JP2024015576A - charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車などを充電する普通充電装置を複数備えた充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system that includes a plurality of normal charging devices for charging electric vehicles and the like.
近年、電気自動車の普及に伴い、電気自動車の蓄電池に充電をするための充電スタンドの整備が進んでいる。特許文献１には、いわゆる普通充電装置が開示されている。普通充電装置は、電気自動車との間で、ＣＰＬＴ信号によって通信を行う。普通充電装置は、ＣＰＬＴ信号のデューティ比によって、電気自動車に通電可能な最大電流値を伝達する。これにより、普通充電装置は、自身のスペックに応じた最大電流値を超えないように、電気自動車の充電を行うことができる。
In recent years, with the spread of electric vehicles, the development of charging stations for charging the storage batteries of electric vehicles is progressing.
しかしながら、普通充電装置を多数備えている施設において、多数の普通充電装置にそれぞれ電気自動車が接続されて、同時に充電を行った場合、使用電力が集中する。この場合、最大デマンドが増加して、契約電力を超過し、電力料金が高くなってしまう。これを防ぐために、デマンドコントロール装置を各普通充電装置に設けると、導入コストが増加する。 However, in a facility equipped with a large number of normal charging devices, when electric vehicles are connected to each of the many normal charging devices and charged at the same time, power consumption is concentrated. In this case, the maximum demand increases and exceeds the contracted power, resulting in higher power charges. In order to prevent this, if a demand control device is provided in each normal charging device, the installation cost will increase.
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、複数の充電装置を備え、かつ、使用電力の集中を抑制できる充電システムを提供することをその目的としている。 The present invention was conceived under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a charging system that includes a plurality of charging devices and can suppress concentration of power consumption.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical measures.
本発明の第１の側面によって提供される充電システムは、蓄電池の電力で電動機を駆動して移動する電気移動体の前記蓄電池を充電する複数の充電装置と、前記複数の充電装置を制御する充電制御装置と、を備え、前記充電制御装置は、前記複数の充電装置の出力電力の合計値の許容される最大値である許容電力値を取得する許容電力取得部と、前記複数の充電装置のうち、前記電気移動体が接続されている接続充電装置を検出する接続検出部と、前記接続検出部による検出結果と、前記許容電力値とに基づいて、前記各接続充電装置の出力電流を設定するための電流値である設定電流値をそれぞれ設定する電流設定部と、前記各設定電流値を、対応する接続充電装置に送信する通信部と、を備え、前記各接続充電装置は、受信した設定電流値に応じた信号を、接続されている電気自動車に送信する。 A charging system provided by a first aspect of the present invention includes a plurality of charging devices that charge the storage batteries of an electric mobile object that moves by driving an electric motor with electric power of storage batteries, and a charging system that controls the plurality of charging devices. a control device, the charging control device includes an allowable power acquisition unit that acquires an allowable power value that is a maximum allowable total value of output power of the plurality of charging devices; Output current of each connected charging device is set based on a connection detection unit that detects a connected charging device to which the electric mobile object is connected, a detection result by the connection detection unit, and the allowable power value. a current setting unit that respectively sets a set current value that is a current value to Sends a signal according to the set current value to the connected electric vehicle.
なお、「電気移動体」は、蓄電池の電力で電動機を駆動して移動する移動体であって、いわゆる電気自動車だけでなく、ハイブリッド車なども含まれる。また、「電気移動体」は、いわゆる自動車だけでなく、二輪車、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体も含まれる。 Note that an "electric mobile object" is a mobile object that moves by driving an electric motor using electric power from a storage battery, and includes not only so-called electric vehicles but also hybrid vehicles. Furthermore, "electric mobile objects" include not only so-called automobiles, but also other vehicles such as motorcycles, ships, and airplanes, and unmanned mobile objects such as automatic guided vehicles and drones.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電流設定部は、前記各設定電流値を、前記許容電力値を前記接続検出部が検出した前記接続充電装置の数で除算した電力値に応じた電流値以下に設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the current setting unit is configured to set each set current value to a current value corresponding to a power value obtained by dividing the allowable power value by the number of connected charging devices detected by the connection detection unit. Set to less than or equal to the value.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記充電制御装置は、前記接続検出部が検出した前記各接続充電装置に設定されている重み付け係数を取得する係数取得部をさらに備え、前記電流設定部は、前記各設定電流値を、前記許容電力値を前記重み付け係数に応じて配分した電力値に応じた電流値以下に設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the charging control device further includes a coefficient acquisition unit that acquires a weighting coefficient set for each connected charging device detected by the connection detection unit, and the current setting unit , each set current value is set to be equal to or less than a current value corresponding to a power value distributed from the allowable power value according to the weighting coefficient.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記充電制御装置は、前記各充電装置の出力電流を検出した検出電流値を取得する電流取得部をさらに備え、前記電流設定部は、前記各接続充電装置の検出電流値が、対応する設定電流値より所定値以上小さい場合、当該設定電流値として当該検出電流値を再設定し、検出電流値が対応する設定電流値から前記所定値を減じた値より大きい接続充電装置について、設定電流値を再計算して再設定する。 In a preferred embodiment of the present invention, the charging control device further includes a current acquisition unit that acquires a detected current value obtained by detecting the output current of each of the charging devices, and the current setting unit includes If the detected current value is smaller than the corresponding set current value by a predetermined value or more, the detected current value is reset as the corresponding set current value, and the detected current value is less than the value obtained by subtracting the predetermined value from the corresponding set current value. Recalculate and reset the set current value for large connected charging devices.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記許容電力取得部は、エネルギーマネジメントを行う上位機器から前記許容電力値を取得する。 In a preferred embodiment of the present invention, the allowable power acquisition unit acquires the allowable power value from a host device that performs energy management.
本発明によると、充電制御装置の電流設定部は、接続検出部による検出結果と許容電力値とに基づいて、各接続充電装置の設定電流値をそれぞれ設定する。そして、通信部が各設定電流値を対応する接続充電装置に送信し、各接続充電装置が受信した設定電流値に応じた信号を電気自動車に送信する。電気自動車は、設定電流値に基づいて、蓄電池の充電を行う。したがって、本発明に係る充電システムは、許容電力値を超える電力を使用することが防止され、使用電力の集中を抑制できる。 According to the present invention, the current setting section of the charging control device sets the set current value of each connected charging device, based on the detection result by the connection detection section and the allowable power value. Then, the communication unit transmits each set current value to the corresponding connected charging device, and each connected charging device transmits a signal corresponding to the received set current value to the electric vehicle. An electric vehicle charges a storage battery based on a set current value. Therefore, the charging system according to the present invention can prevent the use of power exceeding the allowable power value, and can suppress concentration of power usage.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る充電システムＡ１を説明するための図である。図１（ａ）は、充電システムＡ１の全体構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は、充電装置２および電気自動車５の内部構成を示すブロック図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a charging system A1 according to a first embodiment. FIG. 1(a) is a block diagram showing the overall configuration of charging system A1. FIG. 1(b) is a block diagram showing the internal configurations of the
充電システムＡ１は、電気自動車５の充電を行うための設備である。電気自動車５は、動力源としての電動機および電動機に電力を供給する蓄電池５４を備えた自動車であり、電動機のみを動力源とするいわゆる電気自動車だけでなく、内燃機関が併設されたハイブリッド車なども含まれる。充電システムＡ１は、充電制御装置１および複数の充電装置２を備えている。
The charging system A1 is equipment for charging the
複数の充電装置２は、駐車場などに配置され、電気自動車５の充電を行う。充電装置２は、いわゆる普通充電装置であり、商用電源９の単相交流の電力で電気自動車５の蓄電池５４の充電を行う。本実施形態では、充電システムＡ１が、５台の充電装置２ａ～２ｅを備えている場合について説明する。なお、充電システムＡ１が備える充電装置２の数は限定されない。また、本実施形態では、充電システムＡ１が、５台の充電装置２ａ～２ｅ各充電装置２は、充電ケーブル２５の先端に配置された充電コネクタ２５ｃが電気自動車５のプラグインコネクタ５５に接続されることで、電気自動車５と接続される。充電ケーブル２５には、図１（ｂ）に示すように、信号線２５ａおよび電力線２５ｂが配置されている。信号線２５ａは、充電装置２と電気自動車５との間で、ＣＰＬＴ（Control Pilot）信号の送受信を行う。電力線２５ｂは、充電装置２から電気自動車５に電力を送電する。
The plurality of
充電装置２は、図１（ｂ）に示すように、制御部２１、通信部２２、ＣＰＬＴ制御部２３、および開閉部２４を備えている。
The
通信部２２は、充電制御装置１との間で通信を行う。通信部２２は、通信線を介して、充電制御装置１と双方向通信を行う。なお、通信部２２は、無線通信により、充電制御装置１と通信を行ってもよい。また、通信規格は限定されない。通信部２２は、充電制御装置１から設定電流値を受信して、制御部２１に出力する。設定電流値は、充電装置２の出力電流を設定するための電流値であり、充電制御装置１で算出される。また、通信部２２は、制御部２１から電気自動車５の接続状態を示す信号を入力され、充電制御装置１に送信する。なお、通信部２２と充電制御装置１との間で送受信される情報は限定されない。開閉部２４は、制御部２１からの指令に応じて、商用電源９から電力線２５ｂへの導電経路を閉路状態（オン）と開放状態（オフ）とで切り替える。開閉部２４は、例えばリレースイッチであるが、限定されない。
The
ＣＰＬＴ制御部２３は、国際規格IEC（61851-1）に基づくＣＰＬＴ信号を生成する。ＣＰＬＴ制御部２３は、充電ケーブル２５に配置された信号線２５ａを介して、充電ケーブル２５に接続された電気自動車５にＣＰＬＴ信号を出力する。ＣＰＬＴ信号は、電圧およびパルス幅を変化させることで、充電ケーブル２５の接続状態、充電の開始および終了、設定電流値の指示などを表す制御信号である。ＣＰＬＴ信号の詳細は後述する。
The
制御部２１は、充電装置２の制御を行う構成であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部２１は、通信部２２が充電制御装置１から受信した設定電流値を入力され、ＣＰＬＴ制御部２３に出力する。また、制御部２１は、ＣＰＬＴ制御部２３が検出したＣＰＬＴ信号の電圧に応じて、電気自動車５の接続状態を検出し、通信部２２を介して充電制御装置１に送信する。また、制御部２１は、ＣＰＬＴ制御部２３が検出したＣＰＬＴ信号の電圧に応じて、開閉部２４に開閉指令を出力する。
The
電気自動車５は、図１（ｂ）に示すように、制御部５１、電力変換部５２、ＣＰＬＴ制御部５３、および蓄電池５４を備えている。
The
電力変換部５２は、電力線２５ｂを介して充電装置２から供給される交流電力を変換して、蓄電池５４に充電させる。電力変換部５２は、例えば図示しない整流回路、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路、および充電回路を備えている。整流回路は、充電装置２から供給される交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ/ＤＣコンバータ回路は、整流回路から入力される直流電圧を蓄電池５４の充電に必要な電圧に昇圧して出力する。充電回路は、蓄電池５４に出力する電流を、制御部５１から入力される設定電流値に制御する。なお、電力変換部５２の具体的な構成は限定されない。
The
ＣＰＬＴ制御部５３は、信号線２５ａを介して、充電装置２との間でＣＰＬＴ信号の入出力を行う。また、ＣＰＬＴ制御部５３は、制御部５１からの指示に応じて、内部に配置された抵抗（図示なし）の接続を切り替えて抵抗値を変化させることで、ＣＰＬＴ信号の電圧を変化させる。また、ＣＰＬＴ制御部５３は、ＣＰＬＴ信号に基づいて設定電流値を受信して、制御部５１に出力する。
The
制御部５１は、電気自動車５の蓄電池５４の充電を制御する構成であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部５１は、ＣＰＬＴ制御部５３から入力される設定電流値を電力変換部５２に出力する。また、制御部５１は、ＣＰＬＴ制御部５３が検出したＣＰＬＴ信号の電圧に応じて、電気自動車５の接続状態を検出する。また、制御部５１は、ＣＰＬＴ制御部５３に指示して、ＣＰＬＴ信号の電圧を変化させる。
The
図２は、ＣＰＬＴ信号を説明するためのタイムチャートである。図２（ａ）は、充電装置２が充電制御装置１から受信した設定電流値の時間変化を示している。図２（ｂ）は、ＣＰＬＴ制御部２３とＣＰＬＴ制御部５３との間で入出力されるＣＰＬＴ信号の時間変化を示している。図２（ｃ）は、開閉部２４の状態の時間変化を示している。図２（ｄ）は、蓄電池５４に入力される充電電流の時間変化を示している。
FIG. 2 is a time chart for explaining the CPLT signal. FIG. 2A shows a change over time in the set current value that the
時刻ｔ0において、充電装置２が起動され、ＣＰＬＴ制御部２３に電力が供給されて、ＣＰＬＴ制御部２３は、電圧Ｖ1（例えば１２Ｖ）のＣＰＬＴ信号を出力している。時刻ｔ1において、充電ケーブル２５の充電コネクタ２５ｃが電気自動車５のプラグインコネクタ５５に接続されている。これにより、ＣＰＬＴ制御部２３内で信号線２５ａに直列接続されている抵抗（図示なし）とＣＰＬＴ制御部５３内で信号線２５ａに並列接続されている抵抗（図示なし）との分圧比に応じて、ＣＰＬＴ信号の電圧がＶ2（例えば９Ｖ）に低下している。制御部２１は、ＣＰＬＴ制御部２３が検出したＣＰＬＴ信号の電圧に基づいて、充電装置２と電気自動車５とが接続されたことを検出できる。制御部２１は、充電装置２と電気自動車５との接続（ＣＰＬＴ信号の電圧低下）を検出した場合、通信部２２を介して充電制御装置１に、接続検出信号を送信する。接続検出信号を受信した充電制御装置１は、設定電流値を当該充電装置２に送信する。充電制御装置１が設定電流値を設定する方法については後述する。
At time t 0 , the charging
時刻ｔ2において、充電制御装置１から受信した設定電流値がＩ1に変化している。そして、時刻ｔ3から、ＣＰＬＴ制御部２３は、設定電流値（Ｉ1）に応じたデューティ比の交流信号を生成して、ＣＰＬＴ信号として出力している。ＣＰＬＴ制御部５３は、ＣＰＬＴ信号のデューティ比に基づいて、設定電流値（Ｉ1）を検出し、制御部５１に出力する。制御部５１は、入力された設定電流値（Ｉ1）を電力変換部５２に出力する。電力変換部５２は入力された設定電流値（Ｉ1）に基づいて、蓄電池５４に出力する電流を制御する。
At time t2 , the set current value received from charging
ＣＰＬＴ制御部５３が設定電流値（Ｉ1）を検出した後に、並列接続されている抵抗の抵抗値を変化させたことで、時刻ｔ4において、ＣＰＬＴ信号の電圧がＶ3（例えば６Ｖ）に低下している。制御部２１は、ＣＰＬＴ信号の電圧低下を検出した場合、開閉部２４をオフからオンに切り替えて（時刻ｔ５）、電気自動車５への電力の供給を開始させる。これにより、蓄電池５４への充電電流が「０」からＩ1に変化している。
After the
時刻ｔ6において、通信部２２が充電制御装置１から受信した設定電流値がＩ2に変化している。そして、時刻ｔ7から、ＣＰＬＴ制御部２３は、設定電流値（Ｉ2）に応じたデューティ比の交流信号を生成して、ＣＰＬＴ信号として出力している。ＣＰＬＴ制御部５３は、ＣＰＬＴ信号のデューティ比に基づいて、設定電流値（Ｉ2）を検出し、制御部５１に出力する。制御部５１は、入力された設定電流値（Ｉ2）を電力変換部５２に出力する。電力変換部５２は入力された設定電流値（Ｉ2）に基づいて、蓄電池５４に出力する電流を制御する。これにより、蓄電池５４への充電電流がＩ1からＩ2に変化している。
At time t6 , the set current value received by the
この後、通信部２２が充電制御装置１から受信した設定電流値が変化すると、ＣＰＬＴ制御部２３が設定電流値に応じたデューティ比の交流信号を生成してＣＰＬＴ信号として出力する。ＣＰＬＴ制御部５３はＣＰＬＴ信号のデューティ比に基づいて設定電流値を検出し、電力変換部５２は検出された設定電流値に基づいて蓄電池５４に出力する電流を制御する。以上のように、充電装置２は、充電制御装置１から受信した設定電流値を、ＣＰＬＴ信号を用いて、電気自動車５に指示している。
Thereafter, when the set current value that the
なお、図２において示していないが、充電が完了すると、ＣＰＬＴ制御部５３は、制御部５１の指示により、ＣＰＬＴ信号の電圧をＶ2に上昇させる。制御部２１は、ＣＰＬＴ信号の電圧上昇を検出した場合、開閉部２４をオンからオフに切り替えて、電気自動車５への電力の供給を停止させる。その後、充電ケーブル２５の接続が解除されることで、ＣＰＬＴ信号の電圧がＶ1に上昇する。制御部２１は、ＣＰＬＴ信号の電圧に基づいて、充電装置２と電気自動車５との接続が解除されたことを検出できる。制御部２１は、充電装置２と電気自動車５との接続解除（ＣＰＬＴ信号の電圧上昇）を検出した場合、通信部２２を介して充電制御装置１に、解除検出信号を送信する。
Although not shown in FIG. 2, when charging is completed, the
充電制御装置１は、複数の充電装置２の充電を制御する。充電制御装置１は、各充電装置２に電気自動車５が接続されているか否かを検出し、電気自動車５が接続されている充電装置２の設定電流値を算出して送信する。充電制御装置１は、制御部１１および通信部１２を備えている。
通信部１２は、通信線を介して、各充電装置２との間で双方向通信を行う。なお、通信部１２と通信部２２との通信は、無線通信であってもよい。通信部１２は、各充電装置２から接続検出信号および解除検出信号を受信して、制御部１１に出力する。また、通信部１２は、制御部１１が算出した各充電装置２の設定電流値を、対応する充電装置２にそれぞれ送信する。なお、通信部１２と通信部２２との間で送受信される情報は限定されない。
The
制御部１１は、充電制御装置１の制御を行う構成であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部１１は、通信部１２による通信を制御する。また、制御部１１は、通信部１２から入力される接続検出信号および解除検出信号から各充電装置２の接続状態を把握する。そして、制御部１１は、充電システムＡ１が使用することを許容される電力の最大値（すなわち、複数の充電装置２の出力電力の合計値の許容される最大値）である許容電力値に基づいて、各充電装置２の設定電流値を算出する。制御部１１は、機能構成として、許容電力取得部１１１、接続検出部１１２、および電流設定部１１３を備えている。
The
許容電力取得部１１１は、許容電力値を取得するための機能構成である。本実施形態では、許容電力取得部１１１は、上位機器８から入力される許容電力値を取得する。なお、許容電力取得部１１１は、充電システムＡ１に設置されているブレーカに設定されている許容値に基づいて、許容電力値を取得してもよい。許容電力取得部１１１は、取得した許容電力値を電流設定部１１３に出力する。
The allowable
上位機器８は、充電システムＡ１（各充電装置２）、および、施設が備えている図示しない各設備のエネルギーマネジメントを行う機器である。各設備には、たとえば太陽光発電システムなどの発電システム、電力を蓄電する蓄電池を備えた蓄電システム、および、施設が備えている各種負荷などが含まれる。上位機器８は、施設全体で使用される電力を検出し、例えば30分間（デマンド時限）での平均使用電力であるデマンド値が契約電力を超えないように、各設備を制御する。上位機器８は、デマンド値に応じて、充電制御装置１に出力する許容電力値を変化させる。この場合、充電システムＡ１は、エネルギーマネジメントに貢献できる。また、上位機器８は、電力会社が提供する時間帯による供給力と使用電力予測に基づいて、許容電力値を変化させてもよい。この場合、充電システムＡ１は、電力需給ひっ迫への対応にも貢献できる。
The
接続検出部１１２は、複数の充電装置２のうち、電気自動車５が接続されている充電装置２を検出するための機能構成である。接続検出部１１２は、通信部１２を介して各充電装置２から入力される接続検出信号および解除検出信号に基づいて、各充電装置２に電気自動車５が接続されているか否かを判断する。接続検出部１１２は、接続検出信号を出力している充電装置２は電気自動車５が接続されていると判断し、解除検出信号を出力している充電装置２は電気自動車５が接続されていないと判断する。なお、接続検出部１１２は、他の方法で、電気自動車５が接続されている充電装置２を検出してもよい。本実施形態では、接続検出部１１２は、電気自動車５が接続されている充電装置２の数である接続数を検出し、検出した接続数を電流設定部１１３に出力する。
The
電流設定部１１３は、電気自動車５が接続されている各充電装置２の設定電流値を算出するための機能構成である。本実施形態では、電流設定部１１３は、許容電力取得部１１１から入力される許容電力値を接続検出部１１２から入力される接続数で除算した電力値を算出する。電流設定部１１３は、算出した電力値が各充電装置２の定格電力値（例えば６ｋＷ）を超える場合は、当該定格電力値を算出した電力値とする。電流設定部１１３は、算出された電力値に応じた電流値を算出する。本実施形態では、商用電源９の電圧が２００Ｖなので、電流値は、電力値を２００で除算して算出される。電流設定部１１３は、算出した電流値を、電気自動車５が接続されている各充電装置２の共通の設定電流値として設定する。
The
例えば、許容電力値が１５ｋＷであり、接続数が図１（ａ）に示すように２台の場合、算出された電力値は、７．５ｋＷ（＝１５÷２）なので、定格電力値である６ｋＷとされ、これに応じた電流値として３０Ａ（＝６０００÷２００）が設定電流値として設定される。また、許容電力値が１５ｋＷであり、接続数が５台の場合、算出された電力値は、３ｋＷ（＝１５÷５）であり、これに応じた電流値として１５Ａ（＝３０００÷２００）が設定電流値として設定される。 For example, if the allowable power value is 15kW and the number of connections is 2 as shown in Figure 1(a), the calculated power value is 7.5kW (=15÷2), which is the rated power value. 6 kW, and 30 A (=6000÷200) is set as a current value corresponding to this. Furthermore, if the allowable power value is 15kW and the number of connected devices is 5, the calculated power value is 3kW (=15÷5), and the corresponding current value is 15A (=3000÷200). Set as the set current value.
なお、電流設定部１１３は、若干の余裕を設けるために、算出した電流値より小さい値を設定電流値として設定してもよい。電流設定部１１３は、通信部１２を介して、電気自動車５が接続されている各充電装置２に、設定電流値を送信する。なお、電流設定部１１３は、電気自動車５が接続されていない充電装置２には設定電流値を送信しなくてもよいし、全ての充電装置２に一斉通信で設定電流値を送信してもよい。電気自動車５が接続されていない充電装置２は、設定電流値を受信したとしても、充電を行わない。
Note that the
図３は、制御部１１が行う電流設定処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該電流設定処理は、各充電装置２に設定電流値を通知するための処理である。当該電流設定処理は、所定のタイミング毎に実行される。
FIG. 3 is an example of a flowchart for explaining the current setting process performed by the
まず、許容電力値が取得される（Ｓ１）。具体的には、許容電力取得部１１１が上位機器８から入力される許容電力値を取得する。次に、電気自動車５の接続が検出される（Ｓ２）。具体的には、接続検出部１１２が、各充電装置２から入力される接続検出信号および解除検出信号に基づいて、当該充電装置２に電気自動車５が接続されているか否かを判断する。次に、接続数が検出される（Ｓ３）。具体的には、接続検出部１１２が、電気自動車５が接続されている充電装置２の数である接続数を検出する。次に、設定電流値が算出される（Ｓ４）。具体的には、電流設定部１１３が、許容電力値を接続数で除算した電力値を算出して定格電力値以下とし、これに応じた電流値を設定電流値として算出する。
First, an allowable power value is acquired (S1). Specifically, the allowable
次に、設定電流値の変更が必要であるか否かが判別される（Ｓ５）。具体的には、電流設定部１１３が、算出した設定電流値が変化したか否かを判別する。設定電流値の変更が必要でない場合（Ｓ５:ＮＯ）、電流設定処理は終了される。一方、設定電流値の変更が必要である場合（Ｓ５:ＹＥＳ）、充電装置２に変更後の設定電流値が送信されて（Ｓ６）、電流設定処理は終了される。具体的には、電流設定部１１３が、通信部１２を介して、変更後の設定電流値を、各充電装置２に送信する。なお、図３のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部１１が行う電流設定処理は上述したものに限定されない。例えば、ステップＳ１で取得した許容電力値、または、ステップＳ３で検出した接続数が変化した場合だけ、設定電流値を算出して（Ｓ４）、設定電流値を変更してもよい（Ｓ６）。
Next, it is determined whether or not the set current value needs to be changed (S5). Specifically, the
図４は、接続数および許容電力値の変化に応じた設定電流値を説明するためのタイムチャートである。図４（ａ）は、上位機器８から入力される許容電力値の時間変化を示している。図４（ｂ）は、接続検出部１１２が検出した接続数の時間変化を示している。図４（ｃ）は、電流設定部１１３が設定する設定電流値の時間変化を示している。なお、図４（ｃ）では設定電流値に対応する電力値が（）内に記載されている。
FIG. 4 is a time chart for explaining the set current value according to changes in the number of connections and the allowable power value. FIG. 4A shows a change over time in the allowable power value input from the
時刻ｔ11の前から、許容電力値は１５ｋＷになっている。時刻ｔ11において、１台の電気自動車５がいずれかの充電装置２に接続されたことで、接続数が０台から１台に変化している。これにより、設定電流値が０Ａから定格電力値６ｋＷに対応する３０Ａに変化している。その後、時刻ｔ12において、接続数が２台に変化しているが、設定電流値は３０Ａのままである。
The allowable power value has been 15 kW since before time t11 . At time t11 , one
時刻ｔ13において、接続数が３台に変化したことで、設定電流値は２５Ａ（＝１５ｋＷ÷３台÷２００Ｖ）に変化している。その後、時刻ｔ14において、接続数が５台に変化したことで、設定電流値は１５Ａ（＝１５ｋＷ÷５台÷２００Ｖ）に変化している。また、その後、時刻ｔ15において、接続数が４台に変化したことで、設定電流値は１８．７５Ａ（＝１５ｋＷ÷４台÷２００Ｖ）に変化している。 At time t13 , the number of connected devices changes to three, and the set current value changes to 25 A (=15 kW/3 devices/200 V). After that, at time t14 , the number of connected devices changes to 5, and the set current value changes to 15 A (=15 kW/5 devices/200 V). Further, after that, at time t15 , the number of connected devices changes to 4, and the set current value changes to 18.75 A (=15 kW/4 devices/200 V).
時刻ｔ16において、許容電力値が１０ｋＷに変化したことで、設定電流値は１２．５Ａ（＝１０ｋＷ÷４台÷２００Ｖ）に変化している。その後、時刻ｔ17において、接続数が２台に変化したことで、設定電流値は２５Ａ（＝１０ｋＷ÷２台÷２００Ｖ）に変化している。また、その後、時刻ｔ18において、接続数が１台に変化したことで、設定電流値は定格電力値６ｋＷに対応する３０Ａに変化している。いずれのときでも、充電システムＡ１が出力する電力は、許容電力値以下になる。 At time t16 , the allowable power value changes to 10 kW, and the set current value changes to 12.5 A (=10 kW/4 units/200 V). Thereafter, at time t17 , the number of connected devices changes to two, and the set current value changes to 25 A (=10 kW/2 devices/200 V). Further, after that, at time t18 , the number of connected devices changes to one, and the set current value changes to 30 A corresponding to the rated power value of 6 kW. In any case, the power output by the charging system A1 is equal to or less than the allowable power value.
次に、本実施形態に係る充電システムＡ１の作用および効果について説明する。 Next, the functions and effects of the charging system A1 according to the present embodiment will be explained.
本実施形態によると、充電制御装置１の電流設定部１１３は、許容電力取得部１１１が取得した許容電力値と、接続検出部１１２が検出した接続数とを入力される。電流設定部１１３は、許容電力値を接続数で除算した電力値を算出し、定格電力値を超える場合は定格電力値とする。そして、電流設定部１１３は、算出された電力値に応じた電流値を、電気自動車５が接続されている各充電装置２の共通の設定電流値として設定する。そして、通信部１２が設定電流値を対応する充電装置２に送信し、各充電装置２が受信した設定電流値に応じた信号を電気自動車５に送信する。電気自動車５は、設定電流値に基づいて、蓄電池５４の充電を行う。したがって、充電システムＡ１は、許容電力値を超える電力を使用することが防止され、使用電力の集中を抑制できる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、電流設定部１１３は、許容電力値を接続数で除算した電力値に基づいて、共通の設定電流値を設定する。したがって、充電システムＡ１は、接続された電気自動車５を平等に充電できる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、充電装置２が、ＣＰＬＴ信号を用いて、電気自動車５に設定電流値を伝達する場合について説明したが、これに限られない。充電装置２は、他の方法で、電気自動車５に設定電流値を伝達してもよい。例えば、充電装置２は、無線通信により、電気自動車５に設定電流値を伝達してもよい。
In addition, in this embodiment, the case where the
また、本実施形態においては、充電装置２が電気自動車５を充電する場合について説明したが、これに限られない。充電装置２は、電気自動車５以外の移動体を充電してもよい。この移動体の他の例として、たとえば二輪車（電動オートバイ、電動アシスト自転車）、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体などが考えられる。
Moreover, in this embodiment, although the case where the
〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態に係る充電システムＡ２を説明するための図である。図５（ａ）は、充電システムＡ２の充電制御装置１の内部構成を示すブロック図である。図５（ａ）では、充電制御装置１以外の構成の記載を省略している。図５（ｂ）は、制御部１１が行う電流設定処理を説明するためのフローチャートの一例である。図５（ｂ）に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３をステップＳ１１に変更したものである。図５において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る充電システムＡ２は、設定電流値の設定方法が、第１実施形態に係る充電システムＡ１と異なる。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining a charging system A2 according to the second embodiment. FIG. 5(a) is a block diagram showing the internal configuration of the charging
図５（ａ）に示すように、第２実施形態に係る充電制御装置１の制御部１１は、係数取得部１１４をさらに備えている。本実施形態では、各充電装置２に対して、重み付け係数があらかじめ設定されている。重み付け係数は、充電を優先すべき充電装置２ほど大きな値が設定され、例えば０以上１以下の数値であり、図示しない記憶部にあらかじめ記憶されている。係数取得部１１４は、重み付け係数を取得するための機能構成である。係数取得部１１４は、接続検出部１１２が検出した、電気自動車５が接続されている充電装置２のそれぞれの重み付け係数を記憶部から読み出して、電流設定部１１３に出力する（図５（ｂ）のステップＳ１１）。
As shown in FIG. 5A, the
第２実施形態に係る電流設定部１１３は、係数取得部１１４が取得した重み付け係数に応じて許容電力値を配分して、電気自動車５が接続されている各充電装置２の設定電流値を設定する。電流設定部１１３は、係数取得部１１４が取得した各重み付け係数の合計値（以下では、「係数合計値」とする）を算出する。そして、電流設定部１１３は、各充電装置２に対して、許容電力値を係数合計値で除算して、対応する重み付け係数を乗算することで、重み付け係数に応じて配分された電力値を算出する。電流設定部１１３は、配分された電力値が対応する充電装置２の定格電力値を超える場合は、当該定格電力値を当該充電装置２の配分された電力値とする。電流設定部１１３は、配分された電力値に応じた電流値（例えば電力値を２００で除算）を算出する。電流設定部１１３は、算出した電流値を、対応する充電装置２の設定電流値として設定する。
The
例えば、許容電力値が１５ｋＷであり、重み付け係数が「０．８」（優先度が比較的高め）である３台の充電装置２ａ，２ｂ，２ｃ（図１（a）参照）にそれぞれ電気自動車５が接続され、重み付け係数が「０．３」（優先度が比較的低め）である２台の充電装置２ｄ，２ｅにそれぞれ電気自動車５が接続されている場合を例に説明する。この場合、係数合計値は「３（＝０．８×３＋０．３×０．２）」になる。充電装置２ａ，２ｂ，２ｃに対する配分された電力値はそれぞれ「４ｋＷ（＝１５÷３×０．８）」になるので、これに応じた電流値として２０Ａ（＝４０００÷２００）が設定電流値として設定される。また、充電装置２ｄ，２ｅに対する配分された電力値はそれぞれ「１．５ｋＷ（＝１５÷３×０．３）」になるので、これに応じた電流値として７．５Ａ（＝１５００÷２００）が設定電流値として設定される。なお、電流設定部１１３は、若干の余裕を設けるために、算出した電流値より小さい値を設定電流値として設定してもよい。第１実施形態のように、許容電力値１５ｋＷを５台の充電装置２に均等に配分した場合、各充電装置２の設定電流値はいずれも１５Ａになる（図４参照）。しかし、充電システムＡ２は、重み付け係数に応じて許容電力値を配分することで、上記例に示すように、優先度が比較的高めの充電装置２ａ，２ｂ，２ｃの設定電流値に２０Ａを設定して、他より優先して大きな電流で充電を行うことが可能である。
For example, three
本実施形態によると、充電制御装置１の電流設定部１１３は、係数取得部１１４が取得した各重み付け係数の合計値（係数合計値）を算出する。電流設定部１１３は、各充電装置２に対して、許容電力値を係数合計値で除算して、対応する重み付け係数を乗算することで、重み付け係数に応じて配分された電力値を算出し、定格電力値を超える場合は定格電力値とする。そして、電流設定部１１３は、算出された電力値に応じた電流値を、対応する充電装置２の設定電流値として設定する。したがって、充電システムＡ２は、許容電力値を超える電力を使用することが防止され、使用電力の集中を抑制できる。
According to this embodiment, the
また、本実施形態によると、電流設定部１１３は、重み付け係数に応じて配分された電力値に基づいて、設定電流値を設定する。したがって、充電システムＡ２は、重み付け係数を高く設定されている充電装置２に接続されている電気自動車５を、優先的に大きな電流で充電できる。
Further, according to the present embodiment, the
〔第３実施形態〕
図６は、第３実施形態に係る充電システムＡ３を説明するための図である。図６（ａ）は、充電システムＡ３の充電制御装置１の内部構成を示すブロック図である。図６（ａ）では、充電制御装置１以外の構成の記載を省略している。図６（ｂ）は、制御部１１が行う電流設定処理を説明するためのフローチャートの一例である。図６において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る充電システムＡ３は、設定電流値を充電装置２の実際の出力電流に応じて変更する点で、第１実施形態に係る充電システムＡ１と異なる。
[Third embodiment]
FIG. 6 is a diagram for explaining a charging system A3 according to the third embodiment. FIG. 6(a) is a block diagram showing the internal configuration of the charging
電気自動車５の制御部５１（図１（ｂ）参照）は、蓄電池５４の充電特性に対応した電池長寿命化対策などのために、蓄電池５４が満充電に近づくと、充電電流を低下させる。また、制御部５１は、蓄電池５４の温度が所定温度以上に達した場合は、蓄電池５４の故障防止のために、充電電流を低下させる。したがって、蓄電池５４が満充電に近づいた状態、または、蓄電池５４の温度が高い状態では、充電装置２の出力電流は、設定電流値より小さくなる。本実施形態に係る充電システムＡ３は、充電装置２の実際の出力電流に応じて設定電流値を再設定する。
The control unit 51 (see FIG. 1(b)) of the
図６（ａ）に示すように、第３実施形態に係る充電制御装置１の制御部１１は、電流取得部１１５をさらに備えている。各充電装置２は、出力電流を検出しており、検出した検出電流値を、通信部２２を介して、充電制御装置１に送信する。電流取得部１１５は、各充電装置２の検出電流値を取得するための機能構成である。電流取得部１１５は、通信部１２が各充電装置２からそれぞれ受信した検出電流値を取得する。なお、電流取得部１１５による検出電流値の取得方法は限定されない。例えば、充電制御装置１が各充電装置２の出力電流を検出する電流センサを備え、電流取得部１１５は当該電流センサから検出電流値を取得してもよい。
As shown in FIG. 6A, the
第３実施形態に係る電流設定部１１３は、第１実施形態に係る電流設定部１１３と同様にして、電気自動車５が接続されている各充電装置２の共通の設定電流値を算出する。そして、電流設定部１１３は、算出した設定電流値と、電流取得部１１５が取得した各充電装置２の検出電流値とを比較する。電流設定部１１３は、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２があった場合、各設定電流値を再設定する。所定値は、検出電流値の検出誤差および微小変動を排除して判定するために設けられており、検出電流値が設定電流値より明らかに小さくなっていると判断できる値が設定される。電流設定部１１３は、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２について、設定電流値として当該検出電流値を再設定する。また、電流設定部１１３は、検出電流値が設定電流値から所定値を減じた値より大きい充電装置２（つまり、上記に該当しない充電装置２であり、以下では、「非該当充電装置」と記載する場合がある）について、設定電流値を再計算して再設定する。例えば、電流設定部１１３は、許容電力値から検出電流値が再設定された設定電流値に対応する電力値をそれぞれ減算して、減算結果を非該当充電装置の数で除算した電力値を算出する。電流設定部１１３は、算出した電力値が各充電装置２の定格電力値を超える場合は、当該定格電力値を算出した電力値とする。電流設定部１１３は、算出された電力値に応じた電流値を算出し、算出した電流値を、非該当充電装置の共通の設定電流値として設定する。
The
例えば、上述した例に示すように、許容電力値が１５ｋＷであり、接続数が５台の場合、各充電装置２の設定電流値は１５Ａが設定される。しかし、例えば充電装置２ａの検出電流値が５Ａであった場合、充電装置２ａの設定電流値として、検出電流値である５Ａが再設定される。また、充電装置２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの設定電流値として、１７．５Ａ（＝（１５ｋＷ－５Ａ×２００Ｖ）÷４台÷２００Ｖ）が再設定される。
For example, as shown in the above example, when the allowable power value is 15 kW and the number of connected devices is 5, the set current value of each charging
図６（ｂ）のフローチャートに示すように、本実施形態に係る制御部１１が行う電流設定処理では、図３のフローチャートのステップＳ５において「ＮＯ」である場合、すなわち、許容電力値も接続数も変化せず、設定電流値を変更する必要がない場合、検出電流値が取得される（Ｓ２１）。具体的には、電流取得部１１５が、通信部１２が各充電装置２からそれぞれ受信した検出電流値を取得する。次いで、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２があるか否かが判別される（Ｓ２２）。検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２がない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、設定電流値は変更されず、電流設定処理は終了される。一方、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２がある場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、設定電流値が再設定されて（Ｓ２３）、設定電流値が変更されて（Ｓ６）、電流設定処理は終了される。具体的には、電流設定部１１３が、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２について、設定電流値として当該検出電流値を再設定し、非該当充電装置について、設定電流値を再計算して再設定する。
As shown in the flowchart of FIG. 6(b), in the current setting process performed by the
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態によると、電流設定部１１３は、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２があった場合、各設定電流値を再設定する。電流設定部１１３は、検出電流値が設定電流値より所定値以上小さい充電装置２について、設定電流値として当該検出電流値を再設定し、非該当充電装置について、設定電流値を再計算して再設定する。したがって、充電システムＡ３は、電気自動車５の制御部５１が充電電流を設定電流値より低下させた場合に、当該電気自動車５が使用しない電流を適切に再配分できる。
Also in this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved. Furthermore, according to the present embodiment, if there is a
本発明に係る充電システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る充電システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The charging system according to the present invention is not limited to the embodiments described above. The specific configuration of each part of the charging system according to the present invention can be modified in various ways.
Ａ１～Ａ３：充電システム、１：充電制御装置、１１：許容電力取得部、１１２：接続検出部、１１３：電流設定部、１１４：係数取得部、１１５：電流取得部、１２：通信部、２：充電装置、５：電気自動車、５１：蓄電池、８：上位機器 A1 to A3: Charging system, 1: Charging control device, 11: Allowable power acquisition unit, 112: Connection detection unit, 113: Current setting unit, 114: Coefficient acquisition unit, 115: Current acquisition unit, 12: Communication unit, 2 : Charging device, 5: Electric vehicle, 51: Storage battery, 8: Host equipment
Claims (5)
前記複数の充電装置を制御する充電制御装置と、
を備え、
前記充電制御装置は、
前記複数の充電装置の出力電力の合計値の許容される最大値である許容電力値を取得する許容電力取得部と、
前記複数の充電装置のうち、前記電気移動体が接続されている接続充電装置を検出する接続検出部と、
前記接続検出部による検出結果と、前記許容電力値とに基づいて、前記各接続充電装置の出力電流を設定するための電流値である設定電流値をそれぞれ設定する電流設定部と、
前記各設定電流値を、対応する接続充電装置に送信する通信部と、
を備え、
前記各接続充電装置は、受信した設定電流値に応じた信号を、接続されている電気自動車に送信する、
充電システム。 a plurality of charging devices that charge the storage batteries of an electric mobile object that moves by driving an electric motor with electric power from the storage batteries;
a charging control device that controls the plurality of charging devices;
Equipped with
The charging control device includes:
an allowable power acquisition unit that obtains an allowable power value that is a maximum allowable total value of output power of the plurality of charging devices;
a connection detection unit that detects a connected charging device to which the electric mobile object is connected among the plurality of charging devices;
a current setting unit that respectively sets a set current value that is a current value for setting an output current of each connected charging device based on a detection result by the connection detection unit and the allowable power value;
a communication unit that transmits each set current value to a corresponding connected charging device;
Equipped with
Each of the connected charging devices transmits a signal according to the received set current value to the connected electric vehicle.
charging system.
請求項１に記載の充電システム。 The current setting unit sets each set current value to a current value equal to or less than a power value obtained by dividing the allowable power value by the number of connected charging devices detected by the connection detection unit.
The charging system according to claim 1.
前記電流設定部は、前記各設定電流値を、前記許容電力値を前記重み付け係数に応じて配分した電力値に応じた電流値以下に設定する、
請求項１に記載の充電システム。 The charging control device further includes a coefficient acquisition unit that acquires a weighting coefficient set for each connected charging device detected by the connection detection unit,
The current setting unit sets each of the set current values to a value equal to or less than a current value corresponding to a power value distributed from the allowable power value according to the weighting coefficient.
The charging system according to claim 1.
前記電流設定部は、前記各接続充電装置の検出電流値が、対応する設定電流値より所定値以上小さい場合、当該設定電流値として当該検出電流値を再設定し、検出電流値が対応する設定電流値から前記所定値を減じた値より大きい接続充電装置について、設定電流値を再計算して再設定する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の充電システム。 The charging control device further includes a current acquisition unit that acquires a detected current value obtained by detecting the output current of each charging device,
When the detected current value of each of the connected charging devices is smaller than the corresponding set current value by a predetermined value or more, the current setting unit resets the detected current value as the set current value, and sets the detected current value to the corresponding setting. recalculating and resetting the set current value for the connected charging device whose current value is larger than the value obtained by subtracting the predetermined value;
The charging system according to any one of claims 1 to 3.
請求項１に記載の充電システム。 The allowable power acquisition unit obtains the allowable power value from a host device that performs energy management.
The charging system according to claim 1.
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