車両充電装置
【課題】交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止する車両充電装置を提供する。
【解決手段】交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、変換部各々の出力端子各々を接続して変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する電力供給部と、車両に充電する電力を出力可能であり、かつ変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部を選択し、選択した変換部を駆動させる制御部と、を備える車両充電装置である。
【解決手段】交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、変換部各々の出力端子各々を接続して変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する電力供給部と、車両に充電する電力を出力可能であり、かつ変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部を選択し、選択した変換部を駆動させる制御部と、を備える車両充電装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両充電装置を用いて電気自動車やハイブリッド自動車を急速充電する場合は、交流を直流に変換する変換効率が重要になる。例えば、入力電力５０ｋＷで出力電力が４５ｋＷの場合、変換効率は９０％となる。また、最大出力電力に対して出力する電力が小さいほど変換効率は悪くなる傾向にある。
【０００３】
例えば、オン状態とオフ状態との状態を切り替える電源ユニットを複数備える電源装置が知られている。この電源装置の各電源ユニットは、その電源ユニットの出力電力を生成するために消費される電力に対するその出力電力の比である電源効率の、その電源ユニットの出力電力に対する特性が異なる複数の駆動モードのいずれか１つの駆動モードにより駆動されるように構成される。また、電源装置は電源ユニットの出力電力に基づいて、その電源ユニットの駆動モードを複数の駆動モードのいずれか１つに設定する。その結果、各電源ユニットの出力電力のバラつきが緩和され、電源装置としての出力電力によって電源効率が過度に低下することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４０１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止する車両充電装置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】
【０００６】
本発明の態様のひとつである車両充電装置は、電力供給部、制御部を備えている。電力供給部は、交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、上記変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、上記変換部各々の出力端子各々を接続して上記変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する。
【０００７】
制御部は、車両に充電する電力を出力可能であり、かつ上記変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる上記変換部を選択し、選択した上記変換部を駆動させる。
【発明の効果】
【０００８】
実施の態様によれば、交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の車両充電装置と車両の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１の車両充電装置１の一実施例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１における車両充電装置１の動作の一実施例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１の判定テーブルのデータ構造の一実施例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２における車両充電装置１の動作の一実施例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態２の変換部使用テーブルのデータ構造の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
実施形態１について説明する。
図１は、車両充電装置と車両の一実施例を示す図である。車両充電装置１は、電力供給部３、検出部４、制御部５、記録部６、通信部７などを備えている。
【００１１】
電力供給部３は、交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、変換部各々の出力端子各々を接続して変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する。電力供給部３の詳細については後述する。
【００１２】
検出部４は、車両２に電力を供給する給電ケーブル１１の電力を計測するために設けられる電圧計などである。検出部４は、電圧計で計測した電圧値を制御部５に送信する。なお、検出部４により計測される電圧値は、車両２のバッテリ８の電圧値に近似した値である。
【００１３】
制御部５は、充電電力指令値の示す電力以上の電力を出力可能であり、かつ変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部を選択し、選択した変換部だけを駆動させる指示を、選択した変換部に通知する。制御部５は車両充電装置１の各部を制御する。変換効率は（出力電力／入力電力）で表すことができる。例えば、入力電力５０ｋＷで出力電力が４５ｋＷの場合、変換効率は９０％となる。また、最大出力電力に対して出力する電力が小さいほど変換効率は悪くなる傾向にある。例えば、最大出力電力が５０ｋＷの変換部の場合に、稼働率が１００％のときには変換効率は９０％で出力電力が４５ｋＷになるが、稼働率が２０％のときには変換効率は９０％より低下する傾向にある。例えば、変換効率が８０％になる。また、制御部５はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。制御部５の動作については後述する。
【００１４】
記録部６は、制御部５が実行するプログラムやデータが記録されている。また、記録部はRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
【００１５】
通信部７は、送信部と受信部を有している。通信部７の受信部は、車両２の通信部１０と通信をして、車両２のバッテリ８の充電状態を示す情報や車両２から充電を許可する情報などを、信号ケーブル１２を介して取得する。充電状態を示す情報は、例えば、チャデモ規格の場合であれば充電電流指令値などである。その後、通信部７は充電状態を示す情報を制御部５に送信する。通信方式として、Controller Area Network（ＣＡＮ）などが考えられる。
【００１６】
車両２は、バッテリ８、制御部９、通信部１０などを備えている。本例では便宜上バッテリ８、制御部９、通信部１０だけを示している。車両２は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などが考えられる。バッテリ８は、給電ケーブル１１を介して直流電力が充電される。なお、バッテリ８として、例えば、リチウムバッテリなどが考えられる。
【００１７】
制御部９は処理部と記録部を有し、処理部は車両２の各部を制御する。処理部は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。記録部は、処理部が実行するプログラムやデータが記録されている。また、記録部はRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
【００１８】
通信部１０は、車両充電装置１の通信部７と通信をして、車両２のバッテリ８の充電状態を示す情報などを、車両充電装置１の通信部７に送信する。充電状態を示す情報は、例えば、チャデモ規格の場合であれば充電電流指令値などである。通信方式として、Controller Area Network（ＣＡＮ）などが考えられる。
【００１９】
電力供給部３、制御部５、記録部６について説明する。
図２は、電力供給部、制御部、記録部の一実施例を示すブロック図である。
電力供給部３は、例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを有している。変換部２１各々は、系統電力（交流電力）を所定の電圧値の直流電力に変換するコンバータである。例えば、変換部２１として交流−直流変換器（ＡＣ−ＤＣ変換器）などが考えられる。本例では、５つの変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが記載されているが、５つに限定されるものではない。変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのそれぞれの入力端子には系統電力が供給される。本例では、３相ＡＣ２００Ｖが供給される。ただし、供給される系統電力は３相ＡＣ２００Ｖに限定されるものではない。さらに、変換部２１各々は出力電力や変換効率が異なる種類の変換部を用いてもよい。
【００２０】
また、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々には、後述する制御部５から出力される充電電力指令値を受信する端子が設けられている。充電電力指令値は、例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを選択するための信号であり、変換部２１を駆動させる信号である。例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々の出力電力に対応するパルス幅の信号を出力する信号などが考えられる。
【００２１】
次に、変換部２１が充電電力指令値を受信すると選択されたことを示す情報を受信した変換部２１は、駆動することができる状態になる。選択されていない変換部２１は駆動できない状態になる。変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのそれぞれの出力端子には系統電力が変換された直流電力が出力される。出力端子各々は給電ケーブル１１と接続されており、変換部２１から出力される直流電力は合成される。
【００２２】
制御部５は判定部２２を有している。判定部２２は、検出部４で計測した電圧値と、通信部７を介して受信した充電電流指令値とを取得して、充電に使用する充電電力を求める。ただし、判定部２２が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではなく、充電電力が求められればよい。次に、制御部５は求めた充電電力に対応する電力を出力可能な変換部を選択し、選択した変換部に、例えば、充電電力指令値を送信する。
【００２３】
制御部５、記録部６の動作について説明する。
図３は、車両充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ１では、制御部５が車両２への充電許可を示す情報と車両２に供給する電流量を示す充電電流指令値とを、通信部７から受信する。また、制御部５は検出部４から計測値として電圧値を受信する。ただし、車両２に充電する電力量が求められればよいため、制御部５が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではない。
【００２４】
ステップＳ２では、判定部２２がステップＳ１で取得した情報を用いて充電電力を求め、充電電力に対応する処理に移行する。例えば、充電電力が１０ｋＷである場合にはステップＳ３に移行し、充電電力が２０ｋＷである場合にはステップＳ５に移行し、充電電力が３０ｋＷである場合にはステップＳ７に移行する。また、充電電力が４０ｋＷである場合にはステップＳ９に移行し、充電電力が５０ｋＷである場合にはステップＳ１１に移行する。本例では、判定値として１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更する。
【００２５】
また、ステップＳ２では判定部２２が、求めた充電電力を用いて使用する変換部２１を選択する判定を行う。変換部２１を選択する判定には、例えば、記録部６に記録されている判定テーブルを用いることが考えられる。図４に判定テーブルのデータ構造の一実施例を示す。図４の判定テーブル４１は判定、「充電電力」「変換部」を有している。「充電電力」には、車両２のバッテリ８を充電するための電力が記録されている。本例では、電力値として「１０ｋＷ」「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」が記録されている。「変換部」には、変換部を識別する識別子に関連付けられて、充電電力各々で選択される変換部を識別する情報が記録されている。本例では、変換部２１を識別する識別子として、図２に示した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを識別する「２１ａ」「２１ｂ」「２１ｃ」「２１ｄ」「２１ｅ」が記録されている。本例の変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々は、出力電力が定格１０ｋＷで変換効率が９０％とする。また、図４の例では変換部２１ａは、充電電力「１０ｋＷ」「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、全ての「充電電力」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｂは、充電電力「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｃは、充電電力「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｄは、充電電力「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｅは、充電電力「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。
【００２６】
ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が１０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が２０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が３０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が４０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が５０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを選択する。
【００２７】
本例では、判定値として充電電力１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更することが考えられる。すなわち、制御部５は車両２に充電する電力を出力可能であり、かつ上記変換部２１各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部２１の組み合わせを選択することが可能な、判定値を用いる。なお、変換部２１の組み合わせは、変換部２１の種類により異なるので、充電電力が出力可能であり、かつ変換効率が最も高くなる変換部２１の組み合わせを用いる。変換部２１の組み合わせは、例えば、予め演算により求めた組み合わせを後述する判定テーブル４１に示すように記録することが考えられる。
【００２８】
ステップＳ３では、制御部５が１つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａに充電電力指令値を出力する。ステップＳ４では、車両充電装置１から１０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００２９】
ステップＳ５では、制御部５が２つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂに充電電力指令値を出力する。ステップＳ６では、車両充電装置１から２０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力２０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力２０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３０】
ステップＳ７では、制御部５が３つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃに充電電力指令値を出力する。ステップＳ８では、車両充電装置１から３０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力３０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力３０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３１】
ステップＳ９では、制御部５が４つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに充電電力指令値を出力する。ステップＳ１０では、車両充電装置１から４０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力４０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力４０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３２】
ステップＳ１１では、制御部５が５つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅに充電電力指令値を出力する。ステップＳ１２では、車両充電装置１から５０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力５０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときと同じ変換効率とすることができる。
【００３３】
実施形態１によれば、電力供給源から入力される交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
実施形態２について説明する。
【００３４】
実施形態２では、制御部５は変換部２１が選択される毎に、選択された回数と変換部が駆動した時間を記録部６に記録する。また、制御部５は変換部２１を選択する場合、駆動した時間が少ない変換部２１を選択する。さらに、制御部５は変換部２１を選択する場合、駆動した時間が同じであるときは選択された回数が少ない変換部２１を選択する。
【００３５】
実施形態２の制御部５、記録部６の動作について説明する。
図５は、実施形態２の車両充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ５０１では、制御部５が車両２への充電許可を示す情報と車両２に供給する電流量を示す充電電流指令値とを、通信部７から受信する。また、制御部５は検出部４から計測値として電圧値を受信する。ただし、車両２に充電する電力量が求められればよいため、制御部５が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではない。
【００３６】
ステップＳ５０２では、判定部２２がステップＳ５０１で取得した情報を用いて充電電力を求め、充電電力に対応する処理に移行する。例えば、充電電力が１０ｋＷである場合にはステップＳ５０３に移行し、充電電力が２０ｋＷである場合にはステップＳ５０８に移行し、充電電力が３０ｋＷである場合にはステップＳ５１３に移行する。また、充電電力が４０ｋＷである場合にはステップＳ５１８に移行し、充電電力が５０ｋＷである場合にはステップＳ５２３に移行する。本例では、判定値として充電電力１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更することが考えられる。
【００３７】
ステップＳ５０３では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。図６に実施形態２の変換部使用テーブル６１のデータ構造の一実施例を示す。図６の変換部使用テーブル６１は、「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」を有している。
「変換部」には、変換部を識別する識別子として、図２に示した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを識別する「２１ａ」「２１ｂ」「２１ｃ」「２１ｄ」「２１ｅ」が記録されている。本例の変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々は、出力電力が定格１０ｋＷで変換効率が９０％とする。「選択回数」には、「変換部」に関連付けられて変換部が選択された回数を示す情報が記録されている。本例では、「選択回数」として変換部２１ａを示す「２１ａ」に関連付けられて変換部２１ａが選択された回数を示す「ｍ１」が記録されている。また、変換部２１ｂを示す「２１ｂ」に関連付けられて変換部２１ｂが選択された回数を示す「ｍ２」が記録されている。また、変換部２１ｃを示す「２１ｃ」に関連付けられて変換部２１ｃが選択された回数を示す「ｍ３」が記録されている。また、変換部２１ｄを示す「２１ｄ」に関連付けられて変換部２１ｄが選択された回数を示す「ｍ４」が記録されている。また、変換部２１ｅを示す「２１ｅ」に関連付けられて変換部２１ｅが選択された回数を示す「ｍ５」が記録されている。「使用時間」には、「変換部」に関連付けられて変換部を使用した時間を示す情報が記録されている。本例では、「使用時間」として変換部２１ａを示す「２１ａ」に関連付けられて変換部２１ａを使用した時間を示す「ｎ１」が記録されている。また、変換部２１ｂを示す「２１ｂ」に関連付けられて変換部２１ｂを使用した時間を示す「ｎ２」が記録されている。また、変換部２１ｃを示す「２１ｃ」に関連付けられて変換部２１ｃを使用した時間を示す「ｎ３」が記録されている。また、変換部２１ｄを示す「２１ｄ」に関連付けられて変換部２１ｄを使用した時間を示す「ｎ４」が記録されている。また、変換部２１ｅを示す「２１ｅ」に関連付けられて変換部２１ｅを使用した時間を示す「ｎ５」が記録されている。
【００３８】
ステップＳ５０４では、制御部５がステップＳ５０３で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を１台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００３９】
ステップＳ５０５では、制御部５が選択した１台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５０６では、車両充電装置１から１０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００４０】
ステップＳ５０７では車両２への充電が完了すると、制御部５が前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００４１】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
ステップＳ５０８では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００４３】
ステップＳ５０９では、制御部５がステップＳ５０８で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を２台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００４４】
ステップＳ５１０では、制御部５が選択した２台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５１１では、車両充電装置１から２０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００４５】
ステップＳ５１２では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した２台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００４６】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
ステップＳ５１３では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００４８】
ステップＳ５１４では、制御部５がステップＳ５１３で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を３台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００４９】
ステップＳ５１５では、制御部５が選択した３台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５１６では、車両充電装置１から３０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００５０】
ステップＳ５１７では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した３台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００５１】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００５２】
ステップＳ５１８では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００５３】
ステップＳ５１９では、制御部５がステップＳ５１８で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を４台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００５４】
ステップＳ５２０では、制御部５が選択した４台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５２１では、車両充電装置１から４０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００５５】
ステップＳ５２２では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した４台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００５６】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００５７】
ステップＳ５２３では、制御部５が変換部２１を５台選択する。ステップＳ５２４では、制御部５が選択した５台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５２５では、車両充電装置１から５０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。ステップＳ５２６では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した５台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力５０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときと同じ変換効率とすることができる。
【００５８】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 車両充電装置
２ 車両
３ 電力供給部
４ 検出部
５ 制御部
６ 記録部
７ 通信部
８ バッテリ
９ 制御部
１０ 通信部
１１ 給電ケーブル
１２ 信号ケーブル
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ 変換部
２２ 判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両充電装置を用いて電気自動車やハイブリッド自動車を急速充電する場合は、交流を直流に変換する変換効率が重要になる。例えば、入力電力５０ｋＷで出力電力が４５ｋＷの場合、変換効率は９０％となる。また、最大出力電力に対して出力する電力が小さいほど変換効率は悪くなる傾向にある。
【０００３】
例えば、オン状態とオフ状態との状態を切り替える電源ユニットを複数備える電源装置が知られている。この電源装置の各電源ユニットは、その電源ユニットの出力電力を生成するために消費される電力に対するその出力電力の比である電源効率の、その電源ユニットの出力電力に対する特性が異なる複数の駆動モードのいずれか１つの駆動モードにより駆動されるように構成される。また、電源装置は電源ユニットの出力電力に基づいて、その電源ユニットの駆動モードを複数の駆動モードのいずれか１つに設定する。その結果、各電源ユニットの出力電力のバラつきが緩和され、電源装置としての出力電力によって電源効率が過度に低下することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４０１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止する車両充電装置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】
【０００６】
本発明の態様のひとつである車両充電装置は、電力供給部、制御部を備えている。電力供給部は、交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、上記変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、上記変換部各々の出力端子各々を接続して上記変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する。
【０００７】
制御部は、車両に充電する電力を出力可能であり、かつ上記変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる上記変換部を選択し、選択した上記変換部を駆動させる。
【発明の効果】
【０００８】
実施の態様によれば、交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の車両充電装置と車両の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１の車両充電装置１の一実施例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１における車両充電装置１の動作の一実施例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１の判定テーブルのデータ構造の一実施例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２における車両充電装置１の動作の一実施例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態２の変換部使用テーブルのデータ構造の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
実施形態１について説明する。
図１は、車両充電装置と車両の一実施例を示す図である。車両充電装置１は、電力供給部３、検出部４、制御部５、記録部６、通信部７などを備えている。
【００１１】
電力供給部３は、交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、変換部各々の出力端子各々を接続して変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する。電力供給部３の詳細については後述する。
【００１２】
検出部４は、車両２に電力を供給する給電ケーブル１１の電力を計測するために設けられる電圧計などである。検出部４は、電圧計で計測した電圧値を制御部５に送信する。なお、検出部４により計測される電圧値は、車両２のバッテリ８の電圧値に近似した値である。
【００１３】
制御部５は、充電電力指令値の示す電力以上の電力を出力可能であり、かつ変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部を選択し、選択した変換部だけを駆動させる指示を、選択した変換部に通知する。制御部５は車両充電装置１の各部を制御する。変換効率は（出力電力／入力電力）で表すことができる。例えば、入力電力５０ｋＷで出力電力が４５ｋＷの場合、変換効率は９０％となる。また、最大出力電力に対して出力する電力が小さいほど変換効率は悪くなる傾向にある。例えば、最大出力電力が５０ｋＷの変換部の場合に、稼働率が１００％のときには変換効率は９０％で出力電力が４５ｋＷになるが、稼働率が２０％のときには変換効率は９０％より低下する傾向にある。例えば、変換効率が８０％になる。また、制御部５はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。制御部５の動作については後述する。
【００１４】
記録部６は、制御部５が実行するプログラムやデータが記録されている。また、記録部はRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
【００１５】
通信部７は、送信部と受信部を有している。通信部７の受信部は、車両２の通信部１０と通信をして、車両２のバッテリ８の充電状態を示す情報や車両２から充電を許可する情報などを、信号ケーブル１２を介して取得する。充電状態を示す情報は、例えば、チャデモ規格の場合であれば充電電流指令値などである。その後、通信部７は充電状態を示す情報を制御部５に送信する。通信方式として、Controller Area Network（ＣＡＮ）などが考えられる。
【００１６】
車両２は、バッテリ８、制御部９、通信部１０などを備えている。本例では便宜上バッテリ８、制御部９、通信部１０だけを示している。車両２は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などが考えられる。バッテリ８は、給電ケーブル１１を介して直流電力が充電される。なお、バッテリ８として、例えば、リチウムバッテリなどが考えられる。
【００１７】
制御部９は処理部と記録部を有し、処理部は車両２の各部を制御する。処理部は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やプログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。記録部は、処理部が実行するプログラムやデータが記録されている。また、記録部はRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記録部にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
【００１８】
通信部１０は、車両充電装置１の通信部７と通信をして、車両２のバッテリ８の充電状態を示す情報などを、車両充電装置１の通信部７に送信する。充電状態を示す情報は、例えば、チャデモ規格の場合であれば充電電流指令値などである。通信方式として、Controller Area Network（ＣＡＮ）などが考えられる。
【００１９】
電力供給部３、制御部５、記録部６について説明する。
図２は、電力供給部、制御部、記録部の一実施例を示すブロック図である。
電力供給部３は、例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを有している。変換部２１各々は、系統電力（交流電力）を所定の電圧値の直流電力に変換するコンバータである。例えば、変換部２１として交流−直流変換器（ＡＣ−ＤＣ変換器）などが考えられる。本例では、５つの変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが記載されているが、５つに限定されるものではない。変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのそれぞれの入力端子には系統電力が供給される。本例では、３相ＡＣ２００Ｖが供給される。ただし、供給される系統電力は３相ＡＣ２００Ｖに限定されるものではない。さらに、変換部２１各々は出力電力や変換効率が異なる種類の変換部を用いてもよい。
【００２０】
また、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々には、後述する制御部５から出力される充電電力指令値を受信する端子が設けられている。充電電力指令値は、例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを選択するための信号であり、変換部２１を駆動させる信号である。例えば、変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々の出力電力に対応するパルス幅の信号を出力する信号などが考えられる。
【００２１】
次に、変換部２１が充電電力指令値を受信すると選択されたことを示す情報を受信した変換部２１は、駆動することができる状態になる。選択されていない変換部２１は駆動できない状態になる。変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのそれぞれの出力端子には系統電力が変換された直流電力が出力される。出力端子各々は給電ケーブル１１と接続されており、変換部２１から出力される直流電力は合成される。
【００２２】
制御部５は判定部２２を有している。判定部２２は、検出部４で計測した電圧値と、通信部７を介して受信した充電電流指令値とを取得して、充電に使用する充電電力を求める。ただし、判定部２２が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではなく、充電電力が求められればよい。次に、制御部５は求めた充電電力に対応する電力を出力可能な変換部を選択し、選択した変換部に、例えば、充電電力指令値を送信する。
【００２３】
制御部５、記録部６の動作について説明する。
図３は、車両充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ１では、制御部５が車両２への充電許可を示す情報と車両２に供給する電流量を示す充電電流指令値とを、通信部７から受信する。また、制御部５は検出部４から計測値として電圧値を受信する。ただし、車両２に充電する電力量が求められればよいため、制御部５が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではない。
【００２４】
ステップＳ２では、判定部２２がステップＳ１で取得した情報を用いて充電電力を求め、充電電力に対応する処理に移行する。例えば、充電電力が１０ｋＷである場合にはステップＳ３に移行し、充電電力が２０ｋＷである場合にはステップＳ５に移行し、充電電力が３０ｋＷである場合にはステップＳ７に移行する。また、充電電力が４０ｋＷである場合にはステップＳ９に移行し、充電電力が５０ｋＷである場合にはステップＳ１１に移行する。本例では、判定値として１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更する。
【００２５】
また、ステップＳ２では判定部２２が、求めた充電電力を用いて使用する変換部２１を選択する判定を行う。変換部２１を選択する判定には、例えば、記録部６に記録されている判定テーブルを用いることが考えられる。図４に判定テーブルのデータ構造の一実施例を示す。図４の判定テーブル４１は判定、「充電電力」「変換部」を有している。「充電電力」には、車両２のバッテリ８を充電するための電力が記録されている。本例では、電力値として「１０ｋＷ」「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」が記録されている。「変換部」には、変換部を識別する識別子に関連付けられて、充電電力各々で選択される変換部を識別する情報が記録されている。本例では、変換部２１を識別する識別子として、図２に示した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを識別する「２１ａ」「２１ｂ」「２１ｃ」「２１ｄ」「２１ｅ」が記録されている。本例の変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々は、出力電力が定格１０ｋＷで変換効率が９０％とする。また、図４の例では変換部２１ａは、充電電力「１０ｋＷ」「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、全ての「充電電力」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｂは、充電電力「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「２０ｋＷ」「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｃは、充電電力「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「３０ｋＷ」「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｄは、充電電力「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「４０ｋＷ」「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。変換部２１ｅは、充電電力「５０ｋＷ」各々で選択されるため、充電電力「５０ｋＷ」で「ＯＮ」が設定されている。
【００２６】
ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が１０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が２０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が３０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が４０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを選択する。ステップＳ１で取得した情報を用いて求めた充電電力が５０ｋＷであれば、判定部２２は判定テーブル４１を参照して変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを選択する。
【００２７】
本例では、判定値として充電電力１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更することが考えられる。すなわち、制御部５は車両２に充電する電力を出力可能であり、かつ上記変換部２１各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる変換部２１の組み合わせを選択することが可能な、判定値を用いる。なお、変換部２１の組み合わせは、変換部２１の種類により異なるので、充電電力が出力可能であり、かつ変換効率が最も高くなる変換部２１の組み合わせを用いる。変換部２１の組み合わせは、例えば、予め演算により求めた組み合わせを後述する判定テーブル４１に示すように記録することが考えられる。
【００２８】
ステップＳ３では、制御部５が１つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａに充電電力指令値を出力する。ステップＳ４では、車両充電装置１から１０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００２９】
ステップＳ５では、制御部５が２つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂに充電電力指令値を出力する。ステップＳ６では、車両充電装置１から２０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力２０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力２０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３０】
ステップＳ７では、制御部５が３つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃに充電電力指令値を出力する。ステップＳ８では、車両充電装置１から３０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力３０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力３０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３１】
ステップＳ９では、制御部５が４つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに充電電力指令値を出力する。ステップＳ１０では、車両充電装置１から４０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力４０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力４０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
【００３２】
ステップＳ１１では、制御部５が５つの変換部２１に充電電力指令値を送信する。例えば、選択した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅに充電電力指令値を出力する。ステップＳ１２では、車両充電装置１から５０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力５０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときと同じ変換効率とすることができる。
【００３３】
実施形態１によれば、電力供給源から入力される交流電力を変換して直流電力を出力する場合に、電力の変換効率の低下を抑止することができる。
実施形態２について説明する。
【００３４】
実施形態２では、制御部５は変換部２１が選択される毎に、選択された回数と変換部が駆動した時間を記録部６に記録する。また、制御部５は変換部２１を選択する場合、駆動した時間が少ない変換部２１を選択する。さらに、制御部５は変換部２１を選択する場合、駆動した時間が同じであるときは選択された回数が少ない変換部２１を選択する。
【００３５】
実施形態２の制御部５、記録部６の動作について説明する。
図５は、実施形態２の車両充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ５０１では、制御部５が車両２への充電許可を示す情報と車両２に供給する電流量を示す充電電流指令値とを、通信部７から受信する。また、制御部５は検出部４から計測値として電圧値を受信する。ただし、車両２に充電する電力量が求められればよいため、制御部５が取得するデータは上記電圧値と上記充電電流指令値に限定されるものではない。
【００３６】
ステップＳ５０２では、判定部２２がステップＳ５０１で取得した情報を用いて充電電力を求め、充電電力に対応する処理に移行する。例えば、充電電力が１０ｋＷである場合にはステップＳ５０３に移行し、充電電力が２０ｋＷである場合にはステップＳ５０８に移行し、充電電力が３０ｋＷである場合にはステップＳ５１３に移行する。また、充電電力が４０ｋＷである場合にはステップＳ５１８に移行し、充電電力が５０ｋＷである場合にはステップＳ５２３に移行する。本例では、判定値として充電電力１０ｋＷ、２０ｋＷ、３０ｋＷ、４０ｋＷ、５０ｋＷを用いているが、上記判定値に限定されるものではない。変換部２１の種類により判定値を変更することが考えられる。
【００３７】
ステップＳ５０３では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。図６に実施形態２の変換部使用テーブル６１のデータ構造の一実施例を示す。図６の変換部使用テーブル６１は、「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」を有している。
「変換部」には、変換部を識別する識別子として、図２に示した変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを識別する「２１ａ」「２１ｂ」「２１ｃ」「２１ｄ」「２１ｅ」が記録されている。本例の変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ各々は、出力電力が定格１０ｋＷで変換効率が９０％とする。「選択回数」には、「変換部」に関連付けられて変換部が選択された回数を示す情報が記録されている。本例では、「選択回数」として変換部２１ａを示す「２１ａ」に関連付けられて変換部２１ａが選択された回数を示す「ｍ１」が記録されている。また、変換部２１ｂを示す「２１ｂ」に関連付けられて変換部２１ｂが選択された回数を示す「ｍ２」が記録されている。また、変換部２１ｃを示す「２１ｃ」に関連付けられて変換部２１ｃが選択された回数を示す「ｍ３」が記録されている。また、変換部２１ｄを示す「２１ｄ」に関連付けられて変換部２１ｄが選択された回数を示す「ｍ４」が記録されている。また、変換部２１ｅを示す「２１ｅ」に関連付けられて変換部２１ｅが選択された回数を示す「ｍ５」が記録されている。「使用時間」には、「変換部」に関連付けられて変換部を使用した時間を示す情報が記録されている。本例では、「使用時間」として変換部２１ａを示す「２１ａ」に関連付けられて変換部２１ａを使用した時間を示す「ｎ１」が記録されている。また、変換部２１ｂを示す「２１ｂ」に関連付けられて変換部２１ｂを使用した時間を示す「ｎ２」が記録されている。また、変換部２１ｃを示す「２１ｃ」に関連付けられて変換部２１ｃを使用した時間を示す「ｎ３」が記録されている。また、変換部２１ｄを示す「２１ｄ」に関連付けられて変換部２１ｄを使用した時間を示す「ｎ４」が記録されている。また、変換部２１ｅを示す「２１ｅ」に関連付けられて変換部２１ｅを使用した時間を示す「ｎ５」が記録されている。
【００３８】
ステップＳ５０４では、制御部５がステップＳ５０３で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を１台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００３９】
ステップＳ５０５では、制御部５が選択した１台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５０６では、車両充電装置１から１０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００４０】
ステップＳ５０７では車両２への充電が完了すると、制御部５が前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００４１】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
ステップＳ５０８では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００４３】
ステップＳ５０９では、制御部５がステップＳ５０８で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を２台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００４４】
ステップＳ５１０では、制御部５が選択した２台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５１１では、車両充電装置１から２０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００４５】
ステップＳ５１２では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した２台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００４６】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
ステップＳ５１３では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００４８】
ステップＳ５１４では、制御部５がステップＳ５１３で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を３台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００４９】
ステップＳ５１５では、制御部５が選択した３台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５１６では、車両充電装置１から３０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００５０】
ステップＳ５１７では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した３台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００５１】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００５２】
ステップＳ５１８では、制御部５が記録部６に記録されている変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得する。例えば、記録部６に記録されている変換部使用テーブル６１を用いて、変換部２１各々の過去に選択された回数と選択されたときに使用した時間を取得することが考えられる。
【００５３】
ステップＳ５１９では、制御部５がステップＳ５１８で取得した変換部２１各々の選択回数、使用時間を用いて、使用時間が少ない順に変換部２１を４台選択する。このとき、時間が同じ変換部２１がある場合には、選択回数が少ない変換部２１を選択する。
【００５４】
ステップＳ５２０では、制御部５が選択した４台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５２１では、車両充電装置１から４０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。
【００５５】
ステップＳ５２２では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した４台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。
【００５６】
例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力１０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。しかし、出力電力１０ｋＷを出力する場合には、該変換部の変換効率が９０％より低下する。本実施形態では、選択された変換部２１は入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が９０％であるので、高出力の変換部１台のときよりも、電力の変換効率の低下を抑止することができる。さらに、使用時間の短い変換部２１を優先的に用いるので、変換部の寿命を延ばすことができる。
【００５７】
ステップＳ５２３では、制御部５が変換部２１を５台選択する。ステップＳ５２４では、制御部５が選択した５台の変換部２１に充電電力指令値を送信する。ステップＳ５２５では、車両充電装置１から５０ｋＷの充電電力が車両２に供給され、充電が開始される。ステップＳ５２６では車両２への充電が完了すると、制御部５が選択した５台の変換部２１各々の前回の選択回数に１を加算すると共に、今回充電した時間を前回の使用時間に加算して記録する。例えば、変換部使用テーブル６１の「変換部」に関連付けられた「選択回数」「使用時間」に、今回の結果を反映した選択回数と使用時間を記録する。例えば、入力電力５０ｋＷのときの変換効率が９０％の変換部を１台用いて出力電力５０ｋＷを出力する場合、入力電力５０ｋＷ付近では変換効率９０％で出力電力４５ｋＷを出力できる。本実施形態では、選択された変換部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは入力電力１０ｋＷ付近のとき変換効率が共に９０％であるので、高出力の変換部１台のときと同じ変換効率とすることができる。
【００５８】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 車両充電装置
２ 車両
３ 電力供給部
４ 検出部
５ 制御部
６ 記録部
７ 通信部
８ バッテリ
９ 制御部
１０ 通信部
１１ 給電ケーブル
１２ 信号ケーブル
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ 変換部
２２ 判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、前記変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、前記変換部各々の出力端子各々を接続して前記変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する電力供給部と、
車両に充電する電力を出力可能であり、かつ前記変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる前記変換部を選択し、選択した前記変換部を駆動させる制御部と、
を備えることを特徴とする車両充電装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記変換部が選択される毎に、前記変換部が駆動した時間を前記記録部に記録し、
前記変換部を選択する場合、駆動した時間が少ない前記変換部を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両充電装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記変換部を選択する場合、前記駆動した時間が同じであるときは前記選択された回数が少ない前記変換部を選択することを特徴とする請求項２に記載の車両充電装置。
【請求項１】
交流電力を直流電力に変換する変換部を複数備え、前記変換部各々の入力端子から交流電力を供給し、前記変換部各々の出力端子各々を接続して前記変換部各々から出力される直流電力を合成して出力する電力供給部と、
車両に充電する電力を出力可能であり、かつ前記変換部各々の入力電力と出力電力を用いて求められる変換効率が最も高くなる前記変換部を選択し、選択した前記変換部を駆動させる制御部と、
を備えることを特徴とする車両充電装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記変換部が選択される毎に、前記変換部が駆動した時間を前記記録部に記録し、
前記変換部を選択する場合、駆動した時間が少ない前記変換部を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両充電装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記変換部を選択する場合、前記駆動した時間が同じであるときは前記選択された回数が少ない前記変換部を選択することを特徴とする請求項２に記載の車両充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４３０８３（Ｐ２０１２−１４３０８３Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４４７５（Ｐ２０１０−２９４４７５）
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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