JP6655657B2

JP6655657B2 - 車両用充電装置、駐車場及び充電方法

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Publication number: JP6655657B2
Application number: JP2018099009A
Authority: JP
Inventors: 大輔中川; 裕之大野
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: JP2019205278A

Description

本発明は、電池を備える車両に対して充電を行う車両用充電装置、車両用充電装置を備えた駐車場、及び充電方法に関する。

変電所から電力を各地へ供給するための配電線は、地下に配設されていることがある。地下に配電線が配設されている場合、地上には地上設置型変圧装置が設置されている。地上設置型変圧装置は、地下に配設された配電線に接続されており、高電圧を、家庭又は事業所等の需要家が利用可能な低電圧へ変圧する。特許文献１には、地上設置型変圧装置の例が開示されている。

特開２０１２−３９７６４号公報

電気自動車又はプラグインハイブリット車等、充電が必要な電池を備える車両が普及するのに応じて、車両に対して充電を行う車両用充電装置の増設が必要である。そこで、地上設置型変圧装置から車両用の充電器へ電力を供給することによって車両用充電装置を実現することが考えられる。しかし、車両への急速充電を行うには数十ｋＷの電力が必要であるので、複数台への急速充電が同時に行われた場合には、地上設置型変圧装置及び配電線を含む配電設備が過負荷状態になる虞がある。一方で、配電設備を増強した場合には、機器のサイズの増大、設置場所の不足、及びコストの上昇等の問題が発生する。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、過負荷状態を避けることができる車両用充電装置、車両用充電装置を備えた駐車場、及び充電方法を提供することにある。

本発明に係る車両用充電装置は、変圧器を有し、外部の配電線に接続され、該配電線から供給される電圧を前記変圧器により変圧し、変圧後の電力を外部へ供給する地上設置型変圧装置と、蓄電池を有し、前記変圧器による変圧後の電力を用いて前記蓄電池を充電する蓄電部と、前記変圧後の電力を用いて、又は前記蓄電池に充電されていた電力を用いて、車両に対して充電を行う充電器と、電力需要に応じて、前記充電器が前記変圧後の電力を用いて充電を行うか、又は前記蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行うかを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記充電器が必要とする電力を含む電力需要が所定の第１の需要量未満である場合に、前記蓄電部に充電を行わせ、前記充電器に、前記変圧後の電力を用いて充電を行わせ、前記電力需要が前記第１の需要量以上であり、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が、前記第１の需要量を超過する所定の第２の需要量未満である場合に、前記充電器に、前記変圧後の電力及び前記蓄電池に充電されていた電力の両方を用いて充電を行わせ、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が前記第２の需要量以上である場合に、前記充電器に、前記変圧後の電力を用いずに、前記蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行わせることを特徴とする。
本発明に係る車両用充電装置は、前記第１の需要量は、前記変圧器を過負荷状態にせずに前記地上設置型変圧装置から供給することができる電力の範囲内に含まれる値であり、前記第２の需要量は、前記変圧器を過負荷状態にせずに前記地上設置型変圧装置から供給することができる電力の上限に、前記車両を充電するために必要な電力を加算した値であることを特徴とする。

本発明においては、車両用充電装置は、地上設置型変圧装置と、蓄電部と、充電器とを備える。蓄電部は、地上設置型変圧装置が変圧した後の電力を利用して蓄電池を充電する。充電器は、変圧器による変圧後の電力を用いて、又は蓄電池に充電されていた電力を用いて、車両に対して充電を行う。電力需要に応じて、充電部が変圧後の電力を用いた充電を行うか、蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行うかが切り替えられる。これにより、車両を充電する際の地上設置型変圧装置の負荷が調整される。

本発明においては、車両用充電装置は、変圧器による変圧後の電力及び蓄電池に充電されていた電力の両方を用いて車両の充電を行うことにより、地上設置型変圧装置の負荷の上昇を抑制しながら、車両の充電を行うことができる。

本発明においては、電力需要が多い場合に、充電器は、蓄電池に充電されていた電力を用いて車両を充電する。これにより、地上設置型変圧装置の負荷の上昇を抑制しながら、車両の充電を行うことができる。

本発明においては、電力需要が少ない場合に、蓄電部は蓄電池を充電し、充電器は変圧器による変圧後の電力を用いて車両を充電する。これにより、地上設置型変圧装置の負荷が平準化される。

本発明に係る車両用充電装置は、他の車両用充電装置へ電力を供給する送電部と、他の車両用充電装置から電力を供給される受電部と、他の車両用充電装置と通信を行う通信部とを更に備え、前記制御部は、電力需要に応じて、前記通信部に他の車両用充電装置へ電力の供給の要求を送信させ、前記通信部が電力の供給の要求を他の車両用充電装置から受信した場合に、前記送電部に前記他の車両用充電装置へ電力を供給させ、前記充電器は、前記受電部に供給された電力を用いて充電を行うことを特徴とする。

本発明においては、車両用充電装置は、他の車両用充電装置へ電力を供給することができ、他の車両用充電装置から供給された電力を利用して、車両の充電を行うことができる。このため、車両用充電装置は、蓄電池の充電量が不十分な場合であっても、地上設置型変圧装置が過負荷状態になることを避けながら、車両の充電を行うことができる。

本発明に係る車両用充電装置は、前記車両に対する急速充電が可能であることを報知する報知部を更に備え、前記制御部は、前記蓄電池の充電量に基づいて、前記急速充電が可能であるか否かを判定し、前記急速充電が可能である場合に、前記報知部に前記急速充電が可能であることを報知させ、前記急速充電が可能ではない場合に、前記報知部に前記急速充電が可能であることを報知させないことを特徴とする。

本発明においては、車両用充電装置は、蓄電池の充電量に基づいて、車両の急速充電が可能であるか否かを判定し、急速充電が可能である場合に、急速充電が可能であることを報知する。使用者は、急速充電が可能であるか否かを確認し、車両の充電を行うか否かを判断することができる。

本発明に係る車両用充電装置は、前記蓄電部は、前記地上設置型変圧装置に隣接して設置されていることを特徴とする。

本発明においては、蓄電部は地上設置型変圧装置に隣接して設置される。既存の地上設置型変圧装置に隣接して蓄電部を設置することにより、容易に車両用充電装置を実現することができる。

本発明に係る車両用充電装置は、複数の前記充電器を備えることを特徴とする。

本発明においては、車両用充電装置は、複数の充電器を備える。複数の車両の充電が容易となる。

本発明に係る駐車場は、車両の駐車が可能であり、駐車時間に応じて課金が行われる駐車場において、本発明に係る車両用充電装置を備えることを特徴とする。

本発明においては、車両用充電装置は駐車場に設置されている。駐車場に駐車した車両は、車両用充電装置を用いて充電を受けることが可能である。

本発明に係る充電方法は、変圧器を有し、外部の配電線に接続され、該配電線から供給される電圧を前記変圧器により変圧し、変圧後の電力を外部へ供給する地上設置型変圧装置と、前記変圧器による変圧後の電力を用いて充電される蓄電池と、車両に対して充電を行う充電器とを用い、前記充電器が必要とする電力を含む電力需要が所定の第１の需要量未満である場合に、前記変圧後の電力を用いて前記蓄電池を充電し、前記充電器により、前記変圧後の電力を用いて前記車両に対して充電を行い、前記電力需要が前記第１の需要量以上であり、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が、前記第１の需要量を超過する所定の第２の需要量未満である場合に、前記充電器により、前記変圧後の電力及び前記蓄電池に充電されていた電力の両方を用いて前記車両に対して充電を行い、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が前記第２の需要量以上である場合に、前記充電器により、前記変圧後の電力を用いずに、前記蓄電池に充電されていた電力を用いて前記車両に対して充電を行うことを特徴とする。

本発明においては、地上設置型変圧装置による変圧後の電力を用いて、又は蓄電池に充電されていた電力を用いて、車両に対して充電を行う。電力需要に応じて、変圧後の電力を用いた充電を行うか、蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行うかを切り替えることにより、車両を充電する際の地上設置型変圧装置の負荷が調整される。

地上設置型変圧装置を含む配電設備が過負荷状態になることを避けながら、車両の充電を行うことができる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施形態１に係る車両用充電装置を模式的に示す斜視図である。実施形態１に係る車両用充電装置の内部の構成例を示すブロック図である。実施形態１に係る車両用充電装置により車両が充電される形態を示す模式図である。実施形態１に係る車両用充電装置が車両の充電を行う処理の手順を示すフローチャートである。実施形態２に係る車両用充電装置の外観を模式的に示す斜視図である。実施形態２に係る車両用充電装置の内部の構成例を示すブロック図である。実施形態２に係る車両用充電装置が車両の充電を行う処理の手順を示すフローチャートである。電力供給を要求される車両用充電装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。実施形態３に係る車両用充電装置を備えた駐車場の例を示す模式図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用充電装置４を模式的に示す斜視図である。車両用充電装置４は、地上設置型変圧装置１と、車両に対して充電を行う充電器２と、蓄電池を有する蓄電部３とを備えている。地上設置型変圧装置１は、例えば、駐車場、又は歩道の車道寄りの部分に設置されている。地上設置型変圧装置１は、変電所から電力を各地へ供給するための電線である配電線５に接続されている。配電線５は、地下に配設されている。地上設置型変圧装置１は、配電線５から供給された電圧を、家庭又は事業所等の需要家が利用可能な電圧へ変圧する。地上設置型変圧装置１は、更に、需要家へ電力を供給するための電線である引込線６に接続されている。引込線６は、地下に配設されており、需要家の有する電気機器に接続されている。地上設置型変圧装置１は、変圧後の電力を、引込線６を通じて需要家へ供給する。

蓄電部３は、地上設置型変圧装置１に隣接して設置されている。充電器２は、地上設置型変圧装置１及び蓄電部３の近傍に設置されている。既存の地上設置型変圧装置１に隣接して蓄電部３を設置し、既存の地上設置型変圧装置１の近傍に充電器２を設置することにより、車両用充電装置４を構成することができる。即ち、既存の地上設置型変圧装置１を利用して容易に車両用充電装置４を実現することができる。なお、蓄電部３は、地上設置型変圧装置１に隣接しない位置に配置されていてもよい。

蓄電部３は地上設置型変圧装置１に接続されており、充電器２は電力線２３１を通じて蓄電部３に接続されている。図１中では、配電線５及び電力線２３１を破線で示し、引込線６を一点鎖線で示している。図１には、電力線２３１が地下に配置された例を示している。電力線２３１は地上に配置されていてもよい。充電器２は、地上設置型変圧装置１と蓄電部３とに並列に接続されていてもよい。

車両用充電装置４は、複数の充電器２を備えている。複数の充電器２が備えられていることにより、複数の車両の充電が可能となる。図１には、車両用充電装置４が二個の充電器２を備えた例を示している。車両用充電装置４は三個以上の充電器２を備えていてもよい。なお、車両用充電装置４は、単数の充電器２を備えた形態であってもよい。

図２は、実施形態１に係る車両用充電装置４の内部の構成例を示すブロック図である。なお、図２は、車両用充電装置４の各部分の位置を限定するものではない。地上設置型変圧装置１は、直方体状の筐体１２を有している。例えば、筐体１２は鋼板を組み合わせて構成されている。地上設置型変圧装置１のその他の部分は、筐体１２内に配置されている。筐体１２には、筐体１２の内部の空気を外部へ放出するための放出口１２１が設けられている。また、空気を筐体１２の内部へ取り入れるための吸入口（図示せず）も筐体１２に設けられている。放出口１２１及び吸入口には、ガラリが取り付けられている。ガラリは、複数のブラインド状の羽根板を間に隙間を空けて並べたパネルであり、通風を可能としながら放出口１２１及び吸入口を覆うものである。

筐体１２の内部には、変圧器１１が配置されている。変圧器１１は、直方体状の変圧器タンク１１２と、変圧器タンク１１２内に絶縁油とともに収容された変圧器本体１１１とを含んで構成されている。変圧器タンク１１２には、放熱器１５が取り付けられている。放熱器１５は、熱を運ぶ流体が通流する通流路と、通流路を流れる流体の熱を放熱させる放熱板とを含んでいる。放熱器１５と変圧器タンク１１２の内部との間で、熱を運ぶ流体が循環するようになっている。流体は、例えば、変圧器タンク１１２内の絶縁油である。

地上設置型変圧装置１は、一次側開閉器１３を備えている。変圧器タンク１１２には、変圧器タンク１１２の側壁を貫通した高圧ブッシング（図示せず）が取り付けられている。高圧ブッシングの変圧器タンク１１２内にある一端は変圧器本体１１１の一次側に接続されており、高圧ブッシングの他端は一次側開閉器１３に接続されている。一次側開閉器１３は、電線が接続される一次側端子１３１を有している。一次側端子１３１は、一次側開閉器１３及び高圧ブッシングを介して変圧器本体１１１の一次側に接続されている。一次側端子１３１には、配電線５に接続された電線である高圧ケーブル５１が接続される。高圧ケーブル５１、一次側端子１３１、一次側開閉器１３及び高圧ブッシングを通じて、配電線５からの電圧が変圧器本体１１１の一次側へ供給される。

地上設置型変圧装置１は、二次側開閉器１４を備えている。変圧器タンク１１２には、変圧器タンク１１２の側壁を貫通した低圧ブッシング（図示せず）が取り付けられている。低圧ブッシングの変圧器タンク１１２内にある一端は変圧器本体１１１の二次側に接続されており、低圧ブッシングの他端は二次側開閉器１４に接続されている。二次側開閉器１４は、電線が接続される複数の二次側端子１４１を有している。二次側端子１４１は、二次側開閉器１４及び低圧ブッシングを介して変圧器本体１１１の二次側に接続されている。二次側端子１４１には、引込線６に接続された電線である低圧ケーブル６１が接続されている。

変圧器本体１１１は、一次側へ供給された電圧を変圧し、変圧後の電力を二次側から低圧ブッシング、二次側開閉器１４及び二次側端子１４１を通じて低圧ケーブル６１へ供給する。変圧器本体１１１は、一次側へ供給された電圧を降圧する。例えば、三相２００Ｖ又は１００Ｖの電圧が生成される。変圧後の電力は、低圧ケーブル６１及び引込線６を通じて需要家へ供給される。二次側端子１４１には、更に、蓄電部３に接続された電力線３４が接続される。

蓄電部３は、制御部３１と、蓄電池３２と、パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning System ）３３とを備えている。蓄電池３２は、例えばリチウムイオン二次電池である。蓄電池３２はＰＣＳ３３に接続されている。ＰＣＳ３３は、電力線３４と、充電器２に接続された電力線２３１に接続されている。ＰＣＳ３３は、直流と交流との変換を行う。ＰＣＳ３３は、電力線３４を通じて地上設置型変圧装置１から供給される変圧後の電圧を直流電圧へ変換し、蓄電池３２の充電を行う。また、ＰＣＳ３３は、蓄電池３２の放電を行い、放電により発生した電圧を交流電圧へ変換し、放電により発生した電力を電力線２３１を通じて充電器２へ供給する。

制御部３１は、演算を行う演算部と、情報処理に必要な各種の情報及びデータを記憶する記憶部とを含んで構成されている。制御部３１は、二次側開閉器１４及びＰＣＳ３３に接続されている。制御部３１は、二次側開閉器１４を通じて供給される電圧及び電流の測定値を取得し、供給される電力を計測する。制御部３１は、計測した電力に基づいて、二次側開閉器１４及びＰＣＳ３３の動作を制御する。なお、制御部３１は、地上設置型変圧装置１の内部に設けられていてもよい。

充電器２は、充電プラグ２１と、充電制御部２２と、充電を行う充電部２３とを備えている。充電プラグ２１は、充電時に車両に接続される。充電プラグ２１は、充電ケーブル２１１を介して充電部２３に接続されている。充電部２３は、電力線２３１が接続されている。電力線２３１は、電力線３４及びＰＣＳ３３に接続されている。充電部２３は、電力線２３１を通じて、変圧器本体１１１による変圧後の電力、又は蓄電池３２に充電された電力を供給される。充電部２３は、変圧器本体１１１による変圧後の電力、又は蓄電池３２に充電されていた電力を利用して、充電ケーブル２１１を通じて充電プラグ２１へ電力を供給する。充電部２３は、変圧、交流−直流変換及び蓄電量の測定等、充電に必要な動作を実行する。

図３は、実施形態１に係る車両用充電装置４により車両７が充電される形態を示す模式図である。車両用充電装置４の近傍に車両７が停車し、車両７に充電プラグ２１が接続される。充電プラグ２１には充電ケーブル２１１が繋がっている。充電部２３は、充電ケーブル２１１を通じて充電プラグ２１へ電力を供給することにより、充電プラグ２１が接続された車両７を充電する。車両用充電装置４は、複数の充電器２を用いて、複数の車両７を同時に充電することも可能である。なお、充電器２は、充電プラグ２１を用いずに、非接触で車両７を充電する形態であってもよい。

また、充電器２は、表示部２４、入力部２５、課金部２６及び報知部２７を備える。表示部２４は、充電に関する情報、又は充電のための課金に必要な情報を表示する。表示部２４は、液晶パネル又はＥＬ（Electroluminescence ）パネル等を用いて構成されている。入力部２５は、充電に関する情報、又は充電のための課金に必要な情報を使用者から入力される。入力部２５は、テンキー又はタッチパネル等を用いて構成されている。また、入力部２５は、使用者が使用するスマートフォン又はタブレット端末等の携帯端末装置との間で通信を行い、情報を入力される機能を有していてもよい。

課金部２６は、充電のための課金の処理を行う。例えば、課金部２６は、充電時間又は充電された電力量を計測し、計測結果に応じて課金すべき金額を決定し、決定した金額を課金する処理を行う。課金部２６は、プリペイドカード、クレジットカード、電子マネーカード又はスマートフォン等の記録媒体から接触式で又は非接触式で情報を読み取り、読み取った情報に基づいて課金の処理を行う。例えば、課金部２６は、記録媒体に記録された情報を示す金額から課金すべき金額を減額する処理を行う。例えば、課金部２６は、有線通信又は無線通信により、車両用充電装置４の外部にある決済用のサーバ装置（図示せず）とインターネット等の通信ネットワークを介して通信し、サーバ装置に決済を実行させる。

課金部２６は、課金の結果を記録したレシートを発行する機能を有していてもよい。また、課金部２６は、使用者が使用する携帯端末装置との間で通信を行い、課金の結果を示す情報を携帯端末装置へ送信する機能を有していてもよい。また、課金部２６は、現金を投入され、課金すべき金額に応じた現金を収納し、釣銭を返却する機能を有していてもよい。また、課金部２６は、仮想通過を利用して課金の処理を行ってもよい。また、課金部２６は、使用者から指定された充電時間又は電力量に応じて、課金すべき金額を決定してもよい。また、課金部２６は、使用者から指定された金額に応じて、充電時間又は充電すべき電力量を決定してもよい。課金部２６の処理によって、車両充電用の電力を販売することができる。車両用充電装置４は、更に、近傍に車両７が停車したことを検出する機能を有していてもよい。

報知部２７は、充電可能又は充電中等の車両用充電装置４の状態を報知する。例えば、報知部２７は、緑、黄及び赤の三色のライトを含んでいる。例えば、急速充電が可能な場合は緑のライトが点灯し、充電は可能であるものの急速充電ができない場合は黄のライトが点灯し、充電中には赤のライトが点灯する。また、例えば、報知部２７は、車両用充電装置４の状態を表した文字列を表示するディスプレイを含んでいる。例えば、報知部２７は、急速充電が可能な場合に「急速充電可能」の文字列を表示し、充電中には「充電中」の文字列を表示する。報知部２７は、地上設置型変圧装置１に備えられていてもよい。報知部２７は、車両用充電装置４の近辺を通過する車両７の搭乗者から目視可能な位置に配置されていることが望ましい。搭乗者は、報知部２７を視認して、急速充電が可能であるか否か等の車両用充電装置４の状態を確認し、車両７の充電を行うか否かを判断することができる。

なお、報知部２７は、車両用充電装置４の状態を示す情報を外部へ送信することによって車両用充電装置４の状態を報知する形態であってもよい。例えば、報知部２７は、有線又は無線を用いた通信機能を有し、インターネット等の図示しない通信ネットワークを介して、図示しない外部のサーバ装置へ車両用充電装置４の状態を示す情報を送信する。サーバ装置は、車両用充電装置４の位置及び状態を示す情報を記憶する。使用者は、携帯端末装置等を用いてサーバ装置へアクセスし、車両用充電装置４の位置及び状態を示す情報を取得する。使用者は、車両用充電装置４の位置と、急速充電が可能であるか否か等の車両用充電装置４の状態とを確認し、車両７の充電を行うか否かを判断することができる。

充電制御部２２は、演算を行う演算部と、情報処理に必要な各種の情報及びデータを記憶する記憶部とを含んで構成されている。充電部２３、表示部２４、入力部２５、課金部２６及び報知部２７は充電制御部２２に接続されており、充電制御部２２は各部の動作を制御する。また、充電制御部２２は、制御部３１に接続されている。充電制御部２２は、制御部３１からの制御に従って、各部の動作を制御する。なお、制御部３１は、充電器２内部に設けられていてもよい。また、制御部３１と充電制御部２２とは一体であってもよい。

次に、車両用充電装置４が実行する処理を説明する。制御部３１は、二次側開閉器１４を通じて供給される電力を計測し、計測した電力に基づいて電力需要を判定し、電力需要が所定の需要量未満である場合に、ＰＣＳ３３に蓄電池３２を充電させる。電力需要は、地上設置型変圧装置１が供給すべき電力に対応し、引込線６を通じて需要家へ供給される電力と、充電器２による車両７の充電に必要な電力とが含まれる。ＰＣＳ３３は、電力線３４を通じて地上設置型変圧装置１から供給される変圧後の電圧を直流電圧へ変換し、蓄電池３２の充電を行う。制御部３１は、電力需要が所定の需要量以下である場合にＰＣＳ３３に蓄電池３２を充電させてもよい。

また、制御部３１は、ＰＣＳ３３を通じて、蓄電池３２の充電量を判定する。充電量は、残存電荷、充電率又は放電可能電力の何れで表されてもよい。制御部３１は、電力需要及び蓄電池３２の充電量に基づいて、車両７の急速充電が可能であるか否かを判定する。例えば、電力需要が比較的多く、充電量が比較的少ない場合に、制御部３１は、急速充電ができないと判定する。制御部３１は、判定結果に応じて、充電制御部２２に報知部２７を制御させる。例えば、制御部３１は、急速充電が可能である場合に、急速充電が可能であることを報知部２７に報知させるべく充電制御部２２を制御する。また、制御部３１は、急速充電が可能ではない場合に、急速充電が可能ではないことを報知部２７に報知させるべく充電制御部２２を制御する。

図４は、実施形態１に係る車両用充電装置４が車両７の充電を行う処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをＳと略す。車両用充電装置４の近傍に車両７が停車し、車両７の搭乗者等の使用者が充電プラグ２１を車両７に接続する（Ｓ１０１）。使用者が入力部２５を操作することにより、又は使用者が操作する携帯端末装置から送信された情報を入力部２５で受信することにより、入力部２５は、充電の指示の入力を受け付ける（Ｓ１０２）。例えば、Ｓ１０２では、入力部２５は、満充電までの充電の指示、充電される電力量を指定した充電の指示、充電時間を指定した充電の指示、課金額を指定した充電の指示、又は普通充電若しくは急速充電の指示等を受け付ける。充電制御部２２は、入力部２５で受け付けた指示の内容を表示部２４に表示させる。また、充電制御部２２は、受け付けた指示に従って車両７を充電するために必要な電力を計算し、必要な電力を示す情報を制御部３１へ入力する。Ｓ１０２の処理は、Ｓ１０１での接続の前に行われてもよい。

制御部３１は、電力需要を判定する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３では、制御部３１は、充電制御部２２から入力された情報が示す充電器２で必要な電力、及び二次側開閉器１４を通じて供給される電力の計測結果に基づいて、電力需要を判定する。制御部３１は、二次側開閉器１４を通じて供給される電圧及び電流の測定値を取得し、供給される電力を計測する。制御部３１は、所定のアルゴリズムを利用して電力需要の予測を行ってもよい。

制御部３１は、次に、電力需要が所定の第１の需要量以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。例えば、第１の需要量は、変圧器１１を過負荷状態にせずに地上設置型変圧装置１が供給できる電力の範囲に含まれる値に対応する。第１の需要量は予め制御部３１に記憶されている。Ｓ１０４では、制御部３１は、電力需要が所定の第１の需要量を超過しているか否かを判定してもよい。

電力需要が第１の需要量未満である場合は（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御部３１は、蓄電池３２に充電されていた電力を用いずに、変圧器本体１１１による変圧後の電力を用いて充電器２に車両７を充電させる（Ｓ１０５）。Ｓ１０５では、制御部３１は、二次側開閉器１４に、二次側端子１４１を通じて電力線３４へ電力を供給させる。また、制御部３１は、ＰＣＳ３３に蓄電池３２を放電させない。このとき、制御部３１は、ＰＣＳ３３に蓄電池３２を充電させてもよい。電力線３４及び２３１を通じて地上設置型変圧装置１から充電部２３へ変圧後の電力が供給され、充電部２３は、供給された電力を利用して車両７を充電する。

電力需要が第１の需要量以上である場合は（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部３１は、ＰＣＳ３３を通じて蓄電池３２の充電量を判定し、充電量が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。例えば、閾値は、一台の車両７を充電するために必要な電力量に対応する。閾値は予め制御部３１に記憶されている。Ｓ１０６では、制御部３１は、充電量が所定の閾値を超過しているか否かを判定してもよい。

充電量が所定の閾値未満である場合は（Ｓ１０６：ＮＯ）、制御部３１は、車両７の充電を行わずに、処理を終了する。このとき、制御部３１は、充電制御部２２を制御し、表示部２４に、充電ができないことを表示させる。制御部３１は、充電制御部２２を制御し、報知部２７に、充電ができないことを報知させてもよい。また、制御部３１は、電力需要を判定する処理及び蓄電池３２の充電量を判定する処理を随時行い、充電可能な状態であるか否かを報知部２７に随時報知させる処理を行ってもよい。この処理により、車両７の搭乗者等の使用者は、車両用充電装置４を使用する前に充電可能であるか否かを把握することができるようになる。なお、制御部３１は、充電量が所定の閾値未満である場合であっても、変圧器１１を過負荷状態にしない範囲で地上設置型変圧装置１に充電部２３へ変圧後の電力を供給させることにより、車両７の充電を可能にする処理を行ってもよい。

充電量が所定の閾値以上である場合は（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部３１は、電力需要が所定の第２の需要量以上であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。第２の需要量は第１の需要量を超過している。例えば、第２の需要量は、変圧器１１を過負荷状態にせずに地上設置型変圧装置１が供給できる電力の上限に、一台の車両７を充電するために必要な電力を加算した値に対応する。第２の需要量は予め制御部３１に記憶されている。Ｓ１０７では、制御部３１は、電力需要が所定の第２の需要量を超過しているか否かを判定してもよい。

電力需要が第２の需要量以上である場合は（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、制御部３１は、変圧器本体１１１による変圧後の電力を用いずに、蓄電池３２に充電されていた電力を用いて充電器２に車両７を充電させる（Ｓ１０８）。Ｓ１０８では、制御部３１は、ＰＣＳ３３に、蓄電池３２を放電させ、放電により発生した電力を、電力線２３１を通じて充電器２へ供給させる。また、制御部３１は、二次側開閉器１４に、電力線３４へは電力を供給させない。このようにして、蓄電池３２に充電されていた電力が電力線２３１を通じて充電部２３へ供給され、充電部２３は、供給された電力を利用して車両７を充電する。

電力需要が第２の需要量未満である場合は（Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部３１は、変圧器本体１１１による変圧後の電力と、蓄電池３２に充電されていた電力との両方を用いて、充電器２に車両７を充電させる（Ｓ１０９）。Ｓ１０９では、制御部３１は、ＰＣＳ３３に、蓄電池３２を放電させ、電力線２３１を通じて充電器２へ電力を供給させる。また、制御部３１は、二次側開閉器１４に、二次側端子１４１を通じて電力線３４へ変圧後の電力を供給させる。充電部２３は、蓄電池３２の放電により蓄電部３から供給された電力、及び地上設置型変圧装置１から供給された電力を利用して、車両７を充電する。

Ｓ１０５、Ｓ１０８及びＳ１０９では、充電部２３は、Ｓ１０２で受け付けた充電の指示に従って充電を行う。例えば、充電部２３は、急速充電を実行する。充電制御部２２は、充電中であることを報知部２７に報知させる。また、充電制御部２２は、充電の状況を示す情報を表示部２４に表示させる。例えば、これまでに充電された電力量、充電時間、又は充電された電力量若しくは充電時間に応じた課金額が表示される。また、充電制御部２２は、充電終了までの予想時間を計算し、計算した予想時間を表示部２４に表示させてもよい。使用者は、表示部２４に表示された情報を確認することにより、充電の状況を把握する。

Ｓ１０５、Ｓ１０８及びＳ１０９で充電を開始した後、充電制御部２２は、充電を続行すべきか否かを判定する（Ｓ１１０）。例えば、充電制御部２２は、充電部２３の動作に応じて、満充電まで充電されたか否か、指定された電力量が充電されたか否か、又は指定された課金額に応じた電力量が充電されたか否かを判定する。また、例えば、充電制御部２２は、充電開始からの経過時間を測定し、指定された充電時間が経過したか否かを判定する。満充電までの充電、指定された電力量の充電、指定された課金額に応じた電力量の充電、又は指定された充電時間の経過等、充電を終了するための条件が満たされた場合に、充電制御部２２は、充電を終了すべきと判定する。充電を終了するための条件が満たされていない場合は、充電制御部２２は、充電を続行すべきと判定する。

充電制御部２２が充電を続行すべきと判定した場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、充電部２３は充電を続行し、充電制御部２２はＳ１１０の処理を繰り返す。充電を終了すべきと判定した場合は（Ｓ１１０：ＮＯ）、充電制御部２２は、充電部２３に充電を停止させる（Ｓ１１１）。充電制御部２２は、充電終了時点での充電された電力量、充電時間、又は課金額等の情報を表示部２４に表示させる。使用者は、表示部２４に表示された情報を確認することにより、充電の結果を把握する。蓄電池３２に充電されていた電力を利用した充電を行った場合は、充電制御部２２は、車両７の充電を停止するための制御信号を制御部３１へ入力し、制御部３１は、ＰＣＳ３３に、蓄電池３２の放電を停止させ、蓄電池３２を充電させる。

課金部２６は、次に、充電された電力量に応じた課金を行う（Ｓ１１２）。例えば、課金部２６は、前述したように、プリペイドカード、クレジットカード又は現金等を利用した課金の処理を行う。また、例えば、課金部２６は、前述したように、レシートの発行、又は使用者が使用する携帯端末装置へ課金の結果を示す情報を送信する処理を行ってもよい。充電制御部２２は、充電プラグ２１に接続をロックさせ、課金が終了した場合に充電プラグ２１にロックを解除させる処理を行ってもよい。Ｓ１１２の課金の処理は、充電前に実行されてもよい車両用充電装置４は、以上で車両７の充電を行う処理を終了する。

以上詳述した如く、本実施形態においては、車両用充電装置４は、地上設置型変圧装置１と、地上設置型変圧装置１に隣接した蓄電部３と、充電器２とを備えている。蓄電部３は、地上設置型変圧装置１が変圧した電圧を利用して蓄電池３２を充電する。電力需要が少ない場合、充電器２は、地上設置型変圧装置１が変圧した後の電力を利用して車両７を充電し、蓄電部３は蓄電池３２を充電する。電力需要が多い場合、蓄電部３は蓄電池３２を放電し、充電器２は、蓄電池３２に充電されていた電力を用いて車両７を充電する。充電器２は、地上設置型変圧装置１が変圧した後の電力及び蓄電池３２に充電されていた電力の両方を用いて車両７を充電することもできる。蓄電池３２に充電されていた電力を利用することにより、車両７を充電する際の地上設置型変圧装置１の負荷の上昇が抑制される。

従って、本実施形態では、地上設置型変圧装置１及び配電線５が過負荷状態になることを避けながら、車両７の充電を行うことができる。例えば、複数の車両７を同時に充電する場合であっても、過負荷状態を避けながら充電を行うことが可能となる。また、電力需要が少ない場合に蓄電池３２が充電され、電力需要が多い場合に蓄電池３２に充電されていた電力が利用されることにより、地上設置型変圧装置１の負荷が平準化される。従って、地上設置型変圧装置１及び配電線５を含む配電設備の負荷の変動が低減される。

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る車両用充電装置４の外観を模式的に示す斜視図である。実施形態１と同様に、車両用充電装置４は、地上設置型変圧装置１と、充電器２と、蓄電部３とを備えている。地上設置型変圧装置１は、配電線５及び引込線６に接続されている。図５中では、配電線５及び引込線６は省略している。複数の車両用充電装置４は、電力線４１を介して互いに接続されている。図５中には、電力線４１を一点鎖線で示している。互いに接続された複数の車両用充電装置４から車両用充電システムが構成されている。図５には二個の車両用充電装置４を示しているものの、車両用充電システムは、三個以上の車両用充電装置４を含んでいてもよい。

図６は、実施形態２に係る車両用充電装置４の内部の構成例を示すブロック図である。なお、図６は、車両用充電装置４の各部分の位置を限定するものではない。蓄電部３は、電力を入出力する入出力部３５を備えている。入出力部３５には、電力線３４及び２３１が接続されており、更に電力線４１が接続されている。入出力部３５は、制御部３１に接続されている。入出力部３５は、送電部及び受電部に対応する。送電部と受電部とは個別に構成されていてもよい。

また、蓄電部３は、他の車両用充電装置４と通信を行う通信部３６を備えている。通信部３６は制御部３１に接続されている。例えば、複数の車両用充電装置４は通信線を介して互いに接続されており、通信部３６は、通信線を通じて他の車両用充電装置４と通信を行う。また、例えば、通信部３６は、有線通信又は無線通信を利用してインターネット等の図示しない通信ネットワークを介して他の車両用充電装置４と通信を行ってもよい。車両用充電装置４のその他の部分の構成は、実施形態１と同様である。

図７は、実施形態２に係る車両用充電装置４が車両７の充電を行う処理の手順を示すフローチャートである。使用者が充電プラグ２１を車両７に接続し（Ｓ２０１）、入力部２５は、使用者からの充電の指示の入力を受け付ける（Ｓ２０２）。制御部３１は、次に、電力需要を判定し（Ｓ２０３）、電力需要が所定の第１の需要量以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。電力需要が第１の需要量未満である場合は（Ｓ２０４：ＮＯ）、制御部３１は、蓄電池３２に充電されていた電力を用いずに、変圧器本体１１１による変圧後の電力を用いて充電器２に車両７を充電させる（Ｓ２０５）。

電力需要が第１の需要量以上である場合は（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、制御部３１は、蓄電池３２の充電量を判定し、充電量が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。充電量が所定の閾値未満である場合は（Ｓ２０６：ＮＯ）、制御部３１は、処理を後述するＳ２１１へ進める。充電量が所定の閾値以上である場合は（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、制御部３１は、電力需要が所定の第２の需要量以上であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。

電力需要が第２の需要量未満である場合は（Ｓ２０７：ＮＯ）、制御部３１は、変圧器本体１１１による変圧後の電力と、蓄電池３２に充電されていた電力との両方を用いて、充電器２に車両７を充電させる（Ｓ２０８）。Ｓ２０８では、制御部３１は、ＰＣＳ３３に、蓄電池３２を放電させ、電力線２３１を通じて充電器２へ電力を供給させる。また、制御部３１は、二次側開閉器１４に、二次側端子１４１を通じて電力線３４へ変圧後の電力を供給させる。充電部２３は、蓄電池３２の放電により蓄電部３から供給された電力、及び地上設置型変圧装置１から供給された電力を利用して、車両７を充電する。

電力需要が第２の需要量以上である場合は（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、制御部３１は、電力需要が所定の第３の需要量以上であるか否かを判定する（Ｓ２０９）。第３の需要量は第２の需要量を超過している。例えば、第３の需要量は、変圧器１１を過負荷状態にせずに地上設置型変圧装置１が供給できる電力の上限に、蓄電池３２から供給可能な電力の上限を加算した値に対応する。第３の需要量は予め制御部３１に記憶されている。Ｓ２０９では、制御部３１は、電力需要が所定の第３の需要量を超過しているか否かを判定してもよい。

電力需要が第３の需要量未満である場合は（Ｓ２０９：ＮＯ）、制御部３１は、変圧器本体１１１による変圧後の電力を用いずに、蓄電池３２に充電されていた電力を用いて充電器２に車両７を充電させる（Ｓ２１０）。電力需要が第３の需要量以上である場合は（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、制御部３１は、通信部３６に、他の車両用充電装置４へ電力供給の要求を送信する（Ｓ２１１）。

図８は、電力供給を要求される車両用充電装置４が実行する処理の手順を示すフローチャートである。車両用充電装置４は、他の車両用充電装置４から送信された電力供給の要求を通信部３６で受信する（Ｓ３１）。制御部３１は、入出力部３５に、要求の送信元の他の車両用充電装置４へ電力線４１を通じて電力を供給させる（Ｓ３２）。このとき、制御部３１は、ＰＣＳ３３に蓄電池３２を放電させ、放電により発生した電力を入出力部３５に他の車両用充電装置４へ供給させる。入出力部３５は、変圧器本体１１１による変圧後の電力を他の車両用充電装置４へ供給してもよい。入出力部３５は、無効電力を出力可能である。入出力部３５は、無効電力を利用して、出力電圧を調整する。

また、制御部３１は、他の車両用充電装置４への電力の供給が可能であるか否かを判定し、電力の供給ができないと判定した場合に、電力の供給ができないことを示す情報を要求の送信元の他の車両用充電装置４へ通信部３６に送信させる処理を行ってもよい。例えば、制御部３１は、蓄電池３２の充電量が少ない場合、又は地上設置型変圧装置１の負荷が既に高い場合に、電力の供給ができないと判定する。電力の供給ができないことを示す情報を通信部３６で受信した場合は、制御部３１は、通信部３６に、更に他の車両用充電装置４へ電力供給の要求を送信する。

Ｓ２１１の処理の後、車両用充電装置４は、電力線４１を通じて他の車両用充電装置４から電力を供給され、制御部３１は、他の車両用充電装置４から供給された電力を利用して、充電器２に車両７を充電させる（Ｓ２１２）。Ｓ２１２では、制御部３１は、入出力部３５に、他の車両用充電装置４から供給された電力を、電力線２３１を通じて充電器２へ供給させる。電力線２３１を通じて電力が充電部２３へ供給され、充電部２３は、供給された電力を利用して車両７を充電する。入出力部３５は、地上設置型変圧装置１が過負荷状態にならない範囲で、他の車両用充電装置４から供給された電力と共に、変圧器本体１１１による変圧後の電力を充電器２へ供給してもよい。また、入出力部３５は、他の車両用充電装置４から供給された電力と共に、蓄電池３２に充電されていた電力を充電器２へ供給してもよい。

Ｓ２０５、Ｓ２０８、Ｓ２１０及びＳ２１２で充電を開始した後、充電制御部２２は、充電を続行すべきか否かを判定する（Ｓ２１３）。充電制御部２２が充電を続行すべきと判定した場合は（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、充電部２３は充電を続行し、充電制御部２２はＳ２１３の処理を繰り返す。

充電を終了すべきと判定した場合は（Ｓ２１３：ＮＯ）、充電制御部２２は、充電部２３に充電を停止させる（Ｓ２１４）。他の車両用充電装置４から電力を供給されていた場合、Ｓ２１４で、制御部３１は、通信部３６に、電力供給の停止の指示を他の車両用充電装置４へ送信させる。通信部３６で電力供給の停止の指示を受信した場合は、制御部３１は、入出力部３５に他の車両用充電装置４への電力供給を停止させる。課金部２６は、次に、充電された電力量に応じた課金を行う（Ｓ２１５）。車両用充電装置４は、以上で車両７の充電を行う処理を終了する。

以上詳述した如く、本実施形態においては、車両用充電装置４は、電力需要が特に多い場合に、他の車両用充電装置４から供給された電力を利用して車両７を充電する。これにより、蓄電池３２の充電量が不十分な場合であっても、地上設置型変圧装置１及び配電線５が過負荷状態になることを避けながら、車両７の充電を行うことができる。また、必要に応じて複数の車両用充電装置４の間で互いに電力を供給することにより、複数の地上設置型変圧装置１の負荷が平準化される。従って、複数の地上設置型変圧装置１及び複数の配電線５を含む配電設備の負荷の変動が低減される。

（実施形態３）
図９は、実施形態３に係る車両用充電装置４を備えた駐車場の例を示す模式図である。図９に示す駐車場は、駐車時間に応じて課金が行われる所謂コインパーキングである。車両用充電装置４は、実施形態１及び２と同様に、地上設置型変圧装置１と、蓄電部３と、複数の充電器２とを含んでいる。地上設置型変圧装置１及び蓄電部３は駐車場内に設置されており、複数の駐車用スペースの夫々の近傍には、充電器２が設置されている。車両用充電装置４の構成及び機能は実施形態１又は２と同様である。夫々の充電器２は、変圧器本体１１１による変圧後の電力、又は蓄電池３２に充電されていた電力を供給され、車両７に対して充電を行うことができる。

図９には三個の充電器２を示しているものの、車両用充電装置４は、一個若しくは二個又は四個以上の充電器２を備えていてもよい。駐車場の一部の駐車用スペースの近傍のみに充電器２が設置されていてもよい。また、駐車場に複数の車両用充電装置４が設置されていてもよい。

本実施形態においては、駐車場に車両用充電装置４が設置されている。駐車場に駐車した車両７は、車両用充電装置４を用いて充電を受けることが可能である。駐車中に充電が可能であるので、効率的に車両の充電を行うことが可能である。本実施形態においても、蓄電部３を用いることによって、地上設置型変圧装置１及び配電線５が過負荷状態になることを避けながら、車両７の充電を行うことができる。

本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

１地上設置型変圧装置
１１変圧器
１１１変圧器本体
１２筐体
１２１放出口
１３一次側開閉器
１３１一次側端子
１４二次側開閉器
１４１二次側端子
２充電器
２１充電プラグ
２１１充電ケーブル
２２充電制御部
２３充電部
２３１電力線
２７報知部
３蓄電部
３１制御部
３２蓄電池
３３ＰＣＳ
３４電力線
３５入出力部
４車両用充電装置
４１電力線
５配電線
６引込線
７車両

Claims

変圧器を有し、外部の配電線に接続され、該配電線から供給される電圧を前記変圧器により変圧し、変圧後の電力を外部へ供給する地上設置型変圧装置と、
蓄電池を有し、前記変圧器による変圧後の電力を用いて前記蓄電池を充電する蓄電部と、
前記変圧後の電力を用いて、又は前記蓄電池に充電されていた電力を用いて、車両に対して充電を行う充電器と、
電力需要に応じて、前記充電器が前記変圧後の電力を用いて充電を行うか、又は前記蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行うかを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、
前記充電器が必要とする電力を含む電力需要が所定の第１の需要量未満である場合に、前記蓄電部に充電を行わせ、前記充電器に、前記変圧後の電力を用いて充電を行わせ、
前記電力需要が前記第１の需要量以上であり、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が、前記第１の需要量を超過する所定の第２の需要量未満である場合に、前記充電器に、前記変圧後の電力及び前記蓄電池に充電されていた電力の両方を用いて充電を行わせ、
前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が前記第２の需要量以上である場合に、前記充電器に、前記変圧後の電力を用いずに、前記蓄電池に充電されていた電力を用いて充電を行わせること
を特徴とする車両用充電装置。
前記第１の需要量は、前記変圧器を過負荷状態にせずに前記地上設置型変圧装置から供給することができる電力の範囲内に含まれる値であり、
前記第２の需要量は、前記変圧器を過負荷状態にせずに前記地上設置型変圧装置から供給することができる電力の上限に、前記車両を充電するために必要な電力を加算した値であること
を特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
他の車両用充電装置へ電力を供給する送電部と、
他の車両用充電装置から電力を供給される受電部と、
他の車両用充電装置と通信を行う通信部とを更に備え、
前記制御部は、
電力需要に応じて、前記通信部に他の車両用充電装置へ電力の供給の要求を送信させ、
前記通信部が電力の供給の要求を他の車両用充電装置から受信した場合に、前記送電部に前記他の車両用充電装置へ電力を供給させ、
前記充電器は、前記受電部に供給された電力を用いて充電を行うこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の車両用充電装置。
前記車両に対する急速充電が可能であることを報知する報知部を更に備え、
前記制御部は、
前記蓄電池の充電量に基づいて、前記急速充電が可能であるか否かを判定し、前記急速充電が可能である場合に、前記報知部に前記急速充電が可能であることを報知させ、前記急速充電が可能ではない場合に、前記報知部に前記急速充電が可能であることを報知させないこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用充電装置。
前記蓄電部は、前記地上設置型変圧装置に隣接して設置されていること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の車両用充電装置。
複数の前記充電器を備えること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の車両用充電装置。
車両の駐車が可能であり、駐車時間に応じて課金が行われる駐車場において、
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の車両用充電装置を備えること
を特徴とする駐車場。
変圧器を有し、外部の配電線に接続され、該配電線から供給される電圧を前記変圧器により変圧し、変圧後の電力を外部へ供給する地上設置型変圧装置と、
前記変圧器による変圧後の電力を用いて充電される蓄電池と、
車両に対して充電を行う充電器とを用い、
前記充電器が必要とする電力を含む電力需要が所定の第１の需要量未満である場合に、前記変圧後の電力を用いて前記蓄電池を充電し、前記充電器により、前記変圧後の電力を用いて前記車両に対して充電を行い、
前記電力需要が前記第１の需要量以上であり、前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が、前記第１の需要量を超過する所定の第２の需要量未満である場合に、前記充電器により、前記変圧後の電力及び前記蓄電池に充電されていた電力の両方を用いて前記車両に対して充電を行い、
前記蓄電池の充電量が所定の閾値以上であり、前記電力需要が前記第２の需要量以上である場合に、前記充電器により、前記変圧後の電力を用いずに、前記蓄電池に充電されていた電力を用いて前記車両に対して充電を行うこと
を特徴とする充電方法。