(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流から変換された直流によって蓄電池を急速充電する複数の急速充電器と通信し、複数の前記急速充電器による充電動作を制御する充電制御装置であって、
前記複数の急速充電器による前記蓄電池の充電に使用可能な前記交流側の上限電流値を、時間帯毎に記憶する上限電流値記憶部と、
前記蓄電池に対する希望充電量を記憶する希望充電量記憶部と、
前記蓄電池に対する希望充電時間を記憶する希望充電時間記憶部と、
前記希望充電量と前記希望充電時間とから、前記蓄電池の充電を前記希望充電時間で完了させるために必要な、前記交流側の電流値の最小値である最小電流値を取得する最小電流値取得部と、
充電対象の蓄電池について前記最小電流値を前記時間帯毎に合計し、前記上限電流値以下の場合に、前記充電対象の蓄電池を充電する急速充電器による充電動作を許可する充電許可部と
を有することを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記充電許可部は、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値を超える時間帯がある場合に、超えた分の電流値を、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値未満である他の時間帯に割り振ることを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記充電許可部は、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値未満の時間帯がある場合に、当該時間帯における合計電流値を、前記上限電流値以下となる範囲で増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
複数の前記急速充電器について充電の要求があった場合、要求があった順に前記急速充電器毎の優先順位を記憶する優先順位記憶部を有し、
前記充電許可部は、前記優先順位の高い急速充電器による前記蓄電池の充電を、前記優先順位の低い急速充電器による前記蓄電池の充電よりも優先して行わせることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記充電許可部によって前記蓄電池の充電が許可された前記急速充電器に対し、前記時間帯毎の最大電流値を示す最大電流値情報を個別に送信する情報送信部を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の急速充電器の充電動作を集中制御する充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車が普及しつつあるが、電気自動車の本格的な普及には充電設備の充実が不可欠である。また、災害時に有用なバッテリー駆動の工事用機器や住宅用蓄電池に関しても、充電設備の充実が利便性を向上させると考えられる。そして、駐車場や店舗の駐車スペースに急速充電器を設置することで、充電設備の充実が図れると考えられる。
【０００３】
複数台の電気自動車を充電するため、特許文献１の装置では、１つのＡＣ／ＤＣ変換整流器に複数の充電口を設け、複数台の電気自動車を同時に充電できるようにしている。また、特許文献２の装置では、予測負荷電力以内で、複数台の充電器を制御している。さらに、特許文献３の装置では、ニューラルネット等の手法を用いて車ＩＤから滞在時間を予測し、充電時間が滞在時間に収まるように充電制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３３６６７３号公報
【特許文献２】特開２０００−２０９７０７号公報
【特許文献３】特開２０１１−８３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の駐車場や店舗の駐車スペースに急速充電器を設置する場合、受電設備の容量に制限があり、設置希望の台数を満足できない場合がある。また、充電器合計負荷を一定以内に抑えた需要コントロールをしたいという要望もある。
【０００６】
特許文献１の装置は、ＡＣ／ＤＣ変換整流器の容量範囲内での充電制御となる。このため、受電設備容量は制御上考慮されていない。また、特許文献２の装置では充電完了時間や希望充電量といったユーザーの要望が考慮されていない。さらに、特許文献３の装置では、充電完了時間や受電設備容量について考慮されているものの、時間帯毎の負荷変動については考慮されていない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間帯毎の負荷変動を考慮した効率のよい充電制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するため、本発明は、交流から変換された直流によって蓄電池を急速充電する複数の急速充電器と通信し、複数の前記急速充電器による充電動作を制御する充電制御装置であって、前記複数の急速充電器による前記蓄電池の充電に使用可能な前記交流側の上限電流値を、時間帯毎に記憶する上限電流値記憶部と、前記蓄電池に対する希望充電量を記憶する希望充電量記憶部と、前記蓄電池に対する希望充電時間を記憶する希望充電時間記憶部と、前記希望充電量と前記希望充電時間とから、前記蓄電池の充電を前記希望充電時間で完了させるために必要な、前記交流側の電流値の最小値である最小電流値を取得する最小電流値取得部と、充電対象の蓄電池について前記最小電流値を前記時間帯毎に合計し、前記上限電流値以下の場合に、前記充電対象の蓄電池を充電する急速充電器による充電動作を許可する充電許可部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の充電制御装置によれば、時間帯毎の上限電流値が上限電流値記憶部に記憶されており、希望充電時間を満たす最小の充電電流値を充電対象の蓄電池の分だけ合計し、充電電流の合計値と上限電流値とを比較することで充電可否の判断をしているので、時間帯毎の負荷変動を考慮した効率のよい充電制御を行うことができる。
【００１０】
前述の充電制御装置において、前記充電許可部が、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値を超える時間帯がある場合に、超えた分の電流値を、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値未満である他の時間帯に割り振るように構成した場合には、より多い数の蓄電池を充電することができる。
【００１１】
前述の充電制御装置において、前記充電許可部が、前記最小電流値の合計値が前記上限電流値未満の時間帯がある場合に、当該時間帯における合計電流値を、前記上限電流値以下となる範囲で増加させるように構成した場合には、充電対象の蓄電池に対する充電時間を短縮することができる。
【００１２】
前述の充電制御装置において、複数の前記急速充電器について充電の要求があった場合、要求があった順に前記急速充電器毎の優先順位を記憶する優先順位記憶部を有し、前記充電許可部が、前記優先順位の高い急速充電器による前記蓄電池の充電を、前記優先順位の低い急速充電器による前記蓄電池の充電よりも優先して行わせる場合には、先に充電要求のあった急速充電器で充電される蓄電池が優先的に充電されるので、公平性を担保できる。
【００１３】
前述の充電制御装置において、前記充電許可部によって前記蓄電池の充電が許可された前記急速充電器に対し、前記時間帯毎の最大電流値を示す最大電流値情報を個別に送信する情報送信部を有する場合には、急速充電器は、受信した最大電流値情報の範囲内で蓄電池の充電を行うので、当該急速充電器や蓄電池の状態に適した条件で充電が行える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数台の急速充電器の充電動作を集中制御する際に、時間帯毎の負荷変動を考慮した効率のよい制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】充電システムの概略を説明する図である。
【図２】充電システムの機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は管理側制御部の構成を説明するブロック図、（ｂ）は管理側制御部のメモリーを説明する概念図である。
【図４】入力表示器の表示例を説明する図であり、（ａ）は急速充電器の選択画面を、（ｂ）は希望充電量の選択画面をそれぞれ示す。
【図５】入力表示器の表示例を説明する図であり、（ａ）は希望充電完了時間の選択画面を、（ｂ）は充電完了予定時間の表示画面をそれぞれ示す。
【図６】（ａ）は充電側制御部の構成を説明するブロック図、（ｂ）は充電側制御部のメモリーを説明する概念図である。
【図７】電気自動車の構成を説明するブロック図である。
【図８】（ａ）は車両側制御部の構成を説明するブロック図、（ｂ）は車両側制御部のメモリーを説明する概念図である。
【図９】充電システムのメインフローチャートである。
【図１０】充電制御決定処理を説明するフローチャートである。
【図１１】充電制御決定処理を説明する概念図であり、（ａ）は時間帯毎の上限電流値を示す図、（ｂ）は１台目の駆動用バッテリーの最小充電電流による充電パターンを示す図、（ｃ）は２台目の駆動用バッテリーの最小充電電流による充電パターンを重ねた際に第３時間帯で上限電流値を超えた状態を示す図である。
【図１２】充電制御決定処理を説明する概念図であり、（ａ）は２台目の駆動用バッテリーについて第３時間帯の電流値を他の時間帯に割り振った後の充電パターンを示す図、（ｂ）は３台目の駆動用バッテリーの最小充電電流による充電パターンを重ねた際に第３時間帯で上限電流値を超えた状態を示す図、（ｃ）は３台目の駆動用バッテリーについて第３時間帯の電流値を他の時間帯に割り振った後の充電パターンを示す図である。
【図１３】電流値に余裕のある時間帯に各バッテリーの電流値を割り振った後の充電パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態の充電システムは、電気自動車に搭載された二次電池を充電するためのものであり、例えば、電気自動車用の充電スタンドやコンビニエンスストアに設置される。
【００１７】
図１に示すように、この充電システムは、集中管理装置１０と、複数台の急速充電器２０と、急速充電器２０以外の負荷（その他負荷）３０とを有している。
【００１８】
集中管理装置１０は、この充電システムにおける制御を担当する装置であり、充電制御装置に相当する。この集中管理装置１０は、各急速充電器２０と通信をして、各急速充電器２０による充電動作を制御する。なお、集中管理装置１０については後で説明する。
【００１９】
急速充電器２０は、電気自動車４０に搭載された駆動用バッテリー４４を充電する装置であり、１つのシステムに複数台が設置され、増設も可能である。このシステムでは、１台の急速充電器２０が１台の駆動用バッテリー４４を充電する。便宜上、３台の急速充電器２０を図示しているが、台数は３台に限られるものではない。また、各急速充電器２０は、充電対象の駆動用バッテリー４４を搭載した電気自動車４０との間でも通信をし、各種の情報を交換する。なお、急速充電器２０についても後で説明する。
【００２０】
その他負荷３０は、急速充電器２０を除いた各種の機器が該当する。例えば、エアコンや照明がこの負荷に該当する。また、コンビニエンスストアであれば、冷蔵庫や冷凍庫といった設備もこの負荷に該当する。本実施形態において、集中管理装置１０は、屋内配線に設けた電力センサー５１からの検出信号を取得し、この検出信号のレベルに基づいて各負荷３０に供給される電力量を認識する。また、集中管理装置１０は、引き込み線に設けた電力センサー５２からの検出信号を取得し、この検出信号のレベルに基づいて商用系統５０から供給される電力量を認識する。
【００２１】
この充電システムでは、集中管理装置１０が、急速充電器２０を介して電気自動車４０と通信し、必要な情報を電気自動車４０から取得するように構成されている。このため、図２に示すように、集中管理装置１０は管理側制御部１１を、急速充電器２０は充電側制御部２１を、電気自動車４０は車両側制御部４１をそれぞれ有しており、管理側制御部１１と充電側制御部２１、及び、充電側制御部２１と車両側制御部４１とが通信可能な状態で接続されることにより、情報の送受信が行われるようになっている。なお、図２の太線は電源の供給線を示し、細線はデータや信号の通信線を示している。
【００２２】
次に、集中管理装置１０について説明する。図２に示すように、集中管理装置１０は、管理側制御部１１と入力表示器１２とを有している。管理側制御部１１は、集中管理装置１０における制御の中心となる部分である。この管理側制御部１１は、図３（ａ）に示すように、ＣＰＵ１３及びメモリー１４を有する制御部本体１５と、通信用インタフェース１６とを有している。
【００２３】
制御部本体１５では、ＣＰＵ１３がメモリー１４に記憶されたプログラムを実行することで各種の制御動作が実現される。例えば、各急速充電器２０おける最大充電電流値を時間帯毎に設定する動作が実現される。通信用インタフェース１６は、集中管理装置１０における通信を制御する。すなわち各急速充電器２０との間でなされる通信を制御する。
【００２４】
メモリー１４の一部領域は、図３（ｂ）に示すように、プログラム記憶領域、識別情報記憶領域、契約電力値記憶領域、時間帯別上限電流値記憶領域、設定間隔記憶領域、ＡＣ／ＤＣ変換効率記憶領域、総容量記憶領域、残存容量記憶領域、出力電圧値記憶領域、希望充電量記憶領域、希望完了時間記憶領域、充電電流値記憶領域、時間帯別合計電流値記憶領域、優先順位記憶領域、残り充電時間記憶領域として用いられている。
【００２５】
プログラム記憶領域には、ＣＰＵ１３によって読み出されて実行されるプログラムが記憶されている。
【００２６】
識別情報記憶領域には、集中管理装置１０と通信可能な電気機器について、その電気機器を示す識別情報が記憶されている。本実施形態では、各急速充電器２０について、それぞれの急速充電器２０を示す固有の識別情報が記憶されている。従って、集中管理装置１０では、受信した情報に含まれる識別情報を、識別情報記憶領域に記憶された識別情報と照合することで、受信した情報が何れの急速充電器２０から送信されたものかを認識できる。また、各急速充電器２０は、１台の電気自動車４０に搭載された駆動用バッテリー４４を充電するものである。このため、急速充電器２０が認識できれば、充電対象の電気自動車４０や駆動用バッテリー４４が認識できる。従って、識別情報は、急速充電器２０に接続された、電気自動車４０や駆動用バッテリー４４の識別情報としても機能する。
【００２７】
契約電力値記憶領域には、充電システムを所有する需要家との契約内容に応じた契約電力値が記憶される。集中管理装置１０は、この最大電力値を超えないように各急速充電器２０の制御を行う。
【００２８】
時間帯別上限電流値記憶領域には、各急速充電器２０で充電に使用できる電流値（一次側である交流の電流値）の合計上限値が時間帯毎に記憶される。ここで、電流値の合計上限値は、契約電力量からその他負荷３０で消費される電力量（実績に基づく予測値）を減算し、商用系統５０の電圧で除することで算出される。また、時間帯とは、制御の単位となる時間を意味し、システムの管理者によって任意の時間幅に定めることができる。例えば、正時毎の１時間や３０分間隔に定めることができる。そして、この時間帯の情報は、設定間隔として設定間隔記憶領域に記憶される。
【００２９】
ＡＣ／ＤＣ変換効率記憶領域には、交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）に変換する際における急速充電器２０毎の変換効率が予め記憶されている。集中管理装置１０は、この変換効率の情報を、充電時における一次側の電流値を取得する際に使用する。
【００３０】
総容量記憶領域、残存容量記憶領域、及び、出力電圧値記憶領域はいずれも、充電対象の駆動用バッテリー４４に関する情報を、充電を行う急速充電器２０に対応付けて記憶する部分である。すなわち、総容量記憶領域には総充電容量が、残存容量記憶領域には残存する充電容量（残存容量）が、出力電圧値記憶領域には出力電圧値が、それぞれ充電を行う急速充電器２０の識別情報とともに記憶される。これらの情報は、充電側制御部２１を介して取得され、駆動用バッテリー４４に対する充電条件を定める際にＣＰＵ１３によって参照される。なお、出力電圧値に関しては、駆動用バッテリー４４の充電時における充電電圧に相当する。
【００３１】
希望充電量記憶領域、及び、希望完了時間記憶領域は、電気自動車４０のユーザーからの充電に関する要求を、充電を行う急速充電器２０に対応付けて記憶する部分である。希望充電量記憶領域には、ユーザーが希望する充電量の情報（例えば全体容量の○○％以上）が、希望完了時間記憶領域には、ユーザーが希望する充電完了時間の情報（例えば△時間以内）が、それぞれ充電を行う急速充電器２０の識別情報とともに記憶される。これらの情報は、ユーザーによる入力表示器１２への操作によって取得され、駆動用バッテリー４４に対する充電条件を定める際にＣＰＵ１３によって参照される。
【００３２】
充電電流値記憶領域、及び、時間帯別合計電流値記憶領域は、駆動用バッテリー４４の充電に関連する電流値を記憶する部分である。すなわち、充電電流値記憶領域には、充電対象の各駆動用バッテリー４４に対する時間帯毎の充電電流値（ＤＣの電流値）が、充電を行う急速充電器２０の識別情報とともに記憶される。また、時間帯別合計電流値記憶領域には、各急速充電器２０で充電に使用できる電流値（交流の電流値）を時間帯毎に合計した合計充電電流値が記憶される。この合計充電電流値は、各駆動用バッテリー４４への充電電流値から算出される。なお、これらの情報は、充電制御の決定処理で求められる。
【００３３】
優先順位記憶領域は、充電対象の駆動用バッテリー４４についての優先順位を記憶する部分である。本実施形態では、先に充電要求のあった急速充電器２０で充電される駆動用バッテリー４４ほど高い優先順位を付している。残り充電時間記憶領域は、充電対象の駆動用バッテリー４４について充電に要する残り時間を記憶する部分である。なお、残り時間については、充電の進行に伴って減少される。そして、これらの情報もまた、充電を行う急速充電器２０の識別情報とともに記憶される。
【００３４】
次に、入力表示器１２について説明する。入力表示器１２は、集中管理装置１０におけるユーザーインタフェースを提供する部分であり、図２に示すように、ユーザーの指示を入力するための入力部１２ａと、各種の表示を行う表示部１２ｂとを有している。本実施形態の入力表示器１２は、タッチパネル式の液晶表示装置によって構成されている。この装置では、タッチパネルが入力部１２ａに相当し、液晶表示装置が表示部１２ｂに相当する。なお、入力表示器１２に関し、他の種類の装置を用いてもよい。
【００３５】
この入力表示器１２は、電気自動車４０のユーザーによる急速充電器２０の選択、希望充電量の入力、及び、希望充電完了時間の入力などを行う際に利用される。充電器の選択に際しては、例えば図４（ａ）に示すように、使用する充電器の番号やＯＫの文字がボタン画像で表示される。また、希望充電量の入力に際しては、例えば図４（ｂ）に示すように、駆動用バッテリー４４に対する充電量（全体充電容量に対する比率）などがボタン画像で表示される。同様に、希望充電完了時間の入力に際しては、例えば図５（ａ）に示すように、希望充電完了時間などがボタン画像で表示される。また、図５（ｂ）に示すように、入力表示器１２では、充電完了の予定時刻も表示される。
【００３６】
表示画像の内容は管理側制御部１１によって定められる。本実施形態では、選択可能な項目と選択不可の項目とで表示態様を異ならせている。例えば、選択可能な項目についてはランプが点灯している感じのボタン画像を表示し、選択不可の項目についてはランプが消灯している感じのボタン画像を表示している。図４（ａ）の表示例では、選択可能な充電器Ａ及び充電器Ｂについて点灯状態のボタン画像で表示され、選択済みの充電器Ｃについて消灯状態のボタン画像で表示されている。これにより、充電器Ｃは対象外であることをユーザーに対して視覚で通知できる。
【００３７】
そして、選択可能なボタン画像がユーザーによってタッチされると、タッチ操作が入力部１２ａ（タッチパネル）で検知される。そして、検知情報（例えばタッチ位置の座標）が管理側制御部１１へ出力される。管理側制御部１１では、検知情報に基づいてユーザーの選択内容を認識する。図４（ａ）の表示例において、充電器Ａのボタン画像がタッチされ、かつ、ＯＫのボタン画像がタッチされた場合に、充電器Ａのボタン画像について座標情報が入力表示器１２から管理側制御部１１に送信される。管理側制御部１１では、受信した座標情報に基づいて充電器Ａが選択されたことを認識する。
【００３８】
次に、急速充電器２０について説明する。急速充電器２０は、駆動用バッテリー４４を充電する直流の充電電力を供給する装置であり、例えば図２に示すように、充電側制御部２１、電源部２２、及び、充電側電力センサー２３を有している。
【００３９】
充電側制御部２１は、急速充電器２０における制御の中心となる部分であり、図６（ａ）に示すように、ＣＰＵ２４及びメモリー２５を有する制御部本体２６と、通信用インタフェース２７とを有している。これらの制御部本体２６及び通信用インタフェース２７は、管理側制御部１１で説明したものと同様に構成されている。
【００４０】
電源部２２は、駆動用バッテリー４４を充電するための充電電力を供給する部分であり、図２に示すように電力変換器２８とゲート制御部２９とを有している。電力変換器２８は、商用系統５０からの交流を直流に変換する部分であり、例えばＰＷＭコンバータ（図示せず）が用いられる。このＰＷＭコンバーターは、ゲート端子に入力されるゲート制御信号に応じて、供給される直流電力を制御する。ゲート制御部２９は、電力変換器２８のゲート端子に入力されるゲート制御信号を生成する部分である。このゲート制御部２９は、充電側制御部２１と電気的に接続されており、充電側制御部２１によって動作が制御される。充電側電力センサー２３は、駆動用バッテリー４４に供給される充電電力を急速充電器２０側で検出する部分であり、直流を供給する電源線の途中に設けられている。充電側電力センサー２３の検出信号は充電側制御部２１に入力され、充電時における直流の調整に用いられる。
【００４１】
次に制御部本体２６のメモリー２５について説明する。図６（ｂ）に示すように、メモリー２５の一部領域は、プログラム記憶領域、識別情報記憶領域、総容量記憶領域、残存容量記憶領域、出力電圧値記憶領域、充電電流値記憶領域、要求電流値記憶領域、残り充電時間記憶領域として用いられている。
【００４２】
これらの記憶領域のうち、プログラム記憶領域には、ＣＰＵ２４によって読み出されて実行されるプログラムが記憶され、識別情報記憶領域には、その急速充電器２０を示す固有の識別情報が記憶されている。これらの情報は、急速充電器固有の情報として予めメモリー２５に記憶されている。
【００４３】
総容量記憶領域、残存容量記憶領域、及び、出力電圧値記憶領域にはそれぞれ、その急速充電器２０で充電される駆動用バッテリー４４の総充電容量、残存充電容量、及び、出力電圧値が記憶される。これらの情報は、車両側制御部４１との通信によって取得され、メモリー１４に記憶される。そして、管理側制御部１１との通信時に読み出されて送信される。
【００４４】
充電電流値記憶領域には、現時間帯での充電電流値（各急速充電器２０で供給可能な最大電流値）が記憶される。この充電電流値は、充電に使用できる直流電流の時間帯毎の値、充電対象となる駆動用バッテリー４４の数、及び、駆動用バッテリー４４に対する充電条件などを加味することで、集中管理装置１０で決定される。このため、管理側制御部１１と通信することで受信され、メモリー２５に記憶される。
【００４５】
要求電流値記憶領域には、電気自動車４０が要求する充電用の電流値が記憶される。この要求電流値の情報は、急速充電器２０による駆動用バッテリー４４への充電時に参照される。例えば、充電電流値記憶領域の充電電流値よりも要求電流値記憶領域の要求電流値の方が大きい場合、充電制御部は、充電電流値で駆動用バッテリー４４を充電する。反対に、充電電流値よりも要求電流値の方が小さい場合、充電制御部は、要求電流値で駆動用バッテリー４４を充電する。
【００４６】
残り充電時間記憶領域には、充電対象の駆動用バッテリー４４における残り充電時間が記憶される。この残り充電時間の情報は、車両側制御部４１で取得され、時間帯毎の充電電流値を設定したり、更新したりする際に集中管理装置１０で参照される。このため、車両側制御部４１との通信時にメモリー２５に記憶され、管理側制御部１１との通信時に読み出されて送信される。
【００４７】
次に、電気自動車４０について説明する。図７に示すように、電気自動車４０は、車両側制御部４１と、普通充電インレット４２Ａと、急速充電インレット４２Ｂと、車載充電器４３と、駆動用バッテリー４４と、補機用バッテリー４５と、インバーター４６と、駆動モーター４７と、トランスミッション４８とを有している。なお、図７の太線は電源の供給線を示し、細線はデータや信号の通信線を示している。
【００４８】
車両側制御部４１は、電気自動車４０における制御の中心となる部分であり、図８（ａ）に示すように、ＣＰＵ６１及びメモリー６２を有する制御部本体６３と、通信用インタフェース６４とを有している。これらの制御部本体６３及び通信用インタフェース６４は、管理側制御部１１等で説明したものと同様に構成されている。
【００４９】
普通充電インレット４２Ａは普通充電器の充電プラグ（図示せず）が接続される部分であり、急速充電インレット４２Ｂは急速充電器２０の充電プラグＰＬＧが接続される部分である。これらの充電インレット４２Ａ，４２Ｂに関し、普通充電インレット４２Ａは普通充電器からの単相交流が供給されるのに対し、急速充電インレット４２Ｂは急速充電器２０からの直流が供給される点で相違している。また、普通充電インレット４２Ａは、車両側制御部４１と通信線を介して接続されていないのに対し、急速充電インレット４２Ｂは、車両側制御部４１と通信線を介して接続されている。これにより、充電プラグＰＬＧや充電ケーブルＣＢを介して、車両側制御部４１と充電側制御部２１とが通信可能な状態で接続されている。
【００５０】
車載充電器４３には、駆動用バッテリー４４及び補機用バッテリー４５が接続されている。そして、車載充電器４３は、供給された単相交流によって、これらの駆動用バッテリー４４及び補機用バッテリー４５を充電する。なお、駆動用バッテリー４４は、駆動モーター４７を動作させるための直流電力を蓄える部分である。補機用バッテリー４５は、車両側制御部４１等の計器類を動作させるための直流電力を蓄える部分である。
【００５１】
各バッテリー４４，４５への充電時において、車載充電器４３は、充電電圧の調整や充電終了といった充電に関する制御も行う。なお、駆動用バッテリー４４と補機用バッテリー４５とは、蓄える直流電力の電圧が異なっている。このため、車載充電器４３には、ＤＣ／ＤＣコンバーター回路が設けられており（図示せず）、適した電圧で充電が行えるように構成されている。
【００５２】
インバーター４６は、駆動用バッテリー４４に蓄えられた直流電力から交流電力を生成する電力変換装置である。このインバーター４６は、車両側制御部４１からの制御信号に応じて、周波数が調整された交流電力が出力される。そして、インバーター４６で生成された交流電力は、駆動モーター４７に供給される。従って、駆動モーター４７の回転数は、車両側制御部４１からの制御信号に応じて制御される。
【００５３】
駆動モーター４７は、タイヤＴＲを回転させる駆動源となる部分である。すなわち、駆動モーター４７の回転軸は、トランスミッション４８に接続されており、駆動モーター４７からの回転力は、適宜減速されて車軸に伝達されている。車軸の端部にはタイヤが取り付けられているため、駆動モーター４７の回転によってタイヤＴＲが回転する。
【００５４】
制御部本体６３が有するメモリー６２の一部領域は、図８（ｂ）に示すように、プログラム記憶領域、総容量記憶領域、残存容量記憶領域、出力電圧値記憶領域、要求電流値記憶領域、残り充電時間記憶領域として用いられている。なお、各領域に記憶されている情報については前述しているので、ここでは説明を省略する。
【００５５】
次に、この充電システムにおける動作について説明する。図９は、この充電システムによる電気自動車４０の充電動作を説明するメインフローチャートである。なお、図９のフローチャート、及び、後述する図１０のフローチャートにおいて、「ＱＣ」と記載されているが、これは急速充電器２０を意味している。
【００５６】
この充電システムでは、充電動作を行う急速充電器２０の選択の有無を判定する（Ｓ１）。すなわち、管理側制御部１１は、ユーザーによって入力部１２ａに対する充電器の選択動作がなされたか否かを判断する。図４（ａ）の例では、充電器Ｃが選択済みであるため、充電器Ａ又は充電器Ｂのボタン画像が選択可能な態様で表示されている。そして、選択可能な充電器Ａ又は充電器Ｂのボタン画像がタッチされ、その後にＯＫのボタン画像がタッチされた場合に、管理側制御部１１は、タッチされた急速充電器２０が選択されたことを認識する。
【００５７】
急速充電器２０が選択されたならば、管理側制御部１１は、充電対象の電気自動車４０について車両情報を取り込む（Ｓ２）。ここで、車両情報とは、駆動用バッテリー４４に関する総容量の情報、残存容量の情報、及び、出力電圧値の情報である。管理側制御部１１は、取得した各情報をメモリー１４に記憶する。
【００５８】
車両情報が取得されたならば、管理側制御部１１は、希望充電量、及び、希望充電完了時間の入力を待つ（Ｓ３，Ｓ４）。図４（ｂ）では、駆動用バッテリー４４の残存充電容量が５０％程度の場合を例示している。この場合、希望充電量２０％以上及び４０％以上のボタン画像は、残存充電容量の方が多いことから選択不可の態様で表示される。一方、希望充電量６０％以上及び８０％以上のボタン画像は、残存充電容量よりも多いことから選択可能な態様で表示される。そして、選択可能な６０％以上又は８０％以上のボタン画像がタッチされ、その後にＯＫのボタン画像がタッチされた場合に、管理側制御部１１は、タッチされた希望充電量が選択されたことを認識する。また、図５（ａ）の例では、選択可能な１．５時間又は２時間以内のボタン画像がタッチされ、その後にＯＫのボタン画像がタッチされた場合に、管理側制御部１１は、タッチされた希望充電完了時間が選択されたことを認識する。
【００５９】
次に、管理側制御部１１は、充電制御の内容を決定する（Ｓ５）。この決定処理では、先の処理で取得された希望充電量（ユーザーの希望する希望充電量）及び希望充電完了時間（ユーザーの希望する希望充電時間）の情報から、管理側制御部１１（最小電流値取得部，充電許可部）は、充電対象の駆動用バッテリー４４を希望充電時間で充電するために必要な最小電流値を取得し、各駆動用バッテリー４４について取得された最小電流値を時間帯毎に合計し、合計上限値以下の場合に、充電制御パターンを決定し、充電対象の駆動用バッテリー４４を充電する急速充電器２０による充電動作を許可する。なお、この充電制御の決定処理については、後で詳しく説明する。
【００６０】
充電制御の内容を決定したならば、管理側制御部１１は、決定結果の通知処理を行う（Ｓ６）。この通知処理では、充電完了までの予想時間を表示部１２ｂに表示させる。また、ユーザーによる充電要望を達成することはできない場合には、その旨を表示する。図５（ｂ）の表示例では、１時間２０分後に充電が完了する予定の旨を入力表示器１２（表示部１２ｂ）に表示させている。また、充電中の注意事項についても入力表示器１２に表示させている。
【００６１】
通知処理が行われたならば、充電処理が行われる（Ｓ７）。この充電処理において、管理側制御部１１は、情報送信部として機能し、充電が許可された急速充電器２０の充電側制御部２１に充電制御パターンの情報を送信する。また、充電側制御部２１は、受信した充電制御パターンに従って駆動用バッテリー４４の充電を行う。
【００６２】
ここで、充電制御パターンとしては、その時間帯における最大電流値を示す情報が用いられる。各急速充電器２０では、現時間帯での充電電流値を最大値として、電気自動車４０からの要求電流に従った充電電流を駆動用バッテリー４４に流し込む。このため、充電側制御部２１は、現時間帯での充電電流値をメモリー２５の充電電流記憶領域に記憶し、車両側制御部４１から送信された要求電流値をメモリー２５の要求電流値記憶領域に記憶し、充電電流値と要求電流値とを比較して少ない方の電流で駆動用バッテリー４４を充電する。
【００６３】
この充電処理は、全ての駆動用バッテリー４４の充電が終了するまで継続して行われる（Ｓ８）。そして、新たな急速充電器２０が選択されるまでは、決定された充電制御パターンで充電を行う（Ｓ９）。一方、新たな急速充電器２０が追加で選択された場合には、ステップＳ２に戻って車両情報の取り込み以降の処理を繰り返し行う。なお、全ての駆動用バッテリー４４の充電が終了した場合には（Ｓ８）、ステップＳ１に戻って急速充電器２０が選択されるまで待機する。
【００６４】
次に、図１０のフローチャートを参照して、管理側制御部１１による充電制御決定処理の詳細について説明する。
【００６５】
この充電制御決定処理では、まず最優先の急速充電器２０が選択される（Ｓ１１）。本実施形態では、前述の選択処理（Ｓ１）で最も早く選択された急速充電器２０を、最優先の急速充電器２０として選択する。なお、２番目以降の優先順位も選択の早い順に定められる。すなわち、追加の急速充電器２０の判断処理（Ｓ９）で追加された順に高い優先順位に設定される。これらの優先順位の情報は、管理側制御部１１が有するメモリー１４に記憶される。
【００６６】
次に、選択された急速充電器２０に関して予想総充電量が算出される（Ｓ１２）。本実施形態において、この予想総充電量は、次式（１）によって算出される。
【００６７】
予想総充電量＝バッテリー総容量×希望充電量（％）−電池残存容量  …  （１）
【００６８】
予想総充電量が算出されたならば、希望充電時間に対する最小連続充電電流値（以下、最小充電電流値という）が算出される（Ｓ１３）。この最小充電電流値は、希望充電時間で充電を完了するために必要とされる充電電流値の最小値を意味し、次式（２）によって算出される。なお、式（２）において、充電電圧値は駆動用バッテリー４４を充電する際の電圧値であり、駆動用バッテリー４４の出力電圧値が対応する。このため、この処理では、管理側制御部１１のメモリー１４から、駆動用バッテリー４４の出力電圧値が読み出される。
【００６９】
最小充電電流値＝予想総充電量÷（充電電圧値×希望充電時間）  …  （２）
【００７０】
次に、最小充電電流値に対応する一次側の電流値、すなわち商用系統５０における交流の電流値が算出される（Ｓ１４）。この一次側充電電流値は、次式（３）によって算出される。便宜上、以下の説明では、最小充電電流値に対応する一次側の充電電流値のことを一次側最小電流値という。なお、式（３）は一次側が単相交流の場合の計算式である。このため、一次側が三相交流である場合には式（３）における「一次側電圧」の部分を「（√３×一次側電圧）」に変更する。
【００７１】
一次側最小電流値＝最小充電電流値×出力電圧値÷ＡＣ／ＤＣ変換効率÷一次側電圧÷力率  …  （３）
【００７２】
次に、算出した一次側最小電流値を充電予定期間に仮設定する（Ｓ１５）。ここで、仮設定とは、一次側最小電流値を充電予定期間に積算することを意味する。例えば、１番目の急速充電器２０であれば、それまでの電流値が０Ａであるので、充電予定期間に亘って一次側最小電流値が仮設定される。また、２番目の急速充電器２０の場合には、１番目の急速充電器２０と２番目の急速充電器２０とがともに充電される期間において、１番目の急速充電器２０の一次側最小電流値に、２番目の急速充電器２０の一次側最小電流値が加算される。また、２番目の急速充電器２０のみが充電される期間については、２番目の急速充電器２０の一次側最小電流値が仮設定される。
【００７３】
次に、仮設定した一次側最小電流値が全ての時間帯に亘って制約条件を超過しているか否かの判断が行われる（Ｓ１６）。この判断は、仮設定した一次側最小電流値と時間帯毎に定められた一次側の合計上限値（電流値）とを時間帯毎に比較することで行われる。そして、仮設定した一次側最小電流値が、全ての時間帯に亘って一次側の合計上限値を超える場合に制約条件を超過していると判断され、少なくとも一部の時間帯で超過していなければ制約条件を超過していないと判断される。
【００７４】
制約条件を超過していると判断された場合には、充電要望を達成することはできないとして（Ｓ１７）、充電制御決定処理からメインフローチャートに復帰する。この場合、結果通知（Ｓ６）において、充電要望は達成できない旨がユーザーに通知される。そして、電流上限値の制約を満たす範囲で希望充電時間以降も充電を行う充電制御パターンが設定され、希望充電時間以降も継続して充電が行われることになる。
【００７５】
一方、制約条件を超過していないと判断された場合には、全ての時間帯で制約条件を満足しているか否かが判断される（Ｓ１８）。ここで、一部の時間帯で制約条件を超過していると判断された場合には、超過時間帯の充電電流値を一次側の合計上限値に修正する（Ｓ１９）。そして、他の時間帯のうち、電流値に余裕のある時間帯の有無を判断する（Ｓ２０）。余裕のある時間帯があれば、超過分の電流値をその時間帯に分配する（Ｓ２１）。また、余裕のある時間帯がなければ、充電要望を達成することはできないとして（Ｓ１７）、充電制御決定処理からメインフローチャートに復帰する。
【００７６】
ステップＳ１８で全ての時間帯で制約条件を満足していると判断された場合には、その充電制御パターンが当該急速順電気の充電パターンとして仮決定される。次に、充電を予定している全ての急速充電器２０について駆動用バッテリー４４の充電制御パターンが仮決定されたか否かが判断される（Ｓ２２）。ここで、まだ充電制御パターンが仮決定されていない急速充電器２０があった場合には、それらの中で優先順位の最も高い急速充電器２０を選択し（Ｓ２３）、ステップＳ１２以下の処理を繰り返し行う。
【００７７】
また、ステップＳ２２にて全ての急速充電器２０について充電制御パターンが仮決定された場合、充電電流に余裕のある時間帯があるか否かが判断される（Ｓ２４）。ここで、電流値に余裕のある時間帯がある場合には、空き電流量の分だけ後側時間帯の電流値を分配し（Ｓ２５）、充電制御決定処理を終了する。一方、電流値に余裕のある時間帯がない場合には、そのまま充電制御決定処理を終了する。
【００７８】
以上の充電制御決定処理について、具体例を挙げて詳しく説明する。図１１（ａ）は、一次側の合計上限値を時間帯毎に示した図である。図示の例では、横軸が時間であり、縦軸が一次側の合計上限値（電流値）である。
【００７９】
同図に示すように、現時点を示す時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの期間の合計上限値は電流値Ｉ１に定められている。そして、時刻ｔ１−ｔ２までの合計上限値は電流値Ｉ２に、時刻ｔ２−ｔ３までの合計上限値は電流値Ｉ３に定められている。また、時刻ｔ３−ｔ４までの合計上限値は電流値Ｉ４に、時刻ｔ４以降の合計上限値は電流値Ｉ５に定められている。なお、電流値Ｉ１とＩ５は同じ値に定められ、電流値Ｉ２は電流値Ｉ１よりも高い値に定められている。そして、電流値Ｉ３は電流値Ｉ１よりも低い値に定められ、電流値Ｉ４は電流値Ｉ１と電流値Ｉ２の中間の値に定められている。
【００８０】
この例では、３台の急速充電器２０で駆動用バッテリー４４が充電される。図１１（ｂ）に示すように、まず１番目の駆動用バッテリー４４に関し、希望充電時間（ｔ０−ｔ４ａ）に対応する最小充電電流値ｉ１が算出されて仮設定される（Ｓ１２−Ｓ１５）。この最小充電電流値ｉ１は、合計上限値の最小値Ｉ３よりも低いので、全時間帯で制約条件を満足するとして（Ｓ１８）、２番目の急速充電器２０の処理に移行する（Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００８１】
次に、図１１（ｃ）に示すように、２番目の駆動用バッテリー４４に関し、希望充電時間（ｔ０−ｔ４）に対応する最小充電電流値ｉ２が算出されて仮設定される（Ｓ１２−Ｓ１５）。ここで、３番目の期間（ｔ２−ｔ３）では、合計電流値（ｉ１＋ｉ２）が上限電流値Ｉ３を超えている（Ｓ１８）。このため、図１２（ａ）に示すように、３番目の期間における超過分の電流値を減算し（Ｓ１９）、余裕のある３つの期間（ｔ２−ｔ３，ｔ２−ｔ３，ｔ２−ｔ３）に超過分を分配する（Ｓ２０，Ｓ２１）。これにより、これらの期間の電流値が値ｉ２から値ｉ２ａに増やされる。
【００８２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、３番目の駆動用バッテリー４４に関し、希望充電時間（ｔ０−ｔ４）に対応する最小充電電流値ｉ３が算出されて仮設定される（Ｓ１２−Ｓ１５）。ここで、３番目の期間（ｔ２−ｔ３）では、合計電流値が上限電流値Ｉ３よりも電流値ｉ３ａだけ高くなっている（Ｓ１８）。このため、図１２（ｃ）に示すように、３番目の期間における超過分の電流値を減算し（Ｓ１９）、余裕のある３つの期間（ｔ０−ｔ１，ｔ１−ｔ２，ｔ３−ｔ４）に超過分を分配する（Ｓ２０，Ｓ２１）。これにより、これらの期間の電流値が値ｉ３から値ｉ３ｂに増やされる。
【００８３】
全ての急速充電器２０について最小充電電流値を割り振った結果、全ての時間帯における合計充電電流値が上限電流値以下になったため、電流値に余裕のある時間帯の有無が判断される（Ｓ２４）。そして、１番目、２番目、及び、４番目の期間（ｔ０−ｔ１，ｔ１−ｔ２，ｔ３−ｔ４）にはまだ余裕があるので、図１３に示すように、これらの期間に、後側（終了側）の期間から電流値を分配し、全体的に充電時間を短縮化する。その結果、同図の例においては、１番目の急速充電器２０に関して時刻ｔ２ａで駆動用バッテリー４４の充電が完了する。また、２番目及び３番目の急速充電器２０に関して時刻ｔ３ａで駆動用バッテリー４４の充電が完了する。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態の充電システムにおいて、管理側制御部１１のメモリー１４は、上限電流値記憶部として機能し、複数の急速充電器２０による駆動用バッテリー４４（蓄電池）の充電に使用可能な交流側の上限電流値を時間帯毎に記憶する。このメモリー１４は、希望充電量記憶部としても機能し、駆動用バッテリー４４に対する希望充電量を記憶する。また、希望充電時間記憶部としても機能し、駆動用バッテリー４４に対する希望充電時間も記憶する。そして、管理側制御部１１は、最小電流値取得部として機能し、希望充電量と希望充電時間とから、駆動用バッテリー４４を希望充電時間で充電するために必要な交流側の最小電流値を取得する。また、充電許可部としても機能し、充電対象の駆動用バッテリー４４の充電に必要な最小電流値を時間帯毎に合計し、上限電流値以下の場合に、対応する急速充電器２０による駆動用バッテリー４４の充電を許可する。その結果、時間帯毎の負荷変動を考慮した効率のよい充電制御を行うことができる。
【００８５】
また、充電許可部としての管理側制御部１１は、最小電流値の合計値が上限電流値を超える時間帯がある場合に、超えた分の電流値を、最小電流値の合計値が上限電流値未満である他の時間帯に割り振っているので、より多い数の駆動用バッテリー４４を効率良く充電することができる。
【００８６】
また、充電許可部としての管理側制御部１１は、最小電流値の合計値が上限電流値未満の時間帯がある場合に、時間帯における合計電流値を、上限電流値以下となる範囲で増加させているので、充電対象の駆動用バッテリー４４に対する充電時間を短縮することができる。
【００８７】
また、管理側制御部１１のメモリー１４を、優先順位記憶部として機能させ、複数の急速充電器２０について充電の要求があった場合、要求があった順に急速充電器２０毎の優先順位を記憶させるようにしている。そして、充電許可部としての管理側制御部１１は、優先順位の高い急速充電器２０による駆動用バッテリー４４の充電を、優先順位の低い急速充電器２０による駆動用バッテリー４４の充電よりも優先して行わせているので、先に充電要求のあった急速充電器２０で充電される駆動用バッテリー４４が優先的に充電されることになり、公平性を担保できる。
【００８８】
前述の充電システムにおいて、管理側制御部１１は、情報送信部として機能し、駆動用バッテリー４４に対する充電が許可された急速充電器２０に対し、時間帯毎の最大電流値を示す充電制御パターンを個別に送信し、急速充電器２０は、受信した最大電流値の範囲内で駆動用バッテリー４４の充電を行うので、その急速充電器２０や駆動用バッテリー４４の状態に適した条件で充電が行える。
【００８９】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
【００９０】
蓄電池に関し、電気自動車４０に搭載された駆動用バッテリー４４を例に挙げて説明したが、この蓄電池に限定されない。例えば、工事用重機に搭載された動力用蓄電池を充電することができる。また、住宅用蓄電池を充電することもできる。すなわち、これらの蓄電池と同等の蓄電容量を有し、車両で運搬できる大きさであり、かつ、急速充電器２０で充電可能な蓄電池であれば、例示した充電システムによる充電対象となる。
【符号の説明】
【００９１】
１０…集中管理装置，１１…管理側制御部，１２…入力表示器，１２ａ…入力部，１２ｂ…表示部，１３…ＣＰＵ，１４…メモリー，１５…制御部本体，１６…通信用インタフェース，２０…複数台の急速充電器，２１…充電側制御部，２２…電源部，２３…充電側電力センサー，２４…ＣＰＵ，２５…メモリー，２６…制御部本体，２８…電力変換器，２７…通信用インタフェース，２９…ゲート制御部，３０…その他負荷，４０…電気自動車，４１…車両側制御部，４２Ａ…普通充電インレット，４２Ｂ…急速充電インレット，４３…車載充電器，４４…駆動用バッテリー，４５…補機用バッテリー，４６…インバーター，４７…駆動モーター，４８…トランスミッション，５０…商用系統，５１…電力センサー，５２…電力センサー，６１…ＣＰＵ，６２…メモリー，６３…制御部本体，６４…通信用インタフェース，ＰＬＧ…充電プラグ，ＣＢ…充電ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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