(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道網における給電用配線から給電を受けて、自動車に搭載された自動車用二次電池を充電する充電装置であって、
前記給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
前記自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、前記給電用配線と前記充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定され、前記鉄道網を走行する電気車両へ大電力の給電が行われている高負荷状態であるとみなされる場合、前記自動車用二次電池が前記充電装置用二次電池からの電力で充電され、前記低電圧状態と判定されず、前記高負荷状態とみなされない場合、前記自動車用二次電池が前記給電用配線からの電力で充電されるように、前記切換手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記給電用配線から前記充電装置用二次電池へ充電が行われる充電状態と、充電が停止される停止状態とを切り換える充電状態切換手段を備え、
前記制御手段は、前記給電用配線の電圧が前記低電圧状態と判定されない場合に、前記充電状態切換手段を充電状態に切り換えて、前記充電装置用二次電池の充電も行うことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
鉄道網における給電用配線から給電を受けて、自動車に搭載された自動車用二次電池を充電する充電装置であって、
前記給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
前記給電用配線から前記充電装置用二次電池へ充電が行われる充電状態と、充電が停止される停止状態とを切り換える充電状態切換手段と、
前記自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、前記給電用配線と前記充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定された場合、前記自動車用二次電池が前記充電装置用二次電池からの電力で充電され、前記低電圧状態と判定されない場合、前記自動車用二次電池が前記給電用配線からの電力で充電されるように、前記切換手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記給電用配線の電圧が前記低電圧状態と判定されない場合に、前記充電状態切換手段を充電状態に切り換えて、前記充電装置用二次電池の充電も行うものであり、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記給電用配線の電圧を、前記低電圧状態、通常の電圧範囲である通常状態、通常の電圧範囲よりも電圧が高い高電圧状態のいずれであるかを判定するとともに、高電圧状態と判定したときには、通常状態と判別したときよりも大電流にて、前記充電装置用二次電池の充電を行うことを特徴とする充電装置。
【請求項４】
鉄道網における給電用配線から給電を受けて、自動車に搭載された自動車用二次電池を充電する充電装置であって、
前記給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
前記自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、前記給電用配線と前記充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定された場合、前記自動車用二次電池が前記充電装置用二次電池からの電力で充電され、前記低電圧状態と判定されない場合、前記自動車用二次電池が前記給電用配線からの電力で充電されるように、前記切換手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された電圧が第１の閾値電圧を下回った場合、その第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧を超えるまで、前記給電用配線の電圧を前記低電圧状態と判定することを特徴とする充電装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された電圧が第３の閾値電圧を超えた場合、その第３の閾値電圧よりも小さい第４の閾値電圧を下回るまで、前記給電用配線の電圧を高電圧状態と判別することを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道網における給電用配線から給電を受けて、自動車に搭載された自動車用二次電池を充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、電鉄関係の鉄道網に流れている直流を利用して、電気自動車等の二次電池を充電する充電基地を、鉄道網の各駅に設置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２５７７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の充電基地では、鉄道で使用される高電圧を約５０Ｖ程度まで低下させる変圧器を設け、この変圧器にコネクタを取り付けて、電気自動車のバッテリーである二次電池を充電する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の充電基地によれば、コネクタが電気自動車の二次電池に接続された場合、鉄道網における給電用配線の負荷状態に関係なく、電気自動車の二次電池の充電が行われる。このため、鉄道網における給電用配線及びその給電用配線に電力を供給する給電設備は、鉄道網を走行する電気車両（電車、電気機関車）が使用する可能性がある最大電力に、さらに充電基地が使用する可能性がある最大電力を加えた電力に対応する能力を備えることが必要になる。このような理由から、既存の給電用配線及び給電設備をそのまま使用した場合には、それらの負担が過剰となる虞がある。従って、給電用配線や給電設備の能力増強を図る必要が生じる場合があり、その分のコストがかかることになる。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、鉄道網における給電用配線から給電を受けて、自動車用二次電池を充電する際に、給電用配線等の負担が過剰となる事態の発生を防止することが可能な充電装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の充電装置は、
給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、給電用配線と充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定され、鉄道網を走行する電気車両へ大電力の給電が行われている高負荷状態であるとみなされる場合、自動車用二次電池が充電装置用二次電池からの電力で充電され、低電圧状態と判定されず、高負荷状態とみなされない場合、自動車用二次電池が給電用配線からの電力で充電されるように、切換手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、請求項１に記載の充電装置では、給電用配線の電圧に基づき、給電用配線の電圧が低い低電圧状態であるか否かを判定する。給電用配線の電圧が低電圧状態である場合、鉄道網を走行する電気車両へ大電力の給電が行われている高負荷状態であると見做すことができる。従って、給電用配線の電圧が低電圧状態であると判定したときには、給電用配線ではなく、充電装置に設けた充電装置用二次電池により、自動車用二次電池の充電を行う。一方、給電用配線の電圧が低電圧状態ではないと判定したときには、給電用配線等は高負荷状態ではないと見做せるので、給電用配線により、自動車用二次電池の充電を行う。このようにして、自動車用二次電池を充電することにより、給電用配線等の負担が過剰となる事態の発生を防止することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載したように、給電用配線から充電装置用二次電池へ充電が行われる充電状態と、充電が停止される停止状態とを切り換える充電状態切換手段を備え、制御手段は、給電用配線の電圧が低電圧状態と判定されない場合に、充電状態切換手段を充電状態に切り換えて、充電装置用二次電池の充電も行うことが好ましい。このように、充電装置用二次電池の充電についても、給電用配線等が高負荷状態ではないと見做せるときに行うことにより、給電用配線等の負担が過剰となる事態の発生をより確実に防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の充電装置は、
給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
給電用配線から充電装置用二次電池へ充電が行われる充電状態と、充電が停止される停止状態とを切り換える充電状態切換手段と、
自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、給電用配線と充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定された場合、自動車用二次電池が充電装置用二次電池からの電力で充電され、低電圧状態と判定されない場合、自動車用二次電池が給電用配線からの電力で充電されるように、切換手段を制御する制御手段と、を備え、
制御手段は、給電用配線の電圧が低電圧状態と判定されない場合に、充電状態切換手段を充電状態に切り換えて、充電装置用二次電池の充電も行うものであり、
制御手段は、電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、給電用配線の電圧を、低電圧状態、通常の電圧範囲である通常状態、通常の電圧範囲よりも電圧が高い高電圧状態のいずれであるかを判定するとともに、高電圧状態と判定したときには、通常状態と判別したときよりも大電流にて、充電装置用二次電池の充電を行う。
例えば、鉄道網を走行する電気車両が回生ブレーキを備えており、この回生ブレーキが作動した場合には、回生ブレーキによる発電により、給電用配線の電圧が上昇する。この場合、発電した電気車両の周囲に、回生電力を消費する負荷が無いと回生失効（回生ブレーキが効かなくなる状態）が発生するので、通常は、ダミー負荷で電力を消費させており、電力ロスが生じる原因となる。それに対して、請求項３に記載のように、給電用配線の電圧が高電圧状態である場合には、通常状態よりも大電流にて充電装置用二次電池の充電を行わせることにより、そのような電力ロスの発生を低減することが可能となり、電力を効率的に利用可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の充電装置は、
給電用配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
給電用配線から給電された電力を蓄える充電装置用二次電池と、
自動車用二次電池へ充電を行う電力供給源を、給電用配線と充電装置用二次電池とのいずれかに切り換える切換手段と、
電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、給電用配線の電圧が低い低電圧状態と判定された場合、自動車用二次電池が充電装置用二次電池からの電力で充電され、低電圧状態と判定されない場合、自動車用二次電池が給電用配線からの電力で充電されるように、切換手段を制御する制御手段と、を備え、
制御手段は、電圧検出手段によって検出された電圧が第１の閾値電圧を下回った場合、その第１の閾値電圧よりも大きい第２の閾値電圧を超えるまで、給電用配線の電圧を前記低電圧状態と判定する。
また、請求項５に記載したように、制御手段は、電圧検出手段によって検出された電圧が第３の閾値電圧を超えた場合、その第３の閾値電圧よりも小さい第４の閾値電圧を下回るまで、給電用配線の電圧を高電圧状態と判別することが好ましい。
このように、判定閾値にヒステリシスを設定することにより、低電圧状態や高電圧状態の判定結果が頻繁に切り替わることがなく、判定結果を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態による充電装置を含むシステム全体の構成を示す構成図である。
【図２】電気車両の走行状態の変化によって、給電用配線の電圧がどのように変化するかを説明するための説明図である。
【図３】充電装置における充電ユニットの構成を示す構成図である。
【図４】充電装置用二次電池の充放電及び自動車用二次電池の充電を行うため、充電ユニットのコントローラによって実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図５】給電用配線などの負荷状態を示す負荷モードについて説明するための説明図である。
【図６】充電装置用二次電池が急速充電される状態を示す動作説明図である。
【図７】充電装置用二次電池が通常充電される状態を示す動作説明図である。
【図８】自動車用二次電池が充電装置用二次電池に蓄えられた電力により充電される状態を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態による充電装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態による充電装置２０を含むシステム全体の構成を示す構成図である。
【００１４】
図１において、１０は鉄道網を走行する電気車両（電車、電気機関車）を示している。この電気車両１０は、電動機（モータ）１２を備えており、このモータ１２を動力源としてレール１６上を走行する。また、電気車両１０は、屋根上にパンタグラフのような集電装置を有しており、この集電装置が架線１４に接触することにより、架線１４からレール１６へと電気が流れて、モータ１２に電力が供給される。すなわち、架線１４及びレール１６が、電気車両１０へ給電を行うための給電用配線としての役割を担っている。
【００１５】
さらに、電気車両１０は、回生ブレーキ機能を備えている。つまり、電気車両１０では、通常は動力源として作動するモータ１２を、減速時に発電機として作動させる。これにより、モータ１２において、電気車両１０の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されるので、電気車両１０には回生ブレーキによる制動力が発生する。モータ１２によって発電された電気エネルギーは、架線１４に戻される。
【００１６】
ここで、電気車両１０の走行状態の変化によって、給電用配線の電圧がどのように変化するかに関して、図２を参照しつつ説明する。
【００１７】
まず、電気車両１０が停止しているときには、給電用配線の電圧は、図示しない給電設備によって給電される基準電圧となっている。そして、電気車両１０が停止状態から加速し始めるとき、モータ負荷が最も大きくなって、給電用配線からモータ１２に大電流が流れるので（例えば、一般的な直流１５００Ｖ給電の場合、１０００Ａ以上の電流が流れる）、給電用配線の電圧が大きく低下する。従って、給電用配線の電圧が低下しているとき、電気車両１０へ大電力の給電が行われている高負荷状態であると見做すことができる。
【００１８】
電気車両１０の速度が大きくなるにつれて、モータ負荷は低下していくので、モータ１２に流れる電流は徐々に小さくなる。このため、電気車両１０が加速中であっても、給電用配線の電圧は、徐々に上昇していく。電気車両１０の速度が目標速度に達して、電気車両１０が惰行運転状態となると、モータ１２で電力を消費しなくなるので、給電配線電圧は基準電圧となる。
【００１９】
そして、電気車両１０が、次の駅で停車するために、減速を開始すると、回生ブレーキによる電気エネルギーが発生し、その電気エネルギーにより給電用配線の電圧が上昇する。この回生ブレーキによる、給電用配線の電圧上昇は、電気車両１０の速度が低下するにつれて徐々に小さくなる。なお、電気車両１０を減速、停止させるために、回生ブレーキに加え、車輪の回転を摩擦力で低下させる通常のブレーキも併用される。
【００２０】
次に、充電装置２０について説明する。充電装置２０は、給電用配線の負荷が高くないときに、給電用配線から給電を受けて、電力を蓄えておく充電装置用二次電池２４を備えている。また、充電装置２０は、給電用配線から給電される電力を、充電装置用二次電池２４に与えたり、自動車用二次電池４０に与えたり、あるいは、充電装置用二次電池２４に蓄えられた電力を、自動車用二次電池４０に与えたりする充電ユニット２２を備えている。
【００２１】
充電ユニット２２は、図３に示すように、鉄道網の給電用配線の高電圧を、充電装置用二次電池２４や自動車用二次電池４０を充電するのに適した電圧（例えば、５０Ｖ〜４００Ｖ）に変圧する変圧器３０を有する。変圧器３０によって変圧された電圧出力は、切換回路３２に与えられる。切換回路３２は、変圧器３０からの電圧出力に応じた充電電流を、充電装置用二次電池２４及び自動車用二次電池４０に与える第１の切換モードと、充電装置用二次電池２４と自動車用二次電池４０とを接続して、充電装置用二次電池２４に蓄えられた電力で自動車用二次電池４０を充電する第２の切換モードのいずれかに切り替えられるものである。なお、切換回路３２が第１の切換モードとなったとき、充電装置２０に自動車用二次電池４０が接続されていない場合には、充電装置用二次電池２４のみが充電される。
【００２２】
充放電器３４は、切換回路３２と充電装置用二次電池２４との間に設けられ、切換回路３２を介して与えられた電圧出力を用いて充電装置用二次電池２４に充電電流を流し、充電装置用二次電池２４を充電する。そして、充放電器３４は、充電装置用二次電池２４が満充電状態となると、充電電流を止めて、充電を停止させる。なお、充放電器３４は、後述するコントローラ２８の指示に従い、充電装置用二次電池２４に流す充電電流の大きさを調節する。さらに、充放電器３４は、充電装置用二次電池２４によって自動車用二次電池４０を充電する際に、充電装置用二次電池２４から放電電流が流れるようにする。このとき、切換回路３２は、第２の切換モードに切り替えられ、充電装置用二次電池２４からの放電電流が充電器３６に流れるようにする。これにより、充電装置用二次電池２４から切換回路３２を介して充電器３６へと、自動車用二次電池４０を充電するための電圧出力が供給される。
【００２３】
充電器３６は、切換回路３２と自動車用二次電池４０との間に設けられ、切換回路３２を介して与えられた電圧出力を用いて自動車用二次電池４０に充電電流を流し、自動車用二次電池４０を充電する。そして、充電器３６は、自動車用二次電池４０が満充電状態となると、充電電流を止めて、充電を停止させる。
【００２４】
電圧検出器２６は、給電用配線の電圧を検出して、その検出信号をコントローラ２８に出力する。コントローラ２８は、電圧検出器２６により検出された電圧などに基づいて、変圧器３０、切換回路３２、充放電器３４、及び充電器３６の動作を制御する。
【００２５】
上記のように構成された充電ユニット２２において、コントローラ２８の制御により、充電装置用二次電池２４の充放電及び自動車用二次電池４０の充電がどのように行われるかに関して、図４のフローチャート及び図６〜図８の作動説明図に基づいて説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ１００では、初期化処理の一環として、給電用配線などの負荷状態を示す負荷モードを、通常モードに設定する。続くステップＳ１１０では、電圧検出器２６によって検出された給電用配線電圧Ｖを取り込む。
【００２７】
ステップＳ１２０では、給電用配線などの負荷モードが、高負荷モード、通常モード、低負荷モードのいずれに該当するかを判別する。初期状態では、上述したステップＳ１００での処理により、負荷モードが通常モードに設定されているので、ステップＳ１５０の処理が実行される。
【００２８】
ここで、給電用配線などの負荷モードについて、図５を参照しつつ説明する。なお、図５は、図２と同様に、電気車両１０が停止した状態から加速し、惰行運転を経て減速し、やがて停止する際の給電用配線電圧Ｖの変化を示している。
【００２９】
上述したように、大電流が流れて給電用配線や給電設備が高負荷状態となると、給電用配線電圧Ｖは低下し、逆に、例えば回生ブレーキによる電気エネルギーが架線１４に流れて、給電用配線や給電設備に余裕がある低負荷状態となると、給電用配線電圧Ｖが上昇する。このように、給電用配線電圧Ｖのレベルと、給電用配線などの負荷状態とは相関関係を有する。このため、本実施形態では、給電用配線電圧Ｖのレベルから、給電用配線や給電設備における負荷モード（負荷状態）を判別する
そのため、本実施形態では、図５に示すように、第１の閾値電圧Ｖ１〜第４の閾値電圧Ｖ４を設定して、給電用配線電圧Ｖと比較し、その比較結果から負荷モードを判別する。具体的には、給電用配線電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖ１を下回った場合、その第１の閾値電圧Ｖ１よりも大きい第２の閾値電圧Ｖ２を超えるまで、給電用配線電圧Ｖが低下した状態となっているので、高負荷モードであると判別する。なお、第１及び第２の閾値電圧Ｖ１，Ｖ２とも、図５に示すように、給電用配線の基準電圧よりも低い値に設定されている。
【００３０】
また、給電用配線電圧Ｖが第３の閾値電圧Ｖ３を超えた場合、その第３の閾値電圧Ｖ３よりも小さい第４の閾値電圧Ｖ４を下回るまで、給電用配線電圧Ｖが高い状態となっているので、低負荷モードであると判別する。なお、第３及び第４の閾値電圧Ｖ３，Ｖ４とも、図５に示すように、給電用配線の基準電圧よりも高い値に設定されている。
【００３１】
そして、給電用配線電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖ２を上回ったり、第４の閾値電圧Ｖ４を下回ったりした後、再度、第１の閾値電圧Ｖ１を下回るか、あるいは第３の閾値電圧Ｖ３を上回るまでは、給電用配線電圧Ｖが極端に高くも低くもない状態であるので、通常モードと判別する。
【００３２】
本実施形態では、このように、負荷モードを判定する際に、判定閾値にヒステリシスを設定している。これにより、高負荷モードや低負荷モードの判定結果が頻繁に切り替わることがなく、判定結果を安定化させることができる。
【００３３】
図４のフローチャートのステップＳ１２０〜Ｓ１９０までの処理は、第１の閾値電圧Ｖ１〜第４の閾値電圧Ｖ４と、給電用配線電圧Ｖとの大小比較を行い、その比較結果から負荷モードを判別するためのものである。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１２０にて負荷モードが通常モードであると判定されたときに実行されるステップＳ１５０では、給電用配線電圧Ｖと第３の閾値電圧Ｖ３とが比較される。このとき、給電用配線電圧Ｖが第３の閾値電圧Ｖ３を超えていれば、ステップＳ１７０の処理に進んで、負荷モードを低負荷モードと判別する。一方、給電用配線電圧Ｖが第３の閾値電圧Ｖ３以下であれば、ステップＳ１６０の処理に進み、給電用配線電圧Ｖと第１の閾値電圧Ｖ１とを比較する。このとき、給電用配線電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖ１を下回っていると、ステップＳ１９０に進んで、負荷モードを高負荷モードと判別する。一方、給電用配線電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖ１以上であると、ステップＳ１８０に進んで、負荷モードは通常モードとの判別結果を維持する。
【００３５】
ステップＳ１２０において、負荷モードが低負荷モードであると判別されたときには、ステップＳ１３０の処理が実行される。ステップＳ１３０では、低負荷モードが終了したか否かを判定するために、給電用配線電圧Ｖと第４の閾値電圧Ｖ４とを比較する。このとき、給電用配線電圧Ｖが第４の閾値電圧Ｖ４を下回っていると判定されると、負荷モードが通常モードに変化した可能性が高いため、ステップＳ１５０の処理に進む。一方、給電用配線電圧Ｖが第４の閾値電圧Ｖ４以上と判定されると、低負荷モードとの判別結果を維持すべくステップＳ１７０の処理に進む。
【００３６】
また、ステップＳ１２０において、負荷モードが高負荷モードであると判別されたときには、ステップＳ１４０の処理が実行される。ステップＳ１４０では、高負荷モードが終了したか否かを判定するために、給電用配線電圧Ｖと第２の閾値電圧Ｖ２とを比較する。このとき、給電用配線電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖ２を上回っていると判定されると、負荷モードが通常モードに変化した可能性が高いため、ステップＳ１５０の処理に進む。一方、給電用配線電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖ２以下と判定されると、高負荷モードとの判別結果を維持すべくステップＳ１９０の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ１７０にて低負荷モードであると判別されると、その後、ステップＳ２００の処理が実行される。ステップＳ２００では、充電装置用二次電池２４の電圧などに基づいて、充電装置用二次電池２４が満充電状態であるか否かを判定する。このとき、満充電状態と判定されると、ステップＳ２４０に進んで、充放電器３４に対して充電の停止を指示することにより、充電装置用二次電池２４の充電を中止する。一方、充電装置用二次電池２４が満充電状態ではないと判定された場合、ステップＳ２２０に進み、変圧器３０に対して出力する電圧値を高める（例えば、５０Ｖ→３００Ｖ）ように指示するとともに、充放電器３４に対して、充電電流を大きくするように指示することにより、充電装置用二次電池２４の急速充電を行う。
【００３８】
図６は、このように、充電装置用二次電池２４が急速充電される状態を示す動作説明図である。図６において、矢印により電流の流れる向きを示すとともに、その矢印の太さにより電流の大きさを示している。なお、図６では、自動車用二次電池４０の充電電流を、充電装置用二次電池２４の充電電流よりも小さくした例を示しているが、低負荷モードのときには、自動車用二次電池４０の充電電流も、充電装置用二次電池２４の充電電流と同様に大きくしても良い。ただし、当然のことながら、自動車用二次電池４０の充電は、自動車用二次電池４０が充電装置２０に接続されているときにのみ可能であり、自動車用二次電池４０が接続されていないときには、その充電は実行されない。
【００３９】
このように、低負荷モードと判別されたときに、充電装置用二次電池２４の急速充電を行うことにより、電力ロスの発生を低減し、電力を効率的に利用可能となる。つまり、低負荷モードと判別されるのは、給電用配線の電圧が上昇したときであり、このような給電用配線の電圧上昇は、電気車両１０の回生ブレーキによる発電によって生じる。この場合、発電した電気車両１０の周囲に、回生電力を消費する負荷が無いと回生失効（回生ブレーキが効かなくなる状態）が発生するので、通常は、ダミー負荷で電力を消費させたりしており、電力ロスが生じる原因となる。それに対して、低負荷モードと判別され、給電用配線の電圧が高い状態と見做せる場合に、通常よりも大きな電流にて充電装置用二次電池２４を急速充電することにより、そのような電力ロスの発生を低減することが可能となるのである。
【００４０】
また、ステップＳ１８０にて通常モードであると判別されると、その後、ステップＳ２１０の処理が実行される。ステップＳ２１０では、充電装置用二次電池２４が満充電状態であるか否かが判定される。このとき、満充電状態と判定されると、ステップＳ２４０に進んで、充電装置用二次電池２４の充電を中止する。一方、充電装置用二次電池２４が満充電状態ではないと判定された場合、ステップＳ２３０に進み、充電装置用二次電池２４の通常充電を実行する。つまり、ステップＳ２２０における急速充電のときよりも、変圧器３０の出力電圧を低下させつつ、充放電器３４による充電電流を小さくした状態で、充電装置用二次電池２４の充電を行う。
【００４１】
図７は、充電装置用二次電池２４が通常充電される状態を示す動作説明図である。図７においても、図６と同様に、矢印により電流の流れる向きを示すとともに、その矢印の太さにより電流の大きさを示している。図７に示すように、通常充電の場合、急速充電の場合に比較して、充電電流の大きさが小さくなる。また、図７では、給電用配線からの給電により、自動車用二次電池４０の充電も行う例が示されているが、自動車用二次電池４０が接続されていない場合には、自動車用二次電池４０の充電が行われることはない。
【００４２】
また、ステップＳ１９０にて高負荷モードであると判別されると、その後、ステップＳ２４０に進み、充電装置用二次電池２４の充電を中止させる。これにより、給電用配線や給電設備の負担が過剰になる事態の発生を防止することができる。
【００４３】
ステップＳ２５０では、電気自動車用二次電池４０が充電装置２０に接続され、電気自動車の充電を行うべき状態であるか否かが判定される。このとき、自動車用二次電池４０が接続されていなければ、ステップＳ３００の処理に進み、充電器３６に充電電流の出力を停止させるよう指示することにより、電気自動車の充電を中止する。一方、自動車用二次電池４０が接続されている場合には、ステップＳ２６０の処理に進む。
【００４４】
ステップＳ２６０では、自動車用二次電池４０が満充電状態であるか否かを判定する。そして、満充電状態と判定したときには、ステップＳ３００の処理に進んで、自動車用二次電池４０の充電を中止する。一方、自動車用二次電池４０が満充電状態ではないと判定したときには、ステップＳ２７０の処理に進んで、上述した負荷モードが高負荷モードであるか否かを判定する。そして、高負荷モード以外の通常モード、あるいは低負荷モードと判定された場合には、ステップＳ２８０に進み、切換回路３２に対して第１の切換モードに切り替えるよう指示することにより、給電用配線からの給電により、自動車用二次電池４０の充電を行う。
【００４５】
一方、ステップＳ２７０において、高負荷モードと判定された場合には、ステップＳ２９０に進み、切換回路３２に対して、第２の切換モードに切り替えるよう指示する。これにより、充電装置用二次電池２４に蓄えられた電力を用いて、自動車用二次電池４０の充電が行われる。
【００４６】
図８は、自動車用二次電池４０が充電装置用二次電池２４に蓄えられた電力により充電される状態を示す動作説明図である。図８においても、図６と同様に、矢印により電流の流れる向きを示すとともに、その矢印の太さにより電流の大きさを示している。図８に示すように、電気車両１０が停止状態から加速し始めたとき、給電用配線からモータ１２に大電流が流れる。このような高負荷モードにおいて、さらに給電用配線からの給電にて、自動車用二次電池４０を充電すると、給電用配線や給電設備の負担が過大となる。そのため、本実施形態では、高負荷モードのときには、給電用配線からではなく、充電装置用二次電池２４から自動車用二次電池４０の充電を行うようにしたのである。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４８】
例えば、上述した実施形態では、給電用配線に直流電流が流れていることを前提としていたが、給電用配線に交流電流が流れている場合であっても、本発明を適用することは可能である。この場合、単に、充電装置２０に交流直流変換器を設ければ良い。
【符号の説明】
【００４９】
１０  電気車両
１２  電動機
１４  架線
１６  レール
２０  充電装置
２２  充電ユニット
２４  充電装置用二次電池
４０  自動車用二次電池
【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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