(57)【要約】【課題】充電装置の利用効率を向上させることができ、かつ、初期コストおよび運用コストを抑えることができる電動車両の充電システムの提供。【解決手段】  電動車両のバッテリに電力を供給する電力供給手段と、充電指示情報を入力可能とする情報入力手段、情報表示手段、および利用者から料金を回収する料金回収手段を有する充電端末機と、記憶装置と演算装置を有し、前記情報入力手段から入力された充電指示情報を記憶し、充電開始予定時間、充電終了予定時間および充電料金を含む充電予約情報を計算し、前記電力供給手段の使用可能時間を設定する制御部と、を備えた電動車両の充電システムであって、前記制御部が、前記充電予約情報を前記情報表示手段に表示させ、前記料金回収手段により充電料金を回収した後、前記電力供給手段を使用可能とすることを特徴とする電動車両の充電システム。【選択図】図2
2010028913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両のバッテリに電力を供給する電力供給手段と、
充電指示情報を入力可能とする情報入力手段、情報表示手段、および利用者から料金を回収する料金回収手段を有する充電端末機と、
記憶装置と演算装置を有し、前記情報入力手段から入力された充電指示情報を記憶し、充電開始予定時間、充電終了予定時間および充電料金を含む充電予約情報を計算し、前記電力供給手段の使用可能時間を設定する制御部と、を備えた電動車両の充電システムであって、
前記制御部が、前記充電予約情報を前記情報表示手段に表示させ、前記料金回収手段により充電料金を回収した後、前記電力供給手段を使用可能とすることを特徴とする電動車両の充電システム。
【請求項２】
前記電力供給手段が、急速充電器と、該急速充電器と切替スイッチを介して電力線で接続された複数のコネクタと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の充電システム。
【請求項３】
前記コネクタが、インタロック機構を有することを特徴とする請求項２に記載の電動車両の充電システム。
【請求項４】
前記コネクタが、前記制御部と電力線通信手段を介して通信可能であり、
前記情報入力手段が、当該コネクタを含んで構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の電動車両の充電システム。
【請求項５】
前記電力供給手段が、電源と、該電源と切替スイッチを介して電力線で接続された複数のコンセントと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項６】
前記コンセントが、インタロック機構を有するコンセントボックスに収納されることを特徴とする請求項５に記載の電動車両の充電システム。
【請求項７】
前記料金回収手段が、充電料金を決済する情報記憶媒体のリーダ・ライタを含んで構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項８】
前記リーダ・ライタが、電子マネー用リーダ・ライタであることを特徴とする請求項７に記載の電動車両の充電システム。
【請求項９】
前記制御部の有する記憶装置には、電動車両の車種情報および／または車種識別情報とバッテリ情報が関連付けられたデータベースが記憶され、前記制御部が、前記情報入力手段から入力された車種情報に基づきデータベースからバッテリ情報を取得し、充電開始予定時間、充電終了予定時間および充電料金を計算することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項１０】
前記制御部が、前記充電終了予定時間として予め設定した上限係数までバッテリを充電するのに要する標準充電時間を前記情報表示手段に表示させることができ、
前記情報入力手段において、前記標準充電時間が選択された場合には当該標準充電時間の間、前記電力供給手段を使用可能とすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項１１】
前記情報入力手段から、前記標準充電時間を修正できることを特徴とする請求項１０に記載の電動車両の充電システム。
【請求項１２】
前記情報入力手段から、前記充電終了予定時間を入力できることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項１３】
前記制御部が、インタネットを介して遠隔監視サーバと通信可能に構成されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の電動車両の充電システム。
【請求項１４】
さらに、充電端末機付近に駐車している電動車両を監視する監視手段を備え、
前記制御部が、駐車時間が予め設定された時間を超えた場合に、前記遠隔監視サーバに通知する機能を有することを特徴とする請求項１３に記載の電動車両の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の充電システムに関し、特に、セルフ方式の電気自動車用充電スタンドに適した電気自動車の充電システムに関する。
本明細書における「電動車両」とは、電気自動車、電動スクータ、電動車いす等の車両に二次電池を搭載しており、外部から二次電池に充電された電力を使って走行用動力を得る車両のことをいい、「電気自動車」とは、動力源が二次電池で駆動されるモータのみである自動車、二次電池で駆動されるモータ以外の動力源例えばエンジンなどを有する自動車のことをいう。
また、本明細書において「急速充電」とは、車両外部の大型充電装置を使って、動力源が二次電池で駆動されるモータのみである車両に搭載したモータ駆動用二次電池を短時間（例えば、数十分以内）で充電することをいい、「普通充電」とは、１００Ｖあるいは２００Ｖコンセントを備えた車両外部の小型充電装置を使って、車両に搭載した二次電池を充電することをいう。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車の普及に備え、その移動先で電力を供給する充電スタンドの開発が急速に進められている。
電気自動車用急速充電装置はすでに開発されており、急速充電器（整流器および直流電圧・電流調整器で構成）１台に対し、１台の電気自動車を電力ケーブルで接続し、電力ケーブルを使った電力線通信あるいは専用の制御ケーブルを使った通信あるいは信号やりとりで制御しながら充電を行う構成となっている（図１参照）。例えば、特許文献１には、ＰＬＣモデムを用いて電力線通信を行うことにより、認証や課金処理を行う電力供給システムが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、深夜電力を利用して夜間に負荷平準化用バッテリを充電しておき、該バッテリを電源として電気自動車が搭載するバッテリへ急速充電する電気自動車用充電スタンドに関する技術が開示される。
特許文献３には、複数の蓄電器を備えた充電スタンドにおいて、充電スタンドの複数の蓄電器のうち、外部電源からの充電を行う蓄電器と、電気自動車への放電を行う蓄電器とを適切に判定して、新たな電気自動車に常時充電を可能とする技術が開示される。
【０００４】
ところで、近年、電子商取引においては、非接触ＩＣチップをプラスチックカードに埋め込んだＩＣカードを管理保存媒体とするＩＣカード型の電子マネーや、非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話機等を使用して代金の決済を行う電子マネーの実用化が普及している。このような電子マネーは、一般に、ストアードバリュー型と呼ばれ、現金、口座預金等と引き替えに発行される電子的価値としてのバリューをＩＣカードにチャージし、商品やサービスを購入する際に、その金額に相当するバリューを取引相手に渡すことによって決済を完了する決済手段である。ユーザは、前記ＩＣカードへのチャージは、ＩＣカードを所定の専用端末にセットし、該専用端末を操作することにより行われる（例えば、特許文献４参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６２５７０号公報
【特許文献２】特開平７−１１５７３２号公報
【特許文献３】特開２００６−２０４３８号公報
【特許文献４】特開平１０−３０７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動車両の急速充電時間は一般に３０分以上と長く、利用者が電動車両付近に常時待機しているとは限らない。充電が完了しても電力ケーブルの取り外しや自動車の移動を直ちに行わないことが想定され、特にショッピングセンター等に充電スタンドを設置した場合、利用者は買物等が終わるまでは駐車したままとなるのは必然的である。このように、充電中に利用者が車両付近に待機しない態様での利用を前提とすると、第三者による充電ケーブルの取り外しや充電中断操作の防止対策が不可欠となる。
また、電動車両への充電を回転率よく行うことも解決すべき課題である。すなわち、急速充電用コネクタを１口しか有さない充電装置では、電力ケーブルを取り外し、充電位置から電動車両を動かさないと次の電動車両への充電が行えず、また、駐車スペースに充電が完了しても放置された電動車両がある場合には、次の電動車両は前の電動車両から電力ケーブルが取り外され、駐車スペースの外へ移動されるまで待たないと充電のための作業が行えないという課題がある。
【０００７】
ところで、電動車両の充電スタンドにおいては、１回当たりの平均利用単価が数百円程度になることが想定され、従来のガソリンスタンドのように初期コストがかかり、運用コストもかかるのでは、採算が合わないという課題がある。複数台の急速充電器を備える構成では、初期コストおよび運用コストが嵩むという課題がある。
また、充電料金を安価に回収することも解決すべき課題である。
さらには、人件費を抑えるために無人での利用を可能とすることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術に鑑み、充電装置の利用効率を向上させることができ、かつ、初期コストおよび運用コストを抑えることができる電動車両の充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、発明者は、急速充電器の台数を増やしたり、電動車両を預かり充電操作を代行することを検討したが、設備費・人件費などのコストの増大を招くこととなり、平均利用単価を考えると健全な運用を行うことが困難であることは明白であった。そこで、発明者は、急速充電器を切替て利用することを可能とすることを検討したが、バッテリが満充電に近くなるに伴い充電効率が下がること、バッテリの個体差により満充電とするのに要する充電時間の予測が困難であることなどからスケジューリングを行うことは困難であった。発明者はさらに鋭意検討した結果、上記の問題を解決することのできる新規な充電システムを創作し、本発明をなした。
【００１０】
すなわち、第１の発明は、電動車両のバッテリに電力を供給する電力供給手段と、充電指示情報を入力可能とする情報入力手段、情報表示手段、および利用者から料金を回収する料金回収手段を有する充電端末機と、記憶装置と演算装置を有し、前記情報入力手段から入力された充電指示情報を記憶し、充電開始予定時間、充電終了予定時間および充電料金を含む充電予約情報を計算し、前記電力供給手段の使用可能時間を設定する制御部と、を備えた電動車両の充電システムであって、前記制御部が、前記充電予約情報を前記情報表示手段に表示させ、前記料金回収手段により充電料金を回収した後、前記電力供給手段を使用可能とすることを特徴とする電動車両の充電システムである。
第２の発明は、第１の発明において、前記電力供給手段が、急速充電器と、該急速充電器と切替スイッチを介して電力線で接続された複数のコネクタと、を含んで構成されることを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、前記コネクタが、インタロック機構を有することを特徴とする。
第４の発明は、第２または３の発明において、前記コネクタが、前記制御部と電力線通信手段を介して通信可能であり、前記情報入力手段が、当該コネクタを含んで構成されることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、前記電力供給手段が、電源と、該電源と切替スイッチを介して電力線で接続された複数のコンセントと、を含んで構成されることを特徴とする。
第６の発明は、第５の発明において、前記コンセントが、インタロック機構を有するコンセントボックスに収納されることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記料金回収手段が、充電料金を決済する情報記憶媒体のリーダ・ライタを含んで構成されることを特徴とする。
第８の発明は、第７の発明において、前記リーダ・ライタが、電子マネー用リーダ・ライタであることを特徴とする。
第９の発明は、第１ないし８のいずれかの発明において、前記制御部の有する記憶装置には、電動車両の車種情報および／または車種識別情報とバッテリ情報が関連付けられたデータベースが記憶され、前記制御部が、前記情報入力手段から入力された車種情報に基づきデータベースからバッテリ情報を取得し、充電開始予定時間、充電終了予定時間および充電料金を計算することを特徴とする。
第１０の発明は、第１ないし９のいずれかの発明において、前記制御部が、前記充電終了予定時間として予め設定した上限係数までバッテリを充電するのに要する標準充電時間を前記情報表示手段に表示させることができ、前記情報入力手段において、前記標準充電時間が選択された場合には当該標準充電時間の間、前記電力供給手段を使用可能とすることを特徴とする。
第１１の発明は、第１０の発明において、前記情報入力手段から、前記標準充電時間を修正できることを特徴とする。
第１２の発明は、第１ないし１１のいずれかの発明において、前記情報入力手段から、前記充電終了予定時間を入力できることを特徴とする。
第１３の発明は、第１ないし１２のいずれかの発明において、前記制御部が、インタネットを介して遠隔監視サーバと通信可能に構成されることを特徴とする。
第１４の発明は、第１３の発明において、さらに、充電端末機付近に駐車している電動車両を監視する監視手段を備え、前記制御部が、駐車時間が予め設定された時間を超えた場合に、前記遠隔監視サーバに通知する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、充電装置の利用効率を向上させることができ、かつ、初期コストおよび運用コストを抑えることができる充電スタンド提供することができる。
また、使用可能時間に基づきスケジューリングを行うことにより、利用者の待ち時間を最小限に抑えることが可能となる。
また、監視手段を設けることにより、いわゆる迷惑駐車対策を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態の本発明は、セルフ方式の電気自動車用の充電スタンドであって、バッテリ電気自動車（ＢＥＶ）の急速充電（専用コネクタ使用）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）の普通充電（コンセント使用）に対応している。本発明の充電スタンドは、充電装置１と、急速・普通充電用駐車スペース１００を４つと、普通充電用駐車スペース２００を１つ備える。ただし、本発明はこの構成に限定されず、充電装置１並びに駐車スペース１００および２００は任意の数とすることができる。
まず、充電装置１の構成について説明し、続いてその操作を説明する。
【００１３】
《構成》
充電装置１は、ＢＥＶ用の急速充電ユニット１０と、ＰＨＥＶ用の普通充電ユニット２０とを備える。
ＢＥＶ用の急速充電ユニット１０は、１台のリチウムイオン電池用急速充電器１１と、充電器制御部１２と、システム制御部１３と、制御用電源１４と、急速充電回路の切替スイッチ１５，１５・・と、ＢＥＶとの通信装置であるＰＬＣモデム１６，１６・・と、充電端末機３１〜３４とを備える。充電端末機３１〜３４は急速充電および普通充電が可能である。急速充電ユニット１０では、各充電端末機３１〜３４からの充電指示情報、充電指示情報に基づく充電器切替スケジュール、および電気自動車からの充電器制御指令に基づき急速充電器１１が作動される。急速充電器１１の動作は、充電器制御部１２により制御される。充電器制御部１２は、電気自動車に搭載された二次電池の充電電圧・充電電流が、二次電池の種別および仕様ごとに定められた値になるように急速充電器１１を制御するための装置である。
ＰＨＥＶ用の普通充電ユニット２０は、コンセント用電源２１と、コンセント回路の切替スイッチ２２と、充電端末機３５とを備える。充電端末機３５は、普通充電のみ可能である。普通充電ユニット２０では電力線通信を行わず、充電端末機３５から充電指示情報を入力する。
【００１４】
本実施の形態では、ＢＥＶと急速充電器１１との情報授受をＰＬＣモデム１６による電力線通信により行うことを前提としているが、別の制御用ケーブルによる通信を行ってもよい。自動車との制御信号の通信を別の制御用ケーブルでやりとりする場合には、各種方式に応じた通信手段を用意する。
【００１５】
急速充電器１１は、ＢＥＶで一般的なバッテリ容量２０ｋＷｈのリチウムイオン電池を２ＣＡで充電できる能力を持ち、直流出力は５０ｋＷである。ここで、ＣＡとは電池充放電の指標であり、例えば、充電電流（Ａ）／電池容量（Ａｈ）で算出される。急速充電器１１の２ＣＡでの充電時間は約３０分である。
また、急速充電器１１の変形例として、より小型の急速充電器を採用してもよく、例えば、はバッテリ容量２０ｋＷｈのリチウムイオン電池を１ＣＡで充電できる能力を持つ仕様の場合、直流出力は２５ｋＷとなり、１ＣＡでの充電時間は約４０分となる。このように、出力が１／２になっても充電時間は２倍とならないことから、充電スタンドの利用状況によっては小型の急速充電器１１を多数設ける構成とするのが効率的である。なお、市街地から離れた場所では、大型の急速充電器が多数同時に稼働すると配電線の電圧が下がるという問題が生じる場合があることから、急速充電器を小型にせざるえないこともある。
【００１６】
システム制御部１３は、演算装置と、主記憶装置と、電気自動車データベースや充電データベースが格納された補助記憶装置とを備え、演算装置により急速充電器１１の使用可能時間を設定し、当該使用可能時間に基づき充電料金を計算することができる。また、システム制御部１３は、充電端末機３１〜３５から充電指示情報等の操作データおよび電気自動車からの取得情報を授受し、充電予約スケジュールを管理し、切替スイッチ１５，２２を操作し、後述するインタロック機構の動作を制御し、充電装置１の稼動情報を収集しながら異常監視を行うとともに、補助規則装置に蓄積した監視情報を所定のタイミングでインタネットを介して遠方の監視センターに伝送する。監視センターでは、監視カメラ４からの画像を監視し、利用者との会話を行うなどの業務をインタネットを通じて行うことが可能である。
制御用電源１４は、無停電電源とし、商用電源の停電に備えるのが好ましい。
【００１７】
充電端末機３１〜３４は、図３に示す如く構成され、利用者に各種情報および操作用画面を提供し、料金を回収し、電気自動車と各種ケーブル接続を行うものであり、急速充電用のコネクタ３０１と、普通充電用のコンセントボックス３０８とを備える。充電端末機３５は、急速充電用の装備を具備しない点でのみ、充電端末機３１〜３４と相違する。
なお、充電端末機３１〜３５に音声ガイド機能や印字機能を設けてもよいことはいうまでもない。
操作パネル３０３は、利用者とのマンマシンインタフェイス機能を果たすタッチパネル式液晶パネルであり、表示手段（情報出力手段）と情報入力手段を兼ねる。充電作業者は、操作パネル３０３を操作して、料金回収装置３０４に支払用情報記憶媒体３３０（図示せず）を読み取らせて充電料金を先払いし、コネクタ３０１から充電を行う。充電作業の際、必要に応じて、インターホン３０７で監視センターのオペレータと会話をすることも可能である。
【００１８】
本実施の形態における支払用情報記録媒体３３０は、ＩＣカードや携帯電話等の機器に組み込まれている記録媒体（例えば、ＦｅｌｉＣａ（登録商標））を用いるストアードバリュー型電子マネーを記録するものであるが、これ以外に、いわゆるプリペイドカードや、クレジットカード、デビットカードなどの電子データの読取により決済が可能な支払い手段を記録するものも含まれる。支払用情報記録媒体３３０は後述するように、オフラインで決済できるタイプのものを採用することが好ましい。
コンセントボックス３０８は、全ての充電端末機３１〜３５が備えるものであり、図４に示す如く構成される。コンセント３８５は、任意の定格のものを用いることができ、例えば２５０Ｖの引掛型であり、プラグを右方向に回転させるとロック状態となり、左方向に回転させるとアンロック状態となる。コンセントボックス３０８は、扉３８４が閉じた状態でなくては通電が行われない構成であり、充電中は電磁鍵３８２がロック状態となり扉３８４を誤って開くことが防止される。
【００１９】
《操作》
充電装置１の操作を図５を参照しながら説明する。
充電スタンドの利用者は、駐車スペース１００または２００に表示されている充電開始待ち時間を見て、待ち時間の短い駐車スペースに電気自動車を駐車することができる。駐車スペースに駐車した利用者は、操作パネル３０３で急速充電または普通充電を選択する。
［i］急速充電のフロー
利用者は、急速充電用コネクタ３０１を電気自動車側のコネクタに接続する。電気自動車の仕様が充電端末機３１〜３４とケーブル通信が可能であり、かつ電気自動車データベースから各種情報を取得可能である場合には、車種識別情報（車両ＩＤ等）の最低限の情報のみを電気自動車との通信により取得し、その他の情報を電気自動車データベースから取得する。ここで、バッテリの充電残量については、現時点では電気自動車の通信項目の標準仕様に挙げられていないため、本実施の形態では操作パネル３０３から手入力をすることとしているが、将来的にケーブル通信が可能となった場合には、ケーブル通信で充電残量の情報を取得してもよい。これらの情報の入力が完了すると、充電開始時刻、標準充電時間、標準充電終了予定時刻、充電料金などが計算され、操作パネル３０３に表示される。利用者は操作パネル３０３に表示された情報を見て、充電時間を指定するか、標準充電時間を指定するかを選択する。なお、本実施の形態では、急速充電の充電時間の上限を４０分としている。充電時間が設定されると、充電料金が操作パネル３０３に表示されるので、利用者は充電料金の支払いを行う。本実施の形態における、標準充電時間、課金方式および支払方式については後述する。
【００２０】
充電料金の支払いが行われると、充電予約が完了し、確定した充電開始時刻および充電完了時刻が操作パネル３０３に表示される。これにより、コネクタ３０１がロックされ、取り外しできない状態となる。充電開始時刻になると急速充電が開始され、車両異常による充電中断等がない限り、充電完了時刻に通電が中止され、コネクタのロックが解除される。ただし、本実施の形態では、パスワードを設定することにより、途中で充電を中止する機能を有している。このような機能を設けることにより、途中で急用が発生した場合などに、充電を中止することを可能としている。
以上のステップを経て、利用者は駐車スペースから電気自動車を移動する。
【００２１】
［ii］普通充電のフロー
利用者は、電気自動車のプラグを電源コンセント３８５に接続し、電力ケーブルをスリット３８３に配置し、扉３８４を閉じる。操作パネル３０３で車種を選択し、充電残量を入力すると、充電開始時刻、標準充電時間、標準充電終了予定時刻、充電料金などが計算され、操作パネル３０３に表示される。利用者が操作パネル３０３に表示された情報を見て、充電時間を設定する。なお、本実施の形態では、普通充電の充電時間の上限を６０分としている。充電時間が設定されると、充電料金が操作パネル３０３に表示されるので、利用者は充電料金の支払いを行う。急送充電と同様に、本実施の形態では、電子マネーによる支払いのみを可能としている。
充電料金の支払いが行われると、充電予約が完了し、確定した充電開始時刻および充電完了時刻が操作パネル３０３に表示される。これにより、電気鍵３８１がロックされ、取り外しできない状態となり、充電が開始される。そして、中止操作がない限り、充電完了時刻に通電が中止され、電気鍵３８１のロックが解除される。普通充電においても、急速充電と同様に、パスワードを設定することにより、途中で充電を中止する機能を有している。
以上のステップを経て、利用者は駐車スペースから電気自動車を移動する。
【００２２】
《スケジューリング》
充電のスケジューリングは、充電時間を決めて予約順に割り当て時間を割り振っていくことで行われる。充電時間は分単位とし、充電器切替スケジュールは３０秒単位で組んでいる。安全のため、充電対象となる電気自動車間の切替には３０秒間の切替え時間を設けている。
なお、充電の途中で、中止操作が実施された場合に再度スケジューリングを行うことも考えられるが、制御が煩雑となるため本実施の形態ではスケジュールは変更しない仕様とした。同様の理由により返金も行わない仕様とした。
図６は、４台の駐車スペースにおける充電のタイムチャートであり、Ｎｏ２→Ｎｏ１→Ｎｏ４→Ｎｏ３→Ｎｏ１の順番で充電が行われる場合の例である。
充電装置１は、急速充電器１１を１台しか内蔵していないため、充電は１台ずつ順番に行われる。図６では、まず、Ｎｏ２の車両により充電予約が行われ、Ｎｏ２の車両の充電中にＮｏ１の車両の充電予約が行われ、Ｎｏ１の車両の充電中にＮｏ４およびＮｏ３の車両の充電予約が行われている。ここで、Ｎｏ３の車両の充電開始待ち時間は、図６の最下段に実線で示される、両端が矢印の水平方向の直線の時間である。図６の最下段において、各車両間の切替には０．５分間の切替え時間を設けている。
なお、普通充電は、全てのコンセント３８５，３８５・・を同時に使用することができるため、スケジューリングを行っていない。
【００２３】
充電時間を設定し、充電料金の支払いが完了した時点で、充電開始時刻および充電完了時刻が確定する。本実施の形態では充電開始時刻は、３０秒ごとのサイクルで設定する。そして、先行予約がない場合には３０秒刻みのサイクルに丸め、サイクル時刻の１０秒前から４０秒前までの間を充電開始予約時刻とする（図７参照）。例えば、充電開始時刻を一のサイクル（８時２１分３０秒）に設定したい場合には、当該サイクルの１０秒前（８時２１分２０秒）までに充電の予約を完了しない場合には、次のサイクル（８時２２分００秒）に充電開始時刻を設定する仕様としている。
先行予約がある場合は、先行する車両の充電完了時刻の３０秒後のサイクルから充電予約を可能とし、この予約の完了は当該サイクルの開始時刻の１０秒前までを予約可能時間とする。
充電の予約が複数追加された場合も同様で、先行する最終の予約の充電完了時刻に３０秒加えた時刻以降のサイクルを予約可能サイクルとし、３０秒刻みのサイクルで予約を可能としている。
なお、上記のサイクルを３０秒ではなく、違う時間単位とできることは言うまでもない。
【００２４】
《課金方式》
本実施の形態における課金方式について補足の説明をする。
本実施の形態においては、従量制ではなく、充電端末機の使用時間に応じた料金を徴収する課金方式としている。従量制としなかったのは、急速充電においては、バッテリの劣化等によるバッテリ充電特性の個体差や充電残量の検出精度（誤差１０％程度）などの問題があり、充電の開始前に充電電力量を予想することが困難だからである。したがって、充電電力量を基準とした課金方式を採用すると、設定した充電電力量に応じて充電終了時刻が大きくばらつき、充電順序のスケジューリングを行うことは困難を極める。
また、充電電力量は充電電流が同じＣＡであればバッテリ容量に比例するものの、充電残量の増加に伴い充電効率が逓減する。図８は、標準的な２ＣＡで２０ｋＷのバッテリを充電した場合の充電電力推移のグラフである。このため、充電電力量を基準とすると、充電時間が過剰に長くなったり、充電が終わらなくなるおそれさえある。この問題は、高電力で充電を行う急速充電において特有の問題である。
【００２５】
図９は、バッテリの充電残量と標準充電時間の関係を表すグラフである。ここで、標準充電時間とは、充電開始から充電残量が表示で７５％（正味で８０％）になるまでの所要時間のことである。図９から、充電残量が少ない場合には充電効率がよく、充電残量が多い場合には充電効率が悪くなるという傾向が分かる。例えば、充電残量が表示で０％の場合に０％→７５％とするための所要時間は約２５分であるが、充電残量が表示で５０％の場合に５０％→７５％とするための所要時間は約１３分であり、前者は後者の約２倍の時間で３倍の容量を充電可能であることが分かる。
以上のように、従量制により課金を行うと、所要充電時間の計算の誤差などからスケジューリングを行うことができず、利用者に不要な待ち時間を発生させることとなる。そこで、本発明においては、充電端末機の使用時間により課金を行う方式とし、充電電力量の多寡にかかわらず、設定した時間で充電を終了することにより、正確なスケジューリングを行うことを可能としている。
【００２６】
《支払方式》
無人での運用を考えると、充電料金を確実に回収するためには前払い式とすることが好ましい。他方、充電電気代はせいぜい数百円程度であり、料金回収に費用はかけられないという問題がある。クレジットカードやデビッドカードを用いた支払い方式では、センターとの通信による認証プロセスが必要であり、運用コストがかかる。現金前払い精算もあるが釣り銭準備維持等のための運用コストがかかる。したがって、センターとの通信が不要なオフライン決済型の支払方式、例えば、電子マネーやプリペイドカードを用いることが好ましく、専用カードの発行が不要という観点からは電子マネーを用いることがより好ましく、使用できる地域が広い電子マネー（例えばＥｄｙ（登録商標））を用いることがさらに好ましい。
【００２７】
《料金テーブル》
充電残量を考慮せずに使用時間で一律に課金を行うと、充電電力量の多寡にかかわらず一定の料金が課金されることとなってしまうという問題がある。また、電力料金は時間帯によって異なる料金が設定されている。また、図８に示すように、急速充電では充電後半で充電電力が減少すること、充電後半は割安な料金とするのが合理的である。そこで、本実施の形態では、表１に例示する如く、バッテリ容量と充電時間帯に応じた段階的な料金テーブルを用意することで、合理的な料金体系となるようにしている。
【００２８】
【表１】
2010028913.tif 000003
【００２９】
《標準充電時間》
［i］急速充電
電気自動車との情報通信により、車種（または車両ＩＤ）、充電最大電流情報を取得し、この情報と利用者が入力したバッテリ充電残量の情報（バッテリ充電残量が電気自動車からの通信情報に含まれている場合には自動取得）とに基づきシステム制御部１３の演算装置で標準充電時間が演算される。ここで、利用者（運転者）に表示されているバッテリ充電残量は、正味の残量２０％を０％とし、正味の残量１００％を１００％と表示するのが電気自動車の標準仕様である（２０％は余裕容量）。したがって、表示残量と正味残量の関係は下記式１のとおりとなる。
【００３０】
（式１）正味バッテリ充電残量％＝表示バッテリ充電残量％×０．８＋２０％
【００３１】
本実施の形態では、急速充電において、通常正味の充電残量で８０％（表示で７５％）を満充電とする標準充電時間を算出するための上限係数としている。これは、正味の充電残量で８０％を上限としておけば、電気自動車で表示された充電残量に誤差があった場合にも、過充電となることを回避できるためである。標準充電時間の演算にあたっては、車種によって充電電流が異なるため、車種毎のタイムテーブルを用意する必要がある。
また、バッテリが劣化してくると充電時間は標準より長時間必要となること、時間が無く標準より短い充電時間を希望する場合に対応可能とすること、より多くの充電を行いたい場合に対応すること、などの理由から、本実施の形態では利用者が充電時間を１分単位で調整することを可能としている。ただし、この場合も最短１０分、最長４０分などの下限・上限を設けることとする。
【００３２】
［ii］普通充電
急速充電と同様に、車種、バッテリ充電残量等の情報を取得し、この情報に基づきシステム制御部１３の演算装置で標準充電時間が演算される。上述のとおり、利用者（運転者）に表示されているバッテリ充電残量は、正味の残量２０％を０％とし、正味の残量１００％を１００％と表示するのが電気自動車の標準仕様であり、表示残量と正味残量の関係は上記式１のとおりとなる。
ＰＨＥＶの搭載する標準的なリチウムイオン電池（容量４ｋＷｈ）を電圧２００Ｖ容量３ｋＶＡの充電電源で充電した場合、正味の充電残量で８０％（表示で７５％）まで充電するのに要する標準充電時間は、図１０のとおりとなる。
なお、車種によってバッテリ容量および充電条件が異なるため、車種毎に標準充電時間のテーブルを用意する。
【００３３】
《インタロック機構》
［i］急速充電中
急速充電中の偶発的なコネクタ３０１の脱落や故意によるコネクタ３０１の取り外しなどを防止するために、コネクタ３０１にインタロック機構を設ける。
急速充電器側コネクタの形状は日本電動車両協会の規格（JEVS G 105）により定められている。すなわち、コネクタ３０１はオスプラグであり、車両のメスコネクタに差し込み、急速充電器側コネクタの接続レバーを引くと当該コネクタの接続導体が前進し、車両側の受け口と接続される構造とすることなどが規定される。しかしながら、上記の規格ではインタロック機構については規定されていない。
そこで、本発明においては、コネクタ３０１に下記の構造を備えるインタロック機構を設けた（図１１参照）。
（１）コネクタ嵌め合い部ロック機構
接続レバー３１７の操作に連動した機械的インタロックである。制御用端子３１９の側面に設けられた突起部３２１が係止部３１１を外方に押出してコネクタ嵌め合いロックを構成する。
（２）通電部接続の引き外し防止用ロック機構
ラッチ機構３１２によるインタロックである。
（３）通電部引き離し誤操作防止用接続レバーロック機構
電磁ロッド３１３による電気的インタロックである。ラッチの誤引き外し防止も兼ねる。
接続レバー３１７のロック解除は、充電終了後およびパスワードで保護した充電中止操作を行った際になされる。接続レバー３１７のロックが解除されると、通電部接続の引き外し操作およびコネクタ嵌め合い部の取り外しが可能となる。
（４）ラッチ解除レバーロック機構
ラッチ解除レバー３１４（接続レバーのロック解除用レバー）の操作をロックする電気的インタロックである。ラッチ解除レバーのロック解除は、充電終了後およびパスワードで保護した充電中止操作を行った際になされる。
（５）接続レバー位置検出用スイッチ
リミットスイッチ３１６による電気的インタロックである。接続レバー３１７が接続位置にない場合には通電を開始しない。接続レバーが開放位置、または接続位置以外の位置に長時間ある場合はコネクタ異常と判断し、すべての操作を禁止する。
【００３４】
上記のインタロック機構を備えるコネクタ３０１におけるインタロックの動作を図１２に示す。なお、本実施の形態では、充電緊急停止スイッチが押されると急速充電器１１は緊急停止するが、接続レバー３１７のロックは解除されず、ロックの解除は操作パネル３０３からパスワードを入れて解除操作を行うか、充電完了時刻になり自動解除されるかのいずれかである。
【００３５】
［ii］普通充電中
普通充電はコンセントにプラグを差し込んで充電予約時刻間にコンセントを通電するため、通電中にプラグを外さないため下記の構造を備えるインタロック機構を設ける（図４参照）。
（１）普通充電用コンセント３８５は、扉３８４を有するコンセントボックス３０８に収め、扉３８４は電気鍵３８２で充電中は開放できない構造とする。電気鍵３８２の解除は、充電終了後およびパスワードで保護した解除操作を行った際になされる。
（２）コンセントボックス３０８の扉３８４が閉状態にあることを検出し、閉状態に無い場合には充電予約やコンセント通電ができないようにする。
上記のインタロック機構を備えるコンセントボックス３０８におけるインタロックの動作を図１３に示す。なお、本実施の形態では、充電緊急停止スイッチが押されるとコンセント回路は緊急停止するが、コンセントボックス３０８のロックは解除されず、ロックの解除は操作パネルからパスワードを入れて解除操作を行うか、充電完了時刻になり自動解除されるかのいずれかである。
【００３６】
《遠隔監視機能》
充電スタンドの運用コストを抑えるためには、無人運用を可能とすることが重要である。そのため、本実施の形態では、インタネットを経由しての遠隔監視を可能としている。
遠隔監視センター４００にはオペレータが常駐しており、運転状況を監視するとともに、異常時対応、利用者との会話、充電電力料金の変更等の設定変更などの業務を行う。
遠隔監視センター４００には、センターサーバ４０１が配置されており、複数の場所に配置された充電装置１の遠隔監視を行うことが可能である。センターサーバ４０１による遠隔監視は、例えば、特開２００２−１５７１７８に記載されたリモートコントロールサーバを利用することが開示される。このリモートコントロールサーバは、充電装置１を構成する各機器と常に同じ情報を保持する仮想機器（ソフトウエアオブジェクト）を作成し、これを保持・配送する機能をもっている。かかる構成では、センターサーバ４０１は、ＷＡＮおよび／またはＬＡＮを介してリモートコントロールサーバにアクセスして、監視・制御対象機器の仮想機器と常に情報を共有して、監視・計測データを表示したり、クライアントや監視センターに保持している仮想機器に制御指令をインプットすることができるため、クライアントや監視センターから監視・制御対象機器を監視・制御することが可能である。
また、センターサーバ４０１は、充電装置１の運転状況、充電実績、異常発生実績等のデータおよび電子マネー等による課金データの管理・保管する機能を有する。
【００３７】
《車両入出検出》
本実施の形態は、電気自動車の監視手段として監視カメラ４を備えており、いわゆる迷惑駐車を監視センターから遠隔監視することが可能である。
本実施形態の変形例として、充電スタンドに車両の出入りを検知する光電センサを設けて車両の駐車を検出し、検出データをセンターサーバ４０１で管理・保管する車両入出検出装置を備える構成が開示される。光電センサは、駐車位置による誤動作・誤不動作を防止するために複数設けることが好ましく、本実施の形態では３つ設けている（図１５参照）。また、人の通過などを光電センサが捉えることによる誤動作を防止するため、検出の確認時間（５秒程度）を設け、光電センサの検出変化が確認時間以上継続していることを確認できた時点で入出車と判断する（図１６参照）。以上の構成を備えることにより、下記の用途での利用ができる。
（１）充電しない車輌の検知
車両が検出されているにもかかわらず長時間充電予約操作が行われない場合は、充電目的でない駐車と考えられ、充電スタンドにとって迷惑行為（迷惑駐車）であるので、このような駐車が長時間継続する場合は、車両を強制移動するなどの対策を施すことができる。
（２）駐車時間の統計データ取得
充電時間および駐車時間の実績（例えば、平均駐車時間の統計データ）等を分析することにより、充電スペースの稼働状況を把握することができ、充電スタンド設置後の充電スペース数の増減計画や料金設定等に反映することができる。
【００３８】
《コンセプト》
以上に説明した最良の形態の本発明の充電スタンドのコンセプトをまとめると次のとおりである。
（１）１台の急速充電器あたり複数の充電用駐車スペースを用意し、駐車した時点で充電予約を行い、急速充電器は予約スケジュールに基づき、順次給電する車両を切替えて充電を行っていく。
（２）充電スペースには充電操作を行うタッチパネル式画面、料金精算用電子マネーカード等を読み書きする料金回収装置、および電気自動車と接続する電力ケーブルを備えた充電端末機を設置する。充電端末機は、充電用駐車スペース近傍に設置し、普通充電用コンセントも併設するのが好ましい。
（３）標準充電時間は、電力ケーブル（または通信ケーブル）を接続し、車両と充電器間で行われる情報授受をすることにより得られる情報（必要に応じて手入力される情報を併用）に基づき、車両搭載バッテリの仕様および充電残量を取得することで、自動算出可能とする。ただし、バッテリが劣化してくると充電時間が長くなること、劣化状況の検出は困難なことなどから手入力で標準充電時間を修正できることが好ましい。
（４）充電は予約された充電時間分行われる。別の言い方をすれば、急速充電器あるいはコンセント用電源を時間貸しする。急速充電においては、車両からの指令に基づき急速充電器を運転する。普通充電においては、充電制御は車両側で行われ、その間コンセントに通電される。
（５）充電中の事故を防止するため、急速充電用充電器側コネクタには通電中のコネクタ取り外し防止インタロックを設ける。また、普通充電用コンセントには通電中のプラグ取り外し防止インタロックを設ける。
（６）充電料金精算は充電予約時に行い、急速充電器使用時間あるいはコンセント用電源使用時間に応じた料金が請求される。電気料金は使用電力量の従量制でなく充電時間に応じた料金とする。ただし、急速充電では使用電力量がバッテリ容量にほぼ比例することからＢＥＶのバッテリ容量を考慮した料金単価とする。
（７）無人運用のための遠隔監視装置を設ける。インタネットを使用して、監視センターに充電装置運転状況、充電実績、異常発生状況を通報するとともに、充電スタンド監視画面の伝送、利用者との通話機能を設ける。また、電子マネー引き落としデータの連係、充電電力料金の変更等も監視センターで遠隔で行う。
（８）料金支払いは電子マネーを使用することが好ましい。電子マネーは、クレジットカードのような通信回線を経由した認証等の清算処理が不要であり、料金回収費用が安価なためである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、セルフ方式の電動車両用充電スタンドを提供することが可能となる。
また、本発明は、携帯電話やノートパソコン等のバッテリ内蔵機器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の充電スタンドの構成図である。
【図２】本発明の充電スタンドの構成図である。
【図３】本発明の充電端末機の構成図である。
【図４】本発明のコンセントボックスの構成図である。
【図５】本発明の充電スタンドにおける充電操作の流れ図である。
【図６】急速充電のタイムチャートの一例である。
【図７】急速充電の予約タイミングの説明図である。
【図８】充電電流２ＣＡでリチウムイオン電池（容量２０ｋＷｈ）を急速充電した場合の充電電力の推移を示すグラフである。
【図９】充電電流２ＣＡでリチウムイオン電池（容量２０ｋＷｈ）を急速充電した場合の標準充電時間を示すグラフである。
【図１０】電圧２００Ｖ容量３ｋＶＡの充電電源でリチウムイオン電池（容量４ｋＷｈ）を普通充電した場合の標準充電時間を示すグラフである。
【図１１】本発明の急速充電用コネクタの構成図である。
【図１２】図１１の急速充電用コネクタにおけるインタロック動作の流れ図である。
【図１３】図４のコンセントボックスにおけるインタロック動作の流れ図である。
【図１４】本発明の遠隔監視センターの概要構成図である。
【図１５】本発明の車両入出検出装置の概要構成図である。
【図１６】図１５の車両入出検出装置の動作の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  充電装置
２  商用電源
３  インタネット
４  監視カメラ
５  バッテリ電気自動車（ＢＥＶ）
６  プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）
１０  急速充電ユニット
１１  急速充電器
１２  充電器制御部
１３  システム制御部
１４  制御用電源
１５  切替スイッチ（急速充電回路開閉器）
１６  ＰＬＣモデム
２０  普通充電ユニット
２１  コンセント用電源
２２  切替スイッチ（コンセント回路開閉器）
３１〜３４  充電端末機（急速・普通充電用）
３５  充電端末機（普通充電用）
１００  急速・普通充電用駐車スペース
２００  普通充電用駐車スペース
３０１  コネクタ
３０２  急速充電用ケーブル
３０３  操作パネル
３０４  料金回収装置（リーダ・ライタ）
３０５  カバー
３０６  緊急停止スイッチ
３０７  インターホン
３０８  コンセントボックス
３０９  普通充電用ケーブル
３１１  係止部
３１２  通電部引き外し防止用ロック（ラッチ機構）
３１３  ラッチ解除レバーロック用電磁ロッド
３１４  ラッチ解除レバー
３１５  接続レバーロック用電磁ロッド
３１６  レバー位置検出用リミットスイッチ
３１７  通電部接続レバー
３１８  通電用端子
３１９  制御用端子
３２１  突起部
３３０  支払用情報記録媒体
３８１  扉閉検出スイッチ（リミットスイッチ）
３８２  電気鍵（電磁ロッド）
３８３  ケーブル通し用スリット
３８４  扉
３８５  充電用コンセント
４００  遠隔監視センター
４０１  センターサーバ
【図８】
2010028913.tif 000004
【図９】
2010028913.tif 000005
【図１５】
2010028913.tif 000006
【図１６】
2010028913.tif 000007
【図１】
2010028913.tif 000008
【図２】
2010028913.tif 000009
【図３】
2010028913.tif 000010
【図４】
2010028913.tif 000011
【図５】
2010028913.tif 000012
【図６】
2010028913.tif 000013
【図７】
2010028913.tif 000014
【図１０】
2010028913.tif 000015
【図１１】
2010028913.tif 000016
【図１２】
2010028913.tif 000017
【図１３】
2010028913.tif 000018
【図１４】
2010028913.tif 000019