JP5517313B2 - 車両充電システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数の車両用充電装置を備え、複数台の車両を同時に充電する車両充電システムに関するものである。
電気自動車等の車両の普及に伴い、例えば集合住宅等の駐車場に設置して、複数台の車両を同時に充電可能な車両充電システムへの需要が高まっている。
複数台の車両を車両用充電装置に接続して同時に充電した場合、電気使用量が契約電流を超過する問題があるため、当該問題を回避する技術として、車両充電システムにおける最大使用電流値を予め設定し、その許容範囲内で、一台あるいは複数台を選択して、順次充電を行う技術が開示されている(特許文献1)。
複数台の車両を同時に充電可能な車両充電システムにおいて同時充電可能な車両数は、車両充電システムに割り当てられた最大使用電流値を、車両一台当たりに流れると想定される充電電流想定値で除すことにより決定される。
しかし、実際に車両用充電装置に接続された車両一台当たりに流れる充電電流は車種によって異なるものであるため、充電可能な車両数の決定に際し、充電電流想定値を一律に規定している従来の車両充電システムでは、充電電流想定値を高く設定しすぎると、本来充電可能な車両数に満たない台数の車両数での充電が行われ、非効率であるという問題があった。一方、充電電流想定値を低く設定しすぎると、幹線盤の契約電流を超える危険性の問題があった。
特開2001−69678号公報
本発明の目的は前記の問題を解決し、複数台の車両が各々接続される複数の車両用充電装置の電力供給を制御する制御ユニットを備えた車両充電システムにおいて、現在充電可能な最大車両数で、効率よく、かつ幹線盤の契約電流を超えることなく、充電を行うことができるシステムを提供することである。
本発明の車両充電システムは、複数台の車両が各々接続される複数の車両用充電装置の電力供給を制御する制御ユニットを備えた車両充電システムであって、車両の接続を検出する接続検出部と、接続検出部による新規車両の検出を受けて、既接続車両に一時的な充電抑制を行う充電抑制部と、既接続車両の充電抑制後に、新規車両への一時的なテスト通電を行って、新規車両に流れる充電電流の計測を行う新規車両充電電流計測部と、新規車両充電電流計測部で計測された新規車両に流れる充電電流値を用いて、新規車両への継続的な充電の可否を判定する新規車両充電可否判定部を有することを特徴とするものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の車両充電システムにおいて、該新規車両への一時的なテスト通電に先立って、既接続車両への充電抑制の要否を判定する充電抑制判定部を有することを特徴とするものである。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の車両充電システムにおいて、該充電抑制判定部は、幹線盤の契約電流値を用いて、既接続車両への充電抑制の要否を判定することを特徴とするものである。
請求項4記載の発明は、請求項2記載の車両充電システムにおいて、該充電抑制判定部は、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値を用いて、既接続車両への充電抑制の要否を判定することを特徴とするものである。
請求項5記載の発明は、請求項1または2記載の車両充電システムにおいて、該新規車両充電可否判定部は、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値を用いて、新規車両への継続充電の可否を判定することを特徴とするものである。
請求項6記載の発明は、請求項1記載の車両充電システムにおいて、既接続車両への充電抑制を解除する充電抑制解除部を有することを特徴とするものである。
請求項7記載の発明は、請求項1記載の車両充電システムにおいて、充電制御信号の電位により制御型車両の充電制御を行う制御型車両充電制御部と、閉路操作ボタンの押圧操作により充電電路の閉路制御を行う一般型車両充電制御部と、接続車両の種類を判定するモード判定部を有し、該モード判定部は、閉路操作ボタン押圧時の充電制御信号が所定電圧を示す場合に、一般型車両の接続を仮定して充電電路の閉路制御を行い、閉路後の充電電路に流れる充電電流に基づいて接続車両の種類を確認することを特徴とするものである。
本発明によれば、複数台の車両が各々接続される複数の車両用充電装置の電力供給を制御する制御ユニットを備えた車両充電システムにおいて、車両の接続を検出する接続検出部と、接続検出部による新規車両の検出を受けて、既接続車両に一時的な充電抑制を行う充電抑制部と、既接続車両の充電抑制後に、新規車両への一時的なテスト通電を行って、新規車両に流れる充電電流の計測を行う新規車両充電電流計測部と、新規車両充電電流計測部で計測された新規車両に流れる充電電流値を用いて、新規車両への継続的な充電の可否を判定する新規車両充電可否判定部を有することにより、車両充電システムに新たに新規車両が接続された際、新規車両に一時的なテスト通電を行って新規車両に実際に流れる充電電流を実測し、この実測値に基づいて新規車両への充電可否が判断できるため、現在充電可能な最大車両数で効率よく、かつ幹線盤の契約電流を超えることなく、充電を行うことができる。
本発明の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態1の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態1の車両充電システムのフロー図である。 実施形態1の車両充電システムのフロー図である。 車両用充電装置および該車両用充電装置に接続された車両のブロック図である。 図4のA点の電位変化を示すグラフである。 実施形態1の実施例である。 実施形態2の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態2の車両充電システムのフロー図である。 実施形態2の車両充電システムのフロー図である。 実施形態3の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態3の車両充電システムのフロー図である。 実施形態3の車両充電システムのフロー図である。 モード判定の流れを説明するフロー図である。 実施形態4の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態4の車両充電システムのフロー図である。 実施形態5の車両充電システムの全体説明図である。 実施形態5の車両充電システムのフロー図である。 実施形態5の車両充電システムのフロー図である。
本発明は、幹線盤から供給される電力を複数の車両充電装置を介して複数台の車両に対して同時に電力を供給して充電する車両充電システムであって、例えば集合住宅等で使用される場合に最適なものである。図1には、当該車両充電システムの全体説明図を示している。
車載電池を備えた車両に関する標準システムにおいては、車両の種類としてモード1とモード2とが設定されている。モード1車両とは車両用充電装置の充電コネクタと接続して電源が供給されれば、直ちに充電を開始する一般型車両である。
一方モード2車両とは車両側に充電制御回路を備えており、車両側の充電口に車両用充電装置の充電コネクタが接続されると車両用充電装置から充電制御信号(CPLT信号)を送り、この信号を受けた車両側の充電制御回路はその電圧等を変化させることにより接続状態を車両用充電装置に伝え、これらの信号の交換後に充電を開始する制御型車両である。
図1において、1は幹線盤であって、2は充電用分電盤、3a〜3cは車両用充電装置、4a〜4cは車両、6は一般負荷(集合住宅の各戸や共有スペースにおける負荷)を示している。
幹線盤1には、主幹母線7が引き込まれ、該主幹母線7から分岐した分岐線8a〜8dが、幹線盤1から引き出され、分岐線8aには充電用分電盤2が接続されている。
幹線盤1内には、幹線盤1の全負荷電流を測定するCT9や、一般負荷6に流れる電流の合算値である一般負荷電流Aを測定するCT20を備えている。CT9、CT20の測定結果は充電用分電盤2の制御ユニット10に信号線11を介して伝達される。制御ユニット10は後述するように各車両用充電装置への電力を制御するものである。
本実施形態では、幹線盤1の主幹母線7から分岐した分岐線8aを充電用分電盤2に引き込み、該分岐線8aを更に分岐した電力供給線14a〜14cを介して複数の車両用充電装置3a〜3cへの電力供給を行っているが、幹線盤1に直接車両用充電装置3a〜3cを接続したものであってもよい。また、充電用分電盤2に内蔵される制御ユニット10は幹線盤1に設置されていてもよいし、いずれかの車両用充電装置に設けられていてもよい。幹線盤1に直接車両用充電装置3a〜3cを接続した場合には、一般負荷6が存在しないことも想定される。
各車両用充電装置3a〜3cは、車両4a〜4cへの充電制御信号(CPLT信号)を生成するCPLT回路を内蔵する充電制御部18や、充電電路26の開閉を行うリレー17の他、充電電路26を流れる充電電流を計測するCT28を備えている。該CT28で計測された電流は、信号線27を介して制御ユニット10へ伝達される。CPLT回路は初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振する。CPLT信号のデューティ比の初期値は電力供給線14の容量や充電ケーブル3の種類等によって予め定められている。なおCPLT信号のデューティ比は、制御ユニット10の命令により、充電制御部18のパルス幅変更部(図示しない)によって変更可能である。デューティ比が大きいほど大きな充電電流が供給可能であることを意味する。
以下に本発明の好ましい実施形態として実施形態1〜5を示す。
なお文中の説明において、A〜Gの用語は各々下記の値を意味するものとする。
A:一般負荷電流(車両以外の負荷で使用される電流)、B:総充電電流(既接続車両の充電電流の合計値)、C:契約電流(幹線盤の契約電流)、D:充電電流想定値(新規車両の想定される充電電流であって、予め車両用充電装置ごとに定められている、若しくは全ての車両用充電装置で一律に定められている)、E:充電電流(新規車両の実際の充電電流(最大値))、F:許容値(契約電流Cから所定割合低い値(例えばCの80%))、G:充電維持電流(最小充電電流でこれ以下では充電ができない。(車種ごとの固有値))、A+B:全負荷電流(幹線盤の使用電流の合計)、F−(A+B):許容電流値(新規車両への電力供給に使用可能な電流値)
なお本発明の契約電流とは、分電盤のリミッタや契約ブレーカが既定値を越えても電気を遮断しない所定範囲の電流を含むものとする。さらに前記所定範囲の電流は周囲温度によって制御ユニット10が補正することも可能である。
(実施形態1)
実施形態1の車両充電システムは、図2に示すように、制御ユニット10に、以下の各部(接続検出部、充電抑制判定部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部)を備えている。
(接続検出部)
新たな車両(新規車両)の接続を検出する。車両用充電装置3にモード2タイプの新規車両が接続されると、充電制御部18の接続検出部が、CPLT信号の電位により新規車両の接続を検出し、通信部(信号線27)により制御ユニット10に新規車両の接続を伝達する。なお、CPLT信号を介さず車両と直接通信することにより車両の接続を確認するものであってもよい。
(充電抑制判定部)
充電抑制判定部では、以下の3パターンの抑制判定が行われる。
抑制判定1:
充電抑制判定部は、まず、新規車両の接続直後に、新規車両の充電に際し必要と想定される充電電流(充電電流想定値D)と、幹線盤1に接続されている既接続車両および一般負荷6へ供給されている全負荷電流(A+B)との合計値を求め、この合計値と、幹線盤1の契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値である。)との比較を行う。
(A+B)+D<Fの場合、既接続車両への充電抑制を行うことなく、「即座に新規車両への継続的な充電が可能」と判定する。
(A+B)+D>Fの場合、「即座には新規車両への継続的な充電が不可能」と判定する。
抑制判定2:
抑制判定1で「即座には新規車両への継続的な充電が不可能」と判定された場合、新規車両に一時的なテスト通電を行って新規車両に流れる充電電流値Eの計測を行う。抑制判定2では、この新規車両への一時的なテスト通電前に、既接続車両への充電抑制が必要か否かを判定する。
前記のように、日本の民間規格である内線規程には、分岐回路の配線保護のため長時間に渡り連続して電流を流すことができる値として「許容値F=契約電流値C×80%」が定められており、新規車両に継続的な充電を行う際には、新規車両の充電電流と、既接続車両の総充電電流Bと、一般負荷電流Aとの合計値が、許容値Fを上回らない範囲で行う必要があるが、テスト通電は、数分程度の短時間で終了するため、契約電流Cを上回らない範囲で行えばよい。したがって、抑制判定2では(A+B)+Dと、幹線盤1の契約電流値Cとの比較を行う。
(A+B)+D<Cの場合、既接続車両への充電抑制を行うことなく、即座に新規車両へのテスト通電が可能と判定する。
(A+B)+D>Cの場合、新規車両へのテスト通電に先立って既接続車両への充電抑制が必要と判定する。
抑制判定3:
下記の充電抑制部で、充電抑制1によって既接続車両への充電電流が抑制された場合、既接続車両への充電電流抑制後に再度、新規車両への一時的なテスト通電の可否を判定する。
抑制判定3では、抑制判定2と同様に、(A+B)+Dと、幹線盤1の契約電流値Cとの比較を行う。
(A+B)+D<Cの場合、新規車両へのテスト通電が可能と判定する。
(A+B)+D>Cの場合、新規車両へのテスト通電が不可能と判定する。
(充電抑制部)
充電抑制部では、以下の3パターンの充電抑制が行われる。
充電抑制1:
前記の抑制判定2において、新規車両へのテスト通電に先立って既接続車両への充電抑制が必要と判定された場合((A+B)+D>Cの場合)、新規車両へのテスト通電に先立って、既接続車両への充電抑制を行う。具体的には、制御ユニット10は、充電抑制が必要と判定した車両用充電装置に信号線27を介して充電抑制命令を出力する。充電抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を変更して既接続車両への充電電流を抑制する。
充電抑制2:
新規車両へのテスト通電時には、新規車両の充電電流値Eの計測とともに、新規車両が、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更するか否かの確認も行われる。更に、この新規車両の充電維持に必要な最小の電流値である充電維持電流値Gの算出も行われる。
新規車両が、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更する車両の場合、新規車両への充電電流を充電維持電流値Gに抑制する。
充電抑制3:
充電抑制2によって新規車両への充電電流を抑制した場合でも不十分な場合や、新規車両が、テスト通電時に、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更できない車両と判断された場合、新規車両の継続的な充電に先立って、既接続車両への充電抑制を行う。
(新規充電電流計測部)
充電抑制1により既接続車両への充電抑制が実行された後、新規車両に対して一時的なテスト通電を行い、所定時間の充電電流値E(最大充電電流)を計測する。
充電電流の電流計測は車両用充電装置のCT28で行い、信号線27を介して制御ユニット10に伝達される。また、この際、この新規車両が、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更するか否かの確認も行う。更に、この新規車両の充電維持に必要な最小の電流値である充電維持電流値Gの算出も行う。
(新規車両充電可否判定部)
新規充電電流計測部により計測された充電電流に基づき、既接続車両に加えて新規車両への継続的な充電が可能か否かを判定する。判定は、例えば、(A+B)+Gと許容値Fとの比較により行われ、
(A+B)+G<Fの場合、新規車両への継続的な充電が可能と判定する。
(A+B)+G>Fの場合、新規車両への継続的な充電が不可能と判定する。
新規車両への充電が継続できないと判定された場合には、新規車両への充電待機命令を車両用充電装置に対して行う。
ただし、新規車両の充電電流は必ずしもGに限定されず、使用可能電流量を接続台数で均等割りした値でもよい。
(充電抑制解除部)
充電抑制の解除は、充電抑制判定部による可否判定後、または新規車両充電可否判定部による可否判定後に既接続車両に対して行われる。充電抑制の解除に際し、制御ユニット10は充電抑制を解除する車両用充電装置に信号線27を介して抑制解除命令を出力する。解除抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を抑制以前の値に変更する。
(制御型車両充電制御部)
CPLT信号の電位によりモード2車両の充電制御を行う。すなわち、モード2車両が車両用充電装置に接続された後、CPLT信号が所定電位になれば、充電制御部18にてリレー17を閉路制御する。
以下、図2に示すシステムにおいて、車両用充電装置3a、3bで車両4、4bがそれぞれ充電されているところに、新規車両4cが車両用充電装置3cに新たに接続される場合について、図3〜図4のフローに従って説明する。なお、車両用充電装置3a〜3cへの電力供給は、幹線盤1の主幹母線7から分岐した分岐線8aを充電用分電盤2に引き込み、該分岐線8aを更に分岐した電力供給線14a〜14cを介して行われる。
(ST501)
車両用充電装置3cに新規車両4cが接続されると、車両用充電装置3cの充電制御部18に設けられた接続検出部が、CPLT信号の電位によりモード2車両の接続を検出し、車両用充電装置3cから通信部(信号線27)により制御ユニット10に新規車両4cの接続を伝達する。なお、車両と直接通信することにより接続の検出を行うこともできる。
(ST502)
新規車両4cの接続が検出されると、制御ユニット10は既接続車両4a、4bが接続された各車両用充電装置3a、3b内のCT28で測定された充電電流を参照する。すなわち各車両用充電装置3a、3bの充電電流データは制御ユニット10へ伝達され、制御ユニット10では、該充電電流データに基づき、現時点において、既接続車両4a、4bの充電に使用されている充電電流の合算値である総充電電流Bを算出する。
また、制御ユニット10は、幹線盤1から一般負荷6へ供給されている一般負荷電流Aを参照し、AとBとの合算値を全負荷電流(A+B)として算出する一方で、幹線盤1の契約電流Cと、幹線盤1の契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、分岐回路の配線保護のため長時間に渡り連続して電流を流すことができる値として、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」)と、新規車両4cの充電に際し必要と想定される充電電流(充電電流想定値D)とを保持している。
ST502では、充電抑制判定部における抑制判定1が行われる。
抑制判定1:
充電抑制判定部は、まず、新規車両の接続直後に、新規車両の充電に際し必要と想定される充電電流(充電電流想定値D)と、幹線盤1に接続されている既接続車両および一般負荷6へ供給されている全負荷電流(A+B)との合計値を求め、この合計値と、幹線盤1の契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値である。)との比較を行う。(A+B)+D<Fの場合、既接続車両への充電抑制を行うことなく、即座に新規車両への継続的な充電が可能と判定する。(A+B)+D>Fの場合、即座には新規車両への継続的な充電が不可能と判定する。
「即座に新規車両への継続的な充電が可能」との判定がなされると、新規車両4cの接続された車両用充電装置3cのCPLT回路において、初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振させて、新規車両4cが車両用充電装置3cでの充電に適合する車両であるか否かの確認を行う。適合車両に対しては後述するモード2車両の充電制御を行って充電を開始する。
図5には、モード2車両4に対応するモード2車両用充電装置のブロック図を示し、図6には、モード2車両の充電制御の状況ごとに図4のA点の電位(CPLT信号の電位)の変化を示すグラフを示している。図5のブロック図において、充電ケーブル21を車両4に接続していない状態では、車両用充電装置3のCPLT信号の電位が12Vとなるよう設計されている。充電ケーブル21を車両4に接続すると、車両側の充電制御回路23の抵抗R2が抵抗R1と直列に接続されCPLT信号の電位は9Vとなる。充電制御部18は、CPLT信号の電位が9Vになったことを検出すると、モード2車両4の充電ケーブル3が接続されたことを検知し、その後、充電制御部18がCPLT信号を発振させるのでCPLT信号の電位は9V発振の状態となる。これによってパルス状の9VのCPLT信号が車両側に入り、車両側の充電制御回路23が受電許可スイッチ25をオンとする。ここで、車載電池22としてリチウムイオン電池が搭載されている場合には、抵抗R3によってCPLT信号の電位は6V発振に変化し、車両4の受電準備が完了したことを車両用充電装置3が認識する。充電制御部18はこの状態においてリレー17にオン信号を出力し、充電電路26を閉路制御し、車載電池22に対する電源供給として200Vの充電電圧を印加して充電が開始される(ST509)。
(ST503)
一方、「即座には新規車両への継続的な充電が不可能」との判定がなされると、続いて、充電抑制判定部における抑制判定2が行われる。
抑制判定2:
抑制判定1で即座には新規車両への継続的な充電が不可能と判断された場合、新規車両に一時的なテスト通電を行って新規車両に流れる充電電流値Eの計測を行う。抑制判定2では、この新規車両への一時的なテスト通電前に、既接続車両への充電抑制が必要か否かを判定する。
前記のように、日本の民間規格である内線規程には、分岐回路の配線保護のため長時間に渡り連続して電流を流すことができる値として「許容値F=契約電流値C×80%」が定められており、新規車両に継続的な充電を行う際には、新規車両の充電電流と、既接続車両の総充電電流Bと、一般負荷電流Aとの合計値が、許容値Fを上回らない範囲で行う必要があるが、テスト通電は、数分程度の短時間で終了するため、契約電流Cを上回らない範囲で行えばよい。
したがって、抑制判定2では(A+B)+Dと、幹線盤1の契約電流値Cとの比較を行う。
(A+B)+D<Cの場合、既接続車両への充電抑制を行うことなく、即座に新規車両へのテスト通電が可能と判定する。
(A+B)+D>Cの場合、即座には新規車両へのテスト通電が不可能と判定する。
(ST504)
前記の抑制判定2において、即座には新規車両へのテスト通電が不可能と判定された場合、充電抑制部における充電抑制1が行われる。
充電抑制1:
制御ユニット10は、充電抑制が必要と判定した車両用充電装置に信号線27を介して充電抑制命令を出力する。充電抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を変更して既接続車両への充電電流を抑制する。
制御ユニット10では、許容電流値(F−(A+B))により、既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制方法を決定する。許容電流値が所定値以下の場合(例えば、((F−(A+B))≦D/2の場合)には、既接続車両4a、4bの全車両一律に充電抑制(例えば、定格の50%に充電電流を制限)を実行する。また、許容電流値が所定値以上の場合(例えば、((F−(A+B))>D/2の場合)には、既接続車両4a、4bのうち、特定の車両のみ充電抑制(例えば、使用電流の大きな車両、又は、長時間接続している車両の充電電流を定格の50%に減少させる)を実行する。
この充電抑制の方法は、特に限定されず、既接続車両を一律に一定値に充電抑制してもよいし、積算電力が多い車両だけ充電抑制することもできる。なお、この充電抑制は、各車両の充電維持電流は確保される範囲で行われる。
(ST505)
既接続車両への充電電流を抑制後、再度、上記の充電抑制判定部が、抑制判定3により、新規車両への一時的なテスト通電の可否を判定する。ここで、再度(A+B)+D>Cの場合、新規車両は、充電待機命令を受ける。
(ST506)
ST503あるいは、ST505で「一時的なテスト通電を実施可能」と判定された場合には、(新規充電電流計測部)が新規車両に対して一時的なテスト通電を行い、所定時間の充電電流値E(最大充電電流)を計測する。充電電流の電流計測は車両用充電装置のCT28で行い、信号線27を介して制御ユニット10に伝達される。また、この際、この新規車両が、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更するか否かの確認も行う。更に、この新規車両の充電維持に必要な最小の電流値である充電維持電流値Gの算出も行う。
充電電流の電流計測は車両用充電装置のCT28で行い、信号線27を介して制御ユニット10に伝達される。
(ST507)
続いて、充電抑制部における充電抑制2が行われ、新規車両の充電電流が前記プロセスで算出された新規車両の充電維持電流値Gとなるように、新規車両に対する充電抑制が実行される(ST5071)。
この段階において、既接続車両への充電電流は、充電抑制1により、一時的に抑制されている場合があるが、ここで、再度、既接続車両への充電抑制の要否が判定される(ST5072)。既接続車両への充電抑制が必要と判断された場合には、充電抑制部により充電抑制3を実施する(ST5074)。
既接続車両への充電抑制が不要と判断された場合には、充電抑制部によりなされた充電抑制1を解除する(ST5073)。充電抑制の解除に際し、制御ユニット10は充電抑制を解除する車両用充電装置に信号線27を介して抑制解除命令を出力する。解除抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号を、デューティ比を抑制以前の値に変更する。ただし(A+B)<Fを満たすように調整する。
制御ユニット10では、許容電流値((F−(A+B))により、既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制方法を決定する。許容電流値が所定値以下の場合(例えば、((F−(A+B))≦D/2の場合)には、既接続車両4a、4bの全車両一律に充電抑制(例えば、定格の50%に充電電流を制限)を実行する。また、許容電流値が所定値以上の場合(例えば、((F−(A+B))>D/2の場合)には、既接続車両4a、4bのうち、特定の車両のみ充電抑制(例えば、使用電流の大きな車両、又は、長時間接続している車両の充電電流を定格の50%に減少させる)を実行する。
この充電抑制の方法は、特に限定されず、既接続車両を一律に一定値に充電抑制してもよいし、積算電力が多い車両だけ充電抑制することもできる。なお、この充電抑制は、各車両の充電維持電流は確保される範囲で行われる。
制御ユニット10は充電抑制が必要と判定した車両用充電装置に信号線27を介して充電抑制命令を出力する。充電抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を変更して既接続車両への充電電流を抑制する。
(ST508)
続いて、新規車両充電可否判定部が、新規車両への継続充電が可能か否かを判定する。新規車両充電可否判定部は、新規充電電流計測部により計測された充電電流に基づき、既接続車両に加えて新規車両への継続的な充電が可能か否かを判定する。判定は、(A+B)+Gと許容値Fとの比較により行われ、(A+B)+G<Fの場合、新規車両への継続的な充電が可能と判定する。
新規車両への充電が継続できないと判定された場合には、新規車両への充電待機命令を車両用充電装置に対して行う。
充電待機命令を受けた新規車両4cは、既接続車両4a、4bの充電完了後に再度充電抑制判定1が行われる。(ST502)
新規車両が充電待ちの待機状態なった場合には、既接続車両の充電抑制を解除する(ST510)。充電抑制の解除に際し、制御ユニット10は充電抑制を解除する車両用充電装置に信号線27を介して抑制解除命令を出力する。解除抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を抑制以前の値に変更する。
以下、図7に基づいて、車両3台(車両4a〜4c)を接続して充電を行う際に、本実施形態(実施形態1)の充電システムを適用した実施例を説明する。
本実施例において、幹線盤1の契約電流Cは60A、許容値Fは48Aである。
状態(1):
車両4aのみが充電されていた。この時、車両4aの充電電流(B)は15A、一般負荷電流(A)は10Aであり、全負荷電流(A+B)は25Aであった。
状態(2):
車両4aの充電中、新たに車両4bが接続された。車両4bの充電電流想定値Dは22Aとして登録されている。
状態(3):
前記(ST502)に従って、(充電抑制判定部)における抑制判定1が行われ、(A+B)+DとFとの比較を行った。ここで、(A+B)+D=25+22=47A、F=48Aだから、(充電抑制判定部)は、「既接続車両への充電抑制を行うことなく、即座に新規車両への継続的な充電が可能」との判定を行った。
状態(4):
上記判定により、車両4bへの即時継続充電が開始された。
状態(5):
車両4bへの充電開始後、車両4bに流れる実際の充電電流値Eが計測された。車両4bの充電電流値Eは15Aであった。
状態(6):
車両4a、4bへの充電中、新たに車両4cが接続された。車両4cの充電電流想定値Dは22Aとして登録されている。
前記(ST502)に従って、(充電抑制判定部)における抑制判定1が行われ、(A+B)+DとFとの比較を行った。ここで、(A+B)+D=62A、F=48Aだから、(充電抑制判定部)は、「即座には新規車両への継続的な充電が不可能」との判定を行った。
続いて、前記(ST503)に従って、充電抑制判定部における抑制判定2が行われ、(A+B)+DとCとの比較を行った。ここで、(A+B)+D=62A、C=60Aだから、充電抑制判定部は「新規車両へのテスト通電に先立って既接続車両への充電抑制が必要」との判定を行った。
状態(7):
上記判定を受けて、充電抑制部における充電抑制1が行われた。本実施例では、一律13Aとする抑制が行われた(ST504)。
その後、再度、充電抑制判定部における抑制判定2が、(A+B)+DとCとの比較を行った。ここで、A+B)+D=58Aであり、Cは60Aだから、充電抑制判定部は「新規車両へのテスト通電が可能」との判定を行った(ST505)。
上記判定を受けて、新規充電電流計測部は、新規車両4cの接続された車両用充電装置3cのCPLT回路において、初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振させて、新規車両4cに一時的なテスト通電を行い、CPLT信号のデューティ比の変更に追随して充電電流を変更するか否かの確認も行った。新規車両4cは、デューティ比の変更に追随して充電電流を変更する車両であった。
すなわち、新規充電電流計測部により、所定時間(例えば1分間)電圧が一時的に印加され、該新規車両4cに流れる実際の充電電流値Eが計測された(ST506)。また、新規車両4cの充電維持に必要な最小の電流値である充電維持電流値Gの算出も行われた。新規車両4cの充電電流値Eは15A、充電維持電流値Gは7Aであった。
状態(8):
新規車両4cの充電電流を7Aに抑制した後、車両4a、4bへの充電抑制の充電抑制の継続の要否を判定した(ST5072)。車両4a、4bへの充電抑制の充電抑制を解除した場合でも、G+(A+B)=7+30+10=47A<Fの条件を満たすため、車両4a、4bへの充電抑制の充電抑制は不要と判断された。
状態(9):
新規車両4cと、充電抑制の充電抑制が解除された車両4a、4bとの3台が同時に充電された状態で、新規車両充電可否判定部が、新規車両への継続充電が可能か否かの判定を行った(ST508)。G+(A+B)=47A<Fの条件を満たすため、新規車両への継続的な充電が可能と判定された。
状態(10):
車両4a、4b、4cのうち、車両4aの充電が満了したため、車両4cの充電抑制が解除され、新規車両4cの充電電流が15Aとなった。
上述したように、実施形態1の車両充電システムはモード2車両専用の充電システムであって、一時的なテスト通電前に、幹線盤の契約電流値を用いて、既接続車両への充電抑制の要否を判定するものである。また、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値Fを用いて、新規車両への継続充電の可否を判定するものである。なお、実施形態1の車両充電システムにモード1車両が接続された場合、CPLT信号の電位が変化しないため、充電は開始されない。
(実施形態2)
実施形態2の車両充電システムは、図8に示すように、制御ユニット10に、以下の各部(接続検出部、充電抑制判定部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部)を備えているのは実施形態1と同様であるが、一時的なテスト通電前の既接続車両への充電抑制の要否を、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値Fを用いて判定することが異なる。
(接続検出部)
新たな車両(新規車両)の接続を検出する。すなわち、モード2車両に対しては、車両用充電装置3に新規車両が接続されると、充電制御部18の接続検出部が、CPLT信号の電位により新規車両の接続を検出し、通信部(信号線27)により制御ユニット10に新規車両の接続を伝達する。なお、CPLT信号を介さず車両と直接通信することにより車両の接続を確認するものであってもよい。
(充電抑制判定部)
既接続車両への充電中に、該接続検出部により新規車両の接続が検出され、新規車両の充電電流を計測する際、既接続車両への一時的な充電抑制が必要か否かを判定する。充電抑制判定部は、幹線盤1の契約電流値Cと、契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値)と、幹線盤1の主幹母線7から分岐した分岐線8a〜8dに接続される少なくとも車両を含む負荷(車両4および一般負荷6)へ供給されている全負荷電流(A+B)との差から、新規車両に供給可能な許容電流値(F−(A+B))を算出し、該許容電流値に基づいて判定を行う。なお、幹線盤1に車両用充電装置が直接接続されている場合には、一般負荷6に対応する一般負荷電流Aが存在しない。
(充電抑制部)
該充電抑制判定部により既接続車両への一時的な充電抑制が必要と判定された後、既接続車両の一部又は全部に対して充電抑制を実行する。すなわち、制御ユニット10は充電抑制が必要と判定した車両用充電装置に信号線27を介して充電抑制命令を出力する。充電抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号のデューティ比を変更して既接続車両への充電電流を抑制する。
(新規車両充電電流計測部)
該充電抑制部により既接続車両への充電抑制が実行された後、新規車両に対して一時的な充電を行い、所定時間の充電電流を計測する。充電電流の電流計測は車両用充電装置のCT28で行い、信号線27を介して制御ユニット10に伝達される。
(新規車両充電可否判定部)
新規車両充電電流計測部により計測された充電電流に基づき、既接続車両に加えて新規車両への充電が可能か否かを判定する。判定の結果、新規車両への充電ができない場合は新規車両への充電中止命令を車両用充電装置に対して行い、充電中止命令を受けた車両用充電装置はリレー17を開路制御し新規車両の充電を中止する。
(充電抑制解除部)
新規車両充電可否判定部による可否判定後、既接続車両のうち一時的な充電抑制が行われていた既接続車両への充電抑制を解除する。すなわち、制御ユニット10は充電抑制を解除する車両用充電装置に信号線27を介して抑制解除命令を出力する。解除抑制命令を受けた車両用充電装置は充電制御部18にてCPLT信号をリセットしてデューティ比を抑制以前の値に変更する。
(制御型車両充電制御部)
CPLT信号の電位によりモード2車両の充電制御を行う。すなわち、モード2車両が車両用充電装置に接続された後、CPLT信号が所定電位になれば、充電制御部18にてリレー17を閉路制御する。
以下、図8に示すシステムにおいて、車両用充電装置3a、3bで車両4、4bがそれぞれ充電されているところに、新規車両4cが車両用充電装置3cに新たに接続される場合について、図9〜図10のフローに従って説明する。
複数の車両用充電装置3a〜3cへの電力供給は、幹線盤1の主幹母線7から分岐した分岐線8aを充電用分電盤2に引き込み、該分岐線8aを更に分岐した電力供給線14a〜14cを介して行われる。
(ST1)
車両用充電装置3cに新規車両4cが接続されると、車両用充電装置3cの充電制御部18に設けられた接続検出部が、CPLT信号の電位によりモード2車両の接続を検出し、車両用充電装置3cから通信部(信号線27)により制御ユニット10に新規車両4cの接続を伝達する。
(ST2)
新規車両4cの接続が検出されると、制御ユニット10は既接続車両4a、4bが接続された各車両用充電装置3a、3b内のCT28で測定された充電電流を参照する。すなわち各車両用充電装置3a、3bの充電電流データは制御ユニット10へ伝達され、制御ユニット10では、該充電電流データに基づき、現時点において、既接続車両4a、4bの充電に使用されている充電電流の合算値である総充電電流Bを算出する。また、制御ユニット10は、幹線盤1から一般負荷6へ供給されている一般負荷電流Aを参照し、AとBとの合算値を全負荷電流(A+B)として算出する。一方で制御ユニット10は、幹線盤1の契約電流値Cと、契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値)を保持しており、これらの差から、新規車両4cへの電力供給に使用可能な許容電流値(F−(A+B))が算出される。ここで、制御ユニット10には、新規車両4cの充電に際し必要と想定される充電電流(充電電流想定値D)が予め登録される。なお、全負荷電流(A+B)の値はCT9で計測された電流値を使用してもよい。
(ST3)
続いて、制御ユニット10では、許容電流値と、充電電流想定値Dとの大きさが対比される。
ST3で許容電流値が充電電流想定値Dより大きい場合、現在充電中の既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電制限は行わず、新規車両4cに対して充電を許可する。
(ST4、ST5、ST6、ST7)
続いて、新規車両4cの接続された車両用充電装置3cのCPLT回路において、初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振させて、新規車両4cが車両用充電装置3cでの充電に適合する車両であるか否かの確認を行う(ST4) 。具体的には、新規車両4cにデューティ比に対応する充電電流以上が流れた場合には不適確車両として充電を許可しない(ST5)。適合車両に対しては実施形態1と同様のモード2車両の充電制御を行い(ST6)、充電を開始する(ST7)。
ST3で許容電流値が充電電流想定値Dより小さい場合、図10のフローに従って、既接続車両4a、4bに対して一時的に充電電流の抑制(低減)を実行する。
(ST8)
制御ユニット10では、許容電流値により、既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制方法を決定する。
(ST9)
許容電流値が所定値以下の場合(例えば、(F−(A+B))≦D/2の場合)には、既接続車両4a、4bの全車両一律に充電抑制(例えば、定格の50%に充電電流を制限)を実行する。その後、再度各充電電流が参照され、既接続車両4a、4bの充電抑制により、許容電流値が充電電流想定値Dより大きくなっていることを確認する。
(ST10)
許容電流値が所定値以上の場合(例えば、(F−(A+B))>D/2の場合)には、既接続車両4a、4bのうち、特定の車両のみ充電抑制(例えば、使用電流の大きな車両、又は、長時間接続している車両の充電電流を定格の50%に減少させる)を実行する。その後、再度各充電電流が参照され、既接続車両4a、4bの充電抑制により、許容電流値が充電電流想定値Dより大きくなっていることを確認する。
この充電抑制の方法は、特に限定されず、既接続車両を一律に一定値に充電抑制してもよいし、積算電力が多い車両だけ充電抑制することもできる。なお、この充電抑制は、各車両の充電維持電流は確保される範囲で行われる。
(ST11、ST12)
続いて、新規車両4cの接続された車両用充電装置3cのCPLT回路において、初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振させて、新規車両4cが該車両用充電装置3cでの充電に適合する車両であるか否かの確認を行う(ST11)。具体的には、新規車両4cにデューティ比に対応する充電電流以上を流した場合には不適確車両として充電を許可しない(ST12)。
(ST13)
適合車両に対しては、新規車両充電電流計測部により、所定時間(例えば1分間)電圧が一時的に印加され、該新規車両4cに流れる実際の充電電流Eが計測される。
(ST14)
続いて、新規車両充電可否判定部により、該新規車両4cに流れた実際の充電電流Eと、許容電流値(F−(A+B))とが対比され、許容電流値が実際の充電電流Eよりも大きいならば充電が許可される(ST15)。許容電流値が実際の充電電流Eよりも小さいならば充電待機命令がなされる(ST16)。充電待機命令を受けた新規車両4cは、既接続車両4a、4bの充電完了後に充電を許可される。充電が許可されモード2制御が行われた後、充電が開始される。
(ST17)
なお、ST9またはST10で実行された既接続車両4a、4bへの充電抑制は、ST14における新規車両充電可否判定部による判定後に判定結果に関わりなく、充電抑制が解除され、充電電流が元のレベルに回復する。
(実施形態3)
実施形態3の車両充電システムは、図11に示すように、以下の各部(接続検出部、充電抑制判定部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部、一般型車両充電制御部、モード判定部)を備えている。
接続検出部、充電抑制判定部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部は、前述の実施形態2と同様であるが、以下の手段により車両の種類を判別して、モード1車両、モード2車両の双方に対応していることが異なる。
(一般型車両充電制御部)
車両用充電装置に設けた閉路操作ボタンBTの押圧操作によりリレー17を動作させ充電電路26の閉路制御を行う。
(モード判定部)
接続車両の種類を判定する。
該モード判定部は、新規車両の接続時にCPLT信号の電位が9Vとなったことにより、モード2車両が車両用充電装置に接続されたと判定する。また、閉路操作ボタンBTの押圧時のCPLT信号が所定電圧を示す場合には、モード1車両の接続を仮定して充電電路26の閉路制御を行い、閉路後の充電電路26に流れる電流に基づいて接続車両の種類を確認する。
以下、図11に示すシステムにおいて、車両用充電装置3a、3bで車両4、4bがそれぞれ充電されているところに、新規車両4cが車両用充電装置3cに新たに接続される場合について、図12〜図14のフローに従って説明する。
(ST101、102)
モード2車両4は車両用充電装置3に接続後、前記のようにCPLT信号の電位が9Vとなるため接続の検出と同時にモード2車両の判定を行い、次の処理(図13の破線で囲んだ処理)に進む。これは、実施形態2で説明したフローと同様である。
一方、モード1車両はCPLT信号の電位が変化しないため接続の検出と同時にモード1車両の判定を行うことはできない。そこで、CPLT信号の電位が12Vで車両用充電装置3の閉路操作ボタンBTが押圧された時に、モード1車両が接続されたと仮定して次の処理(ST103に進む)に進む。
(ST103)
ST103では、既接続車両4a、4bが接続された各車両用充電装置3a、3b内のCT28で測定された充電電流が参照される。参照された充電電流データは制御ユニット10へ伝達され、制御ユニット10では、該充電電流データに基づき、現時点において、既接続車両4a、4bの充電に使用されている総充電電流Bを算出する。また、制御ユニット10は、幹線盤1から一般負荷6へ供給されている一般負荷電流Aを参照し、AとBとの合算値を全負荷電流(A+B)として算出する。一方で制御ユニット10は、幹線盤1の契約電流値Cと、契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値)を保持しており、これらの差から、新規車両4cへの電力供給に使用可能な許容電流値(F−(A+B))が算出される。ここで、制御ユニット10には、新規車両4cの充電に際し必要と想定される充電電流の最大値である充電電流想定値Dが予め登録される。
(ST104)
続いて、制御ユニット10では、許容電流値(F−(A+B))と、充電電流想定値Dとの大きさが対比される。
ST104で許容電流値が充電電流想定値Dより大きい場合、既接続車両4a、4bに対する充電制限は行わず、新規車両4cに対して充電を許可する。
(ST105)
続いて、図14のフローに従って、車両の種類が確認される。
(ST201)
車両用充電装置3cの閉路操作ボタンBTが押圧されているので、モード1車両が接続されたと仮定して一般型車両充電制御部はリレー17を閉路制御する。このときCPLT信号は0Vに移行させる。
(ST202、ST203)
続いて200V電圧を所定時間(1秒間)印加して、この時に充電電路26に流れる充電電流の検出を行う。
(ST204)
CPLT信号が0Vの状態で、充電電流が閾値(例えば1A)以上の場合、モード1車両が接続されたと判定して、200Vの電圧印加を続行し、充電が開始される(ST106)。
(ST205)
CPLT信号が0Vの状態で、充電電流が該閾値未満の場合は、確認手段により所定時間(例えば5分間)電圧印加を継続する。所定時間内に、充電電流が該閾値以上となれば(ST206)、モード1車両が接続されたと確認判定して(ST204)、200Vの電圧印加を続行し、充電が開始される(ST106)。
(ST207)
所定時間内に、充電電流が該閾値未満であれば確認不可として、処理をST102に戻す。なお、上記所定時間内にCPLT信号が9Vに移行した場合も、処理がST102に戻るため、モード2車両としての次の処理(図13の破線で囲んだ処理)に進む。
ST104で許容電流値が充電電流想定値Dより小さい場合、既接続車両4a、4bに対して一時的に充電電流を抑制(低減)する。
(ST107)
制御ユニット10では、許容電流値により、既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制方法を決定する。
(ST108)
許容電流値が所定値以下の場合(例えば、(F−(A+B))≦D/2の場合)には、既接続車両4a、4bの全車両一律に充電抑制(例えば、定格の50%に充電電流を制限)を実行する。その後、再度各充電電流が参照され、既接続車両4a、4bの充電抑制により、許容電流値が充電電流想定値Dより大きくとなっていることを確認する。
(ST109)
許容電流値が所定値以上の場合(例えば、(F−(A+B)))>D/2の場合)には、既接続車両4a、4bのうち、特定の車両のみ充電抑制(例えば、充電電流の大きな車両、又は、長時間接続している車両の充電電流を定格の50%に減少させる)を実行する。その後、再度各充電電流測定が参照され、既接続車両4a、4bの充電抑制により、許容電流値が充電電流想定値Dより大きくなっていることを確認する。
(ST110)
続いて、新規充電電流計測部により、所定時間(例えば1分間)電圧が一時的に印加され、該新規車両4cに流れる実際の充電電流Eが計測される。
(ST111)
次に、図14のフローに従って、車両の種類が確認される。
(ST201)
車両用充電装置の閉路操作ボタンBTが押圧されているので、モード1車両が接続されたと仮定して一般型車両充電制御部はリレー17を閉路制御する。このときCPLT信号は0Vに移行させる。
(ST202、ST203)
続いて200V電圧を所定時間(1秒間)印加して、この時に充電電路26に流れる充電電流の検出を行う。
(ST204)
CPLT信号が0Vの状態で、充電電流が閾値(例えば1A)以上の場合、モード1車両が接続されたと判定される。
(ST205)
CPLT信号が0Vの状態で、充電電流が該閾値未満の場合は、確認手段により所定時間(例えば5分間)電圧印加を継続する。所定時間内に、充電電流が該閾値以上となれば(ST206)、モード1車両が接続されたと確認判定して(ST204)、200Vの電圧印加を続行し、充電が開始される(ST106)。
(ST207)
所定時間内に、充電電流が該閾値未満であれば確認不可として、処理をST102に戻す。
なお、上記所定時間内にCPLT信号が9Vに移行した場合も、処理がST102に戻るため、モード2車両としての次の処理(図13の破線で囲んだ処理)に進む。
(ST112)
ST111で、モード1車両が接続されたと判定された場合、続いて、新規充電可否判定部により、該新規車両4cに流れた実際の充電電流Eと、許容電流値(F−(A+B))とが対比され、許容電流値が実際の充電電流Eよりも大きいならば充電が許可される(ST113)。許容電流値が実際の充電電流Eよりも小さいならば充電待機命令がなされる(ST114)。充電待機命令を受けた新規車両4cは、既接続車両4a、4bの充電完了後に充電を許可される。
充電が許可されると、充電が開始される。
(ST115)
なお、ST108またはST109で実行された既接続車両4a、4bへの充電抑制は、ST112における新規充電可否判定部による判定後に判定結果に関わりなく充電抑制が解除され、充電電流が元のレベルに回復する。
(実施形態4)
実施形態4の車両充電システムは、図15に示すように、以下の各部(接続検出部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部)を備えている。
接続検出部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部は、前述の実施形態2と同様であるが、充電抑制判定部を省略している点が異なる。
以下、図15に示すシステムにおいて、車両用充電装置3a、3bで車両4、4bがそれぞれ充電されているところに、新規車両4cが車両用充電装置3cに新たに接続される場合について、図16のフローに従って説明する。
(ST301)
車両用充電装置3cに新規車両4cが接続されると、車両用充電装置3cの充電制御部18に設けられた接続検出部が、CPLT信号の電位によりモード2車両の接続を検出し、車両用充電装置3cから通信部(信号線27)により制御ユニット10に新規車両4cの接続を伝達する。
(ST302)
新規車両4cの接続が検出されると、制御ユニット10は、既接続車両4a、4bが接続された各車両用充電装置3a、3b内のCT28で測定された充電電流を参照する。すなわち各車両用充電装置3a、3bの充電電流データは制御ユニット10へ伝達され、制御ユニット10では、該充電電流データに基づき、現時点において、既接続車両4a、4bの充電に使用されている総充電電流Bを算出する。また、制御ユニット10は、幹線盤1から一般負荷6へ供給されている一般負荷電流Aを参照し、AとBとの合算値を全負荷電流(A+B)として算出する。なお、全負荷電流(A+B)の値はCT9で計測された電流値を使用してもよい。
(ST303)
続いて制御ユニット10は、充電抑制の要否を判定することなく既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制を実行する。すなわち、充電抑制部は予め登録された抑制方法(例えば、全車両一律に充電抑制や、特定の車両のみ充電抑制)を実行する。
(ST304)
続いて、新規車両4cの接続された車両用充電装置3cのCPLT回路において、初期値として予め定められたデューティ比のCPLT信号を発振させて、新規車両4cが該車両用充電装置3cでの充電に適合する車両であるか否かの確認を行う。具体的には、新規車両4cにデューティ比に対応する充電電流以上が流れた場合には不適確車両として充電を許可しない(ST305)。適合車両に対しては前述したモード2車両の充電制御を行う。なお、CPLT信号を本来のデューティ比よりも小さな値で発振させて、適合車両に対しては可否判定後にCPLT信号をリセットし、本来のデューティ比で制御を開始するものとしてもよい。
(ST306)
適合車両に対しては、制御型車両充電制御部によりモード2制御により実際に充電が行われる。同時に新規充電電流計測部により、所定時間(例えば1分間)電圧が一時的に印加され、該新規車両4cに流れる実際の充電電流Eが計測される。
(ST307)
一方で制御ユニット10は、幹線盤1の契約電流値Cと、契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値)を保持しており、ST302で計測した全負荷電流との差から、新規車両4cへの電力供給に使用可能な許容電流値(F−(A+B))が算出される。
(ST308)
続いて、制御ユニット10の新規車両充電可否判定部により、該新規車両4cに流れた実際の充電電流Eと、許容電流値(F−(A+B))とが対比され、許容電流値が実際の充電電流Eよりも大きいならば新規車両の充電が実施される(ST309)。
許容電流値が実際の充電電流Eよりも小さいならば充電待機命令がなされる(ST310)。充電待機命令を受けた新規車両4cは、既接続車両4a、4bの充電完了後に充電を許可される。
(ST311)
なお、ST302で実行された既接続車両4a、4bへの充電抑制は、ST308における新規車両充電可否判定部による判定後に判定結果に関わりなく、充電抑制が解除され、充電電流が元のレベルに回復する。
(実施形態5)
実施形態5の車両充電システムは、図17に示すように、以下の各部(接続検出部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部、一般型車両充電制御部、モード判定部)を備えている。
接続検出部、充電抑制部、新規車両充電電流計測部、新規車両充電可否判定部、充電抑制解除部、制御型車両充電制御部は、前述の実施形態4と同様である。また、一般型車両充電制御部、モード判定部は、前述の実施形態3と同様である。
以下、図17に示すシステムにおいて、車両用充電装置3a、3bで車両4、4bがそれぞれ充電されているところに、新規車両4cが車両用充電装置3cに新たに接続される場合について、図18〜図19のフローに従って説明する。
(ST401)
モード2車両4は車両用充電装置3に接続後、前記のようにCPLT信号の電位が9Vとなるため接続の検出と同時にモード2車両の判定を行い(ST403)、次の処理(図19の破線で囲んだ処理)に進む。これは、実施形態3で説明したフローと同様である。
一方、モード1車両はCPLT信号の電位が変化しないため接続の検出と同時にモード1車両の判定を行うことはできない。そこで、CPLT信号の電位が12Vで車両用充電装置3の閉路操作ボタンBTが押圧された時に、モード1車両が接続されたと仮定して(ST403)次の処理(ST402に進む)に進む。
(ST402)
モード2車両の接続が検出されるか、CPLT信号の電位が12Vで車両用充電装置3の閉路操作ボタンBTが押圧されると、制御ユニット10は、既接続車両4a、4bが接続された各車両用充電装置3a、3b内のCT28で測定された充電電流を参照する。すなわち各車両用充電装置3a、3bの充電電流データは制御ユニット10へ伝達され、制御ユニット10では、該充電電流データに基づき、現時点において、既接続車両4a、4bの充電に使用されている総充電電流Bを算出する。また、制御ユニット10は、幹線盤1から一般負荷6へ供給されている一般負荷電流Aを参照し、AとBとの合算値を全負荷電流(A+B)として算出する。なお、全負荷電流(A+B)の値はCT9で計測された電流値を使用してもよい。
(ST404)
続いて制御ユニット10は、充電抑制の要否を判定することなく既接続車両4a、4bの一部又は全部に対する充電抑制を実行する。すなわち、充電抑制部は予め登録された抑制方法(例えば、全車両一律に充電抑制や、特定の車両のみ充電抑制)を実行する。
(ST405)
続いて、新規車両4cに実際に充電が行われる。新規充電電流計測部により、所定時間(例えば1分間)電圧が一時的に印加され、該新規車両4cに流れる実際の充電電流Eが計測される。
(ST406)
同時に実施形態3と同様の種類を確認が行われる。すなわち、所定時間内にCPLT信号が0Vの状態で、充電電流が閾値(例えば1A)以上の場合、モード1車両が接続されたと確認される。それ以外の場合には確認不可としてST403に戻され再度モード判定が行われる。このとき既接続車両4a、4bの充電抑制は解除する。
(ST407)
一方で制御ユニット10は、幹線盤1の契約電流値Cと、契約電流値Cの範囲内で連続使用可能な許容値F(本実施形態では、日本の民間規格である内線規程に定められる値で、「F=契約電流値C×80%」として計算される値)を保持しており、ST302で計測した全負荷電流との差から、新規車両4cへの電力供給に使用可能な許容電流値(F−(A+B))が算出される。
(ST408)
続いて、制御ユニット10の新規車両充電可否判定部により、該新規車両4cに流れた実際の充電電流Eと、許容電流値(F−(A+B))とが対比され、許容電流値が実際の充電電流Eよりも大きいならば新規車両4cの充電が実施される(ST409)。許容電流値が実際の充電電流Eよりも小さいならば充電待機命令がなされる(ST410)。充電待機命令を受けた新規車両4cは、既接続車両4a、4bの充電完了後に充電を許可される。
(ST411)
なお、ST404で実行された既接続車両4a、4bへの充電抑制は、ST408における新規車両充電可否判定部による判定後に判定結果に関わりなく、充電抑制が解除され、充電電流が元のレベルに回復する。
1 幹線盤
2 充電用分電盤
3(3a〜3c) 車両用充電装置
4(4a〜4c) 車両
6 一般負荷
7 主幹母線
8a〜8d 分岐線
9 CT
10 制御ユニット
11 信号線
12 主幹ブレーカ
14a〜14d 電力供給線
16 判定部
17 リレー
18 充電制御部
19 CT
20 CT
21 充電ケーブル
22 車載電池
23 充電制御回路
25 受電許可スイッチ
26 充電電路
27 信号線
28 CT

Claims (7)

  1. 複数台の車両が各々接続される複数の車両用充電装置の電力供給を制御する制御ユニットを備えた車両充電システムであって、
    車両の接続を検出する接続検出部と、
    接続検出部による新規車両の検出を受けて、既接続車両に一時的な充電抑制を行う充電抑制部と、
    既接続車両の充電抑制後に、新規車両への一時的なテスト通電を行って、新規車両に流れる充電電流の計測を行う新規車両充電電流計測部と、
    新規車両充電電流計測部で計測された新規車両に流れる充電電流値を用いて、新規車両への継続的な充電の可否を判定する新規車両充電可否判定部を有することを特徴とする車両充電システム。
  2. 該新規車両への一時的なテスト通電に先立って、既接続車両への充電抑制の要否を判定する充電抑制判定部を有することを特徴とする請求項1記載の車両充電システム。
  3. 該充電抑制判定部は、幹線盤の契約電流値を用いて、既接続車両への充電抑制の要否を判定することを特徴とする請求項2記載の車両充電システム。
  4. 該充電抑制判定部は、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値を用いて、既接続車両への充電抑制の要否を判定することを特徴とする請求項2記載の車両充電システム。
  5. 該新規車両充電可否判定部は、幹線盤の契約電流値よりも低値に定められた許容値を用いて、新規車両への継続充電の可否を判定することを特徴とする請求項1または2記載の車両充電システム。
  6. 既接続車両への充電抑制を解除する充電抑制解除部を有することを特徴とする請求項1記載の車両充電システム。
  7. 充電制御信号の電位により制御型車両の充電制御を行う制御型車両充電制御部と、
    閉路操作ボタンの押圧操作により充電電路の閉路制御を行う一般型車両充電制御部と、
    接続車両の種類を判定するモード判定部を有し、
    該モード判定部は、閉路操作ボタン押圧時の充電制御信号が所定電圧を示す場合に、一般型車両の接続を仮定して充電電路の閉路制御を行い、閉路後の充電電路に流れる充電電流に基づいて接続車両の種類を確認することを特徴とする請求項1記載の車両充電システム。
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