充電システム
【課題】複数台のモード１装置及びモード２装置をなるべく平等に充電する。
【解決手段】充電システムは、制御装置４０により制御される充電器５０−１〜５０−ｎに接続された複数台のモード１装置（例えば、モード１車両）１０及びモード２装置（例えば、モード２車両）２０に対し、電源電流を平均充電電流ε及び充電電流δに配分して充電する。モード１車両１０は、平均充電電流εを受電してバッテリ１５を充電する。モード２車両２０は、可変の充電電流δを受電してバッテリ２５を充電する。制御装置４０は、モード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電に対しては、充電電流δを設定し、モード１車両１０の充電に対しては、同時に充電する車両台数を充電許可台数ζに制限し、モード１車両１０の接続台数γに対して時間をずらせた平均充電電流εの供給の切り替えを制御する。
【解決手段】充電システムは、制御装置４０により制御される充電器５０−１〜５０−ｎに接続された複数台のモード１装置（例えば、モード１車両）１０及びモード２装置（例えば、モード２車両）２０に対し、電源電流を平均充電電流ε及び充電電流δに配分して充電する。モード１車両１０は、平均充電電流εを受電してバッテリ１５を充電する。モード２車両２０は、可変の充電電流δを受電してバッテリ２５を充電する。制御装置４０は、モード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電に対しては、充電電流δを設定し、モード１車両１０の充電に対しては、同時に充電する車両台数を充電許可台数ζに制限し、モード１車両１０の接続台数γに対して時間をずらせた平均充電電流εの供給の切り替えを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力蓄積装置をそれぞれ有する複数台の装置（例えば、電気自動車（ＥＶ）、この電気自動車にはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）を含む。）を充電するための充電スタンド等の充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力蓄積装置を有する装置（例えば、電気自動車）の充電方法には、急速充電スタンドで充電する急速充電と、家庭等のコンセント又は普通充電スタンドで充電する普通充電とがある。急速充電は、電気自動車の電力蓄積装置（例えば、バッテリ）に合った高い直流（以下「ＤＣ」という。）電流でバッテリを充電するため、短時間（例えば、１時間以内）で満充電が可能である。これに対し、普通充電は、家庭等に供給している交流（以下「ＡＣ」という。）１００Ｖ／２００Ｖを使用し、家庭等では充電ケーブル、街中では充電スタンド又は充電ケーブルを使用して電気自動車のバッテリを充電する。普通充電では、満充電に長時間（例えば、数時間）を要するが、ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖを使用でき、車載の整流器にてＤＣ電流に変換してバッテリを充電するようになっている。
【０００３】
普通充電に関しては、充電電流を制御できないモード１装置（例えば、モード１車両）と、充電電流を制御できるモード２装置（例えば、モード２車両）とがある。モード１車両は、これに接続された充電ケーブルを家庭用電源／普通充電スタンドの電源コネクタに差し込むと、その電源コネクタからそのままＡＣ充電電流がモード１車両に供給される。モード１車両側では、供給されたＡＣ充電電流をＤＣ電流に変換してバッテリを充電する。これに対し、モード２車両では、充電ケーブル又は充電スタンドに充電制御回路（Control Pilot Circuit；ＣＰＬＴ）を備え、モード２車両側と充電制御回路とがデータ通信を行い、安全に接続したことをモード２車両側が確認すると、モード２車両側から給電を認める信号が充電制御回路に送られ、充電ケーブルに可変のＡＣ充電電流が流れる。モード２車両側では、供給された可変のＡＣ充電電流を一定レベルのＤＣ電流に変換してバッテリを充電する。
【０００４】
従来の充電システムにおいて、例えば、特許文献１には、充電器と、電気自動車に接続される複数の出力端子と、一端が前記充電器に接続され、他端が前記複数の出力端子にそれぞれ接続された複数のスイッチと、前記複数のスイッチの開閉を制御することにより前記複数の出力端子のいずれかに接続された電気自動車を充電するスイッチ制御部と、を備えた充電スタンドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、外部の普通充電器を用いた電気自動車用の充電システムとしては、以下の形態（１）〜（３）のものが知られている。
【０００７】
（１） モード１車両のみ対応：１対１で充電
１台の普通充電器にて１台のモード１車両を充電する。
【０００８】
（２） モード１車両のみ対応：１対ｎ（但し、ｎ；２以上の自然数）で充電
１台の普通充電器にてｎ台のモード１車両を充電する。
【０００９】
（３） モード１車両及びモード２車両に対応：１対１で充電
１台の普通充電器にて１台のモード１車両又はモード２車両を充電する。
【００１０】
しかしながら、
（４） モード１車両及びモード２車両に対応：１対ｎで充電
のような形態のもの、即ち、１台の普通充電器にてｎ台のモード１車両及びモード２車両を充電するものは、存在しないので、不利不便であった。
【００１１】
本発明は、利用可能な電源電流を細かく複数台のモード１装置及びモード２装置に配分し、充電器に接続された複数台のモード１装置及びモード２装置が、なるべく平等に充電できる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】
【００１２】
本発明の充電システムは、駆動電力を蓄積する第１の電力蓄積装置を有し、平均充電電流εを受電して前記第１の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード１装置と、駆動電力を蓄積する第２の電力蓄積装置を有し、可変の充電電流δを受電して前記第２の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード２装置と、に対し、電源から供給される利用可能な電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して、前記モード１装置及び前記モード２装置を充電する充電システムであって、制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記制御装置は、制御パラメータとして前記モード２装置の前記充電電流δ及び前記モード１装置の前記充電許可台数ζを算出し、前記モード２装置の充電に対しては、前記充電電流δを設定し、前記モード１装置の充電に対しては、同時に充電する装置台数を前記充電許可台数ζに制限し、前記モード１装置の接続台数γに対して時間をずらせた前記平均充電電流εの供給の切り替えを制御するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の充電システムによれば、モード１装置及びモード２装置が混在された状況において、制御装置の制御により、利用可能な電流を細かくモード１装置及びモード２装置に配分し、モード１装置及びモード２装置が、なるべく平等に充電できるように負荷平準化を行う。そのため、限られた電流で効果的にモード１装置及びモード２装置の充電が可能となり、充電システムの利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例１における充電システムを示す概略の構成図である。
【図２】図２は図１中の電流、車両台数等の構成要素を示す図である。
【図３】図３は実施例１の充電システムにおける充電方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３中の充電電流・台数算出のステップＳ３の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図５は実施例１の充電方法において利用可能な主幹電流αが１００［Ａ］で、充電器５０−１〜５０−ｎが１０台ある場合の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における充電システムを示す概略の構成図である。更に、図２は、図１中の電流、車両台数等の構成要素を示す図である。
【００１８】
この充電システムは、電力蓄積装置（例えば、バッテリ）を有する装置である電気自動車（プラグインハイブリッド車を含む。）としてモード１装置（例えば、モード１車両）１０及びモード２装置（例えば、モード２車両）２０の複数台を、１台の制御装置４０と、この制御装置４０により制御される複数台の充電器５０−１〜５０−ｎとにより、普通充電するためのシステムである。
【００１９】
普通充電の対象となるモード１車両１０は、普通充電用のＡＣの平均充電電流εを入力するプラグイン口１１と、ＤＣの急速充電電流を入力する急速充電口１２とを有し、そのプラグイン口１１に、車載充電器１３が接続されている。車載充電器１３は、プラグイン口１１から入力されたＡＣの平均充電電流εを所定レベルのＤＣ電流に変換するものであり、ＡＣ／ＤＣ変換器等により構成されている。車載充電器１３には、バッテリ１５を制御するためのバッテリコントローラ１４が接続されている。
【００２０】
バッテリコントローラ１４は、車載充電器１３から供給されるＤＣ電流、又は急速充電口１２から入力されるＤＣの急速充電電流に対し、電流値等を調整してバッテリ１５に対する充電を制御すると共に、バッテリ１５から出力するための放電電流を制御する機能等を有している。バッテリ１５の放電電流は、例えば、モータコントローラ１６を介して駆動モータ１７へ供給され、車輪が駆動するようになっている。
【００２１】
同様に、普通充電の対象となるモード２車両２０は、モード１車両１０とほぼ同様に、普通充電用の可変のＡＣ充電電流δを入力するプラグイン口２１と、ＤＣの急速充電電流を入力する急速充電口２２とを有し、そのプラグイン口２１に、車載充電器２３が接続されている。車載充電器２３は、プラグイン口２１から入力されたＡＣ充電電流δを所定レベルのＤＣ電流に変換するものであり、ＡＣ／ＤＣ変換器等により構成されている。車載充電器２３には、バッテリ２５を制御するためのバッテリコントローラ２４が接続されている。
【００２２】
バッテリコントローラ２４は、後述する各充電器５０−１〜５０−ｎ内の充電制御回路５１に対してデータ通信を行い、各充電器５０−１〜５０−ｎが安全に接続されたことを確認すると、給電を認める信号を充電制御回路５１へ送信する機能を有し、更に、車載充電器２３から供給されるＤＣ電流、又は急速充電口２２から入力されるＤＣの急速充電電流に対し、電流値等を調整してバッテリ２５に対する充電を制御すると共に、バッテリ２５から出力するための放電電流を制御する機能等を有している。バッテリ２５の放電電流は、例えば、モータコントローラ２６を介して駆動モータ２７へ供給され、車輪が駆動するようになっている。
【００２３】
制御装置４０は、ＡＣ電源３０から供給される利用可能な電源電流としての主幹電流α［Ａ］を複数の充電電流（例えば、モード１車両１０の平均充電電流ε［Ａ］、及びモード２車両２０の充電電流δ［Ａ］）に配分するための複数台の充電器５０−１〜５０−ｎを制御する装置である。複数台の充電器５０−１〜５０−ｎは、電力線及び信号線を有するケーブル３１を介して、ＡＣ電源３０及び制御装置４０に接続されている。
【００２４】
制御装置４０は、利用可能な主幹電流αを細かく複数台のモード１車両１０及びモード２車両２０に配分してなるべく平等に充電するための制御アルゴリズムに基づき、充電器５０−１〜５０−ｎを制御する装置であり、制御アルゴリズムにおける制御パラメータとしてモード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電に対しては、充電電流δを設定し、モード１車両１０の充電に対しては、同時に充電する車両台数を充電許可台数ζに制限し、モード１車両１０の接続台数γに対して時間をずらせた平均充電電流εの供給の切り替えを制御する機能を有している。
【００２５】
この制御装置４０は、例えば、内部のシステムバス４１を有し、このシステムバス４１により、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）４２、記憶装置４３、及び入／出力ポート（以下「Ｉ／Ｏポート」という。）４４が相互に接続されている。ＣＰＵ４２は、演算処理を行う演算回路４２ａ、ＣＰＵ４２内部を制御する制御回路４２ｂ、及びデータ等を一時記憶するレジスタ回路４２ｃ等により構成されている。記憶装置４３は、制御アルゴリズムを記憶するリード・オンリ・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）、及びワーキングデータ等を記憶するランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等により構成されている。Ｉ／Ｏポート４４は、外部との間で入／出力信号の授受を行うものである。
【００２６】
各充電器５０−１〜５０−ｎは、ＡＣ電源３０から供給される主幹電流αを平均充電電流ε及び充電電流δに配分してモード１車両１０及びモード２車両２０へ供給するものであり、充電制御回路（ＣＰＬＴ）５１、及びスイッチ５２等により構成されている。
【００２７】
充電制御回路５１は、制御装置４０により制御され、充電の対象がモード２車両２０の場合には、そのモード２車両２０内のバッテリコントローラ２４との間でデータ通信を行い、バッテリコントローラ２４に対して充電電流αの設定の指示を出す（即ち、バッテリコントローラ２４に対して「○○Ａで充電して下さい」との指示を出す）と共に、モード２車両２０のプラグイン口２１との間の電気的な接続確認を行ってスイッチ切替信号Ｓ５１を出力し、充電の対象がモード１車両１０の場合には、そのモード１車両内のバッテリコントローラ１４との間でデータ通信を行わないでスイッチ切替信号Ｓ５１を出力する回路であり、ＣＰＵ、記憶装置、及びＩ／Ｏポート等により構成されている。スイッチ５２は、充電制御回路５１から与えられるスイッチ切替信号Ｓ５１によりオン状態となり、充電電流δをモード２車両２０内の車載充電器２３へ供給し、又は平均充電電流εをモード１車両１内の車載充電器１３へ供給するものであり、電磁開閉器等により構成されている。
【００２８】
各充電器５０−１〜５０−ｎ内のスイッチ５２の出力側には、電力線及び信号線を有する充電ケーブル５５がそれぞれ接続されている。各充電ケーブル５５の端末には、モード１車両１０のプラグイン口１１又はモード２車両２０のプラグイン口２１に対して、着脱自在に接続される充電コネクタ５５ａがそれぞれ取り付けられている。
【００２９】
（実施例１の前提条件）
本実施例１の充電システムでは、次のような前提条件に基づき、動作する。
【００３０】
・接続可能な電気自動車としてのモード１車両１０及びモード２車両２０の台数（γ＋β）は、
（（α＊θ）／１６）＊２［台］
とする。
【００３１】
・モード２車両２０の充電電流δの範囲は
６．０≦δ≦１６．０
とする。
【００３２】
・モード１車両１０は、固定的に１６．０［Ａ］の平均充電電流εを使用するものとする。
【００３３】
このような前提条件に基づき、以下の（ａ）、（ｂ）のように動作する。
【００３４】
（ａ） 使用可能な電流と充電に必要な電流に余裕がある場合
次式（１）が成り立つときは、接続されている全ての車両に対して全力充電が可能である。
α＊θ≧１６＊（β＋γ）・・・（１）
従って、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εとは、
δ＝ε＝１６［Ａ］
とする。
【００３５】
（ｂ） モード１車両１０が０又は１台、その他はモード２車両２０の場合
モード１車両１０に対する充電のオン／オフ制御は行わず、モード２車両２０に対する充電電流の設定を行う。モード２車両２０に対する充電電流δは、次式（２）によって算出される。
δ＝（α＊θ−１６＊γ）／β・・・（２）
【００３６】
（実施例１の充電方法）
図３は、実施例１の充電システムにおける充電方法を示すフローチャートである。
【００３７】
本実施例１の充電システムにおける充電方法では、図１の制御装置４０内の記憶装置４３に記憶された図３に示す制御アルゴリズムに従って、制御装置４０内のＣＰＵ４２により、モード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電電流の設定と、モード１車両１０の台数制限を実施する。
【００３８】
図３において、充電処理が開始されると、ステップＳ１において、制御装置４０における初期値の設定が行われる。この初期値の設定では、利用可能な電流α［Ａ］と、利用可能な電流αに対する余裕率θ［％］とが設定される。利用可能な電流αは、電力会社との契約により決まる（例えば、１００［Ａ］）。又、利用可能な電流αに対する余裕率θは、例えば、８０％とする。このような初期値の設定が行われると、ステップＳ２へ進む。
【００３９】
ステップＳ２において、ＣＰＵ４２により、新規車両の充電開始か、又は既存車両の充電完了か、が判定され、判定結果が充電開始又は充電完了であれば、ステップＳ３へ進み、判定結果が充電開始又は充電完了でなければ（即ち、既存車両の充電中であれば）、ステップＳ５へ進む。
【００４０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ４２により、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の充電許可台数ζとが算出され、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、モード２車両２０に対する充電電流δの設定が行われ、ステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ５において、制御装置４０により制御される充電器５０−１〜５０−ｎにより、モード１車両１０に対する台数制御処理が行われる。この台数制御処理では、充電器５０−１〜５０−ｎ内のスイッチ５２をオン／オフ制御して細かい時間に分割し、同時に充電するモード１車両１０を制御する処理が行われる。このステップＳ５が終了すると、ステップＳ２の処理へ戻る。
【００４２】
図４は、図３中の充電電流・台数算出のステップＳ３の処理内容を示すフローチャートである。
【００４３】
図４の充電電流・台数算出の処理では、先ず、ステップＳ１０において、現在の車両の接続台数を次のように決め、ステップＳ１１へ進む。
モード１車両１０の接続台数；γ［台］
モード２車両２０の接続台数；β［台］
【００４４】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ４２により、式（１）が成り立つか否かが判定される。
α＊θ≧１６＊（β＋γ）・・・（１）
この式（１）の左辺において、例えば、利用可能な主幹電流αが１００［Ａ］、利用可能な電流に対する余裕率θが８０［％］であるとすると、８０［Ａ］まで利用可能という計算になる。式（１）の右辺において、前記前提条件より、車両１台当たりの最大充電電流は１６［Ａ］である。そのため、式（１）が成立する場合は（ＹＥＳ）、充電コネクタ５５ａに接続されている全車両に対して全力充電が可能になるので、ステップＳ１２へ進む。
【００４５】
ステップＳ１２において、モード２車両２０の充電電流δは１６［Ａ］、モード１車両１０の充電許可台数ζはγ［台］となり、充電電流・台数算出の計算が終了する。その後、制御装置４０の制御により、充電器５０−１，・・・内の充電制御回路５１とモード２車両２０内のバッテリコントローラ２４との間でデータ通信が行われ、充電制御回路５１からバッテリコントローラ２４へ充電電流αの設定の指示が出される（即ち、バッテリコントローラ２４へ「○○Ａで充電して下さい」との指示が出される）と共に、充電器５０−１，・・・とモード２車両２０とが充電コネクタ５５ａにより安全に接続されているか否かが確認される。安全に接続されていると確認されると、充電制御回路５１からスイッチ切替信号Ｓ５１が出力されてスイッチ５２がオン状態になる。すると、モード２車両２０内のバッテリコントローラ２４にて設定された充電電流δが、ＡＣ電源３０、ケーブル３１、充電器５０−１，・・・内のオン状態のスイッチ５２、及び充電ケーブル５５を通してモード２車両２０へ供給される。モード２車両２０へ供給された充電電流δは、車載充電器２３によって所定レベルのＤＣ電流に変換され、バッテリコントローラ２４を介してバッテリ２５が充電される。
【００４６】
γ［台］のモード１車両１０に対しては、充電器５０−２，・・・内の充電制御回路５１とモード１車両１０内のバッテリコントローラ１４との間でデータ通信が行われずに、充電制御回路５１からスイッチ切替信号Ｓ５１が出力されてスイッチ５２がオン状態になる。すると、モード１車両１０内のバッテリコントローラ１４にて設定された平均充電電流ε（＝１６．０［Ａ］）が、ＡＣ電源３０、ケーブル３１、充電器５０−２，・・・内のオン状態のスイッチ５２、及び充電ケーブル５５を通してモード１車両１０へ供給される。モード１車両１０へ供給された平均充電電流εは、車載充電器１３によって所定レベルのＤＣ電流に変換され、バッテリコントローラ１４を介してバッテリ１５が充電される。
【００４７】
ステップＳ１１において、式（１）が不成立の場合は（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ＣＰＵ４２により、モード１車両１０の接続台数γが１以下（γ≦１）か否かが判定される。モード１車両１０の接続台数γが０台又は１台の場合は、モード１車両１０の台数制限を実施しないで、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ４２により、式（２）に従い、モード２車両２０の充電電流δが算出される。
δ＝（α＊θ−１６＊γ）／β・・・（２）
モード１車両１０の充電許可台数ζは、γ［台］（＝０台又は１台）である。これにより、充電電流・台数算出の計算が終了する。その後、制御装置４０の制御により、モード２車両２０に対しては、充電器５０−１，・・・内の充電制御回路５１により接続確認が行われてスイッチ５２がオン状態になり、モード２車両２０側で設定された充電電流δにより、このモード２車両２０内のバッテリ１５が充電される。モード１車両１０の接続台数が例えば１台の場合は、充電器５０−２内の充電制御回路５１により接続確認が行われずに、スイッチ５２がオン状態になり、モード１車両１０側で設定された平均充電電流δ（＝１６［Ａ］）により、このモード１車両１０内のバッテリ１５が充電される。
【００４８】
ステップＳ１３において、モード１車両１０の接続台数γが１以下（γ≦１）でない場合（即ち、２台以上の場合）は、モード１車両１０の接続の台数制限を実施するために、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ＣＰＵ４２により、複数のステップＳ１５ａ〜Ｓ１５ｃが実行される。先ず、ステップＳ１５ａにおいて、
（（α＊θ）／１６）＞β
か否かが判定され、（（α＊θ）／１６）がモード２車両２０の接続台数βよりも大きい場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１５ｂへ進む。ステップＳ１５ｂにおいて、モード１車両１０の充電許可台数ζ１が、次式により算出され、ステップＳ１６へ進む。
ζｉ＝（（α＊θ）／１６）−β
【００４９】
ステップＳ１５ａにおいて、（（α＊θ）／１６）がモード２車両２０の接続台数β以下の場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５ｃへ進み、モード１車両１０の充電許可台数ζ１＝１を初期値とし、ステップＳ１６へ進む。
【００５０】
なお、ステップＳ１５ａ〜Ｓ１５ｃからなるステップＳ１５は、これを省略して、必ず「ζ１＝１」でも良いが、高速化のために導入されている。
【００５１】
ステップＳ１６において、変数ｉ＝１に設定され、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、ＣＰＵ４２により、次式（３）、（４）に従い、モード２車両２０の充電電流δｉと、モード１車両１０の平均充電電流εｉとが算出され、ステップＳ１８へ進む。
δｉ＝（α＊θ−１６＊ζｉ）／β・・・（３）
εｉ＝１６＊ζｉ／γ・・・（４）
【００５２】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ４２により、モード１車両１０の充電許可台数ζｉが＋１加算され、
ζｉ＋１＝ζｉ＋１
ステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、ＣＰＵ４２により、式（３）、（４）を使って、次式のモード２車両２０の充電電流δｉ＋１と、モード１車両１０の平均充電電流εｉ＋１とが求められ、ステップＳ２０へ進む。
δｉ＋１＝（α＊θ−１６＊ζｉ＋１）／β
εｉ＋１＝１６＊ζｉ＋１／γ
【００５３】
ステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを選ぶために、ＣＰＵ４２により、次式（５）が成立するか否かが判定され、成立する場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２１へ進む。
｜δｉ−εｉ｜≦｜δｉ＋１−εｉ＋１｜・・・（５）
ステップＳ２１において、式（５）が成立する時のモード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の充電許可台数ζとが、
δ＝δｉ［Ａ］
ζ＝ζｉ［Ａ」
のように設定され、充電電流・台数算出の計算を終了する。その後、その時のモード２車両２０の充電電流δｉと、モード１車両１０の充電許可台数ζｉと、を用いて、制御装置４０の制御により、モード２車両２０及びモード１車両１０に対する充電が行われる。
【００５４】
ステップＳ２０において、式（５）が成立しない場合には（ＮＯ）、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、ＣＰＵ４２により、変数ｉに＋１加算され（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ１７を介してステップＳ１８へ戻り、モード１車両１０の充電許可台数ζｉの値が更新されて（ζｉ＋１＝ζｉ＋１）、再評価が行われる。
【００５５】
以上の制御アルゴリズムの処理により、制御パラメータであるモード２車両２０の充電電流δとモード１車両１０の充電許可台数ζとを得る。
【００５６】
その後、モード２車両２０に対しては、図３のステップＳ４において、充電電流δ［Ａ］で充電が実施される。更に、モード１車両１０に対しては、図３のステップＳ５において、同時に充電する車両台数をζ［台］とし、図１中のスイッチ５２を切り替えて、時間をずらしながらγ［台］へ充電が行われる。
【００５７】
（実施例１の充電方法の具体例）
図５は、実施例１の充電方法において利用可能な主幹電流αが１００［Ａ」で、充電器５０−１〜５０−ｎが１０台ある場合の具体例を示す図である。
【００５８】
図５において、横の欄はモード２車両２０の接続台数β、縦の欄はモード１車両１０の接続台数γである。更に、横の欄と縦の欄との交差箇所の欄において、上段はモード２車両２０の充電電流δ［Ａ］、下段はモード１車両１０の同時充電許可台数ζ［台］である。
【００５９】
以下の（Ｉ）、（ＩＩ）において、具体例１、２を説明する。
【００６０】
（Ｉ） 具体例１
例えば、以下のような具体例１の場合、図４のステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを求めてみる。
利用可能な主幹電流α＝１００［Ａ］
モード２車両２０の接続台数β＝３［台］
モード１車両１０の接続台数γ＝３［台］
利用可能な電流に対する余裕率θ＝８０［％］
モード１車両１０の充電許可台数ζの初期値ζ１
＝２（＝１００＊０．８／１６−３）
【００６１】
図４のステップＳ１７における式（３）、（４）の１回目の計算では、
δ１＝（α＊θ−１６＊ζ１）／β＝（８０−１６＊２）／３＝１６［Ａ］
・・・（３）
ε１＝１６＊ζ１／γ＝３２／３＝１０．６６６［Ａ］・・・（４）
｜δ１−ε１｜≒５．３３
となる。
【００６２】
図４のステップＳ２２にて変数ｉを＋１加算（ｉ＝ｉ＋１）したステップＳ１７における式（３）、（４）の２回目の計算では、
ζ２＝３
δ２＝（α＊θ−１６＊ζ２）／β＝（８０−１６＊３）／３≒１０．６６６
［Ａ］・・・（３）
ε２＝１６＊ζ２／γ＝４８／３＝１６［Ａ］・・・（４）
｜δ２−ε２｜≒５．３３
となる。
【００６３】
そのため、１回目の計算と２回目の計算とが共に、モード１車両１０の平均充電電流εとモード２車両２０の充電電流δとの差が最も少なくなるので、１回目の計算結果（δ＝１６［Ａ］、ζ＝２［台］）を選択する。この計算結果は、図５の横の欄（３台）と縦の欄（３台）との交差箇所の欄に示されている。
【００６４】
（ＩＩ） 具体例２
前記（Ｉ）の具体例１の場合と同様に、例えば、以下のような具体例２の場合、図４のステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを求めてみる。
利用可能な主幹電流α＝１００［Ａ］
モード２車両２０の接続台数β＝６［台］
モード１車両１０の接続台数γ＝３［台］
利用可能な電流に対する余裕率θ＝８０［％］
モード１車両１０の充電許可台数ζの初期値ζ１＝１
【００６５】
図４のステップＳ１７における式（３）、（４）の１回目の計算では、
δ１＝（α＊θ−１６＊ζ１）／β＝（８０−１６）／６≒１０．６６６
［Ａ］・・・（３）
ε１＝１６＊ζ１／γ＝ １６／３＝５．３３３［Ａ］・・・（４）
｜δ１−ε１｜≒５．３３
となる。
【００６６】
図４のステップＳ２２にて変数ｉを＋１加算（ｉ＝ｉ＋１）したステップＳ１７における式（３）、（４）の２回目の計算では、
ζ２＝２
δ２＝（α＊θ−１６＊ζ２）／β＝（８０−１６＊２）／６＝８［Ａ］
・・・（３）
ε２＝１６＊ζ２／γ＝１６＊２／３＝１０．６６６［Ａ］・・・（４）
｜δ２−ε２｜≒２．６７
となる。
【００６７】
図４のステップＳ２２にて変数ｉ＋１を＋１加算したステップＳ１７における式（３）、（４）の３回目の計算では、
ζ３＝３
δ３＝（α＊θ−１６＊ζ３）／β＝（８０−１６＊３）／６＝５．３３
［Ａ］・・・（３）
ε３＝１６＊ζ３／γ＝１６＊３／３＝１６［Ａ］・・・（４）
｜δ３−ε３｜≒１０．６７
となる。
【００６８】
そのため、２回目の計算が、モード１車両１０の平均充電電流εとモード２車両２０の充電電流δとの差が最も少なくなるので、２回目の計算結果（δ＝８［Ａ］、ζ＝２［台］）を選択する。この計算結果は、図５の横の欄（６台）と縦の欄（３台）との交差箇所の欄に示されている。
【００６９】
（実施例１の効果）
本実施例１の充電システムによれば、モード１車両１０及びモード２車両２０が混在された状況において、所定の制御アルゴリズムを実行する１台の制御装置４０の制御により、利用可能な電流を細かくモード１車両１０及びモード２車両２０に配分し、モード１車両１０及びモード２車両２０が、なるべく平等に充電できるように負荷平準化を行う。そのため、限られた電流で効果的にモード１車両１０及びモード２車両２０の充電が可能となり、充電システムの利便性が向上する。
【００７０】
（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）〜（Ｄ）のようなものがある。
【００７１】
（Ａ） 図１の充電システムにおいて、充電の対象となる電気自動車としてのモード１車両１０及びモード２車両２０のバッテリ充電の回路構成は、図示以外の構成に変更しても良い。
【００７２】
（Ｂ） 図１の充電システムにおいて、ＡＣ電源３０、制御装置４０、及び充電器５０−１〜５０−ｎの回路構成は、図示以外の構成に変更しても良い。例えば、各充電器５０−１〜５０−ｎは、共通のＡＣ電源３０に代えて、図示しない他のＡＣ電源から給電を受けるようにしても良い。又、充電器５０−１〜５０−ｎを制御装置４０内に組み込むようにしても良い。
【００７３】
（Ｃ） 図４のフローチャートにおいて、図示以外の処理ステップを付加する等の変更も可能である。
【００７４】
（Ｄ） 実施例１では、電気自動車であるモード１車両１０及びモード２車両２０を充電する充電システムについて説明したが、本発明は、電気自動車以外のバッテリを有する種々のモード１装置及びモード２装置についても適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ モード１車両
１５，２５ バッテリ
２０ モード２車両
３０ ＡＣ電源
３１ ケーブル
４０ 制御装置
５０−１〜５０−ｎ 充電器
５１ 充電制御回路
５２ スイッチ
５５ 充電ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力蓄積装置をそれぞれ有する複数台の装置（例えば、電気自動車（ＥＶ）、この電気自動車にはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）を含む。）を充電するための充電スタンド等の充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力蓄積装置を有する装置（例えば、電気自動車）の充電方法には、急速充電スタンドで充電する急速充電と、家庭等のコンセント又は普通充電スタンドで充電する普通充電とがある。急速充電は、電気自動車の電力蓄積装置（例えば、バッテリ）に合った高い直流（以下「ＤＣ」という。）電流でバッテリを充電するため、短時間（例えば、１時間以内）で満充電が可能である。これに対し、普通充電は、家庭等に供給している交流（以下「ＡＣ」という。）１００Ｖ／２００Ｖを使用し、家庭等では充電ケーブル、街中では充電スタンド又は充電ケーブルを使用して電気自動車のバッテリを充電する。普通充電では、満充電に長時間（例えば、数時間）を要するが、ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖを使用でき、車載の整流器にてＤＣ電流に変換してバッテリを充電するようになっている。
【０００３】
普通充電に関しては、充電電流を制御できないモード１装置（例えば、モード１車両）と、充電電流を制御できるモード２装置（例えば、モード２車両）とがある。モード１車両は、これに接続された充電ケーブルを家庭用電源／普通充電スタンドの電源コネクタに差し込むと、その電源コネクタからそのままＡＣ充電電流がモード１車両に供給される。モード１車両側では、供給されたＡＣ充電電流をＤＣ電流に変換してバッテリを充電する。これに対し、モード２車両では、充電ケーブル又は充電スタンドに充電制御回路（Control Pilot Circuit；ＣＰＬＴ）を備え、モード２車両側と充電制御回路とがデータ通信を行い、安全に接続したことをモード２車両側が確認すると、モード２車両側から給電を認める信号が充電制御回路に送られ、充電ケーブルに可変のＡＣ充電電流が流れる。モード２車両側では、供給された可変のＡＣ充電電流を一定レベルのＤＣ電流に変換してバッテリを充電する。
【０００４】
従来の充電システムにおいて、例えば、特許文献１には、充電器と、電気自動車に接続される複数の出力端子と、一端が前記充電器に接続され、他端が前記複数の出力端子にそれぞれ接続された複数のスイッチと、前記複数のスイッチの開閉を制御することにより前記複数の出力端子のいずれかに接続された電気自動車を充電するスイッチ制御部と、を備えた充電スタンドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、外部の普通充電器を用いた電気自動車用の充電システムとしては、以下の形態（１）〜（３）のものが知られている。
【０００７】
（１） モード１車両のみ対応：１対１で充電
１台の普通充電器にて１台のモード１車両を充電する。
【０００８】
（２） モード１車両のみ対応：１対ｎ（但し、ｎ；２以上の自然数）で充電
１台の普通充電器にてｎ台のモード１車両を充電する。
【０００９】
（３） モード１車両及びモード２車両に対応：１対１で充電
１台の普通充電器にて１台のモード１車両又はモード２車両を充電する。
【００１０】
しかしながら、
（４） モード１車両及びモード２車両に対応：１対ｎで充電
のような形態のもの、即ち、１台の普通充電器にてｎ台のモード１車両及びモード２車両を充電するものは、存在しないので、不利不便であった。
【００１１】
本発明は、利用可能な電源電流を細かく複数台のモード１装置及びモード２装置に配分し、充電器に接続された複数台のモード１装置及びモード２装置が、なるべく平等に充電できる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】
【００１２】
本発明の充電システムは、駆動電力を蓄積する第１の電力蓄積装置を有し、平均充電電流εを受電して前記第１の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード１装置と、駆動電力を蓄積する第２の電力蓄積装置を有し、可変の充電電流δを受電して前記第２の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード２装置と、に対し、電源から供給される利用可能な電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して、前記モード１装置及び前記モード２装置を充電する充電システムであって、制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記制御装置は、制御パラメータとして前記モード２装置の前記充電電流δ及び前記モード１装置の前記充電許可台数ζを算出し、前記モード２装置の充電に対しては、前記充電電流δを設定し、前記モード１装置の充電に対しては、同時に充電する装置台数を前記充電許可台数ζに制限し、前記モード１装置の接続台数γに対して時間をずらせた前記平均充電電流εの供給の切り替えを制御するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の充電システムによれば、モード１装置及びモード２装置が混在された状況において、制御装置の制御により、利用可能な電流を細かくモード１装置及びモード２装置に配分し、モード１装置及びモード２装置が、なるべく平等に充電できるように負荷平準化を行う。そのため、限られた電流で効果的にモード１装置及びモード２装置の充電が可能となり、充電システムの利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例１における充電システムを示す概略の構成図である。
【図２】図２は図１中の電流、車両台数等の構成要素を示す図である。
【図３】図３は実施例１の充電システムにおける充電方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３中の充電電流・台数算出のステップＳ３の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図５は実施例１の充電方法において利用可能な主幹電流αが１００［Ａ］で、充電器５０−１〜５０−ｎが１０台ある場合の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における充電システムを示す概略の構成図である。更に、図２は、図１中の電流、車両台数等の構成要素を示す図である。
【００１８】
この充電システムは、電力蓄積装置（例えば、バッテリ）を有する装置である電気自動車（プラグインハイブリッド車を含む。）としてモード１装置（例えば、モード１車両）１０及びモード２装置（例えば、モード２車両）２０の複数台を、１台の制御装置４０と、この制御装置４０により制御される複数台の充電器５０−１〜５０−ｎとにより、普通充電するためのシステムである。
【００１９】
普通充電の対象となるモード１車両１０は、普通充電用のＡＣの平均充電電流εを入力するプラグイン口１１と、ＤＣの急速充電電流を入力する急速充電口１２とを有し、そのプラグイン口１１に、車載充電器１３が接続されている。車載充電器１３は、プラグイン口１１から入力されたＡＣの平均充電電流εを所定レベルのＤＣ電流に変換するものであり、ＡＣ／ＤＣ変換器等により構成されている。車載充電器１３には、バッテリ１５を制御するためのバッテリコントローラ１４が接続されている。
【００２０】
バッテリコントローラ１４は、車載充電器１３から供給されるＤＣ電流、又は急速充電口１２から入力されるＤＣの急速充電電流に対し、電流値等を調整してバッテリ１５に対する充電を制御すると共に、バッテリ１５から出力するための放電電流を制御する機能等を有している。バッテリ１５の放電電流は、例えば、モータコントローラ１６を介して駆動モータ１７へ供給され、車輪が駆動するようになっている。
【００２１】
同様に、普通充電の対象となるモード２車両２０は、モード１車両１０とほぼ同様に、普通充電用の可変のＡＣ充電電流δを入力するプラグイン口２１と、ＤＣの急速充電電流を入力する急速充電口２２とを有し、そのプラグイン口２１に、車載充電器２３が接続されている。車載充電器２３は、プラグイン口２１から入力されたＡＣ充電電流δを所定レベルのＤＣ電流に変換するものであり、ＡＣ／ＤＣ変換器等により構成されている。車載充電器２３には、バッテリ２５を制御するためのバッテリコントローラ２４が接続されている。
【００２２】
バッテリコントローラ２４は、後述する各充電器５０−１〜５０−ｎ内の充電制御回路５１に対してデータ通信を行い、各充電器５０−１〜５０−ｎが安全に接続されたことを確認すると、給電を認める信号を充電制御回路５１へ送信する機能を有し、更に、車載充電器２３から供給されるＤＣ電流、又は急速充電口２２から入力されるＤＣの急速充電電流に対し、電流値等を調整してバッテリ２５に対する充電を制御すると共に、バッテリ２５から出力するための放電電流を制御する機能等を有している。バッテリ２５の放電電流は、例えば、モータコントローラ２６を介して駆動モータ２７へ供給され、車輪が駆動するようになっている。
【００２３】
制御装置４０は、ＡＣ電源３０から供給される利用可能な電源電流としての主幹電流α［Ａ］を複数の充電電流（例えば、モード１車両１０の平均充電電流ε［Ａ］、及びモード２車両２０の充電電流δ［Ａ］）に配分するための複数台の充電器５０−１〜５０−ｎを制御する装置である。複数台の充電器５０−１〜５０−ｎは、電力線及び信号線を有するケーブル３１を介して、ＡＣ電源３０及び制御装置４０に接続されている。
【００２４】
制御装置４０は、利用可能な主幹電流αを細かく複数台のモード１車両１０及びモード２車両２０に配分してなるべく平等に充電するための制御アルゴリズムに基づき、充電器５０−１〜５０−ｎを制御する装置であり、制御アルゴリズムにおける制御パラメータとしてモード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電に対しては、充電電流δを設定し、モード１車両１０の充電に対しては、同時に充電する車両台数を充電許可台数ζに制限し、モード１車両１０の接続台数γに対して時間をずらせた平均充電電流εの供給の切り替えを制御する機能を有している。
【００２５】
この制御装置４０は、例えば、内部のシステムバス４１を有し、このシステムバス４１により、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）４２、記憶装置４３、及び入／出力ポート（以下「Ｉ／Ｏポート」という。）４４が相互に接続されている。ＣＰＵ４２は、演算処理を行う演算回路４２ａ、ＣＰＵ４２内部を制御する制御回路４２ｂ、及びデータ等を一時記憶するレジスタ回路４２ｃ等により構成されている。記憶装置４３は、制御アルゴリズムを記憶するリード・オンリ・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）、及びワーキングデータ等を記憶するランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等により構成されている。Ｉ／Ｏポート４４は、外部との間で入／出力信号の授受を行うものである。
【００２６】
各充電器５０−１〜５０−ｎは、ＡＣ電源３０から供給される主幹電流αを平均充電電流ε及び充電電流δに配分してモード１車両１０及びモード２車両２０へ供給するものであり、充電制御回路（ＣＰＬＴ）５１、及びスイッチ５２等により構成されている。
【００２７】
充電制御回路５１は、制御装置４０により制御され、充電の対象がモード２車両２０の場合には、そのモード２車両２０内のバッテリコントローラ２４との間でデータ通信を行い、バッテリコントローラ２４に対して充電電流αの設定の指示を出す（即ち、バッテリコントローラ２４に対して「○○Ａで充電して下さい」との指示を出す）と共に、モード２車両２０のプラグイン口２１との間の電気的な接続確認を行ってスイッチ切替信号Ｓ５１を出力し、充電の対象がモード１車両１０の場合には、そのモード１車両内のバッテリコントローラ１４との間でデータ通信を行わないでスイッチ切替信号Ｓ５１を出力する回路であり、ＣＰＵ、記憶装置、及びＩ／Ｏポート等により構成されている。スイッチ５２は、充電制御回路５１から与えられるスイッチ切替信号Ｓ５１によりオン状態となり、充電電流δをモード２車両２０内の車載充電器２３へ供給し、又は平均充電電流εをモード１車両１内の車載充電器１３へ供給するものであり、電磁開閉器等により構成されている。
【００２８】
各充電器５０−１〜５０−ｎ内のスイッチ５２の出力側には、電力線及び信号線を有する充電ケーブル５５がそれぞれ接続されている。各充電ケーブル５５の端末には、モード１車両１０のプラグイン口１１又はモード２車両２０のプラグイン口２１に対して、着脱自在に接続される充電コネクタ５５ａがそれぞれ取り付けられている。
【００２９】
（実施例１の前提条件）
本実施例１の充電システムでは、次のような前提条件に基づき、動作する。
【００３０】
・接続可能な電気自動車としてのモード１車両１０及びモード２車両２０の台数（γ＋β）は、
（（α＊θ）／１６）＊２［台］
とする。
【００３１】
・モード２車両２０の充電電流δの範囲は
６．０≦δ≦１６．０
とする。
【００３２】
・モード１車両１０は、固定的に１６．０［Ａ］の平均充電電流εを使用するものとする。
【００３３】
このような前提条件に基づき、以下の（ａ）、（ｂ）のように動作する。
【００３４】
（ａ） 使用可能な電流と充電に必要な電流に余裕がある場合
次式（１）が成り立つときは、接続されている全ての車両に対して全力充電が可能である。
α＊θ≧１６＊（β＋γ）・・・（１）
従って、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εとは、
δ＝ε＝１６［Ａ］
とする。
【００３５】
（ｂ） モード１車両１０が０又は１台、その他はモード２車両２０の場合
モード１車両１０に対する充電のオン／オフ制御は行わず、モード２車両２０に対する充電電流の設定を行う。モード２車両２０に対する充電電流δは、次式（２）によって算出される。
δ＝（α＊θ−１６＊γ）／β・・・（２）
【００３６】
（実施例１の充電方法）
図３は、実施例１の充電システムにおける充電方法を示すフローチャートである。
【００３７】
本実施例１の充電システムにおける充電方法では、図１の制御装置４０内の記憶装置４３に記憶された図３に示す制御アルゴリズムに従って、制御装置４０内のＣＰＵ４２により、モード２車両２０の充電電流δ及びモード１車両１０の充電許可台数ζを算出し、モード２車両２０の充電電流の設定と、モード１車両１０の台数制限を実施する。
【００３８】
図３において、充電処理が開始されると、ステップＳ１において、制御装置４０における初期値の設定が行われる。この初期値の設定では、利用可能な電流α［Ａ］と、利用可能な電流αに対する余裕率θ［％］とが設定される。利用可能な電流αは、電力会社との契約により決まる（例えば、１００［Ａ］）。又、利用可能な電流αに対する余裕率θは、例えば、８０％とする。このような初期値の設定が行われると、ステップＳ２へ進む。
【００３９】
ステップＳ２において、ＣＰＵ４２により、新規車両の充電開始か、又は既存車両の充電完了か、が判定され、判定結果が充電開始又は充電完了であれば、ステップＳ３へ進み、判定結果が充電開始又は充電完了でなければ（即ち、既存車両の充電中であれば）、ステップＳ５へ進む。
【００４０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ４２により、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の充電許可台数ζとが算出され、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、モード２車両２０に対する充電電流δの設定が行われ、ステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ５において、制御装置４０により制御される充電器５０−１〜５０−ｎにより、モード１車両１０に対する台数制御処理が行われる。この台数制御処理では、充電器５０−１〜５０−ｎ内のスイッチ５２をオン／オフ制御して細かい時間に分割し、同時に充電するモード１車両１０を制御する処理が行われる。このステップＳ５が終了すると、ステップＳ２の処理へ戻る。
【００４２】
図４は、図３中の充電電流・台数算出のステップＳ３の処理内容を示すフローチャートである。
【００４３】
図４の充電電流・台数算出の処理では、先ず、ステップＳ１０において、現在の車両の接続台数を次のように決め、ステップＳ１１へ進む。
モード１車両１０の接続台数；γ［台］
モード２車両２０の接続台数；β［台］
【００４４】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ４２により、式（１）が成り立つか否かが判定される。
α＊θ≧１６＊（β＋γ）・・・（１）
この式（１）の左辺において、例えば、利用可能な主幹電流αが１００［Ａ］、利用可能な電流に対する余裕率θが８０［％］であるとすると、８０［Ａ］まで利用可能という計算になる。式（１）の右辺において、前記前提条件より、車両１台当たりの最大充電電流は１６［Ａ］である。そのため、式（１）が成立する場合は（ＹＥＳ）、充電コネクタ５５ａに接続されている全車両に対して全力充電が可能になるので、ステップＳ１２へ進む。
【００４５】
ステップＳ１２において、モード２車両２０の充電電流δは１６［Ａ］、モード１車両１０の充電許可台数ζはγ［台］となり、充電電流・台数算出の計算が終了する。その後、制御装置４０の制御により、充電器５０−１，・・・内の充電制御回路５１とモード２車両２０内のバッテリコントローラ２４との間でデータ通信が行われ、充電制御回路５１からバッテリコントローラ２４へ充電電流αの設定の指示が出される（即ち、バッテリコントローラ２４へ「○○Ａで充電して下さい」との指示が出される）と共に、充電器５０−１，・・・とモード２車両２０とが充電コネクタ５５ａにより安全に接続されているか否かが確認される。安全に接続されていると確認されると、充電制御回路５１からスイッチ切替信号Ｓ５１が出力されてスイッチ５２がオン状態になる。すると、モード２車両２０内のバッテリコントローラ２４にて設定された充電電流δが、ＡＣ電源３０、ケーブル３１、充電器５０−１，・・・内のオン状態のスイッチ５２、及び充電ケーブル５５を通してモード２車両２０へ供給される。モード２車両２０へ供給された充電電流δは、車載充電器２３によって所定レベルのＤＣ電流に変換され、バッテリコントローラ２４を介してバッテリ２５が充電される。
【００４６】
γ［台］のモード１車両１０に対しては、充電器５０−２，・・・内の充電制御回路５１とモード１車両１０内のバッテリコントローラ１４との間でデータ通信が行われずに、充電制御回路５１からスイッチ切替信号Ｓ５１が出力されてスイッチ５２がオン状態になる。すると、モード１車両１０内のバッテリコントローラ１４にて設定された平均充電電流ε（＝１６．０［Ａ］）が、ＡＣ電源３０、ケーブル３１、充電器５０−２，・・・内のオン状態のスイッチ５２、及び充電ケーブル５５を通してモード１車両１０へ供給される。モード１車両１０へ供給された平均充電電流εは、車載充電器１３によって所定レベルのＤＣ電流に変換され、バッテリコントローラ１４を介してバッテリ１５が充電される。
【００４７】
ステップＳ１１において、式（１）が不成立の場合は（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ＣＰＵ４２により、モード１車両１０の接続台数γが１以下（γ≦１）か否かが判定される。モード１車両１０の接続台数γが０台又は１台の場合は、モード１車両１０の台数制限を実施しないで、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ４２により、式（２）に従い、モード２車両２０の充電電流δが算出される。
δ＝（α＊θ−１６＊γ）／β・・・（２）
モード１車両１０の充電許可台数ζは、γ［台］（＝０台又は１台）である。これにより、充電電流・台数算出の計算が終了する。その後、制御装置４０の制御により、モード２車両２０に対しては、充電器５０−１，・・・内の充電制御回路５１により接続確認が行われてスイッチ５２がオン状態になり、モード２車両２０側で設定された充電電流δにより、このモード２車両２０内のバッテリ１５が充電される。モード１車両１０の接続台数が例えば１台の場合は、充電器５０−２内の充電制御回路５１により接続確認が行われずに、スイッチ５２がオン状態になり、モード１車両１０側で設定された平均充電電流δ（＝１６［Ａ］）により、このモード１車両１０内のバッテリ１５が充電される。
【００４８】
ステップＳ１３において、モード１車両１０の接続台数γが１以下（γ≦１）でない場合（即ち、２台以上の場合）は、モード１車両１０の接続の台数制限を実施するために、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ＣＰＵ４２により、複数のステップＳ１５ａ〜Ｓ１５ｃが実行される。先ず、ステップＳ１５ａにおいて、
（（α＊θ）／１６）＞β
か否かが判定され、（（α＊θ）／１６）がモード２車両２０の接続台数βよりも大きい場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１５ｂへ進む。ステップＳ１５ｂにおいて、モード１車両１０の充電許可台数ζ１が、次式により算出され、ステップＳ１６へ進む。
ζｉ＝（（α＊θ）／１６）−β
【００４９】
ステップＳ１５ａにおいて、（（α＊θ）／１６）がモード２車両２０の接続台数β以下の場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５ｃへ進み、モード１車両１０の充電許可台数ζ１＝１を初期値とし、ステップＳ１６へ進む。
【００５０】
なお、ステップＳ１５ａ〜Ｓ１５ｃからなるステップＳ１５は、これを省略して、必ず「ζ１＝１」でも良いが、高速化のために導入されている。
【００５１】
ステップＳ１６において、変数ｉ＝１に設定され、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、ＣＰＵ４２により、次式（３）、（４）に従い、モード２車両２０の充電電流δｉと、モード１車両１０の平均充電電流εｉとが算出され、ステップＳ１８へ進む。
δｉ＝（α＊θ−１６＊ζｉ）／β・・・（３）
εｉ＝１６＊ζｉ／γ・・・（４）
【００５２】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ４２により、モード１車両１０の充電許可台数ζｉが＋１加算され、
ζｉ＋１＝ζｉ＋１
ステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、ＣＰＵ４２により、式（３）、（４）を使って、次式のモード２車両２０の充電電流δｉ＋１と、モード１車両１０の平均充電電流εｉ＋１とが求められ、ステップＳ２０へ進む。
δｉ＋１＝（α＊θ−１６＊ζｉ＋１）／β
εｉ＋１＝１６＊ζｉ＋１／γ
【００５３】
ステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを選ぶために、ＣＰＵ４２により、次式（５）が成立するか否かが判定され、成立する場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２１へ進む。
｜δｉ−εｉ｜≦｜δｉ＋１−εｉ＋１｜・・・（５）
ステップＳ２１において、式（５）が成立する時のモード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の充電許可台数ζとが、
δ＝δｉ［Ａ］
ζ＝ζｉ［Ａ」
のように設定され、充電電流・台数算出の計算を終了する。その後、その時のモード２車両２０の充電電流δｉと、モード１車両１０の充電許可台数ζｉと、を用いて、制御装置４０の制御により、モード２車両２０及びモード１車両１０に対する充電が行われる。
【００５４】
ステップＳ２０において、式（５）が成立しない場合には（ＮＯ）、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、ＣＰＵ４２により、変数ｉに＋１加算され（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ１７を介してステップＳ１８へ戻り、モード１車両１０の充電許可台数ζｉの値が更新されて（ζｉ＋１＝ζｉ＋１）、再評価が行われる。
【００５５】
以上の制御アルゴリズムの処理により、制御パラメータであるモード２車両２０の充電電流δとモード１車両１０の充電許可台数ζとを得る。
【００５６】
その後、モード２車両２０に対しては、図３のステップＳ４において、充電電流δ［Ａ］で充電が実施される。更に、モード１車両１０に対しては、図３のステップＳ５において、同時に充電する車両台数をζ［台］とし、図１中のスイッチ５２を切り替えて、時間をずらしながらγ［台］へ充電が行われる。
【００５７】
（実施例１の充電方法の具体例）
図５は、実施例１の充電方法において利用可能な主幹電流αが１００［Ａ」で、充電器５０−１〜５０−ｎが１０台ある場合の具体例を示す図である。
【００５８】
図５において、横の欄はモード２車両２０の接続台数β、縦の欄はモード１車両１０の接続台数γである。更に、横の欄と縦の欄との交差箇所の欄において、上段はモード２車両２０の充電電流δ［Ａ］、下段はモード１車両１０の同時充電許可台数ζ［台］である。
【００５９】
以下の（Ｉ）、（ＩＩ）において、具体例１、２を説明する。
【００６０】
（Ｉ） 具体例１
例えば、以下のような具体例１の場合、図４のステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを求めてみる。
利用可能な主幹電流α＝１００［Ａ］
モード２車両２０の接続台数β＝３［台］
モード１車両１０の接続台数γ＝３［台］
利用可能な電流に対する余裕率θ＝８０［％］
モード１車両１０の充電許可台数ζの初期値ζ１
＝２（＝１００＊０．８／１６−３）
【００６１】
図４のステップＳ１７における式（３）、（４）の１回目の計算では、
δ１＝（α＊θ−１６＊ζ１）／β＝（８０−１６＊２）／３＝１６［Ａ］
・・・（３）
ε１＝１６＊ζ１／γ＝３２／３＝１０．６６６［Ａ］・・・（４）
｜δ１−ε１｜≒５．３３
となる。
【００６２】
図４のステップＳ２２にて変数ｉを＋１加算（ｉ＝ｉ＋１）したステップＳ１７における式（３）、（４）の２回目の計算では、
ζ２＝３
δ２＝（α＊θ−１６＊ζ２）／β＝（８０−１６＊３）／３≒１０．６６６
［Ａ］・・・（３）
ε２＝１６＊ζ２／γ＝４８／３＝１６［Ａ］・・・（４）
｜δ２−ε２｜≒５．３３
となる。
【００６３】
そのため、１回目の計算と２回目の計算とが共に、モード１車両１０の平均充電電流εとモード２車両２０の充電電流δとの差が最も少なくなるので、１回目の計算結果（δ＝１６［Ａ］、ζ＝２［台］）を選択する。この計算結果は、図５の横の欄（３台）と縦の欄（３台）との交差箇所の欄に示されている。
【００６４】
（ＩＩ） 具体例２
前記（Ｉ）の具体例１の場合と同様に、例えば、以下のような具体例２の場合、図４のステップＳ２０において、モード２車両２０の充電電流δと、モード１車両１０の平均充電電流εと、の差が最も小さくなるものを求めてみる。
利用可能な主幹電流α＝１００［Ａ］
モード２車両２０の接続台数β＝６［台］
モード１車両１０の接続台数γ＝３［台］
利用可能な電流に対する余裕率θ＝８０［％］
モード１車両１０の充電許可台数ζの初期値ζ１＝１
【００６５】
図４のステップＳ１７における式（３）、（４）の１回目の計算では、
δ１＝（α＊θ−１６＊ζ１）／β＝（８０−１６）／６≒１０．６６６
［Ａ］・・・（３）
ε１＝１６＊ζ１／γ＝ １６／３＝５．３３３［Ａ］・・・（４）
｜δ１−ε１｜≒５．３３
となる。
【００６６】
図４のステップＳ２２にて変数ｉを＋１加算（ｉ＝ｉ＋１）したステップＳ１７における式（３）、（４）の２回目の計算では、
ζ２＝２
δ２＝（α＊θ−１６＊ζ２）／β＝（８０−１６＊２）／６＝８［Ａ］
・・・（３）
ε２＝１６＊ζ２／γ＝１６＊２／３＝１０．６６６［Ａ］・・・（４）
｜δ２−ε２｜≒２．６７
となる。
【００６７】
図４のステップＳ２２にて変数ｉ＋１を＋１加算したステップＳ１７における式（３）、（４）の３回目の計算では、
ζ３＝３
δ３＝（α＊θ−１６＊ζ３）／β＝（８０−１６＊３）／６＝５．３３
［Ａ］・・・（３）
ε３＝１６＊ζ３／γ＝１６＊３／３＝１６［Ａ］・・・（４）
｜δ３−ε３｜≒１０．６７
となる。
【００６８】
そのため、２回目の計算が、モード１車両１０の平均充電電流εとモード２車両２０の充電電流δとの差が最も少なくなるので、２回目の計算結果（δ＝８［Ａ］、ζ＝２［台］）を選択する。この計算結果は、図５の横の欄（６台）と縦の欄（３台）との交差箇所の欄に示されている。
【００６９】
（実施例１の効果）
本実施例１の充電システムによれば、モード１車両１０及びモード２車両２０が混在された状況において、所定の制御アルゴリズムを実行する１台の制御装置４０の制御により、利用可能な電流を細かくモード１車両１０及びモード２車両２０に配分し、モード１車両１０及びモード２車両２０が、なるべく平等に充電できるように負荷平準化を行う。そのため、限られた電流で効果的にモード１車両１０及びモード２車両２０の充電が可能となり、充電システムの利便性が向上する。
【００７０】
（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）〜（Ｄ）のようなものがある。
【００７１】
（Ａ） 図１の充電システムにおいて、充電の対象となる電気自動車としてのモード１車両１０及びモード２車両２０のバッテリ充電の回路構成は、図示以外の構成に変更しても良い。
【００７２】
（Ｂ） 図１の充電システムにおいて、ＡＣ電源３０、制御装置４０、及び充電器５０−１〜５０−ｎの回路構成は、図示以外の構成に変更しても良い。例えば、各充電器５０−１〜５０−ｎは、共通のＡＣ電源３０に代えて、図示しない他のＡＣ電源から給電を受けるようにしても良い。又、充電器５０−１〜５０−ｎを制御装置４０内に組み込むようにしても良い。
【００７３】
（Ｃ） 図４のフローチャートにおいて、図示以外の処理ステップを付加する等の変更も可能である。
【００７４】
（Ｄ） 実施例１では、電気自動車であるモード１車両１０及びモード２車両２０を充電する充電システムについて説明したが、本発明は、電気自動車以外のバッテリを有する種々のモード１装置及びモード２装置についても適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ モード１車両
１５，２５ バッテリ
２０ モード２車両
３０ ＡＣ電源
３１ ケーブル
４０ 制御装置
５０−１〜５０−ｎ 充電器
５１ 充電制御回路
５２ スイッチ
５５ 充電ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電力を蓄積する第１の電力蓄積装置を有し、平均充電電流εを受電して前記第１の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード１装置と、
駆動電力を蓄積する第２の電力蓄積装置を有し、可変の充電電流δを受電して前記第２の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード２装置と、
に対し、電源から供給される利用可能な電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して、前記モード１装置及び前記モード２装置を充電する充電システムであって、
制御パラメータとして前記モード２装置の前記充電電流δ及び前記モード１装置の前記充電許可台数ζを算出し、前記モード２装置の充電に対しては、前記充電電流δを設定し、前記モード１装置の充電に対しては、同時に充電する装置台数を前記充電許可台数ζに制限し、前記モード１装置の接続台数γに対して時間をずらせた前記平均充電電流εの供給の切り替えを制御する制御装置を備えたことを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、所定の制御アルゴリズムに従って、前記充電電流δ及び前記充電許可台数ζを算出することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の充電システムは、
前記制御装置により制御され、前記電源から供給される前記電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して前記モード１装置及び前記モード２装置へ供給する複数台の充電器を備えたことを特徴とする充電システム。
【請求項４】
前記充電器は、
前記制御装置により制御され、充電の対象が前記モード２装置の場合には、前記モード２装置との間でデータ通信を行い、前記モード２装置に対して前記充電電流δの設定の指示を出すと共に、前記モード２装置との間の電気的な接続確認を行ってスイッチ切替信号を出力し、充電の対象が前記モード１装置の場合には、前記モード１装置との間でデータ通信を行わないで前記スイッチ切替信号を出力する充電制御回路と、
前記スイッチ切替信号によりオン状態となり、前記充電電流δを前記モード２装置へ供給し、又は前記平均充電電流εを前記モード１装置へ供給するスイッチと、
を有することを特徴とする請求項３記載の充電システム。
【請求項５】
前記電源電流は、交流電流であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記モード１装置及び前記モード２装置は、電気自動車であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１】
駆動電力を蓄積する第１の電力蓄積装置を有し、平均充電電流εを受電して前記第１の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード１装置と、
駆動電力を蓄積する第２の電力蓄積装置を有し、可変の充電電流δを受電して前記第２の電力蓄積装置を充電する１台又は複数台のモード２装置と、
に対し、電源から供給される利用可能な電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して、前記モード１装置及び前記モード２装置を充電する充電システムであって、
制御パラメータとして前記モード２装置の前記充電電流δ及び前記モード１装置の前記充電許可台数ζを算出し、前記モード２装置の充電に対しては、前記充電電流δを設定し、前記モード１装置の充電に対しては、同時に充電する装置台数を前記充電許可台数ζに制限し、前記モード１装置の接続台数γに対して時間をずらせた前記平均充電電流εの供給の切り替えを制御する制御装置を備えたことを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、所定の制御アルゴリズムに従って、前記充電電流δ及び前記充電許可台数ζを算出することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の充電システムは、
前記制御装置により制御され、前記電源から供給される前記電源電流を前記平均充電電流ε及び前記充電電流δに配分して前記モード１装置及び前記モード２装置へ供給する複数台の充電器を備えたことを特徴とする充電システム。
【請求項４】
前記充電器は、
前記制御装置により制御され、充電の対象が前記モード２装置の場合には、前記モード２装置との間でデータ通信を行い、前記モード２装置に対して前記充電電流δの設定の指示を出すと共に、前記モード２装置との間の電気的な接続確認を行ってスイッチ切替信号を出力し、充電の対象が前記モード１装置の場合には、前記モード１装置との間でデータ通信を行わないで前記スイッチ切替信号を出力する充電制御回路と、
前記スイッチ切替信号によりオン状態となり、前記充電電流δを前記モード２装置へ供給し、又は前記平均充電電流εを前記モード１装置へ供給するスイッチと、
を有することを特徴とする請求項３記載の充電システム。
【請求項５】
前記電源電流は、交流電流であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記モード１装置及び前記モード２装置は、電気自動車であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３１３１８（Ｐ２０１３−３１３１８Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６５４６（Ｐ２０１１−１６６５４６）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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