JP2014054159A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の放電を適切な時期に行わせることで、システム全体の効率を向上させること。
【解決手段】充電システムＫ内に蓄電池１９を有する蓄電ユニット１５を設ける。充電制御ユニット１４の制御部１８は、車載電池１０を充電するために要求される要求充電電力量が、電力系統１７から供給可能な最大電力供給量を超えるか否かを判定する。そして、制御部１８は、要求充電電力量が最大電力供給量を越える場合、要求充電電力量から最大電力供給量を減算した減算電力量分の電力を蓄電池１９から放電させる。これにより、制御部１８は、充電スタンドＡ〜Ｄが供給する充電電力量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気車両の車載電池を充電する充電システムに関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの電気車両の車載電池を充電する充電システムは、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、車載電池を充電する充電電力の供給源として、電力系統と、自然エネルギーを利用して発電する発電機（太陽電池モジュール）と、発電機の電力を蓄電する蓄電池と、を備えている。そして、特許文献１の充電システムでは、充電電力を供給する供給源を選択し、その選択した供給源から充電電力を車載電池に供給している。

特開２０１２−９０３８２号公報

特許文献１の充電システムでは、電力を供給する供給源として、主に発電機と蓄電池とを選択している。しかしながら、蓄電池は、一般的に満充電に近い状態で充電と放電を繰り返すと、蓄電池の寿命低下に繋がることが知られている。このため、充電システムに蓄電池を設ける場合は、蓄電池の放電を行う時期を考慮する必要がある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、蓄電池の放電を適切な時期に行わせることで、システム全体の効率を向上し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、車載電池を充電する充電システムにおいて、前記車載電池に充電電力を供給する充電部と、前記充電電力用の電力を蓄電する蓄電池と、電力系統から供給される電力量が予め定めた最大電力供給量を超えないように前記充電部が供給する充電電力量を制御する充電制御部と、を備え、前記充電制御部は、前記車載電池を充電するために要求される要求充電電力量が前記最大電力供給量を超える場合、前記要求充電電力量から前記最大電力供給量を減算した減算電力量分の電力を前記蓄電池から放電させることにより、前記充電電力量を制御することを要旨とする。

これによれば、充電制御部は、要求充電電力量が最大電力供給量を超える場合に、蓄電池を放電させて、充電電力量を要求充電電力量に一致させるように制御する。このような蓄電池の放電制御によれば、充電システムからの主の電力供給源は電力系統となり、蓄電池による電力供給は補助的な扱いとすることができる。このため、蓄電池が満充電に近い状態で充放電が頻繁に繰り返されることなく、蓄電池の放電を適切な時期に行わせることができる。そして、電力系統による電力供給に併せて蓄電池の電力供給により、充電電力量を要求充電電力量に一致させるように制御することで、システム全体の効率を向上させることができる。

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、前記充電制御部は、前記蓄電池が放電可能な電力量の最大値である蓄電池放電電力量を算出し、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量と前記蓄電池放電電力量の合算電力量を超える場合、前記充電部に供給させる前記充電電力量を前記合算電力量とすることを要旨とする。これによれば、充電システムが供給可能な電力量を超えないように制御できる。その結果、電力系統が供給可能な最大電力供給量を超えないように充電電力を供給させることができる。

請求項３に記載の発明は、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、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量と前記蓄電池放電電力量の合算電力量を超える場合、前記充電部から車両に供給される充電電力量を前記合算電力量以下の電力量に減少させることを要旨とする。これによれば、電力系統が供給可能な最大電力供給量を超えないように充電電力を供給させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３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、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量未満の場合、前記最大電力供給量から前記要求充電電力量を減算した減算電力量分の電力を用いて前記蓄電池を充電させることを要旨とする。これによれば、要求充電電力量が最大電力供給量未満の場合、すなわち電力系統からの電力供給に余裕があるときに蓄電池を充電させるので、蓄電池の充電によって充電電力量が減少してしまうことがない。したがって、システム全体の効率を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の充電システムにおいて、前記充電制御部は、前記蓄電池が充電可能な電力量の最大値である蓄電池充電電力量を算出し、前記蓄電池充電電力量以下の電力量を前記電力系統から供給させて前記蓄電池の充電を行うことを要旨とする。これによれば、充電部が供給する電力量と蓄電池へ供給する電力量の合計量が、電力系統が供給可能な最大電力供給量を超えないように制御できる。

本発明によれば、蓄電池の放電を適切な時期に行わせることで、システム全体の効率を向上させることができる。

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。 初期設定処理を示すフローチャート。 車両状態処理を示すフローチャート。 充電制御処理を示すフローチャート。 充電電力量の変遷の具体例を説明する説明図。 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。 充電制御処理を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は充電電力量の変遷の具体例を説明する説明図。 第３の実施形態の制御処理を示すフローチャート。 制御処理による判定式とその判定結果に基づく各種設定値を説明する説明図。 別例を説明する説明図。

（第１の実施形態）
以下、充電システムを具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、ＥＶやＰＨＶなどの電気車両Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４には、当該電気車両Ｋ１〜Ｋ４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車載電池１０が搭載されている。また、電気車両Ｋ１〜Ｋ４には、車載電池１０への充電を制御する制御部１１が搭載されている。また、電気車両Ｋ１〜Ｋ４には、電力変換器１２が搭載されている。また、電気車両Ｋ１〜Ｋ４には、情報の受信部、及び情報の送信部となる通信部１３が搭載されている。そして、車載電池１０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１２で充電に適した形態に変換され、その変換後の電力によって充電される。なお、図１では、各電気車両Ｋ１〜Ｋ４の構成が同一構成であるため、電気車両Ｋ１のみに具体的な構成を図示している。

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。
本実施形態の充電システムＫは、電気車両Ｋ１〜Ｋ４への充電を制御する充電制御ユニット１４と、蓄電ユニット１５と、充電時に充電プラグＰを介して電気車両Ｋ１〜Ｋ４に接続される充電スタンドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成されている。本実施形態の充電システムＫには、システム内に１つの蓄電ユニット１５が設けられている。充電スタンドＡ〜Ｄは、電気車両Ｋ１〜Ｋ４の車載電池１０を充電する充電電力を電気車両Ｋ１〜Ｋ４に対して直接的に供給する充電部となる。なお、図１には、４台の充電スタンドＡ〜Ｄを有する充電システムＫを図示している。

充電システムＫは、送電線Ｌ１を介して電力系統１７と接続されている。そして、充電システムＫ内には、送電線Ｌ１により、電力系統１７からの電力を各充電スタンドＡ〜Ｄや蓄電ユニット１５に送電する送電路や、蓄電ユニット１５から充電スタンドＡ〜Ｄに送電する送電路が構築されている。このように充電システムＫ内に構築した送電路により、電力系統１７、及び蓄電ユニット１５のそれぞれが各充電スタンドＡ〜Ｄから供給する充電電力の供給源となる。なお、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。

充電制御ユニット１４は、蓄電ユニット１５、及び各充電スタンドＡ〜Ｄに制御信号を送信する信号線Ｌ２で接続されている。また、充電プラグＰには、充電電力を送電するための電力線と、充電スタンドＡ〜Ｄと電気車両Ｋ１〜Ｋ４の間で信号を送受信するための信号線とが内蔵されている。

充電制御ユニット１４は、各充電スタンドＡ〜Ｄに分配する充電電力量を制御する制御部１８を有する。また、蓄電ユニット１５は、電力系統１７から送電された電力を蓄電池１９の充電に適した形態に変換する電力変換器２０を有する。また、各充電スタンドＡ〜Ｄは、電気車両Ｋ１〜Ｋ４の充電を制御する制御部２１と、情報の受信部、及び情報の送信部となる通信部２２を有する。なお、図１では、各充電スタンドＡ〜Ｄの構成が同一構成であるため、充電スタンドＡのみに具体的な構成を図示している。

各充電スタンドＡ〜Ｄの制御部２１は、充電プラグＰに内蔵される信号線を介して電気車両Ｋ１〜Ｋ４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、電気車両Ｋ１〜Ｋ４側との接続などを確認する。各電気車両Ｋ１〜Ｋ４の制御部１１は、信号電圧が初期電圧に立ち上がることで起動し、起動後に信号電圧を初期電圧から所定電圧に下げる。各充電スタンドＡ〜Ｄの制御部２１は、初期電圧からの信号電圧の変動を確認すると、充電プラグＰが車両に接続されていることを検出する。そして、各充電スタンドＡ〜Ｄの制御部２１は、接続を検出すると、車両接続信号を充電制御ユニット１４の制御部１８に送信する。本実施形態において充電制御ユニット１４の制御部１８は、車両接続信号を受信することにより、充電スタンドＡ〜Ｄが電気車両Ｋ１〜Ｋ４に対して充電可能な状態であるか否かを判定する。そして、信号電圧を所定電圧に下げた電気車両Ｋ１〜Ｋ４の制御部１１は充電の準備を開始し、準備後に信号電圧をさらに下げる。そして、この信号電圧の変化をさらに検出すると、充電制御ユニット１４の制御部１８及び充電スタンドＡ〜Ｄの制御部２１は、充電を開始させる。

このように構成した本実施形態の充電システムＫでは、以下のような充電制御が行われる。本実施形態では、以下に説明する充電制御を実行する充電制御ユニット１４の制御部１８が、充電制御部として機能する。そして、制御部１８は、電力系統１７や蓄電池１９から供給する充電電力量を、各充電スタンドＡ〜Ｄに接続された電気車両Ｋ１〜Ｋ４の車載電池１０を充電するために必要な要求充電電力量を満たすように制御する。なお、要求充電電力量は、充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ４の車載電池１０を充電させるために要求される電力量の合計量である。

図２に示すように、制御部１８は、初期設定処理を実行する。初期設定処理は、充電システムＫの初期導入時、又はシステム構成の変更時などに行われる。
初期設定処理において制御部１８は、充電システムＫの保有者による外部入力操作によって電力系統１７から需用可能な需給契約上の電力量である最大電力供給量Ｐｐを設定する（ステップＳ１０）。また、制御部１８は、各充電スタンドＡ〜Ｄから当該充電スタンドＡ〜Ｄの仕様を取得する（ステップＳ１１）。各充電スタンドＡ〜Ｄの仕様は、例えば充電スタンドＡ〜Ｄが供給する電力量の可変制御ができるか否かや、充電可能な電力量（耐電力容量）などである。また、制御部１８は、蓄電ユニット１５から当該蓄電ユニット１５の仕様を取得する（ステップＳ１２）。蓄電ユニット１５の仕様とは、蓄電池１９から放電可能な電力量の最大値である蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘや、蓄電池１９へ充電可能な電力量の最大値である蓄電池充電電力量Ｐｂｉｍａｘなどである。なお、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘや蓄電池充電電力量Ｐｂｉｍａｘは、電力変換器２０の処理能力によって規定される。

また、図３に示すように、制御部１８は、車両状態処理を実行する。車両状態処理は、充電システムＫの稼動中、所定の周期毎に行われる。
車両状態処理において制御部１８は、充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ４があるか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の判定には、前述したようにＣＰＬＴ機能を用いる。ステップＳ２０の判定結果が否定の場合、制御部１８は、車両状態処理を終了し、所定の周期後に再び車両状態処理を行う。そして、制御部１８は、充電スタンドＡ〜Ｄの何れかに充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ４がある場合、すなわち１台でも充電対象とする電気車両がある場合、ステップＳ２０を肯定判定する。

ステップＳ２０の判定結果が肯定の場合、制御部１８は、充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ４の仕様を確認する（ステップＳ２１）。電気車両Ｋ１〜Ｋ４の仕様は、充電時に電力量を可変制御できるか否かや、車両モードなどである。また、制御部１８は、蓄電ユニット１５の状態を取得する（ステップＳ２２）。蓄電ユニット１５の状態は、蓄電池１９の充電量（ＳＯＣ）などである。本実施形態では、蓄電ユニット１５の状態として蓄電池１９の電圧を検出する。

また、図４に示すように、制御部１８は、充電制御処理を実行する。充電制御処理は、充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ４がある場合に行う。
充電制御処理において制御部１８は、充電情報として要求充電電力量Ｐｃを算出する（ステップ３０）。そして、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃと最大電力供給量Ｐｐを比較する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１において制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが、最大電力供給量Ｐｐ未満であるか否かを判定する。

この判定結果が肯定の場合、制御部１８は、充電システムＫ側からの電力供給に余裕があるため、蓄電ユニット１５の蓄電池１９を充電させる充電制御を行う。充電制御において制御部１８は、ステップＳ３２に移行して蓄電ユニット１５に充電を要求する。このとき、制御部１８は、最大電力供給量Ｐｐから要求充電電力量Ｐｃを減算した減算電力量を、電力系統１７から蓄電池１９へ供給する蓄電池実充電電力量Ｐｂｉとする。これにより、蓄電ユニット１５の蓄電池１９は、蓄電池実充電電力量Ｐｂｉ分の電力を用いて充電が行われる。なお、蓄電池実充電電力量Ｐｂｉが蓄電池充電電力量Ｐｂｉｍａｘを越える場合、蓄電池１９は、蓄電池充電電力量Ｐｂｉｍａｘ分の電力を用いて充電が行われる。

次に、制御部１８は、蓄電池１９の状態を取得し、その取得情報をもとに蓄電池１９が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。満充電状態であるか否かの判定は、蓄電池１９の電圧が予め定めた上限電圧に到達しているか否かによって行われる。ステップＳ３３の判定結果が肯定の場合、制御部１８は、蓄電ユニット１５に充電の停止を要求し、蓄電池１９の充電を停止させる。そして、制御部１８は、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ３３の判定結果が否定の場合、制御部１８は、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０からの処理を繰り返すとともに、蓄電池１９の充電を継続させる。

また、制御部１８は、ステップＳ３１の判定結果が否定、すなわち要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐを越えている場合、充電システムＫ側からの電力供給に余裕がないため、蓄電池１９を放電させる放電制御を行う。放電制御において制御部１８は、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘと、要求充電電力量Ｐｃから最大電力供給量Ｐｐを減算した減算電力量を比較する（ステップＳ３５）。なお、要求充電電力量Ｐｃと最大電力供給量Ｐｐの減算結果である減算電力量は、要求充電電力量Ｐｃを満たすために不足している充電電力量となる。そして、ステップＳ３５において制御部１８は、減算電力量が、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘよりも大きいか否かを判定する。

ステップＳ３５の判定結果が肯定の場合は、蓄電池１９から放電可能な電力量の最大量を超えていることになる。このため、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃと最大電力供給量Ｐｐの差が、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘと一致するように充電電力量を制御する（ステップＳ３６）。つまり、制御部１８は、エネルギーマネジメント（ピーク電力制御）を行う。例えば、制御部１８は、充電対象の電気車両Ｋ１〜Ｋ４の中に充電電流値を可変制御できる車両が存在する場合は、当該車両を充電する充電スタンドへの充電電力の分配量を可変させ、充電システムＫ全体として充電電力量が最大電力供給量Ｐｐと蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘの合算電力量を越えないように制御する。そして、制御部１８は、ステップＳ３７に移行する。また、制御部１８は、ステップＳ３５の判定結果が否定の場合、ステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３７に移行した制御部１８は、蓄電ユニット１５に放電を要求する。このとき、制御部１８は、蓄電池１９から放電させる電力量を、要求充電電力量Ｐｃから最大電力供給量Ｐｐを減算した蓄電池実放電電力量Ｐｂｏとする。なお、蓄電池実放電電力量Ｐｂｏは、ステップＳ３６を経由している場合、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘとなる。一方、蓄電池実放電電力量Ｐｂｏは、ステップＳ３６を経由していない場合、要求充電電力量Ｐｃから最大電力供給量Ｐｐを減算した減算電力量となる。これにより、蓄電ユニット１５の蓄電池１９からは、蓄電池実放電電力量Ｐｂｏ分の電力の放電が行われる。

次に、制御部１８は、蓄電池１９の状態を取得し、その取得情報をもとに蓄電池１９が空状態であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。空状態であるか否かの判定は、蓄電池１９の電圧が予め定めた下限電圧に到達しているか否かによって行われる。ステップＳ３８の判定結果が肯定の場合、制御部１８は、蓄電ユニット１５に放電の停止を要求し、蓄電池１９の放電を停止させる（ステップＳ３９）。そして、制御部１８は、蓄電池１９の放電による充電電力量の増加分を見込めないので、要求充電電力量Ｐｃと最大電力供給量Ｐｐとが一致するように充電電力量を制御する（ステップＳ４０）。つまり、制御部１８は、ステップＳ３６と同様に、エネルギーマネジメント（ピーク電力制御）を行う。そして、制御部１８は、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ３８の判定結果が否定の場合、制御部１８は、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０からの処理を繰り返すとともに、蓄電池１９の放電を継続させる。

以下、本実施形態の作用を説明する。
図５に例示するように、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃを満たすように充電電力量を制御する。例えば、図５に示す期間ａ，ｂ，ｅにおいて制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐを越えていないので、充電対象とする電気車両Ｋ１，Ｋ２の要求通りの充電電力量を供給させる。また、期間ａ，ｂ，ｅにおいて制御部１８は、充電システムＫ側からの電力供給に余裕があるので、満充電状態でなければ蓄電池１９を充電させる。

また、図５に示す期間ｃにおいて制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐを越えているので、蓄電池１９を放電させて充電電力量を増加させる。このとき、期間ｃでは、要求充電電力量Ｐｃが、最大電力供給量Ｐｐと蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘの合算電力量を超えていない。このため、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃから最大電力供給量Ｐｐを減算した減算電力量を蓄電池実放電電力量Ｐｂｏとし、蓄電池１９を放電させる。これにより、期間ｃにおいて制御部１８は、充電対象とする電気車両Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の車載電池１０を充電させるために要求される充電電力量を供給させる。なお、期間ｃでは、充電システムＫ側からの電力供給に余裕がないので、充電は行われず、放電が行われる。

また、図５に示す期間ｄにおいて制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐを越えているので、蓄電池１９を放電させて充電電力量を増加させる。このとき、期間ｄでは、要求充電電力量Ｐｃが、最大電力供給量Ｐｐと蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘの合算電力量を超えている。このため、制御部１８は、ピーク電力制御を行って、要求充電電力量Ｐｃが、最大電力供給量Ｐｐと蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘの合算電力量と一致するように制御する。これにより、充電システムＫから供給される充電電力量が減少する。そして、制御部１８は、蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘを蓄電池実放電電力量Ｐｂｏとし、蓄電池１９を放電させる。これにより、期間ｄにおいて制御部１８は、充電対象とする電気車両Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４にピーク電力制御後の充電電力量を供給させる。なお、期間ｄでは、充電システムＫ側からの電力供給に余裕がないので、充電は行われず、放電が行われる。

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）充電制御ユニット１４の制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐを超える場合に、蓄電池１９を放電させて、充電電力量を要求充電電力量Ｐｃに一致させるように制御する。このような蓄電池１９の放電制御によれば、充電システムＫからの主の電力供給源は電力系統１７となり、蓄電池１９による電力供給は補助的な扱いとすることができる。このため、蓄電池１９が満充電に近い状態で充放電が頻繁に繰り返されることなく、蓄電池１９の放電を適切な時期に行わせることができる。そして、電力系統１７による電力供給に併せて蓄電池１９の電力供給により、充電電力量を要求充電電力量Ｐｃに一致させるように制御することで、システム全体の効率を向上させることができる。

（２）また、上記のような蓄電池１９の放電制御により、蓄電池１９の寿命延伸を図ることができる。
（３）充電システムＫに蓄電池１９を設け、蓄電池１９からも電力を供給させるので、電力系統１７から需用可能な電力量の最大量を抑えることができる。つまり、契約電力を極端に大きくしなくても、複数の充電スタンドＡ〜Ｄで充電を行わせることができる。したがって、契約電力を抑えることで、充電システムＫの保有者のコストを抑制することができる。

（４）充電制御ユニット１４の制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが最大電力供給量Ｐｐ未満の場合、すなわち電力系統１７からの電力供給に余裕があるときに蓄電池１９を充電させるので、蓄電池１９の充電によって充電電力量が減少してしまうことがない。したがって、システム全体の効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図６〜図８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。

図６に示すように、本実施形態の充電システムＫは、複数（本実施形態では３つ）の蓄電ユニット１５を備えている。これらの各蓄電ユニット１５は、送電線Ｌ１に接続されている。これにより、本実施形態の充電システムＫでは、送電線Ｌ１により、各蓄電ユニット１５から充電スタンドＡ〜Ｃに送電する送電路が構築されている。図６には、３台の充電スタンドＡ〜Ｃを有する充電システムＫを図示している。

そして、本実施形態の充電システムＫは、以下のような充電制御が行われる。なお、第１の実施形態で説明した初期設定処理（図２）及び車両状態処理（図３）は、本実施形態の充電システムＫでも同様に行う。本実施形態では、以下に説明する充電制御を実行する充電制御ユニット１４の制御部１８が、充電制御部として機能する。

図７に示すように、制御部１８は、充電制御処理を実行する。充電制御処理は、充電対象とする電気車両Ｋ１〜Ｋ３がある場合に行う。
充電制御処理において制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃに基づき充電システムＫ側から供給すべき充電電力量ＰＮ１と最大電力供給量Ｐｐを比較する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０において制御部１８は、充電電力量ＰＮ１が、最大電力供給量Ｐｐを越えているか否かを判定する。この判定結果が否定の場合、制御部１８は、ステップＳ５０の処理を繰り返す。つまり、この場合の制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃに対してピーク電力制御を行っていない状態の充電電力量ＰＮ１を供給させる。また、この場合の充電電力量ＰＮ１は、電力系統１７から供給されており、蓄電池１９は放電していない。

一方、ステップＳ５０の判定結果が肯定の場合、制御部１８は、充電電力量ＰＮ１が最大電力供給量Ｐｐを越えているので、ピーク電力制御によって充電電力量ＰＮ１を最大電力供給量Ｐｐと一致させるように低減させる（ステップＳ５１）。次に、制御部１８は、蓄電ユニット１５に放電を要求する（ステップＳ５２）。このとき、制御部１８は、蓄電池１９から放電させる電力量を、ステップＳ５１で低減させる前の充電電力量ＰＮ１から最大電力供給量Ｐｐを減算した放電要求電力量ＰＢ１とする。

そして、制御部１８は、ステップＳ５２で算出した放電要求電力量ＰＢ１を蓄電池１９から放電可能か否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３において制御部１８は、各蓄電ユニット１５の蓄電池１９の状態を取得し、その取得情報をもとに蓄電池１９から放電可能な放電可能電力量を算出する。この放電可能電力量は、各蓄電池１９の放電可能電力量を合算した電力量である。そして、制御部１８は、放電要求電力量ＰＢ１と放電可能電力量を比較し、放電要求電力量ＰＢ１が放電可能電力量以下であるか否かを判定する。制御部１８は、放電要求電力量ＰＢ１が放電可能電力量以下である場合、ステップＳ５３を肯定判定する一方で、放電要求電力量ＰＢ１が放電可能電力量を越えている場合、ステップＳ５３を否定判定する。

そして、ステップＳ５３の判定結果が肯定の場合、制御部１８は、充電電力量ＰＮ１をステップＳ５１で低減させる前の充電電力量ＰＮ１に戻す（ステップＳ５４）。つまり、この場合は、蓄電池１９が放電要求電力量ＰＢ１分の電力を放電させることで、最大電力供給量Ｐｐに対してステップＳ５１で低減させる前の充電電力量ＰＮ１の不足分を補完することができる。したがって、制御部１８は、電力系統１７からの最大電力供給量Ｐｐ分の電力と蓄電池１９からの放電要求電力量ＰＢ１分の電力を充電電力量ＰＮ１として供給させる。なお、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃが変化した場合は、充電制御処理を実行する。

一方、ステップＳ５３の判定結果が否定の場合、制御部１８は、放電要求電力量ＰＢ１分の電力を蓄電池１９から放電させることができないので、ステップＳ５０に戻り、ステップＳ５０からの処理を繰り返す。つまり、制御部１８は、ステップＳ５１で低減させた充電電力量ＰＮ１を供給させる。

以下、本実施形態の作用を説明する。
制御部１８は、図８（ａ）に示す期間ａ，ｂ，ｄのように、要求充電電力量Ｐｃに基づく充電電力量ＰＮ１が最大電力供給量Ｐｐを越えない場合、最大電力供給量Ｐｐの範囲で充電を行わせることができる。一方、図８（ａ）に示す期間ｃのように、要求充電電力量Ｐｃに基づく充電電力量ＰＮ１が最大電力供給量Ｐｐを越える場合、最大電力供給量Ｐｐの範囲で充電を行うことができない。

このため、制御部１８は、図８（ｂ）に示すように、期間ｃにおいてピーク電力制御を行って充電電力量ＰＮ１を最大電力供給量Ｐｐに一致させるように制御すれば、最大電力供給量Ｐｐの範囲で充電を行わせることができる。しかし、この場合は、期間ｃにおける各電気車両Ｋ１〜Ｋ３へ分配される充電電力量が、他の期間ａ，ｂ，ｄに比して低減してしまうことになる。

そこで、本実施形態の充電システムＫは蓄電ユニット１５を設けるとともに、制御部１８が図７に示す充電制御処理を実行することにより、要求充電電力量Ｐｃに基づく充電電力量ＰＮ１が最大電力供給量Ｐｐを越える場合でも、ピーク電力制御を行わずに最大電力供給量Ｐｐの範囲で充電を行わせることができる。つまり、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｃに基づく充電電力量ＰＮ１から最大電力供給量Ｐｐを減算した減算電力量分、すなわち放電要求電力量ＰＢ１分の電力を蓄電池１９に放電させる。この制御によれば、図８（ｃ）に示す期間ｃのように、充電電力量ＰＮ１は、最大電力供給量Ｐｐに放電要求電力量ＰＢ１を上乗せした量となる。その結果、要求充電電力量Ｐｃに基づく充電電力量ＰＮ１が最大電力供給量Ｐｐを越える場合であっても、充電電力量ＰＮ１を各電気車両Ｋ１〜Ｋ３へ分配して充電を行わせることができる。

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）〜（３）に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（５）複数の蓄電池１９を設けることで、最大電力供給量Ｐｐに対して上積み可能な電力量を増加させることができる。したがって、電力系統１７との契約電力を大きくしなくても、充電システムＫから供給可能な充電電力量を大きくすることができる。

（６）また、複数の蓄電池１９を設けることで、個々の蓄電池１９の充電容量は小さくすることができる。したがって、蓄電池１９の充電に係る時間を短縮させることができる。したがって、充電システムＫにおける充電効率の低下を抑制することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態を図９及び図１０にしたがって説明する。
図９に示すように、充電対象とする電気車両に対して充電システムＫから供給可能な充電電力量を各電気車両に分配する制御処理において、制御部１８は、まず、電気車両の仕様を取得する（ステップＳ６０）。この実施形態において制御部１８は、電気車両の仕様として、当該電気車両の最大充電電力量を取得する。最大充電電力量は、電気車両が車載電池１０を充電させる際に扱うことが可能な充電電力量の最大値を示す。この最大充電電力量は、電気車両に搭載された電力変換器１２の変換能力によって決定される。次に、制御部１８は、ステップＳ６０で取得した充電対象とする各電気車両の最大充電電力量をもとに、充電システムＫが供給可能な電力の分配量を判定する（ステップＳ６１）。

図１０に示すように、ステップＳ６１の判定において制御部１８は、まず、充電対象とする電気車両の最大充電電力量を合算した合計電力量を算出する。この実施形態において合計電力量が、車載電池１０を充電するために要求される要求充電電力量（図中の符号「Ｐｘ」）となる。例えば、制御部１８は、現在の充電対象となる電気車両が３台であり、これらの電気車両の最大充電電力量を、Ｘ［ｋＷ］、Ｙ［ｋＷ］、Ｚ［ｋＷ］とした時、要求充電電力量ＰｘをＸ＋Ｙ＋Ｚ［ｋＷ］と算出する。そして、制御部１８は、算出した要求充電電力量Ｐｘと、充電システムＫが充電電力量として供給可能な電力系統１７の電力量である最大電力供給量Ｐｐと、を比較する。

上記比較において、制御部１８は、図１０に示すように、要求充電電力量Ｐｘが最大電力供給量Ｐｐ未満の場合（要求充電電力量Ｐｘ＜最大電力供給量Ｐｐ）、充電システムＫ側からの電力供給に余裕があるため、蓄電ユニット１５への指示として「蓄電」を決定する。つまり、この場合は、電力系統１７からの供給電力を使って蓄電池１９の充電を行わせることが可能である。

一方、上記比較において、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｘが最大電力供給量Ｐｐよりも大きい場合（要求充電電力量Ｐｘ＞最大電力供給量Ｐｐ）、要求充電電力量Ｐｘと合算電力量Ｐｐ２をさらに比較する。この合算電力量Ｐｐ２は、最大電力供給量Ｐｐと、蓄電ユニット１５（蓄電池１９）が放電可能な最大量である蓄電池放電電力量Ｐｂｏｍａｘとの合算量である。そして、制御部１８は、図１０に示すように、要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２未満の場合（要求充電電力量Ｐｘ＜合算電力量Ｐｐ２）、充電システムＫから供給する充電電力量として電力系統１７の供給電力量のみでは不足するため、蓄電ユニット１５への指示として「放電」を決定する。

一方、上記比較において、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２よりも大きい場合（合算電力量Ｐｐ２＜要求充電電力量Ｐｘ）、充電システムＫから供給する充電電力量として電力系統１７の供給電力量のみでは不足するため、蓄電ユニット１５への指示として「放電」を決定する。なお、この場合は、充電システムＫが供給可能な最大充電電力量である合算電力量Ｐｐ２よりも大きい電力量が要求充電電力量Ｐｘとして要求されていることになる。

次に、図９のステップＳ６１の処理後、制御部１８は、現在、蓄電池１９が利用可能な状態であるか否かの可否判定を行う。この可否判定は、ステップＳ６１の判定結果をもとに行う。つまり、制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「蓄電」として判定している場合、蓄電池１９が充電可能な状態であるか否かを判定する。この判定において制御部１８は、蓄電池１９が満充電状態であれば充電不能な状態として可否判定の判定結果を利用不可とし、満充電状態でなければ充電可能な状態として可否判定の判定結果を利用可とする。

一方、制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「放電」として判定している場合、蓄電池１９が放電可能な状態であるか否かを判定する。この判定において制御部１８は、蓄電池１９の充電量が所定の充電量に達している場合は放電可能な状態として可否判定の判定結果を利用可とし、所定の充電量に達していない場合は放電不能な状態として可否判定の判定結果を利用不可とする。所定の充電量とは、例えば満充電状態に相当する充電量である。なお、このステップＳ６３の処理において蓄電池１９を利用不可に判定した場合、制御部１８は、ステップＳ６３，Ｓ６４の処理を実行せずにステップＳ６５からの処理を実行する。

次に、制御部１８は、蓄電池１９の電力量を算出するとともにその算出した電力量を蓄電ユニット１５に指示する（ステップＳ６３）。ステップＳ６３において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「蓄電」としている場合、電力量の設定値を、図１０に示すように、最大電力供給量Ｐｐから要求充電電力量Ｐｘを減算した値（Ｐｐ−Ｐｘ）とし、指示する。この場合の設定値が、蓄電池１９へ供給される電力量となる。なお、制御部１８が指示する設定値の最大値は、蓄電ユニット１５の電力変換器２０の変換能力によって定まる最大設定電力値Ｐｐｗであり、蓄電池１９へ充電可能な電力量の最大値である蓄電池充電電力量となる。

また、ステップＳ６３において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「放電」とし、かつ要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２よりも小さい場合、電力量の設定値を、図１０に示すように、要求充電電力量Ｐｘから最大電力供給量Ｐｐを減算した値（Ｐｘ−Ｐｐ）とし、指示する。この場合の設定値が、蓄電池１９から放電される電力量（蓄電池実放電電力量Ｐｂｏ）となる。なお、制御部１８が指示する設定値の最大値は、蓄電ユニット１５の電力変換器２０の変換能力によって定まる最大設定電力値Ｐｐｗである。また、ステップＳ６３において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「放電」とし、かつ要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２よりも大きい場合、電力量の設定値を、図１０に示すように、最大設定電力値Ｐｐｗとし、指示する。そして、制御部１８は、ステップＳ６４においてステップＳ６３で算出した電力量の結果を確認する。

次に、制御部１８は、ステップＳ６１〜Ｓ６４の処理結果を踏まえて、充電対象とする電気車両が接続されている充電スタンドに対する充電電力量の分配量を算出し、指示する（ステップＳ６５）。ステップＳ６５において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「蓄電」としている場合、ピーク電力指示値を最大電力供給量Ｐｐに定める。このピーク電力指示値は、充電システムＫ側から供給される充電電力量の最大量を示す。そして、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｘをもとに充電対象が接続されている充電スタンドへの充電電力量の分配量を算出し、指示する。この場合、要求充電電力量Ｐｘが最大電力供給量Ｐｐを越えていないので、制御部１８は、充電スタンドへの分配量を当該充電スタンドが充電対象とする電気車両の最大充電電力量とする。

また、ステップＳ６５において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「放電」とし、かつ要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２よりも小さい場合、ピーク電力指示値を要求充電電力量Ｐｘに定める。そして、制御部１８は、要求充電電力量Ｐｘをもとに充電対象が接続されている充電スタンドへの充電電力量の分配量を算出し、指示する。この場合、要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２を越えていないので、制御部１８は、充電スタンドへの分配量を当該充電スタンドが充電対象とする電気車両の最大充電電力量とする。

一方、ステップＳ６５において制御部１８は、ステップＳ６１の指示内容を「放電」とし、かつ要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２よりも大きい場合、ピーク電力指示値を合算電力量Ｐｐ２に定める。そして、制御部１８は、合算電力量Ｐｐ２をもとに充電対象が接続されている充電スタンドへの充電電力量の分配量を算出し、指示する。この場合、要求充電電力量Ｐｘが合算電力量Ｐｐ２を越えているので、制御部１８は、充電スタンドへの分配量を、その合算量が合算電力量Ｐｐ２を越えないようにする。例えば、制御部１８は、充電対象とする電気車両の中に充電電流値を可変制御できる電気車両が存在する場合、当該電気車両が接続された充電スタンドへの電力分配量を当該電気車両の最大充電電力量よりも小さい電力量で指示する。また、例えば、制御部１８は、充電対象とする電気車両に優先順位を付与し、その優先順位にしたがって充電スタンドへの電力分配量として最大充電電力量を指示し、最大充電電力量に対して電力量が不足する充電スタンドには分配電力量を指示せずに待機させる。この場合、制御部１８は、充電を完了した充電スタンドが発生し、最大充電電力量を確保できた場合に待機させた充電スタンドに電力分配量を付与する。このような制御により、充電システムＫから供給される充電電力量が減少する。

なお、制御部１８は、ステップＳ６２の処理において蓄電池１９を利用不可と判定している場合、ステップＳ６５の処理において充電スタンドへの分配量を、その合算値が最大電力供給量Ｐｐを越えないようにする。そして、ステップＳ６５の処理後、制御部１８は、ステップＳ６６においてステップＳ６５で算出した分配電力量の結果を確認する。

この実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用を有する。
また、この実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（４）と同様の効果を有する。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 充電システムＫ内に設ける蓄電ユニット１５の数を変更しても良い。例えば、２つでも良いし、４つ以上でも良い。

○ 充電システムＫを構成する充電スタンドＡ〜Ｃの数を変更しても良い。例えば、単数の充電スタンドを設けた充電システムＫに具体化しても良い。また、充電スタンドを２台や５台以上設けた充電システムＫに具体化しても良い。

○ 蓄電ユニット１５の蓄電池１９は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など、充放電電池であれば、種々の構成を適用することができる。
○ 実施形態において充電制御ユニット１４の制御部１８は電力量によって制御を行っているが、電流量によって制御を行っても良い。

○ 充電システムＫは、公共施設（教育機関、公民館など）、商業施設（宿泊施設、ショッピング施設、充電ステーションなど）又は家庭用の設備として具体化しても良い。
○ 実施形態は、充電プラグＰを電気車両Ｋ１〜Ｋ４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、電気車両と充電部（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１１に示すように、非接触式の充電システムでは、電気車両３４側に取り付けられた受電側コイル３５と、充電ステーションの床に埋設された地上側設備３６の送電側コイル３７と、を整合させるようにして電気車両３４を停車させる。このとき、受電側コイル３５と送電側コイル３７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３７からの電力を受電側コイル３５で受電することにより、電気車両３４の車載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、電気車両３４に搭載される車両側コントローラ３８と、地上側設備３６に設置される電源側コントローラ３９とが、無線にて通信できるようになっている。なお、非接触式の充電システムにおいては、地上側設備３６が実施形態において充電部となる充電スタンドＡ〜Ｄに相当し、充電制御ユニット１４は充電ステーション内に設けられている。

○ 第２の実施形態において、第１の実施形態と同様に蓄電池１９の充電を行わせても良い。また、第２の実施形態において、蓄電池１９の充電は、例えば太陽光発電システムや風力発電システムなどの自然エネルギーを利用した発電システムで行っても良い。

○ 第３の実施形態において電気車両から最大充電電流値を取得し、この最大充電電流値をもとに図９の処理を実行しても良い。
○ 分配電力量を優先順位にしたがって決定する場合、その優先順位としては、例えば充電スタンドの利用が早いほど優先的に充電させることでも良いし、充電電流値を可変制御できる電気車両を優先的に充電させることでも良い。また、車載電池１０の充電量が多いほど優先的に充電させることでも良いし、少ないほど優先的に充電させることでも良い。

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）要求充電電力量は、充電対象とする電気車両の最大充電電力量の合算量である。
（ロ）充電制御部は、システムから供給させる充電電力量を充電対象の電気車両が存在する充電部に対して分配供給させる。

（ハ）充電制御部は、分配電力量を予め定めた優先順位にしたがって決定する。

１０…車載電池、１４…充電制御ユニット、１５…蓄電ユニット、１７…電力系統、１８…制御部、１９…蓄電池、Ａ〜Ｄ…充電スタンド、Ｋ…充電システム、Ｐｃ，Ｐｘ…要求充電電力量、Ｐｐ…最大電力供給量、ＰＮ１…充電電力量、Ｐｂｉｍａｘ…蓄電池充電電力量、Ｐｂｏｍａｘ…蓄電池放電電力量、Ｐｐ２…合算電力量。

Claims (5)

1. 車載電池を充電する充電システムにおいて、
   前記車載電池に充電電力を供給する充電部と、
   前記充電電力用の電力を蓄電する蓄電池と、
   電力系統から供給される電力量が予め定めた最大電力供給量を超えないように前記充電部が供給する充電電力量を制御する充電制御部と、を備え、
   前記充電制御部は、前記車載電池を充電するために要求される要求充電電力量が前記最大電力供給量を超える場合、前記要求充電電力量から前記最大電力供給量を減算した減算電力量分の電力を前記蓄電池から放電させることにより、前記充電電力量を制御することを特徴とする充電システム。
2. 前記充電制御部は、前記蓄電池が放電可能な電力量の最大値である蓄電池放電電力量を算出し、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量と前記蓄電池放電電力量の合算電力量を超える場合、前記充電部に供給させる前記充電電力量を前記合算電力量とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記充電制御部は、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量と前記蓄電池放電電力量の合算電力量を超える場合、前記充電部から車両に供給される充電電力量を前記合算電力量以下の電力量に減少させる請求項２に記載の充電システム。
4. 前記充電制御部は、前記要求充電電力量が前記最大電力供給量未満の場合、前記最大電力供給量から前記要求充電電力量を減算した減算電力量分の電力を用いて前記蓄電池を充電させる請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の充電システム。
5. 前記充電制御部は、前記蓄電池が充電可能な電力量の最大値である蓄電池充電電力量を算出し、前記蓄電池充電電力量以下の電力量を前記電力系統から供給させて前記蓄電池の充電を行う請求項４に記載の充電システム。