JP7306767B1 - 電源自動切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】限られた設備容量の集合駐車場において、複数の電気自動車をより簡易な構成で、効率的に充電することができる電源自動切替装置を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決する本願発明は、複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替装置であって、電源自動切替装置Ｘは、複数の駐車場と、該駐車場の各々に対応づけられる識別子と、充電指示を受付け、該識別子に基づいて電力供給先の切替を制御する制御部４と、を備え、制御部４は、該充電指示と該識別子とを結びつけて記憶する記憶部４５と、該充電指示を受取った時刻が早い順に該識別子に優先順位を付与する優先順位付与処理、を行う演算部４６と、該優先順位の順番で所定の時間ごとに該電力供給先を切替える切替部４１と、を有する電源自動切替装置である。【選択図】図６

Description

本発明は、限られた設備容量でも、複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替装置に関する。

近年、電気自動車の普及が進んでおり、ガソリン車の規制に舵を切る動きも出ている。この電気自動車は二次電池を積んでおり、その充電を行う設備を充実させることが副次的な課題である。その充電設備においては、一か所の充電スタンドを複数台の電気自動車で共有する方が、効率的な運用が可能であり、そうした事情から、複数の電気自動車に電力を割り振って充電できるシステムが開発されてきた。

特許第５５２９７０３号公報

特許文献１には、集合駐車場における様々な条件や利用者等の要求に対応しつつ、一台の急速充電装置で複数台の電気自動車を効率よく充電できるようにする充電装置が開示されている。しかしながら、駐車場で使用できる電力は契約の内容によるものであり、駐車場自体で使用することができる電力の最大量（以下、設備容量と称す）が小さい場合は、大電圧で急速充電を行ったり、１か所の電源から同時に複数台を充電したりすることは難しい。

また、既存の集合駐車場に、充電用の設備を後付けする場合であっても、駐車場の建設時に設備の追加が想定されておらず、各駐車場に大掛かりな充電スタンドを設置できないケースも考えられる。また、設置や保守に要するコストの観点からは、電気自動車の台数増加に合わせて、充電設備を容易に拡張可能とするのが好ましい。

また、複数の車両を充電可能な設備においては、車両ごとの電池残量を検出し、全車両の電池残量割合が均等になるように充電するものが多い。この形態は細やかな充電サービスが可能だが、一方で各車両との通信が必要であり、システムの統合が必要など構成上の複雑化が避けられない。また極端に電池残量が少ない車両が１台加わるだけで、他の車両の充電がなかなか進まないというデメリットも存在する。

本発明は、上記の課題に鑑み、限られた設備容量の集合駐車場において、複数の電気自動車をより簡易な構成で、効率的に充電することができる電源自動切替装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替装置であって、該電源自動切替装置は、複数の駐車場と、該駐車場の各々に対応づけられる識別子と、該識別子ごとに充電指示を受付け、該充電指示に基づいて電力供給先の切替を制御する制御部と、を備え、該制御部は、該充電指示と該識別子とを結びつけて記憶する記憶部と、該充電指示を受取った時刻が早い順に該識別子に優先順位を付与する優先順位付与処理、を行う演算部と、該優先順位の順番で所定の時間ごとに該電力供給先を切替える切替部と、を有する。
このような構成によって、限られた設備容量の集合駐車場において、複数の電気自動車をより簡易な構成で、効率的に充電することができる。

本発明の好ましい形態では、該演算部は、一の該識別子について、所定時間内に該充電指示を受けた回数を該充電指示と合わせて該記憶部に記憶させる回数記録手段と、ある該識別子に係る該充電指示について、該回数が所定の回数よりも大きい場合に、電力供給の順番が最後になるように該優先順位を付す優先順位変動手段と、を有する。
このような構成によって、頻繁に駐車と退出を繰り返す電気自動車だけに充電回数が偏らないよう調整することができる。

本発明の好ましい形態では、使用者が充電指示を入力する操作盤を備える。
このような構成によって、簡易なシステム構成で、複数の電気自動車を順番に充電することができる。

本発明の好ましい形態では、該計時部は、該識別子ごとに該電気自動車への電力供給を開始又は終了する時刻を計測する。
このような構成によって、各電気自動車への充電を容易に切替えることができる。

本発明の好ましい形態では、該制御部は、該駐車場の使用状況、又は指定された使用情報、又は該所定の時間の、少なくとも一をもとに料金を計算する算出部を有する。
このような構成によって、充電量に対応する適切な料金額を容易に提示することができる。

上記課題を解決する本発明は、複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替方法であって、複数の駐車場と、該駐車場の各々に対応づけられる識別子と、該識別子ごとに充電指示を受付け、該充電指示に基づいて電力供給先の切替を制御する制御部と、を備え、該制御部は、記憶部と、演算部と、切替部と、を有し、該記憶部は、該充電指示と該識別子とを結びつけて記憶する記憶処理を行い、該演算部は、該充電指示を受取った時刻が早い順に該識別子に優先順位を付す優先順位付与処理、を行い、該切替部は、該優先順位の順番で所定の時間ごとに該電力供給先を切替える切替処理を行う。
このような構成によって、限られた設備容量の集合駐車場において、複数の電気自動車をより簡易な構成で、効率的に充電することができる。

本発明の好ましい形態は、該電源自動切替制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
このような構成によって、限られた設備容量の集合駐車場において、複数の電気自動車をより簡易な構成で、効率的に充電することができる。

上記課題を解決する本発明は、限られた設備容量の集合駐車場において、一か所の電源から複数の電気自動車の充電をより効率よく行う電源自動切替装置を提供する。

本発明の第一の実施形態における、電源自動切替装置、駐車場及び電気自動車の模式図である。 本発明の第一の実施形態における、制御部のブロック図である。 本発明の第一の実施形態における、電源自動切替装置の挙動を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態における、電源自動切替装置の別の挙動を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態における、データセットを升目状にまとめたテーブルである。 本発明の第三の実施形態における、電源自動切替装置の模式図である。 本発明の第三の実施形態における、集合駐車場での駐車時間と充電時間をまとめたテーブルである。

以下、図面を用いて、本発明の各実施形態に係る電源自動切替装置について説明する。説明は、実施形態の構成、実施の方法、他の実施例の順に詳述する。
なお、以下に示す各実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の各実施形態に限定するものではない。

また、各実施形態の説明において、制御部４、及び処理、手段と称する構成があるが、ここでは、広義の回路を含むハードウェアと、このハードウェアを介して実現されるソフトウェアの情報処理と、を含み得る。

≪第一の実施形態≫
電源自動切替装置Ｘは、図１に示すように、電力を供給する商用交流電源１と、設備或いは建物の階層ごとに電力を分配する配電盤２と、電力の細かい分配や接続切替を行う分電盤３と、分電盤３の先で電力供給を制御する制御部４と、制御部４の出力側に接続される充電用配線５と、複数の駐車スペースからなる集合駐車場７と、を備え、駐車スペースのそれぞれに、識別子として駐車場番号（以下ＰＮと称す）８が設けられている。各駐車スペースには、電気自動車（以下ＥＶと称す）６が駐車され、制御部４から充電用配線５を経由して各ＥＶ６が商用交流電源１と電気的に接続され充電される。また、充電用配線５、ＥＶ６、駐車スペース、及びＰＮ８の数は、図面上での数と異なってもよい。

商用交流電源１は、一般的な家庭用、又は業務用の電源であり、配電盤２は、変圧器を有する配電盤である。使用可能な電力の最大値は、電源自動切替装置Ｘを設置する場所ごとの電力の契約内容又は設備容量により、この最大電力量を下回る範囲でＥＶ６の充電が行われる。

分電盤３は、ブレーカ３１を有する分電盤であり、後述する充電用配線５の電力供給元を辿ると、すべてブレーカ３１に至る。本発明において、ブレーカ３１は１台のみであることが好ましい。このような構成によって、駐車場の電源に最低限の容量しか割り当てることができない電力の契約又は設備容量であっても、複数台のＥＶ６を充電するための電力供給の制御を行うことができる。

ブレーカ３１は、周知の配線用遮断器であり、電源自動切替装置Ｘの安全装置として機能する。特に、後述する複数の充電用配線５への電力供給量の総量と、分電盤３で扱うことができる最大電力量とを比較し、前者が後者と等しい又は上回る場合に送電を遮断する。配電盤２及び分電盤３は後述する制御部４と一体に構成することも可能であるが、制御部４を分電盤３の先に後付けできる構成としてもよい。

制御部４は、図２に示すように、ＥＶ６の充電先を切替える切替部４１と、充電の電力供給を時刻又は時間を基準に切替えるために時刻及び時間を計測する計時部４２と、設備使用料を計算する算出部４３と、ＥＶ６の駐車及び退出を検出する検出部４４と、駐車場の使用状況や時刻などのデータを記録しておく記憶部４５と、データをもとに充電計画を決定する演算部４６と、を有する。以下、この時刻又は時間を基準に、現在時刻より後の充電先のＰＮ８を決定したものを充電計画と呼ぶ。また、制御部４は、１か所の商用交流電源１から供給された電力を、切替部４１を経由してＥＶ６に供給し、集合駐車場７内の全ての充電先への電力供給を一括で管理及び制御する。

切替部４１は、選択された充電先に電力を供給するために、送電回路を切替える部分である。切替の方法は、接点切替型としても、半導体によるスイッチングを用いる構成としてもよい。同時に電力を供給するＥＶ６は１か所が好ましいが、設備容量に余裕がある場合は、２か所以上に増やしてもよい。このような構成によって、少ない電力契約の場所でも、安価に複数台のＥＶを充電することができる。

計時部４２は、ＥＶ６への充電時刻を検出又は充電時間を計測し、計測された時刻又は時間のデータを制御部４が記憶部４５に伝達することで、切替部４１による充電先の切替時刻を決定する。計測するのは、ＥＶ６への充電開始時刻及び所定の充電時間、又は「毎時Ｎ分で充電先を切替える」のように予め指定された充電切替時刻である。ここで、充電開始時刻は、使用者若しくは充電計画によって「ｘｘ時ｙｙ分に充電を開始する」と決定された時刻であり、充電時間は、「時刻は問わず、ｎ分だけ充電する」と決定された時間である。このような構成によって、時間情報だけでＥＶ６の充電を切替えることができる。また、計時部４２は、必要に応じて、ＥＶ６への充電を終了する時刻（充電終了時刻）を計測する機能を有してもよい。

切替部４１は、計時部４２で計測された所定の時刻又は時間によって、充電先となる充電用配線５、すなわち駐車スペースを切替える。充電先を切替える所定の時間は任意で設定され、実施形態によっては集合駐車場７の使用状況に合わせて充電時間を柔軟に変更できる構成としてもよい。また、計時部４２より、所定時間の経過や指定時刻の到達が伝達されても、使用中の駐車スペースが１か所のみ等、集合駐車場７の利用状況によっては、充電先を切替えない場合があってもよい。

算出部４３は、各駐車スペースの設備使用料を計算し、使用者に請求する。使用者が設定した駐車場退出予定時刻（充電用配線５の接続を外して、ＥＶ６で駐車スペースから退出する時刻。以下同じ）をもとに、設備使用料を計算し、前払いで請求する構成としてもよく、またＥＶ６の駐車場退出時に、ＰＮ８の情報から駐車場利用時間及び／又は充電時間より設備使用料を計算し、後払いで請求する構成としてもよい。算出部４３での設備使用料の計算については、使用者がデータを入力した時刻から駐車場退出予定時刻までの時間の全てで充電を行う場合の電気代を基準値に、使用中の駐車スペースの数で基準値を除す機能や、各駐車スペースの使用予定時間比に対応する重み付けをして当該駐車スペースの充電時間を決定し、その時間で充電を行うときの電気代とする機能を有する構成が想定され、更に駐車スペースの場所利用料を加算した設備使用料を使用者に請求する。

制御部４は、図２に示すように、集合駐車場７の使用状況を検出する検出部４４を有する。この検出部４４は、充電用配線５がＥＶ６に接続されているか否かを判断する構成でもよく、集合駐車場７を撮影するカメラや赤外線センサ、重量センサなどを用いる構成でもよい。検出部４４で検出された集合駐車場７の使用状況は、計時部４２、記憶部４５及び演算部４６に伝達される。

記憶部４５は、検出部４４でＰＮ８ごとに検出された使用状況、又は使用者が入力したＰＮ８毎の使用予約情報と、計時部４２で計測された時刻又は時間と、をデータとして記憶し、使用状況又は使用予約情報とＰＮ８、また必要に応じて計時部４２から伝達された時刻又は時間の情報と、を結び付けたデータセットとして記憶する。

演算部４６は、記憶部４５に記録されたデータ又はデータセットを読み出し、各種データや計時部４２で計測された時刻又は時間を用いて各駐車スペースへの電力供給の順番を決定して充電計画を作成し、必要に応じて充電計画を修正する。

電源自動切替装置Ｘは、使用者が情報を入力するための操作盤（図示せず。図６を参考）を有する。操作盤は、制御部４の近くにあっても、集合駐車場７の出入口付近にあってもよい。操作盤は、使用者に駐車場退出予定時刻又は充電時間の入力を要求する表示部、及び使用者が駐車場退出予定時刻又は充電時間を入力する入力部を有し、入力されたデータを記憶部４５及び切替部４１に転送する。要求から一定時間以上データが入力されない、又は充電なしと入力される場合は、充電なしと判断し、記憶部４５及び演算部４６に伝達する。また、電源自動切替装置Ｘが前述の算出部４３を有する場合は、操作盤は周知の支払装置を有し、使用者が設備使用料をその場で支払うことが可能な構成とするのが好ましい。

充電用配線５は、切替部４１の出力側と、ＥＶ６の各車を電気的に接続する配線である。その途中には、ＥＶコンセント及び電気自動車用充電プラグも含まれ、形態によっては、交直変換装置も含まれる。また、切替部４１の出力側から、各駐車スペースと同数だけ伸び、ＥＶコンセントが各駐車スペースに設置され、充電用配線５のそれぞれが、後述する駐車スペースのそれぞれと１対１で対応づけられる構成が好ましい。このほか、配線の都合上、途中で配線ハブなどを用いて、より多くの駐車スペースに充電用配線５を分配してもよい。このとき、配線ハブは切替部４１と連動し、駐車スペース毎で充電先を決定可能とする。また、ＥＶコンセントは、ＥＶ６からの充電プラグを接続したか否かを判定する判定手段を有し、検出部４４がこの機能を有してもよい。判定手段は、端子により電気的な接続を検出する構成が好ましいが、安価に製造するためには、充電プラグに押圧される押圧ボタン式を用いてもよく、また他の構成を用いてもよい。

ＥＶ６は、充電プラグを備える一般的な電気自動車である。ここでは、二次電池のみの電気自動車のほか、プラグインハイブリッド車なども含み、車種についても、特に限定されない。

集合駐車場７は、１か所にＥＶ６を１台停めることができる駐車スペース（駐車場）を有し、これを複数並べて集合駐車場７とする。各駐車スペースは、各場所を識別可能なＰＮ８が設定されている。集合駐車場７の出入口は、１か所のみ設け、それに隣接するように制御部４及び操作盤を設置する構成が好ましい。このような構成によって、操作盤が使用者の動線上にあるため、時間指定などの入力漏れを防ぐことができる。また、ＥＶ６の駐車を自動で検出する場合、集合駐車場７への入退出を管理する検出部４４などの設備を１か所に集約することができる。

ＰＮ８は、各駐車スペースに１対１で対応づけられた識別子であり、集合駐車場ごとに各駐車スペースの場所を特定可能にする。また、切替部４１の出力側に接続される充電用配線５の１本１本とも対応づけられており、制御部４が、充電先の判断にＰＮ８を活用可能な構成とする。このような構成によって、電池残量や車両識別ＩＤなどのＥＶ６についてのデータを必要とせず、ＰＮ８を制御部４で用いるデータとしてそのまま使用することができる。なお、本実施形態では、駐車スペースのうち、ＰＮ８として「１」が付されたものを「第一駐車スペース７１」と呼称する。以下、第二駐車スペース７２～第四駐車スペース７４も同様である。

切替部４１は、ＰＮ８で指定された第一駐車スペース７１～第四駐車スペース７４の場所と、計時部４２で計測された時刻及び時間と、を紐づけ、紐づけられたデータセットをもとに第一駐車スペース７１～第四駐車スペース７４に充電時刻及び時間を設定し、所定の時間ごとに充電先を切替え、対応する充電用配線５を通じて送電する。この切替は、時刻又は時間に依存し、ＥＶ６の電池残量には依存しないため、充電先のＥＶ６が満充電か否かに関わらず、時間で充電を切替える。但し、安全のため、充電先のＥＶが満充電になった場合は、充電を停止し、該当する充電用配線５を充電の対象から外す構成としてもよい。

切替部４１で充電先を切替える所定の時間は、使用者が任意に設定可能である。電源自動切替装置Ｘの設置場所に合わせて、１分～６時間などから任意の時間を設定できる。この時間を予め１つに定める構成とするとシステムを簡略化することが可能だが、集合駐車場７の使用実態に合わせて、１分～６時間などの範囲を決め、そこから任意の時間を選択可能な構成としてもよい。この場合は、集合駐車場７の使用状況や、使用者が設定した充電時間及び／又は駐車場滞在予定時間をもとに充電開始時刻又は充電時間を設定する。このとき、演算部４６は、各駐車スペースの使用予定時間の比を取る機能を有していてもよく、さらに、使用予定時間が相対的に極端に短い駐車スペースがある場合は当該駐車スペースに長めに充電時間を取る補正を加える機能を有していてもよい。この場合は、演算部４６によって設定された充電開始時刻又は充電時間をもとに、操作盤で使用者が充電先を切替える時間を再設定できる構成が加わると好ましい。

制御部４は、充電用配線５の全体に供給される電力量が、分電盤３で扱える最大電力量に達するか、又は上回るかを判定する判定部４７を有してもよい。この判定部４７は、演算部４６で決定された充電計画による、充電用配線５への総電力供給量が、分電盤３の容量以上になる場合に、充電計画の再構築を命じ、それでも充電が行われようとする場合は、切替部４１の接点を強制的に遮断する、又はブレーカ３１に指示を出して送電を遮断することで、電源自動切替装置Ｘに過電流が流れないようにする。

図３に示すフローチャートは、集合駐車場７にＥＶ６が駐車されたときに、電源自動切替装置Ｘが電力供給を制御する流れを示すものであり、前提として、電源自動切替装置Ｘが使用可能な最大電力量を設定する必要がある。この最大電力量は、電源自動切替装置Ｘを最初に設置する際に、その場所で契約されている電力量で決定され、原則は契約の当事者によって人為的に設定されるが、電源自動切替装置Ｘが電流計、電圧計などの測定手段を備える場合、測定値によって自動的に設定される機能を有してもよい。この値を記憶部４５に記憶させておき、判定部４７で常に読み出し可能とする。

以下、図３を用いて、電源自動切替装置Ｘで行われる充電先切替の手順を説明する。但し、以下に示すものはあくまで一例であり、下記のような手順に限定されるものではない。

ＥＶ６が集合駐車場７に入り、空いている任意の駐車スペースに停車すると、電源自動切替装置Ｘは、図３に示すように充電切替システムを開始する。このとき、検出部４４を有する構成であれば、ＥＶ６の検出を記憶部４５及び演算部４６に伝達することで容易にシステムを開始することができる。

制御部４は、最初のステップＳ９０において、駐車したＥＶ６に電源自動切替装置Ｘの充電プラグが接続されたか否かを判定する。充電プラグの接続が確認されると、当該駐車スペースを充電待機状態として確認し（Ｓ９１）、次のステップＳ９２へ移行する。充電プラグがＥＶ６に接続されていないと判定される場合は、充電利用なしと判断し、当該駐車スペースに対するシステムは終了する。

制御部４は、Ｓ９１において、当該駐車スペースの充電待機状態を確認したのち、次のステップＳ９２は、確認された駐車スペースに充電の電力を供給するか判定する。ここで、操作盤が「充電しない」との入力を受け付けた、又は入力が確認されない、充電プラグに破損等の異常が確認される、充電プラグの接続先が車種違い等、集合駐車場７の使用ルールを満たしていない、等の理由で充電しないと判断される場合は、制御部４は、充電利用なしと判定し、当該駐車スペースに対するシステムを終了する。充電すると判定される場合は、次のステップ（Ｓ９３）へ移行する。

ステップＳ９３は、使用者がＰＮ８及び／又は充電時間を指定し、入力するステップである。使用者がＥＶ６を駐車した時点で、ＰＮ８が何らかの手段で特定されている場合は、使用者がＰＮ８を入力する要素は省略してもよい。また、時間指定入力については、使用者が入力するデータは駐車場退出予定時刻であっても、駐車場使用予定時間であっても、充電時間指定であってもよい。この入力においては、ｘｘ時ｙｙ分と手入力する構成でも、表示された時刻又は時間から選択する構成であってもよい。使用者からの入力データが確定したら、次のステップ（Ｓ９４）へ移行する。

ステップＳ９４は、Ｓ９３にて新たにデータが入力された時点で、制御部４が他の駐車スペースの利用があるか否かを判定する。他の駐車スペースの利用がない場合は、充電先の駐車スペースはデータが入力された１か所（１台分）のみなので、その使用者に決済を要求する。他の駐車スペースの利用がある場合は、それを確認するステップ（Ｓ９５）へ移行する。

ステップＳ９５は、Ｓ９４にて新たにデータが入力された駐車スペースのほかに、既に充電待機状態の車両があると判定された後に、記憶部４５及び／又は演算部４６で集合駐車場７全体での利用車両数を確認し、各駐車スペースへの充電開始予定時刻を確認するステップである。全駐車スペースの情報が揃ったら、次のステップ（Ｓ９６）へ移行する。

ステップＳ９６は、各駐車スペースへの充電予定時間帯に重複があり、同時に充電を要求している駐車スペース数が、同時に充電可能な配線数より多いか否かを、制御部４（又は判定部４７）が判定するステップである。使用中の駐車スペース数が多いと判定される場合は、演算部４６は、決済した順番に充電先を切替えるようソートする（Ｓ９７）。決済した順番にソートするときは決済の時刻と該当するＰＮ８を紐づける。また、判定部４７によって設備容量を下回る電力量で充電可能かを判定するのもこのステップに含まれる。

ステップＳ９８は、新たにデータを入力した駐車スペースにおいて、算出部４３が設備使用料の決済を行うステップである。この形態では前払いであるが、充電後に後払いで決済のステップを設ける構成としてもよい。また、前払いか後払いかに関わらず、駐車場退出時刻の前後関係によっては、決済した順番にソートすることが不適当な場合もあるため、ステップＳ９７のソートは駐車場退出予定時刻が早いＥＶ６（駐車スペース）から順番とする、或いは駐車スペース毎の延べ充電時間（継続して駐車し続けている特定のＥＶ６が充電された時間の合計）が短い順に重み付けするなど、別の計算方法を用いる構成が加えられると好ましい。

ステップＳ９９は、演算部４６にて指定時間だけ充電対象となった駐車スペースのＥＶ６に、切替部４１が接続先の充電用配線５を切替え、充電するステップである。指定時間は、予め決められた単位時間を用い、指定時間経過後に、切替部４１が充電先を切替える。

指定時間経過後、新たにＥＶ６が集合駐車場７に入って来ない場合は、充電先を切替えるにあたり、演算部４６が前述のように駐車場退出予定時刻が早い順番、最後に充電してから経過した時間が長い順番などの基準でＰＮ８をソートし、切替部４１が充電先（接続先の充電用配線５）を切替える。

＜実施例＞
以上の充電先切替の手順を図１の形態に適用すると、以下のようになる。但し、以下に示すのはあくまで一例であり、説明の範囲に限定されるものではない。

まず、第一駐車スペース７１～第四駐車スペース７４のうち、ＰＮ８として「１」が割り当てられている第一駐車スペース７１にＥＶ６が駐車されているとする。この状況で、別のＥＶ６が第二駐車スペース７２に駐車された場合、その駐車時刻と、第二駐車スペース７２を利用した使用者によって指定された駐車場退出予定時刻と、をＰＮ８の「２」と紐づけ、第二駐車スペース７２へ充電可能な時間を算出し、他の各駐車スペースへの充電可能時間と照合して、第一駐車スペース７１及び第二駐車スペース７２に充電を行う時間を決定する。１か所について充電を行う時間は、駐車した時刻を基準に決定してもよく、毎時Ｎ分のように決められた時刻で決定してもよい。また充電時間の決定は、前述のように一定でもよく、各駐車スペースの使用状況によって柔軟に変更可能としてもよい。但し、特定のＥＶ６の充電時間だけが極端に長くならないように、駐車スペース毎に総充電時間の制限を設けてもよい。

電源自動切替装置Ｘは、以下のような構成を用いてもよい。但し、以下に示すのはあくまで変更例であり、説明の内容に限定されるものではない。

切替部４１は、各駐車スペースにＥＶ６が駐車された時刻と、駐車場退出予定時刻を各駐車スペース間で比較し、駐車時間すなわち充電可能時間が最も短い駐車スペースから優先して充電を行う。

電源自動切替装置Ｘは、駐車場の使用状況や設置場所の条件によっては、駐車場退出予定時刻が指定されない場合も想定される。このような場合には、制御部４は、使用中の駐車スペースについて、ＰＮ８をもとに充電先を決定し、切替える。駐車スペースごとにＥＶ６が駐車された時刻をもとに、駐車されてから一定時間以内の駐車スペースがあれば、そこに駐車されているＥＶ６が優先的に充電されるように、演算部４６は、まず当該駐車スペースを割り込ませるように充電計画を更新し、次に、最後に充電した時刻から最も長い時間が経過している駐車スペースに充電を行うように、ＰＮ８をソートし、充電計画を決定する。

以下、図面を用いて、本発明の第一の実施形態に係る実施の方法について詳述する。また、以下に示す実施の方法は一例であり、実施の方法はこれに限られず、順番は前後してもよい。

使用者は、まずＥＶ６を運転して電源自動切替装置Ｘを備える集合駐車場７に入り、空いている任意の駐車スペースにＥＶ６を駐車する。その後、ＥＶ６を充電するために充電プラグをＥＶコンセントに接続する（Ｓ９０）と、制御部４へ充電待機情報が伝達される（Ｓ９１）。充電プラグを接続しない場合は、充電利用なしと判定され、充電設備に関するシステムは終了する。

次に使用者は、ＥＶ６を充電する場合（Ｓ９２）、ＰＮ８及び／又は充電時間を入力する（Ｓ９３）。制御部４は、この入力データをもとに、充電先の切替えを決定していく。

その後、制御部４がステップＳ９４～Ｓ９８までを処理し、使用者は、決済情報を確認し、その場又は集合駐車場７使用後に設備使用料を支払う。前払いの場合は、決済終了後、切替部４１は決定された充電先に送電を切替え、ＥＶ６の充電を開始する。

以下、図面を用いて、本発明の第二の実施形態に係る電源自動切替装置について説明する。なお、先述した第一の実施形態と重複する構成については、同じ符号を用い、説明を省略する。

≪第二の実施形態≫
電源自動切替装置Ｘがマンションなどの集合住宅に併設される集合駐車場７に設置され、集合住宅の住民が電源自動切替装置Ｘを使用する場合、集合駐車場７の使用者と、各駐車スペースとの組み合わせが長期間変動しないことが想定される。このような状況下では、使用者が毎回駐車場退出予定時刻を設定したり、制御部４で毎回同じような充電先の決定を行ったりするのは非効率である。このため、各駐車スペースの使用状況の規則性を把握し、それに合わせた充電先の切替えを行う構成としてもよい。

電源自動切替装置Ｘが表示部を有する場合、データセットの表示は、図５に示すように、升目の態様でテーブルにしてもよい。このような構成によって、駐車場の使用データを扱いやすくなるほか、ユーザインタフェースとして使用する場合においても、使用者及び集合駐車場７の管理者が、駐車場の使用状況を容易に確認することができる。表示形式としては、図５に示すように、各駐車スペースが通常時に使用される時間に着色する方法が挙げられる。

演算部４６は、入力された各駐車スペースにおける駐車場使用予約情報と、記憶部４５に記憶されたデータセットとを比較し、重複がある場所を探す。重複がある場合は、重複以外の駐車場滞在予定時間が最も短いＰＮ８に充電先を割り当てる。これを重複車両数の多い順に行う。また、それでも駐車場滞在予定時間が指定時間より長いＰＮ８が複数ある場合、演算部４６は、残り時間の中で各駐車スペースの充電時間が均等かつ充電開始時刻が周期的になるように充電計画を修正し、充電先を割り当てる。

切替部４１は、演算部４６で作成された充電計画をもとに、充電先を切替える。各駐車スペースの使用状況に規則性がある場合、使用者からの指定や演算部４６での充電計画の作成がない場合でも、使用状況の規則性に合わせて充電先を切替え可能とする構成が好ましい。

本実施形態においては、電源自動切替装置Ｘの使用者は、マンションなどの集合住宅の住民であることが想定されるため、設備使用料を計算し、使用者に請求する算出部４３を有する場合は、充電時間をもとに設備使用料を計算し、月単位での請求額を決定し、使用者の銀行口座や電子決済などと連携して決済する構成が好ましい。

また、本実施形態では、住民のイレギュラーな不在や、引っ越しによる入れ替わりが想定されるため、充電切替の中止や、充電計画のリセットをＰＮ８毎に行える操作盤を有し、記憶部４５及び演算部４６にその指示をすることが可能な構成が好ましい。また、規則的な利用の中でも、使用者によってはＥＶ６の駐車、発車時刻に変動が想定されるため、図５に示すような充電可能時間の両端は、変動により充電が行われない時間帯（変動有使用時間）とし、演算部４６において、充電計画に組み込まない扱いとしてもよい。

以下、図面を用いて、本発明の第二の実施形態に係る実施の方法について詳述する。また、以下に示す実施の方法は一例であり、実施の方法はこれに限られず、順番は前後してもよい。

使用者は、まずＥＶ６を運転して電源自動切替装置Ｘを備える集合駐車場７に入り、契約などで定められた駐車スペースにＥＶ６を駐車する。このとき、検出部４４がＥＶ６の駐車を検出し、対応するＰＮ８と紐づける。その後、ＥＶ６を充電するために充電プラグをＥＶコンセントに接続すると、制御部４へ充電待機情報が伝達される。充電プラグを接続しない場合は、充電利用なしと判定され、充電に関するシステムは終了する。

その後使用者は、記憶部４５と、演算部４６と、切替部４１と、計時部４２と、がＥＶ６を充電するのを待てばよく、決済において、集合駐車場７内で支払う必要がない場合は、次にＥＶ６を使用するまで操作をする必要はない。

上記の実施形態のほか、電源自動切替装置Ｘは、以下のような構成を有してもよい。但し、以下に示す実施例はあくまで変更例であり、一部または全部を有してもよく、また有さなくてもよい。

電源自動切替装置Ｘは、操作盤を有してもよく、該操作盤は、ＥＶ６を所有する使用者がＥＶ６を満充電にするよう指定可能な構成を有する。満充電の指定がある場合は、制御部４、又は演算部４６において、その指定があった駐車スペースを優先的に充電するように充電計画の更新を行うなど、充電計画決定の判断材料とする。

電源自動切替装置Ｘは、使用者に現在の集合駐車場７の使用状況を示す表示部を有してもよい。該表示部は、使用者がＰＮ８及び／又は充電時間を入力するとき、入力されたデータと、集合駐車場７の使用状況と、を照合し、新たにデータが入力されたＥＶ６を充電可能な時間の目安を使用者に表示する。また、前述の操作盤と表示部が一体になっていてもよい。

記憶部４５は、集合駐車場７の使用状況に規則性がある場合、そのデータを記憶するが、使用者の生活実態により、曜日ごとに使用状況が異なる場合がある。このため、駐車時間と、ＰＮ８と、の他に、曜日を加えたデータセットを記憶することとし、適切な充電計画の作成に用いる。

検出部４４は、集合駐車場７内において、数日～数週間など、長期間駐車されており、尚且つ使われていないＥＶ６を検出する場合、それを演算部４６に伝達する。演算部４６は、この情報を受けて、該当するＰＮ８より、電力供給を受けるよう指示を出す。すなわち、充電された状態で長時間放置されているＥＶ６に放電させ、別のＥＶ６の充電に用いる。このような構成によって、充電された状態で放置されたＥＶ６のバッテリーが早く劣化する事態を防ぐことができる。

電源自動切替装置Ｘは、給電部に一般的なコンセントプラグを備える構成としてもよい。このような構成によって、商用交流電源１と、配電盤２と、分電盤３と、については既存の電気設備を活用し容易に電源自動切替装置Ｘを設置することができる。

充電用配線５において、１か所のＥＶコンセントを複数の駐車スペースで共有する構成とする場合は、電源自動切替装置Ｘに操作盤を設け、使用者がＥＶコンセントと、ＰＮ８と、の両方を指定して入力する構成とする。このような構成によって、駐車時間が重複しない複数の駐車スペースが想定される場合や、全ての駐車スペースに１つずつＥＶコンセントを設置することができない場合にも対応可能となる。

以下、図面を用いて、本発明の第三の実施形態に係る電源自動切替装置について説明する。なお、先述した第一、第二の実施形態と重複する構成については、同じ符号を用い、説明を省略する。
なお、図７において、各ＰＮ８に係る２行のうち、上段の網掛け部分は駐車時間、下段の車線部分は充電時間を表す。

≪第三の実施形態≫
図６は、本実施形態に係る、電源自動切替装置Ｘの模式図である。本形態は、各駐車スペースにＰＮ８が付された集合駐車場７において、制御部４から充電用配線５が伸び、その先端には各駐車スペースにおいて充電コネクタ５１を有し、また使用者が充電指示を入力可能な操作盤９を備える。また、図６において、駐車スペース及びＰＮ８は１２まで示されているが、これより多くても、少なくてもよい。

充電用配線５は、切替部４１の出力側から伸び、途中にハブなどを介さずに各線が独立して各駐車スペースに至る。充電用配線５の各々の末端には、充電コネクタ５１が設けられる。また、充電用配線５は、集合駐車場７の床や壁に固定される、又は埋め込まれる構成が好ましい。このような構成によって、使用者が配線に引っ掛かり転倒する事故を防ぐことができる。

切替部４１の出力部は、充電用配線５を接続する接続部を有し、充電用配線５を１本ずつ、自由に着脱可能な構成であってもよい。このような構成によって、充電設備が必要な駐車スペースの増減に合わせて、電源自動切替装置Ｘを容易に拡張又は縮小することができ、最適な費用対効果を保って使用することができる。
特に、集合駐車場７が集合住宅の駐車場である場合、各ＥＶ６はＰＮ８によって駐車位置が決められており、また余分な駐車スペースもないことが多いため、需要に合わせて電源自動切替装置Ｘを適切に運用、管理することができる。

充電コネクタ５１は、ＥＶ６が備える充電プラグを接続し、そこからＥＶ６を充電するポートである。また、充電プラグを用いて充電可能な構成であれば、コネクタ以外の構成を設けず、地面や壁に固定される構成であることが好ましい。このような構成によって、各駐車スペースにおける占有空間を最小限に抑えるほか、制御部４との通信も不要となるため、電源自動切替装置Ｘ全体の構成を簡略化でき、また安価に提供できる。

図７は、図６に示す１２の駐車スペースを有する集合駐車場７において、各駐車スペースの駐車時間と、駐車されたＥＶ６の充電時間をまとめたタイムテーブルである。このタイムテーブルに従い、電力供給先（充電先）が切替えられる。以下、その処理を説明する。

制御部４は、操作盤９を介して使用者からの充電指示を受取る。ここでの充電指示とは、充電コネクタ５１に充電プラグが接続された駐車スペース、若しくはそのＰＮ８において、そこに使用者が駐車したＥＶ６に充電を行う命令（コマンド）であり、少なくとも充電を行うか否かの指定と、その指定のために操作盤９が操作された時刻と、の２つの情報からなる。

記憶部４５は、充電指示のデータと、その電力供給先である駐車スペースのＰＮ８とを結びつけ、データセットとして記憶する記憶処理を行う、揮発性メモリである。集合駐車場７に複数のＥＶ６が駐車され、同時に充電を待っている場合は、データセットが複数記憶されており、それらを基に、演算部４６が充電の順番を決定する。

演算部４６は、計数処理、優先順位付与処理、繰上処理を行い、ＥＶ６を充電する順番を決定するプロセッサであり、ここで決定された充電の順番を再度記憶部４５に記憶させ、さらに切替部４１に充電先を切替えさせ、以上の各処理を繰り返し行う。以下、計数処理、優先順位付与処理、繰上処理について説明する。

計数処理は、記憶部４５に記憶されているデータセットの個数を数えるステップである。計数処理は常時行われるのではなく、充電指示があり、データセットが新たに記憶された直後や、１台のＥＶ６の充電が終了した直後に行われるのが好ましい。これにより、同時に充電或いは充電の順番待ちをしているＥＶ６を適切なタイミングで把握でき、システムの動作量を抑えることができる。

優先順位付与処理は、同時に充電の順番待ちをしているＥＶ６の各々に係るデータセットについて、充電の順番を決定し、その順番通りに優先順位を付すステップである。優先順位は、各データセットに自然数の数値を紐づける方法で付され、例えば充電中のＥＶ６には「１」を付し、充電の順番待ちをしているＥＶ６には、「２」、「３」、「４」・・・と付していく。この数値が小さい順に充電先を切替えるものとし、切替部４１にそのコマンドを伝達する。

繰上処理は、切替部４１が充電先を切替えたときに、切替の直前に充電された、すなわち充電が終了したＥＶ６に係るデータセットを消去し、残りのデータセットの優先順位を繰上げるステップである。先述した優先順位の例によれば、優先順位「１」が付され充電されていたＥＶ６の充電が終了し、優先順位「２」が付されていたＥＶ６に充電先を切替えた処理をもって、充電が終了したＥＶ６のデータセットは削除され、新たに充電が開始されたＥＶ６の優先順位「２」が「１」に繰上げられる。その後に充電の順番待ちをしている各ＥＶ６の優先順位も、１ずつ繰上げられる。これにより、数値データを流用し、システムの容量を増やさずに処理を繰り返すことができる。

切替部４１は、演算部４６によって決定された充電切替の順番通りに、対応する充電用配線５に回路を切替える切替処理を行う部分であり、切替の信号は演算部４６から受け取る。また、この切替処理をもって、先述の繰上処理が演算部４６にて行われる。

制御部４、特に演算部４６は、所定の時間内（例えば当日以内、直近２日以内など）において、同一のＰＮ８について充電予約のデータセットが生成された回数をカウントし、記憶部４５に記憶させる回数記録手段を有する。さらに、回数記録処理を受けて、特定のＰＮ８について、カウントされた回数が所定の回数（予め設定された回数、又は他のＰＮ８に係る回数との相対値でもよい）より大きい場合に、優先順位の数字を他のデータセットの優先順位よりも大きく（すなわち、充電の順番が最後になるように）付す優先順位変動手段を有する。

優先順位変動手段の一例として、集合駐車場７に４台のＥＶ６が駐車しており、優先順位「１」のＥＶ６が充電中で、優先順位「２」～「４」のＥＶ６が順番待ちをしており、このうち優先順位「４」のＥＶ６は当日中４回目の充電予約に基づいて順番待ちをしているとする。ここに５台目のＥＶ６が駐車され、そのＰＮ８からこの日初めて充電指示があった場合、元々優先順位「４」であったＥＶ６の優先順位が「５」に繰下げられ、新たに充電予約があった５台目のＥＶ６の優先順位が「４」で付される、という処理が挙げられる。このとき、優先順位を繰下げる判断基準は、例えば充電予約の回数が当日中３回という基準値を超えているか否か、若しくは充電予約の回数が当日中４回目と１回目であり、その差が２回という基準値を超えているか否か、のいずれでもよい。また、各基準値の設定は、電源自動切替装置Ｘの製造時に設定してもよく、後から使用者が任意に設定可能としてもよい。

演算部４６によってＰＮ８ごとに優先順位が付され、充電の順番が決定されると、図７に示すように、所定の時間ごとに充電先が切り替わる。図７では３０分毎に切り替わるが、他の時間でもよい。また、全ての駐車スペースにおいて、１回当たりの充電時間は均等であることが好ましい。このような構成によって、ＥＶ６毎の電池残量を検出する必要がなく、簡易なシステムで複数のＥＶ６を順番に充電することができる。また、ＥＶ６の車種によるシステムの差異が電源自動切替装置Ｘのシステムに依存しないため、システムの統合が不要であり、電源自動切替装置Ｘの導入と、使用者のＥＶ６の購入との双方の障害を減らすことができる。さらに、使用者が１回当たりの充電量を容易に推測可能である。

記憶部４５は、各駐車スペースの利用状況及びその規則性を記憶する利用記録処理を行う。利用記録処理は、所定の期間ごとに現れる各駐車スペース利用の規則性を記録する処理である。これは、電源自動切替装置Ｘが集合住宅に併設される集合駐車場７に設置されている場合、使用者の生活実態に合わせて、１日、１週間、１か月などの所定の期間を１周期とし、各駐車スペースの利用状況に規則性を見出せる場合が想定されることによる。これにより、演算部４６による各種処理を省略し、記録されたデータを読み出して充電の順番を決定することができる。

制御部４は、ブレーカ３１の出力側に複数接続可能な構成としてもよい。このような構成によって、集合駐車場７の設備容量に余裕がある場合に、制御部４以降の部分を容易に増やし、一度に複数のＥＶ６を充電可能な設備に拡張することができる。

演算部４６は、操作盤９を介して使用者に充電開始予定時刻を伝える充電時刻表示処理を行う機能を有してもよい。これは、図７に示すように、ある駐車スペースにおける駐車時間が短く、充電状況によっては充電がされないままＥＶ６が退出する場合が想定されることによる。このような構成によって、使用者は充電の有無を事前に知ることができる。

前述のように、充電指示があるにも関わらず充電がされないまま集合駐車場７を退出するＥＶ６が発生するとき、演算部４６は、対応するＰＮ８について、優先順位付与処理で付された数値をデータセットごと取消し、その後の優先順位を繰上げる予約取消処理を行う。これにより、優先順位の数値が大きくなることを防ぎ、容量を抑えて処理を行うことができるほか、充電中のＥＶ６に係る優先順位が必ず「１」となるため、充電条件の異常、例えば充電中のＥＶ６の優先順位が「２」以上になる状態、による不具合を回避することができる。

Ｘ 電源自動切替装置
１ 商用交流電源
２ 配電盤
３ 分電盤
３１ ブレーカ
４ 制御部
４１ 切替部
４２ 計時部
４３ 算出部
４４ 検出部
４５ 記憶部
４６ 演算部
４７ 判定部
５ 充電用配線
５１ 充電コネクタ
６ 電気自動車（ＥＶ）
７ 集合駐車場
７１ 第一駐車スペース
７２ 第二駐車スペース
７３ 第三駐車スペース
７４ 第四駐車スペース
８ 駐車場番号（ＰＮ）
９ 操作盤

Claims (6)

1. 複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替装置であって、
   前記電源自動切替装置は、複数の駐車場と、前記駐車場の各々に対応づけられる識別子と、前記識別子ごとに充電指示を受付け、前記充電指示に基づいて電力供給先の切替を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記充電指示と前記識別子とを結びつけて記憶する記憶部と、前記充電指示を受取った時刻が早い順に前記識別子に優先順位を付与する優先順位付与処理、を行う演算部と、前記優先順位の順番で所定の時間ごとに前記電力供給先を切替える切替部と、を有し、
   前記演算部は、一の前記識別子について、所定時間内に前記充電指示を受けた回数を前記充電指示と合わせて前記記憶部に記憶させる回数記録手段と、ある前記識別子に係る前記充電指示について、前記回数が所定の回数よりも大きい場合に、前記優先順位を繰り下げる優先順位変動手段と、を有する電源自動切替装置。
2. 使用者が前記充電指示を入力する操作盤を備える、
   請求項１に記載の電源自動切替装置。
3. 前記制御部は、前記識別子ごとに前記電気自動車への電力供給を開始又は終了する時刻を計測する計時部を有する、
   請求項１に記載の電源自動切替装置。
4. 前記制御部は、前記駐車場の使用状況、又は指定された使用情報、又は前記所定の時間の、少なくとも一をもとに料金を計算する算出部を有する、
   請求項１に記載の電源自動切替装置。
5. 複数の電気自動車を充電可能な電源自動切替装置を制御する電源自動切替方法であって、
   前記電源自動切替装置は、複数の駐車場と、前記駐車場の各々に対応づけられる識別子と、前記識別子ごとに充電指示を受付け、前記充電指示に基づいて電力供給先の切替を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、記憶部と、演算部と、切替部と、を有し、
   前記記憶部は、前記充電指示と前記識別子とを結びつけて記憶する記憶処理を行い、
   前記演算部は、前記充電指示を受取った時刻が早い順に前記識別子に優先順位を付す優先順位付与処理と、一の前記識別子について、所定時間内に前記充電指示を受けた回数を前記充電指示と合わせて前記記憶部に記憶させる回数記録処理と、ある前記識別子に係る前記充電指示について、前記回数が所定の回数よりも大きい場合に、前記優先順位を繰り下げる優先順位変動処理と、を行い、
   前記切替部は、前記優先順位の順番で所定の時間ごとに前記電力供給先を切替える切替処理を行う電源自動切替装置を制御する電源自動切替方法。
6. 請求項５の電源自動切替方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
   
   

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