(57)【要約】【課題】大型の発電機１を搭載することなく、充電対象車両の二次電池を移動先で安全かつスピーディかつ効率よく充電可能な移動充電車１００を提供する。【解決手段】移動先で充電対象車両の第１の二次電池１０を充電可能な移動充電車は、第１の二次電池１０を充電する電力を供給する電源１と、電源１から第１の二次電池１０への充電を制御する充電制御回路２と、電力供給用の接続ケーブル１１が充電対象車両の給電口に接続されて、移動充電車のアース電位と充電対象車両のアース電位とが略同電位になった後に、第１の二次電池１０への充電を許可する安全回路３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動先で充電対象車両の第１の二次電池を充電可能な移動充電車であって、
前記第１の二次電池を充電する電力を供給する電源と、
前記電源から前記第１の二次電池への充電を制御する充電制御回路と、
電力供給用の接続ケーブルが前記充電対象車両の給電口に接続されて、移動充電車のアース電位と前記充電対象車両のアース電位とが略同電位になった後に、前記第１の二次電池への充電を許可する安全回路と、を備えることを特徴とする移動充電車。
【請求項２】
前記電源は、定格出力が１０ｋＷ〜５０ｋＷの発電機を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動充電車。
【請求項３】
前記電源は、
定格出力が１０ｋW未満の発電機と、
前記発電機の電力により充電可能で、かつ前記第１の二次電池の充電のために電力を供給可能な第２の二次電池と、を含み、
前記充電制御回路は、移動充電車の移動中に前記発電機からの電力にて前記第２の二次電池の充電を行ない、移動充電車の停止中に前記第２の二次電池から前記充電対象車両への急速充電を行なうことを特徴とする請求項１に記載の移動充電車。
【請求項４】
前記電源は、
商用電源を利用して急速充電可能な第２の二次電池と、
移動充電車の停止中で、かつ前記充電対象車両の充電を行なっていないときに、充電用ケーブルを介して前記商用電源と前記第２の二次電池とを接続して前記第２の二次電池を急速充電する充電制御部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動充電車。
【請求項５】
移動充電車の車体アース電位と大地アース電位とが一致するように、一端が移動充電車の車体に接続され、他端が大地に接触される大地接触部材を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の移動充電車。
【請求項６】
前記大地接触部材と大地との接触摩擦を軽減可能な液体を収納する収納部材と、
前記収納部材に収納された液体の吐出量を調整する調整部材と、を備え、
前記大地接触部材は、前記調整部材で吐出量が調整された液体が前記大地接触部材の表面を介して他端側に流れるように、前記調整部材に近接配置されることを特徴とする請求項５に記載の移動充電車。
【請求項７】
前記安全回路は、
前記接続ケーブルが前記充電対象車両の給電口に接続されたか否かを判定する接続検出部と、
前記接続検出部で前記接続ケーブルの接続が検出されてからの経過時間を計測する時間計測部と、
前記接続ケーブルの電圧が所定の基準電圧以下になったか否かを判定する電圧判定部と、を有し、
前記充電制御回路は、
前記電源からの電圧を、前記接続ケーブルを介して前記第１の二次電池に供給するか否かを切り替える切替スイッチと、
前記経過時間が所定の時間に達して、かつ前記接続ケーブルの電圧が前記基準電圧以下になったと判定されると、前記切替スイッチをオンして前記第１の二次電池への充電を開始する充電切替部と、を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の移動充電車。
【請求項８】
前記第２の二次電池は、複数個設けられ、
これら複数の前記第２の二次電池の中から充電すべきものを一つ選択する第１選択器と、
前記複数の第２の二次電池の中から前記第１の二次電池の充電に利用されるものを一つを選択する第２選択器と、
前記複数の第２の二次電池の各出力電圧レベルに基づいて、前記第１選択器および前記第２選択器の選択を制御する選択判定部と、を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の移動充電車。
【請求項９】
前記選択判定部は、前記複数の第２の二次電池のうち最も出力電圧レベルが高い第２の二次電池を前記第２選択器に選択させることを特徴とする請求項８に記載の移動充電車。
【請求項１０】
前記選択判定部は、前記複数の第２の二次電池のうち、満充電ではなく、かつ最も出力電圧レベルが高い第２の二次電池を、前記第１選択器に選択させることを特徴とする請求項９に記載の移動充電車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＶ車に内蔵された二次電池の充電制御を行なう移動充電車に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリン価格の高騰と大気中の二酸化炭素削減の政府目標などを背景にして、今後、電気自動車（以下、ＥＶ車）が急速に普及することが見込まれている。
【０００３】
ＥＶ車に搭載されるバッテリ（二次電池）に用いられるリチウムイオン電池は、価格が高いことと、サイズ的な制限により、それほど大容量のものをＥＶ車に搭載することはできない。このため、一度の充電で走行可能な距離も限られており、多数の充電スタンドを市街地に設置することが、ＥＶ車の普及の鍵になる。
【０００４】
ところが、充電スタンドを日本全国にあまねく設置するには膨大な費用と時間がかかり、充電スタンドなしでも、ＥＶ車への充電ができる方策を用意しておく必要がある。また、ＥＶ車のバッテリを充電するには、大量の電流を短時間に流せる設備が整っていないと、バッテリの充電に長時間を要する結果となり、使い勝手が悪くなる。このことから、家庭用の商用電源をそのまま利用して充電を行なうのでは不十分であり、急速充電に対する配慮が欠かせない。
【０００５】
特許文献１には、ＥＶ車が走行中にバッテリ切れを起こした場合に、補助バッテリを搭載した補助バッテリ装置をＥＶ車に接続可能とした技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献２には、ＥＶ車に連結可能で発電モジュールを搭載したトレーラを設けて、長距離の走行を行なうときに、ＥＶ車にトレーラを連結して電力の供給を行なう技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、ＥＶ車に連結可能な充電補助装置に搭載されたバッテリ装置により、ＥＶ車のバッテリ装置を充電可能とした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２００３９３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１６０６号公報
【特許文献３】特開２００４−３０４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３はいずれも、移動先でＥＶ車のバッテリ充電を行なうものであり、ＥＶ車のバッテリとは別の二次電池をいったん一次側電源の電力で充電しておき、充電した二次電池を搭載した車両を移動させて、移動先でＥＶ車のバッテリを充電している。
【００１０】
ところが、ＥＶ車のバッテリ充電に用いられる二次電池のバッテリ容量が少なくなったり、バッテリ切れを起こした場合の対処方法については、あまり考慮されていない。したがって、特許文献１〜３に記載された技術では、ＥＶ車のバッテリ充電に用いられる二次電池の充電期間中は、ＥＶ車のバッテリ充電ができないことになり、著しく使い勝手が悪くなる。
【００１１】
また、ＥＶ車を充電する際には、充電スタンド等の給電ノズルをＥＶ車の給電口に接続する必要があるが、その際に静電気が発生するおそれがあり、静電気によりユーザが感電したり、あるいは静電気によりＥＶ車の電子機器類が破壊や誤動作を起こすおそれを確実に防止しなければならない。特許文献１〜３には、静電気に対する配慮が特になされていない。さらには、ＥＶ車では急速充電が不可欠である。ところが、特許文献１〜３には、急速充電を実現するための具体的な方策についても記載されていない。
【００１２】
本願発明は、上述した問題点を考慮に入れてなされたものであり、その目的は、充電対象車両の二次電池を移動先で安全かつスピーディかつ効率よく充電可能な移動充電車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、移動先で充電対象車両の第１の二次電池を充電可能な移動充電車であって、
前記第１の二次電池を充電する電力を供給する電源と、
前記電源から前記第１の二次電池への充電を制御する充電制御回路と、
電力供給用の接続ケーブルが前記充電対象車両の給電口に接続されて、移動充電車のアース電位と前記充電対象車両のアース電位とが略同電位になった後に、前記第１の二次電池への充電を許可する安全回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大型の発電機を搭載することなく、充電対象車両の二次電池を移動先で安全かつスピーディかつ効率よく充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図。
【図２】電源の内部構成の一例を示すブロック図。
【図３】移動充電車１００にてＥＶ車１０１の第２充電器１０の充電を行なう状態を模式的に示した図。
【図４】本発明の第２の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図。
【図５】複数の第１充電器４の充電処理の一例を示すフローチャート。
【図６】第２充電器１０の充電処理の一例を示すフローチャート。
【図７】図１の移動充電車１００の動作タイミング図。
【図８】本発明の第３の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。下記に説明する移動充電車は、移動先で不特定多数のＥＶ車のバッテリを充電可能であり、移動充電スタンドとしての役割を果たすものである。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図である。図１の移動充電車１００は、通常の車両と同様に、道路を走行可能であり、必要に応じて、移動先でＥＶ車１０１への充電サービスを行なう。
【００１８】
図１の移動充電車１００は、電源１と、充電制御回路２と、安全回路３とを備えている。充電制御回路２は、移動先で電源１の電力を用いてＥＶ車（充電対象車両）１０１の二次電池（以下、第１の二次電池１０）を充電する制御を行なう。安全回路３は、電力供給用の接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されて、移動充電車１００のアース電位とＥＶ車１０１のアース電位とが略同電位になった後に、第１の二次電池１０への充電を許可する。
【００１９】
電源１の種類として、大きく分けて以下の３つが考えられる。
【００２０】
１）電源１が、定格出力が１０ｋW〜５０ｋWの発電機の場合。この場合、発電機にてＥＶ車１０１の第１の二次電池１０を直接充電する。
【００２１】
２）電源１が、定格出力が数ｋW（１０ｋW未満）の発電機と、発電機の電力により充電可能な二次電池（以下、第２の二次電池）とを有する場合。この場合、充電制御回路２は、移動充電車１００の移動中に、発電機からの電力にて第２の二次電池の充電を行ない、移動充電車１００の停止中に、第２の二次電池を用いてＥＶ車１０１の第１の二次電池１０の充電を行なう。
【００２２】
３）電源１が、商用電源を利用して急速充電可能な第２の二次電池と、第２の二次電池の充電を行なう充電回路とを有する場合。この場合、充電回路は、移動充電車１００の停止中で、かつＥＶ車１０１の充電を行なっていないときに、充電用ケーブルにて第２の二次電池と商用電源とを接続して、第２の二次電池を急速充電する。
【００２３】
上記１）の場合は、電源１が発電機だけで構成されるため、電源１の構成を簡略化できる。その一方で、定格出力の大きい大型の発電機を移動充電車１００に搭載しなければならない。発電機は、軽油、重油またはガスを燃料とするため、大量の燃料の補給も定期的に行なわなければならない。
【００２４】
上記２）の場合は、移動充電車１００に設置する発電機は小型のものでよいが、発電機とは別個に第２の二次電池を設置して、定期的に発電機から第２の二次電池への充電を行なわなければならないため、電源１の構成が上記１）よりも複雑になり、作業者の手間も増える。ただし、ＣＯ２の排出量は上記１）の発電機よりも少ない。
【００２５】
上記３）の場合は、電源１が第２の二次電池だけで構成されるため、電源１の構成を簡略化でき、ＣＯ２の排出が起きないが、上記２に比べて電気容量の大きい第２の二次電池を設置しなければならず、移動充電車１００の製造コストが高くなる。
【００２６】
このように、上記１）〜３）のいずれも長所と短所を備えているため、使用環境に応じて、いずれか最適な電源１を選択するのが望ましい。
【００２７】
図１の安全回路３は、接続検出部３１と、時間計測部３２と、電圧判定部３３とを有する。接続検出部３１は、接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されたか否かを判定する。時間計測部３２は、接続検出部３１で接続ケーブル１１の接続が検出されてからの経過時間を計測する。より具体的には、時間計測部３２は接続検出部３１からの指令で時間計測を行なうタイマである。電圧判定部３３は、接続ケーブル１１の電圧が所定の基準電圧以下になったか否かを判定する。
【００２８】
図１の充電制御回路２は、充電切替部３４と、電圧供給スイッチ３５とを有する。電圧供給スイッチ３５は、接続ケーブル１１に接続されており、オンのときに、電源１からの電圧がＥＶ車１０１に供給されて、第１の二次電池１０の充電が行なわれる。充電切替部３４は、時間計測部３２で計測した経過時間が所定の時間に達して、かつ接続ケーブル１１の電圧が所定の基準電圧以下になったと判定されると、電圧供給スイッチ３５をオンして、第１の二次電池１０への充電を開始する。
【００２９】
接続ケーブル１１は、図１に示すように、電源線１１ａと接地線１１ｂとを有する。接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されていない状態では、電源線１１ａと接地線１１ｂはともにハイインピーダンスの状態（電位不定状態）にある。一方、接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されると、接続された直後は、静電ノイズにより電源線１１ａと接地線１１ｂは大きく変動し、やがて、所定の電圧に落ち着く。接続検出部３１は、接続ケーブル１１の接地線１１ｂの電圧変動を検出し、短時間で電圧が大きく変動した場合は、接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されたと判断して、時間計測部３２に時間計測開始を指示する信号を送る。
【００３０】
電圧判定部３３は、接続ケーブル１１上に印加される静電ノイズがある程度収まって、接続ケーブル１１上の電圧が所定の基準電圧以下になったか否かを判定するために設けられている。また、充電制御回路２内の充電切替部３４は、接続ケーブル１１がＥＶ車１０１の給電口１０２に接続されて、かつ接続ケーブル１１上の静電ノイズも収まった時点で、電圧供給スイッチ３５をオンする。
【００３１】
このように、電圧判定部３３と充電切替部３４を設けることで、接続ケーブル１１をＥＶ車１０１の給電口１０２に接続したときに、静電ノイズ等により、一時的に高電圧が発生しても、電源１が破壊されるおそれがなくなる。
【００３２】
図２は上記２）の場合の電源１の内部構成の一例を示すブロック図である。図２の電源１は、発電機４と、充電制御装置２０とを備えている。充電制御装置２０は、発電機４で生成した交流電圧を直流電圧（以下、一次側電圧）に変換するＡＣ／ＤＣ変換器２１と、一次側電圧により充電される第１充電器（第２の二次電池）２２と、車両内部の第２充電器（第１の二次電池）１０を充電する制御を行なう充電制御部２３とを有する。
【００３３】
図２の電源１では、発電機４で生成した電力により、第１充電器２２をフル充電することは想定していないが移動充電車１００の移動中に、発電機４で生成した電力にて第１充電器２２を充電できるようにしている。これは、移動充電車１００がＥＶ車１０１の充電を行なっていない間に、発電機４の電力で第１充電器２２の充電を行なうことで、ＥＶ車１０１の充電を行なう際に第１充電器２２の充電容量不足により、ＥＶ車１０１の充電をすぐに開始できないといった不具合を防止するためである。
【００３４】
このように、図２の電源１を備えた移動充電車１００は、ＥＶ車１０１の充電を行なっていない空き時間を利用して、発電機４の電力で第１充電器２２を充電する。第１充電器２２は、ＥＶ車１０１の第２充電器１０をフル充電する必要はない。第１充電器２２は、ＥＶ車１０１が最寄りの充電スタンド等に到達できる程度の必要最小限の充電を行なう。これにより、第１充電器２２の使用バッテリ量の節約を図る。第１充電器２２のバッテリ残量は、第２充電器１０の充電に利用した分だけ減ることになるが、その減った分は、発電機４の電力を利用して再充電する。
【００３５】
上述したように、図２の電源１では、第２充電器１０をフル充電することを念頭に置いていないため、第２充電器１０の充電に使われた第１充電器２２の使用バッテリ量は、それほど多くならないはずであり、このため、発電機４にて第１充電器２２を再充電する電力も低く抑えることができる。したがって、発電機４は小型のもので十分に対応可能である。
【００３６】
なお、図２の電源１は、移動充電車１００の走行を開始する前に、充電スタンド等にて、第１充電器２２をフル充電にしておくことを想定している。これにより、移動充電車１００の出先では、第２充電器１０の充電に使用した分だけ、発電機４にて第１充電器２２の充電を行なえばよくなり、その充電時間も短くて済む。また、上述した説明では、発電機４で第１充電器２２をフル充電することは想定していないと述べたが、場合によっては、フル充電してもよい。
【００３７】
移動充電車１００に第１充電器２２を搭載する理由は、ＥＶ車１０１の第２充電器１０への急速充電を行なうためである。仮に、第１充電器２２がなくて発電機４のみで第２充電器１０を充電しようとすると、発電機４から一気に大量の電流を流すことは困難であるため、第２充電器１０の充電に多大の時間がかかってしまう。これに対して、第１充電器２２を設けた場合は、第１充電器２２に蓄積された電力量の範囲内であれば、第２充電器１０側の内部抵抗が低ければ、一気に大量の放電電流を流して、短時間で第２充電器１０の充電を行なうことができる。
【００３８】
なお、ＥＶ車１０１の充電を開始しようとしたときに、何らかの事情で第１充電器２２を利用して第２充電器１０の充電ができない場合は、移動充電車１００に搭載している発電機４から直接、第２充電器１０への充電を行なってもよい。ただし、この場合は、急速充電は困難である。
【００３９】
移動充電車１００を利用してＥＶ車１０１の充電を行なう場合、安全面での配慮が欠かせない。特に、移動充電車１００もＥＶ車１０１も移動体であり、対地アースが取れない可能性がある。対地アースが取れない場合、移動充電車１００のアース電位とＥＶ車１０１のアース電位に電位差が生じ、充電時に静電気が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、上述したように、電源１の内部に安全回路３を設けて、静電気を抑制する対策を行なっている。
【００４０】
図３は移動充電車１００にてＥＶ車１０１の第２充電器１０の充電を行なう状態を模式的に示した図である。図３に示すように、移動充電車１００の充電制御回路２には、接続ケーブル１１を介して給電ノズル１２が接続されており、この給電ノズル１２をＥＶ車１０１の第２充電器１０に接続して電力の供給を行なう。このとき問題になるのが、静電気である。
【００４１】
一般に、車両では、ボディの金属部分をアースとして利用している。ところが、移動充電車１００のボディ電位とＥＶ車１０１のボディ電位とは、大地に対してタイヤで絶縁され、各々が異なる電位であることが予想されるため、給電ノズル１２をＥＶ車１０１に接続した瞬間に電位差による電流が流れて、給電ノズル１２を操作する操作者が感電したり、場合によっては、静電気によって車両内部の電子機器が破壊や誤動作を起こすおそれがある。
【００４２】
そこで、本実施形態の安全回路３では、給電ノズル１２をＥＶ車１０１の給電口１０２に接続したときに、移動充電車１００のボディ電位とＥＶ車１０１のボディ電位との電位差が所定の基準電圧以下になるまでは、電源１とＥＶ車１０１とを電気的に遮断している。また、給電ノズル１２を掴む操作者が感電しないように、給電ノズル１２の把持部１２ａは樹脂部材などの絶縁性材料で形成して、給電ノズル１２をＥＶ車１０１の給電口１０２に接続したときに操作者が感電しないようにするのが望ましい。
【００４３】
ここで、車両のボディは、絶縁材料からなるタイヤを介して地面に接続されており、ボディ電位は、地面の電位とは必ずしも一致しない。そこで、安全回路３以外の別の静電気防止対策として、導電材料からなる移動充電車１００に大地接触部材１３を設けてもよい。大地接触部材１３の一端は、移動充電車１００に接続させ、他端は、常に地面に接触させておく。これにより、移動充電車１００のボディ電位と地面の電位とを略等しくすることができ、ＥＶ車１０１に給電ノズル１２を接続したときに、ＥＶ車１０１のボディ電位も地面の電位に略等しくすることができる。これにより、静電気の発生を確実に防止できる。
【００４４】
なお、移動充電車１００に大地接触部材１３を設ける場合には、大地接触部材１３の近くに電解液を収納するタンク（電解液収納部）１４を設けて、このタンク１４の下端部から、バルブ１５を介して電解液を大地接触部材１３の他端側に定期的に供給してもよい。この電解液により、大地接触部材１３の他端側と地面との接触面積が広がり、両者の接触抵抗を低減でき、ＥＶ車１０１のボディ電位を地面の電位により近づけることができる。ここで、タンク１４に収納される電解液は、導電性を備えた液体であればよく、安価には水でもよい。あるいは、大地接触部材１３の表面が錆び付かないように、錆防止用の電解液を用いてもよい。
【００４５】
以上をまとめると、第１の実施形態では、移動充電車１００に電源１を搭載するため、ＥＶ車１０１の任意の移動先で、ＥＶ車１０１に搭載された第２充電器（第１の二次電池）１０を任意の時間に急速充電を行なうことができる。したがって、ＥＶ車１０１を自宅や充電スタンド等の受電設備のある場所まで移動させなくても充電が可能となり、利便性が向上する。例えば、ＥＶ車１０１が出先でバッテリ切れを起こしたときは、携帯電話やナビ装置等で移動充電車１００を呼び出して充電を行なうといったことが可能となり、ＥＶ車１０１の利用促進が図れる。
【００４６】
また、第１の実施形態では、接続ケーブル１１をＥＶ車１０１の給電口１０２に接続した際の静電対策として安全回路３を設けるため、接続ケーブル１１上に静電ノイズが印加されても、移動充電車１００の電源１が破壊されるおそれはない。
【００４７】
また、本実施形態の電源１は、上述した１）〜３）で説明したように、大型の発電機のみで構成してもよいし、小型の発電機と二次電池を組み合わせて構成してもよいし、二次電池のみで構成してもよく、移動充電車１００の使用環境に応じて最適な電源１を使用することができる。例えば、電源１を発電機４と第２の二次電池（第１充電器２２）で構成した場合には、ＥＶ車１０１の充電に使われた分の第１充電器２２の使用バッテリ量を発電機４にて充電することができる。これにより、移動充電車１００は、出先で複数台のＥＶ車１０１に対して充電サービスを行なうことができる。さらに、ＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電する際には、第２充電器１０をフル充電するのではなく、必要最小限の充電を行なうようにすれば、第２充電器１０を高速に充電できるとともに、第１充電器２２の使用バッテリ量を抑制でき、その後の発電機４による再充電時間を短縮できる。これにより、移動充電車１００には小型の発電機４を搭載すればよくなり、移動充電車１００のサイズと価格を抑制できる。
【００４８】
また、移動充電車１００に大地接触部材１３を設けることにより、移動充電車１００のボディ電位をアース電位に略一致させることもできる。
【００４９】
このように、第１の実施形態によれば、安全かつスピーディかつ効率よくかつ利便性よくＥＶ車１０１の充電を行なうことができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、移動充電車１００が第１充電器２２を一つだけ搭載することを念頭に置いて説明したが、移動充電車１００に複数の第１充電器２２を搭載して、その中から一つを選択して第２充電器１０の充電を行ない、かつ、発電機４による充電も、複数の第１充電器２２のうち、選択されたものに対して行なうようにすることができる。
【００５１】
図４は本発明の第２の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図である。図４の移動充電車１００は、発電機４と、充電制御装置２０とを備えているが、充電制御装置２０の内部構成が図１とは異なっている。
【００５２】
図４の充電制御装置２０は、発電機４で生成した交流電圧を直流電圧（以下、一次側電圧）に変換するＡＣ／ＤＣ変換器２１と、一次側電圧により充電される複数の第１充電器２２と、第１選択器２４と、車両内部の第２充電器１０を充電する制御を行なう充電制御部２３と、第２選択器２５と、第３選択器２６と、選択判定部２７と、を有する。
【００５３】
複数の第１充電器２２は、発電機４からの電力を利用して充電可能である。第１選択器２４は、複数の第１充電器２２のいずれか一つを選択する。第１選択器２４で選択された第１充電器２２は、発電機４の電力を利用して充電される。
【００５４】
図４では、４個の第１充電器２２Ａ〜２２Ｄを設ける例を示しており、以下では、これらを総称して第１充電器２２と呼ぶ。なお、第１充電器２２の数は２個以上であればよく、具体的な数は任意である。
【００５５】
第２選択器２５は、複数の第１充電器２２のいずれか一つを選択する。選択された第１充電器２２の充電電力は、ＥＶ車１０１のバッテリ（以下、第２充電器１０と呼ぶ）１０の充電に用いられる。第３選択器２６は、複数の第１充電器２２のいずれでも第２充電器１０の充電ができないと判断されたときに、発電機４にて第２充電器１０の充電を行えるように、発電機４と充電制御部２３とを接続する。
【００５６】
選択判定部２７は、複数の第１充電器２２それぞれの出力電圧レベルに基づいて、第１〜第３選択器２４，２５，２６の選択制御を行なう。
【００５７】
本実施形態では、複数の第１充電器２２のそれぞれの充電容量のうち満充電でない第１充電器２２を第１選択器２４で順に選択して、発電機４により充電するため、発電機４から短時間で大量の電流を流す必要がなくなり、発電機４の受電設備を小型化できる。また、複数の第１充電器２２は、第２選択器２５で切替ながら、ＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電するため、個々の第１充電器２２の充電容量は第２充電器１０の充電容量よりも小さくて済む。これにより、充電制御装置２０を小型化できる。
【００５８】
図５は複数の第１充電器２２の充電処理の一例を示すフローチャートである。まず、すべての第１充電器２２が完全放電状態か否かを判定する（ステップＳ１）。すべての第１充電器２２が完全放電状態の場合は、まず第１選択器２４にて第１充電器２２Ａを選択して、発電機４からの電力により充電を開始する（ステップＳ２）。そして、第１充電器２２Ａの充電が終了したか否かを判定し（ステップＳ３）、満充電になるまで充電を継続する。
【００５９】
第１充電器２２Ａの充電が終了した場合は、次に第１選択器２４にて第１充電器２２Ｂを選択して、発電機４からの電力により充電を開始する（ステップＳ４）。そして、第１充電器２２Ｂの充電が終了したか否かを判定し（ステップＳ５）、満充電になるまで充電を継続する。
【００６０】
第１充電器２２Ｂの充電が終了した場合は、次に第１選択器２４にて第１充電器２２Ｃを選択して、発電機４からの電力により充電を開始する（ステップＳ６）。そして、第１充電器２２Ｃの充電が終了したか否かを判定し（ステップＳ７）、満充電になるまで充電を継続する。
【００６１】
第１充電器２２Ｃの充電が終了した場合は、次に第１選択器２４にて第１充電器２２Ｄを選択して、発電機４からの電力により充電を開始する（ステップＳ８）。そして、第１充電器２２Ｄの充電が終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、満充電になるまで充電を継続する。
【００６２】
第１充電器２２Ｄの充電が終了した時点で、すべての第１充電器２２の充電が終了したことになる。なお、第１充電器２２および第２充電器１０は、いったん満充電状態になっても、時間の経過とともに自然放電するが、処理の簡略化のために、本明細書では、自然放電は考慮に入れないことにする。
【００６３】
その後、後述するように、複数の第１充電器２２に充電された電力は、第２充電器１０の充電に利用されて、個々の第１充電器２２の出力電圧レベルは下がっていく。
【００６４】
そこで、複数の第１充電器２２のうち、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第１選択器２４にて選択する（ステップＳ１０）。ここでは、満充電状態の第１充電器２２は選択対象から除外して、満充電状態でない第１充電器２２の中で、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を一つ選択する。
【００６５】
次に、選択した第１充電器２２を発電機４の電力を利用して充電する（ステップＳ１１）。その後、充電中の第１充電器２２が満充電になったか否かを判定し（ステップＳ１２）、満充電になった場合はステップＳ１０に戻り、満充電でない場合は、ステップＳ１１で充電を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定時間が経過していなければステップＳ１１に戻り、所定時間が経過した場合にはステップＳ１０に戻る。
【００６６】
このように、図５のフローチャートでは、複数の第１充電器２２のうち、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第１選択器２４で選択して、発電機４の電力にて充電を行なう。
【００６７】
図６は第２充電器１０の充電処理の一例を示すフローチャートである。まず、複数の第１充電器２２の中で、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第２選択器２５で選択する（ステップＳ２１）。次に、選択した第１充電器２２の充電電力を利用してＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電する（ステップＳ２２）。
【００６８】
次に、第２充電器１０が満充電になったか否かを判定する（ステップＳ２３）。満充電になった場合は、別のＥＶ車１０１の第２充電器１０を引き続き充電する（ステップＳ２４）。ステップＳ２３で、満充電でないと判定されると、ステップＳ２２で充電を開始してから所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２５）。所定時間を経過していない場合はステップＳ２２に戻って充電を継続し、所定時間を経過した場合は、ステップＳ２１に戻って、再度、第１充電器２２の選択をやり直して、ステップＳ２２以降の処理を行なう。
【００６９】
このように、図６のフローチャートでは、複数の第１充電器２２のうち、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第１選択器２４で選択して、その充電電力を利用してＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電する。
【００７０】
すべての第１充電器２２のバッテリ残量がゼロに近い場合、選択判定部２７は、どの第１充電器２２も選択せずに、第３選択器２６を選択する。これにより、発電機４と充電制御部２３が直接接続されて、充電制御部２３は、発電機４の電力を利用して、ＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電する。これにより、すべての第１充電器２２のバッテリ残量がゼロに近くても、ＥＶ車１０１の第２充電器１０の充電を迅速に行なうことができ、第１充電器２２の充電が終わるまでユーザを待たせなくて済む。
【００７１】
なお、第３選択器２６を選択するか否かの基準となる第１充電器２２の基準残量を予め定めておき、あと少しで基準残量に達する場合には、すぐに第３選択器２６を選択せずに、基準残量に達するまで待機して、基準残量に達した第１充電器２２を第２選択器２５で選択してもよい。
【００７２】
図７は図４の充電制御装置２０の動作タイミング図である。この動作タイミング図は、初期状態で、すべての第１充電器２２が放電状態にある例を示している。図７では、第１選択器２４と第２選択器２５で第１充電器２２Ａを選択する期間を「Ａ」、第１充電器２２Ｂを選択する期間を「Ｂ」、第１充電器２２Ｃを選択する期間を「Ｃ」、第１充電器２２Ｄを選択する期間を「Ｄ」、第３選択器２６が選択される期間を「Ｅ」と表示している。
【００７３】
まず、時刻ｔ１に第１充電器２２Ａの充電を開始し、時刻ｔ２に充電を完了する。その後、同様にして、時刻ｔ２〜ｔ３の間に第１充電器２２Ｂの充電を行ない、時刻ｔ３〜ｔ４の間に第１充電器２２Ｃの充電を行い、時刻ｔ４以降に第１充電器２２Ｄの充電を行なう。
【００７４】
その後、時刻ｔ５のときに、第２選択器２５で第１充電器２２Ａを選択して、ＥＶ車１０１Ｊ１の第２充電器１０の充電を開始し、時刻ｔ６に充電を完了する。これにより、第１充電器２２Ａは完全放電状態になる。このため、時刻ｔ６以降、第１選択器２４で第１充電器２２Ａを選択して、第１充電器２２Ａを充電する。
【００７５】
引き続いて、時刻ｔ７のときに、第２選択器２５で第１充電器２２Ｂを選択して、ＥＶ車１０１Ｊ２の第２充電器１０の充電を開始し、時刻ｔ８に充電を完了する。これにより、第１充電器２２Ｂは完全放電状態になる。ただし、この時点では、第１充電器２２Ａの充電が完了しておらず、また、第１充電器２２Ａの出力電圧レベルは第１充電器２２Ｂの出力電圧レベルより高いため、第１充電器２２Ｂの充電は後回しになる。
【００７６】
その後、時刻ｔ９になると、第１選択器２４で第１充電器２２Ｃを選択して、ＥＶ車１０１Ｊ３の第２充電器１０の充電を開始し、時刻ｔ１０に充電を完了する。ＥＶ車１０１Ｊ３の第２充電器１０は、充電を開始する時点でバッテリ残量がかなりあったため、短時間で充電を完了する。短時間で充電を完了するということは、第１充電器２２Ｃの出力電圧レベルもそれほど下がらないことを意味する。したがって、時刻ｔ１０の時点では、第１充電器２２Ｃの出力電圧レベルが第１充電器２２Ａ，４Ｂの出力電圧レベルよりも高いため、第１選択器２４は、第１充電器２２Ｃを選択して、一次電源２による充電を行なう。これにより、第１充電器２２Ａ，４Ｂの充電は中断される。
【００７７】
時刻ｔ１１になると、第１充電器２２Ｃの充電が完了する。この時点では、第１充電器２２Ａの方が第１充電器２２Ｂよりも出力電圧レベルが高いため、第１充電器２２Ａの充電が行なわれて、時刻ｔ１２で第１充電器２２Ａの充電が完了する。引き続いて、第１充電器２２Ｂの充電が行なわれる。
【００７８】
このように、すべての第１充電器２２が完全放電状態の場合は、第１選択器２４は、個々の第１充電器２２を順に選択して、一つずつ満充電になるまで充電を行なう。ＥＶ車１０１の第２充電器１０の充電を行なう場合は、複数の第１充電器２２のうち、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第２選択器２５で選択する。また、第１充電器２２の放電により、その出力電圧レベルが下がった場合は、出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を第１選択器２４で選択して、優先的に一次電源２により充電を行なう。こうすることで、最短の時間で次のＥＶ車１０１への充電準備を整えることになる。
【００７９】
上述した第２充電器１０は、繰り返しの充放電が可能な二次電池であるが、複数の第１充電器２２は必ずしも二次電池である必要はなく、例えばコンデンサでもよい。コンデンサを用いる場合は、複数の第１充電器２２のうち一部の第１充電器２２をコンデンサにして、残りを二次電池にして、第２充電器１０を充電する際に、まずはコンデンサの蓄積電荷を先に放電させるのが望ましい。その理由は、第２充電器１０の充電の初期状態では、急激に充電電流が流れて、その一部が損失となって第１充電器２２が発熱するおそれがあるためである。二次電池に用いられるリチウムイオン電池は、熱に弱く、熱によって充電性能が劣化することから、急激な充電電流（すなわち突入電流）の発生はできるだけ避けるのが望ましい。そこで、充電の初期状態では、二次電池ではなく、コンデンサから充電電流を流すようにして、二次電池が発熱しないようにする対策を取ることが考えられる。
【００８０】
第２充電器１０の充電の初期状態のときに、二次電池ではなく、コンデンサから充電電流を流すようにするためには、コンデンサの両端電圧を二次電池の出力電圧よりも高くしておく必要がある。コンデンサの両端電圧が二次電池の出力電圧よりも高ければ、コンデンサが二次電池よりも先に放電するためである。
【００８１】
このように、第２の実施形態では、発電機４で生成した一次側電圧を利用して、複数の第１充電器２２を順に充電する。すなわち、発電機４から直接、ＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電せずに、第１選択器２４の選択を切り替えながら、発電機４の電力を複数の第１充電器２２に順に充電し、その後、第２選択器２５で複数の第１充電器２２のいずれかを選択して、第２充電器１０の充電を行なう。これにより、発電機４の発電能力がそれほど高くなくても、複数の第１充電器２２を充電できる。発電機４による複数の第１充電器２２の充電は、充電すべきＥＶ車１０１が存在しない間に行えるため、ＥＶ車１０１の充電を開始する際には、複数の第１充電器２２を満充電状態にしておくことも可能となる。したがって、発電機４の発電能力が高くなくても、複数のＥＶ車１０１を連続して迅速に充電することができる。これはすなわち、発電機４のサイズを、移動充電車１００に搭載可能なサイズに小型化できることを意味する。
【００８２】
また、発電機４と複数の第１充電器２２との間に第１選択器２４を設けるため、充電すべき最適な第１充電器２２を選択できる。より具体的には、第１選択器２４は、複数の第１充電器２２のうち、その出力電圧レベルが最大の第１充電器２２を選択する。その理由は、充電が完了するまでの時間が短いことと、出力電圧レベルがより高い第１充電器２２を利用して第２充電器１０を充電した方が充電効率が高いためである。また、これにより、発電機４の燃料の消費を抑制できる。
【００８３】
さらに、複数の第１充電器２２と第２充電器１０との間に第２選択器２５を設けるため、第２充電器１０の充電に用いられるべき最適な第１充電器２２を選択できる。より具体的には、第２選択器２５は、出力電圧レベルがより高い第１充電器２２を選択する。その理由は、上述した通り、充電効率を向上できるためである。
【００８４】
（第３の実施形態）
上述した第１および第２の実施形態では、小型の発電機４と第１充電器２２を移動充電車１００に搭載して、第１充電器２２にてＥＶ車１０１の充電を行なった後に、発電機４にて第１充電器２２の充電が行えるようにしたが、以下に説明する第３の実施形態は、電源１が上述した１）の構成、すなわち電源１が大型の発電機４で構成されており、この発電機４により直接ＥＶ車１０１の第２充電器１０を充電するものである。
【００８５】
図８は本発明の第３の実施形態による移動充電車１００の概略構成を示すブロック図である。図８の移動充電車１００内の電源１は、充電制御装置２０内に第１充電器２２が存在しない点を除けば、図２と同様の構成を有する。
【００８６】
図８の電源１は、発電機４で生成した電力をＡＣ／ＤＣ変換器２１で直流電圧に変換した後、蓄電することなく、直接ＥＶ車１０１の第２充電器１０の充電に利用する。このため、充電制御装置２０内に第１充電器２２を設ける場合と比べて、第２充電器１０の充電時間が長くなるおそれがある。このため、発電機４の能力を高めて、発電機４からより多くの電流を流せるようにするのが望ましい。したがって、図８の発電機４は、図１や図４の発電機４よりも大型になる。
【００８７】
なお、ＡＣ／ＤＣ変換器２１の出力端子に大容量のコンデンサを接続して、発電機４で生成した電力を一時的にコンデンサに蓄積してもよい。これにより、上述したように、第２充電器１０の初期段階で急激に流れる充電電流をコンデンサから供給することができ、発電機４の出力電圧の一時的な低下や発熱を防止できる。
【００８８】
第１および第２の実施形態では、充電制御装置２０内の第１充電器２２のバッテリ残量により第２充電器１０の充電を行なっていたため、ＥＶ車１０１の充電を開始する前に、第１充電器２２のバッテリ残量を確認し、バッテリ残量が十分でない場合は事前に発電機４により第１充電器２２の充電を行なう必要があった。これに対して、本実施形態では、第１充電器２２を持たないため、充電制御装置２０の制御動作が容易になり、充電制御装置２０の構成を大幅に簡略化できる。したがって、本実施形態によれば、発電機４を大型にする必要がある点では第１および第２の実施形態よりも劣っているが、充電制御装置２０の内部構成を簡略化できる点では第１および第２の実施形態よりも優れている。
【００８９】
このように、第３の実施形態では、移動充電車１００に大型の発電機４を搭載し、この発電機４で生成した電力を直接利用してＥＶ車１０１の充電が行えるようにしたため、急速充電は可能ではないものの、任意の場所で、かつ任意の時間にＥＶ車１０１の充電を行なうことができる。
【００９０】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  電源、２  充電制御回路、３  安全回路、４  発電機、１０  第２充電器、１１  接続ケーブル、２０  充電制御装置、２１  ＡＣ／ＤＣ変換器、２２  第１充電器、２３  充電制御部、２４  第１選択器、２５  第２選択器、２６  第３選択器、２７  選択判定部、３１  接続検出部、３２  時間計測部、３３  電圧判定部、３４  充電切替部、３５  電圧供給スイッチ、
【図１】
2013009534.tif 000003
【図２】
2013009534.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013009534.tif 000006
【図５】
2013009534.tif 000007
【図６】
2013009534.tif 000008
【図７】
2013009534.tif 000009
【図８】
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