JP2015231289A - 充電システム、及び充電式車両 - Google Patents

Abstract

【課題】充電すべき充電式車両が複数ある場合にも充電器を複数設ける必要がない充電システムを提供する。【解決手段】充電システムは、電源の交流電力を直流電力に変換する整流器を備えた充電装置と、複数台の充電式車両３０とを含む。充電式車両３０は、中継コネクタ３２、３３と、整流器及び他の充電式車両３０の中継コネクタ３２、３３に接続可能な充電コネクタ３１と、バッテリ３５と、充電コネクタ３１を中継コネクタ３２、３３又はバッテリ３５に選択的に接続するスイッチ３４１、３４２と、スイッチ３４１、３４２を制御する制御部３４３とを備えている。制御部３４３は、充電を行う充電式車両３０として指定されたときに、充電コネクタ３１をバッテリ３５に接続するようスイッチ３４１、３４２を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、充電池を搭載した充電式車両（電気自動車、プラグインハイブリッド車を含む。以下同じ。）、及びそれを含む充電システムに関するものである。

従来、充電式車両を充電するための充電システムとして、特に、複数の充電式車両を同時に充電するのに適した充電システムが提案されている。特許文献１には、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する１台の整流器と、この整流器で変換された直流電力を二次電池に充電する複数の充電器と、複数の充電器を制御する制御装置とを備え、制御装置が、運転を指定された複数の充電器を時分割的に指定することで、複数の充電式車両を同時に充電する充電システムが開示されている。

また、特許文献２には、複数の充電式車両を１つの電源装置で充電できる充電システムが提案されている。この充電システムでは、電源装置に最大電力容量を超えないように、特定の充電器の充電レベルが制御される。また、この充電システムでは、複数の充電式車両がある場合には、先に接続されて充電している充電式車両の充電が優先され、後に接続された充電式車両は、充電レベルが電源装置の最大電力容量を超えないように制御されるため、優先度の高い充電式車両については、短時間で充電できる。

特開平５−３３６６７３号公報 特開２００４−２２９３５５号公報

しかしながら、上記の特許文献１及び２の充電システムでは、充電すべき充電式車両の数量に対応する数量の充電器を必要とする。このため、充電器の屋外への設置面積の確保や設備負担が大きくなるという問題がある。特に、一戸建ての使用者にとっての金銭的負担が大きくなる。また、充電式車両の保有状況が比較的短い周期で変わることも推測され、使用者の使用環境に柔軟に対応することが困難である。

また、特許文献１で紹介されている昇圧チョッパ構成では、スイッチングによりノイズが発生したり、スイッチングロスで発熱したりする。また、各充電器に対してＤＣ／ＤＣ変換器が必要となり、設備が大型化し、コストが高くなる。さらに、特許文献２の充電システムでは、先に充電している充電式車両が必ずしも優先すべきでないにもかかわらず、優先順位を上げるために接続のし直しが強いられる。あるいは、使用者の意思に反して優先順位が下げられて、長距離運転をしたい充電式車両の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が不十分となる状態も生じ得る。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、充電すべき充電式車両が複数ある場合にも充電器を複数設ける必要がない充電システム及び充電式車両を提供することを目的とする。

本発明の充電システムは、電源の交流電力を直流電力に変換する整流器を備えた充電装置と、複数台の充電式車両とを含む充電システムである。前記充電式車両は、中継コネクタと、前記整流器又は他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続可能な充電コネクタと、バッテリと、前記充電コネクタを前記中継コネクタ又は前記バッテリに選択的に接続するスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御手段とを備えている。前記複数の充電式車両の各々の前記充電コネクタが、前記整流器又は他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続されることで、前記複数の充電式車両が電気的に並列に前記充電装置に接続される。前記充電システムは、接続されている複数の前記充電式車両のうちの充電を行う充電式車両を指定する充電制御手段を備え、前記スイッチ制御手段は、前記充電制御手段にて充電を行う充電式車両として指定されたときに、前記充電コネクタを介して、前記バッテリに接続するよう前記スイッチを制御する。この構成により、複数の充電式車両が１台の充電装置に電気的に並列に接続されるので、充電すべき充電式車両が複数ある場合にも充電装置を複数設ける必要がなくなる。

上記の充電システムにおいて、前記充電制御手段は、前記充電式車両に備えられていてよい。この構成により、充電式車両において複数の充電式車両の充電を制御できる。

上記の充電システムにおいて、前記充電式車両は、接続の変更があった場合に、上流に下流の接続状況を示す接続更新信号を送信してよい。この構成により、複数の充電式車両の接続状況が変更されたときに、新たな接続状況を上流で認識できる。

本発明の充電式車両は、中継コネクタと、前記充電装置及び他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続可能な充電コネクタと、バッテリと、前記充電コネクタを前記中継コネクタ又は前記バッテリに選択的に接続するスイッチとを備えていてよく、前記充電装置から直接、又は、他の前記充電式車両のスイッチを介して、前記バッテリに充電を行ってよい。この構成により、１台の充電装置に対して複数台の充電式車両を電気的に並列に接続して充電を行うことができる。

上記の充電式車両において、前記スイッチは、充電を行う充電式車両として指定されたときに、前記充電コネクタを前記バッテリに接続し、下流の前記充電式車両に充電を行うことが指定されたときに、前記充電コネクタを前記中継コネクタに接続してよい。この構成により、１台の充電装置に対して電気的に並列に接続された複数台の充電式車両のいずれかを指定して充電を行い、指定された充電式車両と充電装置との間にある充電式車両は中継の役割を果たすことになる。

上記の充電式車両は、前記充電装置に直接接続されたときに、前記中継コネクタの下流に接続されている複数の前記充電式車両のうちの充電を行う充電式車両を指定するスイッチ制御信号を生成し、前記中継コネクタから下流に向けて前記スイッチ制御信号を送信してよい。この構成により、１台の充電装置に対して電気的に並列に接続された複数台の充電式車両のいずれかを指定して充電を行うことができる。

上記の充電式車両において、前記中継コネクタを介して下流の前記充電式車両の接続状況を示す接続更新信号を受信したときに、前記充電式車両に自車両の情報を含む接続更新信号を送信してよい。この構成により、自車両より下流の他の充電式車両の接続状況を認識できる。

本発明によれば、複数の充電式車両が１台の充電装置に電気的に並列に接続されるので、充電すべき充電式車両が複数ある場合にも充電装置を複数設ける必要がなくなる。

本発明の実施の形態における充電システムの全体構成を示す図 本発明の実施の形態における充電式車両の充電を行うための構成を示す図 本発明の実施の形態における各充電式車両の接続更新のための動作フロー図 本発明の実施の形態における接続情報の生成、記憶、及び接続更新信号の送信を説明する図 本発明の実施の形態における充電装置の動作フロー図 本発明の実施の形態における接続更新処理終了後の各車両の動作のフロー図

以下、本発明の実施の形態の充電システム及びそれに用いる充電式車両について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の実施の形態の充電システムの全体構成を示す図であり、図２は、充電式車両における充電を行うための構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の充電システム１００は、電源１０、１台の充電装置２０、及び複数台の充電式車両３０を含んでいる。図１及び図２において、電力を伝導するための線（電線）は実線で示し、制御信号の伝達をするための線（制御線）は破線で示している。

電源１０は、交流電源を供給する。充電装置２０は、電源１０からの交流電力を直流電力に変換する整流器２１と、複数台の充電式車両３０の充電を制御する制御装置２２を備えている。充電式車両３０は、充電コネクタ３１と、少なくとも１つ以上（図２の例では、一例として２つ）の中継コネクタ３２、３３と、電池監視システム（ＢＭＳ：Battery Management System）３４と、バッテリ３５と、ＳＯＣ測定部３６とを備えている。

充電コネクタ３１は、充電装置２０の整流器２１と接続され得る。また、充電コネクタ３１は、他の充電式車両３０の中継コネクタ３２又は３３とも接続され得る。ＢＭＳ３４は、充電コネクタ３１に接続された電線Ｌ１、Ｌ２を中継コネクタ３２及び３３又はバッテリ３５に選択的に接続する。このために、ＢＭＳ３４は、２本の電線Ｌ１、Ｌ２に対応した２つのスイッチ３４１、３４２と、スイッチを制御する制御部３４３を備えている。

充電コネクタ３１は、２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３１１、３１２と１本の制御線Ｌ３のコンタクト３１３を備えている。２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３１１、３１２は、それぞれスイッチ３４１、３４２の入力端子３４１１、３４２１に電線Ｌ１、Ｌ２によって接続される。制御線Ｌ３のコンタクト３１３は、制御線Ｌ３によってＢＭＳ３４の制御部３４３に接続される。

中継コネクタ３２は、２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３２１、３２２と１本の制御線Ｌ３のコンタクト３２３を備えている。中継コネクタ３２は充電コネクタと接続可能であり、充電式車両３０のボディ内に収容可能な形状でハーネスを備えている。２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３２１、３２２は、それぞれスイッチ３４１、３４２の中継用出力端子３４１２、３４２２に電線Ｌ１、Ｌ２によって接続される。制御線Ｌ３のコンタクト３２３は、制御線Ｌ３によってＢＭＳ３４の制御部３４３に接続される。

中継コネクタ３３も、中継コネクタ３２と同様に、２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３３１、３３２と１本の制御線Ｌ３のコンタクト３３３を備えている。２本の電線Ｌ１、Ｌ２のコンタクト３３１、３３２は、それぞれスイッチ３４１、３４２の中継用出力端子３４１２、３４２２に電線Ｌ１、Ｌ２によって接続される。制御線Ｌ３のコンタクト３３３は、制御線Ｌ３によってＢＭＳ３４の制御部３４３に接続される。

バッテリ３５の入力端子及び出力端子は、それぞれスイッチ３４１、３４２の充電用出力端子３４１３、３４２３に電線Ｌ１、Ｌ２によって接続される。スイッチ３４１、３４２は、入力端子３４１１、３４２１を中継用出力端子３４１２、３４２２に接続する状態、充電用出力端子３４１３、３４２３に接続する状態、及び中継用出力端子３４１２、３４２２及び充電用出力端子３４１３、３４２３のいずれにも接続しない状態（ニュートラル状態）のいずれかの状態をとる。

スイッチ３４１及び３４２の入力端子３４１１、３４２１が中継用出力端子３４１２、３４２２に接続されると、充電コネクタ３１にて受けた電力が中継コネクタ３２及び３３に出力される。スイッチ３４１及び３４２の入力端子３４１１、３４２１が充電用出力端子３４１３、３４２３に接続されると、充電コネクタ３１にて受けた電力がバッテリ３５に出力されて、バッテリ３５が充電される。

ＳＯＣ測定部３６は、バッテリ３５の充電率を測定して、測定値を制御部３４３に出力する。ＳＯＣ測定部３６による充電率の測定と測定値の制御部３４３にはＣＡＮ（Controller Area Network）を用いることができる。制御部３４３は、充電装置２０の制御装置２２からの信号を直接又は他の充電式車両３０を介して受信し、また、制御装置２２に直接又は他の充電式車両３０を介して信号を送信する。なお、図１及び図２では図示が省略されているが、電線Ｌ１、Ｌ２の他に、制御部３４３やＳＯＣ測定部３６に給電するための電線が制御線Ｌ３に併設されており、各充電式車両３０は、バッテリ３５への給電を受けないときも充電装置２０から制御部３４３やＳＯＣ測定部３６を駆動するための電力を受けることができる。この構成に代えて、制御部３４３やＳＯＣ測定部３６の駆動電力は、バッテリ３５が提供してもよい。図２にはＳＯＣ測定部３６が電池監視システム３４とは別に構成される例を示しているが、ＳＯＣ測定部３６は電池監視システム３４の中に備えられていてもよい。

このような充電システム１００において、複数台の充電式車両３０の充電を行う場合には、図１に示すように、１つの充電装置２０に対して複数の充電式車両３０を電気的に並列に接続する。即ち、１台目の充電式車両３０は、その充電コネクタ３１が充電装置２０に直接接続され、２台目の充電式車両３０の充電コネクタ３１は、充電装置２０に直接接続されている１台目の充電式車両３０の中継コネクタ３２又は３３に接続される。

３台目以降の充電式車両３０の充電コネクタ３１も同様に、すでに直接又は他の充電式車両３０を介して充電装置２０に接続されている他の充電式車両３０の中継コネクタ３２又は３３に接続される。このようにして、複数台の充電式車両３０が数珠つなぎに接続されていく。本実施の形態では、各充電式車両３０が２つの中継コネクタ３２、３３を備えているので、複数台の充電式車両３０は、充電装置２０を頂点として、ツリー状に接続される。以下では、充電装置２０へのツリー状の接続において、充電装置２０により近い充電式車両３０を上流といい、より遠い充電式車両３０を下流という。

充電装置２０の制御装置２２は、ツリー状に接続された複数台の充電式車両３０のうちのいずれの充電式車両３０に対して充電を行うかを決定して、充電を行う充電式車両３０を指定する制御信号を複数台の充電式車両３０に送信する。複数台の充電式車両３０の各々が、ＢＭＳ３４の制御部３４３にて充電装置２０からの制御信号に従ってスイッチ３４１、３４２を制御することで、指定された充電式車両３０と充電装置２０の整流器２１とが電線Ｌ１、Ｌ２で接続され、指定された充電式車両３０の充電が行われる。

具体的には、指定された充電式車両３０と充電装置２０との間に接続されている充電車両３０は、ＢＭＳ３４の制御部３４３が、スイッチ３４１、３４２の入力端子３４１１、３４２１を中継用出力端子３４１２、３４２２に接続されることで、充電コネクタ３１に供給された電力を中継コネクタ３２及び３３に接続された下流の他の充電式車両３０に送電するという中継する役目を果たす。指定された充電式車両３０は、ＢＭＳ３４の制御部３４３が、スイッチ３４１、３４２の入力端子３４１１、３４２１を充電用出力端子３４１３、３４２３に接続することで、充電コネクタ３１に供給された電力をバッテリ３５に充電する。その他の充電式車両３０は、ＢＭＳ３４の制御部３４３が、スイッチ３４１、３４２をニュートラル状態とする。

充電装置２０の制御装置２２は、指定された充電式車両３０の充電が完了すると、他の充電式車両３０を指定して充電を行う。このようにして、複数台の充電式車両３０において充電を行う充電式車両３０を次々に切り替えていって、複数台の充電式車両３０の充電を行う。いずれかの充電式車両３０において充電が行われている場合に、新たな充電式車両３０を最下流の充電式車両３０に追加して接続することも可能である。

以下、上記の構成の充電システム１００において、上記の充電動作を行うための、充電装置２０及び各充電式車両３０における具体的な動作のフローを説明する。図３は、各充電式車両３０の接続更新のための動作フロー図である。

図３に示すように、各充電式車両３０は、充電コネクタ３１に接続があったか（ステップＳ３１）、中継コネクタ３２、３３に接続されている他の充電式車両３０の接続が解除されたか（ステップＳ３２）、中継コネクタ３２、３３を介して下流の充電式車両３０から接続更新信号を受信したか（ステップＳ３３）、充電装置２０の制御装置２２からスイッチ制御信号を受信したか（ステップＳ３４）を順次判断する。これらの判断の順序は、図３の例に限らず、任意であってよい。

制御部３４３は、充電コネクタ３１に接続があった場合は（ステップＳ３１にてＹＥＳ）、接続情報を生成して記憶し、充電コネクタ３１を介して上流の充電式車両３０に接続更新信号を送信する（ステップＳ３５）。制御部３４３は、中継コネクタ３２、３３に接続されている充電式車両３０の接続が解除された場合にも接続情報を生成して記憶し、上流の充電式車両３０に接続更新信号を送信する（ステップＳ３５）。制御部３４３は、中継コネクタ３２、３３を介して下流の充電式車両３０から接続更新信号を受信した場合にも、接続情報を生成して記憶し、上流の充電式車両３０に接続更新信号を送信する（ステップＳ３５）。充電装置２０の制御装置２２からスイッチ制御信号を受信した場合には、スイッチ制御を行う（ステップＳ３６）。

図４は、接続情報の生成、記憶、及び接続更新信号の送信を説明する図である。図中、充電式車両３０には、Ａ〜Ｆの車両ＩＤが付与されており、点線で囲われた英数字は接続情報を示し、実線で囲われた英数字は接続更新信号を示す。図４に示すように、各車両は上流の車両に対して接続更新信号を送信する。接続更新信号は、下流に接続されているすべての車両及び自車両の車両ＩＤを含んでいる。さらに、図４では図示を省略しているが、接続更新信号は、下流に接続されているすべての車両及び自車両の必要充電量の情報を含んでいる。ここで、必要充電量は、バッテリ３５の充電目標値（例えば、８０％など）と、ＳＯＣ測定部３６にて測定されたＳＯＣとの差分として求められる。

ある充電式車両３０（以下単に「車両」という。）がすでに構成されているツリーの最下流に新たに接続されたとき、車両は次のように動作する。例えば、車両Ｅが車両Ｃに接続されたとき、車両Ｅは、車両Ｃの充電コネクタ３１が接続されたことを検知して（ステップＳ３１にてＹＥＳ）、接続情報を生成して記憶し、接続更新信号を接続先である上流の車両Ｃに送信する（ステップＳ３５）。このとき、車両Ｅは、中継コネクタ３２、３３のいずれにも他の車両が接続されていないので、中継コネクタ３２、３３の接続情報として、「０」、「０」を生成して記憶し、接続更新信号として自車両の車両ＩＤを示す「Ｅ」と自車両の必要充電量を送信する。他の車両についても、すでに構成されているツリーに新たに接続されたときには、上記と同様の動作を行う。

一方、車両Ｅが接続された車両Ｃは、車両Ｅから接続更新信号を受信して（ステップＳ３３にてＹＥＳ）、接続情報を生成して記憶し、接続更新信号を上流の車両Ａに送信する（ステップＳ３５）。このとき、車両Ｃは、中継コネクタ３２については、受信した接続更新信号に従って、接続情報を「０」から「Ｅ」に更新し、中継コネクタ３３については、接続情報を「Ｆ」のままとする。そして、車両Ｃは、接続更新信号として、すべての中継コネクタの接続情報を含み、かつ自車両の車両ＩＤを含む「ＣＥＦ」、及び下流側に接続されたすべての車両及び自車両の必要充電量を含む信号を送信する。

このように、各車両は、下流の車両から接続更新信号を受信したときは、それに基づいて記憶している接続情報を更新するとともに、下流に接続されているすべての車両の車両ＩＤと自車両の車両ＩＤ及び必要充電量を含む接続更新信号を上流に送信する。

下流の車両の接続が解除されたとき、即ち中継コネクタ３２又は３３の接続が解除されたときは、次のように動作する。例えば、車両Ｄが車両Ｂから切断されると、車両Ｂは、中継コネクタの接続が解除されたと判断して（ステップＳ３２にてＹＥＳ）、中継コネクタ３２についての接続情報を「０」に更新し、自車両の車両ＩＤ「Ｂ」及び必要充電量のみを含む接続更新信号を上流の車両Ａに送信する（ステップＳ３５）。

このようにして各車両が動作することで、充電装置２０は、接続されているすべての車両の車両ＩＤ及び必要充電量を取得してこれを記憶する。そして、この車両ＩＤ及びそれらの必要充電量の情報は、車両の接続状態が更新されると更新される。また、各車両においては、中継コネクタ３２の下流に接続されているすべての車両の車両ＩＤ、及び中継コネクタ３３の下流に接続されているすべての車両の車両ＩＤがそれぞれ記憶され、接続状態が更新されると適宜更新されることになる。

各車両の制御部３４３は、上記の充電コネクタへの接続（ステップＳ３１）、中継コネクタの接続解除（ステップＳ３２）、接続更新信号の受信（ステップＳ３３）に加えて、上流の車両から充電コネクタ３１を介してスイッチ制御信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ３４）。スイッチ制御信号は、充電装置２０にて生成されて、下流に向けて伝達される。

図５は、充電装置の動作フロー図である。制御装置２２は、まず、充電装置２０に接続されている車両から接続更新信号を受信したか否かを監視する（ステップＳ５１）。接続更新信号を受信すると（ステップＳ５１にてＹＥＳ）、制御装置２２は、その接続更新信号に基づいて、直接または間接に接続されているすべての車両の車両ＩＤを確認し（ステップＳ５２）、それらの必要充電量を確認する（ステップＳ５３）。

制御装置２２は、すべての車両の充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ５４）。この判断は、ステップＳ５３におけるすべての車両の必要充電量のうち、最大の必要充電量が０以下であるか否かによって行う。すなわち、制御装置２２は、最大の必要充電量が０以下である場合は、すべての車両について充電が完了したと判断し（ステップＳ５４にてＹＥＳ）、最大の必要電力が０より大きい場合には、少なくとも１台の車両には充電が必要であると判断する（ステップＳ５４にてＮＯ）。

制御装置２２は、充電が完了していない車両がある場合には（ステップＳ５４にてＮＯ）、全車両の必要充電量に基づいて、充電優先順位を計算する（ステップＳ５５）。ここでは、必要充電量が多い順に優先順位を高くする。なお、優先順位は他の要因も考慮して決定されてよい。制御装置２２は、優先順位が決定されると、充電完了信号を受信していない車両のうちで優先順位が最も高い車両を指定するスイッチ制御信号を、接続されている車両に送信する（ステップＳ５６）。

この後、制御装置２２は、指定された車両で充電が完了して充電完了信号が送られてくるか（ステップＳ５７）、接続更新信号が送られてくるか（ステップＳ５８）を監視する。充電完了信号を受信したときは（ステップＳ５７にてＹＥＳ）、ステップＳ５４に戻って、再度、すべての車両において充電が完了したか否かを判断する。なお、このステップＳ５４〜ステップＳ５７のループを繰り返して充電すべき車両がなくなった場合は（ステップＳ５４にてＮＯ）、処理を終了してステップＳ５１に戻り、接続更新信号を待つ。

一方、制御装置２２は、いずれかの車両の充電が行われているときに、接続更新信号を受信した場合は（ステップＳ５８にてＹＥＳ）、ステップＳ５２に戻って、接続されているすべての車両とそれらの必要充電量を確認して、再度、充電の優先順位を計算しなおして、スイッチ制御信号を送信する（ステップＳ５２〜Ｓ５６）。

図６は、接続更新の処理（図３）が終了した後の各車両の動作のフロー図である。車両３０の制御部３４３は、スイッチ制御信号を受信したか否かを監視する（ステップＳ６１）。スイッチ制御信号を受信すると（ステップＳ６１にてＹＥＳ）、自車両が充電を行う車両として指定されているか否かを確認する（ステップＳ６２）。自車両が指定されている場合は（ステップＳ６２にてＹＥＳ）、制御部３４３は、スイッチ３４１、３４２を制御して、入力端子３４１１、３４２１をそれぞれ充電用出力端子３４１３、３４２３に接続することで、充電コネクタ３１をバッテリ３５に接続する（ステップＳ６３）。これによって、充電装置２０から供給される電力がバッテリ３５に充電される。

バッテリ３５の充電が開始されると、制御部３４３は、充電目標値（ステップＳ６４）及び現在のＳＯＣ（ステップＳ６５）を確認して、それらの差分をとることで必要充電量を算出する（ステップＳ６６）。制御部３４３は、さらに必要充電量が０以下となっているか、即ち現在のＳＯＣが充電目標値に達しているかを判断する（ステップＳ６７）。必要充電量が０以下となっていない場合には（ステップＳ６７にてＮＯ）、ステップＳ６５に戻って現在のＳＯＣを確認し（ステップＳ６５）、さらに必要充電量を計算し（ステップＳ６６）、ＳＯＣが充電目標値に達したか否かを判断する（ステップＳ６７）。このようにして、次第に増えていくＳＯＣが必要充電量に達すると（ステップＳ６７にてＹＥＳ）、自車両の車両ＩＤとともに、充電完了信号を上流に向けて送信する。

充電完了信号が車両を中継されて充電装置２０に送信されると、上述のように、充電装置２０では、ステップＳ５６の判断がＹＥＳとなり、充電装置２０は、新たなスイッチ制御信号を車両に向けて送信する。

各車両では、ステップＳ６１に戻って、充電装置２０からの新たなスイッチ制御信号の受信を待つ。スイッチ制御信号を受信したが、自車両が指定されていなかった場合は（ステップＳ６２にてＮＯ）、自車両の下流の車両が指定されているか否かを判断する（ステップＳ６９）。上述のように、各車両には、自車両の下流に直接または間接に接続されているすべての車両の情報が記憶されているので、制御部３４３は、この記憶されている情報を参照して、指定された車両が自車両の下流の車両であるか否かを判断する。

自車両の下流の車両が指定されている場合は（ステップＳ６９にてＹＥＳ）、制御部３４３は、スイッチ３４１、３４２を制御して、入力端子３４１１、３４２１をそれぞれ中継用出力端子３４１２、３４２２に接続することで、充電コネクタ３１を中継コネクタ３２、３３に接続する（ステップＳ７０）。これによって、充電装置２０から供給される電力が下流の車両に中継される。このようなスイッチ３４１、３４２の制御が終わると、制御部３４３の処理は、ステップＳ６１に戻って、次のスイッチ制御信号を待つ。

スイッチ制御信号を受信したが、自車両が指定されておらず（ステップＳ６２にてＮＯ）、かつ、自車両の下流の車両が指定されていなかった場合は（ステップＳ６９にてＮＯ）、制御部３４３は、スイッチ３４１、３４２を制御して、それらをニュートラル状態、即ち入力端子３４１１、３４２１をそれぞれ中継用出力端子３４１２、３４２２にも充電用出力端子３４１３、３４２３にも接続しない状態にする（ステップＳ７１）。このようなスイッチ３４１、３４２の制御が終わると、制御部３４３の処理は、ステップＳ６１に戻って、次のスイッチ制御信号を待つ。

以上のように、上記の実施の形態の充電システムによれば、充電装置２０に対して複数台の充電式車両３０を電気的に並列に接続して、各充電式車両３０において、スイッチを切り替えることで、下流の充電式車両３０への中継の役割を果たすことができるので、１台の充電装置２０によって、複数台の充電式車両３０を順に充電できる。また、その際に、必要充電量に基づく優先順位に従って、複数台の充電式車両３０を順に充電するので、スイッチングを頻繁に行う必要もない。さらに、新たな充電式車両３０が接続され、又は接続されていた充電式車両３０の接続が解除されるなど、接続の状況が変化したときには、接続更新信号によって接続状況が更新されるので、常に優先すべき充電式車両３０を優先して充電を行うことができる。

また、上記の実施の形態の充電システムによれば、新たに充電をすべき充電式車両３０が発生した場合には、すでに接続されている充電式車両３０の空いている中継コネクタ３２又は３３に接続するだけでよく、従って、充電装置２０が１台しかないにもかかわらず、ユーザが頻繁に接続をし直す必要はない。さらに、上記の実施の形態の充電システムによれば、１台の充電装置２０が接続された充電式車両３０を順に充電していくので、最大電力容量を超えて電力を供給することがない。

また、上記の実施の形態の充電システムによれば、１台の充電装置２０に対して使用する充電式車両３０の台数が増加したとしても、充電式車両３０が上記の構成を備えていればよく、それ以外に台数の増加に応じて増設すべき設備は不要である。よって、充電式車両３０の台数の増加に応じて設備のためのスペースを確保する必要もなく、効率よく安全に充電を行うことができる。さらに、上記の実施の形態の充電システムによれば、複数台の充電式車両３０が電気的に並列に接続されるので、複数台の車両の各々を充電装置に接続する場合と比較して、高圧配線が無駄に車両外に引き回されることもなく安全である。

なお、上記の実施の形態では、充電装置２０が制御装置２２を備えていたが、この制御装置２２の機能が充電式車両３０に備えられていてもよく、具体的には、充電式車両３０の制御部３４３が上記で説明した制御装置２２の機能を備えていてよい。この場合には、充電装置２０に直接接続された１台目の充電式車両３０は、そのことを認識すると、その充電式車両３０において制御装置２２の機能が有効となり、上記で説明した動作を行う。

この場合に、制御装置２２の機能を有する充電式車両３０は、いずれかの車両において充電が完了していないと判断した場合（図５のステップＳ５４にてＮＯ）、即ち、最大の必要充電量が０より大きい場合には、充電装置２０に対して給電要求をする。充電装置２０は、この給電要求に応じて１台目の充電式車両３０に対して給電を行う。また、制御装置２２の機能を有する充電式車両３０は、すべての車両の充電が完了したと判断した場合（ステップＳ５４にてＹＥＳ）、即ち、最大の必要充電量が０以下である場合には、充電装置２０に対して充電停止要求を行う。充電装置２０は、この充電停止要求に応じて１台目の充電式車両３０に対する給電を停止する。

さらに、充電装置２０に直接または間接に接続されたすべての充電式車両３０の各々において、すべての充電式車両３０の車両ＩＤ、必要充電量、及びその他の優先順位を決定するのに必要な情報を把握して、各充電式車両３０において優先順位を求めて、自車両で求めた優先順位と、自車両の下流に接続されている充電式車両３０の情報（接続情報）に基づいて、スイッチ３４１、３４２の制御を行ってもよい。この場合には、充電装置２０に備えられた制御装置２２又は１台目の充電式車両３０が上記の制御装置２２の機能を発揮する場合には、１台目の充電式車両３０が、すべての充電式車両の車両ＩＤ、必要充電量、及びその他の優先順位を決定するのに必要な情報を下流の充電式車両３０に通知する。また、この場合には、各充電式車両３０において、優先順位を決定するアルゴリズムを同じとして、すべての充電式車両３０において求めた優先順位が一致させる必要がある。

なお、上記の実施の形態では、複数台の充電式車両３０のいずれの充電を優先するかを、必要充電量の大小に基づいて決定したが、これに限らず、例えば、充電量の絶対値が小さい順に優先順位を決定してもよく、バッテリ３５の容量とバッテリ３５の充電量の差分が大きい順に優先順位を決定してもよい。また、充電目標値は全車両で一律であってもよいし、各車両において異なる値が設定されていてもよい。各車両において異なる値を設定する場合には、カーナビゲーションシステム等のインターフェースを用いてユーザが任意に充電目標値を設定できるように構成してもよい。なお、充電目標値が全車両で一律である場合には、上記の実施の形態の必要充電量（＝充電目標値−ＳＯＣ）の大小は、ＳＯＣの大小と一致するので、接続更新信号に必要受電量の代わりにＳＯＣを含めるようにしてよい。

また、上記の実施の形態では、スイッチ３４１、３４２の中継用出力端子３４１２、３４２２が中継コネクタ３２、３３のいずれにも接続されていたが、これに代えて、スイッチ３４１、３４２がそれぞれ、中継コネクタ３２用の出力端子と、中継コネクタ３３用の出力端子とを備えていて、これらの出力端子に選択的に入力端子３４１１、３４２１を接続してもよい。

この場合には、制御部３４３は、スイッチ制御信号を受信して（図６のステップＳ６１にてＹＥＳ）、自車両が指定されていない場合は（ステップＳ６２にてＮＯ）、ステップＳ６９にて、自車両の中継コネクタ３２の下流の車両が指定されているか、自車両の中継コネクタ３３の下流の車両が指定されているかを判断し、いずれかが指定されている場合には、ステップＳ７０では、制御部３４３は、スイッチ３４１、３４２を該当する中継コネクタ３２、３３に接続する。

この構成によって、電力を中継しない中継コネクタに電力が印加されることが防止され、安全性を向上できる。なお、上記の構成に代えて、図２の構成に加えて、電力を中継しない中継コネクタとスイッチとの間の接続を遮断する遮断スイッチを設けてもよい。この場合には、制御部３４３が遮断スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

また、上記の実施の形態において、ある充電式車両３０を充電している際に新たな充電式車両３０が接続された場合に、充電装置２０は、いったん充電を中断してもよい。

また、上記の実施の形態では、接続更新信号やスイッチ制御信号を制御線Ｌ３によって伝送したが、接続制御信号やスイッチ制御信号は、無線で送受信してもよい。また、充電システム１００は、上記で説明した制御装置２２や制御部３４３の機能を持たずに、手動で各充電式車両３０のスイッチ３４１、３４２を切り替えるようにしてもよい。

本発明は、複数の充電式車両が１台の充電装置に電気的に並列に接続されるので、充電すべき充電式車両が複数ある場合にも充電装置を複数設ける必要がなくなるという効果を有し、充電池を搭載した充電式車両を含む充電システム等として有用である。

１００ 充電システム
１０ 電源
２０ 充電装置
２１ 整流器
２２ 制御装置
３０ 充電式車両
３１ 充電コネクタ
３１１、３１２、３１３ コンタクト
３２、３３ 中継コネクタ
３２１、３２２、３２３、３３１、３３２、３３３ コンタクト
３４ ＢＭＳ
３４１、３４２ スイッチ
３４１１、３４２１ 入力端子
３４１２、３４２２ 中継用出力端子
３４１３、３４２３ 充電用出力端子
３４３ 制御部
３５ バッテリ
３６ ＳＯＣ測定部

Claims (7)

1. 電源の交流電力を直流電力に変換する整流器を備えた充電装置と、複数台の充電式車両とを含む充電システムであって、
   前記充電式車両は、
   中継コネクタと、
   前記整流器又は他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続可能な充電コネクタと、
   バッテリと、
   前記充電コネクタを前記中継コネクタ又は前記バッテリに選択的に接続するスイッチと、
   前記スイッチを制御するスイッチ制御手段と、
   を備え、
   前記複数の充電式車両の各々の前記充電コネクタが、前記整流器又は他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続されることで、前記複数の充電式車両が電気的に並列に前記充電装置に接続され、
   前記充電システムは、接続されている複数の前記充電式車両のうちの充電を行う充電式車両を指定する充電制御手段を備え、
   前記スイッチ制御手段は、前記充電制御手段にて充電を行う充電式車両として指定されたときに、前記充電コネクタを介して、前記バッテリに接続するよう前記スイッチを制御することを特徴とする充電システム。
2. 前記充電制御手段は、前記充電式車両に備えられることを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記充電式車両は、接続の変更があった場合に、上流に下流の接続状況を示す接続更新信号を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の充電システム。
4. 中継コネクタと、
   前記充電装置及び他の前記充電式車両の前記中継コネクタに接続可能な充電コネクタと、
   バッテリと、
   前記充電コネクタを前記中継コネクタ又は前記バッテリに選択的に接続するスイッチと、
   を備え、前記充電装置から直接、又は、他の前記充電式車両のスイッチを介して、前記バッテリに充電を行うことを特徴とする充電式車両。
5. 前記スイッチは、充電を行う充電式車両として指定されたときに、前記充電コネクタを前記バッテリに接続し、下流の前記充電式車両に充電を行うことが指定されたときに、前記充電コネクタを前記中継コネクタに接続することを特徴とする請求項４に記載の充電式車両。
6. 前記充電式車両は、前記充電装置に直接接続されたときに、前記中継コネクタの下流に接続されている複数の前記充電式車両のうちの充電を行う充電式車両を指定するスイッチ制御信号を生成し、前記中継コネクタから下流に向けて前記スイッチ制御信号を送信することを特徴とする請求項４又は５に記載の充電式車両。
7. 前記中継コネクタを介して下流の前記充電式車両の接続状況を示す接続更新信号を受信したときに、前記充電式車両に自車両の情報を含む接続更新信号を送信することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の充電式車両。

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