(57)【要約】【課題】  電気自動車の蓄電池を脈流充電方式により安価で安全に充電する充電器を提供する。【解決手段】  充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部１３と、電気自動車に搭載されている蓄電池２１に脈流の充電電流を供給する充電回路部１１と、充電回路部１１の電流供給を制御データに基づいて制御する制御回路部１２を備え、第１通信部１３が、充電開始前に、少なくとも充電電流の最大電流上限値を含む制御データを、電気自動車から取得し、制御回路部１２が、制御データに基づいて充電電流を最大電流上限値以下となるように制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部は、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御することを特徴とする電気自動車充電用の充電器。
【請求項２】
充電開始後に、前記第１通信部が、前記蓄電池の充電の進行に伴い更新される前記制御データを前記電気自動車から順次取得し、
前記制御回路部が、順次取得した前記制御データに含まれる前記最大電流上限値以下となるように前記充電電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記第１通信部は、充電開始前に、前記充電回路部が脈流の充電電流を供給する脈流充電である旨の情報を前記電気自動車に送信した後、前記制御データを前記電気自動車から受信することを特徴とする請求項１または２に記載の充電器。
【請求項４】
前記制御回路部は、充電開始直後の一定期間において、前記充電電流のピーク値を前記最大電流上限値に向けて徐々に増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の充電器。
【請求項５】
前記充電回路部は、最終段にＬＣ型の低域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の充電器。
【請求項６】
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて調整される制御値によって、前記充電回路部に設けられた昇圧回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比を制御するように構成され、前記充電電流のピーク値が前記最大電流上限値と所定の誤差範囲内で等しいか、或いは、超過する場合は、前記ピーク値が低下するように前記制御値を調整するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の充電器。
【請求項７】
前記制御データは、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値の指示値を含み、
前記制御回路部は、前記充電電流の測定値から前記電流指標値を算出し、前記電流指標値の算出値が、前記電流指標値の指示値から所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の充電器。
【請求項８】
前記制御データは、前記充電電流のピーク値、ボトム値、或いは、所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流判定値に対する充電停止下限値を含み、
前記制御回路部は、前記充電電流の測定値から前記電流判定値を算出し、前記電流判定値が、前記充電停止下限値以下である場合に、前記充電電流の供給を停止して充電動作を終了する制御を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の充電器。
【請求項９】
前記第１通信部が前記電気自動車から充電停止指示を受信すると、前記制御回路部は、前記充電電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の充電器。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の充電器から供給される充電電流により、電気自動車側において車載蓄電池の充電を行う車載充電装置であって、
前記充電器と前記制御データの通信を行う第２通信部と、
充電開始前に前記蓄電池の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、充電開始後に前記内部状態の変化に応じて逐次前記設定値を更新する制御データ設定部と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１１】
前記制御データ設定部は、充電開始前及び充電開始後において順次、前記蓄電池の最新の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、
前記第２通信部は、充電開始前及び充電開始後において順次、算出された前記制御データの設定値を前記充電器に送信することを特徴とする請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１２】
前記充電電流によって前記蓄電池に印加される充電電圧を測定する電圧計を備え、
前記制御データ設定部は、前記充電電圧のピーク値が、所定の閾値を超える場合は、前記制御データに含まれる前記設定値の内の少なくとも前記最大電流上限値の設定値を低下させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の充電装置。
【請求項１３】
前記制御データ設定部は、前記蓄電池の内部状態である電池電圧と内部インピーダンスに基づいて、前記最大電流上限値と前記内部インピーダンスの積と前記電池電圧の和が、前記電池電圧の上限値を超えないように、且つ、前記最大電流上限値が前記蓄電池の許容最大電流値を超えないように、前記最大電流上限値を設定することを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１４】
前記制御データ設定部は、充電開始前に、前記充電器が脈流の充電電流を供給する脈流充電方式の充電器であること確認した後、前記制御データの設定値を算出して、前記第２通信部を介して前記充電器に送信することを特徴とする請求項１０〜１３の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１５】
前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、
前記制御データ設定部は、前記充電電流の測定値に基づいて、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を算出し、
前記第２通信部は、前記制御データ設定部が算出した前記電流指標値を、前記電流指標値の指示値として、前記充電器に送信することを特徴とする請求項１０〜１４の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１６】
前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、
前記第２通信部は、前記充電器側において前記充電電流の測定値に基づいて算出された前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を受信し、
前記制御データ設定部は、電気自動車側で測定した前記充電電流に基づいて、前記電流指標値を算出し、前記充電器側で算出された前記電流指標値と比較し、両者の前記電流指標値が所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する充電停止指示を、前記第２通信部を介して、前記充電器に送信することを特徴とする請求項１０〜１４の何れか１項に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池式の電気自動車に搭載される蓄電池（２次電池）に充電電流を供給する充電器であって、電気自動車から分離して設けられた充電スタンド等で使用される電気自動車充電用の充電器、及び、当該充電器から充電電流の供給を受け付けて車載蓄電池への充電を電気自動車側において行う充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池式の電気自動車に搭載された蓄電池の充電方式としては、定電流定電圧（ＣＶＣＣ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）方式が一般的である。当該ＣＶＣＣ方式では、通常、１）定電流充電（急速充電）、２）定電圧充電、３）満充電判定、というシーケンスで充電制御が行われる。定電流充電開始後、電池電圧が満充電電圧付近まで上昇すると、定電圧充電に切り替える。定電圧充電では、蓄電池の充電容量が上昇するに従い充電電流が減少する。当該充電電流の電流値が所定の閾値まで減少すると満充電であると判定し充電を終了する。
【０００３】
また、車載型の充電器ではなく、充電スタンド等で使用する電気自動車から分離して設けられた充電器を用いて、不特定多数の電気自動車を対象として上記ＣＶＣＣ方式での急速充電を行うために、一例として、チャデモ協議会では、標準規格としてチャデモ・プロトコルを取り決めている。当該チャデモ・プロトコルでは、急速充電器と電気自動車間でＣＡＮ（Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用い、急速充電器側から電気自動車側へ動作ステータスを送信し、引き続き、電気自動車側から急速充電器側へ、充電許可信号と電流指示値を送信し、急速充電器は受信した電流指示値に基づき、電気自動車に対して定電流で直流充電を行う。これにより、当該規格に準拠した急速充電器であれば、当該規格に準拠した如何なる電気自動車に対しても急速充電が可能となり、電気自動車の普及に資することとなる。
【０００４】
充電スタンド等で使用される直流充電用の急速充電器では、短時間で急速充電を行う必要から大電力充電が行われる。当該急速充電器は、商用交流電源（例えば、三相２００Ｖ）の交流入力を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを備えるが、大電流且つ定電流・定電圧の直流電流を出力する必要性から、ＡＣ／ＤＣコンバータの後段に更に出力電流または出力電圧を一定に維持するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備える構成が一般的に採用されている。しかし、急速充電器は５０ｋＷの大容量の出力が可能なＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御によって、充電電流のリップルを抑制するため、大容量のＤＣ／ＤＣコンバータを搭載することが必要であり、急速充電器が高コストとなるため、急速充電器を使用する充電スタンドの普及に対する一つの阻害要因となる。
【０００５】
一方、下記の特許文献１及び２等において、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータを各々、別々に備えず、ＤＣ／ＤＣコンバータを削減し、脈流により蓄電池の充電を行う充電装置が提案されている。特許文献１では、充電装置を電気自動車に搭載する場合、平滑コンデンサに使用する電解コンデンサの耐環境性の問題により、特性安定性や寿命特性を満足できないことから、大容量且つ高耐圧のフィルムコンデンサを使用すると、充電装置が大型化してしまう点が指摘され、脈流充電を採用することで、耐環境性を担保しつつ小型の充電装置が提供できることが記載されている。特許文献２に開示されている充電器は、充電器側と電気自動車側が誘導性結合器を介して接続し、電気自動車側は、誘導性結合器の２次コイルにより充電器側から交流電力を受け取り、全波整流して得られた脈流で蓄電池を充電する構成となっている。従って、充電器は電気自動車から分離して用いられることが想定されているものの、充電器から電気自動車の蓄電池に脈流の充電電流を直接供給する構成とはなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４７１０１号公報
【特許文献２】特開２００１−１０３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気自動車から分離して設けられた充電スタンド等で使用される電気自動車充電用の充電器の充電方式として、ＣＶＣＣ方式の直流充電ではなく、充電器側から脈流の充電電流を直接供給する脈流充電方式を採用する場合、蓄電池に入力する充電電流の電流値が周期的に変化し、当該充電電流によって蓄電池に印加される電圧も周期的に変化するため、以下に示す課題を解決する必要がある。
【０００８】
車載充電器でない場合、不特定多数の電気自動車に対応する必要があり、また、電気自動車に搭載されている蓄電池の種類、充電状態等も様々であるため、充電対象の蓄電池に対する充電電流の最大電流上限値も一定に定まらない。従って、脈流である充電電流を、適切に制御しない限り、当該最大電流上限値を超えて蓄電池に充電電流を供給することが起こり得るため、過熱による蓄電池の寿命低下の問題、或いは、過充電による発火等の危険性がある。
【０００９】
上記特許文献１及び２では、脈流により蓄電池の充電を行う充電装置が開示されているが、何れも、充電器から不特定多数の電気自動車に対して脈流の充電電流を直接供給する構成とはなっていないため、上記課題及びその解決策については、何らの記載も示唆もされていない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性のない脈流充電方式の安価な充電器を提供し、更に、当該脈流充電に適合した電気自動車側の充電装置を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、前記第１通信部が、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、前記制御回路部が、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御することを特徴とする電気自動車充電用の充電器を提供する。
【００１２】
上記特徴の充電器によれば、不特定多数の電気自動車に対して、不特定多数の充電器を任意に組み合わせて接続しても、何れの充電器においても、充電器側の給電能力に応じて、また、充電対象の蓄電池の種類及び充電状態に応じて、電気自動車から指示された最大電流上限値以下に制御された充電電流による車載蓄電池への充電が可能となる。これにより、脈流充電に起因する蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性が防止され、安全且つ安価な脈流充電方式の充電器を提供することができる。
【００１３】
尚、上記特徴の充電器が適応可能な電気自動車は、蓄電池に充電された電力によりモータを駆動して走行する電池式電動車両であって、外部からの充電電流の供給により蓄電池の充電が可能な全ての電動車両が対象となり、例えば、プラグイン・ハイブリッドカーが含まれる。また、上記特徴の充電器が適応可能な電気自動車は、必ずしも４輪自動車に限定されるものではなく、例えば、２輪自動車であっても良く、また、公道を走行する電気自動車に限定されるものではなく、例えば、軌道上を走行する電動車両であっても良い。
【００１４】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、充電開始後に、前記第１通信部が、前記蓄電池の充電の進行に伴い更新される前記制御データを前記電気自動車から順次取得し、前記制御回路部が、順次取得した前記制御データに含まれる前記最大電流上限値以下となるように前記充電電流を制御する。これにより、蓄電池の充電の進行に伴い最大電流上限値が低下した場合でも、電気自動車側から適正な最大電流上限値の指示値を受信するため、常に充電電流を適正な最大電流上限値以下に維持して充電を継続することができる。よって、蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性のない脈流充電方式がより確実に実行可能となる。
【００１５】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記第１通信部が、充電開始前に、前記充電回路部が脈流の充電電流を供給する脈流充電である旨の情報を前記電気自動車に送信した後、前記制御データを前記電気自動車から受信する。これにより、脈流の充電電流を受け付ける電気自動車側では、接続する充電器が、脈流充電方式で充電を行うのか、或いは、例えばＣＶＣＣ方式で充電を行うかが事前に分かるので、接続する充電器の充電方式に適した制御データを、ＣＶＣＣ方式の制御データと区別して充電器側に送信することができる。
【００１６】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記制御回路部が、充電開始直後の一定期間において、前記充電電流のピーク値（リップルの繰り返し周期毎の極大値）を前記最大電流上限値に向けて徐々に増加させる制御を行う。蓄電池の充電状態が満充電に近い場合等において、いきなり、ピーク値が最大電流上限値付近の充電電流を供給すると、仮に最大電流上限値の設定に使用された蓄電池の電池電圧或いは内部インピーダンスに誤差があって、電気自動車側から送信された最大電流上限値が高めに指示されていると、蓄電池に印加される電圧が許容値を超える可能性があるが、上記の充電電流のピーク値を徐々に増加させる制御を行うことで、斯かる事態を未然に回避することができる。
【００１７】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記充電回路部が、最終段にＬＣ型の低域通過フィルタを備える。これにより、充電電流に含まれている高周波域の交流成分が除去されるため、充電電流のボトム値（極小値）が０まで低下せず、常に計測誤差以上の電流値（瞬時値）が確保されるようになるため、充電電流の測定精度が向上し、その結果として、充電電流の制御精度が向上する。また、電気自動車側においても、充電電流の測定精度が向上することで、後述する充電電流の積算値或いは平均値の算出結果の精度が向上することから、充電終了時間の予測精度や走行可能距離の計算精度が向上する。
【００１８】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記制御回路部が、前記制御データに基づいて調整される制御値によって、前記充電回路部に設けられた昇圧回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比を制御するように構成され、前記充電電流のピーク値が前記最大電流上限値と所定の誤差範囲内で等しいか、或いは、超過する場合は、前記ピーク値が低下するように前記制御値を調整するフィードバック制御を行う。これにより、充電電流を最大電流上限値以下とする制御が前記制御値を調整するフィードバック制御によって実現される。
【００１９】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記制御データが、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値の指示値を含み、前記制御回路部が、前記充電電流の測定値から前記電流指標値を算出し、前記電流指標値の算出値が前記電流指標値の指示値から所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する制御を行う。脈流充電の場合、充電電流が最大電流上限値以下とする制御だけでは、充電器側から供給された充電電力と、電気自動車側で受電した充電電力が同じかどうかの判定が困難であるが、上記のように、電流指標値の算出値と指示値を比較することで、両者の充電電力が同じか否かの確認が行えるようになる。また、両者の充電電力の差が生じている場合には、充電器側または電気自動車側において短絡電流が発生している可能性があり、当該短絡電流による発火等の事故が生じる可能性があるが、当該事故の発生を未然に防止することができる。また、電気料金の請求に関しても、実際の受電電力と、供給電力に差があった場合、不当な支払いを強いられる可能性があるが、本発明により、防ぐことができる。
【００２０】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記制御データが、前記充電電流のピーク値、ボトム値、或いは、所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流判定値に対する充電停止下限値を含み、前記制御回路部が、前記充電電流の測定値から前記電流判定値を算出し、前記電流判定値が、前記充電停止下限値以下である場合に、前記充電電流の供給を停止して充電動作を終了する制御を行う。脈流充電の場合、ＣＶＣＣ方式と異なり、蓄電池が満充電に近付いても、定電圧充電とはならないが、電気自動車側で、蓄電池に印加される電圧のピーク値が所定の上限値を超過しないように、最大電流上限値を逐次低下しながら充電器側に送信すると、充電器側では、電気自動車側から指示された最大電流上限値以下となるように充電電流を制御するため、満充電に近付くに従い充電電流は減少するため、充電電流の上記電流判定値をモニタすることで、満充電判定がＣＶＣＣ方式と同様に可能となる。
【００２１】
更に好ましくは、上記特徴の充電器は、前記第１通信部が前記電気自動車から充電停止指示を受信すると、前記制御回路部が前記充電電流の供給を停止する制御を行う。上述の電流指標値の算出値と指示値を比較判定、或いは、満充電判定は、充電器側ではなく、電気自動車側で行うこともできるため、例えば、電気自動車側で当該判定を行った場合は、充電器側では、当該判定に基づく充電停止指示を電気自動車から受信することで、充電器側で当該判定を行った場合と同様に、充電電流の供給を停止することができる。尚、充電停止指示は、上記の２つの判定以外の異常判定の結果として発生しても良い。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、上記特徴の充電器から供給される充電電流により、電気自動車側において車載蓄電池の充電を行う車載充電装置であって、前記充電器と前記制御データの通信を行う第２通信部と、充電開始前に前記蓄電池の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、充電開始後に前記内部状態の変化に応じて逐次前記設定値を更新する制御データ設定部と、を備えることを特徴とする充電装置を提供する。
【００２３】
上記特徴の充電装置によれば、蓄電池の内部状態に応じた少なくとも充電電流の最大電流上限値を含む制御データを上記特徴の充電器に対して送信できるため、充電器側では、充電電流を蓄電池の内部状態に応じた最大電流上限値以下となるように制御できる。この結果、電気自動車側では、充電器側から脈流の充電電流の供給を受け付け、蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性のない安全な脈流充電方式で、蓄電池の充電を実行できる。
【００２４】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記制御データ設定部が、充電開始前及び充電開始後において順次、前記蓄電池の最新の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、前記第２通信部が、充電開始前及び充電開始後において順次、算出された前記制御データを前記充電器に送信する。これにより、蓄電池の充電の進行に伴い最大電流上限値が低下した場合でも、充電器側へ適正な最大電流上限値の指示値を送信できるため、充電器側から常に適正な最大電流上限値以下に維持された充電電流を受け付け、安全な充電を継続することができる。よって、蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性のない脈流充電方式がより確実に実行可能となる。
【００２５】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記充電電流によって前記蓄電池に印加される充電電圧を測定する電圧計を備え、前記制御データ設定部が、前記充電電圧のピーク値が、所定の閾値を超える場合は、前記制御データに含まれる前記設定値の内の少なくとも前記最大電流上限値の設定値を低下させる。これにより、充電電圧のピーク値が充電電圧の上限値を超えないようにする制御がより確実になる。
【００２６】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記制御データ設定部が、前記蓄電池の内部状態である電池電圧と内部インピーダンスに基づいて、前記最大電流上限値と前記内部インピーダンスの積と前記電池電圧の和が、前記電池電圧の上限値を超えないように、且つ、前記最大電流上限値が前記蓄電池の許容最大電流値を超えないように、前記最大電流上限値を設定する。
【００２７】
蓄電池の電池電圧が一定レベルを超えて上昇した場合、ＣＶＣＣ方式では、定電流充電から定電圧充電に切り替えることで、内部インピーダンスでの電圧降下を定電圧の充電電圧値と電池電圧の差として制御することで、充電電流の電流値を抑制することができる。つまり、電池電圧の上昇とともに充電電流は減少する。一方、脈流充電方式の場合、充電器側で定電圧制御を行わないため、電気自動車側で、電池電圧と内部インピーダンスに基づいて最大電流上限値を設定することで、電池電圧の上昇とともに充電電流のピーク値が低下するように制御し、蓄電池に印加される電圧のピーク値を電池電圧の上限値以下に制御可能となり、ＣＶＣＣ方式における定電圧充電期間と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記制御データ設定部は、充電開始前に、前記充電器が脈流の充電電流を供給する脈流充電方式の充電器であること確認した後、前記制御データの設定値を算出して、前記第２通信部を介して前記充電器に送信する。これにより、接続する充電器が脈流充電方式の充電器であることを確認して、脈流充電方式に適した制御データを充電器側に送信することができる。従って、接続する充電器がＣＶＣＣ方式の充電器である場合は、ＣＶＣＣ方式の制御データを脈流充電方式の制御データと区別して充電器側に送信することができる。
【００２９】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、前記制御データ設定部が、前記充電電流の測定値に基づいて、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を算出し、前記第２通信部が、前記制御データ設定部が算出した前記電流指標値を、前記電流指標値の指示値として、前記充電器に送信する。
【００３０】
更に好ましくは、上記特徴の充電装置は、前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、前記第２通信部が、前記充電器側において前記充電電流の測定値に基づいて算出された前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を受信し、前記制御データ設定部が、電気自動車側で測定した前記充電電流に基づいて、前記電流指標値を算出し、前記充電器側で算出された前記電流指標値と比較し、両者の前記電流指標値が所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する充電停止指示を、前記第２通信部を介して、前記充電器に送信する。
【００３１】
脈流充電の場合、充電電流が最大電流上限値以下に制御されているだけでは、充電電力を正確に把握できないため、充電終了時間の予測や充電途中で充電を停止した場合の走行可能距離の算出等が困難となる。制御データ設定部が電流指標値を算出することで、充電終了時間の予測や走行可能距離の算出等が可能となる。更に、電流指標値の算出値を指示値として充電器側に送信するか、或いは、充電器側で算出された電流指標値を受信することで、充電器側或いは電気自動車側で、両者で夫々算出した電流指標値の比較が可能となる。比較結果に齟齬が生じている場合には、充電器側または電気自動車側において短絡電流が発生している可能性があり、当該短絡電流による発火等の事故が生じる可能性がある。従って、当該比較結果に基づいて充電動作を停止することで、当該事故の発生を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００３２】
上記特徴の充電器及び充電装置によれば、脈流充電に起因する蓄電池の寿命低下及び発火等の危険性が防止して、車載蓄電池に対して脈流充電方式による安価且つ安全な充電が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る充電器と充電装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る充電器の充電回路部と制御回路部の回路構成の一例を示す回路ブロック図
【図３】本発明に係る充電器と充電装置における充電制御のシーケンスを示すフローチャート
【図４】充電回路部に低域通過フィルタ回路を設ける場合と設けない場合の充電電流の違いを説明する電流波形図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る電気自動車充電用の充電器（以下、適宜「充電器」という。）及び本発明に係る車載充電装置（以下、適宜「充電装置」という。）の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、充電器１０と充電装置２０の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、充電器１０は、充電回路部１１、制御回路部１２、第１通信部１３、電流計１４，１５、及び、電圧計１６を備えて構成され、充電装置２０は、電気自動車に搭載され、蓄電池２１、第２通信部２２、制御データ設定部２３、電流計２４、及び、電圧計２５を備えて構成される。また、充電器１０には、充電ケーブル１７とその先端に接続する充電コネクタ１８が設けられており、電気自動車には、充電ソケット２６が設けられている。充電ケーブル１７内には、充電回路部１１から出力される充電電流を、蓄電池２１に供給する電源ケーブル１７ａ、及び、第１通信部１３と第２通信部２２間のデータ通信を行うための通信ケーブル１７ｂが設けられている。充電コネクタ１８が充電ソケット２６に挿入されて接続することで、充電回路部１１と蓄電池２１が電気的に接続し、第１通信部１３と第２通信部２２が相互に通信可能に接続する。
【００３６】
先ず、充電器１０側の構成について説明する。充電回路部１１は、一例として、図２に示すような力率改善ＡＣ／ＤＣコンバータで構成される。図２に示す構成例では、充電回路部１１は、図２に示すように、高周波ノイズ除去用と力率改善用チョッパ回路として用いるチョークコイル３１，３２、スイッチング素子３４、４つのダイオードのブリッジ回路で構成される全波整流回路３５、平滑コンデンサ３６、及び、コイル３７とコンデンサ３８で構成される低域通過フィルタ回路を備えて構成される。１対のチョークコイル３１，３２の各入力端には、商用交流電源３０が接続する。図１及び図２では、単相３線式２００Ｖが接続している場合を例示している。図２に示す充電回路部１１では、全波整流回路３４を通過した電流は、低域通過フィルタ回路で高周波域の交流成分（リップル）は除去されるが、交流入力の２分の１の周期Ｔｍの脈流のままで出力される。コイル３７とコンデンサ３８の各回路定数は、リップル率、フィルタ回路の大きさやコストを勘案して決定される。本実施形態では、充電電流は脈流として出力されるため、充電回路部１１の後段に、充電電流を定電流或いは定電圧に制御するためのＤＣ／ＤＣコンバータ及び大容量の平滑コンデンサを設ける必要がない。
【００３７】
制御回路部１２は、充電回路部１１から出力される充電電流が、充電装置２０側から指示された最大電流上限値を超えないように、スイッチング素子３４のオン及びオフ時間のデューティ比を制御する。制御回路部１２は、図２に示すように、絶対値演算部４１，４２、制御値設定部４３、乗算器４４、減算器４５、ＰＩ演算部４６、制御パルス信号出力部４７、電流積算器４８、及び、比較器４９を備えて構成される。また、図１に示すように、制御回路部１２は、充電器１０に設置されたユーザの操作入力を受け付ける操作部１９ａとユーザに必要な情報を表示するための表示部１９ｂを備えたユーザインターフェース部１９と接続している。
【００３８】
電流計１４は、例えば、チョークコイル３１とスイッチング素子３４の接続ノードＮ１の間に設けられ、入力電流の瞬時値Ｉｉｎを測定する。当該瞬時値Ｉｉｎは、所定のサンプリング周期でＡＤ（アナログ・ディジタル）変換されて、絶対値演算部４１に入力する。当該ＡＤ変換機能は、後述するディジタル演算処理装置（例えば、ディジタルシグナルプロセッサ等）に内蔵されており、アナログ信号をディジタル演算処理装置のＡＤ変換ポートに入力して行われる。ＡＤ変換されたデータは必要に応じてノイズ処理(デジタルフィルタ処理演算)を行って用いられることが好ましい。
【００３９】
電流計１５は、例えば、正極側の出力端子Ｔ１とコイル３７の間に設けられ、出力電流の瞬時値Ｉｏｕｔを測定する。当該瞬時値Ｉｏｕｔは、所定のサンプリング周期でＡＤ変換されて、制御値設定部４３及び電流積算器４８に入力する。当該ＡＤ変換は、例えば、電流計１５で行われる。ＡＤ変換されたデータは必要に応じてノイズ処理(デジタルフィルタ処理演算)を行って用いられることが好ましい。
【００４０】
電圧計１６は、商用交流電源３０の２本の電圧線の間の入力電圧の瞬時値Ｖｉｎを測定する。当該瞬時値Ｖｉｎは、所定のサンプリング周期でＡＤ変換されて、絶対値演算部４２に入力する。当該ＡＤ変換機能は、例えば、電圧計１６または後述するディジタル演算処理装置（例えば、ディジタルシグナルプロセッサ等）に内蔵されており、アナログ信号をディジタル演算処理装置のＡＤ変換ポートに入力して行われる。ＡＤ変換されたデータは必要に応じてノイズ処理(デジタルフィルタ処理演算)を行って用いられることが好ましい。
【００４１】
絶対値演算部４１，４２は、夫々に入力される瞬時値Ｉｉｎ，Ｖｉｎの絶対値｜Ｉｉｎ｜，｜Ｖｉｎ｜を演算する。
【００４２】
制御値設定部４３は、後述する要領で制御値Ａの設定及び調整を行う。乗算器４４は、絶対値演算部４２で演算された入力電圧の瞬時値Ｖｉｎの絶対値｜Ｖｉｎ｜と制御値Ａの乗算を行い、その積Ｂ（＝｜Ｖｉｎ｜×Ａ）を出力する。
【００４３】
減算器４５は、乗算器４４から出力された積Ｂから、絶対値演算部４１で演算された入力電流の瞬時値Ｉｉｎの絶対値｜Ｉｉｎ｜を減算して、誤差Ｃ（＝Ｂ−｜Ｉｉｎ｜）をＰＩ演算部４６に出力する。
【００４４】
ＰＩ演算部４６は、以下の数１に示す演算式に基づいて、入力した誤差Ｃに対しＰＩ補償演算を施して、デューティ比Ｄを演算する。尚、以下の演算式において、Ｐは定数、Ｔｉは積分期間である。
【００４５】
（数１）
2012249410.tif 000003
【００４６】
ＰＩ演算部４６で算出したデューティ比Ｄは、ＤＡ変換され電圧値Ｖｄとして制御パルス信号出力部４７に入力される。制御パルス信号出力部４７は、ノコギリ波発生器４７ａと比較器４７ｂで構成され、電圧値Ｖｄは比較器４７ｂの非反転入力に入力し、ノコギリ波発生器４７ａのノコギリ波は比較器４７ｂの反転入力に入力する。ノコギリ波（または三角波）は、所定のスイッチング周波数で、電圧値が、デューティ比Ｄが０の時の電圧値Ｖｄ０とデューティ比Ｄが１の時の電圧値Ｖｄ１の間で線形に変化するように設定されている。スイッチング周波数は可聴周波数以上に設定する。但し、ＥＭＣ（電磁環境適合性）によるノイズ規制の観点から、スイッチング周波数は２０〜５０ｋＨｚの範囲内で設定するのが好ましく、図２に示す構成例では、一例として５０ｋＨｚを想定している。
【００４７】
斯かる構成により、比較器４７ｂからは、当該スイッチング周波数及びデューティ比Ｄでオンオフを繰り返す制御パルス信号Ｓが出力され、当該制御パルス信号Ｓをゲート入力とするスイッチング素子３４のスイッチング動作が制御される。
【００４８】
次に、制御値設定部４３による制御値Ａの設定及び調整方法について説明する。後述するシーケンスで充電動作が開始すると、制御値Ａは、初期値０から出発して、例えば、所定の時間間隔で、例えば、１，２，３…と順番に増加させるソフトスタート動作を実行する。ソフトスタート動作の開始後、充電回路部１１から出力される脈流の充電電流のピーク値が徐々に上昇する。制御値設定部４３は、電流計１５で測定された瞬時値Ｉｏｕｔから周期Ｔｍ毎のピーク値Ｉｐｋを算出し、後述する要領で充電装置２０から逐次送信される最大電流上限値の最新の指示値Ｉｍａｘを、第１通信部１３で受信し、ピーク値Ｉｐｋと指示値Ｉｍａｘを比較して、ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘを下回っている（Ｉｐｋ＜Ｉｍａｘ）の間は、制御値Ａを上記要領で徐々に増加させる。ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘの例えば９７％まで到達した時点で、ソフトスタート動作を終了し、制御値Ａの増加を停止する。ソフトスタート動作の終了後は、ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘの例えば９７％を超過しないように、制御値Ａを調整する。具体的には、ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘの例えば９７％を超過した場合は、その時点で設定されている制御値Ａに、例えば、（（Ｉｍａｘ×０．９７）／Ｉｐｋ）で表わされる縮小率を乗じて制御値Ａの設定値を低下させて、制御値Ａの更新を行う。斯かるフィードバック制御により、充電電流のピーク値Ｉｐｋが最大電流上限値の最新の指示値Ｉｍａｘを超過しないようにする制御が可能となる。尚、ソフトスタート動作期間は、１秒から数秒程度を想定している。
【００４９】
また、制御回路部１２では、数１に示すデューティ比制御が行われて充電電流が制御されるため、交流入力電圧Ｖｉｎと交流入力電流Ｉｉｎは同位相及び同波形が得られるようになり、交流入力電流Ｉｉｎに含まれる高調波成分が低減され、力率が改善される。
【００５０】
電流積算器４８は、電流計１５で測定された充電電流（充電回路部１１の出力電流）の瞬時値Ｉｏｕｔを脈流の周期Ｔｍ（例えば、入力交流電圧のゼロクロスからゼロクロスまでの半周期）毎の積算値（電流指標値に相当）を算出する。
【００５１】
比較器４９は、電流積算器４８で算出された電流積算値Ｉａ１と、充電装置２０側から送信される制御データに含まれる充電装置２０側で算出した充電電流の周期Ｔｍ毎の電流積算値Ｉａ２を比較して、所定の誤差（例えば３％）以上の不一致が存在する場合に、充電停止信号Ｓ１を出力する。
【００５２】
本実施形態では、制御回路部１２の絶対値演算部４１，４２、制御値設定部４３、乗算器４４、減算器４５、ＰＩ演算部４６、電流積算器４８、及び、比較器４９は、マイクロプロセッサやディジタルシグナルプロセッサ等のディジタル演算処理装置で構成され、各部の機能は、ディジタル演算処理により実現される。
【００５３】
第１通信部１３は、充電装置２０側の第２通信部２２と、通信ケーブル１７ｂを介して接続することにより、例えば、ＣＡＮ通信により、脈流充電に必要な制御データの授受を行う。通信プロトコルは、ＣＡＮプロトコルに限定されるものではない。
【００５４】
充電ケーブル１７、充電コネクタ１８及び充電ソケット２６としては、例えば、財団法人日本自動車研究所で規格化された標準品（ＪＥＶＳ Ｇ１０５）や、ＳＡＥ  Ｊ１７７２、ＩＥＣ６２１９６−２  Ｔｙｐｅ１で規格化された標準品等を利用できる。
【００５５】
次に、充電装置２０側の構成について説明する。蓄電池２１は、特に限定されるものではないが、例えば、リチウムイオン２次電池等の使用を想定する。第２通信部２２は、充電器１０のと、通信ケーブル１７ｂを介して接続することにより、例えば、ＣＡＮ通信により、脈流充電に必要な制御データの授受を行う。
【００５６】
制御データ設定部２３は、例えば、電気自動車に搭載される電子制御ユニット内に構成され、蓄電池２１の電池電圧及び内部インピーダンス等の内部状態を取得し、当該内部状態に基づき、ディジタル演算処理により充電器１０側に送信する制御データに含まれる設定値を算出する。本実施形態では、制御データ設定部２３は、充電開始前に、電池温度、開路電池電圧Ｖｂ、及び電池の劣化度に基づいて、蓄電池２１の内部インピーダンスＺｉを推定する。例えば、充電装置２０は内部インピーダンス測定装置を備えていても良く、所定時間毎に測定し、その結果を保存して演算するようにして良い。また、前回の充電時のインピーダンスデータ、自動車駆動時の放電のデータから内部インピーダンスを測定し、保存しておいて使用しても良い。簡単には内部インピーダンスは開路電池電圧から、所定の充電電流時に増加した電圧を、その時の所定の充電電流で割った値である。電池の劣化度は、充電開始前までの累積充電電気量等により算定する。開路電池電圧は、充電開始前の充電電流の入力がなく、且つ、蓄電池２１が負荷に接続されていない状態で、電圧計２５によって測定される。電圧計２５は、蓄電池２１の端子間の電圧を測定する。
【００５７】
制御データ設定部２３は、充電開始前、及び、充電開始後には所定の時間間隔（例えば、１００ｍ秒）で、充電電流の最大電流上限値Ｉｍａｘ０を、以下の数２に示す要領で、開回路時の電池電圧Ｖｂ及び内部インピーダンスＺｉに基づいて算出する。数２の右辺のＶｂｍａｘは電池電圧Ｖｂの上限値である。
【００５８】
（数２）
Ｉｍａｘ０×Ｚｉ＋Ｖｂ≦Ｖｂｍａｘ
【００５９】
上記要領で算出された最大電流上限値Ｉｍａｘ０が、蓄電池２１に固有の許容最大電流値Ｉｂｍａｘを超えている場合は、当該許容最大電流値Ｉｂｍａｘを最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘとし、許容最大電流値Ｉｂｍａｘを超えていない場合は、算出された最大電流上限値Ｉｍａｘ０を最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘとする。尚、電池電圧Ｖｂは、充電の進行とともに上昇するが、閉路状態での電圧値は、電流計２４で測定される蓄電池２１に流入する充電電流の瞬時値（或いは、ピーク値）と、電圧計２５で測定される蓄電池２１の端子間の充電電圧の瞬時値（或いは、ピーク値）と、充電開始前に算出した内部インピーダンスＺｉによって算出できる。尚、電流計２４で測定された充電電流の瞬時値、及び、電圧計２５で測定される蓄電池２１の端子間の電圧の瞬時値は、夫々所定のサンプリング周期でＡＤ変換されて、制御データ設定部２３に入力される。ＡＤ変換されたデータは必要に応じてノイズ処理(デジタルフィルタ処理演算)を行って用いられることが好ましい。
【００６０】
尚、充電開始後においても、充電開始前と同様に、数２に基づいて算出した最大電流上限値Ｉｍａｘ０と許容最大電流値Ｉｂｍａｘを比較して、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘを算出して、それ以前に設定した最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘを更新する方法（第１の更新方法）を説明したが、当該第１の更新方法によって、結局は、蓄電池２１に印加される充電電圧のピーク値が、当該充電電圧の上限値を超えないようにする制御であることから、制御データ設定部２３は、電圧計２５で測定される瞬時値からピーク電圧を算出し、当該算出値Ｖｃｐｋと上記充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘとを比較し、例えば、当該算出値Ｖｃｐｋが上限値Ｖｃｍａｘの９７％値を超過する場合に、それ以前に算出または更新した指示値Ｉｍａｘに、例えば、（（Ｖｃｍａｘ×０．９７）／Ｖｃｐｋ）で表わされる縮小率を乗じて、新たな指示値Ｉｍａｘとする更新方法（第２の更新方法）を採用しても良い。第２の更新方法の場合は、充電開始後において蓄電池２１の内部状態を都度算出する処理を省略できる。更に、上記２つの更新方法で更新した指示値Ｉｍａｘの内のより小さい方を新たな指示値Ｉｍａｘとするのも好ましい。
【００６１】
制御データ設定部２３は、更に、電流計２４で測定される蓄電池２１に流入する充電電流の瞬時値に対して、充電電流の周期Ｔｍ毎の積算値Ｉａ２を算出する電流積算機能を備え、充電器１０側の電流積算器４８と同じ処理を行う。
【００６２】
制御データ設定部２３は、上記以外にも、充電開始前に、蓄電池２１の内部状態或いは種類等に基づき、蓄電池２１の端子間の最大許容電圧（充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘ）、充電電流の充電停止下限値Ｉｓｔｐ、充電開始前の充電状態（ＳＯＣ）、及び、充電終了時間Ｔｓｔｐ等を算出または設定する。尚、制御データ設定部２３において設定される充電停止下限値Ｉｓｔｐは、電気自動車側が所有する電流センサ２４の測定精度から、十分に誤差無く測定できる範囲に設定されることが好ましい。例えば、１００Ａのセンサを用いているのであれば、５Ａ程度が好ましい。尚、充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較対象となる後述する電流判定値Ｉｊの定義に応じて、実際の設定値は変化する。また、電流判定値Ｉｊが周期Ｔｍ毎の積算値である場合は、例えば、電流値に周期Ｔｍを乗じた値、または、電流値の周期Ｔｍ間の積分値（単位：アンペア秒）となる。
【００６３】
制御データ設定部２３は、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘ、充電電流の積算値Ｉａ２、充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘ、充電停止下限値Ｉｓｔｐ、充電終了時間Ｔｓｔｐ、充電状態（ＳＯＣ）等を、制御データとして、第２通信部２２を介して、充電器１０側に送信する。尚、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘと充電電流の積算値Ｉａ２は、充電開始後に所定の時間間隔（例えば、１００ｍ秒）で算出したものを同じ時間間隔で、第２通信部２２を介して、充電器１０側に送信する。この際、充電器１０側と充電装置２０側で夫々の電流測定値のサンプリングタイミングのトリガー信号を同期させ、同時にサンプリングを行う。更に、制御データ設定部２３は、後述する充電異常判定を行う。
【００６４】
次に、充電器１０と充電装置２０による蓄電池２１の充電シーケンスについて、図３のフローチャートを参照して説明する。尚、図３において、充電器１０と充電装置２０における各処理の流れは実線で示し、データまたは信号の流れは破線で示す。
【００６５】
先ず、充電器１０の充電コネクタ１８を、電気自動車の充電ソケット２６に挿入して、両者を接続する（ステップＡ１）。ユーザは、充電器１０に設置された操作部１９ａにおいて充電開始ボタンを押下して、充電開始を指示する（ステップＡ２）。制御回路部１２は、当該開始指示を受け付け、充電開始通知を第１通信部１３、通信ケーブル１７ｂ、及び、第２通信部２２を介して、充電装置２０の制御データ設定部２３に送信する（ステップＡ３）。制御データ設定部２３が充電開始通知を受信し、その旨を返信することで、充電器１０と充電装置２０間の通信路が確立し（ステップＢ１）、その後、下記の要領で制御データの送受信を行う。
【００６６】
制御データ設定部２３は、ステップＡ３で充電器１０から送信された充電開始通知、或いは、新たに送信されたメッセージに、脈流充電である旨の情報が含まれているかを判定し（ステップＢ２）、当該情報が含まれている場合、脈流充電により蓄電池２１の充電を行うことを判定する（ステップＢ２のＹＥＳ）。ステップＢ２において、脈流充電である旨の情報が含まれていない場合、或いは、ＣＶＣＣ方式の充電である旨の情報が含まれている場合は、ＣＶＣＣ方式により蓄電池２１の充電を行うことを判定する（ステップＢ２のＮＯ）。後者の場合は、通常のＣＶＣＣ方式による充電シーケンスが実行されるが、本発明の本旨とは関係ないので説明は省略する。以下、脈流充電と判定された場合の充電シーケンスについて説明する。
【００６７】
充電開始前において、制御データ設定部２３が、蓄電池２１の電池電圧及び内部インピーダンス等の内部状態を取得し、蓄電池２１の種類、及び、当該内部状態に基づき、制御データに含まれる充電電流の最大電流上限値Ｉｍａｘ、充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘ、充電電流の充電停止下限値Ｉｓｔｐ、充電開始前の充電状態（ＳＯＣ）、及び、充電終了時間Ｔｓｔｐ等を夫々算出または設定する（ステップＢ３）。
【００６８】
制御データ設定部２３は、算出した制御データの各設定値を、充電器１０の制御回路部１２に送信する（ステップＢ４）。
【００６９】
制御回路部１２は、受信した制御データの各設定値の内、充電開始前の充電状態（ＳＯＣ）及び充電終了時間Ｔｓｔｐ等は、表示部１９ｂに表示してユーザに通知するとともに、脈流充電を開始し、受信した最大電流上限値Ｉｍａｘと充電電流の充電停止下限値Ｉｓｔｐに基づいて、充電電流の制御を行う。
【００７０】
先ず、充電開始直後は、上述のソフトスタート動作を実行する。ソフトスタート動作では、充電電流のピーク値Ｉｐｋが最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘに向けて徐々に増加するように、制御値Ａを一定期間（例えば、１００ｍ秒）毎に段階的に増加させる制御が行われる（ステップＡ４）。ソフトスタート動作開始後、ソフトスタートの終了条件（例えば、ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘの９７％値を超過）の判定を行い（ステップＡ５）、当該条件が満足されると（ステップＡ５のＹＥＳ）、制御値Ａの増加を停止して、充電電流の定常制御動作に移行する。定常制御動作では、制御値設定部４３がピーク値Ｉｐｋを算出する度に、ピーク値Ｉｐｋが指示値Ｉｍａｘの例えば９７％を超過しないように、制御値Ａが調整される（ステップＡ６）。
【００７１】
更に、制御回路部１２は、ソフトスタート動作及び定常制御動作の各動作期間を通じて、電流積算器４８で充電電流の電流積算値Ｉａ１の算出を逐次実行する（ステップＡ７）。
【００７２】
一方、充電装置２０側では、蓄電池２１の充電の進行とともに、電池電圧Ｖｂが上昇するため、充電開始前に設定した充電電流の最大電流上限値Ｉｍａｘが、上記数２の判定式を満足しなくなっている可能性があるため、制御データ設定部２３は、一定周期（例えば、１００ｍ秒周期）で、充電電流及び充電電圧の瞬時値（或いは、ピーク値）と内部インピーダンスに基づいて電池電圧Ｖｂを算出し直して電池電圧Ｖｂの更新を行い、更新された電池電圧Ｖｂに基づき、最大電流上限値Ｉｍａｘを新たに算出し直して更新する（ステップＢ５）。更に、上記ステップＢ５では、第１の更新方法により最大電流上限値Ｉｍａｘを更新したが、第２の更新方法で最大電流上限値Ｉｍａｘを更新しても良く、また、第１及び第２の更新方法で夫々更新した指示値Ｉｍａｘの内のより小さい方を新たな指示値Ｉｍａｘとして更新しても良い。
【００７３】
更に、制御データ設定部２３は、充電開始後、ステップＢ５と並行して、電流計２４で測定される充電電流の瞬時値に対して、充電電流の周期Ｔｍ毎の電流積算値Ｉａ２を算出する（ステップＢ６）。
【００７４】
ステップＢ５で更新された最大電流上限値ＩｍａｘとステップＢ６で算出された積算値Ｉａ２は、制御データの設定値の更新データとして、上記一定周期（例えば、１００ｍ秒周期）毎に順次、充電器１０側に送信される（ステップＢ７）。上記一定周期が１００ｍ秒で、周期Ｔｍが１０ｍ秒の場合は、積算値Ｉａ２は１０周期分算出されるので、１０周期分の電流積算値Ｉａ２を夫々制御データとして送信しても良く、或いは、それらの平均値または合計値を制御データとして送信しても良い。
【００７５】
更に、ステップＢ５及びＢ６と並行して、制御データ設定部２３は、一定周期（例えば、１００ｍ秒周期）毎に順次、以下に示す充電異常判定を行う（ステップＢ８）。１回の充電異常判定では、第１に、電流計２４で測定される蓄電池２１に流入する充電電流の瞬時値（またはピーク値）が、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘを超えている場合に、充電異常と判定する（第１判定）。第２に、電圧計２５で測定される蓄電池２１に印加される充電電圧の瞬時値（またはピーク値）が、充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘを超えている場合に、充電異常と判定する（第２判定）。尚、上記第１及び第２判定の実際の判定処理では、３％程度の測定誤差を許容すべく、例えば、充電電流の瞬時値（またはピーク値）は最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘの１０３％値と、充電電圧の瞬時値（またはピーク値）は充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘの１０３％値と夫々比較する。更に、上記第１判定では、充電の進行とともに、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘは徐々に低下するため、当該指示値を低下させた効果が、充電装置２０側で瞬時に反映されずに、一定の時間遅れで反映されるため、一定時間（例えば、１〜３秒程度）前に設定された指示値Ｉｍａｘを比較対象とするようにしても良い。１回の充電異常判定において、上記第１判定及び第２判定の少なくとも何れか一方において、異常と判定された場合に（ステップＢ８のＹＥＳ）、充電停止信号Ｓ２を、第２通信部２２を介して、充電器１０側に送信し（ステップＢ９）、ステップＢ５〜Ｂ８の処理を停止する（ステップＢ１０）。ステップＢ８で異常と判定されなかった場合は（ステップＢ８のＮｏ）、充電動作は継続され、ステップＢ５〜Ｂ８が繰り返し継続的に実施される。尚、１回の充電異常判定で異常と判定された場合に即座に充電停止信号Ｓ２を送信してステップＢ５〜Ｂ８の処理を停止するのではなく、連続する複数回の充電異常判定において、同じ充電異常（第１判定または第２判定）が連続した場合に、充電異常と確定し、充電停止信号Ｓ２を送信してステップＢ５〜Ｂ８の処理を停止するようにしても良い。また、安全面の観点から、本発明では、電流計１５のピーク電流はＩｍａｘの９７％の値となるようにフィードバック制御しながら充電している。所定時間以上（例えば、１秒以上）、ピーク電流がＩｍａｘの９７％の値からずれる場合は、充電器の制御系が異常をきたしていると判断し、充電を停止するようにしても良い。
【００７６】
充電器１０側では、ソフトスタート動作及び定常制御動作の各動作期間を通じて、ステップＢ７で上記一定周期毎に送信された制御データの更新データ（最大電流上限値Ｉｍａｘと電流積算値Ｉａ２）を順次受信する（ステップＡ８）。ステップＡ５では、更新された制御データの最大電流上限値Ｉｍａｘに基づいて、ソフトスタートの終了条件の判定が上述の要領で行われる。ステップＡ６では、更新された制御データの最大電流上限値Ｉｍａｘに基づいて、充電電流のピーク値Ｉｐｋが、最大電流上限値Ｉｍａｘを超過しないように、制御値設定部４３において制御値Ａの調整が上述の要領で行われる。一方、比較器４９は、ソフトスタート動作及び定常制御動作の各動作期間を通して、上記一定周期毎に、例えば、ステップＡ８で順次受信した電流積算値Ｉａ２と、ステップＡ７で算出した電流積算値Ｉａ１の合計値（或いは平均値）を比較する（ステップＡ９）。ステップＡ９において、電流積算値Ｉａ１，Ｉａ２間に、所定の誤差（例えば３％）以上の不一致が存在する場合に、比較器４９は充電停止信号Ｓ１を出力する（ステップＡ１０）。但し、電流積算値Ｉａ１，Ｉａ２の算出或いは比較は、充電電流のピーク値Ｉｐｋが電流計１５及び電流計２４の測定可能範囲の下限値を一定レベル以上超えてから開始するようにしても良い。
【００７７】
更に、ソフトスタート動作及び定常制御動作の各動作期間を通じて、制御回路部１２は、以下の異常終了判定を行い（ステップＡ１１）、当該判定において、ステップＡ１０の充電停止信号Ｓ１の出力、または、ステップＢ９で送信される充電停止信号Ｓ２の受信の少なくとも何れか一方を確認すると（ステップＡ１１のＹＥＳ）、充電回路部１１の充電電流の供給動作を停止するとともに、充電停止通知Ｓ３を、充電装置２０の制御データ設定部２３に送信する（ステップＡ１２）。
【００７８】
また、ソフトスタート動作及び定常制御動作の各動作期間を通じて、ユーザが充電器１０に設置された操作部１９ａにおいて充電終了ボタンを押下した場合には、制御回路部１２は、当該充電終了指示を受け付け（ステップＡ１３のＹＥＳ）、充電回路部１１の充電電流の供給動作を停止するとともに、充電停止通知Ｓ３を、充電装置２０の制御データ設定部２３に送信する（ステップＡ１４）。
【００７９】
ソフトスタート動作から定常制御動作に移行した後、ステップＡ１１の異常終了判定において、充電停止信号Ｓ１の出力及び充電停止信号Ｓ２の受信の何れも確認せず（ステップＡ１１のＮＯ）、充電終了ボタンの押下による充電終了指示も受け付けずに（ステップＡ１３のＮＯ）、充電動作が順調に進行すると、上述のように、最大電流上限値の指示値Ｉｍａｘが徐々に低下するため、充電電流のピーク値Ｉｐｋも同様に徐々に低下するように制御される。従って、定常制御動作では、充電動作の進行とともに、充電電流のピーク値Ｉｐｋが低下するため、充電電流の周期Ｔｍ毎のピーク値Ｉｐｋ、ボトム値Ｉｂｔ、平均値Ｉａｖｅ、及び、積算値Ｉａ１の何れかで定義される電流判定値Ｉｊを、周期Ｔｍ毎に算出し、充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較判定を行う（ステップＡ１５）。ステップＡ１５において、電流判定値Ｉｊが充電停止下限値Ｉｓｔｐ以下と判定された場合に（ステップＡ１５のＹＥＳ）、充電回路部１１の充電電流の供給動作を停止するとともに、充電停止通知Ｓ３を、充電装置２０の制御データ設定部２３に送信する（ステップＡ１６）。ステップＡ１５において、電流判定値Ｉｊが充電停止下限値Ｉｓｔｐ以下でない場合は（ステップＡ１２のＮＯ）、定常制御動作における制御値Ａの調整（ステップＡ６）が引き続き継続される。
【００８０】
制御データ設定部２３は、ステップＡ１２、Ａ１４またはＡ１６で送信される充電停止通知Ｓ３の受信の有無を判定し（ステップＢ１１）、充電停止通知Ｓ３を受信した場合は（ステップＢ１１のＹＥＳ）、ステップＢ５〜Ｂ８の処理を停止する（ステップＢ１０）。尚、充電装置２０側で、先に充電異常判定が行われている場合は（ステップＢ８のＹＥＳ）、充電停止通知Ｓ３の受信の有無に関係なく、ステップＢ５〜Ｂ８の処理は停止する（ステップＢ１０）。
【００８１】
次に、充電回路部１１の最終段に、コイル３７とコンデンサ３８で構成される低域通過フィルタ回路を設ける場合の効果について、簡単に説明する。図４に、低域通過フィルタ回路を設けた場合と設けてない場合の各充電電流Ｉｏｕｔの出力波形のシミュレーション結果の一例を、入力交流電圧波形Ｖｉｎとともに、表示する。図４より、低域通過フィルタ回路を設けない場合は、充電電流Ｉｏｕｔは、電流振幅は大きいものの、０Ａまで低下する。この場合、充電電流の電流判定値Ｉｊと充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較判定（ステップＡ１５）において、電流判定値Ｉｊとしてボトム値Ｉｂｔは使用できない。一方、低域通過フィルタ回路を設けた場合は、電流振幅は抑圧され、充電電流Ｉｏｕｔのピーク値Ｉｐｋは低下し、ボトム値Ｉｂｔは上昇する。従って、充電電流Ｉｏｕｔが、電流計１５及び電流計２４の測定可能範囲内に常時収まるため、充電制御に使用する各瞬時値の測定精度が維持され、高精度に充電制御可能になる。コイル３７とコンデンサ３８の回路定数は、ボトム値Ｉｂｔが、電流計１５及び電流計２４の測定可能範囲の下限値以上となれば十分であるので、不必要に大きな値とする必要は無い。また、充電電流の電流判定値Ｉｊと充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較判定（ステップＡ１５）において、電流判定値Ｉｊとしてボトム値Ｉｂｔを使用できる。
【００８２】
次に、上記実施形態の別実施形態につき説明する。
【００８３】
〈１〉上記実施形態では、充電回路部１１として、図２の回路構成のものを例示したが、充電回路部１１は、図２の回路構成に限定されるものではない。例えば、特許文献２の図１に開示されているように、商用交流電源３０の交流入力を全波整流した後に、フルブリッジ構成のスイッチング素子のインバータ回路を介してトランスの１次側に接続し、当該トランスの２次側に更に全波整流回路を設ける構成としても良い。更に、絶縁型のＡＣ／ＤＣコンバータとする場合、インバータ回路に代えて、トランスの１次側コイルを、チョッパ回路を構成するチョークコイルと兼用させても良い。ＡＣ／ＤＣコンバータの１段で絶縁しつつ、力率改善動作を行うように充電電流を制御することが好ましい。何れの回路構成においてもインバータ回路またはチョッパ回路を構成するスイッチング素子のオンオフ制御は、上記実施形態で説明したものと同様にすれば良い。絶縁型のＡＣ／ＤＣコンバータを使用する場合、充電回路部１１の出力側と入力側（商用交流電源３０側）をトランスにより絶縁でき、出力側(電池側)の地絡の問題や、感電に対する安全性が向上する。
【００８４】
また、商用交流電源３０は単相３線式２００Ｖに限定されるものではないので、例えば、商用交流電源３０が三相２００Ｖの場合には、充電回路部１１の回路構成も、商用交流電源３０に応じて変更となる。力率改善動作をさせながら、脈流での充電電流に対する制御を単相の場合と同様に行うことができる。
【００８５】
また、スイッチング素子３４は、図２に示す構成例では、２つのＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を、コレクタ同士を共通にして直列接続し、双方向に完全にオンオフ動作可能な構成としたが、例えば、ＩＧＢＴに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等を使用して構成されていても良く、また、双方向に完全にオンオフ動作可能な単体のスイッチング素子を用いても良い。
【００８６】
〈２〉上記実施形態では、充電装置２０側の処理において、制御値設定部４３がステップＢ５の最大電流上限値Ｉｍａｘの更新処理において、第２の更新処理を行う場合を説明したが、制御値設定部４３で第１の更新処理だけを行い、充電器１０側において、第２の更新処理に相当する処理を行うようにしても良い。つまり、充電器１０側において、出力端子間の出力電圧の瞬時値Ｖｏｕｔを測定する電圧計を別途設け、当該瞬時値Ｖｏｕｔのピーク値Ｖｏｕｔｐｋを算出し、制御データに含まれる充電電圧の上限値Ｖｃｍａｘと比較し、例えば、ピーク値Ｖｏｕｔｐｋが上限値Ｖｃｍａｘの９７％値を超過する場合に、制御値Ａに（（Ｖｃｍａｘ×０．９７）／Ｖｏｕｔｐｋ）で表わされる縮小率を乗じて、制御値Ａを低下させるようにしても良い。この場合、制御値Ａは、充電電圧のピーク値Ｖｏｕｔｐｋと充電電流のピーク値Ｉｐｋの両方に基づいて制御されることになる。更に、充電装置２０側で測定した蓄電池のピーク電圧を充電器１０側で受信し、常に(例えば１００ｍｓ毎に更新)で充電器１０側の電圧の読み取り値と、充電装置２０側の電圧の読み取り値の間で相互にズレが生じていないか、異常判定を行うようにしても良い。
【００８７】
〈３〉上記実施形態の充電異常判定（ステップＢ８）において、上記第１及び第２判定の少なくとも何れか一方に代えて、または、追加して、脈流の周期Ｔｍ毎に充電器１０側で測定した充電電流のピーク値を都度受信し、同じ周期Ｔｍ毎に充電装置２０側で測定した充電電流のピーク値と比較し、所定の誤差範囲（例えば、±３％）以上両ピーク値が乖離している場合に、充電異常と判定する（第３の判定）のも好ましい。この場合、比較対象となる２つのピーク値が、同じ脈流周期内でサンプリングされた充電電流の瞬時値に基づくピーク値であることを確実にするため、例えば、充電器１０側で入力交流電圧のゼロクロス点を検出し、その検出タイミングを同期信号として、充電器１０側と充電装置２０側で共通に利用して、充電器１０側における脈流の周期Ｔｍと充電装置２０側における脈流の周期Ｔｍを一致させるのが好ましい。これにより、同じ周期Ｔｍ内で検出されたピーク値同士を比較できる。尚、当該第３の判定を充電器１０側で行う場合は、充電装置２０側で測定した充電電流のピーク値を充電器１０側で受信すれば良い。
【００８８】
更に、上記同期信号は、上記検出タイミングに依らずに、充電器１０側と充電装置２０側の何れかにタイマー素子を設けて、当該タイマー素子の出力に基づいて生成するようにしても良い。また、上記同期信号は、電流積算器４８と制御データ設定部２３が、夫々充電器１０側と充電装置２０側において、充電電流の周期Ｔｍ毎の積算値Ｉａ１，Ｉａ２を算出する場合において利用することで、各積算値Ｉａ１，Ｉａ２の算出に使用する周期Ｔｍを一致させるのも好ましい。
【００８９】
〈４〉上記実施形態では、制御回路部１２は、スイッチング素子３４のオン及びオフ時間のデューティ比を制御する構成としたが、制御パルス信号出力部４７が、ＰＩ演算部４６の出力値に基づいて制御パルス信号Ｓの出力周波数が変化する回路（電圧周波数コンバータ回路等）とし、周波数の変化に伴い制御パルス信号Ｓのデューティ比が実質的に変化する構成としても良い。
【００９０】
また、上記実施形態では、ＰＩ演算部４６を用いて、数１に示すＰＩ補正演算によりデューティ比を算出したが、数１の演算式の右辺の括弧内に微分項を追加したＰＩＤ補正演算によりデューティ比を算出しても良い。
【００９１】
〈５〉上記実施形態では、充電異常判定（ステップＢ８）は充電装置２０側で実行され、その結果である充電停止信号Ｓ２を充電器１０側に送信し、充電器１０側において、充電停止信号Ｓ２を受信すると（ステップＡ１１のＹＥＳ）、充電回路部１１の充電電流の供給動作を停止する構成としたが、充電異常判定を充電器１０側において実行し、その結果である充電停止信号Ｓ２を充電装置２０側に送信する構成としても良い。
【００９２】
〈６〉更に、上記実施形態では、電流積算値Ｉａ１，Ｉａ２の比較（ステップＡ９）を充電器１０側において実行し、その結果である充電停止信号Ｓ１を充電装置２０側に送信する構成としたが、電流積算値Ｉａ１を充電装置２０側に送信し、当該比較処理を充電装置２０側で行う構成としても良い。この場合、充電異常判定（ステップＢ８）が充電装置２０側で実行される構成では、当該比較処理を充電異常判定に含めても良い。
【００９３】
〈７〉更に、上記実施形態では、電流指標値として、充電電流の周期Ｔｍ毎の積算値Ｉａ１，Ｉａ２を使用したが、電流積算値Ｉａ１，Ｉａ２に代えて、充電電流の周期Ｔｍ毎の平均値Ｉｂ１，Ｉｂ２（Ｉｂ１＝Ｉａ１／Ｔｍ，Ｉｂ２＝Ｉａ２／Ｔｍ）を用いても良い。
【００９４】
〈８〉更に、上記実施形態では、充電電流の電流判定値Ｉｊと充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較判定（ステップＡ１５）を充電器１０側において実行し、充電停止通知を、充電装置２０側に送信する構成としたが、電流判定値Ｉｊの算出及び電流判定値Ｉｊと充電停止下限値Ｉｓｔｐとの比較判定を充電装置２０側において実行し、その結果として、充電停止信号Ｓ１を充電器１０側に送信する構成としても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１０：  充電器
１１：  充電回路部
１２：  制御回路部
１３：  第１通信部
１４，１５，２４：  電流計
１６，２５：  電圧計
１７：  充電ケーブル
１７ａ：  電源ケーブル
１７ｂ：  通信ケーブル
１８：  充電コネクタ
１９：  ユーザインターフェース部
１９ａ：  操作部
１９ｂ：  表示部
２０：  車載充電装置
２１：  蓄電池
２２：  第２通信部
２３：  制御データ設定部
２６：  充電ソケット
３０：  商用交流電源
３１，３２：  チョークコイル
３４：  スイッチング素子
３５：  全波整流回路
３６：  平滑コンデンサ
３７：  コイル
３８：  コンデンサ
４１，４２：  絶対値演算部
４３：  制御値設定部
４４：  乗算器
４５：  減算器
４６：  ＰＩ演算部
４７：  制御パルス信号出力部
４７ａ：  ノコギリ波発生器
４７ｂ：  比較器
４８：  電流積算器
４９：  比較器
Ｎ１：  接続ノード
Ｓ：  制御パルス信号
Ｓ１，Ｓ２：  充電停止信号
Ｓ３：  充電停止通知
Ｔ１：  出力端子
【図１】
2012249410.tif 000004
【図２】
2012249410.tif 000005
【図３】
2012249410.tif 000006
【図４】
2012249410.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月3日(2012.9.3)
【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】
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部は、充電開始前に、前記充電回路部が脈流の充電電流を供給する脈流充電である旨の情報を前記電気自動車に送信した後、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御することを特徴とする電気自動車充電用の充電器。
【請求項２】
前記制御データは、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値の指示値を含み、
前記制御回路部は、前記充電電流の測定値から前記電流指標値を算出し、前記電流指標値の算出値が、前記電流指標値の指示値から所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部は、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御データは、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値の指示値を含み、
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御し、更に、前記充電電流の測定値から前記電流指標値を算出し、前記電流指標値の算出値が、前記電流指標値の指示値から所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする電気自動車充電用の充電器。
【請求項４】
前記制御データは、前記充電電流のピーク値、ボトム値、或いは、所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流判定値に対する充電停止下限値を含み、
前記制御回路部は、前記充電電流の測定値から前記電流判定値を算出し、前記電流判定値が、前記充電停止下限値以下である場合に、前記充電電流の供給を停止して充電動作を終了する制御を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の充電器。
【請求項５】
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部は、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御データは、前記充電電流のピーク値、ボトム値、或いは、所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流判定値に対する充電停止下限値を含み、
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御し、更に、前記充電電流の測定値から前記電流判定値を算出し、前記電流判定値が、前記充電停止下限値以下である場合に、前記充電電流の供給を停止して充電動作を終了する制御を行うことを特徴とする電気自動車充電用の充電器。
【請求項６】
充電開始後に、前記第１通信部が、前記蓄電池の充電の進行に伴い更新される前記制御データを前記電気自動車から順次取得し、
前記制御回路部が、順次取得した前記制御データに含まれる前記最大電流上限値以下となるように前記充電電流を制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか1項に記載の充電器。
【請求項７】
前記制御回路部は、充電開始直後の一定期間において、前記充電電流のピーク値を前記最大電流上限値に向けて徐々に増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか1項に記載の充電器。
【請求項８】
前記充電回路部は、最終段にＬＣ型の低域通過フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の充電器。
【請求項９】
前記制御回路部は、前記制御データに基づいて調整される制御値によって、前記充電回路部に設けられた昇圧回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比を制御するように構成され、前記充電電流のピーク値が前記最大電流上限値と所定の誤差範囲内で等しいか、或いは、超過する場合は、前記ピーク値が低下するように前記制御値を調整するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の充電器。
【請求項１０】
前記第１通信部が前記電気自動車から充電停止指示を受信すると、前記制御回路部は、前記充電電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の充電器。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の充電器から供給される充電電流により、電気自動車側において車載蓄電池の充電を行う車載充電装置であって、
前記充電器と前記制御データの通信を行う第２通信部と、
充電開始前に前記蓄電池の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、充電開始後に前記内部状態の変化に応じて逐次前記設定値を更新する制御データ設定部と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１２】
前記制御データ設定部は、前記蓄電池の内部状態である電池電圧と内部インピーダンスに基づいて、前記最大電流上限値と前記内部インピーダンスの積と前記電池電圧の和が、前記電池電圧の上限値を超えないように、且つ、前記最大電流上限値が前記蓄電池の許容最大電流値を超えないように、前記最大電流上限値を設定することを特徴とする請求項１１に記載の充電装置。
【請求項１３】
充電器から供給される充電電流により、電気自動車側において車載蓄電池の充電を行う車載充電装置であって、
前記充電器と前記制御データの通信を行う第２通信部と、
充電開始前に前記蓄電池の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、充電開始後に前記内部状態の変化に応じて逐次前記設定値を更新する制御データ設定部と、を備え、
前記充電器は、
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部が、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御回路部が、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御し、
前記制御データ設定部は、前記蓄電池の内部状態である電池電圧と内部インピーダンスに基づいて、前記最大電流上限値と前記内部インピーダンスの積と前記電池電圧の和が、前記電池電圧の上限値を超えないように、且つ、前記最大電流上限値が前記蓄電池の許容最大電流値を超えないように、前記最大電流上限値を設定することを特徴とする充電装置。
【請求項１４】
前記制御データ設定部は、充電開始前に、前記充電器が脈流の充電電流を供給する脈流充電方式の充電器であること確認した後、前記制御データの設定値を算出して、前記第２通信部を介して前記充電器に送信することを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１５】
充電器から供給される充電電流により、電気自動車側において車載蓄電池の充電を行う車載充電装置であって、
前記充電器と前記制御データの通信を行う第２通信部と、
充電開始前に前記蓄電池の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、充電開始後に前記内部状態の変化に応じて逐次前記設定値を更新する制御データ設定部と、を備え、
前記充電器は、
充電対象の電気自動車との間で充電制御に使用する制御データの通信を行う第１通信部と、
前記電気自動車に搭載されている蓄電池に脈流の充電電流を供給する充電回路部と、
前記充電回路部の電流供給を前記制御データに基づいて制御する制御回路部と、を備え、
前記第１通信部が、充電開始前に、少なくとも前記充電電流の最大電流上限値を含む前記制御データを、前記電気自動車から取得し、
前記制御回路部が、前記制御データに基づいて前記充電電流を前記最大電流上限値以下となるように制御し、
前記制御データ設定部は、充電開始前に、前記充電器が脈流の充電電流を供給する脈流充電方式の充電器であること確認した後、前記制御データの設定値を算出して、前記第２通信部を介して前記充電器に送信することを特徴とする充電装置。
【請求項１６】
前記制御データ設定部は、充電開始前及び充電開始後において順次、前記蓄電池の最新の内部状態を取得して、前記内部状態に基づき前記制御データに含まれる設定値を算出し、
前記第２通信部は、充電開始前及び充電開始後において順次、算出された前記制御データの設定値を前記充電器に送信することを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１７】
前記充電電流によって前記蓄電池に印加される充電電圧を測定する電圧計を備え、
前記制御データ設定部は、前記充電電圧のピーク値が、所定の閾値を超える場合は、前記制御データに含まれる前記設定値の内の少なくとも前記最大電流上限値の設定値を低下させることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１８】
前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、
前記制御データ設定部は、前記充電電流の測定値に基づいて、前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を算出し、
前記第２通信部は、前記制御データ設定部が算出した前記電流指標値を、前記電流指標値の指示値として、前記充電器に送信することを特徴とする請求項１１〜１７の何れか１項に記載の充電装置。
【請求項１９】
前記充電器側から供給される前記充電電流を測定する電流計を備え、
前記第２通信部は、前記充電器側において前記充電電流の測定値に基づいて算出された前記充電電流の所定時間単位毎の積算値または平均値で与えられる電流指標値を受信し、
前記制御データ設定部は、電気自動車側で測定した前記充電電流に基づいて、前記電流指標値を算出し、前記充電器側で算出された前記電流指標値と比較し、両者の前記電流指標値が所定の誤差範囲を超えて乖離している場合に、前記充電電流の供給を停止する充電停止指示を、前記第２通信部を介して、前記充電器に送信することを特徴とする請求項１１〜１７の何れか１項に記載の充電装置。