JP5379495B2 - 電気自動車の充電ステーション - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車の充電ステーションに関するものである。

電気自動車の充電状況を表示可能な充電状況表示システムとしては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、表示システムは、充電回路を備えた表示カードと、充電状況を検出するセンサを搭載した電気自動車とから構成される。

充電が開始されると、電気自動車からセンサの出力が表示カードに送信され、充電状況が表示カードに表示される。

特許第２９９６５５９号

しかし、上述した従来例において、駐車場に充電装置を設置する場合のように、特定スペース内に複数の充電スタンドを設置した充電ステーションを提供する場合には、全体の利用状況を把握できないという問題がある。

充電スタンドの駐車スペースに電気自動車が駐車しているか否かで充電スタンドの空きを確認することも可能であるが、充電ステーションが広かったり、あるいは多層階にわたっている場合には、目視による全体の把握は困難な上、走行中の確認も困難であるという問題がある。

また、充電スタンドが満車で、空きを待つ場合には、待ち時間の把握が困難な上に、空いた充電スタンドへの誘導も困難を伴う。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、充電スタンドの空き状況、待ち時間等を利用者に知らせることにより利便性を高めた電気自動車の充電ステーションの提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
電気自動車１に給電して電気自動車１を充電する各々特定符号が付された複数の充電スタンド２と、
充電案内装置３とを有し、
前記各充電スタンド２には、使用有無情報、および使用時の供給電流値情報を生成する状態監視部４が設けられ、
前記充電案内装置３には、前記各充電スタンド２の状態監視部４からの出力に基づいて空き充電スタンド２、および使用中の充電スタンド２の充電完了までの所要時間を特定符号とともに一覧表示する表示制御部５が設けられ、
該表示制御部による特定符号を伴う表示により、利用者に空き充電スタンドを指示するとともに、充電スタンドの空き待ちの際には、待ち時間の目安とともに使用中の充電スタンドを指示する電気自動車の充電ステーションを提供することにより達成される。

充電ステーションは、所定スペース内に複数の充電スタンド２を設置して形成される。充電スタンド２には必要な充電設備が格納されており、利用者による識別をするための特定符号が割り当てられる。各充電スタンド２には充電監視部が設けられて供給電流値情報、および使用有無情報が生成され、これらが充電案内装置３において一括表示される。

充電ステーションに配置されるすべての充電スタンド２の空き状況、および使用中の場合には、充電完了までの所要時間を充電案内装置３で一括表示する本発明において、各充電スタンド２を確認することなく待ち時間等を把握できる上に、空いている充電ステーションへの誘導も行うことができるために、利便性が著しく向上する。

また、前記状態監視部４は、電気自動車１への給電口６への接続の有無を判定して前記使用有無情報を生成するコネクタ接続判定部７を有する電気自動車の充電ステーションを構成し、使用有無判断を充電電流ではなくコネクタへの接続の有無により行うと、より確実に空きスタンドの指示を行うことができる。

充電終了までの残時間の算出は、充電スタンド２と電気自動車１との交信により取得した電気自動車１の充電回路により演算された残時間そのもの、あるいは残時間の算出に有効な値を利用することも可能であるが、充電スタンド２からの供給電流を元に算出すると、電気自動車１との交信が不要になるために構成が簡単になる。

この場合、充電ステーションは、前記状態監視部４は、供給電流値情報を生成する充電電流計測部８を有し、
充電案内装置３には、前記充電電流計測部８から出力される供給電流値情報に基づいて充電残時間を演算する残時間演算部９が設けられる電気自動車の充電ステーションとして構成される。

供給電流値による充電残時間の算出は、フル充電に近付くと過充電防止のために供給電流を減少させる充電回路の制御特性、あるいはバッテリの充放電特性を利用して行われる。演算式は充電回路を含めた車両全体への充電電流特性の傾向値から実験的に求めることができるが、ピーク時供給電流値からの減少率、あるいは供給電流が減少に転じてからの単位時間あたりの電流変化量等を判定基準とすることができる。

また、前記表示制御部５は、前記各充電スタンド２の所要時間を空き情報を０として昇順ソートして表示する請求項１、２または３記載の電気自動車の充電ステーションを構成すると、充電スタンド２が空いていない場合、充電待ちの車両と充電案内装置３の表示を見るだけで充電待ちの時間を判断することができる。

残時間の演算は、各充電スタンド２において行うことも可能であるが、供給電流値等を電力線通信等の通信手段を利用して充電案内装置３に集約し、充電案内装置３で一括演算すると、各充電スタンド２の構成を簡単にすることができる。

この場合、前記充電案内装置３は、ポーリング方式による電力線通信により所定時間間隔をおいて各充電スタンド２の状態監視部４からの出力を取得する電気自動車の充電ステーションを構成できる。
なお、本発明によれば、
電気自動車１に給電して電気自動車１を充電する各々特定符号が付された複数の充電スタンド２と、
充電案内装置３とを有し、
前記各充電スタンド２には、使用有無情報、および使用時の供給電流値情報を生成する状態監視部４が設けられるとともに、
充電案内装置３には、前記各充電スタンド２の状態監視部４からの出力に基づいて空き充電スタンド２、および使用中の充電スタンド２の充電完了までの所要時間を特定符号とともに一覧表示する表示制御部５が設けられる電気自動車の充電ステーションを提供することも可能である。

本発明によれば、充電スタンド２の空き状況、待ち時間等を一括して利用者に知らせることができるために、利便性を高めることができる。

本発明を示す図で、（ａ）は充電ステーションを示す図、（ｂ）は充電案内装置における表示状態を示す図である。 図１（ａ）のブロック図である。 充電スタンドを動作を示すフローチャートである。 充電案内装置の動作を示すフローチャートである。

図１に示すように、充電ステーションは、複数台の充電スタンド２と充電案内装置３とから構成される。各充電スタンド２には、他と識別するための特定符号が設定される。本実施の形態では、各充電スタンド２には、アルファベットが付された列番号と数字の行番号とを組み合わせた特定符号が使用され、充電案内装置３には、図１（ｂ）に示すように、この特定符号により充電スタンド２が指定される。

図２に示すように、各充電スタンド２は、電源制御部１０と、充電電流計測部８と、ＡＣ／ＤＣ変換器等を含む電源調整部１１から給電されて動作する適数枚の実装基板上に実装された制御ユニット１２とを有する。電源制御部１０は、後述する制御部１２ａからの制御により開閉されるリレー等のスイッチを含み、図外の認証装置等等による認証成立、あるいは電源スイッチの投入等の充電スタート動作によって閉成されて電気自動車１への充電が開始される。

充電電流計測部８は、電気自動車１への通電経路に流れる電流値を計測し、制御部１２ａに出力する。

制御ユニット１２は、制御部１２ａと、制御部１２ａにより制御されて動作する電力線通信部１２ｂ、および充電電流計測部８の電流値を監視する電流監視部１２ｃとともに状態監視部４を構成するコネクタ接続判定部７を有する。コネクタ接続判定部７はコネクタ（給電口６）への充電ケーブル１３の接続を検出するスイッチ等により形成され、充電ケーブル１３の接続を検出すると、”使用中”を、検出しない場合には”空き”を使用有無情報として制御部１２ａに出力する。

なお、図１、２においては充電スタンド２に設けられるコネクタを給電口６として使用し、充電スタンド２の利用者は、自らが所持する充電ケーブル１３をコネクタに接続して電気自動車１の充電を行う場合を示したが、充電スタンド２側に充電ケーブル１３が予め接続されている場合には、給電口６は充電ケーブル１３の電気自動車１への接続部に設けられる。

電力線通信部１２ｂは、充電案内装置３の電力線通信部１４からのポーリング要求に応答してコネクタ接続判定部７からの使用有無情報、および電流監視部１２ｃからの供給電流値情報を充電案内装置３に送信する。

充電案内装置３は、電源調整部３ａからの給電を受けて動作する適数枚の実装基板に搭載される制御ユニット３ｂと、表示ユニット３ｃとを有する。制御ユニット３ｂは制御部３ｄと、制御部３ｄにより制御されて動作する電力線通信部１４、残時間演算部９、および表示制御部５を有する。

電力線通信部１４は、所定時間ピッチで各充電スタンド２に順次ポーリング要求を出力し、充電スタンド２からの応答を制御部３ｄに出力する。

残時間演算部９は、充電スタンド２から取得した供給電流値情報からフル充電までの所要時間を算出する。所要時間の演算は、充電開始時で、かつ、供給電流値が十分に高い場合においては、フル充電までの一般的な時間を所要時間とし、供給電流値が所定の閾値を下回った場合、ポーリング応答間の単位時間当たりの供給電流値情報の変化量から予め定められた収束値までの到達時間を演算して行うことができる。

表示制御部５は、上記充電スタンド２からの使用有無情報と、残時間演算部９からの所要時間とを”空き”情報を０として昇順ソートし、上位適数個を表示ユニットに表示させる。図１（ｂ）に示すように、表示は、”空き”、”短時間待ち”、”長時間待ち”等を区分するための例えば、”緑色”、”黄色”、”赤色”のランプと、特定符号と、空き、あるいは所要時間を並べて行うことができる。

図３に充電スタンド２の動作を示す。まず、制御開始とともに、充電案内装置３からのポーリング要求を確認し（ステップ１００）、次いで、コネクタ接続判定部７により充電ケーブルの接続を確認する（ステップ１０２）。ステップ１００において自局への要求があった場合、充電時間情報と使用有無情報を電力線通信部１２ｂから出力し（ステップ１０１）、ステップ１０２において充電ケーブル１３の接続が検出されなかった場合には、ポーリング要求を待ち受ける。

ステップ１０２において充電ケーブル１３の接続が検出された場合、充電電流計測部８により充電電流を確認し（ステップ１０３）、ポーリング応答時のデータとして使用する供給電流値情報を生成するとともに、充電完了を判定する（ステップ１０４）。

充電完了の判定は、種々の条件によることができるが、例えば、充電電流が所定の閾値を下回り、かつ、飽和値に達したことを条件にすることができる。

ステップ１０４で充電完了と判定された場合には、充電を停止してポーリング要求を待ち（ステップ１０５）、充電完了と判定されなかった場合には、充電中であるときは充電を継続し、充電開始待ちの状態では充電を開始した後（ステップ１０６）、ステップ１００に復帰する。

図４に充電案内装置３の動作を示す。制御の開始とともに、まず、ポーリング要求の準備のために、カウンタメモリに充電スタンド２の台数（Ｎ）をセットし（ステップ２００）、Ｎ台目の充電スタンド２にポーリング要求を出力する（ステップ２０１）。この後、カウンタメモリ値をデクリメントし（ステップ２０２）、所定時間ポーリング応答を待つ（ステップ２０３）。

ステップ２０３で応答がなかった場合、ポーリング対象充電スタンド２を（Ｎ-１）に変更し、対象充電スタンド２が”０”、すなわちポーリングが一巡したか否かを判定する（ステップ２０４）。ポーリングが一巡したと判定された場合、再びカウンタメモリ値に充電スタンド２の台数をセットし、ポーリングルーチンを実行する。

これに対し、ステップ２０４においてポーリングが一巡していない場合、ステップ２０２において指定した充電スタンド２に対するポーリング動作を開始する。

また、ステップ２０３において指定した充電スタンド２からの応答があった場合、まず、使用有無情報からポーリング対象充電スタンド２が空きか否かを判定する（ステップ２０５）。充電スタンド２の使用有無情報が”空き”である場合、所要時間を０として表示制御部５に出力し、表示済みの所要時間表示を加えて昇順ソートし直し、ソート結果に表示内容を変更する（ステップ２０６）。

これに対し、使用有無情報が”空き”でない場合には、充電完了までの所要時間を残時間演算部９で演算し、演算結果を表示制御部５に出力する（ステップ２０７）。表示制御部５では、表示済みの所要時間表示を加えて昇順ソートし直し、ソート結果に表示内容を変更する。

１ 電気自動車
２ 充電スタンド
３ 充電案内装置
４ 状態監視部
５ 表示制御部
６ 給電口
７ コネクタ接続判定部
８ 充電電流計測部
９ 残時間演算部

Claims (5)

1. 電気自動車に給電して電気自動車を充電する各々特定符号が付された複数の充電スタンドと、
   充電案内装置とを有し、
   前記各充電スタンドには、使用有無情報、および使用時の供給電流情報を生成する状態監視部が設けられ、
   前記充電案内装置には、前記各充電スタンドの状態監視部からの出力に基づいて空き充電スタンド、および使用中の充電スタンドの充電完了までの所要時間を特定符号とともに一覧表示する表示制御部が設けられ、
   該表示制御部による特定符号を伴う表示により、利用者に空き充電スタンドを指示するとともに、充電スタンドの空き待ちの際には、待ち時間の目安とともに使用中の充電スタンドを指示する電気自動車の充電ステーション。
2. 前記状態監視部は、電気自動車への給電口への接続の有無を判定して前記使用有無情報を生成するコネクタ接続判定部を有する請求項１記載の電気自動車の充電ステーション。
3. 前記状態監視部は、供給電流値情報を生成する充電電流計測部を有し、
   充電案内装置には、前記充電電流計測部から出力される供給電流値情報に基づいて充電残時間を演算する残時間演算部が設けられる請求項１または２記載の電気自動車の充電ステーション。
4. 前記表示制御部は、前記各充電スタンドの所要時間を空き情報を０として昇順ソートして表示する請求項１、２または３記載の電気自動車の充電ステーション。
5. 前記充電案内装置は、ポーリング方式による電力線通信により所定時間間隔をおいて各充電スタンドの状態監視部からの出力を取得する請求項１、２、３または４記載の電気自動車の充電ステーション。

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