JP2022037565A - 充電ステーション - Google Patents

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宣明 油井
Nobuaki Yui
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Abstract

【課題】簡易な構成で充電可能な充電ステーションを提供することを課題とする。【解決手段】移動体に搭載された移動体側電池を充電するための電力を蓄電する蓄電池と、前記移動体側電池の電圧に基づいて前記蓄電池の目標電圧を設定し、外部電力源からの電力により前記蓄電池の電圧が前記目標電圧となるように前記蓄電池を充電する制御装置と、を備えた充電ステーション。【選択図】図2

Description

本発明は、充電ステーションに関する。
車両に搭載された車両側電池に充電可能な蓄電池を備えた充電ステーションが知られている(例えば特許文献1参照)。
特許第5710783号
このような構成においては、蓄電池と車両側電池との間に、蓄電池から供給される電力を昇圧又は降圧するコンバータを設けないと、蓄電池から供給される電流値が車両側のワイヤーハーネスなどの許容電流値を超える可能性がある。
そこで本発明は、簡易な構成で充電可能な充電ステーションを提供することを目的とする。
上記目的は、移動体に搭載された移動体側電池を充電するための電力を蓄電する蓄電池と、前記移動体側電池の電圧に基づいて前記蓄電池の目標電圧を設定し、外部電力源からの電力により前記蓄電池の電圧が前記目標電圧となるように前記蓄電池を充電する制御装置と、を備えた充電ステーションによって達成できる。
本発明によれば、簡易な構成で充電可能な充電ステーションを提供できる。
図1は、充電ステーションと車両の概略構成図である。 図2は、充電ステーションの制御装置が実行する制御の一例を示したフローチャートである。
図1は、充電ステーション1と車両100の概略構成図である。図1では、充電ステーション1の接続部18と車両100の接続部118とが接続されて、充電ステーション1により車両100の車両側電池110を充電可能な状態を示している。充電ステーション1は、外部電源としての商用電源2や発電装置4に接続されている。発電装置4は、例えばソーラーパネルなどの再生可能エネルギーを利用した発電装置である。商用電源2や発電装置4は、外部電力減の一例である。充電ステーション1は、蓄電池10、送受信部11、制御装置12、リレー15、インバータ16、及びリレー17を備えている。リレー15は、商用電源2及び発電装置4とインバータ16の間に設けられている。インバータ16は、リレー15と蓄電池10の間に設けられている。リレー17は、蓄電池10と接続部18の間に設けられている。リレー15がオンの場合には、商用電源2又は発電装置4から供給された交流電流がインバータ16で直流電流に変換されて蓄電池10を充電することができる。尚、外部電力源として商用電源2及び発電装置4の何れかに切り替えることができるスイッチが設けられている。また、接続部18が接続部118と接続された状態でリレー17がオンである場合には、蓄電池10に蓄電された電力により車両側電池110を充電することができる。
制御装置12は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等から構成され、充電ステーション1全体を制御する。制御装置12は、電圧センサなどにより蓄電池10の電圧を検出する。また、制御装置12は、送受信部11と蓄電池10側の送受信部111とを介して、無線通信により各種情報を取得でき、詳しくは後述する車両側電池110に関する情報を取得する。
車両100は、車両側電池110、送受信部111、ECU(Electronic Control Unit)112、リレー117、及び接続部118を備えている。車両側電池110は、走行用の電力源である。ECU112は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等から構成され、アクセル開度等に応じて走行用モータや補機への要求電力量を算出して、車両側電池110から電力をこれらの走行用モータや補機へ供給することによって車両100全体を制御する。ECU112は、不図示のSOCセンサにより車両側電池110の充電量を取得する。リレー117は、接続部118と車両側電池110との間に設けられている。
次に、充電ステーション1の制御装置12が実行する制御の一例について説明する。図2は、充電ステーション1の制御装置12が実行する制御の一例を示したフローチャートである。尚、図2のフローチャートでは、車両100が充電ステーション1から離れた位置で走行している場合を想定する。
制御装置12は、ECU112から送受信部11及び111を介して車両側電池110の情報を取得する(ステップS1)。車両側電池110の情報とは、車両側電池110の充電残量、車両100側の抵抗値、及び車両100側の許容電流値である。車両側電池110の充電残量は、ECU112が車両100側のSOCセンサから取得している。車両100側の抵抗値は、車両側電池110の抵抗、車両100側のワイヤーハーネスの抵抗、車両100側のリレー導通抵抗等、接続部118から車両側電池110までの間の抵抗の合算値であり、予めECU112のROMに記憶されている。車両100側の許容電流値は、接続部118から車両側電池110までのワイヤーハーネス線形や、リレー耐久、車両側電池110が許容できる入力電力等を考慮して定められた値であり、予めECU112のROMに記憶されている。
次に、制御装置12は、蓄電池10の目標電圧値を設定する(ステップS2)。具体的には、車両側電池110の充電開始時での予測電圧値、車両100側の抵抗値、及び車両100側の許容電流値に基づいて、蓄電池10の目標電圧値を設定する。より具体的には、少なくとも車両側電池110の充電開始時での予測電圧値よりも高い値となり、且つ充電時に車両100側の許容電流値を越えない程度に、蓄電池10の目標電圧値を設定する。ここで、車両100側の抵抗値及び車両100側の許容電流値は、制御装置12がステップS1で取得した値である。
車両側電池110の充電開始時での予測電圧値は、以下のようにして算出される。現時点での車両側電池110の充電残量Aから、車両100が現在地点から充電ステーション1まで到達する間に消費されると予測される車両側電池110の予測消費電力量Bを減算し、この値から車両側電池110の充電開始時での予測電圧値が算出される。現時点での車両側電池110の充電残量Aは、車両100に搭載されたSOCセンサにより取得できる。
上述の車両側電池110の予測消費電力量Bは、現在地点から充電ステーション1まで車両100が走行する間に走行用モータにより消費される電力量や、車両100の補機(例えば空調装置等)により消費される電力量を加味して予測する。走行用モータにより消費される電力量は、現在地点から充電ステーション1までの経路情報や走行距離等に基づいて予測することができる。また、補機により消費される電力量は、現在の補機の駆動状態により予測できる。例えば車両100のECU112が、車両側電池110の充電残量や補機の駆動状態を取得して送受信部111及び11を介して充電ステーション1の制御装置12に送信し、制御装置12がインターネットを介して車両100の現在地点を取得し、制御装置12が車両100の現在地点から充電ステーション1までの走行距離等を算出して、これらの情報に基づいて車両側電池110の充電開始時での予測電圧値を算出する。また、車両100のECU112が、車両側電池110の充電残量や補機の駆動状態と共に、車両100に搭載されたナビゲーション装置から取得した現在地点から充電ステーション1までの走行距離等に基づいて、車両側電池110の充電開始時での予測電圧値を算出して、送受信部111及び11を介して充電ステーション1の制御装置12に送信してもよい。
次に制御装置12は蓄電池10の電圧値が設定された目標電圧値未満であるか否かが判定される(ステップS3)。ステップS3でYesの場合、制御装置12は、リレー15をオンに制御して蓄電池10を充電する(ステップS4)。ステップS4以降は、再度ステップS1~S3の処理が継続される。即ち、ステップS3でYesである限り、蓄電池10の充電が継続される。
ステップS3でNoの場合、制御装置12はリレー15をオフに制御して蓄電池10の充電を停止する(ステップS5)。次に制御装置12は、車両側電池110の充電開始要求があるか否かを判定する(ステップS6)。充電開始要求は、例えば接続部18と接続部118とが接続されドライバーにより充電料金が支払われた場合に、要求される。ステップS6でNoの場合には、再度ステップS1以降の処理が実行される。ステップS6でYesの場合には、制御装置12はリレー17をオンに制御して車両側電池110の充電を開始する(ステップS7)。尚、この際ECU112はリレー117をオンに制御する。
上述したステップS2で示したように、車両側電池110の充電開始時での予測電圧値、車両100側の抵抗値、及び車両100側の許容電流値に基づいて蓄電池10の目標電圧値を設定することにより、蓄電池10と車両側電池110との間に、蓄電池10の電圧を昇圧又は降圧して車両側電池110に電力を供給するコンバータが不要となる。これにより、充電ステーション1や車両100の構成が簡易なものにでき、これらの製造コストも削減することができる。
尚、蓄電池10の目標電圧値は、少なくとも車両側電池110の充電開始時での予測電圧値に基づいて定めてあればよい。例えば、蓄電池10の目標電圧値が、車両側電池110の充電開始時での予測電圧値よりも高いが、この予測電圧値と比較して過度に高くない場合には、コンバータを介在させることなく蓄電池10により車両側電池110を充電することができるからである。
上記実施例では車両100の車両側電池110を充電する場合を例に説明したが、車両以外の各種移動体(例えば、船舶や飛行機、ロボット等)の電池を充電する場合に適用してもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 充電ステーション
10 蓄電池
11、111 送受信部
12 制御装置
16 インバータ
100 車両
110 車両側電池
112 ECU

Claims (1)

  1. 移動体に搭載された移動体側電池を充電するための電力を蓄電する蓄電池と、
    前記移動体側電池の電圧に基づいて前記蓄電池の目標電圧を設定し、外部電力源からの電力により前記蓄電池の電圧が前記目標電圧となるように前記蓄電池を充電する制御装置と、を備えた充電ステーション。
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