(57)【要約】【課題】電気自動車や移動用電源など使用目的の異なる複数台の二次電池へ同時に並行して充電を行うことができるとともに、地上での設置スペースが大きく占有されない充電装置を提供する。【解決手段】直流電源部２２には、複数の直流安定化電源回路が備えられており、個々の直流安定化電源回路からそれぞれ要求される供給電力に応じた出力を別々に供給できるため、二次電池からの情報と、設定入力された設定部からの情報に基づいて、複数の直流安定化電源回路の中から１個又は複数個の直流安定化電源回路を選択し、選択された直流安定化電源回路と充電する二次電池までの供給する電力の供給回線構成及び選択された直流安定化電源回路の出力を調整することで、複数台の二次電池を個別の回線を構成し並行して充電を行えるとともに、個々の二次電池への供給する電力量を個々に調整することが可能となる。【選択図】図１
2008199752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の二次電池に個々の要求する電力を供給する接続部を有する充電装置であって、
個々に接続された二次電池からの情報を入手する通信手段と、
個々の充電条件を設定入力する入力部と、
外部からの電力を受電し充電可能な直流電力を供給する複数の直流安定化電源回路を有する直流電源部と、
前記通信手段からの情報と、前記入力部からの情報に基づき、個々の二次電池への電力を供給する直流安定化電源回路の選定、供給電力の出力調整及び電力を供給する回線の構成を制御する制御部からなることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
電気自動車や移動用電源など用途や適用電圧、電池特性の違う二次電池を有する装置を同時に充電できる請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
二次電池を搭載した複数台の電気自動車のそれぞれの二次電池を並行して充電する電気自動車用充電装置が、地上に設置される複数の充電操作装置と電気自動車用充電装置を配置する敷地内に設置される直流電源部とからなり、
充電操作装置が、直流電源部を介して電気自動車の二次電池に接続し、直流を充電するとともに、電気自動車と通信可能な通信線を有する充電用給電ケーブルと、通信により直流電源部の出力分配を制御するＣＰＵを備え、
直流電源部が、供給される交流電力や直流電力を電気自動車の二次電池に適合する、あらかじめ設定された直流に変換する複数の直流安定化電源回路、充電操作装置からの信号によりマスタースレーブユニットに直流電力の出力指令を行う出力コントロールユニット、充電する電気自動車の二次電池の残量に応じて充電操作装置への出力を配分する出力分配ユニットを備えていることを特徴とする電気自動車用充電装置。
【請求項４】
充電している電気自動車、充電操作装置、直流電源部を接続する通信線を備え、充電操作装置が通信線を利用したインターネットや料金精算、給電セキュリティなどの情報通信にアクセスできる機能を有することを特徴とする請求項３記載の電気自動車用充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の二次電池に個々の二次電池の要求に応じた電力を同時に供給できる充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを搭載した自動車は、排気される排ガス中のＣＯ２、ＮＯｘ、黒煙、有害粒子状物質により環境を汚すことから、環境保全のために排ガスを放出しない電気自動車の実用化が期待されている。電気自動車に搭載されている二次電池は一般的に大型二次電池と称されており、鉛二次電池、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池などが上げられるが、電気自動車をはじめとする電気機器類を普及させるためにはこれら二次電池の小型化、軽量化、大容量化などの開発が急務とされている。現在、最も将来性を期待されている技術としてリチウムイオン二次電池が上げられる。
【０００３】
一方、これら二次電池を電源としている電気機器類は、使用することにより二次電池の蓄電量が低下するため、充電が必要となる。これら二次電池の普及させるもうひとつの課題として充電時間が長いという欠点があり、充電時間を短くする技術も平行して開発に取り組まれている。ＪＥＶＳ（財）日本電動車両協会では最大５０ｋｗの出力で充電した場合３０分以内に充電が完了するものを急速充電と定義しているが、二次電池と同様に充電設備に関する要求も高度化し、急速充電など容易に充電できる設備を充実させる技術の開発も重要な課題となっている。
【０００４】
現在、二次電池の充電装置として、以下のような技術が提案されている。
【０００５】
図８は従来の充電装置のブロック図である。
【０００６】
変圧器６から交流電力が充電装置１８に給電され、直流電力に整流されて二次電池へ充電を行う。一般的な充電装置は、交流の商用電力を受電するため、交流を整流する整流回路、電圧を上げる高周波トランス、交流を直流にする高周波インバータ、直流を整流する整流回路を備える構成となる。受電する電力に応じこの構成は変更されるが、二次電池の充電に適した直流電力に整流する回路を通常、直流安定化電源回路と称している。
【０００７】
図８に示す充電装置は直流安定化電源回路からの出力が１箇所しかないため、１台の二次電池にしか充電できないが、複数台の二次電池に並行充電できる充電装置も提案されている。
【０００８】
たとえば、特許文献１には、複数台の電気自動車に搭載される二次電池を深夜電力時間帯の電力で充電する充電制御装置が記載されている。この充電制御装置は、前記、二次電池それぞれの放電量を測定する放電量測定手段と、前記放電量に従って充電時間を決定する充電時間決定手段と、前記充電時間決定手段によって決定された前記、二次電池の充電時間の中で、充電時間のもっとも長い前記、二次電池が深夜電力時間帯の開始時刻に充電を開始し、かつ充電時間のもっとも短い前記、二次電池が深夜電力時間帯の終了時刻に充電を終了するよう充電時間帯を設定する充電時間帯整定手段とを備えていることが記載されている。
【０００９】
また、特許文献２には、ひとつの充電装置で複数の電気自動車に搭載される二次電池を同時に充電する充電装置として、二次電池を搭載する自動車の本体に受電する受電口と二次電池をバイパスし、次の電気自動車へ電力を供給する給電口を設け、これらを車内に搭載された二次電池を充電する。一方側の受給電口を給電装置に接続すると共に、他方側の受給電口を他の電気自動車に接続して、両電気自動車に搭載される二次電池の充電を同時に行うことが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−８００７１号公報
【特許文献２】特開平１０−１１７４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８に示す充電装置では電気自動車までの充電出力が１本であることから１台しか充電できないため、複数の車両が来た場合、後から来た電気自動車は、充電量が少ないにかかわらず長い待ち時間が発生する。また、一般的に電気自動車に搭載されているリチウムイオン電池などの二次電池に急速充電を行うためには、３０ｋＷ以上の大容量直流電源装置が必要と考えられ、充電装置は大型となり、総重量も３００ｋｇ以上となる。また、充電装置の設置のための敷地が大きく占有され、しかも設置コストも高いことから、地価の高い環境や狭いスペースでは設置できない現状もある。
【００１１】
特許文献１の方法で複数台充電する場合の電力供給回線の構成は、直流電源部からの電力供給は１箇所であり、複数の二次電池を並列に接続した回線としただけであり、充電量の多い二次電池の充電が優先して開始され、充電量が少ない二次電池は、優先して充電が開始された二次電池の残充電量が等しくなるまで後回しにされた後充電が開始される。また、１台目の充電が開始されてから順次充電が開始されることとなるが、複数台の充電となった状態においては、個々の二次電池への出力は、直流電源部からの電力供給量を均等に分配されることとなる。更に、充電の終了時刻は充電時間のもっとも長い充電時間に依存する。その他、深夜電力を利用するものであるため、日中には充電装置として十分に機能しない。大容量直流電源装置が必要になることに加えて、電気自動車の放電量を測定して充電時間帯を整定するための手段が必要となるなど、設置する充電装置が大型になる。
【００１２】
また、特許文献２の充電装置では、電気自動車の車体に受電口と給電口を設ける必要があるだけでなく、複数台充電する場合の電力供給回線の構成は、特許文献１と同様であり、大容量直流電源装置が必要となるため充電装置が大型となり、さらに、残量の異なる複数台の電気自動車を接続して充電するため、充電時間が長くなり、すべての電気自動車の充電が完了するまで、充電が短時間の残量の少ない電気自動車も給電のために待たなくてはならなくなるという欠点がある。
【００１３】
そこで、本発明は、複数台の二次電池を並行して充電を行うとともに、個々の二次電池への供給電力を個々に調整可能としたことで、平行して充電する二次電池に依存することなく独立した充電が可能な充電装置を提供するものである。また、直流電源部の直流安定化電源回路を大容量化することなく急速充電が可能であり、地上での設置スペースが大きく占有されない充電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、複数台の二次電池に個々の要求する電力を供給する接続部を有する充電装置であって、個々に接続された二次電池からの情報を入手する通信手段と、個々の充電条件を設定入力する入力部と、外部からの電力を受電し充電可能な直流電力を供給する複数の直流安定化電源回路を有する直流電源部と、前記、通信手段からの情報と、前記、入力部からの情報に基づき、個々の二次電池への電力を供給する直流安定化電源回路の選定，供給電力の出力調整及び電力を供給する回線の構成を制御する制御部からなることを特徴とする。
【００１５】
直流電源部には、複数の直流安定化電源回路が備えられており、個々の直流安定化電源回路からそれぞれ要求される供給電力に応じた出力を別々の回線で供給できるため、二次電池からの情報と、設定入力された情報に基づいて、複数の直流安定化電源回路の中から電力供給可能な直流安定化電源回路を選択し、選択された直流安定化電源回路と個々の二次電池まで供給する電力の供給回線構成及び選択された直流安定化電源回路の出力を調整することで、複数台の二次電池を個別の回線を構成し並行して充電を行えるとともに、個々の二次電池への供給する電力量を個々に調整することが可能となる。
【００１６】
なお、複数台連結された鉛二次電池やニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池二次電池、たとえば、移動用電源や電気自動車などの二次電池には、個々の情報を管理する過充電防止回路などのＣＰＵが搭載されており、装置毎に通信方式は異なるが、一般的な双方向通信、たとえばＲＳ−２３２ＣやＣＡＮ、無線ＬＡＮ、ＰＬＣなど既存の通信装置を保有するものであれば、接続するだけで簡単に二次電池の情報が入手可能であり、充電電圧や通信手段の違う二次電池でも同時に接続して、個々の二次電池の要求に応じた充電を実施できる特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、二次電池の充電に関するインフラ整備として、直流電源部の直流安定化電源回路を複数備え、回線の構成を独立させることを可能としたことにより、個々の二次電池への供給電力を個々に調整することが可能となることから、電気自動車や移動用電源など使用目的の異なる複数台の二次電池を同時に平行充電でき、かつ充電装置側の条件に依存されることなく、急速充電などあらかじめ任意に入力した充電方法に応じ充電をさせることができる。
【００１８】
並行して充電する二次電池の個数や条件に見合った直流安定化電源回路の個数や出力を個別に調整できる。
【００１９】
大容量の直流安定化電源回路は必要なく、個々の直流安定化電源回路に最適な効率的出力を維持することができる。
【００２０】
個々の二次電池毎の急速充電も可能なうえ、複数台の急速充電も可能であり、充電効率の効率化、充電時間の効率化、設置コストの効率化を図ることができる。
【００２１】
更には、直流安定化電源回路に起因するトラブルが発生した場合でも、別の直流安定化電源回路をバックアップとして使用できるほか、直流電源部を分割し遠隔操作も可能であり、直流電源部を柱上、地下部、または別の敷地に配置するなど、充電エリアには二次電池への接続部と設定を入力する操作装置だけを設置すれだけで良いため、充電エリアを有効に使用することができる。その結果、電気自動車に搭載されている二次電池を充電する場合においては、設置スペースの狭い場所でも複数台の電気自動車を駐車するスペースがあれば、充電時間を有効に使用できるなど、並行充電できる充電装置の設置が可能となる。
【００２２】
その他、充電操作装置に情報通信システムにアクセスできる機能を持たせることにより、利用者は料金のカードによる支払いも可能となるほか、充電中の待ち時間でインターネットなどの情報通信を利用可能にすることも可能であり、情報サービスを提供できるようにして待ち時間の有効化を図ることができるなど、サービスステーションとしての設備を有効に充実させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の充電装置の動作を示すブロック図、図２は本発明の充電装置を利用できる二次電池の例を示す図である。
【００２５】
二次電池（ａ）〜（ｎ）は接続部（１）〜（ｎ）により充電装置と接続され、通信手段１９により制御部２１と接続され、それぞれの二次電池（ａ）〜（ｎ）に搭載されるＣＰＵが保有する二次電池情報により、電池電圧（Ｖ）、電池温度（℃）、入力許容電力値（Ｗ）等が送信される。
【００２６】
二次電池としては、例えば、電気自動車用：使用電圧が３５０Ｖ前後で定格容量１０〜２５ＫＷｈ程度、移動用電源：使用電圧１００〜２００Ｖで定格容量５〜２０ＫＷｈ程度の移動用電源装置、ポータブル電源：使用電圧１０〜１５Ｖはパソコン、携帯電話などの小型電子機器、また、使用電圧１００〜２００Ｖで定格容量１〜５ＫＷｈ程度の電源装置については、家庭用非常電源や土木建築作業，電気工事作業などの工事電源がある。
【００２７】
入力部２０では、充電器利用者がニーズに合った充電パターンなどの入力情報を選択して充電開始を指示する。これにより、制御部２１では通信手段１９で得られた二次電池情報と入力部２０の入力情報に基づく演算を行い、直流電源部２２に複数設けられている待機中の直流安定化電源回路（Ｉ）〜（Ｘ）の中から最も適した直流安定化電源回路を選択し、選択された直流安定化電源回路から充電する二次電池までの電力供給回路の構成及び供給電力の電圧（Ｖ）並びに出力（ｋｗ）を決定し、直流電源部２２へ充電指令を出す。
【００２８】
直流電源部２２では、制御部２１からの充電指令を受け、交流電力もしくは直流電力により受電した電力を選択された直流安定化電源回路において、充電指令に見合った電力に調整するとともに、選択された直流安定化電源回路から充電する二次電池までの電力供給回路の構成を行い、充電を開始する。
【００２９】
二次電池は、それぞれの残容量や充電パターンに応じて充電されるが、二次電池（ａ）には、直流安定化電源回路（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）の３個の直流安定化電源回路が選択され急速充電が行われている。また、二次電池（ｂ）は、２個の直流安定化電源回路（ＩＶ）（Ｖ）が選択され充電が行われている。この時、最適な組合せが構成されることから、充電装置の稼動効率を高めることができる。演算結果から急速充電が必要である場合は複数の直流安定化電源回路が選択され充電を開始することができる。
【００３０】
二次電池（ａ）〜（ｎ）の充電が完了すると、二次電池（ａ）〜（ｎ）は、二次電池情報により、充電完了を送信し、制御部２１は、通信手段１９によりその情報を入手し、当該の充電の停止指令を直流電源部２２に指示する。
【００３１】
なお、二次電池には、充電に必要な固有の情報を有しており、それぞれ通信手段が異なることや、受電する電力により直流安定化電源回路の整流回路の構成が異なることなどから、直流安定化電源回路における整流回路の構成、容量、本数、または、通信手段、充電する回線の構成手段及び直流安定化電源回路の選択手段は、受電する電力、充電を可能とする二次電池の個数や種類により設定されるものであって、設置する充電装置の規模や構成など設置者が既存の技術から選択し決定されるものである。
【００３２】
たとえば、直流安定化電源回路１個の出力を決定する場合、６ｋｗ〜２５ｋｗの直流安定化電源回路から選定し複数個設置することが適当と考えられるが、急速充電に必要な最大出力を５０ｋｗとして設定すると、１２ｋｗの直流安定化電源回路を選定した場合４個の直流安定化電源回路を設置すれば、ほぼ満足のいく出力が得られることとなる。また、この場合において、充電可能な接続部を３箇所設置したい場合は、１２ｋｗの直流安定化電源回路を１２個設置すれば、３箇所同時に急速充電が可能な出力が得られることとなる。
【００３３】
ただし、３箇所同時に急速充電が必要でない場合には、利用率やコストの面を考慮し、直流安定化電源回路の個数を削減すればよい。
【実施例２】
【００３４】
図３は本発明の電気自動車用充電装置の概略を示す全体図である。
【００３５】
電気自動車用充電装置（以下「充電装置」という。）は、敷地内に立設した直流電源部設置用の柱２の上に設置された直流電源部１と地上に設置された充電操作装置３とで構成される。充電操作装置３の充電用給電ケーブル４を電気自動車の二次電池接続して充電を行う。直流電源部１へは電柱５の変圧器６あるいは地中変圧器から架空引込線あるいは地中ケーブル線などの給電ケーブル７により電力が供給、もしくは太陽光、風力発電設備などの蓄電電源により電力を供給できる。
【００３６】
充電用給電ケーブル４、給電ケーブル７は、通信線を内蔵しており、利用者は、電気自動車の通信線、充電用給電ケーブル４、給電ケーブル７、電柱上の通信線を利用して、充電の待ち時間にインターネットや予約の専用回線などに接続して情報通信システムを利用することができる。複数の充電操作装置３へは、直流電源部１の出力分配ユニット８を介してそれぞれに直流が給電される。
【００３７】
直流電源部１は、電源部設置用の柱２の上に設置するので、敷地のすみなどに電源部設置用柱２を立てるスペースさえあればよい。したがって、従来の地上に設置して電源部、その付帯設備で大きく占有されていた設置スペースが不要となるので、直流電源部を地上に設置するのに比べて設置スペースを大幅に低減させることができる。その結果、地上設備がコンパクトになる。
【００３８】
図４は本発明の電気自動車用充電装置の直流電源部１と充電操作装置３のブロック図である。                                
【００３９】
直流電源部１には、変圧器６より交流電力や直流電力が供給される。直流電源部１には直流電源を発生させる複数の直流安定化電源回路と出力調整を指示するマスタースレーブユニットおよび充電出力を調整する出力コントロールユニット、充電操作装置への出力を配分する出力分配ユニットが設けられる。直流安定化電源回路は図６に示す充電装置と同様に、整流回路、高周波トランス、高周波インバータ、整流回路を備えている。出力分配ユニットは、規模に応じて複数設けることができる。
【００４０】
充電操作装置３は、タッチパネルを有し、利用者の操作指示により通信ユニットからＣＰＵユニットを通じて直流電源部１の出力コントロールユニットを制御する。出力コントロールユニットは、マスタースレーブユニットに直流電力の出力指令を行い、複数の直流安定化電源回路の各回路から車両の二次電池へ直流電力を供給し、充電を行う。このように、充電の操作は、充電操作装置３と直流電源部１が遠隔通信で対話できることから、直流電源部１は充電操作装置３と距離を離して設置できる。その結果、装置外観は小型でコンパクトになり、都市景観、環境に配慮した装置となる。
【００４１】
また、タッチパネルは通信ユニットを通じて車両の二次電池を充電した際の充電料金を支払う機能、装置自体のセキュリティ機能も持たせることができる。
【００４２】
ＣＰＵユニットは充電機能以外に通信ユニットを通じて通信線と接続され、インターネットなどの情報サービスを提供できる機能を持たせる。
【００４３】
充電操作装置３のタッチパネルは、ＩＣカードや携帯端末を認識させることで電気自動車への充電を許可する。ＣＰＵユニットはタッチパネルからの指令を受け、充電の開始を柱上直流電源部１の出力コントロールユニットに指示する。このときＣＰＵユニットは他に接続されている車輌の充電出力を検出し、並行充電を行うための出力演算を実施、それぞれの車輌が適正に充電できる出力を選択し、急速充電を行う。
【００４４】
図５は本発明の充電装置の出力分配方式について３台の電気自動車を充電操作装置に接続した例を示すブロック図である。
【００４５】
出力分配ユニット８は、スイッチ９、選択スイッチ１０及び開閉スイッチ１１を介してそれぞれの充電操作装置に直流が給電される。
【００４６】
スイッチ９および選択スイッチ１０、開閉スイッチ１１は、接続された電気自動車Ａ，Ｂ，Ｃの通信で送られてきた電池残量と直流安定化電源Ａ〜Ｄの可能出力を演算したＣＰＵユニットの指示により、適正な回路構成にするため、スイッチングユニットの指令により、ＯＮ・ＯＦＦを行う。充電時間の経過において電気自動車Ａ，Ｂ，Ｃの充電容量の変化に応じてスイッチングユニットはスイッチ９および選択スイッチ１０を切り替えて、充電装置の性能を最大限に活用した最適な並行充電を実施する。
【００４７】
スイッチングユニットの指令によるスイッチ９ａ〜ｃ、選択スイッチ１０、開閉スイッチ１１ａ〜ｄの切り替えの一例について、図３により、例えば、直流安定化電源Ａ〜Ｄがそれぞれ１５ＫＶＡ、電気自動車Ａに３０ＫＶＡ、電気自動車Ｂに１５ＫＶ、電気自動車Ｃに３０ＫＶＡとした例で説明する。二次電池の残量は、充電用給電ケーブル４を電気自動車に接続すると、通信により充電操作装置に送られるようになっている。
【００４８】
電気自動車Ａに対してスイッチ９ａをＯＮ、開閉スイッチ１１ａをＯＮにして直流安定化電源給電ＡおよびＢから３０ＫＶＡで給電する。電気自動車Ｂに対してスイッチ９ｂをＯＮ、選択スイッチ１０を直流安定化電源Ｃ側にＯＮにして直流安定化電源Ｃから１５ＫＶＡで給電する。電気自動車Ｃに対してスイッチ９ｃをＯＮにして、直流安定化電源給電Ｄから１５ＫＶＡで給電する。
【００４９】
電気自動車Ｂの充電が完了すると、充電中の電気自動車に対して、スイッチ９ｂをＯＦＦ、選択スイッチ１０をＯＦＦ、開閉スイッチ１１ｃをＯＮ直流安定化電源Ｃ側にＯＮにして直流安定化電源Ｃから１５ＫＶＡで給電する。
【００５０】
こうして出力分配ユニットの各スイッチのＯＮ・ＯＦＦをスイッチングユニットの指令により、切り替えて効率よく給電することができる。
【００５１】
図６は本発明の出力分配方式と従来の方式との比較事例を示す図である。
【００５２】
本発明の出力分配方式が複数台の電気自動車に充電するのに対して、従来の方式は図６に示すように充電出力が１本で一台ずつ充電するもので、電気自動車Ａは電池残量５０％で１番目に急速充電装置を利用、次に電気自動車Ｂが電池残量８０％で２番目に利用、最後に電池残量２０％の電気自動車Ｃが３番目に利用したと仮定して従来の方式と出力分配方式を比較したものである。
【００５３】
従来の方式の充電装置では１台ずつしか充電できないことから、複数の電気自動車が来た場合、待ち時間が発生し、充電器自体の出力効率も悪い。しかし、本発明の出力分配方式では、充電操作装置に接続された車両の電池残量と充電器自体の充電能力を適正に分配し、効率的な最適充電を実現、トータル充電時間の短縮を図ることができる。また、充電装置自体の利用効率も大幅に上がることから、コスト効果にも貢献する。
【００５４】
図７は本発明の充電操作装置及び操作画面を示す図である。
【００５５】
図７において、操作ボックス１２には図２の充電操作装置３に示すタッチパネル、通信ユニット、ＣＰＵユニットを収納され、操作ボックス１２は支柱１３に支持される。支柱１３の下部から充電用給電ケーブル４が引き出されており、支柱１３には不使用時に充電用給電ケーブル４の先端の充電用プラグを受けるプラグ受け口１４が設けられている。操作ボックス１２にはタッチパネル１５、カード読み取り装置１６、非常停止ボタン１７などが配設される。
【００５６】
充電操作装置３のタッチパネル１５には、利用料金精算、利用者セキュリティ、装置メンテナンス、インターネット、予約・情報、利用者サービスのメニューが表示されている。表示されるメニューを選択することにより、充電料金の自動精算や車内インターネット・映画館・コンサートなどの予約等により、充電待ち時間の有効活用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の充電装置の動作を示すブロック図である。
【図２】本発明の充電装置を利用できる二次電池の例を示す図である。
【図３】本発明の電気自動車用充電装置の概略を示す全体図である。
【図４】本発明の電気自動車用充電装置の柱上直流電源部と充電操作装置のブロック図である。
【図５】本発明の充電装置の出力分配方式について３台の電気自動車を充電操作装置に接続した例を示すブロック図である。
【図６】本発明の出力分配方式と従来の方式との比較事例を示す図である。
【図７】本発明の充電操作装置及び操作画面を示す図である。
【図８】従来の充電装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１：直流電源部        ２：柱
３：充電操作装置      ４：充電用給電ケーブル
５：電柱              ６：変圧器
７：給電ケーブル      ８：出力分配ユニット
９：スイッチ        １０：選択スイッチ
１１：開閉スイッチ    １２：操作ボックス
１３：支柱            １４：プラグ受け口
１５：タッチパネル    １６：カード読み取り装置
１７：非常停止ボタン  １８：充電装置
１９：通信手段        ２０：入力部
２１：制御部          ２２：直流電源部
【図１】
2008199752.tif 000003
【図２】
2008199752.tif 000004
【図３】
2008199752.tif 000005
【図４】
2008199752.tif 000006
【図５】
2008199752.tif 000007
【図６】
2008199752.tif 000008
【図７】
2008199752.tif 000009
【図８】
2008199752.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月2日(2008.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の二次電池に個々の要求する電力を供給する複数の接続部を有する充電装置であって、
それぞれの接続部に対応する個々に接続された二次電池からの情報を入手する通信手段と、
個々の充電条件を設定入力する入力部と、
外部からの電力を受電し充電可能な直流電力に直接整流して供給する複数の直流安定化電源回路を有する直流電源部と、
前記通信手段からの情報と、前記入力部からの情報に基づき、対応する二次電池ごとに電力を供給する直流安定化電源回路を選定し、選定された前記直流安定化電源回路における要求に応じた直流電力の出力を調整し、更には選定された直流安定化電源回路と対応する二次電池までの電力供給回路を構成する制御部からなり、外部電力の受電から二次電池までの回路構成がそれぞれ個々に独立していることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
電気自動車や移動用電源など用途や適用電圧、電池特性の違う二次電池を有する装置を同時に充電できる請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
二次電池を搭載した複数台の電気自動車のそれぞれの二次電池を並行して充電する電気自動車用充電装置が、地上に設置される複数の充電操作装置と電気自動車用充電装置を配置する敷地内に設置される直流電源部とからなり、
充電操作装置が、直流電源部を介して電気自動車の二次電池に接続し、直流を充電するとともに、電気自動車と通信可能な通信線を有する充電用給電ケーブルと、通信により直流電源部の出力分配を制御するＣＰＵを備え、
直流電源部が、供給される交流電力や直流電力を電気自動車の二次電池に適合する、あらかじめ設定された直流に変換するとともに、個々の二次電池が要求する電力に応じて独立して個々の二次電池に充電可能な直流電力を供給する複数の直流安定化電源回路、充電操作装置からの信号によりマスタースレーブユニットに直流電力の出力指令を行う出力コントロールユニット、充電する電気自動車の二次電池の残量に応じて充電操作装置への出力を配分する出力分配ユニットを備え、二次電池の充電情報と充電操作装置で設定入力された情報に基づき、対応する二次電池ごとに電力を供給する直流安定化電源回路を選定し、選定された前記直流安定化電源回路における要求に応じた直流電力の出力を調整し、更には選定された直流安定化電源回路と対応する二次電池までの電力供給回路を構成し、外部電力の受電から二次電池までの回路構成がそれぞれ個々に独立していることを特徴とする電気自動車用充電装置。
【請求項４】
充電している電気自動車、充電操作装置、直流電源部を接続する通信線を備え、充電操作装置が通信線を利用したインターネットや料金精算、給電セキュリティなどの情報通信にアクセスできる機能を有することを特徴とする請求項３記載の電気自動車用充電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そこで、本発明は、複数台の二次電池を並行して充電を行うとともに、個々の二次電池への供給電力を個々に調整可能としたことで、並行して充電する二次電池に依存することなく独立した充電が可能な充電装置を提供するものである。また、直流電源部の直流安定化電源回路を大容量化することなく急速充電が可能であり、地上での設置スペースが大きく占有されない充電装置を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
複数台の二次電池に個々の要求する電力を供給する複数の接続部を有する充電装置であって、それぞれの接続部に対応する個々に接続された二次電池からの情報を入手する通信手段と、個々の充電条件を設定入力する入力部と、外部からの電力を受電し充電可能な直流電力に直接整流して供給する複数の直流安定化電源回路を有する直流電源部と、前記通信手段からの情報と、前記入力部からの情報に基づき、対応する二次電池ごとに電力を供給する直流安定化電源回路を選定し、選定された前記直流安定化電源回路における要求に応じた直流電力の出力を調整し、更には選定された直流安定化電源回路と対応する二次電池までの電力供給回路を構成する制御部からなり、外部電力の受電から二次電池までの回路構成がそれぞれ個々に独立していることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、二次電池の充電に関するインフラ整備として、直流電源部の直流安定化電源回路を複数備え、回線の構成を独立させることを可能としたことにより、個々の二次電池への供給電力を個々に調整することが可能となることから、電気自動車や移動用電源など使用目的の異なる複数台の二次電池を同時に並行充電でき、かつ充電装置側の条件に依存されることなく、急速充電などあらかじめ任意に入力した充電方法に応じ充電をさせることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
更には、直流安定化電源回路に起因するトラブルが発生した場合でも、別の直流安定化電源回路をバックアップとして使用できるほか、直流電源部を分割し遠隔操作も可能であり、直流電源部を柱上、地下部、または別の敷地に配置するなど、充電エリアには二次電池への接続部と設定を入力する操作装置だけを設置するだけで良いため、充電エリアを有効に使用することができる。その結果、電気自動車に搭載されている二次電池を充電する場合においては、設置スペースの狭い場所でも複数台の電気自動車を駐車するスペースがあれば、充電時間を有効に使用できるなど、並行充電できる充電装置の設置が可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
直流電源部１には、変圧器６より交流電力や直流電力が供給される。直流電源部１には直流電源を発生させる複数の直流安定化電源回路と出力調整を指示するマスタースレーブユニットおよび充電出力を調整する出力コントロールユニット、充電操作装置への出力を配分する出力分配ユニットが設けられる。直流安定化電源回路は図８に示す充電装置と同様に、整流回路、高周波トランス、高周波インバータ、整流回路を備えている。出力分配ユニットは、規模に応じて複数設けることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
スイッチングユニットの指令によるスイッチ９ａ〜ｃ、選択スイッチ１０、開閉スイッチ１１ａ〜ｄの切り替えの一例について、図５により、例えば、直流安定化電源Ａ〜Ｄがそれぞれ１５ＫＶＡ、電気自動車Ａに３０ＫＶＡ、電気自動車Ｂに１５ＫＶ、電気自動車Ｃに３０ＫＶＡとした例で説明する。二次電池の残量は、充電用給電ケーブル４を電気自動車に接続すると、通信により充電操作装置に送られるようになっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
電気自動車Ｂの充電が完了すると、充電中の電気自動車に対して、スイッチ９ｂをＯＦＦ、選択スイッチ１０をＯＦＦ、開閉スイッチ１１ｃを直流安定化電源Ｃ側にＯＮにして直流安定化電源Ｃから１５ＫＶＡで給電する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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