JP2021097463A - 充電装置及び充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統からの受電電力を低減しつつ、充電時間と次の充電までの間隔を短縮できる充電装置を提供する。【解決手段】充電装置１は、外部電力系統に接続されたＤＣバスまたはＡＣバス（以降バスと称す）と、バスに接続された放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と、バスに接続された放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置と、バスに接続された充電器と、第１及び第２の定置型蓄電装置の充放電及び充電器に接続された蓄電池の充電を制御する制御部とを備え、制御部は、充電器へ供給される充電電流量が予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定し、閾値を超える場合には、第１及び第２の定置型蓄電装置から充電器へ充電電流を供給し、閾値以下となった場合に、第２の定置型蓄電装置からの供給を停止し、第１の定置型蓄電装置から充電器へ充電電流を供する。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池の充電装置および充電方法に関し、特に、放電レートが異なる複数の定置型蓄電装置を用いることで、外部の電力系統からの電力を抑えつつ急速充電可能な蓄電池の充電装置および充電方法に関する。

電気自動車（ＥＶ）の普及により、出発地と目的地間を移動中の充電、すなわち経路充電の機会が増え、経路充電に使用する充電装置の普及が進められている。経路充電では蓄電池の充電にかかる時間の短縮が要求される。充電にかかる時間を短縮するために、個々のＥＶの蓄電池の充電時間を短くする充電方法で充電を行うことが考えられる。ただし、蓄電池に過度な負担がかかる充電方法では、蓄電池の状態を急激に劣化させるため望ましくない。

蓄電池への負担が少なく比較的短時間で充電を行う方法として、定電流充電後に定電圧充電に移行して充電を行う定電流定電圧法による急速充電がある。図７に、定電流定電圧法で充電を行ったときの充電電流と蓄電池の充電率の時間的変化の例を示す。横軸は充電時間、縦軸は電流値または蓄電池の充電率であり、曲線１０１、１０２、１０３は、充電開始時（ｔ_０）の充電率がそれぞれ２５％、３５％および５０％の蓄電池を充電したときの充電電流の変化を示した充電電流を示す。また、曲線１０５、１０６、１０７は、充電開始時（ｔ_０）の充電率がそれぞれ２５％、３５％および５０％の蓄電池を充電したときの充電率の変化を示す。

充電開始時（ｔ_０）の充電率が２５％の蓄電池の充電電流曲線１０１を例にとって急速充電方式の説明を行う。まず、充電開始（ｔ_０）から移行時点（ｔ_２）まで、一定の電流値Ｉ_ｍａｘで充電を行う。電流値Ｉ_ｍａｘは任意に設定可能であるが、効率の観点から充電装置の定格出力電流値に設定されることが一般的である。同時に、蓄電池の受入可能電流の最大定格を超えないようにする。

移行時点（ｔ_２）で定電流充電から定電圧充電に移行して充電終了時（ｔ_５）まで充電を行う。定電圧充電とは蓄電池の端子間電圧が一定となるように充電電流を制御して充電を行う方法である。充電電流１０１は、充電率１０５の上昇とともに、次第に小さくなっていく。定電流充電から定電圧充電に移行するタイミングは、一般的には、充電率や蓄電池の特性などを考慮して決定する。図７では、初期充電率に応じて移行のタイミングを設定しており、このため３５％の蓄電池（充電電流曲線１０２）の蓄電池の充電では、より短いｔ_１で定電圧充電に移行している。ただし、定電圧充電に切り替えたときに電流値Ｉ_ｍａｘを超える充電電流が流れないようにする。

充電終了時（ｔ_５）も任意に設定可能であり、一般的には、所定の充電率に達した時点で充電終了とする。図７では、充電率が約８０％に達した時点で充電を終了している。充電率が１００％に近い状態まで充電を行ってしまうと、かえって蓄電池の寿命が短くなってしまうからである。充電終了（ｔ_５）により、充電電流値１０１は０になる。

定電流定電圧法による急速充電を行うことにより、ＥＶの蓄電池の充電時間を短くすることができるが、外部の電力系統からの受電電力（契約電力）が大きくなり、採算性が得られない。そこで、契約電力と設備の電力設備容量のいずれか小さい方を最大利用可能電力として、前記設備に含まれる充電器のうち最大利用可能電力の下で利用可能な充電器の台数を決定する充電制御装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１の充電制御装
置では、ＥＶの充電台数を契約電力の範囲内とすることで採算性を確保しつつ、補助の電力として設備内蓄電池が備えられている。特許文献１では、電力需要の低く電気料金の安い時間帯に設備内蓄電池を充電しておき、設備内蓄電池に蓄電した電気をＥＶの充電に利用することで、経済的にＥＶの充電を行うものである。

しかし、電力需要の低く電気料金の安い時間帯に設備内蓄電池を充電しておく特許文献１の充電制御装置では、急速充電を繰り返し行うにあたり、特に定電流充電時には依然として外部の電力系統からの大きな電力の供給が必要となるので、契約電力の低減効果は不十分である。

また、補助の電力として設備内蓄電池を用いた電力制御システムとして、機器に電力の供給を行う充電器と、前記充電器と接続される二次電池と、系統電源に接続された負荷と、前記充電器に備えられ、前記二次電池から前記機器に供給する電力と前記系統電源から前記機器に供給する電力とを制御する電力制御用コントローラと、を備える電力制御システムが提案されている（特許文献２）。特許文献２の電力制御システムでは、契約電力を超過しないように、電力の使用量が増大する時間帯に、補充の電力として二次電池を使用するものである。二次電池は、ＳＯＣが所定の閾値を下回った場合、電力の使用が低下する所定の時間帯（夜間など）を迎えた場合、または過去の電力使用実績に基づいて、使用される電力の傾向を算出しておき、使用される電力の合計値が少なくなる時間帯を迎えた場合に充電される。

しかし、電力の使用が低下するタイミングやＳＯＣの値に応じて二次電池を充電する特許文献２の電力制御システムでも、急速充電を繰り返し行うにあたり、特に定電流充電時には依然として外部の電力系統からの大きな電力の供給が必要となるので、契約電力の低減効果は不十分である。

また、従来、定置型蓄電装置を備えずに、充電装置が使用する電力量を監視、制御することで、急速充電中も契約電力以下に抑える手法も提案されている。しかし、この手法では、電力需要が高まっている時間帯などは充電速度が低下するという問題があった。また、従来、受電電力を抑えつつ、急速充電を行うために、設備内の定置型蓄電装置に低速で充電する手法も提案されている。しかし、この手法では、定置型蓄電装置が放電を行うことで電気自動車等に対して急速充電行った後、次の電気自動車等に対して急速充電を行うためには、定置型蓄電装置を十分に充電するまでに一定の時間間隔を空けることが必要となる。

さらには、定置型蓄電装置の充電状況等、種々の情報を取得して充電装置の使用電力を調整することで、急速充電を行うことも可能ではあるが、充電器に接続された蓄電池の受電状況、定置型蓄電装置の充電情報、電力の需要予測などの情報を取得し、処理する必要があるので、充電装置が高価、複雑化してしまうという問題がある。

特開２０１２−２２８０４１号公報 特開２０１７−１８４３２６号公報

上記事情から、本発明は、外部の電力系統からの受電電力を低減しつつ、簡易な設備にて安定的に短時間での充電が可能であり、また、充電と次の充電の時間間隔を短縮化できる充電装置及び充電方法を提供することを目的とする。

本発明では、充電装置の充電対象である蓄電池の充電中に、該蓄電池から要求される充電電力が所定値（閾値）よりも大きい場合には、充電装置に設けられた、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置から放電される電力と放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置から放電される電力と必要に応じて外部の電力系統からの受電電力とを充電電流として用いて、該蓄電池に充電をする。また、該蓄電池の充電中に、該蓄電池から要求される充電電力が所定値（閾値）以下まで低下した場合には、第２の定置型蓄電装置からの放電が停止され、第１の定置型蓄電装置と必要に応じて外部の電力系統から蓄電池へ電流を供給することで、次の充電対象である蓄電池の充電に向けて、第２の定置型蓄電装置を準備しておくものである。

本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
［１］外部の電力系統に接続されたＤＣバスまたはＡＣバスと、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、蓄電池に接続可能な充電器と、
前記第１の定置型蓄電装置の充放電、前記第２の定置型蓄電装置の充放電及び前記充電器に接続された蓄電池の充電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電器へ供給されている充電電流量が該制御部に予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定し、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給し、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供する
ように構成された充電装置。
［２］前記外部の電力系統に接続可能な電力変換器と、
前記電力変換器に接続された前記ＤＣバスと、
前記ＤＣバスに接続された第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記第１の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスに接続された第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記第２の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスに接続されたＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記充電器と、
前記第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器、前記第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器及び前記ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで、前記第１の定置型蓄電装置の充放電、前記第２の定置型蓄電装置の充放電及び前記充電器に接続された蓄電池の充電を制御する前記制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電器へ供給されている充電電流量が該制御部に予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定し、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給し、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供する
ように構成された［１］に記載の充電装置。
［３］さらに、前記外部の電力系統から前記充電器へ充電電流が供給される［１］または［２］に記載の充電装置。
［４］前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、さらに、前記第１の定置型蓄電装置から前記第２の定置型蓄電装置への電流供給を開始するように構成された［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の充電装置。
［５］前記充電器への充電電流の供給が終了後に、前記第１の定置型蓄電装置及び／または前記外部の電力系統から前記第２の定置型蓄電装置へ電流供給を行うように構成された［３］に記載の充電装置。
［６］前記第１の定置型蓄電装置の放電容量が、前記第２の定置型蓄電装置の放電容量よりも大きい［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の充電装置。
［７］前記ＤＣバスに接続された第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器に接続された太陽光発電装置と、
をさらに備え、
前記制御部が、前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器を制御する［２］に記載の充電装置。
［８］前記ＤＣバスに接続された第３のＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記第３のＤＣ／ＤＣ変換器に接続され、移動式発電装置と接続可能なコネクタと、
をさらに備え、
前記制御部が、前記第３のＤＣ／ＤＣ変換器を制御する［２］または［７］に記載の充電装置。
［９］前記充電器が、１つまたは複数である［１］乃至［８］のいずれか１つに記載の充電装置。
［１０］電力の前記閾値が、任意の契約電力超である［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の充電装置。
［１１］前記制御部は、前記蓄電池への充電を定電流充電で開始し、充電率の上昇に合わせて前記蓄電池への充電電流の電流量を低下させるように構成されている［１］乃至［１０］のいずれか１つに記載の充電装置。
［１２］前記電力変換器は、定電流または定電力で電力供給し、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置は、前記ＤＣバスが定電圧となるよう充放電を行う［２］に記載の充電装置。
［１３］前記第１の定置型蓄電装置が鉛蓄電池、前記第２の定置型蓄電装置がリチウムイオン蓄電池である［１］乃至［１２］のいずれか１つに記載の充電装置。
［１４］前記蓄電池が、電気自動車（ＥＶ）に搭載された蓄電池である［１］乃至［１３］のいずれか１つに記載の充電装置。
［１５］前記電力変換器が、交流電力系統の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器または直流電力系統に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器である、［２］に記載の充電装置。
［１６］外部の電力系統に接続されたＤＣバスまたはＡＣバスと、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置と、
前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、蓄電池に接続可能な充電器と、を備える充電装置により、蓄電池を充電する方法であって、
前記充電器へ供給されている充電電流量が予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定するステップと、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装
置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給するステップと、
前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供するステップとを含む、充電方法。
［１７］前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供するステップは、前記第１の定置型蓄電装置から前記第２の定置型蓄電装置へ電流を供給するステップを含む［１６］に記載の充電方法。
［１８］前記充電器への充電電流の供給が終了後に、前記第１の定置型蓄電装置及び／または前記外部の電力系統から前記第２の定置型蓄電装置へ電流を供給するステップをさらに含む［１６］に記載の充電方法。

ここで、「電力変換器」とは、充電装置外部の電力系統の電力とＤＣバスの直流電力との変換を行う変換器である。外部の電力系統が交流電力系統である場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器であり、外部の電力系統が直流電力系統である場合には、ＤＣ／ＤＣ変換器となる。電力系統からＤＣバスへの単方向の電力変換器であってもよいし、双方向の電力変換を行う電力変換器であってもよい。

本発明では、充電装置の充電対象である蓄電池を充電する際に、該蓄電池から要求される充電電力の大小に応じて充放電可能な、放電レートの異なる複数の定置型蓄電装置を充電装置が備えることで、外部の電力系統から供給される電力を、該蓄電池から要求される充電電力よりも低減させるものである。すなわち、充電装置の充電対象である蓄電池から要求される充電電力が所定値（閾値）よりも大きくなった場合には、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置から放電される電力と放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置から放電される電力と必要に応じて外部の電力系統からの受電電力とを充電電流として用いて該蓄電池を充電していき、充電対象である蓄電池が充電中であっても、該蓄電池から要求される充電電力が所定値（閾値）以下まで低下したタイミングで、第２の定置型蓄電装置から充電器への充電電流の供給を停止し、第１の定置型蓄電装置と必要に応じて外部の電力系統から充電器へ充電電流を供給する。放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置は、蓄電池の充電率の上昇により充電電流がある程度小さくなった段階で、充電器への充電電流の供給を停止する。充電電流がある程度小さくなった後は、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と必要に応じて外部の電力系統から充電器へ蓄電池の充電が終了するまで充電電流を供給する。すなわち、放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置は、蓄電池の充電が終了する前に、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置よりも速い段階で、充電器への充電電流の供給を停止する。

このように、本発明の態様によれば、放電レートの異なる複数の定置型蓄電装置を備えるので、外部の電力系統からの受電電力を低減しつつ、簡易な設備にて安定的に短時間での充電が可能であり、また、充電と次の充電の時間間隔を短縮化できる。また、本発明は、複数回の充電にあたり、第１の定置型蓄電装置と必要に応じて外部の電力系統から充電器へ充電電流を供給している間に、第２の定置型蓄電装置を次の充電対象である蓄電池の充電に向けて準備をすることができる。従って、本発明の態様によれば、放電レートが同じである定置型蓄電装置を備える場合よりも、充電と次の充電との時間間隔が不規則であっても、短時間で充電を行うことができる。

また、本発明の態様によれば、予め設定された電力の所定値（閾値）に基づいて第２の定置型蓄電装置の放電の有無が判定され、第１の定置型蓄電装置は蓄電池の充電終了まで
放電されるので、充電装置を簡略化でき、充電設備以外の負荷設備を持たない場合や、蓄電池に接続可能な充電器が１基のみ導入されている場合でも、効率的に運用することができる。

また、本発明の態様によれば、定電流定電圧法では、蓄電池の充電率の上昇とともに要求される充電電流は次第に小さくなっていくところ、充電器への充電電流量が電力の閾値以下となった段階で、第１の定置型蓄電装置から第２の定置型蓄電装置への電流供給を開始することにより、第１の定置型蓄電装置から充電対象である蓄電池へ充電電流を供給している間に、第２の定置型蓄電装置を次の充電対象である蓄電池の充電に向けて確実に準備をすることができる。

また、本発明の態様によれば、充電器への充電電流の供給終了後に、第１の定置型蓄電装置及び／または外部の電力系統から第２の定置型蓄電装置へ電流供給を行うことにより、充電対象である蓄電池への充電終了後に、第２の定置型蓄電装置を次の充電対象である蓄電池の充電に向けて確実に準備をすることができる。なお、充電器への充電電流の供給終了後に第２の定置型蓄電装置への電流供給を行う構成では、第１の定置型蓄電装置と外部の電力系統から第２の定置型蓄電装置へ電流供給を行うこともできるので、この場合、次の充電対象である蓄電池の充電に向けて、より速やかに、第２の定置型蓄電装置を充電することができる。

また、本発明の態様によれば、第１の定置型蓄電装置の放電容量が第２の定置型蓄電装置の放電容量よりも大きいことにより、蓄電池への充電の頻度が高い場合でも、第１の定置型蓄電装置から蓄電池へ確実に充電電流を供給しつつ、第１の定置型蓄電装置から第２の定置型蓄電装置へ確実に電流を供給することができる。

本発明の態様によれば、太陽光発電装置をさらに備えることにより、外部の電力系統から供給される電力をさらに削減でき、また、第１の定置型蓄電装置と第２の定置型蓄電装置の負荷を低減できる。

本発明の態様によれば、移動式発電装置と接続可能なコネクタをさらに備えることにより、移動式発電装置をコネクタに接続することで、外部の電力系統からの電力供給が停止しても、充電対象である蓄電池を充電することができる。

本発明の第１実施例である充電装置の概略構成図である。 本発明の第１実施例である充電方法のフローチャートである。 本発明の第１実施例である充電装置の第１の定置型蓄電装置、第２の定置型蓄電装置及び外部の電力系統から供給される電力の概略を説明するグラフである。 本発明の第２実施例である充電装置の概略構成図である。 本発明の第３実施例である充電装置の概略構成図である。 本発明の第４実施例である充電装置の概略構成図である。 定電流定電圧法による充電の説明図である。

＜第１実施例＞
本発明の第１実施例である充電装置１の概略構成図を図１に示す。充電装置１は、外部の交流電力系統１０に接続可能で、交流電力系統１０から入力される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器１１と、ＡＣ／ＤＣ変換器１１の出力に接続されたＤＣバス１９と、ＤＣバス１９に接続され、ＤＣバス１９から入力される直流電力を充電対象である蓄電池の充電電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣ変換器１３と、ＤＣ／ＤＣ変
換器１３に接続された、充電対象である蓄電池と接続可能な充電器（充電装置１では、ＥＶ充電器１７）と、ＤＣバス１９に接続され、ＤＣバス１９から入力される直流電力を第１の定置型蓄電装置１４−１の充電電圧に変換して出力する第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と、ＤＣバス１９に接続され、ＤＣバス１９から入力される直流電力を第２の定置型蓄電装置１４−２の充電電圧に変換して出力する第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２と、を備える。充電装置１では、蓄電池は、例えば、電気自動車（ＥＶ）に搭載された蓄電池である車載蓄電池１８である。ＤＣ／ＤＣ変換器１３の出力はＥＶ充電器１７と接続され、車載蓄電池１８がＥＶ充電器１７と接続されて車載蓄電池１８が充電される。第１の定置型蓄電装置１４−１と第２の定置型蓄電装置１４−２は、充電装置１の設備内蓄電装置である。なお、ＡＣ／ＤＣ変換器１１は、定電流または定電力で電力供給し、第１の定置型蓄電装置１４−１及び第２の定置型蓄電装置１４−２は、ＤＣバス１９が定電圧となるよう充放電を行う。

充電装置１では、第１の定置型蓄電装置１４−１と第２の定置型蓄電装置１４−２とＥＶ充電器１７を、それぞれ、１つ備えている。充電装置１では、第１の定置型蓄電装置１４−１の放電レートは０．５Ｃ未満であり、第２の定置型蓄電装置１４−２の放電レートは０．５Ｃ以上である。また、第１の定置型蓄電装置１４−１の放電容量は、第２の定置型蓄電装置１４−２の放電容量よりも大きい。すなわち、第１の定置型蓄電装置１４−１は、第２の定置型蓄電装置１４−２よりも放電レートは小さく、放電容量は大きい定置型蓄電装置である。

さらに、充電装置１は、制御部１６を備える。制御部１６は、ＭＰＵと、ＭＰＵに接続されたメモリおよび通信インターフェイスを備え、ＤＩＯやイーサネット（登録商標）などのネットワークを介して、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２及びＤＣ／ＤＣ変換器１３と接続され、制御を行う。

また、ＡＣ／ＤＣ変換器１１は、外部の交流電力系統１０に対して、上限を超える電力を取り込むことがないように、制御部１６で制御されている。

また、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３の定格出力電流は、ＡＣ／ＤＣ変換器１１の定格出力電流以上である。第１実施例の充電装置１では、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３の定格出力電流は、ＡＣ／ＤＣ変換器１１の定格出力電流と同一としている。

充電装置１では、制御部１６に接続された通信部（図示せず）をさらに備えていてもよい。通信部は、制御部１６とＥＶ充電器１７とに接続され、車載蓄電池１８に接続されるＥＶ充電器１７と通信（例えば、ＣＡＮ通信）を行うことができる。通信部は、ＥＶ充電器１７と車載蓄電池１８との接続状態を検出し、車載蓄電池１８の電池状態を監視して制御部１６に提供し、また、制御部１６からの情報を、ＥＶ充電器１７を介して車載蓄電池１８に提供する通信インターフェイスである。

制御部１６は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３を制御することで、第１の定置型蓄電装置１４−１の充放電、第２の定置型蓄電装置１４−２の充放電及びＥＶ充電器１７に接続された車載蓄電池１８の充電を制御する。制御部１６は、メモリに格納されたプログラム命令をＭＰＵで実行することにより、充電プロセスを実行する。充電プロセスの詳細は後述する。制御部１６は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３の入出力電流、入出力電圧および入出力電力を監視及び制御する。例えば、急速充電における定電流充電時の充電電流は、制御部１６が第１の双方向
ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３の出力電流量を制御することによって供給する。また、急速充電における定電圧充電の前段の充電電流は、制御部１６が第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２の出力電流量を調整しつつ、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１とＤＣ／ＤＣ変換器１３の出力電流量を制御することによって供給する。定電圧充電の後段の充電電流は、制御部１６が第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２の放電を停止して、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１の出力電流量を調整しつつ、ＤＣ／ＤＣ変換器１３の出力電流量を制御する。また、制御部１６は、ＤＣ／ＤＣ変換器１３から供給している電流量を取得する。

次に、本発明に係る充電方法の一実施例である充電装置１の動作について、図２のフローチャート２０を参照しながら説明する。なお、外部の交流電力系統１０からの電力（例えば、契約電力）をＥ１、制御部１６が判定する電力の閾値をＥ２、定電流充電時に必要とする電力をＥ３と、それぞれ、表すことがある。充電装置１の使用者が充電装置１の設置場所に電気自動車（ＥＶ）を停車させ、ＥＶ充電器１７に電気自動車の車載蓄電池１８を接続し、充電装置１の操作部から電気自動車の充電開始を充電装置１に要求する。制御部１６は、充電装置１の操作部から充電開始の指示を受け取り、充電装置１の通信部から、ＥＶ充電器１７への車載蓄電池１８の接続が確認されると、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への充電プロセスを開始する（ステップ２１）。次に、制御部１６は、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下であるか否か判定する（ステップ２２）。制御部１６が判定する電力の閾値Ｅ２は、制御部１６に予め設定されている。制御部１６に予め設定される電力の閾値Ｅ２は、任意の契約電力超である。

例えば、急速充電では、図７に示すように、充電開始直後の定電流充電時には大きな電力の供給が必要となり、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２を超えるので、ステップ２３へ進み、制御部１６が第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２を制御して第１の定置型蓄電池１４−１と第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９へ所定値の電力が供給される。ステップ２３では、第１の定置型蓄電池１４−１と第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９へ供給された電力と外部の交流電力系統１０からＤＣバス１９へ供給された電力は、充電電流としてＥＶ充電器１７へ供給される。また、ステップ２３では、定電流充電時に必要とする電力Ｅ３と電力の閾値Ｅ２との差は、第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９へ供給される電力、すなわち、第２の定置型蓄電池１４−２が放電する電力で補充される。また、電力の閾値Ｅ２と契約電力Ｅ１との差は、第１の定置型蓄電池１４−１からＤＣバス１９へ供給される電力、すなわち、第１の定置型蓄電池１４−１が放電する電力で補充される。

次に、制御部１６は、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下まで低下したか否かを判定する（ステップ２４）。充電装置１が急速充電を行う場合、制御部１６は、車載蓄電池１８への充電を定電流充電で開始し、充電率の上昇に合わせて車載蓄電池１８への充電電流の電流量を低下させるように構成されている。上記から、充電装置１からの充電によって車載蓄電池１８の充電率が上昇して、充電装置１が定電流充電から定電圧充電へ移行し、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が所定量まで低下すると、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下まで低下することとなる。ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下まで低下したと制御部１６が判定した場合には、ステップ２５へと進み、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２を制御して第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９への電力供給を停止し、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からＤＣバス１９へ供給された電力が、充電電流としてＥＶ充電器１７へ供給される（ステップ２５）。従って、ステップ２５では、第１の定置型蓄電池１４−１からＤＣバス１９への電力供給は継続されている。

ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下まで低下していないと制御部１６が判定した場合には、ステップ２３へ戻り、制御部１６は、引き続き、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２を制御して第１の定置型蓄電池１４−１と第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９へ所定値の電力が供給される。

また、ステップ２５では、基本的には、制御部１６が第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２を制御して、ＤＣバス１９への電力供給を停止した第２の定置型蓄電池１４−２に対して、第１の定置型蓄電池１４−１が電力を供給して第２の定置型蓄電池１４−２の充電を開始する（ステップ３０）。すなわち、充電装置１では、ステップ２５で、第２の定置型蓄電池１４−２がＤＣバス１９への電力供給を停止すると、ステップ３０で、車載蓄電池１８への充電完了前に、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２への充電を開始することで、第２の定置型蓄電池１４−２を次の車載蓄電池１８への充電に備えさせる。

次に、制御部１６は、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への充電が完了したか否かを判定する（ステップ２６）。充電が完了していないと制御部１６が判定した場合には、ステップ２２に戻り、制御部１６は、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下であるか否か判定する（ステップ２２）。ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８への電流量が閾値Ｅ２以下である場合には、ステップ２５へと進み、引き続き、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からＤＣバス１９へ供給された電力が、充電電流としてＥＶ充電器１７へ供給される。充電が完了したと制御部１６が判定した場合には、車載蓄電池１８への充電を終了する（ステップ２７）。

次に、車載蓄電池１８への充電終了後、必要に応じて、制御部１６が第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２とＤＣ／ＤＣ変換器１３を制御して、第１の定置型蓄電池１４−１及び／または外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給して第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行う（ステップ２８）。車載蓄電池１８への充電終了後、第２の定置型蓄電池１４−２への充電を行うことで、第２の定置型蓄電池１４−２を次の車載蓄電池１８への充電に備えさせる。

制御部１６は、第２の定置型蓄電池１４−２への電力供給、すなわち、第２の定置型蓄電池１４−２の充電を、充電装置１の稼働状況に応じて、ステップ３０とステップ２８のいずれか一方のステップで行うように制御してもよく、ステップ３０とステップ２８の両ステップで行うように制御してもよい。

次に、制御部１６が第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１を制御してＤＣバス１９から第１の定置型蓄電池１４−１へ所定値の電力が供給されて、第１の定置型蓄電池１４−１の充電が行われる（ステップ２９）。第１の定置型蓄電池１４−１の充電のタイミングとしては、例えば、車載蓄電池１８への充電頻度が少ない夜間の時間帯が挙げられる。

次に、一実施例である充電装置１の動作について、第１の定置型蓄電装置１４−１、第２の定置型蓄電装置１４−２及び外部の交流電力系統１０から供給される電力量の点から説明する。図３は、第１の定置型蓄電装置、第２の定置型蓄電装置及び外部の電力系統から供給される電力の概略を説明するグラフである。

図３に示すように、充電装置１のＥＶ充電器１７に電気自動車の車載蓄電池１８を接続し、充電装置１から電気自動車の車載蓄電池１８へ充電を開始する時間ｔ１（図３の左側のｔ１）では、定電流充電を行うので、ＥＶ充電器１７から車載蓄電池１８へ供給される
電力量Ｅ３は閾値の電力量Ｅ２を超える。従って、第１の定置型蓄電池１４−１と第２の定置型蓄電池１４−２と外部の交流電力系統１０から車載蓄電池１８へ所定の充電電流が供給される。具体的には、外部の交流電力系統１０からはＥ１の電力量が車載蓄電池１８へ供給され、第１の定置型蓄電池１４−１からはＥ２−Ｅ１の電力量が車載蓄電池１８へ供給され、第２の定置型蓄電池１４−２からはＥ３−Ｅ２の電力量が車載蓄電池１８へ供給される。このように、閾値の電力量Ｅ２が、契約電力である外部の交流電力系統１０からの電力量Ｅ１超となっている。その後、充電装置１は、充電開始の時間ｔ１から時間ｔ２まで、電力量Ｅ３にて定電流充電を行う。この段階は、ステップ２３に対応する。Ｅ１の電力量とＥ２−Ｅ１の電力量とＥ３−Ｅ２の電力量の比率は、特に限定されないが、例えば、Ｅ１の電力量：Ｅ２−Ｅ１の電力量：Ｅ３−Ｅ２の電力量は、１：２：２が挙げられる。

その後、時間ｔ２にて定電流充電から定電圧充電に移行すると、時間の経過とともに車載蓄電池１８が要求する電力が次第に低下していくことに対応して、第２の定置型蓄電池１４−２から車載蓄電池１８へ供給される電力が低下していく。その後、時間ｔ３にて車載蓄電池１８へ供給される電力は閾値の電力量Ｅ２まで低下する。時間ｔ１〜時間ｔ３が、ステップ２３に対応する。車載蓄電池１８へ供給される電力が閾値の電力量Ｅ２まで低下すると、第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９への電力供給が停止され、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からの電力が、充電電流としてＥＶ充電器１７へ供給される。この段階は、ステップ２５に対応する。

また、必要に応じて、第２の定置型蓄電池１４−２が車載蓄電池１８への電力供給を停止後、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給して第２の定置型蓄電池１４−２の充電を開始する。すなわち、時間ｔ３と同時または時間ｔ３以降に、第２の定置型蓄電池１４−２の充電を開始する。この段階は、ステップ３０に対応する。

時間ｔ３からのさらなる時間の経過とともに、車載蓄電池１８が要求する電力が閾値の電力量Ｅ２からさらに低下していくことに対応して、第１の定置型蓄電池１４−１から車載蓄電池１８へ供給される電力が低下していく。また、第１の定置型蓄電池１４−１から車載蓄電池１８へ供給される電力が低下していくことに対応して、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２へ供給される電力が増大していく。このとき、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２へ供給される電力と第１の定置型蓄電池１４−１から車載蓄電池１８へ供給される電力の総計は、Ｅ２−Ｅ１の電力量以下に制御される。

その後、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からの電力が継続して車載蓄電池１８へ供給されて、時間ｔ４にて車載蓄電池１８への充電が終了する。車載蓄電池１８への充電が終了する段階は、ステップ２７に対応する。外部の交流電力系統１０からは、車載蓄電池１８への充電を開始する時間ｔ１から車載蓄電池１８への充電が終了する時間ｔ４まで、一定量の契約電力である電力量Ｅ１が供給される。

図３に示すように、充電装置１では、必要に応じて、第２の定置型蓄電池１４−２が車載蓄電池１８への電力供給を停止後、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給するので、車載蓄電池１８への充電が終了から次の車載蓄電池１８への充電開始までの時間を短縮化できる。すなわち、車載蓄電池１８への充電が終了後、速やかに、次の車載蓄電池１８への充電を開始することができる。

次の車載蓄電池１８への充電でも、車載蓄電池１８へ充電を開始する時間ｔ１〜定電流充電から定電圧充電に移行する時間ｔ２、時間ｔ２〜車載蓄電池１８へ供給される電力が
閾値の電力量Ｅ２まで低下する時間ｔ３まで、第１の定置型蓄電池１４−１と第２の定置型蓄電池１４−２と外部の交流電力系統１０から車載蓄電池１８へ所定量の充電電流が供給される。車載蓄電池１８へ供給される電力が閾値の電力量Ｅ２まで低下すると、第２の定置型蓄電池１４−２からＤＣバス１９への電力供給が停止され、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からの電力が、充電電流としてＥＶ充電器１７へ供給される。その後、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０からの電力が継続して供給されて、時間ｔ４にて車載蓄電池１８への充電が終了する。

次の車載蓄電池１８への充電でも、必要に応じて、第２の定置型蓄電池１４−２が車載蓄電池１８への電力供給を停止後、第１の定置型蓄電池１４−１から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給して第２の定置型蓄電池１４−２の充電を開始する。

また、必要に応じて、車載蓄電池１８への充電終了時間である時間ｔ４から時間ｔ５まで、第１の定置型蓄電池１４−１及び／または外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給して第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行う。車載蓄電池１８への充電終了後に第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行う段階は、ステップ２８に対応する。なお、図３では、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力を供給して、第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行っている。

図３では、説明の便宜上、２台の電気自動車について、連続して車載蓄電池１８への充電を行った後に、第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行った場合を説明している。充電装置１に要求される充電頻度が高い場合には、３台以上の電気自動車について、連続的に車載蓄電池１８への充電を行った後に、第１の定置型蓄電池１４−１と外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電池１４−２へ電力供給を行ってもよい。また、充電装置１の充電頻度が低い場合には、１台の電気自動車について車載蓄電池１８の充電を行った後に第２の定置型蓄電池１４−２の充電を行ってもよい。

第１の定置型蓄電装置１４−１としては、例えば、鉛蓄電池、ナトリウム・硫黄（ＮａＳ）二次電池等が挙げられる。第２の定置型蓄電池１４−２としては、例えば、リチウムイオン蓄電池が挙げられ、蓄電池以外の第２の定置型蓄電池１４−２として、超電導フライホール蓄電システム、電気二重層キャパシタ等が挙げられる。

このように、充電装置１では、充電対象である車載蓄電池１８を充電する際に、車載蓄電池１８から要求される充電電力の大小に応じて充放電可能な、放電レートの異なる複数の定置型蓄電装置（放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置１４−１と放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電池１４−２）を備えることで、外部の交流電力系統１０から供給される電力を、車載蓄電池１８から要求される充電電力よりも低減させるものである。すなわち、車載蓄電池１８から要求される充電電力が閾値よりも大きくなった場合には、第１の定置型蓄電装置１４−１から放電される電力と第２の定置型蓄電装置１４−２から放電される電力と外部の交流電力系統１０からの受電電力とを充電電流として用いて車載蓄電池１８を充電していき、車載蓄電池１８が充電中であっても、車載蓄電池１８から要求される充電電力が閾値以下まで低下したタイミングで、放電レートが大きい第２の定置型蓄電装置１４−２からＥＶ充電器１７への充電電流の供給は停止して、放電レートの小さい第１の定置型蓄電装置１４−１と外部の交流電力系統からＥＶ充電器１７へ充電電流を供給する。第２の定置型蓄電装置１４−２は、車載蓄電池１８の充電率の上昇により充電電流がある程度小さくなった段階で、ＥＶ充電器１７への充電電流の供給を停止して、第１の定置型蓄電装置１４−１と外部の交流電力系統１０からＥＶ充電器１７へ、車載蓄電池１８の充電が終了するまで充電電流を供給する。

充電装置１によれば、放電レートの異なる複数の定置型蓄電装置を備えるので、外部の電力系統からの受電電力を低減しつつ、簡易な設備にて安定的に短時間での充電が可能であり、また、充電と次の充電の時間間隔を短縮化できる。また、充電装置１では、複数回の充電にあたり、第１の定置型蓄電装置１４−１と外部の交流電力系統１０からＥＶ充電器１７へ充電電流を供給している間に、第２の定置型蓄電装置１４−２を次の充電対象である車載蓄電池１８の充電に向けて準備をすることができる。従って、充電装置１では、放電レートが同じである定置型蓄電装置を備える充電装置よりも、充電と次の充電との時間間隔が不規則であっても、短時間で確実に充電を行うことができる。

また、充電装置１によれば、予め設定された電力の閾値に基づいて第２の定置型蓄電装置１４−２の放電の要否が判定され、第１の定置型蓄電装置１４−１は車載蓄電池１８の充電終了まで放電されるので、充電装置１を簡略化でき、充電設備以外の負荷設備を持たない場合や、車載蓄電池１８に接続可能なＥＶ充電器１７が１基のみ導入されている場合でも、効率的に運用することができる。

また、充電装置１によれば、ＥＶ充電器１７への充電電流量が電力の閾値以下となった段階で、第１の定置型蓄電装置１４−１から第２の定置型蓄電装置１４−２への電流供給を開始するので、第１の定置型蓄電装置１４−１から車載蓄電池１８へ充電電流を供給している間に、第２の定置型蓄電装置１４−２を次の車載蓄電池１８の充電に向けて確実に準備をすることができる。

また、充電装置１によれば、ＥＶ充電器１７への充電電流の供給が終了した後に、第１の定置型蓄電装置１４−１及び外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電装置１４−２へ電流供給を行うことにより、車載蓄電池１８への充電終了後に、第２の定置型蓄電装置１４−２を次の車載蓄電池１８の充電に向けて確実に準備をすることができる。なお、ＥＶ充電器１７への充電電流の供給が終了後に第２の定置型蓄電装置１４−２への電流供給を行う構成では、第１の定置型蓄電装置１４−１と外部の交流電力系統１０から第２の定置型蓄電装置１４−２へ電流供給を行うことができるので、この場合、次の車載蓄電池１８の充電に向けて、より速やかに、第２の定置型蓄電装置１４−２を充電することができる。

また、充電装置１によれば、第１の定置型蓄電装置１４−１の放電容量が第２の定置型蓄電装置１４−２の放電容量よりも大きいことにより、車載蓄電池１８への充電の頻度が高い場合でも、第１の定置型蓄電装置１４−１から車載蓄電池１８へ確実に充電電流を供給しつつ、第１の定置型蓄電装置１４−１から第２の定置型蓄電装置１４−２へ確実に電流を供給することができる。

また、充電装置１では、ＥＶ充電器１７は、独自に電気自動車の要求に従って、ＤＣ／ＤＣ変換器１３を介してＤＣバス１９から電力を取り込んで、車載蓄電池１８へ充電する。従って、充電装置１では、ＤＣバス１９の電圧を維持する制御を行うことで、他の負荷から独立して安定的に車載蓄電池１８を充電することができる。

＜第２実施例＞
本発明の第２実施例である充電装置２の概略構成図を図４に示す。第１実施例の充電装置１では、ＤＣバス１９からの電力と第１の定置型蓄電装置１４−１から放電された電力と第２の定置型蓄電装置１４−２から放電された電力がＥＶ充電器１７に供給されて、車載蓄電池１８が充電されていた。これに対し、図４に示すように、第２実施例の充電装置２では、ＤＣバス３９に、さらに太陽光発電パネル４０が接続されている。太陽光発電パネル４０は、第２のＤＣ／ＤＣ変換器４３を介してＤＣバス３９に接続されている。太陽光発電パネル４０で発電された電力は、ＤＣバス３９に供給され、ＤＣバス３９からＥＶ
充電器３７に供給され、ＥＶ充電器３７に接続される車載蓄電池３８が充電される。すなわち、太陽光発電パネル４０は、外部の交流電力系統３０と併用可能な充電装置２の電力源である。

制御部３６は、第１の定置型蓄電池３４−１に接続された第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−１、第２の定置型蓄電池３４−２に接続された第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−２、ＥＶ充電器３７に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器（第１のＤＣ／ＤＣ変換器３３）及び第２のＤＣ／ＤＣ変換器４３と接続されている。また、制御部３６は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−２と第１のＤＣ／ＤＣ変換器３３の入出力電流、入出力電圧および入出力電力を監視及び制御することに加えて、第２のＤＣ／ＤＣ変換器４３の入出力電流、入出力電圧および入出力電力も監視及び制御する。

充電装置２の、外部の交流電力系統３０、ＡＣ／ＤＣ変換器３１、ＤＣバス３９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器３２−２、第１のＤＣ／ＤＣ変換器３３の接続関係は、充電装置１の、外部の交流電力系統１０、ＡＣ／ＤＣ変換器１１、ＤＣバス１９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２、ＤＣ／ＤＣ変換器１３の接続関係と同様である。

充電装置２では、日中は、太陽光発電パネル４０からの発電と、第１の定置型蓄電池３４−１と第２の定置型蓄電池３４−２からの放電と、で車載蓄電池３８を充電でき、車載蓄電池３８の充電が終了した場合には、太陽光発電パネル４０から第２の定置型蓄電装置３４−２へ電力を供給して第２の定置型蓄電装置３４−２を充電することができる。また、夜間では、太陽光発電パネル４０からの発電を外部の交流電力系統３０からの電力供給に切り替えることができる。なお、充電装置２では、太陽光発電パネル４０を補充電力源として使用することもできる。

充電装置２では、太陽光発電パネル４０をさらに備えることにより、外部の交流電力系統３０から供給される電力をさらに削減でき、また、第１の定置型蓄電装置３４−１と第２の定置型蓄電装置３４−２の負荷を低減できる。

＜第３実施例＞
本発明の第３実施例である充電装置３の概略構成図を図５に示す。第１実施例の充電装置１では、ＤＣバス１９からの電力と第１の定置型蓄電装置１４−１から放電された電力と第２の定置型蓄電装置１４−２から放電された電力がＥＶ充電器１７に供給されて、車載蓄電池１８が充電されていた。これに対し、図５に示すように、第３実施例の充電装置３では、ＤＣバス５９に、さらに移動式発電機６０と接続可能なコネクタ６１が接続されている。コネクタ６１は、第３のＤＣ／ＤＣ変換器６３を介してＤＣバス５９に接続されている。移動式発電機６０で発電された電力は、ＤＣバス５９に供給され、ＤＣバス５９からＥＶ充電器５７に供給され、ＥＶ充電器５７に接続される車載蓄電池５８が充電される。すなわち、移動式発電機６０は、外部の交流電力系統５０からの電力供給が停止された場合の非常用の電力源である。

制御部５６は、第１の定置型蓄電池５４−１に接続された第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−１、第２の定置型蓄電池５４−２に接続された第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−２、ＥＶ充電器５７に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器（第１のＤＣ／ＤＣ変換器５３）及び第３のＤＣ／ＤＣ変換器６３と接続されている。また、制御部５６は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−２と第１のＤＣ／ＤＣ変換器５３の入出力電流、入出力電圧および入出力電力を監視及び制御することに加えて、第３のＤＣ／ＤＣ変換器６３の入出力電流、入出力電圧および入出力電力も監視及び制
御する。

充電装置３の、外部の交流電力系統５０、ＡＣ／ＤＣ変換器５１、ＤＣバス５９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器５２−２、第１のＤＣ／ＤＣ変換器５３の接続関係は、充電装置１の、外部の交流電力系統１０、ＡＣ／ＤＣ変換器１１、ＤＣバス１９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２、ＤＣ／ＤＣ変換器１３の接続関係と同様である。

充電装置３では、外部から運び込んだ移動式発電機６０をコネクタ６１に接続し、移動式発電機６０を稼働させることで、外部の交流電力系統５０からの電力供給が停止された状況であっても、移動式発電機６０からの発電と第１の定置型蓄電池５４−１からの放電と第２の定置型蓄電池５４−２からの放電で車載蓄電池５８を充電でき、車載蓄電池５８の充電が終了した場合には、移動式発電機６０から第１の定置型蓄電装置５４−１と第２の定置型蓄電装置５４−２へ電力を供給して第１の定置型蓄電装置５４−１と第２の定置型蓄電装置５４−２を充電することができる。

充電装置３では、移動式発電装置６０と接続可能なコネクタ６１をさらに備えることにより、移動式発電装置６０をコネクタ６１に接続することで、外部の交流電力系統５０からの電力供給が停止されても、車載蓄電池５８を充電装置１と同様の充電プロセスにて充電することができる。

＜第４実施例＞
本発明の第４実施例である充電装置４の概略構成図を図６に示す。第１実施例の充電装置１では、車載蓄電池１８が接続されるＥＶ充電器１７の設置数は１つであった。これに対し、図６に示すように、第４実施例の充電装置４では、ＥＶ充電器７７の設置数は複数である。また、充電装置４では、ＥＶ充電器７７の設置数が複数であることに対応して、ＤＣバス７９から入力される直流電力を充電対象の充電電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣ変換器７３を複数備えている。充電装置４では、ＥＶ充電器７７の設置数は２つ（ＥＶ充電器７７ａ、７７ｂ）であり、ＥＶ充電器７７ａ、７７ｂは、それぞれ、対応するＤＣ／ＤＣ変換器７３ａ、７３ｂと接続されている。外部の交流電力系統７０から供給された電力は、ＤＣバス７９に供給され、ＤＣバス７９から複数のＥＶ充電器７７ａ、７７ｂに供給され、複数のＥＶ充電器７７ａ、７７ｂとそれぞれ接続される複数の車載蓄電池７８ａ、７８ｂが並行して充電される。

制御部７６は、第１の定置型蓄電池７４−１に接続された第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−１、第２の定置型蓄電池７４−２に接続された第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−２、ＥＶ充電器７７ａ、７７ｂにそれぞれ接続されたＤＣ／ＤＣ変換器７３ａ、７３ｂと接続されている。また、制御部７６は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−１と第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−２と２つのＤＣ／ＤＣ変換器７３ａ、７３ｂの入出力電流、入出力電圧および入出力電力を監視及び制御する。

充電装置４の、外部の交流電力系統７０、ＡＣ／ＤＣ変換器７１、ＤＣバス７９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器７２−２、複数のＤＣ／ＤＣ変換器７３ａ、７３ｂの接続関係は、充電装置１の、外部の交流電力系統１０、ＡＣ／ＤＣ変換器１１、ＤＣバス１９、第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−１、第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１２−２、ＤＣ／ＤＣ変換器１３の接続関係と同様である。なお、複数のＥＶ充電器７７ａ、７７ｂを備える充電装置４では、必要に応じて、充電装置１の定置型蓄電池の電力よりも大きい電力を供給できる定置型蓄電池を設置してもよい。

充電装置４のように、複数のＥＶ充電器７７ａ、７７ｂを備えても、充電装置１と同様
の充電プロセスにて、他の負荷から独立して安定的に複数の車載蓄電池７８ａ、７８ｂを並行して充電することができる。

次に、本発明の充電装置について、他の実施態様を説明する。上記各実施例では、ＤＣバスを備えていたが、これに代えて、ＡＣバスとしてもよい。ＡＣバスとすることで、電力変換器であるＡＣ／ＤＣ変換器を備えず、また、ＤＣ／ＤＣ変換器を備えなくてもよい充電装置とすることができる。ＡＣバスを備えた充電装置では、ＡＣバスに接続された第１の定置型蓄電装置と、ＡＣバスに接続された第２の定置型蓄電装置と、ＡＣバスに接続された、車載蓄電池に接続可能なＥＶ充電器を備えている。また、本発明の充電装置の使用条件等に応じて、上記各実施例における、充電対象である蓄電池と接続可能な充電器と接続されているＤＣ／ＤＣ変換器は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器としてもよい。また、上記各実施例では、ＥＶ充電器を電気自動車の車載蓄電池に接続していたが、これに代えて、ワイヤレス電力電送方式にて、本発明の充電装置から車載蓄電池への充電（すなわち、非接触充電）を行ってもよい。

上記各実施例では、第１の定置型蓄電装置と第２の定置型蓄電装置と外部の電力系統から充電器へ充電電流が供給されていたが、これに代えて、第１の定置型蓄電装置と第２の定置型蓄電装置から充電器へ充電電流が供給されてもよい。すなわち、充電装置から蓄電池へ充電を開始する際に、充電器から蓄電池へ供給される、閾値の電力量を超える電力量を、第１の定置型蓄電装置からの放電と第２の定置型蓄電装置からの放電でまかなえる場合には、外部の電力系統から充電器へ充電電流が供給されなくてもよい。

また、上記各実施例の充電装置では、設備内蓄電池である第１の定置型蓄電池は１つであり、設備内蓄電池である第２の定置型蓄電池も１つあったが、これに代えて、複数の第１の定置型蓄電池を備えてもよく、複数の第２の定置型蓄電池を備えてもよい。

また、外部の電力系統以外の電力源として、移動式発電機と接続可能なコネクタと太陽光発電パネルとを備えた充電装置としてもよい。

以上、本発明の充電装置及び充電方法に関する説明を行ったが、本発明は上記実施形態に係る充電装置及び充電方法に限定されるものではなく、例えば、本発明の充電装置及び充電方法は、家庭用や業務用の蓄電池など電気自動車の車載蓄電池以外の蓄電池の充電にも適用することが可能である。

１、２、３、４ 充電装置
１１、３１、５１、７１ ＡＣ／ＤＣ変換器
１２−１、３２−１、５２−１、７２−１ 第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器
１２−２、３２−２、５２−２、７２−２ 第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器
１４−１、３４−１、５４−１、７４−１ 第１の定置型蓄電池
１４−２、３４−２、５４−２、７４−２ 第２の定置型蓄電池
１６、３６、５６、７６ 制御部
１７，３７、５７、７７ａ、７７ｂ ＥＶ充電器
１９、３９、５９、７９ ＤＣバス

Claims (18)

1. 外部の電力系統に接続されたＤＣバスまたはＡＣバスと、
   前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と、
   前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置と、
   前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、蓄電池に接続可能な充電器と、
   前記第１の定置型蓄電装置の充放電、前記第２の定置型蓄電装置の充放電及び前記充電器に接続された蓄電池の充電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記充電器へ供給されている充電電流量が該制御部に予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定し、
   前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給し、
   前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供する
   ように構成された充電装置。
2. 前記外部の電力系統に接続可能な電力変換器と、
   前記電力変換器に接続された前記ＤＣバスと、
   前記ＤＣバスに接続された第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
   前記第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記第１の定置型蓄電装置と、
   前記ＤＣバスに接続された第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
   前記第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記第２の定置型蓄電装置と、
   前記ＤＣバスに接続されたＤＣ／ＤＣ変換器と、
   前記ＤＣ／ＤＣ変換器に接続された前記充電器と、
   前記第１の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器、前記第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器及び前記ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで、前記第１の定置型蓄電装置の充放電、前記第２の定置型蓄電装置の充放電及び前記充電器に接続された蓄電池の充電を制御する前記制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記充電器へ供給されている充電電流量が該制御部に予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定し、
   前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給し、
   前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供する
   ように構成された請求項１に記載の充電装置。
3. さらに、前記外部の電力系統から前記充電器へ充電電流が供給される請求項１または２に記載の充電装置。
4. 前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、さらに、前記第１の定置型蓄電装置から前記第２の定置型蓄電装置への電流供給を開始するように構成された
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電装置。
5. 前記充電器への充電電流の供給が終了後に、前記第１の定置型蓄電装置及び／または前記外部の電力系統から前記第２の定置型蓄電装置へ電流供給を行うように構成された請求項３に記載の充電装置。
6. 前記第１の定置型蓄電装置の放電容量が、前記第２の定置型蓄電装置の放電容量よりも大きい請求項１乃至５のいずれか１項に記載の充電装置。
7. 前記ＤＣバスに接続された第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、
   前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器に接続された太陽光発電装置と、
   をさらに備え、
   前記制御部が、前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器を制御する請求項２に記載の充電装置。
8. 前記ＤＣバスに接続された第３のＤＣ／ＤＣ変換器と、
   前記第３のＤＣ／ＤＣ変換器に接続され、移動式発電装置と接続可能なコネクタと、
   をさらに備え、
   前記制御部が、前記第３のＤＣ／ＤＣ変換器を制御する請求項２または７に記載の充電装置。
9. 前記充電器が、１つまたは複数である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の充電装置。
10. 電力の前記閾値が、任意の契約電力超である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の充電装置。
11. 前記制御部は、前記蓄電池への充電を定電流充電で開始し、充電率の上昇に合わせて前記蓄電池への充電電流の電流量を低下させるように構成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の充電装置。
12. 前記電力変換器は、定電流または定電力で電力供給し、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置は、前記ＤＣバスが定電圧となるよう充放電を行う請求項２に記載の充電装置。
13. 前記第１の定置型蓄電装置が鉛蓄電池、前記第２の定置型蓄電装置がリチウムイオン蓄電池である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の充電装置。
14. 前記蓄電池が、電気自動車（ＥＶ）に搭載された蓄電池である請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の充電装置。
15. 前記電力変換器が、交流電力系統の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器または直流電力系統に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器である、請求項２に記載の充電装置。
16. 外部の電力系統に接続されたＤＣバスまたはＡＣバスと、
    前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ未満である第１の定置型蓄電装置と、
    前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、放電レートが０．５Ｃ以上である第２の定置型蓄電装置と、
    前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスに接続された、蓄電池に接続可能な充電器と、を備える充電装置により、蓄電池を充電する方法であって、
    前記充電器へ供給されている充電電流量が予め設定された電力の閾値を超えるか否かを判定するステップと、
    前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値を超える場合には、前記第１の定置型蓄電装置及び前記第２の定置型蓄電装置から前記ＤＣバスまたは前記ＡＣバスを介して前記充電器へ充電電流を供給するステップと、
    前記充電器への充電電流量が電力の前記閾値以下となった場合に、前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供するステップとを含む、充電方法。
17. 前記第２の定置型蓄電装置から前記充電器への充電電流の供給を停止し、前記第１の定置型蓄電装置から前記充電器へ充電電流を供するステップは、前記第１の定置型蓄電装置から前記第２の定置型蓄電装置へ電流を供給するステップを含む請求項１６に記載の充電方法。
18. 前記充電器への充電電流の供給が終了後に、前記第１の定置型蓄電装置及び／または前記外部の電力系統から前記第２の定置型蓄電装置へ電流を供給するステップをさらに含む請求項１６に記載の充電方法。
    

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