(57)【要約】【課題】複数の電動車両へ効率的に充電できる電動車両用充電システムを提供する。【解決手段】充電システム１０は、充電スタンド２０と、電動車両４０とを備える。充電スタンド２０は、普通充電器２２と、急速充電器２３とを備える。充電スタンド２０は、複数のコネクタ２１を備える。充電スタンド２０は、複数の電動車両４０と接続可能である。並列分配器２４は、普通充電器２２から同時に複数の電動車両４０へ普通充電を提供することを可能とする。択一分配器２５は、急速充電器２３からひとつの電動車両４０だけへの急速充電の提供を可能とする。択一分配器２５は、急速充電器２３と接続される電動車両４０を順に切換える。充電システム１０は、急速充電の後に、普通充電を提供する。さらに、充電システム１０は、急速充電を待つ他の電動車両４０が普通充電によって充電されることを可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電動車両（４０）のそれぞれに搭載された複数の電池（４２）に充電できる電動車両用充電システム（１０）において、
普通充電器（２２）から複数の前記電池（４２）へ並列的に給電可能な並列的給電経路を形成する第１分配部（２４）と、
前記普通充電器より速い速度で前記電池を充電する急速充電器（２３）から複数の前記電池（４２）へ択一的かつ切換え可能な択一的給電経路を形成する第２分配部（２５、４７）と、
前記第１分配部と前記第２分配部とを制御する制御部（２６、４８、５１、５２、２５１、２５２）とを備え、
前記制御部は、
複数の前記電池（４２）がもつ順位に基づいて、前記択一的給電経路を前記順位に従って切換え、前記急速充電器（２３）による急速充電を順に提供する順序制御部（１６３、１６４、１６５）と、
前記急速充電器（２３）による急速充電の後に、前記普通充電器（２２）による普通充電を補充的に提供する補充充電部（１６６）と、
前記急速充電器（２３）による急速充電を待つ前記電池に前記普通充電器（２２）による普通充電を代替的に提供する代替充電部（１６７）とを備えることを特徴とする電動車両用充電システム。
【請求項２】
前記制御部は、さらに、前記電動車両の利用者のランク、前記電動車両の出発時刻、前記電池の初期充電状態、および前記電池の目標充電状態の少なくともひとつを含む条件に基づいて前記順位を設定する順位設定部（１６４）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用充電システム。
【請求項３】
前記制御部は、さらに、電源（３０）から前記急速充電器および前記普通充電器への供給電力量が所定の上限値を下回るように、前記普通充電が提供される数を制限する制限部（１６４）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動車両用充電システム。
【請求項４】
前記制限部（１６４）は、前記順位に基づいて前記補充的な普通充電の数を制限することを特徴とする請求項３に記載の電動車両用充電システム。
【請求項５】
前記制限部（１６４）は、前記順位に基づいて前記代替的な普通充電の数を制限することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電動車両用充電システム。
【請求項６】
さらに、前記普通充電器（２２）と前記電動車両（４０）とを接続するための電力端子（２１ａ、４１ａ）、および前記急速充電器（２３）と前記電動車両（４０）とを接続するための電力端子（２１ｃ、４１ｂ）が並べて配置されたコネクタ（２１）およびインレット（４１）を有する接続装置（２１、４１）を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動車両用充電システム。
【請求項７】
前記制御部は、さらに、ひとつの前記電動車両に提供される前記急速充電と前記普通充電との両方を一連の充電サービスとして取り扱うセッション管理部（１６２、１６８）を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電動車両用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される発明は、充電スタンドから複数の電動車両に効率的に充電するための電動車両用充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−３は、充電スタンドから複数の電動車両に充電するための電動車両用充電システムを開示する。特許文献１は、急速充電のための給電回路と、普通充電のための給電回路とを備えるシステムを開示する。特許文献２は、複数の電動車両への充電順序を設定し、充電回路のスイッチを切換えるシステムを開示する。特許文献３は、絶縁型充電回路によって１台の電動車両を充電すると同時に、非絶縁型充電回路によって他の１台の電動車両を充電するシステムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８９１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４３３４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１５２０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、急速充電または普通充電が選択される。このため、１台の電動車両は、急速充電または普通充電の一方だけで充電される。ところが、複数の電動車両から同時に急速充電が求められた場合、待ち時間が生じる。多数の電動車両から同時に急速充電が求められる場合には、待ち時間が長時間になる。一方で、充電スタンドの経済的な運用のために、急速充電器の台数は少ないことが望ましい。このため、同時に急速充電が可能な電動車両の台数を増やすことは困難である。このような観点から、電動車両用充電システムにはさらなる改良が求められている。
【０００５】
発明の目的のひとつは、複数の電動車両へ効率的に充電できる電動車両用充電システムを提供することである。
【０００６】
発明の目的の他のひとつは、急速充電器の数より多い複数の電動車両へ効率的に充電できる電動車両用充電システムを提供することである。
【０００７】
発明の目的の他のひとつは、急速充電器と普通充電器とを利用して複数の電動車両を短時間で充電できる電動車両用充電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示された発明のひとつは、複数の電動車両（４０）のそれぞれに搭載された複数の電池（４２）に充電できる電動車両用充電システム（１０）において、普通充電器（２２）から複数の電池（４２）へ並列的に給電可能な並列的給電経路を形成する第１分配部（２４）と、普通充電器より速い速度で電池を充電する急速充電器（２３）から複数の電池（４２）へ択一的かつ切換え可能な択一的給電経路を形成する第２分配部（２５、４７）と、第１分配部と第２分配部とを制御する制御部（２６、４８、５１、５２、２５１、２５２）とを備え、制御部は、複数の電池（４２）がもつ順位に基づいて、択一的給電経路を順位に従って切換え、急速充電器（２３）による急速充電を順に提供する順序制御部（１６３、１６４、１６５）と、急速充電器（２３）による急速充電の後に、普通充電器（２２）による普通充電を補充的に提供する補充充電部（１６６）と、急速充電器（２３）による急速充電を待つ電池に普通充電器（２２）による普通充電を代替的に提供する代替充電部（１６７）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、急速充電器と複数の電池との間に択一的給電経路が形成され、択一的給電経路が順に切換えられる。よって、ひとつの急速充電器を複数の電動車両によって利用することができる。一方で、普通充電器と複数の電池との間には、並列的給電経路が形成される。普通充電器は、急速充電の後に、電池の充電状態を高めるための補充的な充電に利用される。さらに、普通充電器は、急速充電を待つ電動車両の電池に、急速充電に代わる代替的な充電を提供する。このため、電動車両の電池は、急速充電を待つ期間においても、普通充電を受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明の第１実施形態に係る電動車両用充電システムのブロック図である。
【図２】第１実施形態の給電経路を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の給電制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の受電制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の作動の一例を示すタイミング図である。
【図６】第１実施形態の作動の一例を示すタイミング図である。
【図７】発明の第２実施形態に係る電動車両用充電システムのブロック図である。
【図８】第２実施形態の給電経路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
図１において、第１実施形態に係る電動車両用充電システム１０は、充電スタンド２０と電動車両４０とを備える。充電システム１０は、電源３０から供給される電力によって電動車両４０に搭載された電池４２を充電する。電源３０は、広域電力網から供給される商用電源、または小規模な発電設備である。電源３０は、交流電力を供給する。
【００１４】
充電スタンド２０は、住宅または事業所に設置された充電装置である。充電スタンド２０は電動車両の所有者に属する個人の所有物として、または電力を販売する商業施設として構成される。電動車両４０は、電池と電動機とを含む電気的動力システムによって移動する車両である。電動車両４０は、例えば、電力だけで走行する電気自動車、または電動システムに加えて、内燃機関を含む機関動力システムを備えるプラグインハイブリッド自動車である。
【００１５】
充電スタンド２０は、２台以上の複数の電動車両４０に対して並列的に充電を実行可能である。充電スタンド２０は、複数のコネクタ２１を有する。図示の例では、充電スタンド２０は、ｎ個のコネクタ２１を備える。図中には、１号コネクタ２１（１）、２号コネクタ２１（２）、ｎ号コネクタ２１（ｎ）が図示されている。以下の説明において、（  ）内の数字は同種要素の番号を示す。コネクタ２１は、普通充電のためのカプラと、急速充電のためのカプラとをひとつのコネクタ２１上に備える。
【００１６】
普通充電のためのカプラは、普通充電のための複数の電力端子２１ａを備える。複数の電力端子２１ａには、交流電力を供給するための一対の交流端子と、接地端子とを含むことができる。普通充電のためのカプラには、データ通信のための通信端子２１ｂが設けられている。急速充電のためのカプラは、急速充電のための複数の電力端子２１ｃを備える。複数の電力端子２１ｃには、直流電力を供給するための一対の直流端子を含むことができる。コネクタ２１は、普通充電のための端子群と急速充電のための端子群とを有する複合型のコネクタ２１である。コネクタ２１は、コンボコネクタとも呼ばれる。
【００１７】
充電スタンド２０は、電源３０から供給される交流電力を、電動車両４０へ供給するために適した電圧に変換する普通充電器（ＮＭＣＧ）２２を備える。普通充電器２２は、電力端子２１ａに供給される交流電力を出力する。普通充電器２２から給電される場合、電動車両４０は、電池を最高水準、例えば満充電にまで充電することができる。
【００１８】
普通充電器２２は、電動車両４０へ交流を供給するから、交流充電器とも呼ばれる。また、普通充電器２２がひとつのコネクタ２１に供給する電力は、後述の急速充電器２３がひとつのコネクタ２１に供給する電力より小さい。よって、普通充電器２２による充電速度は、急速充電器２３による充電速度より遅い。普通充電器２２は、比較的低速の充電のための電力を供給するから、低速充電器とも呼ばれる。
【００１９】
充電スタンド２０は、電源３０から供給される交流電力を、電動車両４０へ供給するために適した電圧に変換する急速充電器（ＲＰＣＧ）２３を備える。急速充電器２３は、普通充電器２２より速い速度で電動車両４０の電池４２を充電する。急速充電器２３は、電力端子２１ｃに供給される直流電力を出力する。急速充電器２３は、ＡＣ／ＤＣ変換器を備える。さらに、急速充電器２３は、急速充電を可能とするための独自の電源機器を備えることができる。例えば、急速充電器２３は、大電力の直流を供給可能とする電池を備えることができる。急速充電器２３から給電される場合、電動車両４０は、電池を最高水準より低い所定の上限ＵＬまで充電することができる。所定の上限ＵＬは、電池を保護するために設定される場合がある。所定の上限ＵＬは、満充電より低い充電状態、例えば８０％とすることができる。
【００２０】
急速充電器２３は、電動車両４０へ直流を供給するから、直流充電器とも呼ばれる。また、急速充電器２３がひとつのコネクタ２１に供給する電力は、普通充電器２２がひとつのコネクタ２１に供給する電力より大きい。よって、急速充電器２３による充電速度は、普通充電器２２による充電速度より速い。急速充電器２３は、比較的高速の充電のための電力を供給するから、高速充電器とも呼ばれる。
【００２１】
充電スタンド２０は、普通充電器２２から複数のコネクタ２１へ電力を分配する並列分配器（ＰＬＤＢ）２４を備える。並列分配器２４は、普通充電器２２から複数のコネクタ２１への並列的な給電経路を形成することができる。並列分配器２４は、複数の電動車両４０への同時的な給電を可能とする。並列分配器２４は、普通充電のための電力を分配するから、普通充電のための分配器とも呼ぶことができる。また、並列分配器２４は、普通充電のための交流電力を分配するから、交流分配器とも呼ぶことができる。
【００２２】
並列分配器２４は、同時に閉じることができる複数のスイッチによって提供することができる。ひとつのスイッチは、ひとつのコネクタ２１に対応付けられている。ひとつのスイッチは、普通充電器２２とひとつのコネクタ２１との間の充電経路を断続可能である。並列分配器２４のスイッチは、対応付けられたコネクタ２１が電動車両４０に接続され、正常な普通充電が可能になると閉じられる。複数のコネクタ２１と複数の電動車両４０とが接続されると、複数のスイッチが閉じられる。よって、普通充電器２２は、複数の電動車両４０に並列的に給電可能となる。並列分配器２４は、普通充電器２２から複数の電池４２へ並列的に給電可能な並列的給電経路を形成する第１分配部を提供する。
【００２３】
充電スタンド２０は、急速充電器２３から複数のコネクタ２１へ電力を分配する択一分配器（ＳＬＤＢ）２５を備える。択一分配器２５は、急速充電器２３から複数のコネクタ２１への択一的な給電経路を形成することができる。択一分配器２５は、複数の電動車両４０から選択されたひとつの電動車両４０への選択的な給電を可能とする。択一分配器２５は、急速充電のための電力を分配するから、急速充電のための分配器とも呼ぶことができる。また、択一分配器２５は、急速充電のための直流電力を分配するから、直流分配器とも呼ぶことができる。
【００２４】
択一分配器２５は、単極多投スイッチによって提供することができる。択一分配器２５は、単極多投スイッチは、選択スイッチとも呼ぶことができる。共通接点に急速充電器２３が接続され、複数の接点に複数のコネクタ２１がそれぞれ接続される。択一分配器２５は、複数の電動車両４０から選択されたひとつの電動車両４０に接続されたコネクタ２１だけに急速充電器２３を接続する。よって、急速充電器２３は、ひとつの電動車両４０だけに給電可能となる。択一分配器２５は、急速充電器２３から複数の電池４２へ択一的かつ切換え可能な択一的給電経路を形成する第２分配部を提供する。
【００２５】
充電スタンド２０は、制御装置（ＳＴＣＮ）２６を備える。制御装置２６は、充電スタンド２０に設けられた制御装置である。制御装置２６は、普通充電器２２、急速充電器２３、並列分配器２４、および択一分配器２５を含む充電スタンド２０の構成要素を制御する。また、制御装置２６は、コネクタ２１を介して接続された電動車両４０との通信を実行する。
【００２６】
制御装置２６は、充電スタンド２０に接続された電動車両４０への充電のための給電計画を設定する給電計画部（ＳＣＨＭ）５１を備える。給電計画部５１は、充電スタンド２０に接続された複数の電動車両４０のそれぞれに関して、複数の条件に基づいて、普通充電の提供時期と急速充電の提供時期と計画する。提供時期は、提供開始時刻、および提供終了時刻によって規定することができる。給電計画部５１は、充電スタンド２０に複数の電動車両４０が接続されている場合に、それら複数の電動車両４０への充電のためのスケジュールを設定するスケジュール設定部とも呼ぶことができる。
【００２７】
給電計画部５１は、複数の電動車両４０に対して、少なくとも急速充電を提供する順序を設定する。給電計画部５１は、急速充電の後、および急速充電の前に、普通充電を提供可能な電動車両４０を決定する。給電計画部５１は、急速充電が提供されていない電動車両４０に普通充電を提供するように充電計画を設定する。さらに、給電計画部５１は、電源３０から供給を受けることができる受電容量を上回ることがないように、普通充電を提供する電動車両４０の台数を制限する。例えば、電源３０から供給される電力量が契約によって契約電力量に制限されている場合、契約電力量を上回ることがないように普通充電を提供する電動車両４０の台数が調節される。
【００２８】
制御装置２６は、充電スタンド２０に接続された電動車両４０へ充電するために、並列分配器２４および択一分配器２５を制御するスイッチ制御部（ＳＷＣＭ）５２を備える。スイッチ制御部５２は、給電計画部５１が設定する給電計画に基づいて、並列分配器２４および択一分配器２５を制御する。スイッチ制御部５２は、給電計画部５１によって選択されたひとつまたは複数の電動車両４０に普通充電を提供するように並列分配器２４を制御する。スイッチ制御部５２は、給電計画部５１によって選択されたひとつの電動車両４０だけに急速充電を提供するように択一分配器２５を制御する。スイッチ制御部５２は、給電計画部５１によって決定された順序に基づいて、択一分配器２５を切換える。
【００２９】
給電計画部５１とスイッチ制御部５２とは、分配器２４、２５を制御する制御部を提供する。制御部は、急速充電器２３による急速充電の後に、普通充電器２２による普通充電を提供するように分配器２４、２５を制御する。制御部は、複数の電動車両４０が充電スタンド２０に接続されている場合に、急速充電器２３と接続される電動車両４０を順に切換えるように分配器２５を制御する。よって、制御部は、複数の電動車両４０に順に急速充電を提供することを可能とする。さらに、制御部は、急速充電を待つ電動車両４０に対して普通充電を提供するように分配器２４を制御する。
【００３０】
電動車両４０は、コネクタ２１に対応したインレット４１を備える。インレット４１は、コネクタ２１のカプラに接続可能なカプラを備える。よって、インレット４１は、普通充電のためのカプラと、急速充電のためのカプラとを備える。
【００３１】
普通充電のためのカプラは、普通充電のための複数の電力端子４１ａを備える。複数の電力端子４１ａには、交流電力を受けるための一対の交流端子と、接地端子とを含むことができる。普通充電のためのカプラには、データ通信のための通信端子４１ｂが設けられている。急速充電のためのカプラは、急速充電のための複数の電力端子４１ｃを備える。複数の電力端子４１ｃには、直流電力を受けるための一対の直流端子を含むことができる。インレット４１は、コネクタ２１に対応した複合型のインレットである。
【００３２】
コネクタ２１とインレット４１とは、充電スタンド２０と電動車両４０とを接続するための接続装置を提供する。充電システム１０は、複数の接続装置を有する。この接続装置においては、普通充電器２２と電動車両４０とを接続するための電力端子２１ａ、４１ａ、および急速充電器２３と電動車両４０とを接続するための電力端子２１ｃ、４１ｂが並べて配置されている。
【００３３】
電動車両４０は、走行用の動力源としての電池（ＢＡＴＴ）４２を備える。電池４２は、電動車両４０の走行用電動機に電力を供給する。電池４２は、大容量のリチウムイオン電池によって提供することができる。
【００３４】
電動車両４０は、充電回路（ＣＨＧＣ）４３を備える。充電回路４３は、インレット４１に供給される電力によって電池４２を充電する。
【００３５】
充電回路４３は、電力端子４１ａに供給される電力によって電池４２を充電する普通充電部（ＮＭＬＣ）４４を備える。普通充電部４４は、電池４２を満充電まで充電することができる。この実施形態では、満充電は充電状態１００％である。普通充電部４４は、ＡＣ／ＤＣ変換器を含む。充電回路４３は、電力端子４１ａと普通充電部４４との間に配置された普通断続器（ＮＭＲＬ）４５を備える。普通断続器４５は、普通充電のための給電経路を電動車両４０内において断続することを可能とする。
【００３６】
充電回路４３は、電力端子４１ｃに供給される電力によって電池４２を充電する急速充電部（ＲＰＤＣ）４６を備える。急速充電部４６は、電池４２を上限ＵＬまで充電することができる。この実施形態では、上限ＵＬは充電状態８０％である。充電回路４３は、電力端子４１ｃと急速充電部４６との間に配置された急速断続器（ＲＰＲＬ）４７を備える。急速断続器４７は、急速充電のための給電経路を電動車両４０内において断続することを可能とする。
【００３７】
電動車両４０は、車両に搭載された制御装置（ＶＨＣＮ）４８を備える。制御装置４８は、充電回路４３を制御する。また、制御装置４８は、インレット４１を介して接続された充電スタンド２０との通信を実行する。
【００３８】
制御装置２６、４８は、充電システム１０を制御する制御装置を提供する。制御装置２６、４８は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置は、処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムを記憶する記憶媒体としてのメモリ（ＭＭＲ）とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００３９】
図２に図示されるように、充電スタンド２０に複数の電動車両４０が接続される場合、普通充電のための給電経路と、急速充電のための給電経路とが形成される。普通充電器２２と複数の充電回路４３との間には、並列的な複数の給電経路が形成される。一方、急速充電器２３と複数の充電回路４３との間には、択一的に切換え可能な複数の給電経路が形成される。急速充電のための複数の給電経路は、充電スタンド２０に設けられた択一分配器２５によって択一的に閉じられる。この構成では、択一分配器２５によって、急速充電器２３と複数の電動車両４０と間に、択一的に切換え可能な給電経路が提供される。図中には、急速充電器２３と充電回路４３（ｎ）との間の給電経路だけが閉じられている状態が図示されている。図示の状態では、充電回路４３（ｎ）だけが急速充電を実行可能である。充電回路４３（１）、４３（２）は、急速充電を実行できない。充電回路４３（１）、４３（２）は、普通充電を実行可能である。
【００４０】
図３は、給電制御処理１６０を示すフローチャートである。給電制御処理１６０は、制御装置２６において実行される。給電制御処理１６０は、給電計画部５１およびスイッチ制御部５２を提供する。
【００４１】
ステップ１６１では、制御装置２６は、新たに電動車両４０が接続されたか否かを判定する。いずれかひとつのコネクタ２１が電動車両４０のインレット４１に接続されると、ステップ１６２に進む。
【００４２】
ステップ１６２では、制御装置２６は、新たに接続された電動車両４０に、セッションＩＤを付与する。セッションＩＤは、電動車両４０が充電スタンド２０に接続されている期間中に、充電スタンド２０において電動車両４０を識別するために利用される。例えば、セッションＩＤは、ひとつの電動車両４０に対して提供された普通充電の料金と、急速充電の料金とを集計するために利用される。
【００４３】
ステップ１６３では、制御装置２６は、充電計画を設定するために必要な複数の条件を入力し、取得する。条件には、急速充電および普通充電を提供する順序を決定するために利用できる情報を含むことができる。
【００４４】
条件には、電動車両４０の利用者のランクＲＫ（ｉ）を含むことができる。ランクＲＫ（ｉ）は、例えば、急速充電を提供する順序を設定するために利用される。例えば、クレジット情報が優良な利用者には、早い順位が与えられる高いランクＲＫ（ｉ）が付与される。また、充電スタンド２０を頻繁に利用する利用者に高いランクＲＫ（ｉ）を付与してもよい。
【００４５】
条件には、電動車両４０に予定された出発時刻ＤＴ（ｉ）を含むことができる。出発時刻ＤＴ（ｉ）は、利用者の行動予定から、または利用者の入力操作から取得することができる。
【００４６】
条件には、充電前における電動車両４０の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を示す初期充電状態ＳＯＣ（ｉ）を含むことができる。初期充電状態ＳＯＣ（ｉ）に基づいて、満充電に要する電力量、満充電までの時間などの条件を算出することができる。複数の電動車両４０が接続されている場合、複数の電動車両４０における初期充電状態ＳＯＣ（ｉ）が入力され、取得される。
【００４７】
条件には、目標充電状態ＴＧ（ｉ）を含むことができる。目標充電状態ＴＧ（ｉ）は、利用者の行動予定から、または利用者の入力操作から取得することができる。
【００４８】
条件には、急速充電を受け入れることができる急速可能時間ＨＴ（ｉ）を含むことができる。急速可能時間ＨＴ（ｉ）は、充電回路４３の性能に応じて異なる場合がある。
【００４９】
条件には、代替的に、または追加的に、電池の機種、種類を示す情報、および／または電池の容量を示す情報を含むことができる。
【００５０】
ステップ１６４では、制御装置２６は、ステップ１６３によって取得された条件に基づいて給電計画を設定する。ステップ１６４は、条件に基づいて急速充電を提供するための順位、すなわち順序を設定する順位設定部を提供する。この結果、ステップ１６４では、少なくとも急速充電の提供時期が計画される。ステップ１６４は、電源３０から普通充電器２２および急速充電器２３への供給電力量が所定の上限値を下回るように、普通充電が提供される数を制限する制限部を提供する。
【００５１】
充電スタンド２０にひとつの電動車両４０だけが接続されている場合、ステップ１６４では、急速充電器２３による急速充電の後に、普通充電器２２による補充的な普通充電を提供するように計画が設定される。補充的な普通充電は、急速充電では実現できない高い水準へ電池４２の充電状態を高めるために実行される。
【００５２】
充電スタンド２０に複数の電動車両４０が接続されている場合、ステップ１６４では、複数の電動車両４０へ急速充電を択一的に提供するように計画が設定される。この場合、ステップ１６４では、複数の電動車両４０へ普通充電を並列的に提供するように計画が設定される。この場合も、急速充電器２３による急速充電の後に、普通充電器２２による補充的な普通充電を提供するように計画が設定される。しかも、急速充電器２３による急速充電を待つ電動車両４０の電池４２に、普通充電器２２による代替的な普通充電を提供するように計画が設定される。代替的な普通充電は、急速充電を待つ期間中に充電状態を高めるために、急速充電の代わりに実行される。代替的な普通充電は、予備充電とも呼ぶことができる。
【００５３】
さらに、ステップ１６４では、普通充電が同時に提供される電動車両４０の数を制限するように計画が設定される。ここでは、電源３０から供給を受けることができる受電容量を上回ることがないように、すなわち供給電力量が所定の上限値を下回るように、普通充電が提供される数が制限される。言い換えると、普通充電を提供する電動車両４０の数を制限するように給電計画が設定される。普通充電の数は、補充的普通充電の数、または代替的普通充電の数を削減することによって制限される。例えば、代替的普通充電の数を維持したまま、補充的普通充電の数を制限することができる。この場合、ステップ１６４は、順位に基づいて補充的な普通充電の数を制限する。また、補充的普通充電の数を維持したまま、代替的普通充電の数を制限してもよい。この場合、ステップ１６４は、順位に基づいて代替的な普通充電の数を制限する。ここでは、低い順位をもつ電動車両４０への普通充電を禁止、または先送りすることにより、普通充電の数を制限することができる。
【００５４】
具体的には、急速充電器２３と接続される電動車両４０を順に切換えるように計画が設定される。この場合、ステップ１６４では、急速充電を待つ電動車両４０に対して普通充電を提供するように計画が設定される。この場合にも、急速充電器２３による急速充電の後に、普通充電器２２による普通充電を提供するように計画が設定される。さらに、普通充電を提供する電動車両４０の数が所定の数を下回るように計画が設定される。
【００５５】
ステップ１６５−１６７では、制御装置２６は、電動車両４０へ給電するための給電処理を実行する。ステップ１６５−１６７では、分配器２４、２５が制御される。ここでは、ステップ１６４において設定された給電計画に基づいて、分配器２４、２５が制御される。ステップ１６５では、制御装置２６は、複数の電動車両４０に対して急速充電を択一的に提供できるように分配器２５を制御する。ステップ１６６−１６７では、制御装置２６は、複数の電動車両４０に対して普通充電を並列的に提供できるように分配器２４を制御する。
【００５６】
ステップ１６５では、制御装置２６は、急速充電を許可する電動車両４０に対して急速充電の許可を示す信号を送信する。ステップ１６５では、制御装置２６は、電動車両４０の制御装置４８から急速充電の終了信号を受信する。ステップ１６５では、制御装置２６は、終了信号に応答して、択一的給電経路の切換を実行する。ステップ１６５では、制御装置２６は、急速充電の終了信号に応答して、急速充電を許可する信号から、普通充電を許可する信号への切換を実行する。ステップ１６３−１６５は、複数の電動車両４０がもつ順位に基づいて、択一的給電経路を順位に従って切換え、急速充電器２３による急速充電を順に提供する順序制御部を提供する。
【００５７】
ステップ１６６では、制御装置２６は、急速充電を終了した後の電動車両４０に対して普通充電の許可を示す信号を送信する。ステップ１６６では、制御装置２６は、電動車両４０の制御装置４８から急速充電の終了信号を受信する。ステップ１６６では、制御装置２６は、急速充電の終了信号に応答して、普通充電を許可する信号を送信する。さらに、ステップ１６６では、制御装置２６は、電動車両４０の制御装置４８から普通充電の終了信号を受信する。ステップ１６６では、制御装置２６は、普通充電の終了信号に応答して、普通充電を許可する信号の送信を停止する。ステップ１６６は、急速充電器２３による急速充電の後に、普通充電器２２による普通充電を補充的に提供する補充充電部を提供する。
【００５８】
ステップ１６７では、制御装置２６は、急速充電を待つ電動車両４０に対して普通充電の許可を示す信号を送信する。この実施形態では、複数の電動車両４０への急速充電が必要とされる場合、低順位にある電動車両４０は待機状態となる。低順位の電動車両４０は、急速充電を受けることが可能な充電状態にあるにもかかわらず、順位に起因して急速充電を受けることができない。ステップ１６７は、低順位の電動車両４０に対して、急速充電に代わる代替的な普通充電を提供する。ステップ１６７は、急速充電器２３による急速充電を待つ電動車両４０に、普通充電器２２による普通充電を代替的に提供する代替充電部を提供する。
【００５９】
ステップ１６８では、制御装置２６は、集計処理を実行する。ステップ１６８では、セッションＩＤごとに集計処理が実行される。この結果、ひとつの電動車両４０に対する一連の充電サービスにおいて急速充電と普通充電との両方が提供されても、それらの料金の合計を算出し、支払者に課金できる。
【００６０】
ステップ１６１において新接続が検出されない場合、ステップ１６９へ進む。ステップ１６９では、制御装置２６は、上記条件の少なくともひとつが変更されたか否かを判定する。例えば、出発時刻ＤＴ（ｉ）は利用者の設定操作によって頻繁に変更される可能性がある。条件が変更された場合、ステップ１６３へ進む。よって、変更された条件が再び取得される。この後、ステップ１６４−１６７が再度実行される。よって、変更された条件に基づいて再び給電計画が設定され、分配器が制御される。
【００６１】
条件の変更には、充電を停止する操作を含むことができる。例えば、利用者の操作によって充電が中断される場合がある。充電が停止された場合も、ステップ１６３へ進む。この後、ステップ１６４−１６７が再度実行される。よって、充電が停止された電動車両４０を除く、他の電動車両４０に関する条件に基づいて再び給電計画が設定され、分配器２４、２５が制御される。ステップ１６９において条件の変更が検出されない場合、ステップ１６５へ進む。よって、ステップ１６４において設定された給電計画の実行が継続される。
【００６２】
図４は、受電制御処理１７０を示すフローチャートである。受電制御処理１７０は、制御装置４８において実行される。
【００６３】
ステップ１７１では、制御装置４８は、インレット４１にコネクタ２１が接続されたか否かを判定する。インレット４１にコネクタ２１が接続されない場合、後の処理はスキップされる。インレット４１にコネクタ２１が接続されている場合、ステップ１７２へ進む。
【００６４】
ステップ１７２では、制御装置４８は、その電動車両４０に関連する上記条件を制御装置２６へ送信する。ステップ１７３では、制御装置４８は、制御装置２６から充電許可を示す信号を受信したか否かを判定する。充電許可が得られない場合、後の処理はスキップされる。充電許可が得られた場合、ステップ１７４へ進む。
【００６５】
ステップ１７４では、制御装置４８は、普通充電が許可されているか、急速充電が許可されているかを判定する。急速充電が許可されている場合、ステップ１７５へ進む。ステップ１７４において、普通充電が許可されている場合、ステップ１７８へ進む。
【００６６】
ステップ１７５では、制御装置４８は、急速充電を受け入れ可能か否かを判定する。ここでは、充電状態ＳＯＣが上限ＵＬを下回るか否かの判定を利用することができる。電池４２の充電状態ＳＯＣが上限ＵＬを下回る場合、急速充電を受け入れ可能であり、ステップ１７６へ進む。
【００６７】
ステップ１７６では、制御装置４８は、急速充電部４６を活性化し、急速断続器４７を閉じることによって急速充電を実行する。電池４２は、急速充電器２３から供給される直流の大電流によって急速に充電される。よって、急速充電が許可される間は、電池４２の充電状態ＳＯＣが上限ＵＬに到達するまで、ステップ１７６が繰り返される。
【００６８】
やがて、急速充電が進展し、充電状態ＳＯＣが上限ＵＬに到達すると、ステップ１７５からステプ１７７へ進む。ステップ１７７では、制御装置４８は、急速充電が終了したことを示す終了信号を制御装置２６へ送信する。急速充電が終了したことを示す信号は、急速充電から補充的な普通充電への切換えを要求する信号でもある。
【００６９】
急速充電の終了信号を受信すると、制御装置２６は、択一的給電経路の切換を実行する。また、制御装置２６は、急速充電を許可する信号から、普通充電を許可する信号への切換を実行する。この結果、次回のステップ１７４では、ステップ１７８へ分岐する。
【００７０】
ステップ１７８では、制御装置４８は、普通充電を受け入れ可能な否かを判定する。ステップ１７８の判定は、電池４２の充電が完了したか否かの判定でもある。ここでは、充電状態ＳＯＣが満充電、すなわち１００％を下回るか否かの判定を利用することができる。電池４２の充電状態ＳＯＣが１００％を下回る場合、普通充電を受け入れ可能であり、ステップ１７９へ進む。
【００７１】
ステップ１７９では、制御装置４８は、普通充電部４４を活性化し、普通断続器４５を閉じることによって普通充電を実行する。普通充電部４４は、普通充電器２２から供給される交流電力を直流電力に変換し、電池４２を充電する。電池４２は、変換された直流電力によって満充電に向けて充電される。普通充電が許可される間は、電池４２の充電が完了するまで、ステップ１７９が繰り返される。
【００７２】
やがて、普通充電が進展し、充電状態ＳＯＣが満充電に到達すると、ステップ１７８からステプ１７７へ進む。ステップ１７７では、制御装置４８は、普通充電が完了したことを示す終了信号を制御装置２６へ送信する。終了信号は、充電処理の終了を要求する信号でもある。普通充電が終了したことを示す信号は、普通充電を含む一連の充電処理が完了したことを示す信号でもある。
【００７３】
制御装置２６は、普通充電の終了信号を受信すると、充電を許可する信号を停止する。この結果、次回のステップ１７３では、後のステップがスキップされる。よって、普通充電が終了される。
【００７４】
この実施形態では、ステップ１６３−１６４によって、給電計画部５１が提供される。また、ステップ１６５−１６７によって、スイッチ制御部５２が提供される。ステップ１６５は、択一的給電経路を順に切換えるためのスイッチ制御部を提供する。ステップ１６６−１６７は、並列的給電経路を形成するためのスイッチ制御部を提供する。
【００７５】
また、ステップ１６２、１６８により、急速充電と普通充電とを一連の充電処理として取り扱うセッション管理部が提供される。セッション管理部は、急速充電と普通充電とが切り換わる給電計画においても、通信を継続する。また、切換えの前後における通信端子２１ｂ、４１ｂを経由する複数の通信データ群を、ひとつの電動車両４０に対する一連の充電サービスのための一群のデータとして管理する。これにより、急速充電と普通充電との両方を包括する料金の集計と、課金処理とが可能となる。
【００７６】
ステップ１６３−１６４は、任意の時点において最も高い順位にある電動車両４０に関して、急速充電の開始時期を決定する決定部を提供する。この実施形態では、低順位にある電動車両４０が存在する場合がある。低順位の電動車両４０は、急速充電を受けることが可能な充電状態にあるにもかかわらず、順位に起因して急速充電を受けることができない。ステップ１６３−１６４は、低順位の電動車両４０に関して、急速充電に代わる代替的な普通充電の開始時期を決定する決定部を提供する。
【００７７】
ステップ１７５は、急速充電の終了時期を決定する決定部を提供する。ステップ１７５は、同時に、急速充電が終了した電動車両４０に関して、普通充電を開始する時期を決定する決定部を提供する。急速充電の後の普通充電は、電池４２の充電状態をさらに高めるための補充的な普通充電と呼ぶことができる。ステップ１７８は、普通充電の終了時期を決定する決定部を提供する。このように、この実施形態では、急速充電の終了時期および普通充電の終了時期は、電池４２の充電状態ＳＯＣに応じて決定される。
【００７８】
図５において、この実施形態の充電システム１０の作動の一例が図示されている。図中には、３台の電動車両４０（１）、４０（２）、４０（３）が充電スタンド２０に接続され、時刻ｔ１１から制御が開始された場合が図示されている。電動車両４０（１）の順位は、最も高い。電動車両４０（３）の順位は、最も低い。
【００７９】
時刻ｔ１１から電動車両４０（１）に対して急速充電ＲＰが提供される。このとき、電動車両４０（２）、４０（３）は、急速充電ＲＰを受けることができない。しかし、この実施形態では、電動車両４０（２）、４０（３）は、普通充電ＮＭを受けることができる。よって、時刻ｔ１１から電動車両４０（２）、４０（３）に対して普通充電ＮＭが提供される。この結果、急速充電ＲＰを待つ電動車両４０（２）、４０（３）は、普通充電ＮＭによって充電される。よって、待ち時間を無駄にすることなく、待ち時間を有効に利用して充電を実行できる。
【００８０】
時刻ｔ１２において、充電状態ＳＯＣ（１）が上限ＵＬに到達するから、電動車両４０（１）の急速充電ＲＰが終了する。時刻ｔ１２から電動車両４０（１）には、普通充電ＮＭが提供される。急速充電ＲＰが終了した後の普通充電ＮＭは、電動車両４０（１）の電池４２への充電が完了するまで継続される。時刻ｔ１２から電動車両４０（２）に対して急速充電ＲＰが提供される。電動車両４０（３）には、引き続いて、普通充電ＮＭが提供される。
【００８１】
時刻ｔ１３において、充電状態ＳＯＣ（２）が上限ＵＬに到達するから、電動車両４０（２）の急速充電ＲＰが終了する。時刻ｔ１３から電動車両４０（２）には、普通充電ＮＭが提供される。急速充電ＲＰが終了した後の普通充電ＮＭは、電動車両４０（２）の電池４２への充電が完了するまで継続される。時刻ｔ１３から電動車両４０（３）に対して急速充電ＲＰが提供される。
【００８２】
時刻ｔ１４において、充電状態ＳＯＣ（３）が上限ＵＬに到達するから、電動車両４０（３）の急速充電ＲＰが終了する。時刻ｔ１４から電動車両４０（３）には、再び、普通充電ＮＭが提供される。急速充電ＲＰが終了した後の普通充電ＮＭは、電動車両４０（３）の電池４２への充電が完了するまで継続される。
【００８３】
図６において、この実施形態の充電システム１０の作動の一例が図示されている。図中には、時刻ｔ２３において、電動車両４０（３）が追加的に充電スタンド２０に接続された場合が図示されている。電動車両４０（１）の順位は、電動車両４０（２）の順位より高い。電動車両４０（３）の順位は、電動車両４０（２）の順位より高い。
【００８４】
時刻ｔ２１から電動車両４０（１）に対して急速充電ＲＰが提供される。時刻ｔ２１から電動車両４０（２）に対して普通充電ＮＭが提供される。時刻ｔ２２において、電動車両４０（１）への充電は、急速充電ＲＰから普通充電ＮＭへ変更される。時刻ｔ２２から電動車両４０（２）に対して急速充電ＲＰが提供される。
【００８５】
時刻ｔ２３において、電動車両４０（３）が充電スタンド２０に接続される。電動車両４０（３）の制御装置４８は、条件を制御装置２６送信する。よって、制御装置２６は、条件を追加的に取得し、給電計画を再設定する。この結果、時刻ｔ２３から電動車両４０（３）に、急速充電ＲＰが提供される。同時に、電動車両４０（２）には、再び、普通充電ＮＭが提供される。
【００８６】
やがて、時刻ｔ２４において、充電状態ＳＯＣ（３）が上限ＵＬに到達する。これに応答して、電動車両４０（３）の急速充電ＲＰが終了する。時刻ｔ２４から電動車両４０（３）には、再び、普通充電ＮＭが提供される。一方、時刻ｔ２４において、電動車両４０（２）の充電状態ＳＯＣ（２）は、普通充電ＮＭによって上限ＵＬに到達している。よって、時刻ｔ２４の後も、電動車両４０（２）には、引き続いて、普通充電ＮＭが提供される。
【００８７】
（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、急速充電器２３のための択一的な給電経路を択一分配器２５によって提供した。これに代えて、この実施形態では、複数の電動車両４０に設けられた複数の急速断続器４７を連携的に制御することにより、急速充電器２３のための択一的な給電経路が提供される。また、上記実施形態では、制御装置２６に給電計画部５１とスイッチ制御部５２とを設けた。これに代えて、この実施形態では、電動車両４０に、給電計画部２５１とスイッチ制御部２５２とが設けられる。
【００８８】
図７において、急速充電器２３と、複数のコネクタ２１との間には並列分配器（ＰＬＤＢ）２２５が設けられている。並列分配器２２５は、並列分配器２４と同様の構成を有している。制御装置２６は、制御装置４８からの指令に従って、並列分配器２４、２２５を制御する。制御装置４８は、給電計画部２５１とスイッチ制御部２５２とを備える。この実施形態でも、制御装置２６、４８は、充電システム１０を制御する制御装置を提供する。
【００８９】
給電計画部２５１は、上述の給電計画部５１に相当する機能を有する。給電計画部２５１は、充電スタンド２０に接続された他の電動車両４０から条件を含むデータを取得するように構成される。また、給電計画部２５１は、充電スタンド２０に接続された他の電動車両４０に設けられた他の給電計画部２５１と共同して、共通化された給電計画を設定するように構成されている。例えば、ひとつの給電計画部２５１が代表として機能し、他の給電計画部２５１は従属的に機能することができる。
【００９０】
スイッチ制御部２５２は、上述のスイッチ制御部５２に相当する機能を有する。スイッチ制御部２５２は、並列分配器２４、２２５を制御するための信号を制御装置２６に送信する。よって、スイッチ制御部２５２は、制御装置２６を経由して並列分配器２、２２５を制御する。さらに、スイッチ制御部２５２は、急速充電器２３のための択一的な給電経路を形成するように、急速断続器４７を制御する。
【００９１】
図８に図示されるように、この実施形態でも、普通充電器２２と複数の充電回路４３との間には、並列的な複数の給電経路が形成される。一方、急速充電器２３と複数の充電回路４３との間には、択一的に切換え可能な複数の給電経路が形成される。急速充電のための複数の給電経路は、充電回路４３に設けられた急速断続器４７によって択一的に閉じられる。この構成では、複数の電動車両４０に設けられた複数の急速断続器４７によって、急速充電器２３と複数の電動車両４０と間に、択一的に切換え可能な給電経路が提供される。よって、並列分配器２２５および複数の急速断続器４７は、第１分配部を提供する。並列分配器２４は、第２分配部を提供する。
【００９２】
図中には、急速充電器２３と充電回路４３（ｎ）との間の給電経路だけが閉じられている状態が図示されている。図示の状態では、充電回路４３（ｎ）だけが急速充電を実行可能である。充電回路４３（１）、４３（２）は、急速充電を実行できない。充電回路４３（１）、４３（２）は、普通充電を実行可能である。
【００９３】
（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９４】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、通信端子２１ｂ、４１ｂを含む通信用の信号線によって制御装置２６と制御装置４８との間のデータ通信が提供される。これら通信端子２１ｂ、４１ｂは、普通充電のための電力端子２１ａ、４１ａとして設けられたものである。上記実施形態では、普通充電と急速充電との両方のために、通信端子２１ｂ、４１ｂが利用される。これに代えて、電力端子２１ａ、４１ａを含む電力線、または電力端子２１ｃ、４１ｃを含む電力線を経由してデータ通信を提供してもよい。このような電力線を経由するデータ通信は、電力線通信として知られている。
【００９６】
また、上記実施形態では、給電計画部５１、２５１およびスイッチ制御部５２、２５２を、制御装置２６または制御装置４８が設けた。これに代えて、給電計画部５１およびスイッチ制御部５２の少なくとも一部を、充電システム１０とは離れて設置された他の制御装置に設けてもよい。他の制御装置は、制御装置２６および／または制御装置４８と通信システムを介してデータ通信可能に接続されたクラウドシステムまたはリモートサーバによって提供することができる。
【００９７】
上記実施形態では、充電スタンド２０はひとつだけの急速充電器２３を備える。これに代えて、充電スタンド２０は、複数の急速充電器２３を備えてもよい。この場合も、急速充電器２３より多い数の電動車両４０へ給電する場合に、効率的な充電が可能である。
【００９８】
また、充電スタンド２０、コネクタ２１、または電動車両４０に、充電状態を表示する表示器を設けてもよい。例えば、表示器は、普通充電中であること、急速充電中であること、および充電していないことを識別するように表示するように構成することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  充電システム、  ２０  充電スタンド、
２１  コネクタ、  ２２  普通充電器、  ２３  急速充電器、
２４  並列分配器、  ２５  択一分配器、  ２６  制御装置、
３０  電源、  ４０  電動車両、
４１  インレット、  ４２  電池、  ４３  充電回路、
４４  普通充電部、  ４５  普通断続器、
４６  急速充電部、  ４７  急速断続器、  ４８  制御装置、
５１、２５１  給電計画部、  ５２、２５２  スイッチ制御部、
２２５  並列分配器。
【図１】
2014176232.tif 000003
【図２】
2014176232.tif 000004
【図３】
2014176232.tif 000005
【図４】
2014176232.tif 000006
【図５】
2014176232.tif 000007
【図６】
2014176232.tif 000008
【図７】
2014176232.tif 000009
【図８】
2014176232.tif 000010