JP2014183669A

JP2014183669A - 充電装置

Info

Publication number: JP2014183669A
Application number: JP2013057375A
Authority: JP
Inventors: Wen Leon Lu; ウェンレオンルー; Makoto Gamachi; 誠蒲地
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-29

Abstract

【課題】各電動車両の充電開始までの待ち時間を短縮することができると共に、設置スペースを小さく抑えることができ且つ比較的安価に設置することができる充電装置を提供する。
【解決手段】各駐車スペースに対応して設置される給電装置と、充電装置本体と、を備え、給電装置から電動車両への給電が一度実行された場合は、各給電装置に所定順で所定時間ずつ電力供給を実行することを２回目以降禁止する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数台分の駐車スペースを備える駐車場に設置され、複数台の電動車両のバッテリを所定順で急速充電する充電装置に関する。

近年、電気自動車やハイブリッド自動車等、バッテリの電力を利用して走行する電動車両が実用化されているが、バッテリの電力のみで走行する電気自動車の普及はあまり進んでいないのが現状である。その原因の一つとしては、外出先で充電サービスを受けられる場所が少ないことが挙げられる。公共施設や商業施設の駐車場等に３０分程度の時間で急速にバッテリを充電する充電装置を設置した場所が徐々に増えてはきているが、その数はまだまだ少ない。

このような充電装置の設置場所が増えない要因として、まずは装置自体の価格が高いことが挙げられる。同時に複数台の電気自動車に対して充電サービスを提供しようとすると、複数台の充電装置を設置する必要があり、設備投資がかなり高額になってしまう。また、駐車スペースの外側に充電装置を設置するスペースが必要であり、駐車場として比較的広いスペースを確保しなければならないことも、充電装置の設置場所が増えない要因の一つと考えられる。

ここで、充電装置は、一般的には、各駐車スペースに対応してそれぞれ一台設置されるが、例えば、一台の充電装置で、同時に複数台の電動車両（電気自動車）に対して充電を行うようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。このような充電装置であれば、各駐車スペースにそれぞれ一台の充電装置を設置するのに比べて、設置スペースを小さく抑えることができる。また比較的少額の設備投資で複数台の電動車両に対する充電サービスを提供することができる。

特開２０１１−２４４６３０号公報

ところで、特許文献１に記載の充電装置では、複数台の電動車両のバッテリを充電する場合、基本的には、各電動車両に対する単位充電（例えば、所定時間の充電）を、入庫順に繰り返し実行している。このように入庫順に単位充電を繰り返すようにすると、充電する電動車両の台数が２，３台程度であれば、比較的短い待ち時間で各電動車両のバッテリを充電することはできるかもしれない。しかしながら、充電する電動車両の台数が多くなった場合には、新たな利用者が充電開始まで長時間待たされてしまう虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、各電動車両の充電開始までの待ち時間を短縮することができると共に、設置スペースを小さく抑えることができ且つ比較的安価に設置することができる充電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、複数台分の駐車スペースを有する駐車場に設置されて各駐車スペースに駐車された電動車両のバッテリを急速充電する充電装置であって、各駐車スペースに対応して設置されて前記電動車両への給電を行う給電装置と、各給電装置に接続されて各給電装置に電力を供給する充電装置本体と、前記充電装置本体から各給電装置への電力供給を制御する電力供給制御部と、を備え、該電力供給制御部は、各給電装置に所定順で前記電動車両のバッテリ残容量にかかわらず所定時間ずつ電力供給を実行する電力供給手段と、各給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定する給電判定手段と、を有し、前記電力供給手段は、前記給電判定手段によって各給電装置から電動車両への給電が一度実行されたと判定された場合は、当該給電装置への２回目以降の電力供給の実行を禁止することを特徴とする充電装置にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様の充電装置において、各駐車スペースに設けられて当該駐車スペース内の車両の有無を検出する車両検出手段を備え、前記給電判定手段は、前記車両検出手段の検出結果に基づいて、前記給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定することを特徴とする充電装置にある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様の充電装置において、前記給電装置が前記電動車両に接続される給電コネクタを備え、前記給電判定手段は、前記給電コネクタの脱着の有無に基づいて、前記給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定することを特徴とする充電装置にある。

本発明の第４の態様は、第１から３の何れか一つの態様の充電装置において、前記電力供給制御部は、各給電装置から給電する電動車両のバッテリ残容量を検出する残容量検出手段を有し、前記電力供給手段は、前記残容量検出手段によってバッテリ残容量が所定値以上であることが検出されると、前記所定時間の経過前であっても対応する給電装置への電力供給を終了することを特徴とする充電装置にある。

本発明の第５の態様は、第１から４の何れか一つの態様の充電装置において、前記電力供給制御部は、前記バッテリ充電時の充電電流を検出する充電電流検出手段を有し、前記電力供給手段は、前記充電電流検出手段によって前記充電電流の低下が検出されると、前記所定時間の経過前であっても対応する給電装置への電力供給を終了することを特徴とする充電装置にある。

かかる本発明の充電装置では、各駐車スペースに充電装置を設置するのに比べて設置スペースを小さく抑えることができる。また、電動車両一台あたりの設備投資額を比較的低く抑えることができる。つまり複数台分の充電装置を比較的安価に設置することができる。

さらに本発明では、各給電装置から電動車両への給電が一度実行された場合は、各電動車両の２回目以降のバッテリへの給電を禁止するようにしているため、各利用者の待ち時間の短縮を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る充電装置の構成の一例を示す概略図である。本発明の実施形態１に係る充電装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る充電装置の動作を説明する図である。本発明の実施形態１に係る充電装置の制御例を示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係る充電装置の概略構成を示すブロック図である。充電電圧と充電電流との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る充電装置１０は、複数の駐車スペース１００を備える駐車場に設置され、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両１１０のバッテリを急速充電する急速充電装置である。この充電装置１０は、例えば、比較的大型の商業施設の駐車場等に設置して好適なものであり、所定数の各駐車スペース１００に対応して設置される給電装置２０と、所定数の駐車スペース１００に対して一台設置される充電装置本体３０と、で構成されている。

給電装置２０は、電動車両１１０の給電プラグに接続される給電コネクタ２１を有する比較的小型の装置であり、各駐車スペース１００に対応して設置されている。すなわち給電装置２０は、各駐車スペース１００に駐車された電動車両１１０への給電を行う。また給電装置２０は、電動車両１１０のバッテリを充電中であることを表示する表示手段としてのランプ２２を備えている。

充電装置本体３０は、図示しない商用電源に接続され、商用電源から供給された交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、入力電圧を昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータや、バッテリを充電するための電力を蓄える内部バッテリ等の各種機器類を備える。

このような各種機器を備えた充電装置本体３０は、比較的大型の装置となるが、所定台数（本実施形態では１４台）の駐車スペース１００に対して一台設置されるのみである。また各駐車スペース１００に対応して設けられる給電装置２０は小型の装置である。したがって、充電装置１０全体としての設置スペースは、従来のように各駐車スペースに充電装置を設置するのに比べて縮小することができる。また本実施形態に係る充電装置１０では、複数の駐車スペース１００に対して一台の充電装置本体３０を設置すればいため、比較的少額の設備投資で、複数台の電動車両に対して充電サービスを提供可能な装置を設置することができる。

また本発明の充電装置１０によれば、多数の駐車スペース１００で充電サービスを提供することができるため、電動車両専用（充電専用）の駐車スペースを設ける必要がなくなり、駐車場を有効活用することができる。

ところで、本実施形態に係る充電装置１０を構成する各給電装置２０と充電装置本体３０とは、ケーブル４０及び図示しないコンタクタを介して充電装置本体３０にそれぞれ接続されており、充電装置本体３０から各給電装置２０への電力供給は、後述する電力供給制御部６０によって制御されている。すなわち電力供給制御部６０は、所定のタイミングでコンタクタをオン／オフして各給電装置２０とケーブル４０とを接続／切断することで、充電装置本体３０から各給電装置２０への電力供給を制御している。

以下、充電装置本体３０から各給電装置２０への電力供給制御について説明する。本実施形態では、充電装置本体３０から各給電装置２０への電力供給を制御する電力供給制御部６０は、充電装置本体３０に設けられ、電力供給手段６１と、給電判定手段６２と、を有する（図２参照）。

電力供給手段６１は、各給電装置２０に対して、所定順で電動車両１１０のバッテリ残容量にかかわらず所定時間ずつ電力供給を実行する。所定の給電装置２０に電力が供給されると、その給電装置２０に接続された電動車両１１０への給電（バッテリの充電）が実行されることになる。すなわち電力供給手段６１は、給電装置２０への電力供給を制御することで、各電動車両１１０への給電を制御している。

例えば、本実施形態では、複数の給電装置２０（給電コネクタ２１）に電動車両１１０が接続されている場合、電力供給手段６１は、基本的には、駐車スペース１００の番号（１−１４）の若い順に、充電装置本体３０から各給電装置２０に順次電力を供給して、各電動車両１１０への給電を実行する。例えば、図２に示す例では、番号１，３，４，７，８の駐車スペース１００の電動車両１１０に給電コネクタ２１が接続されているため、電力供給手段６１は、基本的には、この駐車スペース１００の番号１，３，４，７，８の順で電動車両１１０への給電を実行する。

給電判定手段６２は、各給電装置２０に接続されている電動車両１１０への給電が既に実行されたか否かを判定する。例えば、本実施形態では、図示は省略するが、各駐車スペース１００に車両の有無を検出する車両検出手段（車両検出センサ）が設けられており、給電判定手段６２は、この車両検出センサの検出結果に基づいて、電動車両１１０への給電が既に実行されたか否かを判定する。具体的には、給電判定手段６２は、充電が一度実行されて給電コネクタ２１が電動車両１１０から外された後、車両検出センサの検出結果に基づいて、電動車両１１０が駐車スペース１００から移動されたか否かを判断し、電動車両１１０の移動が確認されない場合には、電動車両１１０への給電が既に実行されたと判定する。電動車両１１０の移動が確認されれば、新たな車両が駐車されたと判断し、給電は実行されていないと判定する。

そして電力供給手段６１は、上述のように、基本的には駐車スペース１００の番号（１−１４）の若い順に各電動車両１１０の充電を実行するが、その際、給電判定手段６２によって各給電装置２０から電動車両１１０への給電が実行されていないと判定されたことを、給電を実行する一つの条件としている。言い換えると、給電判定手段６２によって各給電装置２０から電動車両１１０への給電が一度実行されたと判定された場合は、電動車両１１０に対する２回目以降の給電を禁止する。すなわち電力供給手段６１は、まだ充電が実行されていない電動車両１１０に対して優先的に給電を実行する。

例えば、図３に示すように、番号１，３，４，７，８の駐車スペース１００の電動車両１１０に給電コネクタ２１が接続され、番号８の駐車スペース１００の電動車両１１０への給電が実行されている状況で、番号２の駐車スペース１００に新たに電動車両１１０が駐車されて給電コネクタ２１が接続されたとする。この場合、番号８の駐車スペース１００の電動車両１１０への給電が終了すると、次に、番号１の駐車スペース１００の電動車両１１０への給電は実行されることなく、番号２の駐車スペース１００の電動車両１１０への給電が実行されることになる。

このように本発明では、給電判定手段６２によって、電動車両１１０への給電（バッテリの充電）が既に実行されたか否かを判定し、既に実行されていれば、その電動車両１１０への給電は実行することなく、次の電動車両１１０への給電を実行するようにした。

これにより、各電動車両１１０に対して給電を実行するまでの待ち時間を短縮することができ、充電装置の利用者の利便性を向上することができる。

次に、このような本実施形態の充電装置による電力供給制御の一例について図４のフローチャートを参照して説明する。

図４に示すように、まずは駐車スペースを示す所定番号αが番号１（α＝１）に設定され（ステップＳ１）、番号１（α＝１）の駐車スペースに、車両が駐車されているか否かを判定する（ステップＳ２）。本実施形態では、各駐車スペースに設けられた車両検出手段（車両検出センサ）の検出結果に基づいて、車両の有無を判定している。ここで、車両が駐車されている場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、次に番号１の駐車スペースの車両に給電コネクタ２１が接続されているか否かを判定する（ステップＳ３）。そして給電コネクタ２１が接続されていると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、次いで、１回目の給電であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、１回目の給電である場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進み、電動車両への給電（バッテリの充電）を開始する。すなわち充電装置本体３０と番号１の駐車スペースに設置されている給電装置２０とを接続し、接続した給電装置２０に対して充電装置本体３０からの電力供給を開始する。その後、所定時間Ｔが経過すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、給電装置２０への給電を終了して、ステップＳ７に進みαに１を加算する。次いでステップＳ８で、αが所定値Ｋよりも大きいか否かを判定する。この所定値Ｋは駐車スペースの数であり、本実施形態ではＫ＝１４に設定されている。そして、番号αが所定値Ｋよりも小さい場合には（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、次の番号（例えば、番号２）の駐車スペースにおいて上述の処理が実行されることになる。番号αが所定値Ｋよりも大きい場合には（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、すべての駐車スペースにおいて上述の処理が実行されたことになるので、スタートに戻り、所定番号αが番号１（α＝１）に設定され（ステップＳ１）、再び番号１の駐車スペースから上述の処理が実行されることになる。

またステップＳ４で、上述したように給電判定手段６２によって既に給電が実行されていると判定された場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、対応する給電装置２０への電力供給は行われることなくステップＳ７に進む。さらにステップＳ２で車両が検出されなかった場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、及びステップＳ３で給電コネクタ２１の接続が確認されかった場合（ステップＳ３：Ｎｏ）にも、給電が実行されることなくステップＳ７に進む。

以上のように、本発明の充電装置１０では、複数の駐車スペース１００に駐車されている電動車両１１０のうち、給電（バッテリの充電）が実行されていない電動車両１１０に対して、優先的に給電を実行するようにした。これにより、各電動車両１１０に対して給電を実行するまでの待ち時間を短縮することができ、充電装置１０の利用者の利便性を向上することができる。

また給電コネクタ２１が接続されている全ての電動車両１１０に対して１回ずつの給電が実行された場合には、各電動車両１１０に対する給電を中止してもよいし、例えば、各電動車両１１０の給電回数をリセットして、各電動車両１１０に対して再度給電を実行するようにしてもよい。

なお、一回あたりの給電時間（充電時間）は、特に限定されず、一台の充電装置本体３０に接続される給電装置２０の台数等に応じて、適宜決定されればよいが、比較的短い時間（例えば、５−１０分程度）とすることが好ましい。さらに、実施形態２として説明するように、一回あたりの給電時間経過前であっても、電動車両のバッテリ残量容量に応じて、給電を終了するようにしてもよい。

（実施形態２）
図５に示すように、本実施形態に係る電力供給制御部６０Ａは、電力供給手段６１、給電判定手段６２と共に、残容量判定手段６３と、充電電流検出手段６４と、を有する。

残容量判定手段６３は、電動車両１１０に給電コネクタ２１が接続された際に、電動車両１１０のバッテリ残容量を検出する。また充電電流検出手段６４は、電動車両１１０への給電時（バッテリの充電時）の電流（充電電流）を検出する。

そして本実施形態では、電力供給手段６１は、所定の給電時間が経過しない場合でも、これら残容量判定手段６３による判定結果及び充電電流検出手段６４の検出結果に基づいて、充電装置本体３０から給電装置２０への電力供給、つまり電動車両１１０への給電（バッテリの充電）を終了する。

具体的には、まず電動車両１１０への給電によりバッテリ残容量（ＳＯＣ）が所定容量（例えば、８０％）に達した場合には、所定の給電時間が経過していなくても充電装置本体３０から給電装置２０への電力供給を中止する。ＳＯＣが８０％程度であれば十分な走行距離を確保することができ、またそれ以上のバッテリの充電は効率が大幅に低下することが予想されるからである。ここで、電力供給を中止するバッテリ残容量の所定容量は８０％に限られず、バッテリの充電効率が大幅に低下することが予想される範囲で適宜設定することができる。また充電電流の低下が検出された場合にも、給電装置２０への電力供給を終了する。例えば、図６に示すように、バッテリの充電が開始されてから充電電圧が所定値Ｖ１に達するまでは充電電流は略一定であり、電動車両１１０のバッテリは効率的に充電される。しかしながら、充電電圧が所定値Ｖ１に達して定電圧充電となると充電電流は徐々に低下して充電効率は大幅に低下する。したがって、充電電流の低下が検出された場合に給電装置２０への電力供給を終了することで、複数の各電動車両１１０のバッテリを効率的に充電することができる。なお、ここで言う充電効率とは、単位時間あたりの充電電力量を指すものとする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、駐車スペースの番号順に、電動車両の充電を行うようにしたが、充電を実行する順序は特に限定されるものではない。例えば、電動車両に給電コネクタを接続した順で実行してもよいし、例えば、予約順に実行するようにしてもよい。また上述の実施形態では、１台の電動車両毎にバッテリの充電を行うようにしたが、勿論、充電装置の出力によっては、複数台（例えば、２，３台）の電動車両のバッテリを同時に充電するようにしてもよい。

また上述の実施形態では、給電判定手段６２は、電動車両１１０の移動の有無等に基づいて、既に給電が実行されたか否かを判定するようにしたが、この判定方法は特に限定されるものではない。

また上述の実施形態では、充電装置として、給電コネクタによって電動車両と接続するものを例示したが、勿論、本発明は、非接触型の充電装置にも適用することができる。

１０充電装置
２０給電装置
２１給電コネクタ
２２ランプ
３０充電装置本体
４０ケーブル
６０電力供給制御部
６１電力供給手段
６２給電判定手段
６３残容量判定手段
６４充電電流検出手段
１００駐車スペース
１１０電動車両

Claims

複数台分の駐車スペースを有する駐車場に設置されて各駐車スペースに駐車された電動車両のバッテリを急速充電する充電装置であって、
各駐車スペースに対応して設置されて前記電動車両への給電を行う給電装置と、
各給電装置に接続されて各給電装置に電力を供給する充電装置本体と、
前記充電装置本体から各給電装置への電力供給を制御する電力供給制御部と、を備え、
該電力供給制御部は、
各給電装置に所定順で前記電動車両のバッテリ残容量にかかわらず所定時間ずつ電力供給を実行する電力供給手段と、
各給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定する給電判定手段と、を有し、
前記電力供給手段は、前記給電判定手段によって各給電装置から電動車両への給電が一度実行されたと判定された場合は、当該給電装置への２回目以降の電力供給を禁止することを特徴とする充電装置。
請求項１に記載の充電装置において、
各駐車スペースに設けられて当該駐車スペース内の車両の有無を検出する車両検出手段を備え、
前記給電判定手段は、前記車両検出手段の検出結果に基づいて、前記給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定することを特徴とする充電装置。
請求項１又は２に記載の充電装置において、
前記給電装置が前記電動車両に接続される給電コネクタを備え、
前記給電判定手段は、前記給電コネクタの脱着の有無に基づいて、前記給電装置から前記電動車両への給電が実行されたか否かを判定することを特徴とする充電装置。
請求項１から３の何れか一項に記載の充電装置において、
前記電力供給制御部は、各給電装置から給電する電動車両のバッテリ残容量を検出する残容量検出手段を有し、
前記電力供給手段は、前記残容量検出手段によってバッテリ残容量が所定値以上であることが検出されると、前記所定時間の経過前であっても対応する給電装置への電力供給を終了することを特徴とする充電装置。
請求項１から４の何れか一項に記載の充電装置において、
前記電力供給制御部は、前記バッテリ充電時の充電電流を検出する充電電流検出手段を有し、
前記電力供給手段は、前記充電電流検出手段によって前記充電電流の低下が検出されると、前記所定時間の経過前であっても対応する給電装置への電力供給を終了することを特徴とする充電装置。