JP2015109736A - 充電システム及び充電システムにおける充電終了目安時間演算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電上限時間が設定された場合、一定条件の基に、充電終了予定時間か、充電上限時間に基づくカウントダウンに切り換えて演算を実行する。【解決手段】二次電池の状態情報に基づいて充電終了予定時間を演算する予定時間演算部と、充電終了予定時間より実時間に基づく充電終了目安時間を算出する実時間カウントダウン算出部と、二次電池のＳＯＣの増加に基づいて充電終了目安時間を算出するＳＯＣカウントダウン算出部と、充電上限時間設定部とを備える。実時間カウントダウン算出部およびＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間と、充電上限時間設定部による充電上限時間に基づく充電終了目安時間とをそれぞれ比較して、二次電池の充電終了目安時間を決定する判定部と、二次電池の充電終了目安時間として表示する表示部とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電動自動車やハイブリッド自動車等の電動車輌に搭載される二次電池への充電終了目安時間の演算や表示をする充電システム及び充電システムにおける充電終了目安時間演算方法に関する。

近年、電動機により全部または一部の車輌駆動力を得る電動車輌（電気自動車およびハイブリッド自動車を含む）が普及してきている。
このような電動車輌に搭載される駆動用の二次電池において、当該二次電池の充電状態として二次電池の残容量を示すＳＯＣ（State・Of・Charge）を正確に把握することは、二次電池の過充電や過放電を防ぐと共に、走行時における二次電池の残容量を乗員に正確に伝えるという点において、非常に重要である。

電気自動車の充電システムでは、充電する際に、充電器のモニタに充電率や充電終了までの残り時間等を表示している。表示されている充電終了までの残り時間は、充電開始時、車輌側が電池残量や温度、充電器の最大出力電流等から演算して求めた充電に要する最大時間を利用して表示している。当該表示される時間は、車輌側にとっては、充電に要する最大時間となり、充電器側にとっては、この時間経っても充電が終了しない場合にタイムアウトして充電を停止させるための指標時間となる。

しかしながら、この表示時間を充電終了までの残り時間として表示しているため、充電開始時に表示される時間が実際にかかる時間よりも長い時間が表示されてしまう。すなわち、実際に充電が完了する時間と充電を開始する際に計算によって求められる充電残時間との間にずれが生じてしまうという問題がある。

そこで、電池の温度や劣化状態、充電中の負荷状態を反映して、精度良く充電残時間を演算可能な充電残時間演算方法として、特許文献１には、充電の途中で充電電流値が減少する度にその充電電流値に基づいて充電残時間を補正する方法が開示されている。
しかしながらかかる充電残時間演算方法は、電池の温度や劣化状態、充電中の負荷状態を反映して、精度良く充電残時間を演算可能とするが、どのタイミングで補正するかセンサ等で検知する必要があり、システムが複雑化してしまうことが課題として残る。

また、充電規格が改訂されて、充電器モニタに表示される「充電までの残り時間」のために新たに設定された「充電終了目安時間」の項目は、車輌側が任意に表示を変更可能としていることから、充電終了目安時間をより確実かつシンプルに演算して、表示することが望まれる。

そこで本出願人は、このような背景から、簡素な構成で適正な充電終了時間を演算して、表示部に表示することの可能な、新規かつ改良された充電システム及び充電システムにおける充電終了目安時間演算方法を実現するために、二次電池に充電器を用いて充電する充電システムについて提案している。
かかる充電システムでは、充電開始時に急速充電器の出力可能電流値、二次電池の状態情報に基づいて、二次電池が所定量の充電に要する充電終了予定時間を演算し、充電終了予定時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出し、充電終了予定時間より充電開始時からの二次電池のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出し、実時間カウントダウン値とＳＯＣカウントダウン値の充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定し、二次電池の充電終了目安時間として表示するようにしている。

これにより、充電終了目安時間として、実時間に基づく充電終了目安時間とＳＯＣに基づく充電終了目安時間のうち大きい値の方を表示するので、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを低減することができた。

特許３４２８３８９号公報 平成２５年５月３１日提出の特願２０１３−１１６４８８号

以上のように、特許文献２によれば、簡素な構成で適正な充電終了時間を演算して、表示部に表示することの可能な、新規かつ改良された充電システム及び充電システムにおける充電終了目安時間演算方法を提供することができた。
ところで、かかる充電システムにおいては、充電上限時間を急速充電器側もしくは車輌側におけるＥＣＵ内部で任意の値で切られてしまった場合、充電上限時間に達したときに残り充電時間が大きく残ってしまう課題が指摘されている（図８参照）。
本発明は、以上のような課題を改善するために提案されたものであって、充電上限時間を急速充電器側もしくは車輌側のＥＣＵ内部で設定された場合、一定条件の基に、充電上限時間からのカウントダウンに切り換えて演算を実行するようにした、充電システム及び充電システムにおける充電終了目安時間演算方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、二次電池に充電器を用いて充電する充電システムであって、充電開始時に充電器の出力可能電流値、二次電池の状態情報に基づいて、二次電池が所定量の充電に要する充電終了予定時間を演算する予定時間演算部と、充電終了予定時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する実時間カウントダウン算出部と、充電終了予定時間より充電開始時からの二次電池のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出するＳＯＣカウントダウン算出部と、充電上限時間を設定可能な充電上限時間設定部と、実時間カウントダウン算出部による充電終了目安時間と、ＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間と、充電上限時間設定部による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間と、をそれぞれ比較して、二次電池の充電終了目安時間を決定する判定部と、判定部での判定結果を二次電池の充電終了目安時間として表示する表示部と、を備えることを特徴とする。

これにより、充電上限時間を設定された場合、実時間カウントダウン算出部による充電終了目安時間と、ＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間と、充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して求められる充電終了目安時間とをそれぞれ比較して、二次電池の充電終了目安時間を決定するようにしたので、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを軽減できる。

また、請求項２に記載の本発明では、判定部は、充電上限時間設定部による充電上限時間と充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間が充電終了予定時間を超えるものであれば、実時間カウントダウン算出部とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定し、充電上限時間が充電終了予定時間未満であれば、充電上限時間設定部による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間を二次電池の充電終了目安時間に決定することを特徴とする。

これにより、設定された充電上限時間と、二次電池の状態情報に基づいて求められた充電終了予定時間との比較で、充電終了予定時間に基づいて求められる、実時間カウントダウン算出部による充電終了目安時間とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間とから大きい値の方の充電終了目安時間を採用するか、充電上限時間に基づいて算出された充電終了目安時間を採用するようにしたので、より好適な充電終了目安時間とすることができる。

また、請求項３記載の本発明では、二次電池は電動車輌用の電池であり、充電上限時間設定部は充電器側若しくは車輌側に設けられ、充電上限時間設定部は、充電器若しくは車輌と通信を行うことを特徴とする。

これにより、電動車輌の電池の充電を行う際に、充電上限時間が充電器側若しくは車輌側で設定される場合に、充電上限時間の情報を充電器側若しくは車輌側に通信することができ、充電システムの効率化を図ることができる。

また、請求項４記載の本発明では、二次電池に充電器を用いて充電する充電システムにおける充電終了目安時間演算方法であって、充電開始時に充電器の出力可能電流値、二次電池の状態情報に基づいて、二次電池が所定量の充電に要する充電終了予定時間を演算する第１のステップと、充電終了予定時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する第２のステップと、充電終了予定時間より充電開始時からの二次電池のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出する第３のステップと、予め設定される充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する第４のステップと、第２、３、４のステップによって求められた充電終了目安時間をそれぞれ比較して、二次電池の充電終了目安時間を決定する第５のステップと、を具備することを特徴とする。

これにより、実際に充電が完了する時間と充電を開始する際に算出される充電残時間と、さらに、設定される充電上限時間との比較で、より適正な充電終了目安時間が決定されるため、違和感のない、使い勝手の良い充電に寄与することができる。

さらに、請求項５にかかる本発明では、第５ステップは、充電上限時間と充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間設定部による充電上限時間と充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間が充電終了予定時間を超えるものであれば、実時間カウントダウン算出部とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定し、充電上限時間が充電終了予定時間未満であれば、前記充電上限時間設定部による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく算出時間を充電終了目安時間に決定することを特徴とする。

これにより、充電上限時間が設定された場合、充電終了予定時間に基づく実時間カウントダウンおよびＳＯＣカウントダウンによる演算か、充電上限時間からのカウントダウンに切り換えて演算を実行することができる。

本発明によれば、充電上限時間が設定された場合、充電終了予定時間に基づく実時間カウントダウンおよびＳＯＣカウントダウンか、充電上限時間からのカウントダウンに切り換えて演算を実行するようにしたので、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを軽減できる。

本発明に係る充電システムとして、急速充電システムの一実施形態を示す模式図である。 急速充電システムの第１実施形態を示す、概略構成図である。 充電上限時間が設定された場合、充電終了予定時間に基づく実時間カウントダウンか、充電上限時間に基づく実時間カウントダウンにより充電がなされる場合のＳＯＣ状態変化を示す図である。 図２に示す第１実施形態に係る急速充電システムによる急速充電方法の動作を示すフローチャートである。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る充電システムによる二次電池のＳＯＣ状態変化を示す図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る充電システムによる二次電池への充電電流の経時変化を示す図である。 第１実施形態に係る急速充電システムによる充電終了目安時間の算出を説明するための図である。 急速充電システムの第２実施形態を示す、概略構成図である。 従来の急速充電システムの問題点を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

まず、本発明にかかる充電システムについて、急速充電システムの一実施形態を挙げ、図面を参照しながら説明する。
図１に、急速充電システム１を示す。
この急速充電システム１は、電動自動車やハイブリッド自動車等の電動車輌２に搭載される二次電池（後述）に対し、急速充電器３で充電ケーブル３ａ、コネクタ３ｂを介して急速充電するようにしたシステムであり、急速充電器３による充電終了予定時間を演算して、カウントダウン値となる充電終了目安時間を表示するシステムである。

（第１実施形態）
かかる急速充電システム１は、第１実施形態として図２に示すように構成することができる。
ここでは、急速充電システム１は、車輌２側には、ＥＣＵ４と、二次電池となる高圧バッテリ５とを備え、急速充電器３側には、表示部６と、急速充電器３の総合的な制御を行う制御部７と、二次電池への電力を供給する電力供給部８とを備える。

ＥＣＵ４は、車輌２の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。本実施形態では、ＥＣＵ４は、図２に示すように、予定時間演算部９と、実時間カウントダウン算出部１０と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１と、充電上限時間設定部１２と、判定部１３とを備える。

予定時間演算部９は、充電開始時に少なくとも急速充電器３の出力可能電流値、二次電池５のＳＯＣ、温度、特性、及び劣化係数の何れかに基づいて、二次電池５の充電に要する充電終了予定時間を演算する。
ここで、本発明の二次電池の状態情報とは、二次電池５のＳＯＣ、温度、特性、及び劣化係数の何れかに相当する。すなわち、予定時間演算部９は、急速充電を開始する際に、上記の変動因子に基づいて算出される充電残時間を二次電池５の充電に要する充電終了予定時間として予測しながら演算する。なお、予定時間演算部９による充電終了予定時間の演算動作についての詳細な説明については、後述する。

実時間カウントダウン算出部１０は、予定時間演算部９で算出された充電終了予定時間より、充電開始時からの経過時間を減算することによって、実時間に基づく充電終了目安時間を算出する。また、実時間カウントダウン算出部１０は、後述する充電上限時間設定部１２により設定される充電上限時間より、充電開始時からの経過時間を減算することによって、実時間に基づく充電終了目安時間を算出する。
すなわち、実時間カウントダウン算出部１０は、充電開始時からの経過時間を充電終了予定時間から減算することによって、経時的に単純減少する実時間カウントダウン値を充電終了目安時間として算出する。つまり、実時間カウントダウン算出部１０は、減算（カウントダウン）された実時間カウントダウン値を充電終了目安時間として算出する。
また、実時間カウントダウン算出部１０は、充電開始時からの経過時間を充電上限時間から減算することによって、経時的に単純減少する実時間カウントダウン値を充電終了目安時間として算出する。

ＳＯＣカウントダウン算出部１１は、予定時間演算部９で算出された充電終了予定時間からＳＯＣに基づく充電終了目安時間を算出する。すなわち、ＳＯＣカウントダウン算出部１１は、充電開始時からの二次電池５のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣ経過時間（ＳＯＣカウント時間）を充電終了予定時間から減算することによって、経時的に単純減少しないＳＯＣカウントダウン値を充電終了目安時間として算出する。

具体的には、ＳＯＣカウントダウン算出部１１は、充電終了時（満充電を含む設定された所定の充電量時）のＳＯＣに至るまでに充電に要するＳＯＣで、充電終了予定時間を均等に除算することによって、ＳＯＣ割付時間を算出し、該ＳＯＣ割付時間を用いて現ＳＯＣにおけるＳＯＣカウント時間を算出して、該算出時間を充電終了予定時間より減算し、当該減算されたＳＯＣカウントダウン値を充電終了目安時間として算出する。
なお、ＳＯＣカウントダウン算出部１１による充電終了目安時間の算出動作についての詳細については、後述する。

充電上限時間設定部１２は、ここでは、車輌におけるＥＣＵ４に搭載され、充電上限時間設定部１２は急速充電器３と通信を行い、予め充電上限時間を設定する。充電上限時間とは、急速充電器３側において、例えば８０％まで充電するのに要する充電時間（例えば６０分）を限度として、自由に設定される充電時間をいうものとする。

判定部１３は、実時間カウントダウン算出部１０による充電終了目安時間と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１による充電終了目安時間と、充電上限時間設定部１２による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間とをそれぞれ比較して、後述の手順により二次電池の充電終了目安時間を決定する。

表示部６は、急速充電器３側に備わり、判定部１３での判定結果を二次電池５の充電終了目安時間として表示する。すなわち、表示部６は、車輌２側のＥＣＵ４で算出された充電終了目安時間を急速充電が開始される際に算出される充電残時間として表示する。

二次電池５の充電終了目安時間を決定する手順としては、充電終了目安時間として、充電上限時間設定部１２にて設定される充電上限時間と、当初の二次電池５の状態情報に基づいて算出される充電終了予定時間との比較を行い、この比較の結果に応じて、充電終了目安時間を決めて表示を行う。
すなわち、充電上限時間設定部１２による充電上限時間と二次電池５の状態情報に基づく充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間＞充電終了予定時間であれば、判定部１３は、二次電池５の状態情報による充電終了予定時間に基づいて、実時間カウントダウン算出部とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定する（図３参照）。
なお、充電上限時間と、当初の二次電池５の状態情報に基づいて算出される充電終了予定時間との比較を行うのは、充電終了予定時間は、二次電池５の状態情報に基づいて得られる時間であり、充電終了予定時間を超える充電上限時間、充電を行っても、８０％まで充電するのに要する充電時間（例えば６０分）を超えることになるからである。そのために、充電上限時間＞充電終了予定時間であれば、充電終了予定時間に基づいて、実時間カウントダウン算出部とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定すればよいことになる。

一方、充電上限時間＜充電終了予定時間であれば、判定部１３は、充電上限時間設定部１２による充電上限時間に基づいて、充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間を二次電池の充電終了目安時間に決定する。
このように、本実施形態では、充電終了目安時間として、充電上限時間設定部１２にて設定される充電上限時間と、当初の二次電池５の状態情報に基づいて算出される充電終了予定時間との比較を行い、この比較の結果に応じて、充電終了目安時間を決めて表示を行うので、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを低減できる。

なお、表示部６は、充電終了目安時間を表示する際に、実時間カウントダウン算出部１０による算出結果を表示する場合と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１による算出結果を表示する場合と、さらには充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく算出結果を表示する場合とを異なる態様で表示することができる。
具体的には、例えば、実時間に基づくカウントダウン値を表示する場合と、ＳＯＣに基づくカウントダウン値を表示する場合で点滅する数字ランプの色を異なる色で表示したり、それぞれのカウントダウン値をそれぞれインジケータで同時に表示したりして、異なる態様の表示とする。このように、表示部６による充電終了目安時間の表示が何れの算出部９、１０の算出結果による表示であるかを明確にすることによって、急速充電システム１の効率化を図ることができる。

次に、本実施形態の急速充電システム１による急速充電動作について、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、充電開始時に急速充電器３の出力可能電流値が受信されたことを確認した後、二次電池５の状態情報に基づいて、二次電池５が所定量の充電に要する充電終了予定時間（初期値）を演算する（第１ステップＳ１）。
二次電池５を充電する際には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、充電を開始してから所定時間ｔ_Ｐ１までは、充電電流が所定値Ｉ０の定電流充電とし、その後、充電電流が随時下がる定電圧充電とする。
すなわち、充電開始時には、充電終了予定時間を求めるために、まず、急速充電器３の出力可能電流値、電池温度、電池劣化度等から定電流充電が可能なＳＯＣ（Ｃ１）を推定する。
その後、推定した定電流可能ＳＯＣ（Ｃ１）に基づいて、充電開始ＳＯＣ（Ｃ０）、充電終了ＳＯＣ（Ｃ２）、充電効率、電池劣化度から定電流充電時間（ｔ_Ｐ１）と定電圧充電時間（ｔ_Ｐ２−ｔ_Ｐ１）を算出する。
そして、これら定電流充電時間と定電圧充電時間と補正値を足し合わせて、充電終了目安時間初期値となる充電終了予定時間Ｔ０を求める。

次いでかかる充電終了予定時間Ｔ０に基づいて、実時間カウントダウン算出部１０によって、充電終了予定時間Ｔ０より充電開始時からの経過時間を減算して実時間カウントダウンに基づく充電終了目安時間を算出し、算出結果をＴ１とする（第２ステップＳ２）。
具体的には、充電開始時に算出した充電終了予定時間Ｔ０を利用して、当該充電終了予定時間Ｔ０の実時間に応じたカウントダウンを実行する。すなわち、充電終了予定時間Ｔ０から単純減少するように、カウントダウンを実行する。
例えば、充電終了予定時間が３０分と算出されている場合には、図６のグラフＬ１に示すように、初期値を３０分として、当該初期値から１分ごとで送信値を更新するように、実時間に応じたカウントダウンを実行する。そして、算出結果Ｔ１は、充電終了目安時間Ｔ１とする。

また、実時間カウントダウン算出部１０による実時間に基づく充電終了目安時間の算出とは別に、ＳＯＣカウントダウン算出部１１によって、充電終了予定時間Ｔ０より充電開始時からの二次電池５のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出し、算出結果をＴ２とする（第３ステップＳ３）。
具体的には、ＳＯＣカウントダウン算出部１１が充電終了予定時間Ｔ０を充電終了時のＳＯＣに至るまでに充電に要するＳＯＣで均等に除算してＳＯＣ割付時間を算出し、ＳＯＣ割付時間を用いて現ＳＯＣにおけるＳＯＣカウント時間を算出し、ＳＯＣカウント時間を充電終了予定時間より減算し、ＳＯＣに基づく時間を算出し、算出結果をＴ２とする。
すなわち、下記の式（１）に基づいて現在ＳＯＣにおけるＳＯＣカウント時間を算出する。
（ＳＯＣカウント時間）＝（充電終了予定時間）÷（充電終了ＳＯＣ−充電開始時ＳＯＣ）×（現在ＳＯＣ−充電開始時ＳＯＣ）……………（１）

例えば、二次電池５のＳＯＣ経時変化予測値Ｌ０に基づいて充電終了予定時間が３０分と算出されている場合には、ＳＯＣに基づくカウントダウン値、すなわち充電終了予定時間からＳＯＣカウント時間を減算した値は、図６のグラフＬ２に示すように、ＳＯＣ経時変化予測値Ｌ０の上昇曲線と線対象になるように変化する。すなわち、ＳＯＣカウントダウン値は、最初のうちは、急激に減少しながら、徐々に減少速度が低減するように、単調減少をしない経時変化をする。換言すると、ＳＯＣの増加に伴い、時間が減少するような単調減少をしない経時変化をする。

そして、充電上限時間設定部１２にて設定される充電上限時間より、充電開始時からの経過時間を減算して実時間カウントダウンに基づく充電終了目安時間を算出し、算出結果をＴ３とする（第４ステップＳ４）。

その後、第２ステップＳ２、第３ステップＳ３、第４ステップＳ４で算出された充電終了目安時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を判定部１３において比較判断し、充電終了目安時間の決定が以下の手順で順次実行される。
先ず、第２ステップＳ２の算出結果Ｔ１を、充電終了目安時間Ｔ１として保持される（第５ステップＳ５）。
次いで、第３ステップＳ３の算出結果Ｔ２と充電終了目安時間Ｔ１との比較がなされ（第６ステップＳ６）、Ｔ２＞充電終了目安時間Ｔ１であれば、Ｔ２が充電終了目安時間Ｔ２として更新される（第７ステップＳ７）。
そして、第４ステップＳ４の算出結果Ｔ３と充電終了目安時間Ｔ２との比較がなされ（第８ステップＳ８）、充電終了目安時間Ｔ２＞Ｔ３であれば、Ｔ３が充電終了目安時間Ｔ３として更新される（第８ステップＳ８）。

以上のように、実時間カウントダウン算出部１０において得られた算出結果Ｔ１と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１において得られた算出結果Ｔ２と、充電上限時間に基づく実時間カウントダウン算出部１０における算出結果Ｔ３を判定部１３において比較判定し、実時間カウントダウン算出部１０において得られた算出結果Ｔ１と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１において得られた算出結果Ｔ２と間で大きい方の値を充電終了目安時間とし、さらにこの大きい方の値と、充電上限時間に基づく実時間カウントダウン算出部１０における算出結果Ｔ３とを比較してＴ３が前記大きい方の値に比較して小さいものであれば、Ｔ３を充電終了目安時間として急速充電器２の制御部７を介して表示部６に表示させることができる（第１０ステップＳ１０）。

そして、充電開始時間からカウントダウンされて表示部６に表示された充電終了目安時間に達したか、急速充電器２側から充電停止の指令がなされたとき（第１１ステップＳ１１）、一連の充電動作を終了することができ、一方、充電終了目安時間に達してなければ、また急速充電器２側から充電停止の指令がなされてなければ第２ステップＳ２に戻り、順次、再度実行がなされる。

このように、本実施形態では、実時間カウントダウン算出部１０による充電終了目安時間Ｔ１と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１による充電終了目安時間Ｔ２と、充電上限時間設定部１２による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して求められる充電終了目安時間Ｔ３とから、最終的な充電終了目安時間の決定を行うことができる。

すなわち、充電上限時間設定部１２による充電上限時間と充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間＞充電終了予定時間であれば、判定部１３は、実時間カウントダウン算出部とＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を二次電池の充電終了目安時間に決定する。
二次電池５の充電開始時は、定電流充電のため、ＳＯＣカウントダウン値の方が早く減少するので、実時間カウントダウン算出部１０からの充電終了目安時間を、表示部６に表示する。

一方、二次電池５の充電がある程度進んだ定電圧充電に切り替わって以降では、途中からＳＯＣカウントダウン値の方が遅く減少して値が大きくなるので、ＳＯＣカウントダウン算出部１１からの充電終了目安時間を、表示部６に表示する。すなわち、本実施形態では、実時間とＳＯＣに基づく２通りのカウントダウンを実行してから、充電終了目安時間の大きい方を急速充電器３の表示部６に出力する。このため、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを低減できるので、より適正な充電終了時間を演算して、表示することができる。

一方、充電上限時間設定部１２による充電上限時間と充電終了予定時間とを比較して、充電上限時間＜充電終了予定時間であれば、判定部１３は、充電上限時間設定部１２による充電上限時間に基づいて、充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間を二次電池の充電終了目安時間に決定する。
このように、本実施形態では、充電終了目安時間として、充電上限時間設定部１２にて設定される充電上限時間と、当初の二次電池５の状態情報に基づいて算出される充電終了予定時間との比較を行い、この比較の結果に応じて、充電終了目安時間を決めて表示を行うので、実際に充電が完了する時間と急速充電を開始する際に算出される充電残時間との間のずれを低減できる。

また、本実施形態では、表示部６に表示する充電終了目安時間を簡易なロジックで演算可能としている。このため、二次電池の変更や車種変更の際にも、本実施形態の急速充電システムのロジックを取り入れられるので、二次電池や車輌に関する仕様変更の際における設計が容易となる。例えば、今後、高温時の電流制限変更の際に、従来のような最大充電時間のような見直しの手間を低減し、また、二次電池の変更や車種変更の際に、充電終了目安時間が足りずに、最終値クリップのまま充電を継続するような手間を省ける。

（第２実施形態）
以上、本発明の第１実施形態について詳細に説明した。
第２実施形態として、図７に示す急速充電システム１として実施することもできる。この場合、第２実施形態では、充電上限時間設定部１２を、急速充電器３側に設けて、車輌におけるＥＣＵ４と通信を行うこともできる。第１実施形態のように車輌側に充電上限時間設定部１２に設けるのではなく、急速充電器３側に設けることにより、設置業者側で、車輌におけるＥＣＵ４と通信を行って充電上限時間を設定するので、その急速充電器３の規格、仕様に応じた充電機能を維持することができる。

また、上記実施形態では、ＳＯＣ割付時間を、充電終了予定時間を充電終了時のＳＯＣに至るまでに充電を要するＳＯＣで均等に除算した値としたが、これに限られず、所定のＳＯＣに対して任意の時間を割り付けて設定した値としてもよい。例えば、ＳＯＣカウントダウン算出部は、充電が開始されてから所定ＳＯＣ（例えば、５％）増加する毎に、予め設定した任意の時間（例えば、５分）をＳＯＣカウント時間として、充電終了予定時間より減算し、当該減算した値を充電終了目安時間として算出するようにしてもよい。この場合、所定のＳＯＣに対して割り付け設定される時間は、実験やシミュレーションなどから求められた適当な値が予め設定されるものとし、二次電池の状態や充電環境に応じて適宜変更するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、充電終了目安時間を表示する表示部６を急速充電器に設ける構成を示したが、これに限られず、車輌にも表示部６を設けてもよい。そして、車輌に設けた表示部６においても、充電終了目安時間を表示する際に、実時間カウントダウン算出部１０による算出結果を表示する場合と、ＳＯＣカウントダウン算出部１１による算出結果を表示する場合とを異なる態様で表示するようにしてもよい。これにより、ユーザへのユーザビリティをより向上できる。

また、上記実施形態では、急速充電システム、及び急速充電方法に適用した例を示したが、これに限られず、普通充電システム、及び普通充電方法に適用してもよい。

本発明にかかる充電システムは、あらゆる電動車輌の充電システムとして適用が可能である。

１ 急速充電システム
２ 電動車輌
３ 急速充電器
４ ＥＣＵ
５ 二次電池
６ 表示部
７ 制御部
８ 電力供給部
９ 予定時間演算部
１０ 実時間カウントダウン算出部
１１ ＳＯＣカウントダウン算出部
１２ 充電上限時間設定部
１３ 判定部

Claims (5)

1. 二次電池に充電器を用いて充電する充電システムであって、
   充電開始時に前記充電器の出力可能電流値、前記二次電池の状態情報に基づいて、前記二次電池が所定量の充電に要する充電終了予定時間を演算する予定時間演算部と、
   前記充電終了予定時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する実時間カウントダウン算出部と、
   前記充電終了予定時間より充電開始時からの前記二次電池のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出するＳＯＣカウントダウン算出部と、
   充電上限時間を設定可能な充電上限時間設定部と、
   前記実時間カウントダウン算出部による充電終了目安時間と、前記ＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間と、前記充電上限時間設定部による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間と、をそれぞれ比較して、前記二次電池の充電終了目安時間を決定する判定部と、
   該判定部での判定結果を前記二次電池の充電終了目安時間として表示する表示部と、を備えることを特徴とする充電システム。
2. 前記判定部は、前記充電上限時間設定部による充電上限時間と前記充電終了予定時間とを比較して、前記充電上限時間が前記充電終了予定時間を超えるものであれば、前記実時間カウントダウン算出部と前記ＳＯＣカウントダウン算出部による充電終了目安時間を比較して、大きい値の方を前記二次電池の充電終了目安時間に決定し、前記充電上限時間が充電終了予定時間未満であれば、前記充電上限時間設定部による充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づいて求められる充電終了目安時間を前記二次電池の充電終了目安時間に決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. 前記二次電池は電動車輌用の電池であり、前記充電上限時間設定部は前記充電器側若しくは車輌側に設けられ、前記充電上限時間設定部は、前記充電器若しくは前記車輌と通信を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の充電システム。
4. 二次電池に充電器を用いて充電する充電システムにおける充電終了目安時間演算方法であって、
   充電開始時に前記充電器の出力可能電流値、前記二次電池の状態情報に基づいて、前記二次電池が所定量の充電に要する充電終了予定時間を演算する第１のステップと、
   前記充電終了予定時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する第２のステップと、
   前記充電終了予定時間より充電開始時からの前記二次電池のＳＯＣの増加に基づいて算出されるＳＯＣカウント時間を減算して充電終了目安時間を算出する第３のステップと、
   予め設定される充電上限時間より充電開始時からの経過時間を減算して実時間に基づく充電終了目安時間を算出する第４のステップと、
   前記第２、３、４のステップによって求められた充電終了目安時間をそれぞれ比較して、前記二次電池の充電終了目安時間を決定する第５のステップと、
   を具備することを特徴とする充電システムにおける充電終了目安時間演算方法。
5. 前記第５ステップは、前記充電上限時間と前記充電終了予定時間とを比較して、前記充電上限時間が前記充電終了予定時間を超えるものであれば、前記第２ステップによる前記実時間に基づく充電終了目安時間と前記第３ステップによる前記ＳＯＣカウント時間を減算して得られる充電終了目安時間とを比較して、大きい値の方を前記二次電池の充電終了目安時間に決定する第６のステップと、
   前記充電上限時間が充電終了予定時間未満であれば、前記第４のステップによる充電終了目安時間に決定する第７のステップと、を具備することを特徴とする請求項４記載の充電システムにおける充電終了目安時間演算方法。
   

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