特許 7361574 車両充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-05

(45)【発行日】2023-10-16

(54)【発明の名称】車両充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231006BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20231006BHJP

   B60L 53/53 20190101ALI20231006BHJP

   B60L 53/66 20190101ALI20231006BHJP

   B60L 53/68 20190101ALI20231006BHJP

   B60L 53/67 20190101ALI20231006BHJP

   B60L 53/30 20190101ALI20231006BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 303C

H02J7/00 P

H02J7/00 301C

H01M10/44 Q

B60L53/53

B60L53/66

B60L53/68

B60L53/67

B60L53/30

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019203403

(22)【出願日】2019-11-08

(65)【公開番号】P2021078235

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-09-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(72)【発明者】

【氏名】河合 智成

(72)【発明者】

【氏名】馬渡 弘友希

【審査官】鈴木 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０２３９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７０２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２１２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２９３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８５５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２４４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８２６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４１９５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

７／００－１３／００

１５／００－５８／４０

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両を充電するための充電ガンを具備した充電スタンドを複数備えた車両充電システムであって、
受電設備から供給された交流電力を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流出力を、電力変換して前記充電ガンを介して車両に供給可能とする電力変換器と、
急速充電を可能とするための蓄電池と、
前記充電ガンと通信する第１通信部と、
個々の前記充電ガンによる充電を制御する主制御部と、を収容する集中蓄電池盤を有し、
前記集中蓄電池盤は、電気錠を備えたメンテナンスするための扉と、
何れかの前記充電ガンが車両充電中であれば前記電気錠の解錠を不可とすると共に、前記電気錠が解錠状態にある間は、前記充電ガンによる充電を禁止するインターロック制御部と、
メンテナンスを可能とするためにメンテナンス予約する予約設定部とを有し、
前記インターロック制御部は、前記予約設定部が操作されてメンテナンス予約されると、未使用の前記充電ガンの使用を禁止すると共に、現在充電中の前記充電ガンは充電が終了したら次の充電を禁止することを特徴とする車両充電システム。

【請求項2】

前記充電スタンドには、車両と前記集中蓄電池盤との間の通信を中継する第２通信部が設けられて成ることを特徴とする請求項１記載の車両充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充電スタンドを複数備えた車両充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両を充電するために店舗等に設置された充電スタンドは、短時間に充電を実施できるよう大電流で充電する急速充電器を備えたものが普及している。現状の急速充電器は必要な直流出力を生成するための電力変換器や絶縁トランスが組み込まれているため、充電スタンドに単に充電ガンを配置する構成ではなく、大型な装置となっていた。また、充電器の高出力化に伴い、安定した高出力を可能とするために蓄電池が組み込まれることが予想され、更なる大型化が予想されている。
しかしながら、店舗等の充電スペースは広さが限られているし、できれば複数台の車両充電を可能とするために複数の充電スタンドを設置したい要望があり、小型化が望まれている。
そのため、本出願人は特許文献１において、小型化できる充電スタンドを提案した。これは、車両充電のための絶縁トランスを急速充電器からキュービクルに移動することで、充電スタンドの小型化を図ったものであった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１３４５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の充電スタンドは、それまでのものに比べて小型化できた。しかしながら、充電スタンドに蓄電池を備えた場合は大幅な小型化は難しく、更なる小型化が望まれていた。

【0005】

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、急速充電を可能とするために蓄電池を備えても、充電スタンドの小型化を実現できる車両充電システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、車両を充電するための充電ガンを具備した充電スタンドを複数備えた車両充電システムであって、受電設備から供給された交流電力を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流出力を、電力変換して前記充電ガンを介して車両に供給可能とする電力変換器と、急速充電を可能とするための蓄電池と、前記充電ガンと通信する第１通信部と、個々の前記充電ガンによる充電を制御する主制御部と、を収容する集中蓄電池盤を有し、前記集中蓄電池盤は、電気錠を備えたメンテナンスするための扉と、何れかの前記充電ガンが車両充電中であれば前記電気錠の解錠を不可とすると共に、前記電気錠が解錠状態にある間は、前記充電ガンによる充電を禁止するインターロック制御部と、メンテナンスを可能とするためにメンテナンス予約する予約設定部とを有し、前記インターロック制御部は、前記予約設定部が操作されてメンテナンス予約されると、未使用の前記充電ガンの使用を禁止すると共に、現在充電中の前記充電ガンは充電が終了したら次の充電を禁止することを特徴とする。
この構成によれば、集中蓄電池盤に電力変換器及び急速充電を可能とする蓄電池を配置したことで、充電スタンドには充電ガンと第２通信部を配置するだけで良く、充電スタンドを小型にでき省スペースで設置できる。また、電力変換器と蓄電池が１カ所に配置されるため、メンテナンスがし易くなる。
加えて、充電スタンドには電力変換器や蓄電池が収容されていないため、車両が充電スタンドに衝突しても、発火や感電等が発生し難くなる。
更に、集中蓄電池盤をメンテナンスする際に、充電ガンを備えた充電スタンドから集中蓄電池盤が離れていて状況を把握できなくても、集中蓄電池盤を安全にメンテナンスできる。
また、予約設定部を操作すれば、全ての充電ガンは次の充電ができなくなる。よって、一定時間が経過したら集中蓄電池盤のメンテナンスが可能となり、充電ガンが使われ続けることでメンテナンスができない事態を防止できる。

【0007】

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、充電スタンドには、車両と集中蓄電池盤との間の通信を中継する第２通信部が設けられて成ることを特徴とする。
この構成によれば、充電スタンドが車両と集中蓄電池盤との間の通信を中継するため、充電スタンドにおいて充電状況を把握することが可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、集中蓄電池盤に電力変換器及び蓄電池を配置したことで、充電スタンドには充電ガンと第２通信部を配置するだけで良く、充電スタンドを小型にでき省スペースで設置できる。また、電力変換器と蓄電池が１カ所に配置されるため、メンテナンスがし易くなる。加えて、充電スタンドには電力変換器や蓄電池が収容されていないため、車両が充電スタンドに衝突しても、発火や感電等が発生し難くなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る車両充電システムの一例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る車両充電システムの一例を示す構成図であり、受電設備１０から電力供給を受ける１台の集中蓄電池盤１、車両に接続される充電ガン２を備えた複数の充電スタンド３を備えている。集中蓄電池盤１は金属製の箱体に所定の機器が収容されて構成され、充電スタンド３は、充電される車両の駐車スペース毎に立設されている。
集中蓄電池盤１と個々の充電スタンド３とは、電力ケーブルＬ１と通信線Ｌ２とで接続されている。

【0013】

集中蓄電池盤１は、受電設備１０から供給される交流電力を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１１、蓄電池１２、充電スタンド３毎に割り当てられた複数の電力変換器としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１３、図示しない扉に設けられている電気錠１４、メンテナンス予約する予約設定部１５、充電スタンド３と通信する第１通信部１６、集中蓄電池盤１を制御する主制御部１７等を備えている。

【0014】

主制御部１７は、充電スタンド３を介して車両（図示せず）と通信して制御情報を入手し、充電を制御する。また、電気錠１４の施錠／解錠を制御するし、予約設定部１５の操作を受けて充電ガン２を制御する。

【0015】

充電スタンド３は、充電中の車両と充電ガン２を介して通信すると共に集中蓄電池盤１と通信し、車両と集中蓄電池盤１との間の通信を中継する第２通信部３１を備えている。

【0016】

上記の如く構成された車両充電システムは以下のように動作する。まず主制御部１７は、充電中の車両が無く、蓄電池１２の蓄電量が満充電状態に無い場合は、受電設備１０の電力により蓄電池１２を充電する。こうして、複数の車両の同時充電がなされて大きな電力を必要とする場合に、蓄電池１２からも電力を出力させることで、受電設備１０に負担をかけること無く車両の急速充電を可能としている。
また主制御部１７は、充電中は第２通信部３１を介して車両と通信し、充電スタンド３毎に車両からの制御信号を受けて充電電力を制御する。

【0017】

次に、集中蓄電池盤１をメンテナンスする場合を説明する。メンテナンスは全ての充電スタンド３が待ち受け状態の時、即ち充電ガン２が車両を充電していない時に実施するのが安全上望ましいし、メンテナンス時に充電が行われないようインターロック機能が設けられている。
具体的に、まず扉を開けよう電気錠１４の解錠操作をした際に、何れかの充電スタンド３の充電ガン２が使用中で車両の充電が成されている場合は、主制御部１７がそれを認識して解錠を不可とする。結果、解錠できずメンテナンスを行うことができない。
但し、全ての充電スタンド３が使用されていなければ、主制御部１７がそれを認識して解錠制御を実施する。結果、電気錠１４は解錠動作してメンテナンスが可能となる。

【0018】

主制御部１７は、解錠後も電気錠１４を監視し、解錠状態にある限り充電スタンド３の機能をロックして、充電しようと操作されても充電を禁止して電流を通電しない。
そして、メンテナンスが終了して扉を閉じて電気錠１４が施錠操作されると、主制御部１７は施錠し、充電スタンド３のロックを解除する。こうして、車両の充電が可能となる。

【0019】

一方、メンテナンスを必要とする時に充電スタンド３が使用中であり、メンテナンスする機会を得にくい場合は、予約設定部１５が操作される。
予約設定部１５が操作されてメンテナンス予約されると、主制御部１７の制御により、まず未使用の充電スタンド３はロックされて、充電禁止の状態となる。また、車両充電中の充電スタンド３は、充電終了を待ち、充電が終了した時点でロックし、その後の充電を禁止する。
この結果、予約設定部１５を操作した時点で充電中の車両の充電が終了したら、集中蓄電池盤１のメンテナンスが可能となる。その後、メンテナンスが終了して閉扉され、電気錠１４が施錠されたらロックが解除され、車両の充電が可能となる。

【0020】

このように、集中蓄電池盤１にＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び急速充電を可能とする蓄電池１２を配置したことで、充電スタンド３には充電ガン２と第２通信部３１を配置するだけで良く、充電スタンド３を小型にでき省スペースで設置できる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と蓄電池１２が１カ所に配置されるため、メンテナンスがし易くなる。
また、充電スタンド３が車両と集中蓄電池盤１との間の通信を中継するため、充電スタンド３において充電状況を把握することが可能となる。
加えて、充電スタンド３にはＤＣ／ＤＣコンバータ１３や蓄電池１２が収容されていないため、車両が充電スタンド３に衝突しても、発火や感電等が発生し難くなる。
また、インターロック機能を備えているため、集中蓄電池盤１をメンテナンスする際に、充電ガン２を備えた充電スタンド３から集中蓄電池盤１が離れていて状況を把握できなくても、集中蓄電池盤１を安全にメンテナンスできる。
更に、予約設定部１５を操作することで、全ての充電ガン２は次の充電ができなくなるため、一定時間が経過したら集中蓄電池盤１のメンテナンスが可能となり、充電ガン２が使われ続けることでメンテナンスができない事態を防止できる。

【0021】

尚、上記実施形態では、第１通信部１６と第２通信部３１とが有線接続されているが、通信線Ｌ２を無くして無線通信としても良い。
また、充電スタンド３に、車両と集中蓄電池盤１との間の通信を中継する第２通信部３１が設けられているが、中継機能を持たずに充電ガン２と集中蓄電池盤１とを直接通信させても良い。
更に、インターロック機能を設けて全ての充電スタンドが使用できない状態でメンテナンスを許可しているが、特定の充電ガン２のみに関わるメンテナンスの場合は、他の充電ガンは充電禁止にせず能動状態にしておいても良いため、インターロックを解除して、特定の充電ガン２への通電を禁止する機能を別途設けても良い。そうすれば、充電スタンド３の利用者に迷惑をかける事態を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0022】

１・・集中蓄電池盤、２・・充電ガン、３・・充電スタンド、１１・・ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ変換部）、１２・・蓄電池、１３・・ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力変換器）１４・・電気錠、１５・・予約設定部、１６・・第１通信部、１７・・主制御部（インターロック制御部）、３１・・第２通信部。

【図1】