バッテリの充電システムおよび車両の充電システム
【課題】効率よく多様な充電電力を実現する。
【解決手段】充電システム４００は、複数の充電器４１０，４２０，４３０と、充電器４１０，４２０，４３０を制御するコントローラ４５０とを備える。コントローラ４５０は、バッテリの残存容量から定まる必要電力Ｐｃ［Ｗ］と充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力Ｐｒ［Ｗ］とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【解決手段】充電システム４００は、複数の充電器４１０，４２０，４３０と、充電器４１０，４２０，４３０を制御するコントローラ４５０とを備える。コントローラ４５０は、バッテリの残存容量から定まる必要電力Ｐｃ［Ｗ］と充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力Ｐｒ［Ｗ］とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充電システムおよび車両の充電システムに関し、特に、バッテリに対して電力を供給する充電器の数を変更可能な充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動モータからの駆動力で走行する電気自動車が知られている。一般的に、電気自動車には、電動モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載されている。バッテリは、たとえば充電ステーションおよび自宅などにおいて、電気自動車の外部から供給される電力により充電される。
【０００３】
充電ステーションなどの施設では、不特定多数の電気自動車のバッテリを充電する必要がある。したがって、複数のバッテリを充電する充電システムが必要である。
【０００４】
特開平９−２３３７１０号公報（特許文献１）は、交流電源を整流する充電用整流回路と、この充電用整流回路と逆並列に接続され複数に分割された蓄電池の電気量を交流電源に回生する回生用整流回路と、充電用整流回路と分割された蓄電池との間に設けられた複数の昇降圧コンバータとを備える蓄電池化成用充放電装置を開示する。この公報に記載の蓄電池化成用充放電装置によれば、各昇降圧コンバータが個別に蓄電池の充電又は放電を行うことができる。したがって、複数の蓄電池の充電と放電を同時に行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両に搭載されたバッテリは多種多様であるため、充電ステーションにおいては様々な充電電力に対応しなければならない。しかしながら、個々の充電器（たとえば昇降圧コンバータ）を、想定し得る最大の充電電力を実現可能に構成することは、そのような充電器で小さな充電電力を出力する場合もあることを考慮すると非効率である。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、効率よく多様な充電電力を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施例において、バッテリの充電システムは、複数の充電器と、複数の充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【０００９】
この構成によると、たとえば充電器の数を増やすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、定格出力電力を超える充電電力を実現できる。逆に、充電器の数を減らすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は、定格の電力を出力するため、効率良く稼動することができる。
【００１０】
別の実施例においては、電力を供給する充電器の定格出力電力の合計が必要電力以上にされる。
【００１１】
この構成によると、必要電力を満たすことができる。
さらに別の実施例においては、残存容量が大きいほど必要電力が小さくされる。
【００１２】
この構成によると、バッテリが満充電に近い状態において電力が過剰に充電されることを抑制できる。
【００１３】
さらに別の実施例においては、充電システムに複数のバッテリが接続された状態において、複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリが、残存容量が増大したバッテリから別のバッテリに変更される。
【００１４】
この構成によると、複数のバッテリを順番に充電できる。
さらに別の実施例においては、複数のバッテリのうち、残存容量が低いバッテリに優先して電力が供給される。優先して電力が供給されたバッテリの残存容量が増大すると、複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリが、優先して電力が供給されたバッテリから別のバッテリに変更される。
【００１５】
この構成によると、残存容量が低いバッテリから順番に複数のバッテリを充電できる。
さらに別の実施例においては、充電器がバッテリを放電する際、バッテリを放電する充電器の数が、充電システムに接続された機器の消費電力に応じて変更される。
【００１６】
この構成によると、たとえばバッテリを放電させる充電器の数を増やすことにより、大きな消費電力に対応できる。逆に、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さい消費電力に対応できる。
【００１７】
さらに別の実施例においては、充電システムに接続された機器の消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。
【００１８】
この構成によると、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さな消費電力に対応できる。
【００１９】
さらに別の実施例においては、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数が減らされる。
【００２０】
この構成によると、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さな消費電力に対応できる。
【００２１】
さらに別の実施例において、バッテリを搭載した車両の充電システムは、複数の充電器と、複数の充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【００２２】
この構成によると、たとえば充電器の数を増やすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、定格出力電力を超える充電電力を実現できる。逆に、充電器の数を減らすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は、定格の電力を出力するため、効率良く稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電気自動車を示す概略構成図である。
【図２】電気自動車の電気システムを示す図である。
【図３】充電システムを示す図である。
【図４】充電器を示す図である。
【図５】３つの充電器が、単一の車両に搭載されたバッテリに接続された状態を示す図である。
【図６】１つの充電器のみが、単一の車両に搭載されたバッテリに接続された状態を示す図である。
【図７】複数の車両の夫々に搭載されたバッテリが充電システムに接続された状態を示す図である。
【図８】１つのバッテリに対して電力を供給する充電器の数を「３」から「２」に変更した状態を示す図である。
【図９】１つのバッテリに対して電力を供給する充電器の数を「２」から「１」に変更した状態を示す図である。
【図１０】１つのバッテリに対して電力の供給を終了した状態を示す図である。
【図１１】バッテリを充電するためにコントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】電力を供給する充電器の数を減らすことによって充電電力を低減した場合の出力効率と、単一の充電器が出力する電力を減らすことによって充電電力を低減した場合の出力効率とを比較する図である。
【図１３】３つの充電器によって単一のバッテリを放電するときの充電システムを示す図である。
【図１４】１つの充電器によって単一のバッテリを放電するときの充電システムを示す図である。
【図１５】バッテリを放電する際にコントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
図１を参照して、電気自動車には、電動モータ１００と、バッテリ１１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０とが搭載される。電気自動車は、電動モータ１００からの駆動力により走行する。すなわち、電動モータ１００が駆動源として電気自動車に搭載される。
【００２６】
電動モータ１００は、たとえば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。電動モータ１００は、バッテリ１１０に蓄えられた電力により駆動する。電動モータ１００の駆動力は、駆動輪１３０に伝えられる。
【００２７】
電気自動車の回生制動時には、駆動輪１３０により電動モータ１００が駆動され、電動モータ１００が発電機として作動する。これにより電動モータ１００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。電動モータ１００により発電された電力は、バッテリ１１０に蓄えられる。
【００２８】
バッテリ１１０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１１０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１１０には、電動モータ１００の他、電気自動車の外部の電源から供給される電力が充電される。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、一例として電気自動車を用いるが、内燃機関などのエンジンを搭載したハイブリッド車または航続距離拡張機能付電気自動車を用いてもよい。燃料電池を搭載した燃料電池車を用いてもよい。
【００３０】
図２を参照して、電気自動車の電気システムについてさらに説明する。電気自動車には、コンバータ２００と、インバータ２１０とが設けられる。
【００３１】
コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。
【００３２】
２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１２０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
【００３３】
なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。
【００３４】
バッテリ１１０から放電された電力を電動モータ１００に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、電動モータ１００により発電された電力をバッテリ１１０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。
【００３５】
インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、電動モータ１００の各コイルの中性点とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【００３６】
インバータ２１０は、バッテリ１１０から供給される直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１００に供給する。また、インバータ２１０は、電動モータ１００により発電された交流電流を直流電流に変換する。コンバータ２００およびインバータ２１０は、ＥＣＵ１２０により制御される。
【００３７】
図３を参照して、バッテリを充電する充電ステーションについて説明する。充電ステーションには、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２と、充電器４１０，４２０，４３０と、リレー４４０と、コントローラ４５０とを備える充電システム４００が設けられる。図３においては、３つの充電器４１０，４２０，４３０を示すが、２つ、または４つ以上の充電器を設けてもよい。また、リレー４４０の数および構成は、図示するものに限定されない。
【００３８】
一例として、充電システム４００は、３台の車両のバッテリを接続可能であるように、３つのポート４７１，４７２，４７３が設けられる。なお、２台、または４台以上の車両のバッテリを接続可能であるように構成してもよい。充電システム４００、特に充電器４１０，４２０，４３０は、コントローラ４５０により制御される。
【００３９】
ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、たとえば電力会社が所有する施設（発電所、変電所など）から供給された交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能し得る。
【００４０】
充電器４１０，４２０，４３０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２とバッテリとの間に接続される。充電器４１０，４２０，４３０は、一例としてバッテリ１１４，１１６，１１８を充電するための電力を出力する。充電器４１０，４２０，４３０は、絶縁トランスを有する絶縁型充電器である。絶縁型の充電器を用いなくてもよい。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータが充電器４１０，４２０，４３０として用いられる。複数の充電器４１０，４２０，４３０の全てが、双方向インバータである。複数の充電器４１０，４２０，４３０の各々は、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止された状態においてバッテリ１１４，１１６，１１８を放電可能である。
【００４２】
図４に示すように、充電器４１０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２と、絶縁トランス４１４と、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６とを含む。
【００４３】
ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。
【００４４】
絶縁トランス４１４は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路４１２およびＤＣ／ＡＣ変換回路４１６に接続される。絶縁トランス４１４は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換してＤＣ／ＡＣ変換回路４１６へ出力する。
【００４５】
ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。充電器４１０の電流Ｉ１は、電流センサ４５１により検出され、電圧Ｖ１は、電圧センサ４６１により検出され、コントローラ４５０に入力される。
【００４６】
充電器４２０および充電器４３０は、充電器４１０と同様の構成を備えるため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。本実施の形態おいて、３つの充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電圧Ｐｒ［Ｗ］は同じである。
【００４７】
図５を参照して、リレー４４０は、充電器４１０，４２０，４３０の各々に接続されるバッテリを切り替える。一例として、図５に示す状態では、全ての充電器４１０，４２０，４３０が、単一の車両に搭載されたバッテリ１４０に接続される。この状態では、全ての充電器４１０，４２０，４３０が、単一のバッテリ１４０に対して電力を供給する。したがって、電力を供給する充電器の数は「３」である。図６に示す状態では、充電器４１０のみに、バッテリ１４０が接続される。この状態では、充電器４１０のみが、単一のバッテリ１４０に対して電力を供給する。したがって、電力を供給する充電器の数は「１」である。各充電器４１０，４２０，４３０は、出力電力が定格出力電力になるように稼動する。
【００４８】
本実施の形態において、コントローラ４５０は、バッテリの残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）から定まる必要電力と充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【００４９】
バッテリの残存容量は、充電システム４００に接続された車両の電池情報監視ユニット１２２から、有線または無線によりコントローラ４５０に通知される。その他、コントローラ４５０は、電池情報監視ユニット１２２から、車両に搭載されたバッテリの残存容量に対する充電電流の特性を示すデータ、ならびに残存容量に対する電圧の特性を示すデータを取得する。これらの特性ならびに取得した残存容量に基づき、コントローラ４５０は、充電システム４００に接続されたバッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃ［Ｗ］を算出する。必要電力Ｐｃは、残存容量が大きいほど小さくされる。なお、コントローラ４５０が必要電力Ｐｃを算出する代わりに、各車両の電池情報監視ユニット１２２が必要電力Ｐｃを算出し、コントローラ４５０に通知するようにしてもよい。
【００５０】
電力を供給する充電器の数Ｍは、充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力Ｐｒ［Ｗ］の合計が必要電力Ｐｃ以上になるように定められる。より具体的には、充電システム４００に設けられた充電器の数を「Ｎ（本実施の形態においては「３」）」とし、
〔数１〕
Ｐｃ≦Ｐｒ×Ｎ・・・（１）
である場合、
〔数２〕
Ｐｒ×（Ｍ−１）＜Ｐｃ≦Ｐｒ×Ｍ・・・（２）
を満たす「Ｍ」が、電力を供給する充電器の数として定められる。ただし、
〔数３〕
Ｐｃ＞Ｐｒ×Ｎ・・・（３）
である場合、
Ｍ＝Ｎである。したがって、本実施の形態においては、Ｍ＝３である。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、図７に示すように複数の車両の夫々に搭載されたバッテリ１４１，１４２，１４３が充電システム４００に接続された場合、コントローラ４５０は、充電器４１０，４２０，４３０に、残存容量が低いバッテリに優先して電力を供給させる。図７に示す例において、バッテリ１４１、バッテリ１４２、バッテリ１４３の順に残存容量が低いと想定すると、バッテリ１４１に優先して電力が供給される。図７中の斜線で示す領域が各バッテリの残存容量を表す。
【００５２】
一例として、バッテリ１４１の充電に必要な必要電力Ｐｃ＞定格出力電力Ｐｒ×３であると想定する。したがって、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ１４１に接続され、バッテリ１４１のみに全ての充電器４１０，４２０，４３０から電力が供給される。
【００５３】
その後、図８に示すように、Ｐｒ×１＜Ｐｃ≦Ｐｒ×２となる値５０１まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、コントローラ４５０は、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、優先して電力が供給されたバッテリ１４１から別のバッテリに変更する。図８に示す例では、充電器４３０が電力を供給するバッテリが、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更される。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「３」から「２」に変更される。
【００５４】
さらにその後、図９に示すように、Ｐｒ×０＜Ｐｃ≦Ｐｒ×１となる値５０２まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、コントローラ４５０は、さらに、充電器４２０が電力を供給するバッテリを、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更する。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「２」から「１」に変更される。一方、バッテリ１４２に電力を供給する充電器の数が「１」から「２」に変更される。
【００５５】
さらにその後、図１０に示すように、Ｐｃ＝０となる値５０３まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、バッテリ１４１への充電を完了すべく、コントローラ４５０は、充電器４１０が電力を供給するバッテリを、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更する。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「１」から「０」に変更される。
【００５６】
また、図１０に示す状態では、Ｐｒ×１＜Ｐｃ≦Ｐｒ×２となる値５０１まで、バッテリ１４２の残存容量が増大しているため、バッテリ１４２に電力を供給する充電器の数を「２」のままにすべく、充電器４３０が電力を供給するバッテリが、バッテリ１４２からバッテリ１４３に変更されている。一方、バッテリ１４３に電力を供給する充電器の数が「０」から「１」に変更される。したがって、バッテリ１４３への充電が開始される。以降、バッテリ１４２ならびにバッテリ１４３の充電が停止されるまで、同様の動作が繰り返される。
【００５７】
図１１を参照して、バッテリを充電するためにコントローラ４５０が実行する処理について説明する。
【００５８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリの残存容量に対する充電電流の特性を示すデータ、ならびに残存容量に対する電圧の特性を示すデータが取得される。
【００５９】
その後、Ｓ１０２にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリの残存容量が取得され、Ｓ１０４にて、バッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃが算出される。必要電力Ｐｃが算出されると、Ｓ１０６にて、バッテリに電力を供給する充電器の数が決定され、Ｓ１０８にて、決定された数の充電器を用いてバッテリが充電される。
【００６０】
バッテリの残存容量が増大し、バッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃが減少するにともなって、電力を供給する充電器を減らすことにより、定格出力電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は定格出力電力を出力するときに出力効率が最も良くなり、出力電力が定格出力電力よりも小さくなるほど出力効率が低下するという特性を有するため、図１２に示すように、稼動する充電器に定格出力電力を出力させつつ、稼動する充電器の数を減らしながら、バッテリを充電することにより、たとえば上記した充電器４１０，４２０，４３０よりも大きな定格出力電力を有する単一の充電器の出力電力を定格出力電力よりも減少させながらバッテリを充電する場合に比べて、充電システムの全体的な出力効率を良くできる。すなわち、充電器の出力が定格出力電力よりも小さくなるにつれ、その出力効率は減少するものの、電力を供給する充電器の数を減らし、稼動する充電器から定格出力電力を出力させることによって、バッテリに供給される総電力を減少させつつ、高い出力効率を維持できる。
【００６１】
以下、図１３を参照して、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリ６００を放電する場合について説明する。充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリ６００を放電する場合、図１３に示すように、まず、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ６００に接続されるとともに、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ６００を放電するように稼動する。バッテリ６００が放電した電力は、充電システム４００に負荷として接続された、テレビおよび電子調理器具などの電気機器７００に供給される。
【００６２】
コントローラ４５０は、電圧センサ（図示せず）および電流センサ（図示せず）を用いて検出された、各充電器４１０，４２０，４３０の電流および電圧と、バッテリ６００の放電時間とから、電気機器７００の消費電力量（電力と放電時間の積）を監視し、消費電力（消費電力量を放電時間で除算した値）に応じて、バッテリ６００を放電する充電器の数を変更する。一例として、電気機器７００の消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。図１４に示す例では、バッテリ６００を放電する充電器の数が「３」から「１」に変更される。したがって、充電器４１０のみがバッテリ６００に接続され、バッテリ６００を放電する。充電器４２０，４３０は停止される。なお、その後消費電力が増大するに伴って、バッテリ６００を放電する充電器の数を増やすようにしてもよい。
【００６３】
図１５を参照して、バッテリを放電するためにコントローラ４５０が実行する処理について説明する。
【００６４】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）２００にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリを放電するように、充電システム４００の全ての充電器が稼動する。その後、Ｓ２０２にて、消費電力量から消費電力が算出され、Ｓ２０４にて、消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。
【００６５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 電動モータ、１１０，１１４，１１６，１１８，１４０，１４１，１４２，１４３，６００ バッテリ、１２０ ＥＣＵ、１２２ 電池情報監視ユニット、１３０ 駆動輪、２００ コンバータ、２１０ インバータ、４００ 充電システム、４０２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、４１０，４２０，４３０ 充電器、４１２，４１６ ＤＣ／ＡＣ変換回路、４１４ 絶縁トランス、４４０ リレー、４５０ コントローラ、４５１ 電流センサ、４６１ 電圧センサ、４７１，４７２，４７３ ポート、７００ 電気機器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充電システムおよび車両の充電システムに関し、特に、バッテリに対して電力を供給する充電器の数を変更可能な充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動モータからの駆動力で走行する電気自動車が知られている。一般的に、電気自動車には、電動モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載されている。バッテリは、たとえば充電ステーションおよび自宅などにおいて、電気自動車の外部から供給される電力により充電される。
【０００３】
充電ステーションなどの施設では、不特定多数の電気自動車のバッテリを充電する必要がある。したがって、複数のバッテリを充電する充電システムが必要である。
【０００４】
特開平９−２３３７１０号公報（特許文献１）は、交流電源を整流する充電用整流回路と、この充電用整流回路と逆並列に接続され複数に分割された蓄電池の電気量を交流電源に回生する回生用整流回路と、充電用整流回路と分割された蓄電池との間に設けられた複数の昇降圧コンバータとを備える蓄電池化成用充放電装置を開示する。この公報に記載の蓄電池化成用充放電装置によれば、各昇降圧コンバータが個別に蓄電池の充電又は放電を行うことができる。したがって、複数の蓄電池の充電と放電を同時に行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両に搭載されたバッテリは多種多様であるため、充電ステーションにおいては様々な充電電力に対応しなければならない。しかしながら、個々の充電器（たとえば昇降圧コンバータ）を、想定し得る最大の充電電力を実現可能に構成することは、そのような充電器で小さな充電電力を出力する場合もあることを考慮すると非効率である。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、効率よく多様な充電電力を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施例において、バッテリの充電システムは、複数の充電器と、複数の充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【０００９】
この構成によると、たとえば充電器の数を増やすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、定格出力電力を超える充電電力を実現できる。逆に、充電器の数を減らすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は、定格の電力を出力するため、効率良く稼動することができる。
【００１０】
別の実施例においては、電力を供給する充電器の定格出力電力の合計が必要電力以上にされる。
【００１１】
この構成によると、必要電力を満たすことができる。
さらに別の実施例においては、残存容量が大きいほど必要電力が小さくされる。
【００１２】
この構成によると、バッテリが満充電に近い状態において電力が過剰に充電されることを抑制できる。
【００１３】
さらに別の実施例においては、充電システムに複数のバッテリが接続された状態において、複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリが、残存容量が増大したバッテリから別のバッテリに変更される。
【００１４】
この構成によると、複数のバッテリを順番に充電できる。
さらに別の実施例においては、複数のバッテリのうち、残存容量が低いバッテリに優先して電力が供給される。優先して電力が供給されたバッテリの残存容量が増大すると、複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリが、優先して電力が供給されたバッテリから別のバッテリに変更される。
【００１５】
この構成によると、残存容量が低いバッテリから順番に複数のバッテリを充電できる。
さらに別の実施例においては、充電器がバッテリを放電する際、バッテリを放電する充電器の数が、充電システムに接続された機器の消費電力に応じて変更される。
【００１６】
この構成によると、たとえばバッテリを放電させる充電器の数を増やすことにより、大きな消費電力に対応できる。逆に、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さい消費電力に対応できる。
【００１７】
さらに別の実施例においては、充電システムに接続された機器の消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。
【００１８】
この構成によると、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さな消費電力に対応できる。
【００１９】
さらに別の実施例においては、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数が減らされる。
【００２０】
この構成によると、バッテリを放電させる充電器の数を減らすことにより、小さな消費電力に対応できる。
【００２１】
さらに別の実施例において、バッテリを搭載した車両の充電システムは、複数の充電器と、複数の充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、バッテリの残存容量から定まる必要電力と充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【００２２】
この構成によると、たとえば充電器の数を増やすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、定格出力電力を超える充電電力を実現できる。逆に、充電器の数を減らすことにより、定格の電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は、定格の電力を出力するため、効率良く稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電気自動車を示す概略構成図である。
【図２】電気自動車の電気システムを示す図である。
【図３】充電システムを示す図である。
【図４】充電器を示す図である。
【図５】３つの充電器が、単一の車両に搭載されたバッテリに接続された状態を示す図である。
【図６】１つの充電器のみが、単一の車両に搭載されたバッテリに接続された状態を示す図である。
【図７】複数の車両の夫々に搭載されたバッテリが充電システムに接続された状態を示す図である。
【図８】１つのバッテリに対して電力を供給する充電器の数を「３」から「２」に変更した状態を示す図である。
【図９】１つのバッテリに対して電力を供給する充電器の数を「２」から「１」に変更した状態を示す図である。
【図１０】１つのバッテリに対して電力の供給を終了した状態を示す図である。
【図１１】バッテリを充電するためにコントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】電力を供給する充電器の数を減らすことによって充電電力を低減した場合の出力効率と、単一の充電器が出力する電力を減らすことによって充電電力を低減した場合の出力効率とを比較する図である。
【図１３】３つの充電器によって単一のバッテリを放電するときの充電システムを示す図である。
【図１４】１つの充電器によって単一のバッテリを放電するときの充電システムを示す図である。
【図１５】バッテリを放電する際にコントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
図１を参照して、電気自動車には、電動モータ１００と、バッテリ１１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０とが搭載される。電気自動車は、電動モータ１００からの駆動力により走行する。すなわち、電動モータ１００が駆動源として電気自動車に搭載される。
【００２６】
電動モータ１００は、たとえば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。電動モータ１００は、バッテリ１１０に蓄えられた電力により駆動する。電動モータ１００の駆動力は、駆動輪１３０に伝えられる。
【００２７】
電気自動車の回生制動時には、駆動輪１３０により電動モータ１００が駆動され、電動モータ１００が発電機として作動する。これにより電動モータ１００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。電動モータ１００により発電された電力は、バッテリ１１０に蓄えられる。
【００２８】
バッテリ１１０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１１０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１１０には、電動モータ１００の他、電気自動車の外部の電源から供給される電力が充電される。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、一例として電気自動車を用いるが、内燃機関などのエンジンを搭載したハイブリッド車または航続距離拡張機能付電気自動車を用いてもよい。燃料電池を搭載した燃料電池車を用いてもよい。
【００３０】
図２を参照して、電気自動車の電気システムについてさらに説明する。電気自動車には、コンバータ２００と、インバータ２１０とが設けられる。
【００３１】
コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。
【００３２】
２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１２０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
【００３３】
なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。
【００３４】
バッテリ１１０から放電された電力を電動モータ１００に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、電動モータ１００により発電された電力をバッテリ１１０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。
【００３５】
インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、電動モータ１００の各コイルの中性点とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【００３６】
インバータ２１０は、バッテリ１１０から供給される直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１００に供給する。また、インバータ２１０は、電動モータ１００により発電された交流電流を直流電流に変換する。コンバータ２００およびインバータ２１０は、ＥＣＵ１２０により制御される。
【００３７】
図３を参照して、バッテリを充電する充電ステーションについて説明する。充電ステーションには、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２と、充電器４１０，４２０，４３０と、リレー４４０と、コントローラ４５０とを備える充電システム４００が設けられる。図３においては、３つの充電器４１０，４２０，４３０を示すが、２つ、または４つ以上の充電器を設けてもよい。また、リレー４４０の数および構成は、図示するものに限定されない。
【００３８】
一例として、充電システム４００は、３台の車両のバッテリを接続可能であるように、３つのポート４７１，４７２，４７３が設けられる。なお、２台、または４台以上の車両のバッテリを接続可能であるように構成してもよい。充電システム４００、特に充電器４１０，４２０，４３０は、コントローラ４５０により制御される。
【００３９】
ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、たとえば電力会社が所有する施設（発電所、変電所など）から供給された交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能し得る。
【００４０】
充電器４１０，４２０，４３０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２とバッテリとの間に接続される。充電器４１０，４２０，４３０は、一例としてバッテリ１１４，１１６，１１８を充電するための電力を出力する。充電器４１０，４２０，４３０は、絶縁トランスを有する絶縁型充電器である。絶縁型の充電器を用いなくてもよい。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータが充電器４１０，４２０，４３０として用いられる。複数の充電器４１０，４２０，４３０の全てが、双方向インバータである。複数の充電器４１０，４２０，４３０の各々は、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止された状態においてバッテリ１１４，１１６，１１８を放電可能である。
【００４２】
図４に示すように、充電器４１０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２と、絶縁トランス４１４と、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６とを含む。
【００４３】
ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。
【００４４】
絶縁トランス４１４は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路４１２およびＤＣ／ＡＣ変換回路４１６に接続される。絶縁トランス４１４は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換してＤＣ／ＡＣ変換回路４１６へ出力する。
【００４５】
ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。充電器４１０の電流Ｉ１は、電流センサ４５１により検出され、電圧Ｖ１は、電圧センサ４６１により検出され、コントローラ４５０に入力される。
【００４６】
充電器４２０および充電器４３０は、充電器４１０と同様の構成を備えるため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。本実施の形態おいて、３つの充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電圧Ｐｒ［Ｗ］は同じである。
【００４７】
図５を参照して、リレー４４０は、充電器４１０，４２０，４３０の各々に接続されるバッテリを切り替える。一例として、図５に示す状態では、全ての充電器４１０，４２０，４３０が、単一の車両に搭載されたバッテリ１４０に接続される。この状態では、全ての充電器４１０，４２０，４３０が、単一のバッテリ１４０に対して電力を供給する。したがって、電力を供給する充電器の数は「３」である。図６に示す状態では、充電器４１０のみに、バッテリ１４０が接続される。この状態では、充電器４１０のみが、単一のバッテリ１４０に対して電力を供給する。したがって、電力を供給する充電器の数は「１」である。各充電器４１０，４２０，４３０は、出力電力が定格出力電力になるように稼動する。
【００４８】
本実施の形態において、コントローラ４５０は、バッテリの残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）から定まる必要電力と充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する。
【００４９】
バッテリの残存容量は、充電システム４００に接続された車両の電池情報監視ユニット１２２から、有線または無線によりコントローラ４５０に通知される。その他、コントローラ４５０は、電池情報監視ユニット１２２から、車両に搭載されたバッテリの残存容量に対する充電電流の特性を示すデータ、ならびに残存容量に対する電圧の特性を示すデータを取得する。これらの特性ならびに取得した残存容量に基づき、コントローラ４５０は、充電システム４００に接続されたバッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃ［Ｗ］を算出する。必要電力Ｐｃは、残存容量が大きいほど小さくされる。なお、コントローラ４５０が必要電力Ｐｃを算出する代わりに、各車両の電池情報監視ユニット１２２が必要電力Ｐｃを算出し、コントローラ４５０に通知するようにしてもよい。
【００５０】
電力を供給する充電器の数Ｍは、充電器４１０，４２０，４３０の定格出力電力Ｐｒ［Ｗ］の合計が必要電力Ｐｃ以上になるように定められる。より具体的には、充電システム４００に設けられた充電器の数を「Ｎ（本実施の形態においては「３」）」とし、
〔数１〕
Ｐｃ≦Ｐｒ×Ｎ・・・（１）
である場合、
〔数２〕
Ｐｒ×（Ｍ−１）＜Ｐｃ≦Ｐｒ×Ｍ・・・（２）
を満たす「Ｍ」が、電力を供給する充電器の数として定められる。ただし、
〔数３〕
Ｐｃ＞Ｐｒ×Ｎ・・・（３）
である場合、
Ｍ＝Ｎである。したがって、本実施の形態においては、Ｍ＝３である。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、図７に示すように複数の車両の夫々に搭載されたバッテリ１４１，１４２，１４３が充電システム４００に接続された場合、コントローラ４５０は、充電器４１０，４２０，４３０に、残存容量が低いバッテリに優先して電力を供給させる。図７に示す例において、バッテリ１４１、バッテリ１４２、バッテリ１４３の順に残存容量が低いと想定すると、バッテリ１４１に優先して電力が供給される。図７中の斜線で示す領域が各バッテリの残存容量を表す。
【００５２】
一例として、バッテリ１４１の充電に必要な必要電力Ｐｃ＞定格出力電力Ｐｒ×３であると想定する。したがって、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ１４１に接続され、バッテリ１４１のみに全ての充電器４１０，４２０，４３０から電力が供給される。
【００５３】
その後、図８に示すように、Ｐｒ×１＜Ｐｃ≦Ｐｒ×２となる値５０１まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、コントローラ４５０は、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、優先して電力が供給されたバッテリ１４１から別のバッテリに変更する。図８に示す例では、充電器４３０が電力を供給するバッテリが、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更される。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「３」から「２」に変更される。
【００５４】
さらにその後、図９に示すように、Ｐｒ×０＜Ｐｃ≦Ｐｒ×１となる値５０２まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、コントローラ４５０は、さらに、充電器４２０が電力を供給するバッテリを、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更する。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「２」から「１」に変更される。一方、バッテリ１４２に電力を供給する充電器の数が「１」から「２」に変更される。
【００５５】
さらにその後、図１０に示すように、Ｐｃ＝０となる値５０３まで、優先して電力が供給されたバッテリ１４１の残存容量が増大すると、バッテリ１４１への充電を完了すべく、コントローラ４５０は、充電器４１０が電力を供給するバッテリを、バッテリ１４１からバッテリ１４２に変更する。その結果、バッテリ１４１に電力を供給する充電器の数が「１」から「０」に変更される。
【００５６】
また、図１０に示す状態では、Ｐｒ×１＜Ｐｃ≦Ｐｒ×２となる値５０１まで、バッテリ１４２の残存容量が増大しているため、バッテリ１４２に電力を供給する充電器の数を「２」のままにすべく、充電器４３０が電力を供給するバッテリが、バッテリ１４２からバッテリ１４３に変更されている。一方、バッテリ１４３に電力を供給する充電器の数が「０」から「１」に変更される。したがって、バッテリ１４３への充電が開始される。以降、バッテリ１４２ならびにバッテリ１４３の充電が停止されるまで、同様の動作が繰り返される。
【００５７】
図１１を参照して、バッテリを充電するためにコントローラ４５０が実行する処理について説明する。
【００５８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリの残存容量に対する充電電流の特性を示すデータ、ならびに残存容量に対する電圧の特性を示すデータが取得される。
【００５９】
その後、Ｓ１０２にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリの残存容量が取得され、Ｓ１０４にて、バッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃが算出される。必要電力Ｐｃが算出されると、Ｓ１０６にて、バッテリに電力を供給する充電器の数が決定され、Ｓ１０８にて、決定された数の充電器を用いてバッテリが充電される。
【００６０】
バッテリの残存容量が増大し、バッテリの充電に必要な必要電力Ｐｃが減少するにともなって、電力を供給する充電器を減らすことにより、定格出力電力を充電器に出力させながら、小さい充電電力を実現できる。充電器は定格出力電力を出力するときに出力効率が最も良くなり、出力電力が定格出力電力よりも小さくなるほど出力効率が低下するという特性を有するため、図１２に示すように、稼動する充電器に定格出力電力を出力させつつ、稼動する充電器の数を減らしながら、バッテリを充電することにより、たとえば上記した充電器４１０，４２０，４３０よりも大きな定格出力電力を有する単一の充電器の出力電力を定格出力電力よりも減少させながらバッテリを充電する場合に比べて、充電システムの全体的な出力効率を良くできる。すなわち、充電器の出力が定格出力電力よりも小さくなるにつれ、その出力効率は減少するものの、電力を供給する充電器の数を減らし、稼動する充電器から定格出力電力を出力させることによって、バッテリに供給される総電力を減少させつつ、高い出力効率を維持できる。
【００６１】
以下、図１３を参照して、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリ６００を放電する場合について説明する。充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリ６００を放電する場合、図１３に示すように、まず、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ６００に接続されるとともに、全ての充電器４１０，４２０，４３０がバッテリ６００を放電するように稼動する。バッテリ６００が放電した電力は、充電システム４００に負荷として接続された、テレビおよび電子調理器具などの電気機器７００に供給される。
【００６２】
コントローラ４５０は、電圧センサ（図示せず）および電流センサ（図示せず）を用いて検出された、各充電器４１０，４２０，４３０の電流および電圧と、バッテリ６００の放電時間とから、電気機器７００の消費電力量（電力と放電時間の積）を監視し、消費電力（消費電力量を放電時間で除算した値）に応じて、バッテリ６００を放電する充電器の数を変更する。一例として、電気機器７００の消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。図１４に示す例では、バッテリ６００を放電する充電器の数が「３」から「１」に変更される。したがって、充電器４１０のみがバッテリ６００に接続され、バッテリ６００を放電する。充電器４２０，４３０は停止される。なお、その後消費電力が増大するに伴って、バッテリ６００を放電する充電器の数を増やすようにしてもよい。
【００６３】
図１５を参照して、バッテリを放電するためにコントローラ４５０が実行する処理について説明する。
【００６４】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）２００にて、充電システム４００に接続された車両に搭載されたバッテリを放電するように、充電システム４００の全ての充電器が稼動する。その後、Ｓ２０２にて、消費電力量から消費電力が算出され、Ｓ２０４にて、消費電力が小さいほど、バッテリを放電する充電器の数が減らされる。
【００６５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 電動モータ、１１０，１１４，１１６，１１８，１４０，１４１，１４２，１４３，６００ バッテリ、１２０ ＥＣＵ、１２２ 電池情報監視ユニット、１３０ 駆動輪、２００ コンバータ、２１０ インバータ、４００ 充電システム、４０２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、４１０，４２０，４３０ 充電器、４１２，４１６ ＤＣ／ＡＣ変換回路、４１４ 絶縁トランス、４４０ リレー、４５０ コントローラ、４５１ 電流センサ、４６１ 電圧センサ、４７１，４７２，４７３ ポート、７００ 電気機器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの充電システムであって、
複数の充電器と、
前記複数の充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する、バッテリの充電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、電力を供給する充電器の定格出力電力の合計が前記必要電力以上にされる、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項３】
残存容量が大きいほど前記必要電力が小さくされる、請求項２に記載のバッテリの充電システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記充電システムに複数のバッテリが接続された状態において、前記複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、残存容量が増大したバッテリから別のバッテリに変更する、請求項３に記載のバッテリの充電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記複数のバッテリのうち、残存容量が低いバッテリに優先して電力を供給させ、
前記優先して電力が供給されたバッテリの残存容量が増大すると、前記複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、前記優先して電力が供給されたバッテリから別のバッテリに変更する、請求項４に記載のバッテリの充電システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記充電器が前記バッテリを放電する際、前記バッテリを放電する充電器の数を、前記充電システムに接続された機器の消費電力に応じて変更する、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記充電システムに接続された機器の消費電力が小さいほど、前記バッテリを放電する充電器の数を減らす、請求項６に記載のバッテリの充電システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を減らす、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項９】
バッテリを搭載した車両の充電システムであって、
複数の充電器と、
前記複数の充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する、車両の充電システム。
【請求項１】
バッテリの充電システムであって、
複数の充電器と、
前記複数の充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する、バッテリの充電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、電力を供給する充電器の定格出力電力の合計が前記必要電力以上にされる、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項３】
残存容量が大きいほど前記必要電力が小さくされる、請求項２に記載のバッテリの充電システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記充電システムに複数のバッテリが接続された状態において、前記複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、残存容量が増大したバッテリから別のバッテリに変更する、請求項３に記載のバッテリの充電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記複数のバッテリのうち、残存容量が低いバッテリに優先して電力を供給させ、
前記優先して電力が供給されたバッテリの残存容量が増大すると、前記複数の充電器のうちの少なくともいずれか１つの充電器が電力を供給するバッテリを、前記優先して電力が供給されたバッテリから別のバッテリに変更する、請求項４に記載のバッテリの充電システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記充電器が前記バッテリを放電する際、前記バッテリを放電する充電器の数を、前記充電システムに接続された機器の消費電力に応じて変更する、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記充電システムに接続された機器の消費電力が小さいほど、前記バッテリを放電する充電器の数を減らす、請求項６に記載のバッテリの充電システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を減らす、請求項１に記載のバッテリの充電システム。
【請求項９】
バッテリを搭載した車両の充電システムであって、
複数の充電器と、
前記複数の充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記バッテリの残存容量から定まる必要電力と前記充電器の定格出力電力とに応じて、電力を供給する充電器の数を変更する、車両の充電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２７２３６（Ｐ２０１３−２７２３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２０６３（Ｐ２０１１−１６２０６３）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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