(57)【要約】【課題】複数の充電器を並列運転してバッテリを充電する充電装置を提供する。【解決手段】本発明のバッテリ充電装置は、外部から供給される交流電力を受信する充電プラグと、充電プラグで受信された交流電力を、直流電力にそれぞれ変換する複数の充電器と、複数の充電器の少なくとも１つの充電器を介して出力される直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの仕様と、複数の充電器の仕様とを比較して、複数の充電器のうち、バッテリの充電に使用される少なくとも１つの充電器を決め、決められた少なくとも１つの充電器により、バッテリの充電が行われるように制御する充電制御部とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される交流電力を受信する充電プラグと、
前記充電プラグで受信された交流電力を、直流電力にそれぞれ変換する複数の充電器と、
前記複数の充電器の少なくとも１つの充電器を介して出力される直流電力を貯蔵して充電が行われるバッテリと、
前記バッテリの仕様と、前記複数の充電器の仕様とを比較して、前記複数の充電器のうち、前記バッテリの充電に使用される少なくとも１つの充電器を決め、前記決められた少なくとも１つの充電器により、前記バッテリの充電が行われるように制御する充電制御部とを含むことを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記バッテリ仕様は、 前記バッテリの容量によるバッテリ充電電力を含み、
前記複数の充電器の仕様は、 前記複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力及び/又は最大効率電力を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力及び/又は最大効率電力は、互いに異なることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記充電制御部は、前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在すると、前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する１つの充電器を単独運転させて、前記バッテリの充電が行われるようにすることを特徴とする請求項２又は３に記載のバッテリ充電装置。
【請求項５】
前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力と同一サイズの電力を、前記単独運転する充電器の出力電力に設定することを特徴とする請求項４に記載のバッテリ充電装置。
【請求項６】
前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在しないと、前記複数の充電器を並列運転させて、前記バッテリの充電が行われるように制御することを特徴とする請求項４に記載のバッテリ充電装置。
【請求項７】
前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力に対応して、 前記複数の充電器で発生し得る出力電力の組合せのうち、最大電力効率を有する組合せを確認し、前記確認した組合せを用いて、前記並列運転する複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ充電装置。
【請求項８】
前記充電制御部は、前記バッテリで発生し得るバッテリ充電電力の場合の数により、最大電力効率が発生する組合せ情報を格納し、
前記組合せ情報は、 前記複数の充電器にそれぞれ設定された出力電力に対する情報であることを特徴とする請求項７に記載のバッテリ充電装置。
【請求項９】
バッテリの容量によるバッテリ充電電力を把握するステップと、
前記把握した充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器の存在可否を判断するステップと、
前記充電器が存在すると、 前記充電電力よりも高い最大出力電力を有した１つの充電器を単独運転させて、前記バッテリを充電するステップと、
前記充電器が存在しないと、 複数の充電器を並列運転させて、前記バッテリを充電するステップと、を含むことを特徴とするバッテリ充電方法。
【請求項１０】
前記単独運転させて、前記バッテリを充電するステップは、
前記バッテリ充電電力と同一の電力を、前記単独運転する充電器の出力電力に設定するステップと、
前記単独運転する充電器により、前記出力電力が発生するステップと、
前記発生した出力電力をバッテリに供給して、 前記バッテリを充電させるステップと、を含むことを特徴とする請求項９に記載のバッテリ充電方法。
【請求項１１】
前記並列運転させて、前記バッテリを充電するステップは、
前記バッテリ充電電力に対応して、 前記複数の充電器で発生し得る出力電力の組合せを確認するステップと、
前記確認した組合せのうち、最大電力効率を有する組合せを確認するステップと、
前記確認した組合せを用いて、前記並列運転する複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定するステップと、
前記複数の充電器により、前記設定された出力電力がそれぞれ発生するステップと、
前記発生した出力電力をバッテリに供給して、前記バッテリを充電させるステップと、を含むことを特徴とする請求項９又１０に記載のバッテリ充電方法。
【請求項１２】
前記組合せを確認するステップは、
前記複数の充電器でそれぞれ発生し得る出力電力の和が、前記バッテリ充電電力と等しくなる場合の数を確認するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリ充電方法。
【請求項１３】
更に、前記バッテリの容量により発生するバッテリ充電電力の場合の数により、最大電力効率が発生する組合せ情報を格納するステップを含み、
前記組合せを確認するステップは、
前記格納された組合せ情報を用いて、最大電力効率を有する組合せを確認するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリ充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許法第119条及び365条の下で、韓国特許出願第10-2012-0079904号（2012年7月23日出願）に基づく優先権を主張するものであり、その全ての内容がここに包含される。
【０００２】
開示の実施形態は、バッテリ充電装置に関し、特に、最大電力効率を出すことが可能なバッテリ充電装置、及びこれを用いたバッテリ充電方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
環境にやさしい自動車とは、石油燃料とエンジンを使用することなく、バッテリと電気モータを使用する自動車を言う。電気自動車は、1873年度に最初に製作されたが、バッテリの重量、充電時間などの技術的限界で、実用化していない。
【０００４】
環境にやさしい自動車は、エネルギ源として、充電可能な２次電池(バッテリ)が使用されている。一般に、電気自動車や燃料電池自動車は、車両の走行時に、バッテリ電力を用いてモータを駆動し、停車時に、バッテリを充電する。
【０００５】
この時、バッテリの充電のために、車両内に充電器が備えられており、近年、バッテリ充電時間の短縮のため、充電器の最大出力電力が増加している傾向にある。
【０００６】
図１は、従来技術による電気自動車を説明する図である。
【０００７】
図１を参照すると、電気自動車は、充電プラグ１０と、充電器２０と、バッテリ３０とを含む。
【０００８】
前記のように構成されている電気自動車の充電動作をみると、まず、充電プラグ１０が交流電力供給装置(例えば、充電所のスタンドや、一般の家庭及びビルなどの電源コンセント)に差し込まれると、充電プラグ１０は、交流電力供給装置から供給される交流電力を受信する。
【０００９】
充電器２０は、電気自動車内に備えられる電力変換装置であり、充電プラグ１０を介して交流電力が伝達されると、伝達される交流電力を直流電力に変換する。
【００１０】
バッテリ３０は、少なくとも１つのバッテリセルで構成され、充電器２０を介して供給される直流電力を貯蔵する。
【００１１】
前記のように構成された電気自動車は、バッテリの充電時、入力される交流電力を直流電力に変換して、バッテリに供給することになる。
【００１２】
この時、充電時間の短縮を目的に、近年、充電器の最大出力電力が増加しており、これにより、最大出力電力による充電電力をバッテリに供給して、充電時間を短縮している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、充電器の最大出力電力を増加することには限界があり、１つの充電器だけを単独運転してバッテリを充電するには、多くの時間がかかるという問題がある。
【００１４】
また、充電器は、バッテリ３０に供給する充電電力(電圧、又は電流)により、それぞれ異なる効率を有するが、この時、バッテリ３０に供給される充電電力が、低い効率を有する電力に設定されると、負荷領域で電力損失が発生して、多量の熱発生とバッテリ充電遅延などの問題が生じることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の実施形態は、複数の充電器を並列運転して電気自動車のバッテリを充電することができる電気自動車、及びこのバッテリ充電方法を提供する。
【００１６】
また、本発明の実施形態は、複数の充電器が最大効率を出すことのできる電力を基にして、バッテリに充電電力を供給することができる電気自動車、及びこのバッテリ充電方法を提供する。
【００１７】
本発明の実施形態で解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限るものではなく、また、記述していない他の技術的課題は、下記の記載から提案される実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、明確に理解されるだろう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、複数の充電器を並列運転して電気自動車のバッテリを充電することにより、前記バッテリの充電時間を短縮することができる。
【００１９】
また、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、前記充電器の出力電力を設定することにより、前記充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術による電気自動車を示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるバッテリ充電装置を示す図である。
【図３】図２に示されている第１及び２の充電器の詳細構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による充電器の仕様を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による充電器の単独運転の場合を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による複数の充電器の並列運転の場合を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリ充電方法を、ステップ別に説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の内容は、単に、本発明の原理を例示する。それで、当業者は、たとえ、本明細書に明確に説明・図示していなくても、本発明の原理を具現し、本発明の概念と範囲に含まれる様々な装置を発明することができる。また、本明細書で挙げている全ての用語及び実施形態は、原則的に、本発明の概念が理解されるようにするための目的でのみ明らかに意図され、このように特別に挙げている本発明の実施形態及に限られるものではないことと理解されるべきである。
【００２２】
また、本発明の原理、観点、及び実施形態だけではなく、特定の実施形態を挙げる全ての詳細な説明は、このような事項の構造的及び機能的な均等物を含むように意図されることと理解されるべきである。また、このような均等物は、現在の公知されている均等物だけでなく、将来に開発される均等物、即ち、構造と関係なく同一の機能を行うように発明された全ての素子を含むことと理解されるべきである。
【００２３】
以下において、充電電力とは、バッテリが有する仕様により、バッテリに供給されるべき特定サイズの電力をいい、最大出力電力とは、充電器の仕様により、充電器から出力可能な電力の最大サイズをいい、最大効率電力とは、充電器の仕様により、充電器で最大効率を出すことのできる特定サイズの電力をいう。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態によるバッテリ充電装置を示す図である。
【００２５】
図２を参照すると、バッテリ充電装置は、充電プラグ１１０と、第１の充電器１２０と、第２の充電器１３０と、バッテリ１４０と、充電制御部１５０とを含む。
【００２６】
充電プラグ１１０は、交流電力供給装置(例えば、充電所に備えられている系統の電力供給装置や、一般家庭又はビルなどに備えられている電源コンセント)に差し込まれて、交流電力供給装置を介して供給される交流電力を受信する。
【００２７】
この時、充電プラグ１１０は、交流電力を受信するため、複数のラインで構成されることができる。
【００２８】
すなわち、充電プラグ１１０は、正の特性(＋)の電力を供給するための第１の電力供給ラインと、負の特性(−)の電力を供給するための第２の電力供給ラインと、パイロット信号の通信のための通信ラインとを含むことができる。
【００２９】
また、充電プラグ１１０は、更に、グラウンドに連結されるグラウンドラインを含むことができる。
【００３０】
第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０は、充電プラグ１１０を介して受信された交流電力を、直流電力に変換する。
【００３１】
即ち、第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０は、受信された交流電力を用いて、バッテリ１４０の充電のための直流電力を出力する。
【００３２】
一方、図２には、充電器が２台で構成されることと示しているが、これは、一実施形態に過ぎず、充電器の数は、２よりも大きいＮに増加してもよい。
【００３３】
第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０は、後述する充電制御部１５０で決められた充電電力により、入力された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、バッテリ１４０に供給する。
【００３４】
この時、第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０は、それぞれの仕様による最大出力電力を有し、最大出力電力の範囲内で、充電制御部１５０を介して設定された出力電力を、バッテリ１４０に供給する。
【００３５】
最大出力電力とは、第１の充電器１２０が出力することのできる最大サイズの電力と、第２の充電器１３０が出力することのできる最大サイズの電力とを意味する。
【００３６】
第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０は、同一の特性を有する電力ラインが相互連結され、１つの共通ラインを介して、バッテリ１４０に電力を供給することができる。
【００３７】
第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０の内部の詳細構成については、後述することにする。
【００３８】
バッテリ１４０は、少なくとも１つのバッテリセルで構成されることができる。
【００３９】
少なくとも１つのバッテリセルの動作は、後述する充電制御部１５０により制御される。少なくとも１つのバッテリセルは、様々な種類のバッテリセルで具現することができ、例えば、ニッケル−カドミウム電池、鉛蓄電池、ニッケル−水素電池(ＮｉＭＨ)、リチウム−イオン電池、リチウムポリマ電池、金属リチウム電池、空気亜鉛蓄電池などである。
【００４０】
充電制御部１５０は、バッテリ充電装置の全般的な動作を制御する。
【００４１】
例えば、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の充電のため、プラグ１１０が交流電力供給装置に連結されると、バッテリ１４０に電力を供給するための少なくても１つの充電器を決める。つまり、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の充電に使用される充電器を決める。
【００４２】
言い換えると、充電制御部１５０は、第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０(望ましくは、第１〜Ｎ充電器)のうち、バッテリ１４０に電力を供給する(充電動作を行う)少なくとも１台の充電器を決め、それにより、決定した充電器を介して、バッテリ１４０に電力が供給されるようにする。
【００４３】
この時、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の仕様(例えば、充電容量)と、第１の充電器１２０及び第２の充電器１３０の仕様とにより、バッテリ１４０の充電のために使用される充電器を決める。
【００４４】
また、充電制御部１５０は、決定した充電器により、バッテリ１４０に供給される出力電力を設定する。つまり、充電制御部１５０は、充電器を決めると共に、決められた充電器において、バッテリ１４０に供給される直流電力のサイズを決める。
【００４５】
この時、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の仕様による充電電力と、それぞれの充電器が有する最大効率電力(最大効率を出すことのできる出力電力)と、最大出力電力(最大に出力できる電力)とを用いて、充電に使用される充電器、及び充電器からバッテリに供給される出力電力のサイズを決める。
【００４６】
一般に、複数の充電器を用いてバッテリ１４０に電力を供給する時の電力効率よりも、１台の充電器を用いてバッテリ１４０に電力を供給する時の電力効率が、更に高く現れる。
【００４７】
これにより、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の仕様による充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が、存在するか否かを判断する。
【００４８】
そして、充電制御部１５０は、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在すると判断すると、充電器だけを単独運転させて、バッテリ１４０の充電のための出力電力が発生するようにする。
【００４９】
この時、充電制御部１５０は、バッテリの仕様による充電電力と同サイズで、単独運転する充電器の出力電力を設定する。
【００５０】
一方、充電制御部１５０は、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在しないと判断すると、複数の充電器の組合せを介して、バッテリ１４０に電力が供給されるようにする。
【００５１】
この時、充電制御部１５０は、複数の充電器に発生する出力電力をそれぞれ設定する。すなわち、複数の充電器に設定されたそれぞれの出力電力の和は、バッテリ仕様による充電電力と同一であり、これにより、充電制御部１５０は、充電電力と同一の出力電力の組合せのうち、電力効率が最も高い(最大効率)組合せであるかを確認する。
【００５２】
例えば、バッテリ仕様による充電電力が５０ｋｗであり、第１の充電器の最大出力電力が ３０ｋｗであり、第２の充電器の最大出力電力が３０ｋｗである場合、充電電力に対応する出力電力の組合せは、下記のような場合の数が発生する。
【００５３】
(１) 第１の充電器の出力電力:１０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:４０ｋｗ
【００５４】
(２) 第１の充電器の出力電力:２０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:３０ｋｗ
【００５５】
(３) 第１の充電器の出力電力:３０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:２０ｋｗ
【００５６】
(４) 第１の充電器の出力電力:４０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:１０ｋｗ
【００５７】
ここで、第１の充電器及び第２の充電器の仕様が同一(同一の充電器)であることから、(１)と(３)は、同一であり、(２)と(４)が、同一の組合となる。
【００５８】
これにより、充電制御部１５０は、(１)の場合と(２)の場合により、複数の充電器の出力電力が設定される場合の平均電力効率を確認し、それにより、確認した平均電力効率が更に高い方の場合を、複数の充電器の出力電力に設定する。
【００５９】
例えば、(１)の場合の平均電力効率が９０％であり、(２)の場合の平均電力効率が９２％であると、充電制御部１５０は、(２)の場合に対応して、第１の充電器の出力電力を２０ｋｗに設定し、第２の充電器の出力電力を３０ｋｗに設定する。
【００６０】
一方、前記では、複数の充電器が有する仕様(最大出力電力及び最大効率電力)がいずれも同一であるとしたが、これは一実施形態に過ぎず、複数の充電器が有する仕様は、互いに異なってもよい。
【００６１】
また、充電制御部１５０は、内部にメモリを備えており、それにより、充電電力が、それぞれの充電器が有する最大出力電力よりも高い場合、充電電力の全ての場合に対応して、最大効率を出すことのできる充電器の出力電力に対する組合せ情報を格納し、格納した組合情報を用いて、複数の充電器に対応する出力電力をそれぞれ設定することもできる。
【００６２】
図３は、図２に示している第１及び第２の充電器の詳細構成を示す図である。
【００６３】
図３を参照すると、第１及び第２の充電器は、入力整流部１２１と、昇圧変換部１２２と、インバータ部１２３と、出力整流部１２４とを含む直流−直流変換部を含む。
【００６４】
入力整流部１２１は、フルブリッジダイオードであり、充電プラグ１１０を介して入力される常用交流電力を、直流電力に整流する。
【００６５】
特に、入力整流部１２１は、昇圧変換部１２２に含まれている第１のスイッチング素子(Ｑ１)のターンオフの時、インダクタコイル(Ｌ１)の逆起電力による電流を、昇圧変換部１２２の出力側に流れるようにして、電力変換効率を高める。
【００６６】
昇圧変換部１２２は、力率補正部とも言われるように、昇圧した直流電圧を出力する昇圧機能の他に、出力電圧及び入力電圧のような位相の入力電流を作って、力率を補正する(向上する)機能を有する。
【００６７】
昇圧変換部１２２は、入力整流部１２１で整流された直流電力を入力され、入力された直流電力からの電圧を昇圧して提供するために、第１のスイッチング素子(Ｑ１)と、インダクタコイル (Ｌ１)と、電解コンデンサ(Ｃ１)とを含む。
【００６８】
昇圧変換部１２２の出力電圧及び入力電圧のような位相の入力電流を作ることは、第１のスイッチング素子(Ｑ１)のスイッチング動作を制御する充電制御部１５０の制御によって、すなわち、充電制御部１５０を介して出力されるＰＷＭ信号によって、達成することができる。
【００６９】
電解コンデンサ(Ｃ１)は、その充電電圧により、昇圧変換部１２２の直流出力電圧を一定に維持して出力するための定電圧出力用キャパシタである。
【００７０】
昇圧変換部１２２の第１のスイッチング素子(Ｑ１)には、逆止用ダイオードが接続され、ダイオード(Ｄ１)も、電解コンデンサ(Ｃ１)側への電流流れだけを許容し、その反対の電流流れは許容しないため、第１のスイッチング素子(Ｑ１)の出力端に接続される。
【００７１】
インバータ部１２３は、昇圧変換部１２２からの直流を交流に変換し、多数の第２のスイッチング素子を有する。第２のスイッチング素子は、ゲート制御により、ターンオン、又はターンオフ制御される半導体スイッチで構成することができ、例えば、ＳＣＲ(Silicon Coupled Rectifier)、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)などで構成することができる。インバータ部１２３を構成する第２のスイッチング素子のそれぞれに並列に接続されたボディーダイオードは、インバータ部１２３の出力側から第２のスイッチング素子側へ逆転して流入される電流流れを許容しないための逆止用ダイオードである。
【００７２】
トランス(Ｔｒ）は、インバータ部１２３に接続されて、交流電力を出力整流部１２４に伝達する。
【００７３】
出力整流部１２４は、トランス(Ｔｒ）の出力端(即ち、２次側巻線)に接続されて、トランス(Ｔｒ)を介して伝達される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、バッテリ１４０に供給する。
【００７４】
図４は、本発明の実施形態による充電器の仕様を示す図である。
【００７５】
充電器(第１の充電器〜第Ｎ充電器)は、仕様による互いに異なる特性を有する。充電器の仕様には、充電器のモデル名、メーカーなどのような情報の他にも、充電器が有する最大出力電力及び最大効率電力を含む。
【００７６】
一般に、充電器において最大効率が現われる出力電力は、充電器の最大出力電力ではなく、最大出力電力よりも低い電力である。すなわち、充電器の最大効率電力は、最大出力電力よりも低い。
【００７７】
これにより、充電制御部１５０は、それぞれの充電器が有する最大出力電力及び最大効率電力により、バッテリの充電電力に対応する複数の充電器の出力電力に対する組合せを決める。
【００７８】
図５は、本発明の実施形態による充電器の単独運転の場合を示す図である。
【００７９】
図５を参照すると、第１の充電器と第２の充電器とは、５０ｋｗの最大出力電力と、３０ｋｗの最大効率電力とを有する。
【００８０】
この時、バッテリの仕様による充電電力が５０ｋｗであると、下記のような方法により、充電に使用される充電器、及び充電器の出力電力が設定される。
【００８１】
充電制御部１５０は、まず、充電電力よりも高い(以上となる)最大出力電力を有した充電器の存在を確認する。
【００８２】
この時、充電制御部１５０は、第１及び第２の充電器が有する最大出力電力と、バッテリの充電電力とが同一であるため、１台の充電器だけで、バッテリ１４０を充電することができることを確認する。
【００８３】
すなわち、バッテリの充電電力が５０ｋｗであり、第１及び第２の充電器が有する最大効率電力が５０ｋｗであり、複数の充電器のうち、１台の充電器だけをもってバッテリを充電する時の充電時間と、複数の充電器をもってバッテリを充電する時の充電時間とは、同一となる(１台の充電器から出力される出力電力は、５０ｋｗであり、複数の充電器から出力される出力電力の和も、５０ｋｗであるため)。
【００８４】
一方、このような場合は、複数の充電器の組合せによりバッテリを充電する場合よりも、１台の充電器だけをもってバッテリを充電する場合の方が、電力効率が更に高く出る。
【００８５】
これにより、 充電制御部１５０は、第１及び第２の充電器のいずれか１台の充電器だけが単独運転するように決める。
【００８６】
この時、充電制御部１５０は、充電電力が、充電器の最大出力電力よりも小さいため、充電電力と同一サイズの電力を、単独運転する充電器の出力電力に設定する。
【００８７】
すなわち、図５に示しているように、充電制御部１５０は、第１の充電器だけを単独運転させ、これにより、第１の充電器の出力電力を、充電電力と等しい５０ｋｗに設定し、第２の充電器は、動作を中止させる。
【００８８】
図６は、本発明の実施形態による複数の充電器の並列運転の場合を示す図である。
【００８９】
図６を参照すると、第１の充電器と第２の充電器とは、５０ｋｗの最大出力電力と、３０ｋｗの最大効率電力とを有する。
【００９０】
この時、バッテリの仕様による充電電力が７０ｋｗであると、下記のような方法により、充電に使用される充電器、及び充電器の出力電力が設定される。
【００９１】
充電制御部１５０は、まず、充電電力よりも高い(以上となる)最大出力電力を有した充電器の存在を確認する。
【００９２】
この時、 充電制御部１５０は、第１及び第２の充電器が有する最大出力電力が、バッテリの充電電力よりも低いので、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ１４０の充電が行われるようにする。
【００９３】
すなわち、充電制御部１５０は、１台の充電器だけをもってバッテリ１４０の充電が行われるようにすることもできるが、この場合は、充電電力よりも低い電力がバッテリに供給されることから、充電時間が増加するため、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ１４０の充電が行われるようにする。
【００９４】
この時、充電制御部１５０は、充電電力に対応する複数の充電器の出力電力の組合せのうち、最大電力効率が発生する組合せを確認する。
【００９５】
すなわち、充電電力に対応する出力電力の組合せには、下記のような組合せが存在する(同一の場合は、除く。)。
【００９６】
(１) 第１の充電器の出力電力:１０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:６０ｋｗ
【００９７】
(２) 第１の充電器の出力電力:２０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:５０ｋｗ
【００９８】
(３) 第１の充電器の出力電力:３０ｋｗ、第２の充電器の出力電力:４０ｋｗ
【００９９】
充電制御部１５０は、前記のようなそれぞれの組合せに対する電力効率(平均電力効率)を確認し、確認した電力効率のうち、最も高い効率を有する組合せを確認する。
【０１００】
そして、充電制御部１５０は、確認した組合せを、複数の充電器のそれぞれに対応する出力電力に設定する。
【０１０１】
すなわち、図６に示しているように、第１の充電器の出力電力は、３０ｋｗに設定され、第２の充電器の出力電力は、４０ｋｗに設定されることができる。
【０１０２】
前記のように、本発明の実施形態では、複数の充電器を並列運転させて電気自動車のバッテリを充電することで、バッテリの充電時間を短縮することができる。
【０１０３】
また、本発明の実施形態では、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、充電器の出力電力を設定することで、充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。
【０１０４】
図７は、本発明の実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリ充電方法を、ステップ別に示すフローチャートである。
【０１０５】
図７を参照すると、まず、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の容量を確認する(Ｓ１０１)。すなわち、充電制御部１５０は、バッテリ１４０の仕様により、バッテリ１４０に供給されるべき充電電力を確認する。
【０１０６】
ついで、充電制御部１５０は、複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力と、確認した充電電力とを比較し、これにより、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在するかを判断する(Ｓ１０２)。
【０１０７】
前記の判断結果(Ｓ１０２)、充電電力よりも高い最大出力電力を有した充電器が存在すると、充電制御部１５０は、充電電力よりも高い最大出力を有する充電器１台だけを単独運転させて、バッテリ１４０を充電する(Ｓ１０３)。
【０１０８】
この時、 充電制御部１５０は、確認した充電電力と同一サイズの電力を、単独運転する充電器の出力電力に設定する(Ｓ１０４)。
【０１０９】
一方、前記の判断結果(Ｓ１０２)、充電電力よりも高い最大出力電力を有した充電器が存在しないと、充電制御部１５０は、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ１４０の充電が行われるようにする(Ｓ１０５)。
【０１１０】
この時、充電制御部１５０は、充電電力に対応する出力電力の組合せのうち、最も高い電力効率が発生する組合せを確認する(Ｓ１０６)。
【０１１１】
ついで、充電制御部１５０は、確認した組合せを用いて、複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定する(Ｓ１０７)。
【０１１２】
本発明の実施形態では、複数の充電器を並列運転させて、電気自動車のバッテリを充電することで、バッテリの充電時間を短縮することができる。
【０１１３】
また、本発明の実施形態では、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、充電器の出力電力を設定することで、充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。
【０１１４】
また、以上では、本発明の望ましい本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限るものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって、様々な変形・実施が可能であることは勿論、これらの変形・実施は、本発明の技術的思想から個別に理解されてはいけないだろう。
【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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