(57)【要約】 【課題】効率良く充電が可能な充電装置および充電システムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、充電装置は、第１の直流バスと、第２の直流バスと、スイッチとを有する。第１の直流バスは、交流系統への電力の逆潮流が可能な発電機器から出力される直流電力を伝送する。第２の直流バスは、交流系統への電力の逆潮流が不可な電力貯蔵手段へ入力する直流電力を伝送する。スイッチは、第１の直流バスと第２の直流バスとの接続状態を切り替える。【選択図】図１
2014054068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流系統への電力の逆潮流が可能な発電機器から出力される直流電力を伝送する第１の直流バスと、
前記交流系統への電力の逆潮流が不可な電力貯蔵手段へ入力する直流電力を伝送する第２の直流バスと、
前記第１の直流バスと前記第２の直流バスとの接続状態を切り替えるスイッチと、
を備える充電装置。
【請求項２】
さらに、前記電力貯蔵手段を充電させる充電時間を判断し、前記充電時間において前記スイッチをオンにする制御手段を有する、
前記請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
さらに、前記交流系統からの電力に対する時間帯ごとの電気料金を示す情報を記憶する記憶部を有し、
前記制御手段は、前記記憶部に記憶した電気料金に基づいて電気料金が安い充電時間帯を前記充電時間と判断する、
前記請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
さらに、前記電力貯蔵手段に電力を供給する機器の組合せをユーザが選択する選択部を有し、
前記制御手段は、前記選択部により選択された機器からの電力を前記電力貯蔵手段へ供給させる、
前記請求項１に記載の充電装置。
【請求項５】
さらに、前記電力貯蔵手段に電力供給が可能な機器の組合せと前記電力貯蔵手段に対する充電時間とを提示する報知手段と、
前記選択部は、前記報知手段により提示された機器の組合せから何れか１つを選択する
前記請求項４に記載の充電装置。
【請求項６】
さらに、前記電力貯蔵手段の特性データを記憶する記憶部と、
前記電力貯蔵手段の残価容量を計測する計測部と、
前記電力貯蔵手段に電力を供給する機器の組合せ毎に、前記電力貯蔵手段に供給される供給電力を算出する第１の算出部と、
前記組合せ毎に、前記供給電力と前記残価容量と前記特性データとにより前記電力貯蔵手段に対する充電時間を算出する第２の算出部と、
前記報知手段は、前記第２の算出部により算出した前記電力貯蔵手段に対する前記機器の組合せ毎の充電時間を報知する。
前記請求項５に記載の充電装置。
【請求項７】
前記電力貯蔵手段は、電気自動車である、
前記請求項１乃至６の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項８】
交流系統への電力の逆潮流が可能な発電機器と、
前記発電機器と交流系統との間に設けた第１インバータと、
前記交流系統への電力の逆潮流が不可な電力貯蔵手段の接続部と前記交流系統との間に設けた第２インバータと、
前記発電機器との第１インバータとを接続する直流バスと前記電力貯蔵手段と前記第２インバータとを接続する直流バスとの接続状態を切り替えるスイッチと、
を備える充電システム。
【請求項９】
さらに、前記電力貯蔵手段を充電させる充電時間を判断し、前記充電時間において前記スイッチをオンにする制御手段を有する、
前記請求項８に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、充電装置および充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電機などの分散型電源および定置型蓄電池を含むシステムに、電気自動車を接続する充電システムがある。従来のシステムは、電気自動車を単純に定置型蓄電池の１つとしてみなしているため、ユーザが実際に電気自動車を使用したいときに、充電量が十分でないことがある。また、急速充電を行うには大電力が必要であるが、一般的な運用形態では、家庭用電源などの交流系統から供給される最大電力量（契約電力量）が予め定められている。電気自動車などへの充電能力は、交流系統から供給可能な最大電力量に依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、効率良く充電が可能な充電装置および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】
【０００５】
実施形態によれば、充電装置は、第１の直流バスと、第２の直流バスと、スイッチとを有する。第１の直流バスは、交流系統への電力の逆潮流が可能な発電機器から出力される直流電力を伝送する。第２の直流バスは、交流系統への電力の逆潮流が不可な電力貯蔵手段へ入力する直流電力を伝送する。スイッチは、第１の直流バスと第２の直流バスとの接続状態を切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る充電システムの第１の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る充電システムの第２の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る充電システムの第３の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る充電システムの第４の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る充電システムの第５の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る充電システムにおける制御手段の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る電気料金データベースの構成例である。
【図８】図８は、本実施形態に係るコスト優先の充電運転モードによる充電制御の流れを説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、本実施形態に係る電気自動車に対する充電制御の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る特性データベースに記憶される電気自動車の特性データの例である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る充電運転モード情報の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１乃至５は、本実施形態に係る充電システム（電力制御システム）の第１〜第５の構成例を示すブロック図である。  
図１に示す第１の構成例において、充電システムは、発電機器１１、電力貯蔵手段１２、直流バス１４、交流系統１５、第１の双方向ＡＣ／ＤＣインバータ（第１インバータ）１６、第２の双方向ＡＣ／ＤＣインバータ（第２インバータ）１７、スイッチ１８、負荷１９、制御手段２０、第１電流検出手段２１、および、第２電流検出手段２２を有する。
【０００９】
発電機器１１は、発生した電力を交流系統１５に逆潮流させても良い機器（逆潮流可能な機器）である。逆潮流可能な機器としての発電機器１１は、電力の買取制度などにより規定される機器である。たとえば、発電機器１１としては、太陽光発電機、風力発電機、バイオマス発電機、水力発電機、地熱発電機などの発電機器が想定される。
【００１０】
電力貯蔵手段１２は、電力を交流系統１５に逆潮流させてはならない機器（逆潮流不可な機器）である。逆潮流不可な機器としての電力貯蔵手段１２は、たとえば、蓄電池である。電力貯蔵手段１２としての蓄電池は、直流電力を受けて蓄電し、蓄電した電力を直流電力として出力する。
【００１１】
直流バス１４は、直流電力を伝送するバスである。直流バス１４は、発電機器１１と第１インバータとを接続する第１直流バス１４ａと、電力貯蔵手段１２と第２インバータとを第２直流バス１４ｂとを有する。第１直流バス１４ａと第２直流バス１４ｂとは、スイッチ１８を介して接続される。
【００１２】
交流系統１５は、家庭用の電源系統である。交流系統１５は、たとえば、予め契約した契約電力量を最大電力量として契約電力量までの電力を供給する。  
第１の双方向ＡＣ／ＤＣインバータ（第１インバータ）１６およびは第１の双方向ＡＣ／ＤＣインバータ（第１インバータ）１６、直流電力を交流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換したりする双方向のインバータである。
【００１３】
第１インバータ１６は、発電機器１１が接続された直流バス１４ａと交流系統１５との間に接続する。第１インバータ１６は、交流系統１５から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を直流バス１４ａへ出力する。また、第１インバータ１６は、発電機器１１から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を交流系統１５および負荷１９へ出力する。第１インバータ１６が出力する交流電力は、交流系統１５へ逆潮流させる電力を含む。第１インバータ１６を経由して交流系統１５へ逆潮流される電力量は、図示しないスマートメータなどにより検知される。
【００１４】
第２インバータ１７は、電力貯蔵手段１２が接続された直流バス１４と交流系統１５との間に接続する。第２インバータ１７は、交流系統１５から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を直流バス１４ｂへ出力する。たとえば、電力貯蔵手段１２を充電する場合、第２インバータ１７が出力する直流電力は、電力貯蔵手段１２を充電する電力となる。また、電力貯蔵手段１２が貯蔵した電力を負荷１９へ供給する場合（たとえば、交流系統１５の停電時）、第２インバータ１７は、電力貯蔵手段１２から出力される直流電力を交流電力に変換し、交流電力を負荷１９へ出力する。
【００１５】
スイッチ１８は、発電機器１１が接続された直流バス１４ａと電力貯蔵手段１２が接続された直流バス１４ｂとの接続状態を切り替える。スイッチ１８は、制御手段２０によりオン又はオフに制御される。
【００１６】
制御手段２０は、本システムの制御を司るものである。制御手段２０は、コンピュータなどにより構成され、プロセッサがプログラムを実行することにより各種の処理機能を実現する。たとえば、制御手段２０は、各部を制御したり、逆潮流不可な機器に対する充電時間、充電容量あるいは充電量などを計算したり、予め設定した条件に応じてスイッチ１８を制御したり、ユーザに各種の情報を提供したりする機能を有する。
【００１７】
第１電流検出手段２１は、交流系統１５の近傍に設けられ、交流系統１５の入出力電流を検知する。第２電流検出手段２２は、第１インバータ１６の交流側と第２インバータ１７の交流側との間を流れる電流を検知する。第１、第２電流検出手段２１，２２は、検知した信号を制御手段２０へ出力する。制御手段２０は、第１電流検出手段２１からの検知信号に基づいて交流系統１５の入出力電流の電流値を計測する。制御手段２０は、第２電流検出手段２２からの検知信号に基づいて、第１インバータ１６の交流側と第２インバータ１７の交流側との間を流れる電流値を計測する。
【００１８】
また、図２は、充電システムの第２の構成例を示す図である。  
図２に示す第２の構成例の充電システムは、図１に示す構成に電気自動車１３を接続した構成である。電気自動車１３は、蓄電装置を搭載した自動車である。電気自動車１３は、直流電力により蓄電装置に電力が蓄電される。また、電気自動車１３は、電力貯蔵手段１２と同様に、交流系統１５に対して逆潮流が不可な機器である。このため、電気自動車１３は、第２インバータの直流側に接続される。図２に示す構成例において、電気自動車１３は、第２直流バス１４ｂに接続されている。
【００１９】
また、図３は、充電システムの第３の構成例を示す図である。  
図３に示す第３の構成例の充電システムは、図１に示す構成において、発電機器１１に接続する第１直流バス１４ａに第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（第１コンバータ）２４を接続し、電力貯蔵手段１２に接続する第２直流バス１４ｂに第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（第２コンバータ）２５を接続した構成である。第１コンバータ２４は、発電機器１１の出力電圧を調整するものであり、第２コンバータ２５は、電力貯蔵手段１２の入出力電圧を調整するものである。
【００２０】
また、図４は、充電システムの第４の構成例を示す図である。  
図４に示す第４の構成例の充電システムは、図３に示す構成に、電気自動車１３を接続した構成である。電気自動車１３は、第２の構成例で説明したように、交流系統１５に対して逆潮流が不可な機器であるため、第２インバータ１７の直流側となる第２直流バス１４ｂに接続される。
【００２１】
また、図５は、充電システムの第５の構成例を示す図である。  
図５に示す第５の構成例の充電システムは、図４に示す構成に、表示端末２７を接続した構成である。表示端末２７は、制御手段２０に接続される。表示端末２７は、表示装置及び操作装置を有するユーザインターフェースである。たとえば、表示端末２７は、タッチパネルを有する表示装置により構成される。表示端末２７は、本システムの稼働状況を示す案内あるいは選択可能な運転モードの案内などを表示したり、ユーザから運転モードの選択指示を受け付けたりする。
【００２２】
次に、本実施形態に係る充電システムにおけるスイッチ１８による逆潮流可能な機器と逆潮流不可な機器との分離機能および逆潮流不可な機器に対する充電機能などについて説明する。
【００２３】
まず、図１乃至図５に示すような構成例の充電システムでは、逆潮流可能な機器と逆潮流不可な機器とは、スイッチ１８により入出力電力が物理的に分離される。スイッチ１８が開放（オフ）されると、逆潮流不可な機器は、第１インバータ１６に接続される第１直流バス１４ａとの接続が物理的に遮断される。つまり、スイッチ１８が開放されると、逆潮流不可な機器からの出力電力は、第１インバータ１６に直流電力を入力することが物理的に遮断される。言い換えると、スイッチ１８を開放することにより、第１インバータ１６へ入力される直流電力は、逆潮流可能な機器からの出力電力のみとなる。この結果として、電力の買取制度などで規定された逆潮流可能な機器からの電力を確実に逆潮流させることができる。
【００２４】
一方、スイッチ１８をオンすると、逆潮流可能な機器からの出力電力は、直接的に（直流電力のままで）逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）へ供給される。もしもスイッチ１８が開放（オフ）の状態であれば、逆潮流可能な機器からの出力電力は、第１インバータ１６及び第２インバータ１７を経由して逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）へ供給される。第１インバータ１６が直流を交流に変換する処理、及び、第２インバータ１７が交流を直流に変換する処理では、電力の欠損（例えば、５〜１０％程度の電力欠損）が生じる。すなわち、スイッチ１８をオンすることにより、逆潮流可能な機器からの出力電力は、第１インバータ１６及び第２インバータ１７などによる電力欠損無しで、効率良く逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）へ供給される。
【００２５】
また、スイッチ１８をオンすることによって、逆潮流可能な機器からの出力電力が直接的に逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）へ供給されるということは、最大電力量が予め決められている交流系統１５から供給される電力に、逆潮流可能な機器からの出力電力を加算した電力が、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）へ供給されることも意味する。すなわち、図１乃至図５に示す構成例の充電システムでは、スイッチ１８を閉じることにより、交流系統１５から供給される電力と逆潮流可能な機器からの出力電力とを加算した電力で、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）を急速充電できる。
【００２６】
さらに、図１乃至図５に示す構成例の充電システムは、スイッチ１８を閉じた状態において、交流系統１５から供給される電力は、第１インバータ１６及び第２インバータ１７を経由して、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に供給できる。２つのインバータを用いて交流系統１５からの電力を逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に供給することにより、システム全体としては、耐久性や安定性が向上でき、個々のインバータの性能によらず、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）への急速充電も可能となる。
【００２７】
たとえば、第１インバータ１６及び第２インバータ１７の個々の供給能力が交流系統１５から供給される最大電力量（契約電力量）よりも小さい場合であっても、スイッチ１８をオンすれば、交流系統１５から供給される電力を第１インバータ１６及び第２インバータ１７がそれぞれの供給能力で直流電力に変換して、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に供給できる。たとえば、交流系統１５の最大電力量が５ｋｗで、第１インバータ１６の供給能力が３ｋｗで、第２インバータ１７の供給能力が２ｋｗである場合、、第１インバータ１６と第２インバータ１７とは、交流系統１５からの５ｋｗの電力を分散して３ｋｗと２ｋｗの直流電力に変換し、それぞれの直流電力を逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に供給する。この結果として、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）には５ｋｗの電力を供給できる。
【００２８】
また、第１インバータ１６及び第２インバータ１７の個々の供給能力が交流系統１５から供給される最大電力量（契約電力量）よりも大きい場合であっても、第１インバータ１６及び第２インバータ１７を交互に使用したり、使用状況に応じて使用するインバータを選択したりすることなどにより、第１インバータ１６及び第２インバータ１７への負荷を軽減でき、結果として第１インバータ１６及び第２インバータ１７の耐用時間（ライフ）を伸ばすことも可能となる。
【００２９】
上記したように、本実施形態に係る構成例の充電システムでは、スイッチをオフすることにより逆潮流する電力は確実に逆潮流可能な機器から出力された電力とすることができ、スイッチをオンすることにより逆潮流不可な機器に対しては交流系統からの電力と逆潮流可能な機器から出力された電力とを供給して急速充電できる。この結果として、システム全体としては、逆潮流させる電力を逆潮流不可な電力と確実に分離するとともに、必要に応じて逆潮流不可な機器に対しては急速充電を行うことができる。
【００３０】
また、上記した構成例の充電システムでは、スイッチがオン状態であれば、交流系統からの交流電力が、第１インバータと第２インバータとを用いて直流電力に変換され、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に供給される。これにより、第１インバータ及び第２インバータの個々の供給能力が交流系統から最大供給電力量よりも小さい場合であっても、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）に大きな電力量を供給でき、急速充電が可能となる。
【００３１】
次に、制御手段２０について説明する。  
図６は、制御手段２０の構成例を示すブロック図である。  
図６に示す構成例において、制御手段２０は、制御部３１、演算部３２、計測部３３、記憶部３４などを有する。制御部３１は、各部の制御を行うものである。演算部３２は、演算処理を行うものである。制御部３１および演算部３２は、プロセッサ、ＲＡＭなどのワーキングメモリ、および、ＲＯＭなどのプログラムメモリなどにより構成する。制御部３１は、プロセッサが各部の制御用のプログラムを実行することにより、各部の制御機能を実現する。また、演算部３２は、プロセッサが演算処理用のプログラムを実行することにより、各種の演算処理を実行する。また、制御部３１は、現在の時刻を計時するクロック３１ａを有する。クロック３１ａは、制御手段２０の外部に設ける構成であっても良いし、演算部３２などが有する構成であっても良い。
【００３２】
計測部３３は、各部からの検知信号に基づいて各種の値を計測する。たとえば、計測部３３は、第１電流検出手段２１から検知信号に基づいて、交流系統１５の入出力電流の値を測定する。計測部３３は、第２電流検出手段２２から検知信号に基づいて第１インバータ１６の交流側と第２インバータ１７の交流側との間の電流値を測定する。また、計測部３３は、電力貯蔵手段１２あるいは電気自動車１３から信号により、電力貯蔵手段１２あるいは電気自動車１３の充電容量および充電量などを計測する。
【００３３】
なお、計測部３３は、計測対象となる機器内に設けても良い。たとえば、電力貯蔵手段１２及び電気自動車１３における充電容量および充電量などの情報は、電力貯蔵手段１２及び電気自動車１３から直接的に制御部３１或いは演算部３２が受信するようにしても良い。
【００３４】
記憶部３４は、電力制御に関連する各種の情報を記憶する。たとえば、記憶部３４は、交流系統１５から供給される電力に対する電気料金を示す情報を記憶する電気料金データベース３４ａを有する。また、記憶部３４は、本充電システムが充電の対象とする電気自動車（ユーザが所持する電気自動車）の特性データを記憶する特性データベース３４ｂを有する。
【００３５】
図７は、記憶部３４に記憶される電気料金データベース３４ａの構成例である。図７に示す例では、電気料金データベース３４ａは、交流系統１５から供給される電力に対する時間帯ごとの電気料金を示す情報を格納する。たとえば、図７に示す例では、１：００〜１０：００の時間帯は、電気料金が最も安い時間帯であることを示している。また、電気料金データベース３４ａには、料金の最も安い時間帯を示す情報（たとえば、最も安い時間帯の開示時刻と終了時刻）とを記憶するようにしても良い。
【００３６】
また、電気料金データベース３４ａに格納する電気料金に関する情報は、ユーザ（あるいは管理者）が手動で入力するようにしても良いし、ネットワーク等を用いて取得するようにしても良い。また、最も料金が安い時間帯などの情報は、電気料金データベース３４ａに格納された情報を用いて演算部３２が算出するようにしても良い。
【００３７】
次に、本電力制御システムにおける逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２或いは電気自動車１３）に対する充電制御について説明する。  
本電力制御システムにおいて、制御手段２０は、各種の条件に応じて、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２或いは電気自動車１３）に対する充電動作を制御する。制御手段２０は、複数種類の運転モードで、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２或いは電気自動車１３）を充電させる制御機能を有する。
【００３８】
たとえば、制御手段２０は、交流系統１５からの電力に対する電気料金を抑えて効率良く、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）を充電する充電制御の運転モード（コスト優先の充電運転モード）を有する。また、充電システムは、充電時間など充電条件をユーザに提示して、ユーザに逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２或いは電気自動車１３）を充電するための動作モード（充電運転モード）を選択させるユーザ選択による運転モードを有する。
【００３９】
まず、充電システムにおいて、交流系統１５からの電力消費による電気料金のコストを抑えて逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）を充電する充電制御（コスト優先の充電運転モード）の例について説明する。  
図８は、コスト優先の充電運転モードによる充電制御の流れを説明するためのフローチャートである。  
コスト優先の充電運転モードでは、制御手段２０において、演算部３２は、記憶部３４のデータベース３４ａに記憶した電気料金の情報に基づいて電気料金が最も安い時間帯を算出（決定）する（ステップＳ１１）。最も安い時間帯を算出すると、制御部３１は、演算部３２により算出した最も料金が安い時間帯を示す情報を内部メモリあるいは記憶部３４に保存する（ステップＳ１２）。ここでは、最も料金が安い時間帯は、開示時刻（timeＡ）、および、終了時間（timeＢ）により設定される。
【００４０】
電気料金が安い時間帯を設定すると、制御部３１は、クロック３１aにより計時する現在時刻が開始時刻timeＡとなったかを監視する（ステップＳ１３）。現在時刻が開始時刻ｔｉｍｅＡとなったと判断した場合（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、制御部３１は、スイッチを閉じて、逆潮流不可な機器（電力貯蔵手段１２および電気自動車１３）への充電を開始する（ステップＳ１４）。
【００４１】
スイッチ１８がオンとなると、逆潮流不可な機器には、第２インバータ１７及び第２直流バス１４ｂからだけでなく、第１インバータ１６及び第１直流バス１４ａからも直流電力が供給される。すなわち、スイッチ１８がオンされることにより交流系統１５からの交流電力は、２つのインバータを介して電力貯蔵手段１２と電気自動車１３とへ供給される。この結果として、電力貯蔵手段１２と電気自動車１３とは急速充電される。また、最も料金が安い時間帯に、発電機器１１が直流電力を発電していれば、発電機器１１が発電する直流電力も、電力貯蔵手段１２及び電気自動車１３へ供給される。この場合、電力貯蔵手段１２及び電気自動車１３は、交流系統からの電力による充電よりも、さらに急速な充電が可能となる。
【００４２】
スイッチをオンした後、制御手段２０の計測部３３は、電力貯蔵手段１２の充電量（充電容量と充電量）、および、電気自動車１３の充電量（充電容量と充電量）を計測する。制御部３１は、計測部３３により計測した充電量により電力貯蔵手段１２と電気自動車１３とが満充電になったか否かを判定する（ステップＳ１５）。満充電になったと判定した場合（ステップＳ１５、ＹＥＳ）、制御部３１は、スイッチ１８を開放（オフ）し、充電動作を終了する。また、満充電になっていないと判定した場合（ステップＳ１５、ＮＯ）、制御部３１は、現在時刻が電気料金が安い時間帯の終了時刻（ｔｉｍｅＢ）を超過したか否かを判断する（ステップＳ１６）。また、終了時刻ｔｉｍｅＢを超過していないと判断した場合（ステップＳ１６、ＮＯ）、制御部３１は、スイッチ１８をオン状態としたまま、ステップＳ１４へ戻る。また、終了時刻を超過したと判断した場合（ステップＳ１６、ＹＥＳ）、制御部３１は、急速充電を終了と判断して、スイッチ１８を開放（オフ）し、充電動作を終了する。
【００４３】
上記のような制御例によれば、複数のインバータを用いて充電制御が可能となるため、家庭用電源としての交流系統の最大電力量（例えば、契約電力）を変更することなく、電力貯蔵手段及び電気自動車への効率の良い充電制御が可能となる。また、時間帯ごとの電気料金に応じて電気代が安い夜間電力を利用して充電を実行する制御も可能であるため、効率良く充電を行いつつ電気料金のコストを低減することも可能である。
【００４４】
次に、充電システムにおける電気自動車に対する充電制御について説明する。  
図９は、電気自動車に対する充電制御の流れを説明するためのフローチャートである。  
充電システムは、電気自動車に対して任意のタイミングで充電制御を開始するようになっている。たとえば、電気自動車に対する充電制御は、ユーザによる指示に応じて任意のタイミングで開始されるようにして良いし、設定時間に開始するようにしても良い。また、第２直流バス１４ｂに電気自動車が接続されたことを検知した場合に、電気自動車に対する充電制御を開始するようにしても良い。ここでは、表示端末２７においてユーザが電気自動車１３に対する充電制御の開始指示に応じて充電制御が開始されるものとする。
【００４５】
ユーザから電気自動車に対する充電制御の開始が指示された場合（ステップＳ２１、ＹＥＳ）、制御部３１は、充電の対象となる電気自動車（第２直流バス１４ｂに接続された電気自動車）の特性データを取得する（ステップＳ２２）。電気自動車の特性データは、記憶部３４に特性データベース３４ｂとして記憶するものとする。電気自動車の特性データは、電気自動車から取得したり、ネットワーク経由で取得したり、ユーザが手動で入力したりするようにしても良い。
【００４６】
図１０は、特性データベース３４ｂに記憶される電気自動車の特性データの例である。図１０に示す例において、特性データベース３４ｂには、電気自動車の特性データとして、電気自動車の残価容量（現在の充電量）と電気自動車への供給電力とに対応する充電時間（電気自動車が満充電となるまでに要する時間）を示すデータを記憶する。
【００４７】
電気自動車の特性データを取得すると、制御部３１は、計測部３３により各機器（発電機器１１、および、電力貯蔵手段１２）の出力電力を計測する（ステップＳ２３）。各機器の出力電力を計測すると、制御部３１は、演算部３２により考えうる機器の組み合わせに応じた出力電力（電気自動車への供給電力）を算出する（ステップＳ２４）。図５に示すようなシステム構成であれば、演算部３２は、交流系統１５と発電機器１１と電力貯蔵手段１２とを組み合わせた場合の出力電力（電気自動車への供給電力）、交流系統１５と発電機器１１とを組み合わせた場合の出力電力、あるいは、発電機器１１と電力貯蔵手段１２とを組み合わせ場合の出力電力を算出する。
【００４８】
制御部３１は、計測部３３により電気自動車１３の残価容量を測定する（ステップＳ２５）。電気自動車１３の残価容量を計測すると、制御部３１は、演算部３２により、様々な機器の組合せにごとの充電時間を算出する（ステップＳ２６）。たとえば、演算部３２は、様々な機器の組合せにごとに、特性データベース３４ｂを参照して電気自動車の残価容量と電気自動車へ供給される出力電力とから充電時間を導き出す。各機器の組合せ毎に充電時間を算出すると、制御部３１は、各機器の組合せのうち交流系統１５を含む組合せについて、交流系統１５からの買電量（交流系統１５から取得する電力量）を測定する（ステップＳ２７）。交流系統１５からの買電量を求めると、制御部３１は、演算部３２により、交流系統１５からの買電量と、現在時刻と、データベース３４ａに保存されている時間帯ごとの電気料金とから予想される電気料金を算出する（ステップＳ２８）。
【００４９】
各機器の組合せについて、制御部３１は、各機器の組合せと、充電時間と、電気料金とを対応づけた情報（充電運転モード情報）をユーザへ報知する（ステップＳ２９）。たとえば、制御部３１は、充電運転モード情報を表示端末２７に表示させて、ユーザに運転モードを選択させる（ステップＳ３０）。
【００５０】
図１１は、充電運転モード情報の表示例を示す図である。図１１に示す例では、各機器の組合せと、充電時間と、電気料金とを対応づけた充電運転モード情報を一覧形式で表示している。ユーザは、図１１に示すような充電運転モード情報を参照して、所望の運転モードを選択指示する。また、表示端末２７がタッチパネル式の表示装置であれば、図１１に示すような表示画面において、ユーザが所望する各充電運転モード情報の表示部位をタッチすることにより、運転モードを選択指示できるようにしても良い。
【００５１】
ユーザが充電運転モードを選択すると、制御部３１は、選択された運転モードとなるように各部を制御する（ステップＳ３１）。たとえば、発電機器１１と電力貯蔵手段１２とで電気自動車１３を充電する運転モードが選択された場合、制御部３１は、スイッチ１８を閉じて発電機器１１が出力する直流電力と電力貯蔵手段１２が出力する直流電力とが電気自動車１３に供給されるように制御する。また、発電機器１１と交流系統１５とで電気自動車１３を充電する運転モードが選択された場合、制御部３１は、スイッチ１８を閉じて、第１インバータ１６および第２インバータからの直流電力と、発電機器１１が出力する直流電力とが電気自動車１３に供給されるように制御する。また、発電機器１１と交流系統１５と電力貯蔵手段１２とで電気自動車１３を充電する運転モードが選択された場合、制御部３１は、スイッチ１８を閉じて、第１インバータ１６および第２インバータからの直流電力と、発電機器１１が出力する直流電力と電力貯蔵手段１２が出力する直流電力とが電気自動車１３に供給されるように制御する。
【００５２】
上記のような制御によれば、充電システムは、発電機、電力貯蔵手段（蓄電池）、および、交流系統などの各種の機器から出力される電力の組み合わせで、電気自動車などの機器を充電することができる。また、充電システムは、発電機、電力貯蔵手段（蓄電池）、および、交流系統などの各種の機器の組み合わせによる充電時間及び電気料金などをユーザに提示し、ユーザによる運転モードの選択を受け付けることができる。これにより、ユーザが希望に沿った充電制御を提供できる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１１…発電機器（逆潮流可能な機器）、１２…電力貯蔵手段、１３…電気自動車（電力貯蔵手段）、１４（１４ａ、１４ｂ）…直流バス、１５…交流系統、１６…第１インバータ、１７…第２インバータ、１８…スイッチ、２０…制御手段、２７…表示端末、３１…制御部、３１ａ…クロック、３２…演算部、３３…計測部、３４…記憶部、３４ａ…電気料金データベース、３４ｂ…特性データベース。
【図１】
2014054068.tif 000003
【図２】
2014054068.tif 000004
【図３】
2014054068.tif 000005
【図４】
2014054068.tif 000006
【図５】
2014054068.tif 000007
【図６】
2014054068.tif 000008
【図７】
2014054068.tif 000009
【図８】
2014054068.tif 000010
【図９】
2014054068.tif 000011
【図１０】
2014054068.tif 000012
【図１１】
2014054068.tif 000013