｃに電力を供給する送電線（電力線Ｌ１）の耐電力容量を超えた場合に電源回路を遮断する分岐ブレーカとなる電力遮断部２５が設けられている。

充電制御部２０は、信号線Ｌ２を介して車両１０Ａ〜１０Ｃ側から送信される情報に基づき、充電対象とする車両が存在するか否か、すなわち充電プラグＰが車両に接続されているか否かを検出する。この検出に際して本実施形態の充電システムＫは、ＣＰＬＴ（コントロールパイロット）機能を用いて、車両１０Ａ〜１０Ｃ側との接続などを確認する。そして、充電制御部２０は、検出した電圧が所定電圧（ＣＰＬＴ電圧＝６Ｖ）である場合は、車両と接続されていることを検出する。なお、ＣＰＬＴ電圧は、車両１０Ａ〜１０Ｃ側の制御により、９Ｖから６Ｖに変更されるようになっており、この電圧の変化により車両１０Ａ〜１０Ｃとの接続確認が行われる。

また、充電制御部２０は、充電対象とする車両１０Ａ〜１０Ｃが接続されている充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに指示する電流指令値を決定する。このとき、充電制御部２０は、受電設備１５から供給される電力量の合計がピーク電力設定値Ｐｍａｘを越えないように電流指令値を決定する。電流指令値の決定に際して充電制御部２０は、最初に各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃへ分配する電力量を示す電力設定値を決定する。次いで、充電制御部２０は、電力設定値から電流指令値を決定する。なお、本実施形態において充電制御部２０は、電力設定値と基準電圧値（例えば、２００Ｖ）を用いて電流指令値を算出する。また、電力設定値は、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃを介して車両１０Ａ〜１０Ｃに供給可能な電力量の上限を規定する値であり、上限電力量に相当する。

電流指令値を決定した充電制御部２０は、通信部２２を介して電流指令値を、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃの通信部２４に送信する。また、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃは、通信部２４を介して受信した電流指令値を各車両１０Ａ〜１０Ｃの車両制御部１２に送信する。各車両制御部１２は、受信した電流指令値をもとに蓄電池１１の充電を行う。

このように構成した本実施形態の充電システムＫにおいて充電制御部２０は、充電プラグＰが接続されているか否かを示す挿抜情報をもとに、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに割り当てる電力量を決定する。充電プラグＰが接続されている場合は、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃが車両１０Ａ〜１０Ｃに電力を供給可能な充電状態となる。一方、充電プラグＰが接続されていない場合は、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃが車両１０Ａ〜１０Ｃに電力を供給不能な非充電状態となる。そして、充電制御部２０は、充電状態の充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに割り当てた電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。本実施形態の充電システムＫは、充電を行う際には充電プラグＰが接続されている点に着目し、充電状態の充電スタンドと非充電状態の充電スタンドに割り当てる電力量を決定している。すなわち、充電システムＫは、非充電状態の充電スタンドへの電力量の割り当て分を低減させて、その分を充電状態の充電スタンドに多くの電力量を分配することにより、システム全体における充電効率の向上を図っている。本実施形態において充電制御部２０は、状態判定部及び充電制御部として機能する。

以下、充電システムＫの作用を、図２及び図３を用いて説明する。
図２は、１台の充電スタンドＸで充電を開始した後、２台目の充電スタンドＹでも充電が開始される場合に分配される電力量の変遷を示す。そして、この電力量の変遷は、充電制御部２０の制御によって行われる。なお、図２及び図３に示す「Ｐｇ」は、図２及び図３のグラフにおける一目盛り分に相当する電力量を示す。

充電制御部２０は、全ての充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚが非充電状態である時、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚへ分配する電力量（電力設定値）を「０（零）」とする。そして、充電制御部２０は、時間ａにおいて充電スタンドＸが充電状態になると、充電スタンドＸへ分配する電力量をピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量とする。つまり、充電制御部２０は、時間ａの時点において他の充電スタンドＹ，Ｚが非充電状態となっているので、分配可能な電力量の全てを充電スタンドＸに割り当てる。

そして、充電制御部２０は、充電スタンドＸに割り当てた電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。これにより、充電スタンドＸに充電プラグＰを介して接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｂ）。車両には、車両制御部１２が蓄電池１１を充電させる際に扱うことが可能な最大充電電流値が設定されている。この最大充電電流値は、車両に搭載される電力変換器１３の変換能力によって決定される。このため、車両制御部１２は、最大充電電流値に相当する電力量を蓄電池１１に供給して充電を行わせる。最大充電電流値よりも大きな電流指令値を指示しても車両側は、指示された電流指令値に基づき充電を行うことはできないが、充電の効率化を考えた場合には最大充電電流値に近い電流値で充電を行わせることが好ましい。図２の時間ｂでは、ピーク電力設定値Ｐｍａｘに対して少ない電力量（８目盛り分）で車両が充電を行っている様子を示している。

そして、充電制御部２０は、時間ｃにおいて充電スタンドＹが充電状態になると、充電スタンドＸ，Ｙに分配する電力量を算出する。このとき、充電制御部２０は、充電スタンドＸ，Ｙに分配する電力量の合計がピーク電力設定値Ｐｍａｘを越えないように決定する。図２の例において充電制御部２０は、充電スタンドＸに分配する電力量を時間ｄに示すように、６目盛り分の電力量とする。この電力量は、ピーク電力設定値Ｐｍａｘに対する２分の１の電力であり、本実施形態において充電制御部２０は、ピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量を接続確認した充電スタンドの台数で均等割りしている。

時間ｄで充電スタンドＸの電力量を決定した充電制御部２０は、その電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。これにより、充電スタンドＸに充電プラグＰを介して接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う。図２の例では、時間ｄで決定した電力が、時間ｂ，ｃで充電されている電力量よりも小さい。このため、充電スタンドＸに接続された車両に供給される電力量は、時間ｄにおいて減少する。

そして、充電制御部２０は、時間ｃで充電スタンドＹが充電状態になってから、所定時間の経過後（時間ｅ）、充電スタンドＹに分配する電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。本実施形態では、図１に示すように、車両側に供給されている電力量を計測する電力計測部を設けていない。このため、充電制御部２０は、所定時間として、送信した電流指令値に基づいて充電が行われると考えられる時間を設定し、その時間の経過後に他の充電スタンドに電流指令値を送信して充電を開始させる。なお、所定時間は、シミュレーションなどによってシステムの設計段階で決定される固定値である。そして、充電スタンドＹに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｆ，ｇ）。図２の例では、時間ｆ，ｇにおいて充電スタンドＸ，Ｙに、均等分配された電力が供給されている。

その後、充電スタンドＸに接続された車両の充電が終了し、当該車両から充電プラグＰが抜かれることによって充電制御部２０は、充電スタンドＸが非充電状態になったことを確認する。これにより、充電制御部２０は、時間ｈにおいて充電状態となっている充電スタンドＹに分配する電力量を算出する。図２の例では、時間ｈにおいて充電スタンドＸ，Ｚが非充電状態となっているので、分配可能な電力量の全てを充電スタンドＹに割り当てる。すなわち、充電制御部２０は、充電スタンドＹへ分配する電力量をピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量とする。そして、充電制御部２０は、充電スタンドＹに分配する電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。これにより、充電スタンドＹに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｉ）。その後、充電スタンドＹに接続された車両の充電が終了すると、受電設備１５から供給される電力量は「０（零）」となる（時間ｊ）。そして、充電制御部２０は、全ての充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚが非充電状態である時、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚへ分配する電力量（電力設定値）を「０（零）」とする。

図３は、全ての充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚが同時に充電状態となった場合の電力量の変遷を示す。そして、この電力量の変遷は、充電制御部２０の制御によって行われる。なお、同時とは、予め定めた一定の制御周期内で接続が確認されることを言う。

この場合、充電制御部２０は、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚに分配する電力量を決定する（時間ｋ）。図３の例では、ピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量を均等に分配している。そして、充電制御部２０は、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚに分配する電力量をもとにそれぞれの電流指令値を算出して送信する。これにより、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｌ）。

その後、充電スタンドＸに接続された車両の充電が終了し、当該車両から充電プラグＰが抜かれることによって充電制御部２０は、充電スタンドＸが非充電状態になったことを確認する。これにより、充電制御部２０は、時間ｍにおいて充電状態となっている充電スタンドＹ，Ｚに分配する電力量を算出する。図２の例では、時間ｍにおいて充電スタンドＸが非充電状態となっているので、時間ｋ，ｌの時点で充電スタンドＸに割り当てていた電力量（４目盛り分）を、充電スタンドＹ，Ｚに均等に分配している。そして、充電制御部２０は、充電スタンドＹ，Ｚに分配する電力量をもとにそれぞれの電流指令値を算出して送信する。これにより、各充電スタンドＹ，Ｚに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｎ）。

その後、充電スタンドＹに接続された車両の充電が終了し、当該車両から充電プラグＰが抜かれることによって充電制御部２０は、充電スタンドＸ，Ｙが非充電状態になったことを確認する。これにより、充電制御部２０は、時間ｏにおいて接続確認されている充電スタンドＺに分配する電力量を算出する。図２の例では、時間ｏにおいて充電スタンドＸ，Ｙが非充電状態となっているので、時間ｎの時点で充電スタンドＹに割り当てていた電力量（６目盛り分）を、充電スタンドＺに上乗せしている。つまり、この例では、時間ｏにおいて充電スタンドＺへ分配する電力量をピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量とする。そして、充電制御部２０は、充電スタンドＺに分配する電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。これにより、充電スタンドＺに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｐ）。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）充電制御部２０は、充電スタンドが充電状態であるか、又は非充電状態であるかによって充電スタンドに分配する電力量を決定する。充電状態である充電スタンドは、実際に充電が行われるので、このような充電スタンドに対しては電力設定値を設定して充電を行わせる必要がある。一方、充電プラグＰが接続されていない非充電状態の充電スタンドは充電が行われることがない。このため、非充電状態の充電スタンドに対して、充電状態の充電スタンドと同じように電力量（電力設定値）を分配しておくことは無駄な電力を発生させていることになる。したがって、充電制御部２０は、充電状態の充電スタンドに対して電力を分配することにより、無駄な電力の発生を抑制している。すなわち、充電の効率化を図ることができる。

（２）充電状態であるか、又は非充電状態であるかを、充電プラグＰの挿抜状態に応じて判定するので、簡単な構成で正確な判断を行うことができる。
（３）充電制御部２０は、充電プラグＰの接続数（充電状態の充電スタンド数）に応じて分配する電力量を決定して指示する。より具体的に言えば、充電プラグＰの挿抜状態の変化に追従して分配する電力量を変更する制御を行う。このため、充電スタンドに供給される電力量を、充電状態の充電スタンド数に応じて変更することができる。つまり、充電状態の充電スタンド数が増加した場合には各充電スタンドに対して電力を分配して充電を行わせることができるとともに、充電状態の充電スタンド数が減少した場合には充電状態の充電スタンドに供給する電力を増加させることができる。したがって、後から充電を開始させた充電スタンドの充電効率を極端に低下させることがない。また、充電を終了した充電スタンドが発生したことにより、余剰電力が発生してしまうことがない。その結果、充電の効率化を図ることができる。

（４）充電制御部２０は、電力設定値の減少分を他の充電スタンドの電力設定値に対して均等に割り当てる。したがって、何れかの充電スタンドに供給される電力量が極端に増加することなく、公平に電力を分配することができる。

（５）充電制御部２０は、時間管理によって他の充電スタンドから電力を供給させる。すなわち、充電状態の充電スタンドの数が増えた場合であっても、その充電スタンドに対して電力を供給することができる。そして、充電制御部２０は、時間管理によって増えた充電スタンドに電力を供給させるので、他の充電スタンドが電力設定値の減少に伴って供給する電力量が実際に減少したか否かを計測することなく、各充電スタンドに電力を供給させることができる。したがって、システムを簡素化することができる。

（６）充電制御部２０は、ピーク電力設定値Ｐｍａｘを越えないように充電状態の充電スタンドの電力設定値を設定する。これによれば、限られた電力量の中で、充電状態の充電スタンドと非充電状態の充電スタンドの電力設定値を設定するので、限られた電力量を有効に利用することができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

（７）充電制御部２０は、非充電状態の充電スタンドの電力設定値を減少させる一方で、充電状態の充電スタンドの電力設定値を増加させる。これによれば、充電状態の充電スタンドによる充電を効率的に行うことができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

（８）充電状態であるか、又は非充電状態であるかに応じて電力設定値を設定している。このため、ピーク電力設定値Ｐｍａｘ相当の電力（又は使用可能な電力の上限量）を常に使うことができる。充電システムＫでは、全ての充電スタンドが常に充電を行っている訳ではない。このため、本実施形態の制御により、無駄な電力の発生を抑えるとともに電力の再分配を行えば、契約電力を抑えることも可能となる。したがって、充電システムＫの設置者のコストを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図４及び図５にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態において既に説明した実施形態と同一構成については同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

本実施形態の充電システムＫは、図４に示すように、受電設備１５に各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに供給される電力量を計測する電力計測部１９が設けられている。また、受電設備１５には、充電制御部２０が電流指令値を決定するために必要な判別処理を行う判定部２１が設けられている。充電制御部２０は、判定部２１から判定結果を取得する。また、判定部２１は、電力計測部１９の計測結果となる電力値を取得する。また、判定部２１は、判定に必要な情報を充電制御部２０から取得する。その他の構成は、図１に示す第１の実施形態の充電システムＫと同一構成であり、本実施形態においても充電制御部２０は、充電プラグＰの挿抜状態に応じて各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに分配する電力量を決定する。

ところで、車両１０Ａ〜１０Ｃの車両制御部１２は、蓄電池１１の充電状態が満充電状態に近付くと、蓄電池１１に供給する電力量を低下させる制御を行う。つまり、車両制御部１２は、充電システムＫから指示された電流指令値よりも低い値を設定して蓄電池１１に供給する電力量を低下させる。満充電状態とは、蓄電池１１の充電量として１００％を示すものではなく、１００％充電による蓄電池１１の寿命低下を考慮して、例えば９０％などの１００％未満の充電量に設定される。充電状態は、蓄電池１１の容量に対して充電している充電量を比率で表したＳＯＣによって示される。このように車両制御部１２が蓄電池１１に供給する電力量を低下させた場合は、充電制御部２０が決定した電力設定値と、電力計測部１９で計測される電力計測値との間に差が生じる。この差に相当する電力量分は、実際に供給されない電力量が充電スタンドに割り当てられていることになるので、システム全体における効率化を考えた場合、無駄な電力となる。

そこで、本実施形態の充電システムＫでは、電流指令値に相当する電力設定値と蓄電池１１に供給される電力量（電力計測値）の差を監視し、その差が所定の差を超えた場合に充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに分配する電力量を変更する制御を行う。

具体的に言えば、判定部２１は、充電状態とされている充電スタンドに対して、電力計測部１９の計測結果としての電力計測値と現在の電力設定値の差を判定する差分判定を行う。差分判定において判定部２１は、現在の電力設定値と電力計測値の差が予め定めた所定差を超えた状態が予め定めた時間の間、継続したか否かを判定する。なお、差分判定では、何からの要因によって所定差を超えた状態が瞬間的に生じた場合に電流指令値を変更することがないように時間の判定を加えている。

充電制御部２０は、判定部２１が差分判定を肯定判定した場合、現在の電力設定値から予め定めた電力低減値を減算した値を、新たな電力設定値として決定する。そして、充電制御部２０は、新たな電力設定値をもとに電流指令値を算出して充電スタンドに送信する。この送信された電流指令値は、充電スタンドの通信部２４を通じて充電対象とする車両の車両制御部１２に送信される。そして、車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う。これにより、充電対象とする車両には、新たな電力設定値をもとに算出された電流指令値に基づく電力量が供給されることになり、蓄電池１１に供給される電力量が変更される。なお、判定部２１は充電が完了する迄の間、差分判定を繰り返すとともに、充電制御部２０は、差分判定の判定結果を受けて新たな電力設定値を決定する。

上記制御を行った場合、車両に供給される電力量が少なくなるので、その減少分の電力量が余剰電力量となる。このため、充電制御部２０は、その余剰電力量を他の充電スタンドに分配するように他の充電スタンドの電力設定値を設定する。このとき、充電制御部２０は、充電プラグＰの挿抜状態を確認し、充電状態の充電スタンドの電力設定値に余剰分を分配する。これにより、他の充電スタンドにおいて車両に供給される電力量が増加し、効率的に充電を行わせることができる。なお、充電制御部２０は、差分判定の判定結果に基づき電力量の変更を行っていない充電スタンドに対して余剰電力量を分配する。

以下、充電システムＫの作用を、図５を用いて説明する。
図５に示す時間ａ〜ｆの状態は、図２に示す時間ａ〜ｆの状態と同一である。時間ｑにおいて充電スタンドＸ（車両）に供給される電力量が低減すると、判定部２１は差分判定を肯定判定する。そして、充電制御部２０は、判定部２１が差分判定を肯定判定したことにより、充電スタンドＸの電力設定値を決定する。図５の例では、時間ｄ〜ｆの時の６目盛り分の電力設定値が、２目盛り分減少して４目盛り分の電力設定値に変更されている。充電スタンドＸの新たな電力設定値を決定した充電制御部２０は、その電力設定値をもとに新たな電流指令値を算出して充電スタンドＸに送信する。

また、充電制御部２０は、充電スタンドＸの電力設定値を２目盛り分減少させたことによって生じた余剰電力量分を、充電スタンドＹの電力設定値に上乗せする。すなわち、充電制御部２０は、充電スタンドＹの電力設定値についても、６目盛り分から２目盛り分増加させて８目盛り分に変更する。充電スタンドＹの新たな電力設定値を決定した充電制御部２０は、その電力設定値をもとに新たな電流指令値を算出して充電スタンドＹに送信する。

これにより、充電対象とする車両には、新たな電力設定値をもとに算出された電流指令値に基づく電力量が供給されることになり、蓄電池１１に供給される電力量が変更される。具体的に言えば、時間ｒに示すように、充電スタンドＸに接続された車両は４目盛り分の電力量が供給されて充電が行われるとともに、充電スタンドＹに接続された車両には８目盛り分の電力量が供給されて充電が行われる。

その後、充電スタンドＸに接続された車両の充電が終了し、当該車両から充電プラグＰが抜かれることによって充電制御部２０は、充電スタンドＸが非充電状態になったことを確認する。これにより、充電制御部２０は、時間ｓにおいて充電状態となっている充電スタンドＹに分配する電力量を算出する。図５の例では、時間ｓにおいて充電スタンドＸ，Ｚが非充電状態となっているので、時間ｒの時点で充電スタンドＸに割り当てていた電力量（４目盛り分）を、充電スタンドＹに上乗せしている。つまり、この例においては、時間ｓにおいて充電スタンドＹへ分配する電力量をピーク電力設定値Ｐｍａｘに相当する電力量とする。そして、充電制御部２０は、充電スタンドＹに分配する電力量をもとに電流指令値を算出して送信する。これにより、充電スタンドＹに接続された車両の車両制御部１２は、受信した電流指令値に基づき蓄電池１１の充電を行う（時間ｔ）。時間ｔでは、充電スタンドＹに分配される電力量が増加したことによって充電スタンドＹに供給される電力量が１目盛り分、増加している。

その後、充電スタンドＹに接続された車両の充電が終了すると、受電設備１５から供給される電力量は「０（零）」となる（時間ｕ）。そして、充電制御部２０は、全ての充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚが非充電状態である時、各充電スタンドＸ，Ｙ，Ｚへ分配する電力量（電力設定値）を「０（零）」とする。

したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（８）に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（９）電力計測値と電力設定値に差が生じた段階で、電力設定値の減少分の電力を他の充電スタンドの電力設定値に割り当てることで、他の充電スタンドが供給する電力量を増加させることができる。すなわち、電力の無駄を生じさせずに、電力量の割り当てを行うことができる。したがって、充電の効率化を図ることができる。

（１０）差分判定の判定結果に基づき電力量の再分配を行うことで、ピーク電力設定値Ｐｍａｘ相当の電力（又は使用可能な電力の上限量）を常に使うことができる。充電システムＫでは、全ての充電スタンドが常に充電を行っている訳ではない。このため、本実施形態の制御により、無駄な電力の発生を抑えるとともに電力の再分配を行えば、契約電力を抑えることも可能となる。したがって、充電システムＫの設置者のコストを抑制することができる。

（１１）現在の電力設定値を減少させるか否かの判定に時間の要素を加えることで、瞬間的に所定の差を超えた場合には電力設定値を維持させることができる。すなわち、電力の無駄が生じていない状態で車両に供給する電力量を減少させてしまい充電の効率を低下させる虞がない。したがって、充電の効率化を確実に図ることができる。

（１２）差分判定の判定結果に基づき電力量を再分配する対象を、電力量の変更制御を行っていない充電スタンドとする。なお、電力量の変更制御を行っていないとは、最初に設定した電力設定値で充電を行っていることである。これにより、既に電力設定値を変更した充電スタンドの電力量を増加させてしまうことがない。すなわち、無駄な電力を生じさせてしまうことがない。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態において、車両１０Ａ〜１０Ｃ又は受電設備１５が充電の開始時刻を設定するタイマ機能を搭載している場合、タイマ時刻が到来したか否かによって充電状態であるか、又は非充電状態であるかを判定しても良い。なお、充電制御部２０は、車両１０Ａ〜１０Ｃにタイマ機能が搭載されている場合、車両１０Ａ〜１０Ｃから充電許可信号を受信すると、充電状態であると判定する。

○ 各実施形態において、受電設備１５に対して１台の充電スタンド１６Ａを接続するとともに、充電スタンド１６Ａとは異なる他の負荷設備（電力供給対象）を接続し、充電制御部２０が実施形態と同様に充電スタンド１６Ａに供給する電力量を制御しても良い。例えば、この構成は、家庭用の充電システムとすることができる。この場合の負荷設備は、家庭用の電器製品となる。

○ 第１の実施形態において充電制御部２０を、受電設備１５の外部に設けても良い。第２の実施形態において充電制御部２０と判定部２１を、受電設備１５の外部に設けても良い。

○ 各実施形態において充電制御部２０を、複数台の充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃの何れかに設けても良い。この場合、充電制御部２０を設けた充電スタンドと他の充電スタンドは信号を送受信するように信号線で接続される。そして、充電制御部２０は、実施形態と同様に制御を行う。

○ 各実施形態において各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに制御部を設けるとともに、受電設備１５に各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃの制御部を統括的に制御する制御部（充電制御部２０）を設けても良い。この場合は、受電設備１５の制御部で電力設定値を算出するとともに電力設定値を各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃの制御部に送信する。そして、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃの制御部が電力設定値をもとに電流指令値を算出して車両に送信する。

○ 各実施形態において、電力線を通信回線として利用する電力線通信（ＰＬＣ）により、充電プラグＰが接続されているか否かを検出しても良い。
○ 各実施形態において、挿抜状態に基づく電力設定値の減少分は、予め定めた優先順位にしたがって他の充電スタンドに割り当てても良い。例えば、特定の充電スタンドに全部又は多く分配しても良い。また、複数の充電スタンドで同時期に充電を行っている場合に減少分が生じた場合は、他の充電スタンドのうち先に充電を開始した充電スタンドに対して分配しても良いし、その逆に後に充電を開始した充電スタンドに対して分配しても良い。これらの場合、最も先に充電を開始した充電スタンドに全部を分配しても良いし、優先順位の高い順に多くの電力量を分配しても良い。また、最も遅く充電を開始した充電スタンドに全部を分配しても良いし、優先順位の高い順に多くの電力量を分配しても良い。また、充電スタンドに対して予め優先順位を設定しておき、減少分が生じた場合は、優先順位の高い充電スタンドから先に分配しても良いし、優先順位の高い順に分配量を増加させても良い。

○ 各実施形態において充電制御部２０が指示する充電指令値は、実施形態のように電流指令値でも良いし、電流指令値に代えて電力指令値や電圧指令値でも良い。
○ 各実施形態において、車両１０Ａ〜１０Ｃと、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃと、受電設備１５との情報の送受信を無線通信によって行っても良い。

○ 各実施形態は、充電プラグＰを車両１０Ａ〜１０Ｃに機械的に接続して充電を行う充電システムＫに具体化したが、充電プラグＰを使用せずに、車両と充電部（地上側設備）を電気的に接続して充電を行う非接触式の充電システムに具体化しても良い。図６に示すように、非接触式の充電システムでは、車両１０側に取り付けられた受電側コイル３０と、充電ステーションの床に埋設された地上側設備３１の送電側コイル３２と、を整合させるようにして車両１０を停車させる。このとき、受電側コイル３０と送電側コイル３２は、離間して非接触の状態とされる。そして、非接触式の充電システムでは、送電側コイル３２からの電力を受電側コイル３０で受電することにより、車両１０の蓄電池に充電が行われる。このような非接触式の充電システムの方式には、共鳴方式や電磁誘導方式がある。また、非接触式の充電システムでは、車両１０に搭載される車両側コントローラ３３と、地上側設備３１に設置される電源側コントローラ３４とが、無線にて通信できるようになっている。すなわち、充電開始／停止信号など、充電に必要な信号の送受信が、車両側コントローラ３３と電源側コントローラ３４との間で無線通信で行われる。なお、非接触式の充電システムにおいては、地上側設備３１が実施形態において充電部となる充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに相当し、受電設備１５は充電ステーション内に設けられている。また、非接触式の充電システムの場合、状態判定部は、車両１０の受電側コイル３０と地上側設備３１の送電側コイル３２が整合配置されたことを充電状態であると判定しても良い。また、整合配置されることは、送電可能な状態であるとも言える。

○ 上記別例で記載した非接触式の充電システムにおいて、車両側コントローラ３３と電源側コントローラ３４の間の信号の送受信を、電力伝送に重畳させて行わせても良い。
○ 第１の実施形態において、電力計測部１９を設けても良い。そして、充電制御部２０は、電力計測部１９の計測結果をもとに供給される電力量が減少したか否かを判定しても良い。

○ 第１の実施形態において、電力計測部１９を設けた場合は、電力計測部１９で計測される電圧値と電力設定値をもとに充電制御部２０が電流指令値を決定しても良い。同様に、第２の実施形態でも、電力計測部１９で計測される電圧値と電力設定値をもとに充電制御部２０が電流指令値を決定しても良い。

○ 各実施形態において、充電システムＫにおいて電圧値が一定となる場合や電圧値を一定とみなす場合には、電流計測部を設けても良い。第２の実施形態の場合は、電力計測部１９に代えて電流計測部を設ける。この場合は、電流を計測することにより、その計測結果から供給される電力量を算出することができる。そして、充電制御部２０は、電流計測部の計測結果をもとに、受電設備１５から供給される電力量の合計がピーク電力設定値Ｐｍａｘを越えないように電流指令値を決定する。また、第２の実施形態において充電制御部２０は、電流計測部の計測結果（電流計測値）と電流指令値を比較し、この差が所定の差を超えた場合に電力設定値を所定量減少させるとともに、その減少後の電力設定値に基づく電流指令値を新たな指令値として指示する。

○ 第２の実施形態において差分判定に用いる所定差や電力低減値は、固定値として充電制御部２０や判定部２１に予め設定されていても良いし、充電制御部２０又は判定部２１に設置者が操作可能な入力部を接続して変動値として入力させても良い。また、第１の実施形態及び第２の実施形態において、ピーク電力設定値Ｐｍａｘは、固定値として充電制御部２０に予め設定されていても良いし、充電制御部２０に設置者が操作可能な入力部を接続して変動値として入力させても良い。

○ 第２の実施形態において差分判定は、電力設定値に対して８０％や９０％などの係数を乗算した値に低減したか否かを判定する処理としても良い。また、電力低減値を係数としても良い。

○ 第２の実施形態において、充電制御部２０と判定部２１を単一の制御部としても良い。
○ 第２の実施形態において、余剰電力分を他の充電スタンドに均等に分配しても良いし、他の方法で分配しても良い。例えば、特定の充電スタンドに全部又は多く余剰電力分を分配しても良い。また、複数の充電スタンドで同時期に充電を行っている場合に余剰電力が生じた場合は、他の充電スタンドのうち先に充電を開始した充電スタンドに対して余剰電力分を分配しても良いし、その逆に後に充電を開始した充電スタンドに対して余剰電力分を分配しても良い。また、充電スタンドに対して予め優先順位を設定しておき、余剰電力が生じた場合は、優先順位の高い充電スタンドから先に余剰電力分を分配しても良いし、優先順位の高い順に分配量を増加させても良い。

○ 第２の実施形態において、電力計測部１９を充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃ毎に設けても良い。この場合の各電力計測部１９は、計測結果を充電制御部２０に送信する。また、充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃ毎の電力計測部１９は、各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃに内蔵されていても良いし、受電設備１５の電力供給部１８と各充電スタンド１６Ａ〜１６Ｃを接続する電力線Ｌ１に配設されていても良い。この別例は、電流計測部を設ける場合でも同様に適用できる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記充電制御部は、前記所定の差を超えた状態が所定時間の間、継続した場合に前記上限電力量を減少させて新たな充電指令値を指示することを特徴とする請求項９に記載の充電システム。

（ロ）前記充電指令値は、電流指令値であることを特徴とする請求項１〜請求項９及び前記技術的思想（イ）のうち何れか一項に記載の充電システム。

１０Ａ〜１０Ｃ…車両、１１…蓄電池、１６Ａ〜１６Ｃ…充電スタンド、１８…電力供給部、１９…電力計測部、２０…充電制御部、２１…判定部、Ｋ…充電システム。

Claims (9)

1. 車両に搭載される蓄電池を充電するための電力を前記車両に供給する充電部と、外部供給される電力を前記充電部に供給する電力供給部と、を備えた充電システムにおいて、
   前記充電部が前記車両に電力を供給可能な充電状態であるか、又は前記電力を供給不能な非充電状態であるかを判定する状態判定部と、
   前記充電部が充電対象とする車両に供給する上限電力量を制御するための充電指令値を指示する充電制御部と、を備え、
   前記充電制御部は、前記判定部の判定結果をもとに充電部の前記上限電力量を設定することを特徴とする充電システム。
2. 前記電力供給部は、前記充電部を含む複数の電力供給対象に電力を供給し、
   前記充電制御部は、全ての電力供給対象に供給される電力量の合計が予め定めた最大供給電力量以下となるように前記充電部の上限電力量を設定することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記充電制御部は、非充電状態の充電部の上限電力量を低減させる一方で、充電状態の充電部の上限電力量を増加させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充電システム。
4. 前記充電制御部は、前記上限電力量を低減させた場合、その低減分の電力量を充電状態にある他の充電部の上限電力量に均等に割り当てることを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
5. 前記充電制御部は、前記上限電力量を低減させた場合、その低減分の電力量を予め定めた優先順位にしたがって充電状態にある他の充電部に割り当てることを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
6. 前記優先順位は、充電の開始順によって定められており、
   前記充電制御部は、充電の開始順が早い充電部に割り当てることを特徴とする請求項５に記載の充電システム。
7. 前記優先順位は、充電の開始順によって定められており、
   前記充電制御部は、充電の開始順が遅い充電部に割り当てることを特徴とする請求項５に記載の充電システム。
8. 前記充電制御部は、充電状態の充電部の数が増えた場合、他の充電部の上限電力量を減少させる一方で、その減少分を増えた充電部の上限電力量に割り当てるともに、他の充電部の上限電力量を減少させてから所定時間の経過後に、増えた充電部に電力を供給させることを特徴とする請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の充電システム。
9. 前記電力供給部からの電力供給によって前記車両側に実際に供給される電力を計測する電力計測部を備え、
   前記充電制御部は、前記電力計測部の計測結果となる電力計測値と前記上限電力量の差が所定の差を超えた充電部が生じた場合、その充電部の前記上限電力量を所定量減少させるとともに、その減少分を充電状態にある他の充電部の上限電力量に割り当てることを特徴とする請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の充電システム。