WO2013054680A1 - 設置型充電システム - Google Patents
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Definitions
- control unit 5 determines, based on the charging unit state data and the vehicle side command data, command data for setting the output power value of the second charging unit group 4-2 to zero, that is, a command value of the output current.
- the command data is set to zero, and the command data is transmitted to the charging units (CHG4 to CHG6).
- the output states of the charging units (CHG4 to CHG6) constituting the second charging unit group 4-2 are all “output stopped”.
Abstract
充電ユニットが故障している状態であっても、バッテリーへの充電を行うことができる設置型充電システムを提供する。 車両に搭載されたバッテリーを充電する設置型充電システム１であって、直流充電電力を生成する電源部２と、電源部２を構成する複数の充電ユニット３（ＣＨＧ１～９）と、制御ユニット（ＭＣＵ）５と、制御ユニット５と充電ユニット３との間でデータの送受信を可能にする第１ＣＡＮ通信ライン６とを備え、充電ユニット３は、自己の故障診断の結果に関する充電ユニット状態データを作成して制御ユニット５に送信し、制御ユニット５は、複数の充電ユニット３を複数の充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３にグルーピングしており、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、充電ユニットグループ単位で複数の充電ユニット３の出力状態を変更することを特徴とする。
Description
本発明は、車両に搭載されたバッテリーを充電する設置型充電システムに関し、特に複数の充電ユニットを備えた設置型充電システムに関する。
一般に、車両外部から供給される電力を用いてバッテリーを充電する手法は、車両に搭載された車載充電器を用いる手法と、充電ステーション等にある設置型充電システムを用いる手法とに大別される。
このうち前者の手法においては、車載充電器と家庭用コンセントとを接続し、車載充電器により、例えばＡＣ１００ＶをＤＣ２００Ｖに変換し、ＤＣ２００Ｖの充電電力で比較的ゆっくりとバッテリーを充電する。
一方、後者の手法においては、設置型充電システムにより、例えばＡＣ２００ＶをＤＣ４００Ｖに変換し、ＤＣ４００Ｖの充電電力でバッテリーを急速充電する。
このうち前者の手法においては、車載充電器と家庭用コンセントとを接続し、車載充電器により、例えばＡＣ１００ＶをＤＣ２００Ｖに変換し、ＤＣ２００Ｖの充電電力で比較的ゆっくりとバッテリーを充電する。
一方、後者の手法においては、設置型充電システムにより、例えばＡＣ２００ＶをＤＣ４００Ｖに変換し、ＤＣ４００Ｖの充電電力でバッテリーを急速充電する。
従来の設置型充電システムとしては、例えば、図７に示すように、１個の充電ユニット（ＣＨＧ）１０３からなる電源部１０２と、充電ユニット１０３を制御する制御ユニット（ＭＣＵ）１０５と、制御ユニット１０５と充電ユニット１０３との間でデータの送受信を可能にする第１ＣＡＮ通信ライン１０６と、充電ガン（コネクタ）１０９を介して制御ユニット１０５と車両との間でデータの送受信を可能にする第２ＣＡＮ通信ライン１０７と、充電開始等の操作を行うための液晶タッチパネルからなるＩ／Ｆ部１０８とを備えたものが知られている。
この設置型充電システム１００では、電源部１０２を構成する１個の充電ユニット１０３により交流の入力電力が直流の充電電力に変換され、該充電電力が充電ガン１０９を介して車両に供給される。
この他、１個の充電ユニットからなる電源部を備えた従来の設置型充電システムとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
この他、１個の充電ユニットからなる電源部を備えた従来の設置型充電システムとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
上述したように、従来の設置型充電システム１００では、電源部１０２が１個の充電ユニット１０３により構成されているため、充電ユニット１０３に故障が生じた場合、バッテリーに供給される充電電力が大きく変化してしまう。
しかも、ＣＨＡｄｅＭＯ規格では、充電中に充電電力が変化した場合、充電を停止しなければならないことが規定されている。このため、従来の設置型充電システム１００では、充電ユニット１０３に故障が生じると、バッテリーへの充電を停止せざるを得ないという問題があった。
また、従来の設置型充電システム１００では、充電ユニット１０３の故障が直るまで、バッテリーへの充電を再開することができないという問題もあった。
しかも、ＣＨＡｄｅＭＯ規格では、充電中に充電電力が変化した場合、充電を停止しなければならないことが規定されている。このため、従来の設置型充電システム１００では、充電ユニット１０３に故障が生じると、バッテリーへの充電を停止せざるを得ないという問題があった。
また、従来の設置型充電システム１００では、充電ユニット１０３の故障が直るまで、バッテリーへの充電を再開することができないという問題もあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、充電ユニットが故障している状態であっても、バッテリーへの充電を行うことができる設置型充電システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る設置型充電システムは、交流入力電力に基づいて生成した直流充電電力を用いて車両に搭載されたバッテリーを充電する設置型充電システムであって、
交流入力電力に基づいて直流充電電力を生成する電源部と、電源部を構成する複数の充電ユニットと、複数の充電ユニットを制御する制御ユニットと、制御ユニットと複数の充電ユニットとの間でデータの送受信を可能にするＣＡＮ通信ラインと、を備え、
直流充電電力は、複数の充電ユニットから出力される各出力電力の和であり、
充電ユニットは、自己の故障診断を行い、該故障診断の診断結果に関する充電ユニット状態データを作成して制御ユニットに送信し、
制御ユニットは、複数の充電ユニットを複数の充電ユニットグループにグルーピングしており、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、充電ユニットグループ単位で複数の充電ユニットの出力状態を変更することを特徴とする。
ここで、上記設置型充電システムにおける交流入力電力は、３相の交流電力であり、上記充電ユニットグループは、３相のうちの任意の１相の交流電力がそれぞれ入力される３つの充電ユニットから構成されていてもよい。
交流入力電力に基づいて直流充電電力を生成する電源部と、電源部を構成する複数の充電ユニットと、複数の充電ユニットを制御する制御ユニットと、制御ユニットと複数の充電ユニットとの間でデータの送受信を可能にするＣＡＮ通信ラインと、を備え、
直流充電電力は、複数の充電ユニットから出力される各出力電力の和であり、
充電ユニットは、自己の故障診断を行い、該故障診断の診断結果に関する充電ユニット状態データを作成して制御ユニットに送信し、
制御ユニットは、複数の充電ユニットを複数の充電ユニットグループにグルーピングしており、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、充電ユニットグループ単位で複数の充電ユニットの出力状態を変更することを特徴とする。
ここで、上記設置型充電システムにおける交流入力電力は、３相の交流電力であり、上記充電ユニットグループは、３相のうちの任意の１相の交流電力がそれぞれ入力される３つの充電ユニットから構成されていてもよい。
この構成によれば、電源部が複数の充電ユニットからなるので、一部の充電ユニットに故障が生じても、バッテリーへの充電を行うことができる。
また、この構成によれば、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、充電ユニットグループ単位で複数の充電ユニットの出力状態を変更するので、例えば、同一の充電ユニットグループを構成する３つの充電ユニットの１つに故障が生じても、故障した充電ユニットの状態に合わせて、故障していない２つの充電ユニットの出力を変更するので、これら３つの充電ユニットの出力電圧にばらつきが生じることはなくなる。
また、この構成によれば、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、充電ユニットグループ単位で複数の充電ユニットの出力状態を変更するので、例えば、同一の充電ユニットグループを構成する３つの充電ユニットの１つに故障が生じても、故障した充電ユニットの状態に合わせて、故障していない２つの充電ユニットの出力を変更するので、これら３つの充電ユニットの出力電圧にばらつきが生じることはなくなる。
なお、本明細書における「出力状態」とは、単に「出力停止」、「出力中」といった状態だけでなく、充電ユニットの補正係数ｘを出力に掛け合わせた状態も含むものとする。したがって、充電ユニットグループ単位で「出力状態」を変更する場合、同一の充電ユニットグループを構成するすべての充電ユニットが、「出力停止」の状態になるか、「出力中」の状態でかつ補正係数ｘが同じ値になる。
また、「補正係数ｘ」とは、故障時に充電電力の定格電力値を維持すべく充電ユニットの出力電流値を増減させるためのものであり、充電ユニットが正常に動作している間は、初期値としてｘ＝１に設定されている。
また、「補正係数ｘ」とは、故障時に充電電力の定格電力値を維持すべく充電ユニットの出力電流値を増減させるためのものであり、充電ユニットが正常に動作している間は、初期値としてｘ＝１に設定されている。
上記設置型充電システムにおいて、故障であるとの充電ユニット状態データが送信された場合、（１）制御ユニットは、故障と診断した充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させるとともに、他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させて、バッテリーへの充電を停止させ、次回の充電を、他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットにより行わせてもよい。
また、（２）制御ユニットは、故障と診断した充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させるとともに、直流充電電力の定格電力値が維持されるように他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を増加させて、バッテリーへの充電を継続させてもよい。
また、（３）制御ユニットは、故障と診断した充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を同じ割合で減少させるとともに、直流充電電力の定格電力値が維持されるように他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を増加させて、バッテリーへの充電を継続させてもよい。
上記（２）、（３）の場合、制御ユニットは、他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットにより、定格電力値よりも低い電力値で次回の充電を行わせることが好ましい。
さらに、上記設置型充電システムにおいて、充電ユニットは、制御ユニットから送信された指令データを受信して故障診断を行う一方、制御ユニットは、指令データを複数の充電ユニットグループのうち少なくとも１つの充電ユニットグループに送信するタイミングと、他の充電ユニットグループに送信するタイミングとをずらすことにより、充電ユニット状態データを受信するタイミングをずらせることが好ましい。
この構成によれば、制御ユニットが充電ユニット状態データを受信するタイミングをずらすことで、制御ユニットが一度に受信する充電ユニット状態データの数を減らすことができるので、確実に制御ユニットに充電ユニットからのデータを受信させることができる。
本発明によれば、充電ユニットが故障している状態であっても、バッテリーへの充電を行うことができる設置型充電システムを提供することができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る設置型充電システムの好ましい実施形態について説明する。
［設置型充電システムの構成］
図１に、本発明の一実施形態に係る設置型充電システム１のブロック図を示す。
同図に示すように、設置型充電システム１は、複数（本実施形態では９個）の充電ユニット３（ＣＨＧ１～９）からなる電源部２と、各充電ユニット３を制御する制御ユニット（ＭＣＵ）５と、制御ユニット５と各充電ユニット３との間でデータの送受信を可能にする第１ＣＡＮ通信ライン６と、充電ガン（コネクタ）９を介して制御ユニット５と車両との間でデータの送受信を可能にする第２ＣＡＮ通信ライン７と、充電開始等の操作を行うための液晶タッチパネルからなるＩ／Ｆ部８とを備えている。
図１に、本発明の一実施形態に係る設置型充電システム１のブロック図を示す。
同図に示すように、設置型充電システム１は、複数（本実施形態では９個）の充電ユニット３（ＣＨＧ１～９）からなる電源部２と、各充電ユニット３を制御する制御ユニット（ＭＣＵ）５と、制御ユニット５と各充電ユニット３との間でデータの送受信を可能にする第１ＣＡＮ通信ライン６と、充電ガン（コネクタ）９を介して制御ユニット５と車両との間でデータの送受信を可能にする第２ＣＡＮ通信ライン７と、充電開始等の操作を行うための液晶タッチパネルからなるＩ／Ｆ部８とを備えている。
各充電ユニット３は、第１ＣＡＮ通信ライン６により並列に接続されており、それぞれ３個の充電ユニット３で構成された第１充電ユニットグループ４－１（ＣＨＧ１～３）、第２充電ユニットグループ４－２（ＣＨＧ４～６）、および第３充電ユニットグループ４－３（ＣＨＧ７～９）にグルーピングされている。
電源部２に供給される入力電力は、３相の交流電力であり、各充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３を構成する３個の充電ユニット３には、３相のうちの任意の１相の交流電力がそれぞれ入力される。例えば、４－１がＵ相、４－２がＶ相、４－３がＷ相というように入力される。
図２に、充電ユニット３のブロック図を示す。
同図に示すように、充電ユニット３は、上記１相の交流電力を整流および平滑して直流電力を生成する整流平滑回路１０と、該整流平滑回路１０で生成された直流電力をスイッチ手段１２ａ～１２ｄでスイッチングして充電電力となる直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、第１ＣＡＮ通信ライン６を介して制御ユニット５との間でデータの送受信を行うとともに、スイッチ手段１２ａ～１２ｄのデューティ比の制御を行う制御回路１５とを備えている。
同図に示すように、充電ユニット３は、上記１相の交流電力を整流および平滑して直流電力を生成する整流平滑回路１０と、該整流平滑回路１０で生成された直流電力をスイッチ手段１２ａ～１２ｄでスイッチングして充電電力となる直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、第１ＣＡＮ通信ライン６を介して制御ユニット５との間でデータの送受信を行うとともに、スイッチ手段１２ａ～１２ｄのデューティ比の制御を行う制御回路１５とを備えている。
整流平滑回路１０は、ダイオードブリッジ回路１６と、平滑コンデンサ１７と、不図示の力率改善回路とを有している。
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の４つのスイッチ手段１２ａ～１２ｄからなるインバータ回路１２と、トランスからなる昇圧回路１３と、トランスの二次側に接続された出力回路１４とを有している。
出力回路１４は、ダイオードブリッジ回路１８と、コイル１９および平滑コンデンサ２０からなるＬＣローパスフィルタと、数ｍΩのシャント抵抗２１とを有している。
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の４つのスイッチ手段１２ａ～１２ｄからなるインバータ回路１２と、トランスからなる昇圧回路１３と、トランスの二次側に接続された出力回路１４とを有している。
出力回路１４は、ダイオードブリッジ回路１８と、コイル１９および平滑コンデンサ２０からなるＬＣローパスフィルタと、数ｍΩのシャント抵抗２１とを有している。
また、充電ユニット３は、シャント抵抗２１に流れる直流電流を検出する電流検出回路２２と、ＬＣローパスフィルタ経由後の直流電圧を検出する電圧検出回路２３とを備えている。
制御回路１５は、整流平滑回路１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１の故障診断を行う故障診断部１５ａを有しており、第１ＣＡＮ通信ライン６を介して制御ユニット５との間でデータの送受信を行う。
故障診断部１５ａは、整流平滑回路１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１に取り付けられた温度センサ（図示せず）で検出された温度や、電流検出回路２２および電圧検出回路２３で検出された電流値および電圧値等に基づいて、整流平滑回路１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１が故障しているかどうかの故障診断を行い、診断結果に関する充電ユニット状態データを作成する。
充電ユニット状態データには、故障の有無を示す故障情報（故障コード）の他に、充電ユニット３の識別情報（ＩＤ）、充電ユニット３の出力電力に関する情報も含まれる。
充電ユニット状態データには、故障の有無を示す故障情報（故障コード）の他に、充電ユニット３の識別情報（ＩＤ）、充電ユニット３の出力電力に関する情報も含まれる。
再び図１を参照して、制御ユニット５は、同一の充電ユニットグループ（例えば、４－１）を構成する各充電ユニット３（例えば、ＣＨＧ１～３）が同じ出力状態となるように、充電ユニットグループ単位で各充電ユニット３（例えば、ＣＨＧ１～３）の出力状態を変更する。
具体的には、制御ユニット５は、第２ＣＡＮ通信ライン７を介して車両から受信した目標充電電流値に関する車両側指令データと、充電ユニット３から受信した充電ユニット状態データとに基づいて、各充電ユニット３に出力させる出力電流の指令値（＝要求電流値×補正係数ｘ）に関する指令データを作成し、該指令データを各充電ユニット３に送信する。
ここで、要求電流値とは、目標充電電流値を全充電ユニット数（本実施形態では９）で除算したものである。
具体的には、制御ユニット５は、第２ＣＡＮ通信ライン７を介して車両から受信した目標充電電流値に関する車両側指令データと、充電ユニット３から受信した充電ユニット状態データとに基づいて、各充電ユニット３に出力させる出力電流の指令値（＝要求電流値×補正係数ｘ）に関する指令データを作成し、該指令データを各充電ユニット３に送信する。
ここで、要求電流値とは、目標充電電流値を全充電ユニット数（本実施形態では９）で除算したものである。
［制御ユニット－充電ユニット間のデータ通信］
次に、制御ユニット５－充電ユニット３間のデータ通信について説明する。
次に、制御ユニット５－充電ユニット３間のデータ通信について説明する。
図３は、設置型充電システム１の起動時におけるタイミングチャートである。同図に示すように、設置型充電システム１の主電源がオンされ、制御ユニット５および各充電ユニット３が起動すると、まず、各充電ユニット３の初期化が一斉に開始される。
制御ユニット５は、各充電ユニット３の初期化が完了した後、各充電ユニット３に充電ユニット状態データを送信させるための指令データを作成し、該指令データを、第１ＣＡＮ通信ライン６を介して各充電ユニット３に、充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３ごとにタイミングをずらして送信する。
具体的には、制御ユニット５は、まず第１充電ユニットグループ４－１を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３）に対して指令データを送信し、２０ｍｓ経過後に第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）に対して指令データを送信し、さらに２０ｍｓ経過後に第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ７～９）に対して指令データを送信する。
具体的には、制御ユニット５は、まず第１充電ユニットグループ４－１を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３）に対して指令データを送信し、２０ｍｓ経過後に第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）に対して指令データを送信し、さらに２０ｍｓ経過後に第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ７～９）に対して指令データを送信する。
各充電ユニット３は、指令データを受信すると、故障診断部１５ａにより整流平滑回路１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１が故障しているかどうかの故障診断を行い、該故障診断の診断結果に関する充電ユニット状態データを作成する。
充電ユニット状態データは、作成された順に第１ＣＡＮ通信ライン６を介して制御ユニット５に送信される。
すなわち、制御ユニット５は、まず第１充電ユニットグループ４－１を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３）から充電ユニット状態データを受信し、２０ｍｓ経過後に第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）から充電ユニット状態データを受信し、さらに２０ｍｓ経過後に第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ７～９）から充電ユニット状態データを受信する。
すなわち、制御ユニット５は、まず第１充電ユニットグループ４－１を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３）から充電ユニット状態データを受信し、２０ｍｓ経過後に第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）から充電ユニット状態データを受信し、さらに２０ｍｓ経過後に第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ７～９）から充電ユニット状態データを受信する。
制御ユニット５は、すべての充電ユニット（ＣＨＧ１～９）から充電ユニット状態データを受信すると、受信した充電ユニット状態データに基づいて、バッテリーに供給可能な充電電力値（例えば、３０ｋＷ）を算出し、該充電電力値をＩ／Ｆ部８に表示させる。
なお、制御ユニット５は、起動時以外の場合であっても指令データを充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３ごとにタイミングをずらして送信する。
これにより、本実施形態に係る設置型充電システム１では、一度に受信する充電ユニット状態データの数が制御ユニット５の処理能力を超えてしまうのを防ぐことができ、第１ＣＡＮ通信ライン６の所定の通信周期（例えば、２０ｍｓ）の間に、確実に充電ユニット状態データを受信することができる。
これにより、本実施形態に係る設置型充電システム１では、一度に受信する充電ユニット状態データの数が制御ユニット５の処理能力を超えてしまうのを防ぐことができ、第１ＣＡＮ通信ライン６の所定の通信周期（例えば、２０ｍｓ）の間に、確実に充電ユニット状態データを受信することができる。
［故障時における設置型充電システムの動作］
次に、故障時における設置型充電システム１の動作について説明する。
なお、以下の第１～３実施例では、充電中に、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信された場合について説明する。
次に、故障時における設置型充電システム１の動作について説明する。
なお、以下の第１～３実施例では、充電中に、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信された場合について説明する。
また、各充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３の出力電力の定格電力値は１０ｋＷであり、電源部２から出力される充電電力（出力電力の和）の定格電力値は３０ｋＷであるものとし、各充電ユニット（ＣＨＧ１～９）の補正係数ｘは初期値としてｘ＝１であるものとする。
さらに、設置型充電システム１は、第２ＣＡＮ通信ライン７を介して１００ｍｓごとに制御ユニット５に送信される目標充電電流値に関する車両側指令データに基づいて、上記定格電力で車両に搭載されたバッテリーを充電しているものとする。
さらに、設置型充電システム１は、第２ＣＡＮ通信ライン７を介して１００ｍｓごとに制御ユニット５に送信される目標充電電流値に関する車両側指令データに基づいて、上記定格電力で車両に搭載されたバッテリーを充電しているものとする。
（第１実施例）
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されると、制御ユニット５は、全充電ユニット（ＣＨＧ１～９）の出力電力を停止させて、バッテリーへの充電を停止させる。
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されると、制御ユニット５は、全充電ユニット（ＣＨＧ１～９）の出力電力を停止させて、バッテリーへの充電を停止させる。
具体的には、制御ユニット５は、上記充電ユニット状態データと目標充電電流値に関する車両側指令データとに基づいて、各充電ユニット３（ＣＨＧ１～９）に出力させる出力電力値をゼロにするための指令データ、すなわち出力電流の指令値をゼロとする指令データを作成し、該指令データを、第１ＣＡＮ通信ライン６を介して各充電ユニット３に送信する。
これにより、各充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３を構成する充電ユニット３の出力状態はいずれも「出力停止」となり、バッテリーへの充電は停止される。
これにより、各充電ユニットグループ４－１、４－２、４－３を構成する充電ユニット３の出力状態はいずれも「出力停止」となり、バッテリーへの充電は停止される。
また、制御ユニット５は、故障であるとの充電ユニット状態データを受信すると、該充電ユニット状態データに含まれる充電ユニット（ＣＨＧ５）のＩＤ等をメモリーに記憶する。
そして次回の充電開始時に、制御ユニット５は、メモリーを参照して第２充電ユニットグループ４－２の出力電力値をゼロにするための指令データを作成して、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ４～６）に送信する一方、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の出力電力値を定格電力値（１０ｋＷ）にするための指令データを作成して、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）に送信する。
すなわち、本実施例に係る設置型充電システム１では、充電ユニット（ＣＨＧ５）に故障が生じていても、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）により、定格電力値（３０ｋＷ）よりも低い電力値（２０ｋＷ）で次回の充電を行うことができる（図４参照）。
その後、Ｉ／Ｆ部８を通じて、充電電力が２０ｋＷになることをユーザに報知する。
その後、Ｉ／Ｆ部８を通じて、充電電力が２０ｋＷになることをユーザに報知する。
（第２実施例）
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されると、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力電力は停止させるが、バッテリーへの充電は継続させる。
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されると、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力電力は停止させるが、バッテリーへの充電は継続させる。
具体的には、制御ユニット５は、充電ユニット状態データおよび車両側指令データに基づいて、第２充電ユニットグループ４－２の出力電力値をゼロにするための指令データ、すなわち出力電流の指令値をゼロとする指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ４～６）に送信する。
これにより、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力状態はいずれも「出力停止」となる。
これにより、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力状態はいずれも「出力停止」となる。
また、制御ユニット５は、充電電力の定格電力値（３０ｋＷ）を維持するために、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の補正係数ｘを１から１．５に変更する指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）に送信する。
これにより、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の出力電力は、それぞれ１０ｋＷ×１．５＝１５ｋＷとなり、充電電力の定格電力値（３０ｋＷ）が維持されるので、バッテリーへの充電を継続させることができる（図５参照）。
これにより、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の出力電力は、それぞれ１０ｋＷ×１．５＝１５ｋＷとなり、充電電力の定格電力値（３０ｋＷ）が維持されるので、バッテリーへの充電を継続させることができる（図５参照）。
なお、次回の充電では、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）に過大な負担がかかり連鎖的に故障してしまうのを防ぐため、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の補正係数ｘを１に戻し、Ｉ／Ｆ部８を通じて充電電力が２０ｋＷになることをユーザに報知する。そして、第１実施例の場合と同様に、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）により、定格電力値（３０ｋＷ）よりも低い電力値（２０ｋＷ）で充電が行われる。
（第３実施例）
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されても、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力電力を停止させることなく、バッテリーへの充電を継続させる。
なお、本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から出力可能な電力値の半分の電力しか出力できない旨の充電ユニット状態データが送信されたものとする。
本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から故障であるとの充電ユニット状態データが送信されても、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４～６）の出力電力を停止させることなく、バッテリーへの充電を継続させる。
なお、本実施例では、充電ユニット（ＣＨＧ５）から出力可能な電力値の半分の電力しか出力できない旨の充電ユニット状態データが送信されたものとする。
制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ５）の出力電力を出力可能な電力値の半分以下に抑えるため、充電ユニット（ＣＨＧ５）の補正係数ｘを１から０．５に変更する指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ５）に送信する。
ここで、充電ユニット（ＣＨＧ５）の補正係数ｘだけを変更すると、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）間の出力電力にばらつきが生じてしまうので、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４、６）の出力電力値を充電ユニット（ＣＨＧ５）と同じ割合で低下させるべく、充電ユニット（ＣＨＧ４、６）の補正係数ｘを１から０．５に変更する指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ４、６）に送信する。
これにより、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）間の出力電力のバランスが保たれ、第２充電ユニットグループ４－２の出力電力は、１０ｋＷ×０．５＝５ｋＷとなる。
ここで、充電ユニット（ＣＨＧ５）の補正係数ｘだけを変更すると、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）間の出力電力にばらつきが生じてしまうので、制御ユニット５は、充電ユニット（ＣＨＧ４、６）の出力電力値を充電ユニット（ＣＨＧ５）と同じ割合で低下させるべく、充電ユニット（ＣＨＧ４、６）の補正係数ｘを１から０．５に変更する指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ４、６）に送信する。
これにより、第２充電ユニットグループ４－２を構成する充電ユニット（ＣＨＧ４～６）間の出力電力のバランスが保たれ、第２充電ユニットグループ４－２の出力電力は、１０ｋＷ×０．５＝５ｋＷとなる。
また、制御ユニット５は、充電電力の定格電力値（３０ｋＷ）を維持するために、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の補正係数ｘを１から１．２５に変更するための指令データを作成し、該指令データを充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）に送信する。
これにより、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の出力電力は、それぞれ１０ｋＷ×１．２５＝１２．５ｋＷとなり、充電電力の定格電力値（５ｋＷ＋１２．５ｋＷ＋１２．５ｋＷ＝３０ｋＷ）が維持されるので、バッテリーへの充電を継続させることができる（図６参照）
これにより、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の出力電力は、それぞれ１０ｋＷ×１．２５＝１２．５ｋＷとなり、充電電力の定格電力値（５ｋＷ＋１２．５ｋＷ＋１２．５ｋＷ＝３０ｋＷ）が維持されるので、バッテリーへの充電を継続させることができる（図６参照）
なお、次回の充電では、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）に過大な負担がかかり連鎖的に故障してしまうのを防ぐため、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の補正係数ｘを１に戻し、Ｉ／Ｆ部８を通じて充電電力が２０ｋＷになることをユーザに報知する。そして、第１実施例の場合と同様に、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３を構成する充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）により、定格電力値（３０ｋＷ）よりも低い電力値（１０ｋＷ×１＋１０ｋＷ×０＋１０ｋＷ×１＝２０ｋＷ）で充電が行われる。
以上、本発明に係る設置型充電システムの好ましい実施形態および実施例について説明したが、本発明は上記実施形態および上記第１～３実施例に限定されるものではない。
上記第３実施例では、第２充電ユニットグループ４－２の補正係数ｘを０．５に変更し、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の補正係数ｘを１．２５に変更しているが、補正係数ｘは任意の値に変更することができる。
例えば、出力電流の指令値が充電ユニット（ＣＨＧ５）の出力可能な電流値の範囲内であり、かつ充電電力の変動（うねり）が所定の範囲内に収まるのであれば、第２充電ユニットグループ４－２の補正係数ｘを１に近づけることができる。
また、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の出力電力の最大値に応じて、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の補正係数ｘをさらに大きくし、第２充電ユニットグループ４－２の補正係数ｘを小さくして、故障が悪化する可能性を低減することもできる。
例えば、出力電流の指令値が充電ユニット（ＣＨＧ５）の出力可能な電流値の範囲内であり、かつ充電電力の変動（うねり）が所定の範囲内に収まるのであれば、第２充電ユニットグループ４－２の補正係数ｘを１に近づけることができる。
また、充電ユニット（ＣＨＧ１～３、７～９）の出力電力の最大値に応じて、第１充電ユニットグループ４－１および第３充電ユニットグループ４－３の補正係数ｘをさらに大きくし、第２充電ユニットグループ４－２の補正係数ｘを小さくして、故障が悪化する可能性を低減することもできる。
また、上記実施形態では、電源部２を９個の充電ユニット３で構成しているが、充電ユニット３の数は要求される充電電力に応じて任意に変更することができる。
なお、入力電力として３相の交流電力を用いる場合は、各充電ユニットグループ（４－１～４－ｎ（ｎ＝３ｍ：ｍ＝１,２,・・・））は３の倍数であることが好ましい。
なお、入力電力として３相の交流電力を用いる場合は、各充電ユニットグループ（４－１～４－ｎ（ｎ＝３ｍ：ｍ＝１,２,・・・））は３の倍数であることが好ましい。
さらに、上記実施形態では、電源部２を構成する９個の充電ユニット３が、充電ユニット（ＣＨＧ１～３）で構成された第１充電ユニットグループ４－１と、充電ユニット（ＣＨＧ４～６）で構成された第２充電ユニットグループ４－２と、充電ユニット（ＣＨＧ７～９）で構成された第３充電ユニットグループ４－３とにグルーピングされているが、各充電ユニット３は第１ＣＡＮ通信ライン６を介して並列に接続されているので、３個の任意の充電ユニット３により充電ユニットグループをつくることができる。
さらに、上記実施形態では、制御ユニット５は、各充電ユニット３に出力させる出力電流の指令値に関する指令データを作成し、該指令データを各充電ユニット３に送信しているが、これに替えて、各充電ユニット３に対する要求電流値と補正係数ｘとに関する指令データを作成し、送信してもよい。
１ 設置型充電システム
２ 電源部
３ 充電ユニット
４－１、４－２、４－３ 充電ユニットグループ
５ 制御ユニット
６ 第１ＣＡＮ通信ライン
７ 第２ＣＡＮ通信ライン
８ Ｉ／Ｆ部
９ 充電ガン
１０ 整流平滑回路
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１２ インバータ回路
１２ａ～１２ｄ スイッチ手段
１３ 昇圧回路（トランス）
１４ 出力回路
１５ 制御回路
１５ａ 故障診断部
１６ ダイオードブリッジ回路
１７ 平滑コンデンサ
１８ ダイオードブリッジ回路
１９ コイル
２０ 平滑コンデンサ
２１ シャント抵抗
２２ 電流検出回路
２３ 電圧検出回路
２ 電源部
３ 充電ユニット
４－１、４－２、４－３ 充電ユニットグループ
５ 制御ユニット
６ 第１ＣＡＮ通信ライン
７ 第２ＣＡＮ通信ライン
８ Ｉ／Ｆ部
９ 充電ガン
１０ 整流平滑回路
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１２ インバータ回路
１２ａ～１２ｄ スイッチ手段
１３ 昇圧回路（トランス）
１４ 出力回路
１５ 制御回路
１５ａ 故障診断部
１６ ダイオードブリッジ回路
１７ 平滑コンデンサ
１８ ダイオードブリッジ回路
１９ コイル
２０ 平滑コンデンサ
２１ シャント抵抗
２２ 電流検出回路
２３ 電圧検出回路
Claims (7)
- 交流入力電力に基づいて生成した直流充電電力を用いて車両に搭載されたバッテリーを充電する設置型充電システムであって、
前記交流入力電力に基づいて前記直流充電電力を生成する電源部と、
前記電源部を構成する複数の充電ユニットと、
前記複数の充電ユニットを制御する制御ユニットと、
前記制御ユニットと前記複数の充電ユニットとの間でデータの送受信を可能にするＣＡＮ通信ラインと、
を備え、
前記直流充電電力は、前記複数の充電ユニットから出力される各出力電力の和であり、
前記充電ユニットは、自己の故障診断を行い、該故障診断の診断結果に関する充電ユニット状態データを作成して前記制御ユニットに送信し、
前記制御ユニットは、前記複数の充電ユニットを複数の充電ユニットグループにグルーピングしており、故障であるとの前記充電ユニット状態データを受信すると、前記充電ユニットグループ単位で前記複数の充電ユニットの出力状態を変更することを特徴とする設置型充電システム。 - 前記交流入力電力は、３相の交流電力であり、
前記充電ユニットグループは、前記３相のうちの任意の１相の交流電力がそれぞれ入力される３つの前記充電ユニットから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の設置型充電システム。 - 故障であるとの前記充電ユニット状態データが送信された場合、
前記制御ユニットは、
故障と診断した前記充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させるとともに、他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させて、前記バッテリーへの充電を停止させ、
次回の充電を、前記他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットにより行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の設置型充電システム。 - 故障であるとの前記充電ユニット状態データが送信された場合、
前記制御ユニットは、
故障と診断した前記充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットを停止させるとともに、前記直流充電電力の定格電力値が維持されるように他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を増加させて、前記バッテリーへの充電を継続させることを特徴とする請求項１または２に記載の設置型充電システム。 - 故障であるとの前記充電ユニット状態データが送信された場合、
前記制御ユニットは、
故障と診断した前記充電ユニットを含む充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を同じ割合で減少させるとともに、前記直流充電電力の定格電力値が維持されるように他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットの出力電力を増加させて、前記バッテリーへの充電を継続させることを特徴とする請求項１または２に記載の設置型充電システム。 - 前記制御ユニットは、前記他の充電ユニットグループを構成する充電ユニットにより、前記定格電力値よりも低い電力値で次回の充電を行わせることを特徴とする請求項４または５に記載の設置型充電システム。
- 前記充電ユニットは、前記制御ユニットから送信された指令データを受信して前記故障診断を行う一方、
前記制御ユニットは、前記指令データを前記複数の充電ユニットグループのうち少なくとも１つの充電ユニットグループに送信するタイミングと、他の充電ユニットグループに送信するタイミングとをずらすことにより、前記充電ユニット状態データを受信するタイミングをずらせることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の設置型充電システム。
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