JP2015073431A - 充電装置、充電制御ユニット及び充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の装置で複数のバッテリ搭載装置を同時に充電する。【解決手段】充電装置１０３は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部１１０と、バッテリ４を搭載したバッテリ搭載装置としての車両１０２に接続可能な複数の利用者操作ユニット１０７と、電力出力部１１０から利用者操作ユニット１０７への電力供給を制御する充電制御ユニット１５５とを備え、バッテリ４に電力を供給して充電するものであり、充電制御ユニット１５５は、車両１０２に接続されている利用者操作ユニット１０７に対して、電力出力部１１０から出力される電力を振り分けて供給する。【選択図】図８

Description

本発明は、例えば電気自動車等のバッテリ搭載装置に搭載されたバッテリを充電するための充電装置、充電制御ユニット及び充電制御方法に関する。

近年、環境問題に対する問題意識の高まりから、排気ガスの少ない車両として電気自動車やハイブリッド車両が広く普及しつつある。この種の車両は、モータを駆動源として走行するので、モータに電力を供給するバッテリを搭載している。よって、車両を走行させてバッテリの充電量が低下した際には、例えば街の一角に設置された充電スタンド等にてバッテリをその都度充電する必要がある（特許文献１〜５等参照）。

バッテリの充電は、急速充電の技術が開発されてきているとは言っても、いまだ長い時間を要する現状がある。よって、１台の車両が充電スタンドを占有している間、他のユーザは順番待ちをしなければならないので、利便性が著しく損なわれる。また、充電開始時の電池残量によって満充電までにかかる時間は様々であるので、充電中の先の車両が、いつ充電終了となるのか分からないことも、ユーザの利便性を損なう要因となっていた。そこで、特許文献１のような技術が提案されている。

図３０に示すように、特許文献１に開示の充電装置８１には、系統から取得した電圧を所定の直流電圧に変換出力する充電コンバータ装置８２と、充電時に車両８３を充電コンバータ装置８２に繋げる複数の利用者操作ユニット８４，８４…とが設けられている。充電コンバータ装置８２には、商用電源を直流変換する１つの電力変換ユニット８５と、電力変換ユニット８５が生成した直流電圧を特定の１つの利用者操作ユニット８４に振り分ける切換回路８６とが設けられている。利用者操作ユニット８４は、いわゆる充電端末に相当するものであり、充電ケーブルの先端に給電プラグが設けられている。

車両８３を駐車場に駐車した際、バッテリを充電するには、利用者操作ユニット８４の給電プラグを車両８３のインレットに接続する。このとき、充電コンバータ装置８２は、車両８３に接続された利用者操作ユニット８４に切換回路８６を接続し、使用状態にある利用者操作ユニット８４に電力変換ユニット８５を接続する。よって、電力変換ユニット８５からの直流電圧が、使用状態にある利用者操作ユニット８４を介して車両８３に流れ込み、バッテリが充電される。

特開２０１０−２８９１３号公報 特開平７−１１５７３２号公報 特開２００６−２０４３８号公報 特開２００６−２６２５７０号公報 特開昭５４−１０１５２６号公報

ところが、特許文献１に開示の充電装置８１は、１つの電力変換ユニット８５をどの利用者操作ユニット８４に接続するのかを切換回路８６によって切り換えるだけで、結局のところ、１台の充電コンバータ装置８２に対して１台の車両８３のみに充電可能となっている。つまり、１対１でのみ充電が可能である。よって、仮に充電中の車両８３があると、この車両８３での充電が完了しない限り、他車両を充電できない問題があった。ところで、複数車両を充電可能とするには、例えば充電コンバータ装置８２を複数設置すればよいが、これだと充電コンバータ装置８２にかかるコストが増大するので、現実的ではない。

本発明の目的は、１台の装置で複数のバッテリ搭載装置を同時に充電することができる充電装置、充電制御ユニット及び充電制御方法を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記充電制御ユニットであって、前記電力出力部は、複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットは、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電装置の外部からピーク電力の時間帯の情報を取得し、前記複数の電力ユニットの中で稼動時間が長い順に所定個数の電力ユニットを選択して、前記ピーク電力の時間帯の間、選択された電力ユニットの稼動を制限することを特徴とする。
また、前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置であって、前記電力出力部は、複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットは、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電制御ユニットは、前記充電装置の外部からピーク電力の時間帯の情報を取得し、前記複数の電力ユニットの中で稼動時間が長い順に所定個数の電力ユニットを選択して、前記ピーク電力の時間帯の間、選択された電力ユニットの稼動を制限することを特徴とする。
また、前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記充電制御ユニットが実行する充電制御方法であって、前記電力出力部は、複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットは、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電制御ユニットが、前記充電装置の外部からピーク電力の時間帯の情報を取得し、前記複数の電力ユニットの中で稼動時間が長い順に所定個数の電力ユニットを選択して、前記ピーク電力の時間帯の間、選択された電力ユニットの稼動を制限することを特徴とする。
［課題を解決するための手段］の以降の記載は、本発明に関する参考例として示す。
前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記充電制御ユニットであって、前記電力出力部は、系統からの電力を充電用の直流の電力に変換して出力する複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットは、前記利用者操作ユニットで操作者の操作により設定された充電パターンを取得し、当該充電パターンに基づいて、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電パターンは前記バッテリの充電終了時を規定する充電スケジュールを含み、前記充電制御ユニットは、前記充電スケジュールを満足するように、前記電力出力部から出力される電力を振り分けることを要旨とする。

この構成によれば、充電装置の利用者操作ユニットにバッテリ搭載装置が接続されると、充電制御ユニットは、このとき使用可能な電力を利用者操作ユニットに電源として振り分け、バッテリ搭載装置のバッテリを充電するために、振り分けられた電力を利用者操作ユニットに供給する。そして、利用者操作ユニットにバッテリ搭載装置が接続される度に、このとき使用可能な電力が利用者操作ユニットに割り当てられ、バッテリが充電される。よって、１台の充電装置であっても、複数の利用者操作ユニットを充電可能に動作することが可能となるので、一度に複数のバッテリ搭載装置を充電することが可能となる。
また、電力ユニットをメンテナンスする際、メンテナンス対象の電力ユニットのみ動作を停止し、他のものは動作状態としておくことも可能である。よって、充電装置の稼働を維持しながら、電力ユニットをメンテナンスすることができる。また、もし仮に、充電装置の利用者が増えた場合、電力ユニットを増設することで対応することが可能である。よって、設置する電力ユニットを利用者数動向に応じて増減することが可能となるので、充電装置に要する初期コストの節約にもなる。
また、例えば商用電源を利用して、充電に必要な電力を容易に得ることができる。
また、操作者の要望に応じた充電パターンによってバッテリを充電することができる。よって、操作者の要望に応じた柔軟なサービスを提供することができる。
また、操作者が指定した時刻までに終了するように充電を実行することが可能となる。

また、前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置であって、前記電力出力部は、系統からの電力を充電用の直流の電力に変換して出力する複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットは、前記利用者操作ユニットで操作者の操作により設定された充電パターンを取得し、当該充電パターンに基づいて、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電パターンは前記バッテリの充電終了時を規定する充電スケジュールを含み、前記充電制御ユニットは、前記充電スケジュールを満足するように、前記電力出力部から出力される電力を振り分けることを要旨とする。

また、前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記充電制御ユニットが実行する前記充電制御方法であって、前記電力出力部は、系統からの電力を充電用の直流の電力に変換して出力する複数の電力ユニットを備えており、前記充電制御ユニットが、前記利用者操作ユニットで操作者の操作により設定された充電パターンを取得し、当該充電パターンに基づいて、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、前記充電パターンは前記バッテリの充電終了時を規定する充電スケジュールを含み、前記充電制御ユニットが、前記充電スケジュールを満足するように、前記電力出力部から出力される電力を振り分けることを要旨とする。

また、前記問題点を解決するために、本発明は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記充電制御ユニットが、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給することにより、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記利用者操作ユニットが実行する充電受付方法であって、表示部に、前記バッテリの充電終了時を規定する充電スケジュールを受け付けるタイマ充電受付部と、前記バッテリの所定の充電出力容量での充電を即座に実施することを要求する急速充電要求を受け付ける急速充電受付部とを備えた受付画面を表示するステップ（ａ）と、前記受付画面において前記充電スケジュール又は前記急速充電要求の情報を受け付けるステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において受け付けられた前記充電スケジュール又は前記急速充電要求の情報を記憶部に記憶するステップ（ｃ）と、前記記憶部に記憶した前記充電スケジュール又は前記急速充電要求の情報を前記充電制御ユニットに送信するステップ（ｄ）とを有することを要旨とする。

この構成によれば、１台の充電装置であっても、複数の利用者操作ユニットを充電可能に動作して、一度に複数のバッテリ搭載装置を充電することができる充電装置の利用者操作ユニットにおいて、表示部に表示されるタイマ充電受付部と急速充電受付部とを備えた受付画面を通して、操作者は、複数の利用者操作ユニットの各々において、容易にタイマ充電又は急速充電を申し込むことができる。

また、前記問題点を解決するために、本発明は、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続して、当該バッテリに電力を供給して充電する充電装置であって、系統からの電力を充電用の直流電力に変換出力する複数の電力変換ユニットと、前記バッテリ搭載装置に接続される充電ケーブルを各々有する複数の利用者操作ユニットと、前記バッテリ搭載装置に前記充電ケーブルを接続することにより使用状態に入った前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力変換ユニットの中から使用するものを決定し、この振り分けの下、前記利用者操作ユニットと前記電力変換ユニットとを接続し、前記電力変換ユニットから前記利用者操作ユニットへの電力供給の開始及び終了を制御する機能を有する充電制御ユニットとを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、充電装置に複数の電力変換ユニットを設け、利用者操作ユニットにバッテリ搭載装置が接続されると、このとき使用可能な電力変換ユニットを利用者操作ユニットに電源として振り分け、バッテリ搭載装置のバッテリを充電する。そして、利用者操作ユニットにバッテリ搭載装置が接続される度に、このとき使用可能な電力変換ユニットが利用者操作ユニットに割り当てられ、バッテリが充電される。よって、１台の充電装置であっても、複数の利用者操作ユニットを充電可能に動作することが可能となるので、一度に複数のバッテリ搭載装置を充電することが可能となる。

本発明では、前記充電制御ユニットは、新たな前記バッテリ搭載装置が充電される際、このとき使用状態にない前記電力変換ユニットを、当該新たなバッテリ搭載装置の電源として割り当てることを要旨とする。

この構成によれば、先のバッテリ搭載装置を充電中に新たなバッテリ搭載装置を充電するとき、充電中のバッテリ搭載装置の充電動作に影響を与えることなく、新たなバッテリ搭載装置を充電することが可能となる。

本発明では、充電に必要な電力に関係する通知として必要電力量情報を前記バッテリ搭載装置から取得する必要電力量取得手段を備え、前記充電制御ユニットは、充電開始に先立ち、前記バッテリ搭載装置から入力した前記必要電力量情報を基に前記電力変換ユニットを割り振ることを要旨とする。

この構成によれば、充電開始に先立ち、充電に必要な必要電力量情報をバッテリ搭載装置から充電装置に出力し、この必要電力量情報に基づく個数の電力変換ユニットによって、バッテリを充電する。よって、例えば充電量が大きく減っているときには、大きな電力量で充電が実行され、一方で充電量がさほど減っていないときには、小さな電力量で充電が実行されるので、その時々の充電量に応じた好適な態様でバッテリを充電することが可能となる。

本発明では、前記充電制御ユニットは、前記電力変換ユニットと前記利用者操作ユニットとの接続組合せを、その時々の充電状態に応じて動的に変更又は組み替えることを要旨とする。

この構成によれば、例えば複数のバッテリ搭載装置を同時に充電している最中に、一方の充電で電力変換ユニットが空いたときには、この電力変換ユニットを他方に回すことが可能となる。よって、電力変換ユニットをより効率よく使用することが可能となるので、充電効率が向上する。

本発明では、前記バッテリの充電中、前記バッテリ搭載装置から当該バッテリの充電量情報を取得する充電量取得手段を備え、前記充電制御ユニットは、前記バッテリの充電量に応じて、前記電力変換ユニットの振り分けを切り換えることを要旨とする。

この構成によれば、バッテリの充電中、バッテリ搭載装置から充電量情報を取得し、この充電量情報に基づく個数に電力変換ユニットの振り分けを切り換えて、バッテリを充電する。よって、最初は定電流制御にてバッテリを充電し、充電量が大きくなった後は充電電流を徐々に低下させながら充電する定電圧制御にて、バッテリを充電することが可能となる。

本発明では、ユーザが要求する充電パターンを前記利用者操作ユニットでマニュアル設定可能な充電パターン入力手段を備え、前記充電制御ユニットは、充電開始に先立ち、ユーザにより設定された前記充電パターンを基に前記電力変換ユニットを割り振ることを要旨とする。

この構成によれば、充電パターンをマニュアル設定可能としたので、ユーザの要望に応じた充電パターンによってバッテリを充電することが可能となる。このため、ユーザの要望に応じた柔軟なサービスを提供することが可能となる。

本発明では、前記電力変換ユニットにおける故障有無を検出する故障検出手段と、故障した前記電力変換ユニットを使用の中から切り離す切離手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、電力変換ユニットに故障が発生すると、故障した電力変換ユニットが使用から切り離され、故障していない他の正常な電力変換ユニットのみが電源として利用者操作ユニットに割り振られる。よって、故障した電力変換ユニットが電源として使用されることがないので、正常な充電動作が確保される。

本発明によれば、１台の装置で複数のバッテリ搭載装置を同時に充電することができる。

本発明の第１実施形態に係る充電装置のブロック図。 充電装置の使用状況例を示す例示図。 切換回路の回路図。 充電の制御シーケンスを示す波形図。 充電装置の動作例を示すモデル図。 充電装置の他の動作例を示すモデル図。 別例の充電装置の一部を示すブロック図。 本発明の第２実施形態に係る充電装置のブロック図。 タイマ充電管理ＤＢのデータ構造を示す図。 急速充電管理ＤＢのデータ構造を示す図。 電力変換ユニットＤＢのデータ構造を示す図。 稼動時間ＤＢのデータ構造を示す図。 第２実施形態に係る充電装置において実施される充電の一例を説明するための図であり、（ａ）は充電対象の車両と充電内容を示す図、（ｂ）は充電対象の車両が充電装置に繋がれた様子を示す図、（ｃ）は３台の車両が順次接続された場合の電力変換ユニットの割付結果を示す図、（ｄ）は最初の３台の車両に引き続いて別の１台の車両が追加接続された場合の電力変換ユニットの割付結果を示す図。 第２実施形態に係るタイマ充電と急速充電の両方の充電方式を実現する充電処理の全体的な手順を示すフローチャート。 タイマ充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理の手順を示すフローチャート。 タイマ充電についての必要電力変換ユニット数ＰＮ及び充電時間ＣＴの算出処理の手順を示すフローチャート。 急速充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理の手順を示すフローチャート。 急速充電についての充電時間ＱＴの算出処理の手順を示すフローチャート。 電力変換ユニットの使用時間のシフト処理の手順を示すフローチャート。 充電予約を待機中の充電予約・メッセージ画面を示す図。 タイマ充電が選択されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 タイマ充電において充電スケジュール及び充電率が指定されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 急速充電が選択されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 急速充電において充電率が指定されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 タイマ充電において充電予約が入っている旨の回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 タイマ充電において充電終了時の充電率の値を含む回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 タイマ充電を勧める旨の回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 急速充電において充電終了時の充電率の値を含む回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図。 第２実施形態の変形例の要部を示すブロック図。 従来の充電装置のブロック図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した充電装置の第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図２に示すように、駐車場１には、駐車された電気自動車やハイブリッド車両（以下、単に車両２と記す）に充電が可能な充電装置（充電スタンド）３が設置されている。本実施形態の充電装置３は、例えばＤＣ500Ｖの高い直流電圧を車両２に供給して、車両２のバッテリ４（図１参照）を短時間で充電する高速充電式である。なお、車両２がバッテリ搭載装置に相当する。

充電装置３には、系統電源（例えば商用電源）５から取得した交流電力（ＡＣ電力）を充電用の直流電力（ＤＣ電力）に変換出力する充電コンバータ装置６と、充電時においてユーザにより車両２に接続される利用者操作ユニット７とが設けられている。駐車場１には、駐車時間を計測するパーキングメータ８も設置されている。なお、系統電源５が系統に相当する。

図１に示すように、充電コンバータ装置６には、系統電源５の交流電力を充電に適当な直流の電流／電圧に変換する複数の電力変換ユニット９が設けられている。電力変換ユニット９は、系統電源５の交流電圧をコンバータ１０で直流変換し、変換後の直流電圧をインバータ１１によって交流電圧に昇圧する。そして、昇圧後の交流電圧をトランス１２及び整流器１３によって充電に適した直流電圧に変換する。各電力変換ユニット９は、例えば供給電力が10ｋＷ、定格電流が25Ａ、定格電圧が400〜500Ｖの小型電源となっている。

充電コンバータ装置６には、電力変換ユニット９，９…と利用者操作ユニット７，７…との接続組合せ（接続関係）を切り換える切換回路１４が設けられている。図３に示すように、切換回路１４は、各電力変換ユニット９から延びる母線１５と利用者操作ユニット７（充電端末１８）から延びる母線１６との交わる箇所にスイッチ１７を各々備えた回路からなる。そして、どの電力変換ユニット９をどの利用者操作ユニット７に繋げるのかをスイッチ１７，１７…によって設定することで、電力変換ユニット９を所望の利用者操作ユニット７に振り分ける。なお、切換回路１４が充電制御ユニット５５を構成する。

図１及び図２に示すように、利用者操作ユニット７には、駐車場１に設置される充電端末１８と、充電端末１８から延びる充電ケーブル１９と、充電ケーブル１９の先端に取り付けられた給電プラグ２０とが設けられている。図１に示すように、充電ケーブル１９には、電力の伝送経路であるパワー線２１と、各種信号の伝送経路である信号線２２とが設けられている。信号線２２の通信には、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）が使用されている。

充電端末１８には、充電端末１８を統括制御する端末コントローラ２３が設けられている。端末コントローラ２３には、充電端末１８において充電動作を管理する充電実行処理部２４が設けられている。充電実行処理部２４は、充電ケーブル１９が車両２に接続されたことを確認すると、充電コンバータ装置６からの直流電力を、パワー線２１を介して車両２に供給し、バッテリ４を充電する。また、充電実行処理部２４は、車両２から満充電通知を入力すると、満充電通知を充電コンバータ装置６に転送して、充電を停止させる。

図１に示すように、車両２には、急速充電用プラグ挿込口２５と普通充電用プラグ挿込口２６とが設けられている。急速充電用プラグ挿込口２５には、充電端末１８の充電ケーブル１９が接続され、充電ケーブル１９から例えばＤＣ500Ｖの電力が供給される。普通充電用プラグ挿込口２６には、例えば家庭用の充電ケーブル（図示略）が接続され、家庭用電源から供給されるＡＣ100Ｖ又は200Ｖの交流電力が車両２に入力される。家庭用電源の交流電力は、車両２の充電回路２７で直流に変換されてバッテリ４に供給される。

車両２には、車両駆動源のモータ（図示略）に電力を供給する電池ユニット２８が搭載されている。電池ユニット２８は、いわゆるバッテリパックである。電池ユニット２８には、複数のセルからなるバッテリ４と、車両２側において充電を管理するバッテリコントロールユニット２９とが設けられている。バッテリ４は、例えば3.6Ｖのセルを100個並べた定格電圧が360Ｖのものが使用される。

バッテリコントロールユニット２９は、充電開始時において、充電に必要な電力として必要電力量情報Ｓａを、信号線２２を介して充電端末１８に出力する。必要電力量情報Ｓａは、例えば20ｋＷや50ｋＷなど、バッテリ４の空き容量に応じた必要電力である。また、バッテリコントロールユニット２９は、充電中においてバッテリ４の残量を常時監視し、その監視結果として充電量情報Ｓｂを、信号線２２を介して充電端末１８に出力する。なお、充電量とは、いまバッテリ４の中に残っている電力のことを言う。

端末コントローラ２３には、車両２からの各種信号を、信号線２２を介して取得する電池情報取得部３０と、電池情報取得部３０が取得した各種情報を充電コンバータ装置６に出力する電池情報転送部３１とが設けられている。端末コントローラ２３は、バッテリコントロールユニット２９から出力される各種情報を電池情報取得部３０で取得し、これを電池情報転送部３１によって充電コンバータ装置６に出力する。なお、電池情報取得部３０及び電池情報転送部３１が必要電力量取得手段及び充電量取得手段を構成する。

充電コンバータ装置６には、充電コンバータ装置６を統括制御する充電制御装置３２が設けられている。充電制御装置３２は、複数の電力変換ユニット９，９…のうち充電に使用するものに電源を投入する。充電制御装置３２は、充電コンバータ装置６に設けられた車両通信制御部３３を介して、各充電端末１８に接続されている。充電制御装置３２は、各充電端末１８から車両通信制御部３３を介して必要電力量情報Ｓａや充電量情報Ｓｂを取得する。車両通信制御部３３は、充電コンバータ装置６と複数の充電端末１８との間の通信を管理する。なお、車両通信制御部３３が必要電力量取得手段及び充電量取得手段を構成する。

充電制御装置３２には、電力変換ユニット９と利用者操作ユニット７との接続組合せを、必要な電力量に応じた最適パターンに設定する充電動作制御部３４が設けられている。
充電動作制御部３４は、切換回路１４のスイッチ１７の接続パターンを切り換えることによって、電力変換ユニット９と利用者操作ユニット７（充電端末１８）との接続組合せを適宜設定する。また、充電動作制御部３４は、電力変換ユニット９と利用者操作ユニット７との接続組合せを、車両２からの各種通知に応じて動的に変更する。なお、充電動作制御部３４が充電制御ユニット５５を構成する。

充電動作制御部３４は、充電開始に先立ち、車両２から取得する必要電力量情報Ｓａを基に、バッテリ４の充電に必要な電力量、つまり充電に必要な電力が何ｋＷなのかを把握する。そして、充電動作制御部３４は、切換回路１４のスイッチ状態を切り換えることにより、必要な電力量を満足できる分の電力変換ユニット９を利用者操作ユニット７に接続して、充電を実行する。

また、充電動作制御部３４は、充電中、車両２から充電量情報Ｓｂを逐次取得し、バッテリ４の充電量に応じて、電力変換ユニット９と利用者操作ユニット７との接続組合せを動的に変更する。つまり、図４に示すように、充電初期は、車両２から要求あった分の電力変換ユニット９が利用者操作ユニット７に接続され、高い充電電流Ｉによって定電流充電が実行される。そして、充電量がある程度満たされると、電力変換ユニット９を段階的に切り離して充電電流Ｉを徐々に低くしていき、定電圧充電が実行される。

充電制御装置３２には、電力変換ユニット９の故障を検出する故障検出部３５が設けられている。故障検出部３５は、電力変換ユニット９が起動に入っているにも拘らず、出力が「０」又は低下していることを確認すると、その電力変換ユニット９が故障していると判断する。なお、故障検出部３５が故障検出手段に相当する。

充電制御装置３２には、故障している電力変換ユニット９を使用から切り離すユニット切離部３６が設けられている。ユニット切離部３６は、故障検出部３５により電力変換ユニット９の故障が検出されると、故障した電力変換ユニット９を使用対象から外すことにより、充電装置３の使用から切り離す。なお、ユニット切離部３６が切離手段に相当する。

本実施形態の充電装置３には、バッテリ４の充電パターンを充電端末１８において手動設定するマニュアル設定機能が設けられている。充電装置３にマニュアル設定機能を設けるのは、例えば充電方式のマニュアル設定化によって、急いでいるときに最低限必要なだけ充電して出発したい場合や、用事が終了するまでに充電が終了していればいい場合など、ユーザの状況に応じたきめ細かい対応を可能とするためである。

この場合、端末コントローラ２３には、充電パターンをマニュアル設定する際に動作する充電態様設定処理部３７が設けられている。また、充電端末１８には、例えばテンキーや選択キーからなる入力部３８と、各種画面や文字等を表示する表示部３９とが設けられている。充電端末１８において充電パターンをマニュアル設定する際に使用する。充電パターンは、充電時間や充電速度などをパラメータとした充電内容の詳細である。なお、充電態様設定処理部３７、入力部３８及び表示部３９が充電パターン入力手段を構成する。

充電態様設定処理部３７は、入力部３８や表示部３９で充電パターンが入力されると、この充電パターンをマニュアル設定入力データＳｃとして充電コンバータ装置６に出力する。充電動作制御部３４は、車両通信制御部３３を介してマニュアル設定入力データＳｃを入力すると、マニュアル設定入力データＳｃを基に電力変換ユニット９の振り分けを設定する。

次に、本実施形態の充電装置３の動作を、図４〜図６に従って説明する。
図５に示すように、まず車両２ａを充電端末１８ａで充電する場合を想定する。車両２ａに充電端末１８ａの充電ケーブル１９が接続されると、車両２ａのバッテリコントロールユニット２９は、バッテリ４の残量に応じた必要電力量情報Ｓａを充電端末１８ａに出力する。よって、充電量が大きく低下していれば、その旨が充電端末１８ａに通知される。充電端末１８ａは、電池情報取得部３０で必要電力量情報Ｓａを取得すると、電池情報転送部３１によって必要電力量情報Ｓａを充電動作制御部３４に出力する。

充電動作制御部３４は、充電端末１８ａから必要電力量情報Ｓａを入力すると、この必要電力量情報Ｓａを基に切換回路１４のスイッチ状態を切り換えて、このとき空き状態となっている第１電力変換ユニット９ａ〜第５電力変換ユニット９ｅを充電端末１８ａに接続する。なお、本実施形態の場合、車両２の１台当たりの最大充電量を電力変換ユニット９の５つ分とする。よって、第５電力変換ユニット９ａ〜第５電力変換ユニット９ｅの５つの電力の加算値（25Ａ×５＝125Ａ）が充電端末１８ａに供給され、車両２ａのバッテリ４が充電される。

続いて、車両２ａの充電中に、充電端末１８ｂが車両２ｂに接続されたとする。このとき、車両２ｂのバッテリコントロールユニット２９も必要電力量情報Ｓａを充電端末１８ｂに出力し、充電端末１８ｂはこの必要電力量情報Ｓａを充電動作制御部３４に転送する。充電動作制御部３４は、車両２ｂから必要電力量情報Ｓａを取得すると、このとき空いている電力変換ユニット９、つまり第６電力変換ユニット９ｆ〜第１０電力変換ユニット９ｊを充電端末１８ｂに接続する。よって、第６電力変換ユニット９ｆ〜第１０電力変換ユニット９ｊの５つの電力の加算値が充電端末１８ｂに供給され、車両２ｂのバッテリ４が充電される。このため、車両２ａと車両２ｂとの同時充電が可能となる。

充電動作は、図４にも示したように、最初は定電流充電により行われ、充電量が所定値に至ると、その時点から充電電流Ｉが低下されて、定電圧充電に切り換わる。よって、充電端末１８ａでの充電の際、バッテリ４の充電量が所定値に至ると、その時点で充電に不要な電力変換ユニット９が使用から段階的に切り離される。つまり、充電が進むに連れて、電力変換ユニット９は９ｅ→９ｄ→９ｃ→９ｂ→９ａの順に使用から切り離される。なお、充電端末１８ｂでも同様の動作が実行される。

ここで、例えば充電端末１８ｂの第１０電力変換ユニット９ｊが使用から切り離された時点で、充電端末１８ｃで車両２ｃの充電が開始されたとする。このとき、充電動作制御部３４は、第２電力変換ユニット９ｂ〜第５電力変換ユニット９ｅ及び第１０電力変換ユニット９ｊの５つを充電端末１８ｃに接続し、これら電力の合算値によって車両２ｃを充電する。

また、例えば充電端末１８ｄで車両２ｄを充電するとき、最大電力量での充電を要求する必要電力量情報Ｓａを車両２ｄから受け付けても、電力変換ユニット９の空きが５つ未満であった場合には、このとき空いている電力変換ユニット９のみで充電が実行される。
つまり、充電動作制御部３４は、充電要求電力に対して電源が足りなければ、充電開始時点で空いている電力変換ユニット９のみで車両２ｄを充電する。図５の例では、第１電力変換ユニット９ａ、第８電力変換ユニット９ｈ及び第９電力変換ユニット９ｉによって、車両２ｄのバッテリ４が充電される。但し、この場合は、電力変換ユニット９を５つ使用するときよりも、充電時間を長く要する。

さらに、車両２ａの充電をし終えた充電端末１８ａで、バッテリ４があまり減っていない車両２ｅを充電するとき、車両２ｅのバッテリコントロールユニット２９は、バッテリ４がそれほど減っていない旨の必要電力量情報Ｓａを充電端末１８ａに出力する。充電動作制御部３４は、この必要電力量情報Ｓａを取得すると、このとき空き状態の電力変換ユニット９，９…のうち、例えば第２電力変換ユニット９ｂ及び第３電力変換ユニット９ｃの２つを充電端末１８ａに接続して、車両２ｅのバッテリ４を充電する。

本実施形態の充電動作制御部３４は、図６に示すように、電力変換ユニット９，９…の接続組合せを、その時々で空き状態となった電力変換ユニット９を使用して動的に組み替えることが可能である。例えば、２台の車両２，２を同時充電している最中、一方で電力変換ユニット９が空いたとき、これを他方の充電に割り振る。こうすれば、空き状態の電力変換ユニット９を効率よく使用することが可能となるので、充電の更なる効率向上に効果が高い。

また、充電端末１８でバッテリ４を充電する際、充電パターンのマニュアル設定機能によって充電端末１８で充電パターンがマニュアル設定されると、入力した充電パターンに従って充電が実行される。マニュアル設定する充電パターンには、例えば10分や20分などの充電時間の時間単位の要望、10分でバッテリ４の充電量が80％以上になったら充電を停止する要望、60分で満充電にする要望、何時何分までに満充電完了の要望などの充電スケジュールがある。

このとき、充電態様設定処理部３７は、マニュアル設定入力データＳｃとして充電スケジュールを、車両通信制御部３３を介して充電動作制御部３４に出力する。充電動作制御部３４は、充電スケジュールを入力すると、この充電スケジュールに沿った態様で充電を実行する。なお、充電スケジュールを新たに受け付ける度に、電力変換ユニット９の割り振りを動的に組み替えることにより再構築して、ユーザの要望に沿った充電を行うことも可能である。

また、充電パターンのマニュアル設定には、充電を強制的に割り込ませる項目もある。
充電態様設定処理部３７は、充電端末１８で割り込み要求操作を確認すると、マニュアル設定入力データＳｃとして充電割り込み要求を充電動作制御部３４に出力する。充電動作制御部３４は、充電端末１８から充電割り込み要求を入力すると、例えば２台の車両２を充電しているとき、一方の車両２の充電時間に余裕があれば、この車両２の電源を、他方の車両２の充電に一時的に割り当てて、一方の車両２の充電を時間までに間に合わせる。

以上により、本実施形態においては、充電コンバータ装置６に複数の小型の電力変換ユニット９，９…を設け、これら電力変換ユニット９…を、使用状態にある各利用者操作ユニット７…に適宜振り分けて、各充電端末１８…に充電の電源を供給する。よって、１台の充電コンバータ装置６であっても、複数の充電端末１８，１８…が動作可能となるので、複数台の車両２，２…を同時に充電することが可能となる。このため、充電中の車両２の充電終了を待たずに、次の車両２の充電が可能となる。

また、充電動作時、電力変換ユニット９，９…の故障有無が故障検出部３５によって逐次監視される。そして、故障検出部３５がユニット故障を検出すると、何番目の電力変換ユニット９が故障したのかをユニット切離部３６に通知する。ユニット切離部３６は、故障した電力変換ユニット９の番号を入力すると、その番号の電力変換ユニット９を使用から切離し、以降の電源の割り振りの際に、故障した電力変換ユニット９を割り振り対象から外す。よって、故障した電力変換ユニット９が電源として使用されずに済むので、正しい充電が可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）充電コンバータ装置６に複数の電力変換ユニット９，９…を設け、車両２が接続された各充電端末１８に対し、これら電力変換ユニット９，９…を切換回路１４によって電源として振り分けることで、各車両２…のバッテリ４を充電する。よって、１台の充電コンバータ装置６で複数の充電端末１８を動作させることが可能となるので、一度に複数の車両２，２…を同時に充電することができる。このため、車両２を充電するに際して、先に充電実行中の車両２の充電完了を待たなくて済み、不便さを感じることがなくなる。

（２）先の車両２を充電中に新たな車両２を充電する際、このときに空き状態となった電力変換ユニット９を電源として充電を実行する。よって、充電中の車両２の充電動作に影響を与えることなく、新たな車両２を充電することができる。

（３）充電開始に先立ち、車両２から必要電力量情報Ｓａを充電コンバータ装置６に出力し、この必要電力量情報Ｓａに基づく個数の電力変換ユニット９によって、バッテリ４を充電する。よって、充電量が大きく減っている車両２には、大きな電力で充電が実行され、充電量がさほど減っていない車両２には、小さな電力で充電が実行されるので、その時々の充電量に応じた好適な態様でバッテリ４を充電することができる。

（４）バッテリ４の充電中、車両２から充電量情報Ｓｂを充電コンバータ装置６に出力し、この充電量情報Ｓｂに基づく個数に電力変換ユニット９の振り分けを変更して、バッテリ４を充電する。よって、図４に示すような、最初は定電流制御でバッテリ４を充電し、充電量が大きくなった後は定電圧制御でバッテリ４を充電する動作を実行することができる。

（５）図６に示すように、電力変換ユニット９の接続組合せを、バッテリ４の充電量に応じて動的に組み替え可能とした。よって、例えば２台の車両２，２を同時充電しているとき、一方で電力変換ユニット９に空きが生じれば、これを他方の充電に回すことが可能となる。このため、電力変換ユニット９を効率よく使用することができ、充電効率が向上する。

（６）充電装置３に充電パターンのマニュアル設定機能を設けたので、ユーザの要望に応じた充電パターンによってバッテリ４を充電することができる。よって、ユーザの要望に応じた柔軟なサービスを提供することができる。

（７）充電端末１８で充電パターンがマニュアル設定された際、この充電パターンに応じて電力変換ユニット９の接続組合せを動的に変更可能とした。よって、例えば充電を急ぐユーザに電力変換ユニット９を多く割り当てる一方、充電を急がないユーザの充電は電力変換ユニット９を少ない個数に切り換えるなど、その時々の状況に応じた最適な充電を実行することができる。

（８）電力変換ユニット９の故障有無を故障検出部３５によって監視し、電力変換ユニット９に故障が発生すると、故障した電力変換ユニット９を切離し、故障していない他の正常な電力変換ユニット９のみを電源として充電端末１８に割り当てる。よって、故障した電力変換ユニット９が電源として使用されることがないので、正常な充電動作を確保することができる。

（９）本実施形態の充電装置３は複数台の車両２…を同時充電可能であり、かつ電力変換ユニット９の接続組合せも動的に変更可能である。よって、充電時間を大幅に短縮することができる。

（１０）電力変換ユニット９をメンテナンスする際、メンテナンス対象の電力変換ユニット９のみ動作を停止し、他のものは動作状態としておくことも可能である。よって、充電装置３の稼働を維持しながら、電力変換ユニット９をメンテナンスすることができる。

（１１）もし仮に、充電装置３の利用者が増えた場合、電力変換ユニット９を増設することで対応することが可能である。よって、設置する電力変換ユニット９を利用者数動向に応じて増減することが可能となるので、充電装置３に要する初期コストの節約にもなる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
図１に示すように、充電コンバータ装置６に上位通信制御部５１を設けて、この上位通信制御部５１によってネットワークを介し、充電に関係する各種情報をサーバに送信してもよい。この場合、各地に設置した充電コンバータ装置６から利用状況を収集でき、更なるサービス向上に繋げることができる。

図７に示すように、充電コンバータ装置６に２次電池５２を搭載し、この２次電池５２を電力変換ユニット９の電源としてもよい。このとき、例えば電気料金の安い夜間に２次電池５２に電力を充電しておき、昼間において２次電池５２の経路上のスイッチ５３をオンすることにより、２次電池５２を電源として動作させてもよい。また、２次電池５２を停電時の非常電源として使用することも可能である。

充電電流Ｉの定電流制御→定電圧制御は、使用する電力変換ユニット９の個数を減じることにより、充電電流Ｉを徐々に低下させていく方式に限定されない。例えば電力変換ユニット９から出力される電流自体を変化させることにより、充電電流Ｉを低下させる方式を採用してもよい。

電力変換ユニット９で足りない状況で充電を始めたとき、電力変換ユニット９が空けば、足りない側にこれを電源として割り振ってもよい。
充電端末１８に漏電検出機能と開閉機能とを設け、充電端末１８で漏電を検出すると、開閉機能によって充電端末１８を電源から切り離してもよい。

新たな車両２を充電するとき、例えば充電が終わりそうな電力変換ユニット９の１つを、強制的に新たな充電の電源として使用してもよい。
複数の電力変換ユニット９…の中で、予め複数の充電端末１８…に固定で電力変換ユニット９を接続しておき、余っている電力変換ユニット９のみをフレキシブルに充電端末１８に割り当てすることも可能である。

バッテリ搭載装置は、電気自動車やハイブリッド車両等の車両２に限定されない。例えば、自動搬送機、フォークリフト、ロボット、見学者用カート、バイク、バス等としてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項２２又は２３において、前記充電制御ユニットは、ユーザによりマニュアル設定された前記充電パターンを基に、前記電力変換ユニットの振り分けを動的に変更するこの構成によれば、充電パターンがユーザによりマニュアル設定されると、この充電パターンに応じて電力変換ユニットの振り分けが動的に変更される。よって、例えば充電を急ぐユーザには電力変換ユニットを多く割り当て、充電を急がないユーザには電力変換ユニットを少なく割り当てるなど、その時々の状況に応じた最適な充電を実行することが可能となる。

（ロ）請求項２２、２３、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記充電パターンは、ユーザが所望する充電スケジュールであり、前記充電制御ユニットは、前記充電スケジュールを基に前記電力変換ユニットを割り振る。この構成によれば、ユーザがマニュアル設定した充電スケジュールにて充電を実行することが可能となる。

（ハ）請求項２２、２３、前記技術的思想（イ）、（ロ）のいずれかにおいて、前記充電パターンは、充電の割り込み要求であり、前記充電制御ユニットは、前記割り込み要求のあった前記バッテリ搭載装置を優先的に充電する。この構成によれば、ユーザが充電を急ぐ場合であっても、これに対応することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した充電装置の第２実施形態を説明する。第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態に示した構成及び説明を援用するものとする。第１実施形態と相違する部分について主に説明する。

第１実施形態では、充電装置３に、バッテリ４の充電パターンを充電端末１８において手動設定するマニュアル設定機能が設けられ、充電パターンが設定されると、設定された充電パターンに従って充電が実行される構成が提示されている。第２実施形態は、前記マニュアル設定機能を用いて、バッテリ搭載装置としての車両１０２に搭載されたバッテリ４の充電終了時を規定する充電スケジュールを満足するように充電するタイマ充電、及びバッテリ４の所定の充電出力容量での充電を即座に実施することを要求する急速充電要求を満足するように充電する急速充電の機能をより具体的に実現するものである。

図８は、本発明の第２実施形態に係る充電装置のブロック図である。
図８に示すように、第２実施形態に係る充電装置１０３は、第１実施形態に係る充電装置３（図１参照）に対して、前記タイマ充電及び前記急速充電の両方の機能を実現するための構成が付加されている。

すなわち、充電装置１０３の充電コンバータ装置１０６における充電制御装置１３２は、充電動作制御部３４、故障検出部３５、及びユニット切離部３６に加えて、充電申込処理部４０、タイマ充電処理部４１、急速充電処理部４２、タイマ充電管理データベース（以下、「ＤＢ」と記す）４５、急速充電管理ＤＢ４６、電力変換ユニットＤＢ４７、稼動時間ＤＢ４８、ＣＰＵ６０、及びメモリ６１を備えている。ここで、充電制御装置１３２及び切換回路１４は、充電制御ユニット１５５を構成している。

第２実施形態は、前記の処理部４０〜４２、ＤＢ４５〜４８、ＣＰＵ６０、及びメモリ６１が追加されることによって、いつまでに充電を終了すればよいかといった時間的な観点のニーズと、所定の充電出力容量での充電を即座に実施したいといったニーズとの両面を、限定された設備容量（充電出力容量）において対応可能とする充電装置１０３を実現するものである。

充電申込処理部４０は、充電の申し込みに関する処理を行うものである。タイマ充電処理部４１は、タイマ充電についての電力変換ユニット９の割付処理を行うものである。急速充電処理部４２は、急速充電についての電力変換ユニット９の割付処理を行うものである。なお、これらの処理部４０〜４２の機能は、メモリ６１に保存されている所定のプログラムをＣＰＵ６０が実行することによって発揮される。

タイマ充電管理ＤＢ４５は、タイマ充電を管理するためのデータベースである。急速充電管理ＤＢ４６は、急速充電を管理するためのデータベースである。電力変換ユニットＤＢ４７は、充電に使用される電力変換ユニット９の割付状況を管理するためのデータベースである。稼動時間ＤＢ４８は、電力変換ユニット９の累積稼動時間を管理するためのデータベースである。

第２実施形態に係る充電コンバータ装置１０６は、系統電源５の交流電力を充電に適当な直流の電流／電圧に変換する電力変換ユニット９を複数備えて構成される電力出力部１１０を有している。

また、第２実施形態に係る充電端末１１８は、第１実施形態の表示部３９（図１参照）に代えて、受付・表示部（表示部）６５と、記憶部６６とを備えている。受付・表示部６５は、例えば、各種情報を入力したり各種情報を表示したりするためのタッチパネルである。

図９は、タイマ充電管理ＤＢのデータ構造を示す図である。
図９に示すように、タイマ充電管理ＤＢ４５は、充電端末１１８ごとに、充電係数α、車両１０２のバッテリ４についての充電申し込み時における残量（電池残量）（％）、充電申し込み時に指定された充電終了時の充電率（％）、接続開始時刻、充電申し込み時に指定された充電終了時刻、電力変換ユニット割付後に予定される充電終了時の充電率（％）、電力変換ユニット割付後に予定される充電開始時刻と充電終了時刻、充電出力容量（ｋＷ）、及びＲＴフラグを保持している。ここでは、複数の充電端末１１８の各々に連続番号を付して、充電端末No.１〜４と称する。

ここで充電係数αは、バッテリ４を単位充電出力容量で単位時間充電した場合の充電率の増加を表す係数であり、以下の計算式で算出される係数である。
充電係数α＝増加充電率（％）÷（充電出力容量（ｋＷ）×充電時間（分））

バッテリ４の性能によって充電出力容量に対しての充電時間が異なることが想定されており、操作者が希望する充電率に達するまでに何分かかるかを算出するために、充電係数αが活用される。第２実施形態では、車両１０２側にこの充電係数αの値を持たせている。すなわち、第２実施形態に係る車両１０２の電池ユニット１２８は、その車両１０２に搭載されるバッテリ４についての充電係数αの値を保持する充電係数記憶部６２（図８参照）を備えている。

なお、充電係数αは、当該充電係数αを算出可能とするバッテリ４の型番等を含む情報（値）を取得して当該情報から算出されてもよい。また、充電係数α又は当該充電係数を算出可能とする情報は、車両１０２においてバッテリ４に関する性能が例えば定期的に測定され当該測定結果に基づいて更新される方法を採用してもよい。このような方法を採用することで、充電スケジュールをより正確に達成することができる。

図１０は、急速充電管理ＤＢのデータ構造を示す図である。
図１０に示すように、急速充電管理ＤＢ４６は、充電端末番号、充電係数α、充電申し込み時における電池残量（％）、充電申し込み時における充電終了時の充電率（％）、充電申し込み時の指定充電出力容量（ｋＷ）、充電申し込み時における充電開始時刻と充電終了時刻、電力変換ユニット割付後に予定される充電終了時の充電率（％）、電力変換ユニット割付後に予定される充電出力容量（ｋＷ）、及び電力変換ユニット割付後に予定される充電開始時刻と充電終了時刻を保持している。充電係数αは、図９における説明と同じ目的で利用されるものであり同じ計算式で算出される。

図１１は、電力変換ユニットＤＢのデータ構造を示す図である。
図１１に示すように、電力変換ユニットＤＢ４７において、複数の電力変換ユニット９の各々に対して、所定の時間単位（ここでは５分単位）で、タイマ充電の場合には給電する対象の充電端末番号がセット（格納）され、急速充電の場合には給電する対象の充電端末番号が先頭に「Ｓ」を付けられてセットされる。ここでは、複数の電力変換ユニット９の各々に連続のアルファベット符号を付して、電力変換ユニットＡ〜Ｅと称する。
なお、充電装置１０３の外部に設けられたサーバコンピュータ（図示せず）側から上位通信制御部５１を介してピーク電力の時間帯（電力消費のピークを有する時間帯）の情報を取得し、稼働時間ＤＢ４８に示される複数の電力変換ユニットの中で稼動時間が長い順に所定個数の電力変換ユニット（例えば最も稼動時間が長い電力変換ユニット）を選択して、ピーク電力の時間帯の間、選択された電力変換ユニットの稼動が制限されるような仕様が採用されてもよい。このようにすれば、ピーク電力の時間帯だけ最大電力量を制限する機能を付加することができる。

図１２は、稼動時間ＤＢのデータ構造を示す図である。
図１２に示すように、稼動時間ＤＢ４８において、複数の電力変換ユニット９の各々（Ａ〜Ｅ）に対して、累計稼動時間が保持されている。累計稼動時間は、ここでは年間の稼動時間とされているが、どの単位で稼動時間を累計するかは任意に決めることが可能である。この稼動時間ＤＢ４８を活用することにより、複数の電力変換ユニット９についての利用の平準化を図ることができる。

図１３は、第２実施形態に係る充電装置において実施される充電の一例を説明するための図であり、（ａ）は充電対象の車両と充電内容を示す図、（ｂ）は充電対象の車両が充電装置に繋がれた様子を示す図、（ｃ）は３台の車両が順次接続された場合の電力変換ユニットの割付結果を示す図、（ｄ）は最初の３台の車両に引き続いて別の１台の車両が追加接続された場合の電力変換ユニットの割付結果を示す図である。

ここでは、複数のバッテリ搭載装置としての車両１０２の各々に連続の符号を付して、車両ＥＶ１〜ＥＶ４と称する。また、電力変換ユニットＡ〜Ｅの充電出力容量（供給電力）は、第１実施形態と同様で１０ｋＷとする。また、車両ＥＶ１〜ＥＶ４は、２０ｋＷの電力で８０分間給電することにより、充電率を０％から８０％に増加させる充電が可能な車両とする。この場合、充電係数α＝８０÷（２０×８０）＝０．０５である。

図１３は、複数の車両ＥＶ１〜ＥＶ４が充電端末No.１〜No.４に順次接続され、充電端末No.１〜No.４で充電パターン（タイマ充電又は急速充電）がそれぞれ設定された事例を示しており、ＥＶ４が追加される前とＥＶ４が追加された後とで、電力変換ユニットＡ〜Ｅの使い方（割付）がどのように変化をするかを示すものである。ＥＶ４の操作者が、１３：３０に急速充電を申し込んだことによって、ＥＶ２とＥＶ３の充電が、一時的に中断し、ＥＶ４の充電が終了した際に、再度開始される。このようにタイマ充電の機能を充電コンバータ装置１０６内に備えることにより、急速充電の割り込み、指定した充電終了時刻での充電の完了、といった利便性の向上に繋がる機能を実現することができる。

次に、第２実施形態に係る充電装置１０３の動作を、図１４〜図１９のフローチャートを参照して説明する。ここでは、充電装置１０３の充電コンバータ装置１０６が実行する処理を中心にして全体の説明を行うことにする。なお、バッテリ搭載装置として電気自動車である車両１０２を用いた例について説明する。

図１４は、第２実施形態に係るタイマ充電と急速充電の両方の充電方式を実現する充電処理の全体的な手順を示すフローチャートである。
充電申込処理部４０は、充電装置１０３の利用開始時刻（営業開始時刻）前に動作する。充電申込処理部４０の動作開始は、予め決められた時刻であってもよいし、管理者がメインスイッチ（図示せず）をＯＮしたときであってもよい。

まず、充電申込処理部４０は初期設定を行う（ステップ１０１０）。すなわち、充電申込処理部４０は、タイマ充電におけるタイマ設定可能時刻（指定可能な充電終了時刻）の設定と、電力変換ユニットＤＢ４７の初期化（初期値「０」をセット）とを行う。タイマ設定可能時刻は、例えば営業終了時刻とされる。

続いて、充電申込処理部４０は、最初の充電申し込みがあった旨の情報を充電端末１１８から受信する（ステップ１０１２）。

充電申し込みは、充電端末１１８において次のように行われる。充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、受付・表示部６５に、図２０に示すような充電予約・メッセージ画面（受付画面）２０１を表示する。

図２０は、充電予約を待機中の充電予約・メッセージ画面を示す図である。充電予約・メッセージ画面２０１は、バッテリ４の充電終了時を規定する充電スケジュールを受け付けるタイマ充電受付部２１１と、バッテリ４の所定の充電出力容量での充電を即座に実施することを要求する急速充電要求を受け付ける急速充電受付部２１２と、バッテリ４の充電率の値を受け付ける充電目標受付部２１３と、充電申し込みを受け付ける受付ボタン２１４と、指定した充電パターンを確定するための決定ボタン２１５と、操作者へのメッセージを表示するためのメッセージ表示領域２１６とを備えている。タイマ充電受付部２１１は、充電終了時刻を指定するための複数の指定ボタン２１１ａを有しており、充電目標受付部２１３は、充電率の値を指定するための複数の指定ボタン２１３ａを有している。そして、充電態様設定処理部３７は、受付ボタン２１４が押されると、充電申し込みがあった旨の情報を充電コンバータ装置１０６に送信する。

図１４のステップ１０１５に戻り、充電申込処理部４０は、最初の充電申し込みがあった旨の情報を受信すると、タイマ充電管理ＤＢ４５のＲＴフラグに、初期値「０」をセットする。

ステップ１０２０では、充電申込処理部４０は、複数の充電端末１１８の中のいずれか（充電端末No.１〜No.４）に接続される車両１０２についての操作者により選択された充電方式がタイマ充電であるか急速充電であるかの判別を行う。

充電方式の選択は、充電端末１１８において次のように行われる。充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、受付・表示部６５に、図２１に示すような充電予約・メッセージ画面２０２を表示する。

図２１は、タイマ充電が選択されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。充電態様設定処理部３７は、タイマ充電受付部２１１が押されると、メッセージ表示領域２１６に充電終了時刻と充電率の指定を促す旨のメッセージを表示する。なお、初期画面ではデフォルトの充電終了時刻と充電率が表示される。タイマ充電受付部２１１において充電終了時刻が指定され、充電目標受付部２１３において充電率が指定されて、決定ボタン２１５が押されると、充電態様設定処理部３７は、受け付けた情報を記憶部６６に保持する。そして、充電態様設定処理部３７は、図２２に示すような充電予約・メッセージ画面２０３を表示し、記憶部６６に保持している受け付けた情報を、充電方式を含む充電パターンの情報であるマニュアル設定入力データＳｃ（図８参照）として、充電コンバータ装置１０６に送信する。図２２は、タイマ充電において充電スケジュール及び充電率が指定されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。なお、設定可能な充電率の上限値を例えば８０％とする規格があるが、バッテリ４の性能向上等により、前記充電率の上限値は任意に変更可能である。

図２３は、急速充電が選択されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。充電態様設定処理部３７は、急速充電受付部２１２が押されると、メッセージ表示領域２１６に充電率の指定を促す旨のメッセージを表示する。なお、初期画面ではデフォルトの充電率が表示される。充電目標受付部２１３において充電率が指定されて、決定ボタン２１５が押されると、充電態様設定処理部３７は、受け付けた情報を記憶部６６に保持する。そして、充電態様設定処理部３７は、図２４に示すような充電予約・メッセージ画面２０５を表示し、記憶部６６に保持している受け付けた情報を、充電方式を含む充電パターンの情報であるマニュアル設定入力データＳｃ（図８参照）として、充電コンバータ装置１０６に送信する。図２４は、急速充電において充電率が指定されたときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。

図１４のステップ１０２０に戻り、充電申込処理部４０は、受信したマニュアル設定入力データＳｃに基づいて、選択された充電方式がタイマ充電であると判断した場合（ステップ１０２０；「タイマ」）、ステップ１０３０に処理を進め、選択された充電方式が急速充電であると判断した場合（ステップ１０２０；「急速」）、ステップ２０１０に処理を進める。

まず、タイマ充電が選択された場合について説明する。
タイマ充電処理部４１は、充電端末１１８から受信したマニュアル設定入力データＳｃから、接続開始時刻、充電終了時刻、及び充電率を取得して、これらをタイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）の申し込み時のエリアにおける該当する充電端末１１８に関する項目にセットする（ステップ１０３０）。ここで、接続開始時刻とは、操作者が充電端末１１８に車両１０２を接続し、充電端末１１８の受付・表示部６５に表示された充電予約・メッセージ画面２０３（図２２参照）において決定ボタン２１５を押した時刻のことである。

続いて、タイマ充電処理部４１は、充電端末１１８を介して車両１０２と通信することにより、車両１０２のバッテリ４についての電池残量（％）を取得して、これをタイマ充電管理ＤＢ４５の申し込み時のエリアにおける該当する充電端末１１８に関する項目にセットする（ステップ１０４０）。ここで、電池残量（％）は、充電開始前の必要電力量情報Ｓａ（図８参照）から算出され得る。第２実施形態における必要電力量情報Ｓａは、（１）充電電圧上限値、（２）電池総容量、（３）電流指令値（初期）、（４）電池残存容量、（５）充電電流上限値の各情報を持っており、これらは前記第１実施形態における必要電力量情報Ｓａの内容に前記（５）充電電流上限値の情報が加えられたものである。具体的には、電池残量（％）は、電池残量（％）＝電池残存容量÷電池総容量×１００、の式により算出される。

続いて、タイマ充電処理部４１は、タイマ充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理を行う（ステップ１０５０）。ここで、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）における複数の電力変換ユニット９の各々（Ａ〜Ｅ）に対して充電端末番号がセットされる。なお、ステップ１０５０については詳細を後記する（図１５参照）。

次に、急速充電が選択された場合について説明する。
急速充電処理部４２は、充電端末１１８から受信したマニュアル設定入力データＳｃにから充電率を取得して、これを急速充電管理ＤＢ４６（図１０参照）の申し込み時のエリアに、充電端末番号を付してセットする（ステップ２０１０）。

続いて、急速充電処理部４２は、充電端末１１８を介して車両１０２と通信することにより、車両１０２のバッテリ４についての電池残量（％）及び指定充電出力容量（ｋＷ）を取得して、これらを急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにセットする（ステップ２０２０）。ここで、指定充電出力容量（ｋＷ）は、急速充電に必要な電力としてバッテリ４の空き容量に応じて指定される充電出力容量（供給電力）である。この指定充電出力容量は、必要電力量情報Ｓａ（図８参照）から算出される。

続いて、急速充電処理部４２は、急速充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理を行う（ステップ２０３０）。ここで、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）における複数の電力変換ユニット９の各々（Ａ〜Ｅ）に対して充電端末番号がセットされる。なお、ステップ２０３０については詳細を後記する（図１７参照）。

ステップ１０６０では、充電制御装置１３２の充電動作制御部３４が、充電開始前に車両１０２と通信して充電出力容量（供給電力）の上限値を取り決めた上で、電力変換ユニットＤＢ４７の内容にしたがって充電を実施する（ステップ１０６０）。なお、充電出力容量が途中で変更となる場合には、充電動作制御部３４は、一旦充電を停止し、再度車両１０２と通信して充電出力容量の上限値を取り決めた上で充電を再開する。

この際、充電動作制御部３４が、必要充電量の情報に基づいて、切り離しが可能となる電力変換ユニット数を把握し、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）に反映していく処理を実施してもいい。図１３に示す例で説明すると、車両ＥＶ４の充電のために３０分間、５台の電力変換ユニットＡ〜Ｅを確保しているが、例えば最後の１０分間において４台分の変換ユニット数で済む必要充電量であった場合には、充電動作制御部３４は、稼動時間ＤＢ４８（図１２参照）を参照して、最も稼働時間の長い電力変換ユニットＡを切り離し（使用対象から除外）、その結果を電力変換ユニットＤＢ４７に反映させてもよい。

ステップ１０７０では、充電申込処理部４０が、次の充電申し込みを受信したか否かを判断する。次の充電申し込みは、例えば別の充電端末１１８を介した充電申し込みが該当し得る。次の充電申し込みを受信した場合（ステップ１０７０；Ｙｅｓ）、充電申込処理部４０は、ステップ１０１５に処理を戻す。一方、次の充電申し込みを受信していない場合（ステップ１０７０；Ｎｏ）、充電申込処理部４０は、次の充電申し込みの待機状態となり、営業終了時刻やメインスイッチ（図示せず）のＯＦＦ時等に、図１４の処理が終了する。

次に、図１５を参照して、タイマ充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理（ステップ１０５０）について説明する。

まず、タイマ充電処理部４１は、タイマ充電についての必要電力変換ユニット数ＰＮ及び充電時間ＣＴの算出処理を行う（ステップ３０１０）。すなわち、タイマ充電処理部４１は、充電端末１１８を介して車両１０２から充電係数αを取得し、タイマ充電管理ＤＢ４５にセットする。そして、タイマ充電処理部４１は、この充電係数αを用いて、接続開始時刻から操作者により指定された充電終了時刻までの指定充電時間帯で、操作者により指定された充電率を得るための充電を完了させ得る電力変換ユニット９の個数である必要電力変換ユニット数ＰＮを算出し、このＰＮ個の電力変換ユニット９を用いて充電を実施した場合の当該充電にかかる充電時間ＣＴを算出して、必要電力変換ユニット数ＰＮ及び充電時間ＣＴの値をメモリ６１に保持しておく。なお、ステップ３０１０については詳細を後記する（図１６参照）。

ステップ３０２０では、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、接続開始時刻から当該接続開始時刻に充電時間ＣＴを加算した時刻までの充電時間帯に、電力変換ユニット９の空き（割付の無い部分）がＰＮ個あるか否かを判断する。タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニット９の空きが「全て無」の場合にはステップ３０４５に処理を進め、電力変換ユニット９の空きが「一部有」の場合にはステップ３０３０に処理を進め、電力変換ユニット９の空きが「有」の場合にはステップ３０４０に処理を進める。

ステップ３０２０において、電力変換ユニット９の空きが「一部有」と判断された場合（ステップ３０２０；「一部有」）、タイマ充電処理部４１は、まず、必要電力変換ユニット数ＰＮを確保可能な時刻までの電力変換ユニット９の割付を行う（ステップ３０３０）。すなわち、タイマ充電処理部４１は、空きのある電力変換ユニット９を選択する。そして、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、選択された電力変換ユニット９に対して、接続開始時刻から電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保できる時刻まで、給電対象の充電端末番号をセットする。

続いて、タイマ充電処理部４１は、必要電力変換ユニット数ＰＮを確保後の電力変換ユニット９の割付を行う（ステップ３０３５）。すなわち、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保可能な時刻から操作者により指定された充電終了時刻までの時間帯で、操作者により指定された充電率を得るための必要電力変換ユニット数ＰＮを再計算する。そして、タイマ充電処理部４１は、確保された電力変換ユニット９を対象に、稼動時間ＤＢ４８における稼動時間が少ない順に再計算後のＰＮ個だけ選択する。そして、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、選択された電力変換ユニット９に対して、電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保可能な時刻から、操作者により指定された充電率を得ることができる時刻まで、給電対象の充電端末番号をセットする。なお、指定された充電率を満たさない場合でも、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、申し込み時の充電終了時刻まで、給電対象の充電端末番号をセットする。

但し、タイマ充電処理部４１は、ステップ３０３０，３０３５の処理に代えて、電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保可能な時刻まで待った後に充電を実行するように、電力変換ユニット９の割付を行ってもよい。この場合、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保可能な時刻から充電終了時刻までの時間帯で必要電力変換ユニット数ＰＮを再計算し、確保された電力変換ユニット９を対象に、稼動時間ＤＢ４８における稼動時間が少ない順に再計算後のＰＮ個だけ選択する。そして、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、選択された電力変換ユニット９に対して、電力変換ユニット９をＰＮ個以上確保可能な時刻から、操作者により指定された充電率を得ることができる時刻まで、給電対象の充電端末番号をセットする。このように構成すれば、使用する電力変換ユニット９の数を途中で増加させる必要が無く、通信手順が複雑にならずに済む。

ステップ３０２０において、電力変換ユニット９の空きが「有」と判断された場合（ステップ３０２０；「有」）、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニット９の割付を行う（ステップ３０４０）。すなわち、タイマ充電処理部４１は、空きのある電力変換ユニット９を対象に、稼動時間ＤＢ４８における稼動時間が少ない順にＰＮ個選択する。そして、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、選択された電力変換ユニット９に対して、接続開始時刻から当該接続開始時刻に充電時間ＣＴを加算した時刻まで、給電対象の充電端末番号をセットする。

一方、ステップ３０２０において、電力変換ユニット９の空きが「全て無」と判断された場合（ステップ３０２０；「全て無」）、タイマ充電処理部４１は、操作者により指定された充電終了時刻までは充電予約が入っている旨の回答（に関する情報）を、車両通信制御部３３を介して充電端末１１８に送信する（ステップ３０４５）。

ここで、充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、前記回答を受信して記憶部６６に保持する（図８参照）。そして、充電態様設定処理部３７は、記憶部６６に保持している前記回答に基づいて、受付・表示部６５に、図２５に示すような充電予約・メッセージ画面２０６を表示する。図２５は、タイマ充電において充電予約が入っている旨の回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。すなわち、充電態様設定処理部３７は、メッセージ表示領域２１６に、指定された充電終了時刻までは充電予約が入っている旨のメッセージを表示する。

ステップ３０５０では、タイマ充電処理部４１は、電力変換ユニットＤＢ４７における電力変換ユニット９（Ａ〜Ｅ）に対して給電対象の充電端末１１８の番号がセットされることによって示された充電開始時刻と充電終了時刻とを、タイマ充電管理ＤＢ４５の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする（ステップ３０５０）。

続いて、タイマ充電処理部４１は、充電終了時刻において何％の充電が完了するかを算出し、充電終了時の充電率をタイマ充電管理ＤＢ４５の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする（ステップ３０６０）。

続いて、タイマ充電処理部４１は、タイマ充電管理ＤＢ４５の電力変換ユニット割付後のエリアにおける充電終了時の充電率の値を含む回答（に関する情報）を、車両通信制御部３３を介して充電端末１１８に送信する（ステップ３０７０）。

ここで、充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、前記回答を受信して記憶部６６に保持する（図８参照）。そして、充電態様設定処理部３７は、記憶部６６に保持している前記回答に基づいて、受付・表示部６５に、図２６に示すような充電予約・メッセージ画面２０７を表示する。図２６は、タイマ充電において充電終了時の充電率の値を含む回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。すなわち、充電態様設定処理部３７は、メッセージ表示領域２１６に、充電終了時の充電率の値を含む回答の内容を表示する。なお、図２６に示すように、前記回答には予定される充電終了時刻が含まれていてもよい。

次に、図１６を参照して、タイマ充電についての必要電力変換ユニット数ＰＮ及び充電時間ＣＴの算出処理（ステップ３０１０）について説明する。

まず、タイマ充電処理部４１は、充電端末１１８を介して車両１０２と通信することにより、充電係数αを取得して、タイマ充電管理ＤＢ４５にセットする（ステップ６０１０）。

続いて、タイマ充電処理部４１は、タイマ充電管理ＤＢ４５を参照して、接続開始時刻から操作者により指定された充電終了時刻までの時間である指定充電時間Ｔを算出する（ステップ６０２０）。

続いて、タイマ充電処理部４１は、要求される増加充電率Δを算出する（ステップ６０３０）。ここで、増加充電率Δは、増加充電率Δ＝タイマ充電管理ＤＢ４５の申し込み時のエリアにおける充電終了時の充電率（％）−申し込み時における電池残量（％）、の式により算出される。この時、増加充電率△がマイナスとなった場合には、充電予約・メッセージ画面に充電率の指定値が低すぎることを表示して充電率を再入力をさせるような仕様が採用されてもよい。

続いて、タイマ充電処理部４１は、充電係数αを用いて、指定充電時間帯で操作者により指定された充電率を得るための充電を完了させるのに必要な供給電力である必要充電出力容量Ｐを算出する（ステップ６０４０）。ここで、必要充電出力容量Ｐは、必要充電出力容量Ｐ＝増加充電率Δ÷（充電係数α×指定充電時間Ｔ）、の式により算出される。

そして、タイマ充電処理部４１は、変数Ｎに「１」をセットした後（ステップ６０５０）、必要充電出力容量Ｐ÷（１個の電力変換ユニットの充電出力容量（供給電力）×Ｎ）≦１が成立するか否かを判断する（ステップ６０６０）

タイマ充電処理部４１は、ステップ６０６０で「Ｙｅｓ」と判断した場合にはステップ６０８０に処理を進め、ステップ６０６０で「Ｎｏ」と判断した場合にはステップ６０７０に処理を進める。

ステップ６０７０では、タイマ充電処理部４１は、変数Ｎを「１」だけインクリメントして（Ｎ＝Ｎ＋１）、ステップ６０６０に処理を戻す。

ステップ６０８０では、タイマ充電処理部４１は、指定充電時間帯で、操作者により指定された充電率を得るための充電を完了させ得る電力変換ユニット９の個数である必要電力変換ユニット数ＰＮ＝Ｎを得る。必要電力変換ユニット数ＰＮは、メモリ６１に保持される。ここで、タイマ充電処理部４１は、ＰＮ個の電力変換ユニット９から供給される電力の総和を充電出容量（ｋＷ）として、タイマ充電管理ＤＢ４５の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする。

例えば、２０ｋＷの充電出容量（供給電力）で８０分間給電することにより、充電率を０％から８０％に増加させる充電が可能な車両１０２の充電係数αは、前記したように、０．０５である。この車両１０２において、充電率を０％から８０％に増加させる充電を４０分で実現しようとした場合、必要充電出力容量Ｐ＝（８０−０）÷（０．０５×４０）＝４０（ｋＷ）となる。１台あたり１０ｋＷの電力変換ユニットの場合、Ｎが４になったときに初めてステップ６０６０で「Ｙｅｓ」となり、必要電力変換ユニット数ＰＮ＝４に決定される。

続いて、タイマ充電処理部４１は、ＰＮ個の電力変換ユニットを使用した際の充電時間ＣＴを算出する（ステップ６０９０）。ここで、充電時間ＣＴは、充電時間ＣＴ＝増加充電率Δ÷（ＰＮ×１個の電力変換ユニットの充電出力容量×充電係数α）、の式により算出される。

次に、図１７を参照して、急速充電申し込み時の電力変換ユニットの割付処理（ステップ２０３０）について説明する。

まず、急速充電処理部４２は、充電端末１１８を介して車両１０２と通信することにより、充電係数αを取得して、急速充電管理ＤＢ４６にセットする（ステップ４０１０）。

続いて、急速充電処理部４２は、急速充電についての充電時間ＱＴの算出処理を行う（ステップ４０２０）。すなわち、急速充電処理部４２は、充電係数αを用いて、急速充電についての充電時間ＱＴを算出し、充電終了時刻を急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにセットする（ステップ４０２０）。

次に、このステップ４０２０について、図１８を参照して説明する。
まず、急速充電処理部４２は、要求される増加充電率Δを算出する（ステップ７０１０）。ここで、増加充電率Δは、増加充電率Δ＝急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにおける充電終了時の充電率（％）−申し込み時における電池残量（％）、の式により算出される。増加充電率Δはメモリ６１に保持される。この時、増加充電率△がマイナスとなった場合には、充電予約・メッセージ画面に充電率の指定値が低すぎることを表示して充電率を再入力をさせるような仕様が採用されてもよい。

続いて、急速充電処理部４２は、急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにおける指定充電出力容量（ｋＷ）の値を、充電出力容量Ｐとしてメモリ６１に保持する（ステップ７０２０）。

続いて、急速充電処理部４２は、充電時間ＱＴを算出する（ステップ７０３０）。ここで、充電時間ＱＴは、充電時間ＱＴ＝増加充電率Δ÷（充電係数α×充電出力容量Ｐ）、の式により算出される。

そして、急速充電処理部４２は、現在時刻を充電開始時刻ＳＴとしてメモリ６１に保持し、この充電開始時刻ＳＴの値を、急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにおける充電開始時刻の項目にセットする（ステップ７０４０）。

続いて、急速充電処理部４２は、充電終了時刻ＥＴを算出する（ステップ７０５０）。ここで、充電終了時刻ＥＴは、充電終了時刻ＥＴ＝充電開始時刻ＳＴ＋充電時間ＱＴ、の式により算出される。

そして、急速充電処理部４２は、充電終了時刻ＥＴの値を、急速充電管理ＤＢ４６の申し込み時のエリアにおける充電終了時刻の項目にセットする（ステップ７０６０）。

図１７のステップ４０３０に戻り、急速充電処理部４２は、充電開始時刻ＳＴから充電終了時刻ＥＴまでの対象時間帯に充電予約がある否かを判断する。すなわち、急速充電処理部４２は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）を参照し、前記対象時間帯において初期値「０」以外の値が入っているか否かを判断する。急速充電処理部４２は、対象時間帯に充電予約がある場合には（ステップ４０３０；Ｙｅｓ）ステップ４０４０に処理を進め、対象時間帯に充電予約が無い場合には（ステップ４０３０；Ｎｏ）ステップ４０７０に処理を進める。

ステップ４０７０では、急速充電処理部４２は、急速充電管理ＤＢ４６における申し込み時のエリア内の情報を、電力変換ユニット割付後のエリアの対応する項目にコピーし、その後ステップ４１００に処理を進める。

ステップ４０４０では、急速充電処理部４２は、電力変換ユニットＤＢ４７を参照して前記対象時間帯に電力変換ユニット９を占有している充電端末１１８を特定（充電端末番号で把握）し、この充電端末１１８を介した電力変換ユニット９の使用時間を別の時間帯にシフト可能か否かを、タイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）を参照して判断する。

急速充電処理部４２は、電力変換ユニット９の全てについて使用時間をシフト不可と判断した場合には（ステップ４０４０；Ｎｏ）ステップ４０５０に処理を進め、電力変換ユニット９の一部又は全部について使用時間をシフト可能と判断した場合には（ステップ４０４０；Ｙｅｓ）ステップ４０６０に処理を進める。

ステップ４０５０では、急速充電処理部４２は、タイマ充電を勧める旨の回答（に関する情報）を、車両通信制御部３３を介して充電端末１１８に送信する。

ここで、充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、前記回答を受信して記憶部６６に保持する（図８参照）。そして、充電態様設定処理部３７は、記憶部６６に保持している前記回答に基づいて、受付・表示部６５に、図２７に示すような充電予約・メッセージ画面２０８を表示する。図２７は、タイマ充電を勧める旨の回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。すなわち、充電態様設定処理部３７は、メッセージ表示領域２１６に、タイマ充電を勧める旨のメッセージを表示する。

ステップ４０６０では、急速充電処理部４２は、電力変換ユニットの使用時間のシフト処理を実施する。ここで、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において、充電端末番号が再セットされる。

次に、このステップ４０６０について、図１９を参照して説明する。
まず、急速充電処理部４２は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）とタイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）を参照し、使用時間シフトの対象となり得る充電端末１１８を選択し、タイマ充電管理ＤＢ４５の該当するＲＴフラグに「１」をセットする（ステップ８０１０）。具体的には例えば、タイマ充電管理ＤＢ４５（申し込み時）の充電終了時刻と、電力変換ユニットＤＢ４７の該当する充電端末番号がセットされている時間帯とを参照し、所定の時間（例えば１５分等）以上の差があれば、ＲＴフラグに「１」がセットされる。これは、電力変換ユニットの使用時間をシフトしても、所定の時間以上の余裕がある充電端末１１８を選択するためである。

続いて、急速充電処理部４２は、タイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）においてＲＴフラグが「１」となっている充電端末１１８のうち、充電終了時刻が現在時刻から一番離れている時間の充電端末１１８を選択する（ステップ８０２０）。ここでの充電終了時刻は、電力変換ユニットＤＢ４７（図１１参照）において示される時刻である。

ステップ８０３０では、急速充電処理部４２は、選択された対象充電端末１１８でのタイマ充電が、急速充電管理ＤＢ４６（図１０参照）の申し込み時のエリアにおける充電終了時刻（図１０の例では14:00）から再スタートして、操作者が指定した充電終了時刻までに要求通り完了するか否かを、タイマ充電管理ＤＢ４５を参照して判断する。急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８での充電が要求通り完了すると判断した場合には（ステップ８０３０；Ｙｅｓ）ステップ８０４０に処理を進め、対象充電端末１１８での充電が要求通り完了しないと判断した場合には（ステップ８０３０；Ｎｏ）ステップ８０５０に処理を進める。

ステップ８０４０では、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、現在時刻から急速充電終了時刻まで使用時間のシフトを実施する。すなわち、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、タイマ充電申し込み時の充電率を満たすように、電力変換ユニットＤＢ４７において充電端末番号のセット位置をずらすことにより、電力変換ユニット９の使用時間をシフトする。そして、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、使用時間シフト実施後における充電開始時刻と充電終了時刻をタイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする。

ステップ８０５０では、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、申し込み時の要求を満たす範囲内での使用時間のシフトを実施する。すなわち、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、タイマ充電申し込み時の充電終了時刻及び充電率を満たす範囲内で、電力変換ユニットＤＢ４７において充電端末番号のセット位置をずらすことにより、電力変換ユニット９の使用時間をシフトする。この場合、タイマ充電申し込み時の充電終了時刻が、電力変換ユニット割付後の充電終了時刻とされる。そして、急速充電処理部４２は、対象充電端末１１８について、使用時間シフト実施後における充電開始時刻と充電終了時刻をタイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする。なお、電力変換ユニット９の使用時間をシフトする際に、操作者により指定された充電率を得るための必要電力変換ユニット数ＰＮを再計算するように構成されてもよい。このようにすれば、電力変換ユニットを割り付けし直すことにより、現在時刻から急速充電終了時刻まで使用時間のシフトを実施できるケースが増大する。

ステップ８０６０では、急速充電処理部４２は、急速充電の開始時に必要な指定充電出力容量を満たし得る電力変換ユニット数を確保済みであるか否かを判断する。ここで、使用が予定されていない電力変換ユニット９（例えば図１３の例では電力変換ユニットＡ，Ｅ）も含めた判断が行われる。急速充電処理部４２は、必要な電力変換ユニット数を確保済みであると判断した場合には（ステップ８０６０；Ｙｅｓ）ステップ４０８０（図１７参照）に処理を進め、必要な電力変換ユニット数を未だ確保していないと判断した場合には（ステップ８０６０；Ｎｏ）ステップ８０７０に処理を進める。

ステップ８０７０では、急速充電処理部４２は、タイマ充電管理ＤＢ４５（図９参照）のＲＴフラグ「１」の充電端末１１８のうち、充電終了時刻が現在時刻から次に離れている時間の充電端末１１８を選択し、その後ステップ８０３０に処理を戻す。なお、ステップ８０７０において次に選択すべき充電端末１１８が無い場合、急速充電処理部４２は、ステップ４０８０（図１７参照）に処理を進める。

図１７のステップ４０８０に戻り、急速充電処理部４２は、急速充電の申し込みを受け付けた充電端末１１８について、急速充電に利用可能な時間帯（充電開始時刻及び充電終了時刻）と充電出力容量とを急速充電管理ＤＢ４６（図１０参照）の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする（ステップ４０８０）。

続いて、急速充電処理部４２は、充電終了時刻において何％の充電が完了するかを算出して、この充電終了時の充電率を急速充電管理ＤＢ４６（図１０参照）の電力変換ユニット割付後のエリアにセットする（ステップ４０９０）。

続いて、急速充電処理部４２は、急速充電において使用する電力変換ユニットを選択し、電力変換ユニットＤＢ４７の該当時間帯に、急速充電の申し込みを受け付けた充電端末１１８の充電端末番号を先頭に「Ｓ」を付けてセットする（ステップ４１００）。ここで、急速充電管理ＤＢ４６の電力変換ユニット割付後のエリアの情報（充電出力容量）に基づいて、ステップ４０３０で「Ｎｏ」の場合には稼動時間ＤＢ（図１２参照）における稼動時間が少ない順に、空いている電力変換ユニットが選択される。

続いて、急速充電処理部４２は、急速充電管理ＤＢ４６の電力変換ユニット割付後のエリアにおける充電終了時の充電率の値を含む回答（に関する情報）を、車両通信制御部３３を介して充電端末１１８に送信する（ステップ４１１０）。

ここで、充電端末１１８の充電態様設定処理部３７は、前記回答を受信して記憶部６６に保持する（図８参照）。そして、充電態様設定処理部３７は、記憶部６６に保持している前記回答に基づいて、受付・表示部６５に、図２８に示すような充電予約・メッセージ画面２０９を表示する。図２８は、急速充電において充電終了時の充電率の値を含む回答があったときの充電予約・メッセージ画面を示す図である。すなわち、充電態様設定処理部３７は、メッセージ表示領域２１６に、充電終了時の充電率の値を含む回答の内容を表示する。なお、図２８に示すメッセージ表示領域２１６には、予定される充電終了時刻、充電出力容量等の情報が含まれていてもよい。

前記したように、第２実施形態に係る充電装置１０３は、充電用の直流の電力を出力する電力出力部１１０と、バッテリ４を搭載したバッテリ搭載装置としての車両１０２に接続可能な複数の利用者操作ユニット１０７と、電力出力部１１０から利用者操作ユニット１０７への電力供給を制御する充電制御ユニット１５５とを備え、バッテリ４に電力を供給して充電するものであり、充電制御ユニット１５５は、車両１０２に接続されている利用者操作ユニット１０７に対して、電力出力部１１０から出力される電力を振り分けて供給する。

このような第２実施形態によれば、充電装置１０３の利用者操作ユニット１０７にバッテリ搭載装置としての車両１０２が接続されると、充電制御ユニット１５５は、このとき使用可能な電力を利用者操作ユニット１０７に電源として振り分け、車両１０２のバッテリ４を充電するために、振り分けられた電力を利用者操作ユニット１０７に供給する。そして、利用者操作ユニット１０７に車両１０２が接続される度に、このとき使用可能な電力が利用者操作ユニット１０７に割り当てられ、バッテリ４が充電される。よって、１台の充電装置１０３であっても、複数の利用者操作ユニット１０７を充電可能に動作することが可能となるので、一度に複数の車両１０２を充電することが可能となる。

また、第２実施形態では、電力出力部１１０は、複数の電力変換ユニット９を備えており、充電制御ユニット１５５は、車両１０２に接続されている利用者操作ユニット１０７に対して、複数の電力変換ユニット９の中から選択された少なくとも一つの電力変換ユニット９から出力される電力を供給する。

この構成によれば、電力変換ユニット９をメンテナンスする際、メンテナンス対象の電力変換ユニット９のみ動作を停止し、他のものは動作状態としておくことも可能である。よって、充電装置１０３の稼働を維持しながら、電力変換ユニット９をメンテナンスすることができる。また、もし仮に、充電装置１０３の利用者が増えた場合、電力変換ユニット９を増設することで対応することが可能である。よって、設置する電力変換ユニット９を利用者数動向に応じて増減することが可能となるので、充電装置１０３に要する初期コストの節約にもなる。

また、第２実施形態では、電力出力部１１０は、系統５からの電力を充電用の直流の電力に変換して出力する。この構成によれば、例えば商用電源を利用して、充電に必要な電力を容易に得ることができる。

また、第２実施形態は、利用者操作ユニット１０７で操作者の操作により設定された充電パターンを取得し、当該充電パターンに基づいて、電力出力部１１０から出力される電力を振り分ける。この構成によれば、操作者の要望に応じた充電パターンによってバッテリ４を充電することができる。よって、操作者の要望に応じた柔軟なサービスを提供することができる。

また、第２実施形態は、充電パターンを取得したときに、既に設定されている充電パターンに基づいて、電力出力部１１０から出力される電力の振り分けを調整する。この構成によれば、充電を急ぐ操作者とそうでない操作者との双方を勘案して、その時々の状況に応じた最適な充電を実行することができる。

また、第２実施形態では、充電パターンはバッテリ４の充電終了時を規定する充電スケジュールを含み、充電制御ユニット１５５は、充電スケジュールを満足するように、電力出力部１１０から出力される電力を振り分ける。この構成によれば、操作者が指定した時刻までに終了するように充電を実行することが可能となる。

また、第２実施形態では、充電パターンはバッテリ４の所定の充電出力容量での充電を即座に実施することを要求する急速充電要求を含み、充電制御ユニット１５５は、急速充電要求を満足するように、電力出力部１１０から出力される電力を振り分ける。この構成によれば、操作者が充電を急ぐ場合であっても、これに対応することが可能となる。

また、第２実施形態では、充電パターンはバッテリ４の充電率又は充電量の値を含み、充電制御ユニット１５５は、充電率又は充電量を満足するように、電力出力部１１０から出力される電力を振り分ける。この構成によれば、操作者が希望する充電率又は充電量に応じた充電を実行することができる。

また、第２実施形態は、バッテリ４を単位充電出力容量で単位時間充電した場合の充電率又は充電量の増加を表す充電係数α又は当該充電係数αを算出可能とする情報を車両１０２から利用者操作ユニット１０７を介して取得し、当該充電係数αを用いて電力の振り分けを制御する。この構成によれば、操作者が希望する充電率又は充電量に達するまでの時間をより正確に算出することが可能となる。

また、第２実施形態は、充電装置１０３における利用者操作ユニット１０７が実行する充電受付方法であって、受付・表示部６５に、バッテリ４の充電終了時を規定する充電スケジュールを受け付けるタイマ充電受付部２１１と、バッテリ４の所定の充電出力容量での充電を即座に実施することを要求する急速充電要求を受け付ける急速充電受付部２１２とを備えた受付画面としての充電予約・メッセージ画面２０１〜２０９を表示するステップ（ａ）と、充電予約・メッセージ画面２０１〜２０９において充電スケジュール又は急速充電要求の情報を受け付けるステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において受け付けられた前記充電スケジュール又は前記急速充電要求の情報を記憶部６６に記憶するステップ（ｃ）と、記憶部６６に記憶した充電スケジュール又は急速充電要求の情報を充電制御ユニット１５５に送信するステップ（ｄ）とを有する充電受付方法を提供する。

この構成によれば、１台の充電装置１０３であっても、複数の利用者操作ユニット１０７を充電可能に動作して、一度に複数の車両１０２を充電することができる充電装置１０３の利用者操作ユニット１０７において、受付・表示部６５に表示されるタイマ充電受付部２１１と急速充電受付部２１２とを備えた充電予約・メッセージ画面２０１〜２０９を通して、操作者は、複数の利用者操作ユニット１０７の各々において、容易にタイマ充電又は急速充電を申し込むことができる。

また、第２実施形態では、前記充電受付方法は、充電スケジュール又は急速充電要求に対応する回答に関する情報を充電制御ユニット１５５から受信するステップ（ｅ）と、ステップ（ｅ）において受信した前記回答に関する情報を記憶部６６に記憶するステップ（ｆ）と、記憶部６６に記憶した前記回答に関する情報に基づいて、受付・表示部６５に、前記回答に関する表示を行うステップ（ｇ）とを有する。この構成によれば、充電スケジュール又は急速充電要求に対応する回答が受付・表示部６５に表示されるので、操作者は予約内容を確認したり、必要に応じて予約内容を修正したりすることができ、利便性が高いものとなる。

また、第２実施形態では、充電予約・メッセージ画面２０１〜２０９は、バッテリ４の充電率の値を受け付ける充電目標受付部２１３を備える。この構成によれば、操作者は、希望する充電率を、充電予約・メッセージ画面２０１〜２０９において容易に指定することができる。

以上、本発明について、第１及び第２実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、前記第２実施形態において、充電制御ユニット１５５が充電コンバータ装置１０６に内蔵されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、充電制御ユニット１５５の充電制御装置１３２の少なくとも一部が、上位通信制御部５１からネットワークを介して通信可能に接続されるサーバコンピュータ（図示せず）に備えられる場合にも適用可能である。

また、前記第２実施形態において、電力出力部１１０が複数の電力変換ユニット９を備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図２９は、第２実施形態の変形例の要部を示すブロック図である。本発明は、図２９に示すように、電力出力部１１１が一つの電力変換ユニット１０９を備える場合にも適用可能である。この場合、一つの電力変換ユニット１０９から出力される電力が、分配器１１４により、車両１０２が接続されている利用者操作ユニット１０７に振り分けて供給される。分配器１１４は、電力変換ユニット１０９と各利用者操作ユニット１０７とを接続するための例えばスイッチング素子を用いた等価可変抵抗を有する複数のスイッチ１１７を備えている。充電制御装置１３２は、各スイッチ１１７を制御することにより、電力変換ユニット１０９からの電力を任意の比率で振り分けて各利用者操作ユニット１０７に供給することができる。

また、前記第２実施形態において、電力出力部１１０が系統５からの電力を充電用の直流の電力に変換して出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電力出力部１１０が２次電池を備えており、当該２次電池から充電用の直流の電力が出力する場合にも適用可能である。この場合、２次電池への蓄電は、燃料電池、太陽電池等を利用してもよい。

また、前記第２実施形態において、タイマ充電受付部２１１が充電終了時刻の指定を受け付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タイマ充電受付部２１１が現在時刻からの時間（例えば６０分等）の指定を受け付ける場合にも適用可能である。

また、前記第２実施形態において、充電目標受付部２１３がバッテリ４の充電率（％）の値の指定を受け付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、充電目標受付部２１３がバッテリ４の充電量（ｋＷ）の値の指定を受け付ける場合にも適用可能である。また、指定される充電率（％）や充電量（ｋＷ）の値は、充電後のものであってもよいし、申し込み時からの増加分であってもよい。

また、前記第２実施形態において、バッテリ搭載装置が電気自動車やハイブリッド車両等の車両１０２の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１実施形態において前記したように、バッテリ搭載装置が例えば自動搬送機、フォークリフト、ロボット、見学者用カート、バイク、バス等の場合にも適用可能である。

また、図１４〜図１９に示す処理は、第２実施形態ではプログラムを用いたソフトウェア的な処理として説明したが、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ）等を用いたハードウェア的な処理であってもよい。

２（２ａ〜２ｄ），１０２（ＥＶ１〜ＥＶ４）…車両（バッテリ搭載装置）、
３，１０３…充電装置、
４…バッテリ、
５…系統電源（系統）、
６，１０６…充電コンバータ装置、
７，１０７…利用者操作ユニット、
９（９ａ〜９ｊ，Ａ〜Ｅ），１０９…電力変換ユニット、
１４…切換回路（充電制御ユニット）、
１８，１１８…充電端末、
１９…充電ケーブル、
３０…電池情報取得部（必要電力量取得手段、充電量取得手段）、
３１…電池情報転送部（必要電力量取得手段、充電量取得手段）、
３２，１３２…充電制御装置、
３３…車両通信制御部（必要電力量取得手段、充電量取得手段）、
３４…充電動作制御部（充電制御ユニット）、
３５…故障検出手段としての故障検出部、
３６…ユニット切離部（切離手段）、
３７…充電態様設定処理部（充電パターン入力手段）、
３８…入力部（充電パターン入力手段）、
３９…表示部（充電パターン入力手段）、
４０…充電申込処理部、
４１…タイマ充電処理部、
４２…急速充電処理部、
５５，１５５…充電制御ユニット、
６５ 受付・表示部（表示部）、
６６ 記憶部、
１１０，１１１…電力出力部、
２０１〜２０９…充電予約・メッセージ画面（受付画面）、
２１１…タイマ充電受付部、
２１２…急速充電受付部、
２１３…充電目標受付部、
Ｓａ…必要電力量情報、
Ｓｂ…充電量情報、
Ｓｃ…マニュアル設定入力データ（充電パターン）
α 充電係数。

Claims (1)

1. 充電用の直流の電力を出力する電力出力部と、バッテリを搭載したバッテリ搭載装置に接続可能な複数の利用者操作ユニットと、前記電力出力部から前記利用者操作ユニットへの電力供給を制御する充電制御ユニットとを備え、前記バッテリに電力を供給して充電する充電装置における、前記充電制御ユニットであって、
   前記電力出力部は、複数の電力ユニットを備えており、
   前記充電制御ユニットは、前記バッテリ搭載装置に接続されている前記利用者操作ユニットに対して、前記複数の電力ユニットの中から選択された少なくとも一つの電力ユニットから出力される電力を供給することによって前記電力出力部から出力される電力を振り分けて供給するものであり、
   前記充電装置の外部からピーク電力の時間帯の情報を取得し、前記複数の電力ユニットの中で稼動時間が長い順に所定個数の電力ユニットを選択して、前記ピーク電力の時間帯の間、選択された電力ユニットの稼動を制限することを特徴とする充電制御ユニット。

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