WO2013137232A1 - 電気自動車の充電装置及び充電システム - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a charging device that charges a vehicle battery mounted on an electric vehicle, and in particular, a plurality of units such as a private pay parking lot, a customer collection facility such as a shopping mall, or a parking lot provided in an apartment house.
  • the present invention relates to a charging device and a charging system that can be suitably applied to a charging system for charging an electric vehicle.
  • Charging of electric vehicles can be divided into medium-speed charging (also called normal charging) performed for a long time with a relatively small current and rapid charging performed for a short time with a large current.
  • medium-speed charging also called normal charging
  • the charging method is, for example, for charging JEVS-G-101 to 105 (standards established by the Japan Electric Vehicle Association standard) or SAE-J1772 (EV / PHEV (electric vehicle / plug-in hybrid vehicle) defined by the American Automotive Engineering Association) Standards related to connectors) are used.
  • a conventional charging station capable of rapid charging includes, for example, a large-scale battery facility including a secondary battery charging circuit 51 and a large-capacity secondary battery 52, and a large-capacity secondary battery. It comprises a plurality of chargers 53 connected to the output of the battery 52. Then, power from the power system is stored in the large capacity secondary battery 52 through the secondary battery charging circuit 51, the charging power of the large capacity secondary battery 52 is discharged, and each electric vehicle 20 is connected through each charger 53. The vehicle battery can be rapidly charged simultaneously.
  • the charger illustrated in FIG. 7 includes a secondary battery charging circuit 51A, a small-capacity secondary battery 52A, and a converter 53A, and discharges the small-capacity secondary battery 52A in the charger to produce an electric vehicle.
  • the vehicle battery is charged.
  • FIG. 8 shows another example of the prior art (see FIG. 1 of Patent Document 1).
  • 8 includes a battery charger 21, an external power supply side connector 22, a plurality of capacitors 23, a vehicle side connector 25, a vehicle charger 26, and a charge control unit that controls the operation of each device. 28, for example, by controlling the opening / closing operation of the relay in the vehicle-side connector 25 by the charging control unit 28, the charger connector 3A- connected to each charger (capacitor 23) and each electric vehicle 20 3C can be connected in any combination. Then, when charging the vehicle battery, among the capacitors excluding the battery being charged and the battery being discharged to the vehicle battery, the battery having the smallest charge capacity is connected to the vehicle battery, and the battery is discharged. The vehicle battery is charged (see paragraph 0008 of Patent Document 1).
  • secondary batteries are divided into a plurality of groups for effective use.
  • the configuration and control method are complicated, and it is difficult to increase the number of secondary batteries and charging vehicles. is there.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to improve the above-described drawbacks when a plurality of chargers are installed, and to compare private parking lots and customer collection facilities. It is an object of the present invention to provide a charging device for an electric vehicle that can be applied to a small parking lot and can exchange electric power with the same type of charging device installed in the same area. Furthermore, the objective of this invention is providing the charging device which can construct
  • the present invention relates to a charging device and a charging system that can be suitably applied to a charging system intended for charging a plurality of electric vehicles.
  • the charging device the above object of the present invention is mounted on an electric vehicle.
  • a charging device for charging electric power to a vehicle battery and capable of mutually supplying power to another charging device of the same configuration adjacent to each other installed in the same area via the other charging device and a power cable A built-in secondary battery for charging the vehicle battery by storing the electric power from the power system and discharging the stored electric power, and the built-in secondary battery and an electric vehicle charging connector;
  • An electric circuit opening and closing means for opening and closing a first electric circuit between the battery and a second electric circuit between the built-in secondary battery of the other charging device and the electric vehicle charging connector, and the electric vehicle
  • the electric circuit opening / closing means is driven to close the first electric circuit and the second electric circuit when the built-in secondary battery of the own charging device is determined to have no necessary remaining amount. It is achieved
  • the above object of the present invention is to And a communication unit capable of communicating information with the other charging device, wherein the control unit receives the remaining amount of the built-in secondary battery of the charging device from the other charging device through the communication unit. Rapidly charging the vehicle battery from a built-in secondary battery of the other charging device when it is determined that the received remaining amount is greater than or equal to the remaining amount required for the quick charge; When it is determined that the received remaining amount is not greater than the remaining amount necessary for the quick charge, the control unit automatically switches from the quick charge to the normal charge and charges the vehicle battery with the normal charge.
  • the other charging device is one or two charging devices adjacent to the own charging device
  • the built-in secondary battery is a low-capacity storage battery that can be charged only once.
  • An open / close control circuit having an open / close switch as the electric circuit open / close means and a switch driving circuit as the control means, and the open / close switch is provided between the built-in secondary battery of the own charging device and the open / close control circuit.
  • a first switch for opening and closing an electric circuit a second switch for opening and closing an electric circuit between one of the other charging devices adjacent to the own charging device and the own charging device; the opening and closing control circuit; and the electric vehicle charging.
  • a third switch that opens and closes an electric circuit between the charging connector and a fourth switch that opens and closes an electric circuit between the other charging device adjacent to the charging device and the own charging device. thing, Are achieved more effectively.
  • the object of the present invention is to provide two or more charging devices, and adjacent charging devices in the same area are connected to each other by a single power cable. Achieved.
  • the present invention it is not necessary to install a large secondary battery, and it is possible to provide a charging device that can be installed in a relatively small parking lot such as a private parking lot or a customer collection facility.
  • a charging device that can be installed in a relatively small parking lot such as a private parking lot or a customer collection facility.
  • power can be interchanged with other charging devices installed in the same area, and even when using a small capacity secondary battery that can be charged only once, the same charging device can be used. Rapid charging can be performed continuously.
  • the interconnection at the time of installation is simple, and only the charging devices having the same configuration are used, and the adjacent charging devices are connected with the power cable, and according to the number of vehicles to be charged.
  • a charging system can be easily constructed.
  • the communication means which can perform information communication between other adjacent charging devices, it is only necessary to communicate with only the adjacent charging device, so communication and control are facilitated.
  • an electric vehicle including an electric vehicle and a PHEV will be referred to as an electric vehicle.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a charging system according to the present invention.
  • the charging system according to the present invention is configured by connecting a plurality of chargers 1 (hereinafter referred to as “charging devices”) with a detachable power cable 2 in accordance with the number of vehicles to be charged.
  • charging devices a plurality of chargers 1 (hereinafter referred to as “charging devices”) with a detachable power cable 2 in accordance with the number of vehicles to be charged.
  • one charging device 1 can supply power to another charging device 1 of the same configuration adjacent to each other installed in the same area.
  • the cables 2 are connected so as to be expanded.
  • Each charging device 1 includes a secondary battery charging circuit 11 and a built-in secondary battery 12, and can be charged from an electric power system.
  • the built-in secondary battery 12 is a built-in battery that stores power from the power system and discharges the stored power to charge the vehicle battery of the electric vehicle 20.
  • the built-in secondary battery 12 Is connected to the converter 14 via the switching control circuit 13 and converted into necessary voltage / current by the converter 14 to charge the electric vehicle 20 as a load.
  • the open / close control circuit 13 opens and closes the first electric circuit between the built-in secondary battery 12 of the own charging device 1 and the electric vehicle charging connector (between the converter 14 in this example) and other charging devices. 1 operates as an electric circuit opening / closing means for opening and closing the second electric circuit between the built-in secondary battery 12 and the electric vehicle charging connector (in this example, between the converter 14 of the own charging device 1).
  • the open / close control circuit 13 has a control means.
  • the control means 13 has a required remaining capacity in the built-in secondary battery of its own charging device.
  • the electric circuit opening / closing means is driven to close the first electric circuit and open the second electric circuit, and from the built-in secondary battery of the other charging device to the electric vehicle charging connector of the own charging device (not shown) ) To quickly charge the vehicle battery of the electric vehicle 20.
  • the charging device 1 is provided with communication means 15, which exchanges data with other charging devices via the communication means 15 and controls the operation of the open / close control circuit 13.
  • the communication means 15 either wired communication (known as LAN or EIA-485) or wireless communication (known as wireless LAN, Zigbee (registered trademark), or infrared communication) can be used. .
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the open / close control circuit 13.
  • the open / close switch 131 as the electric circuit open / close means described above, control of the open / close operation of the open / close switch 131, communication control with other charging devices, and the like.
  • a switch drive circuit 132 as a control means to perform.
  • the open / close control circuit 13 includes a plurality of switches (in this example, four switches 131 (a) to (d)) and the switch drive circuit 132, and as shown in FIG. Is connected to the open / close control circuit 13 via the power cable 2.
  • Each of the switches (a) to (d) can be used with a mechanical contact such as a relay or a semiconductor switch (transistor or IGBT (insulated gate bipolar transistor)).
  • the open / close control circuit 13 includes a first switch 131 (a) that opens and closes an electric circuit between the built-in secondary battery 12 and the open / close control circuit 13 in its own charging device, and one adjacent charge.
  • the opening / closing operation is controlled by the switch drive circuit 132.
  • the built-in secondary battery 12 in the charging device 1 may be, for example, a storage battery with a small capacity such that only one quick charging is possible. In the present embodiment, the same charging device 1 continuously performs quick charging. In some cases, rapid charging is performed using a built-in secondary battery in another charging device.
  • the charging device 1 when the charging device 1 starts rapid charging according to the instruction on the electric vehicle 20 side, it is determined that there is not a necessary remaining amount in the built-in secondary battery in the own charging device 1.
  • the built-in in the adjacent one or other charging device 1 is controlled by the switching control of the electric circuit by the open / close control circuit 13 in the self and other charging devices 1 (in this example, the adjacent one or other charging device 1).
  • a secondary battery a built-in secondary battery that is not in use and has a remaining amount necessary for quick charging
  • a converter 14 in its own charging device 1 are connected, and a built-in secondary battery in another charging device 1
  • the electric vehicle 20 is charged via the converter 14 of the self.
  • FIG. 3A a case where the vehicle 20 that requires quick charging uses the charging device 1B will be described as an example.
  • the charging device 1B closes the switches (a) and (c) in the open / close control circuit 13 and converts the built-in secondary battery 12 of the charging device 1B from the converter.
  • the vehicle 20 is charged via the power supply 14, and the built-in secondary battery 12 is replenished from the power system.
  • the charging device 1B checks the state (remaining amount) and the usage state (whether charging is in progress) of the adjacent 1A or 1C built-in secondary battery by the communication unit (communication unit 15 in FIG. 1). . From this result, the appropriate switching control circuit 13 is switched, and the built-in secondary battery 12 of the adjacent charging device 1 (charging device 1A in the example of FIG. 3A) is connected to the power cable 2 as shown in FIG. 3B.
  • the charging device 1 ⁇ / b> B via the battery, it is possible to cope with rapid charging even when the secondary battery capacity is small.
  • the operation control of the charging device 1 is performed by the switch driving circuit 132 (see FIG. 2) in the opening / closing control circuit 13 of the charging device 1.
  • the switch driving circuit is controlled. 132 will be described as “control means”.
  • the switches 131 (a) to (d) in the open / close control circuit 13 are all assumed to be open during standby.
  • the control unit of the charging device 1 receives a quick charge request from the electric vehicle 20 (step S1), first, the control unit sets the status flag to be in use and sets its own built-in secondary battery 12 Whether or not the remaining amount is sufficient is checked (step S2), and if it is determined that the remaining amount of the built-in secondary battery 12 is sufficient (there is a remaining amount necessary for quick charging), the opening / closing control of itself By closing the switches (a) and (c) in the circuit 13 (step S3), the vehicle battery of the electric vehicle 20 is rapidly charged by the electric path between the self-built-in secondary battery 12 and the converter 14 (step S3). S4).
  • step S2 determines whether the remaining capacity of the built-in secondary battery 12 is not sufficient.
  • step S5 determines whether or not the remaining amount of the charging device 1A is sufficient.
  • step S6 determines whether or not the remaining amount of the charging device 1A is sufficient.
  • step S7 the built-in secondary battery 12 of one adjacent charging device 1A and the converter 14 in its own charging device 1B
  • the vehicle battery of the electric vehicle 20 is rapidly charged by the electric circuit between them (step S4).
  • step S5 determines whether or not the other adjacent charging device 1C is in use. If it is determined that the charging device 1C is not in use, it determines whether or not the remaining amount of the charging device 1C is sufficient. (Step S9).
  • the control unit of the charging device 1B closes the switches (c) and (d) of its own charging device 1B and By closing the switches (a) and (b) of the charging device 1C (and making the status flag of the charging device 1C in use) (step S10), the built-in secondary battery 12 of the other adjacent charging device 1C
  • the vehicle battery of the electric vehicle 20 is rapidly charged by the electric path between the converter 14 in the own charging device 1B (step S4).
  • step S8 if it is determined in step S8 that the other adjacent charging device 1C is in use, or if it is determined in step S9 that the remaining charging device 1C is not sufficient. Then, the control means of the charging device 1B notifies the vehicle that rapid charging is not possible (step S11), and closes the switches (a) and (c) in its own open / close control circuit 13, thereby making its own built-in secondary Depending on the electrical path between the battery 12 and the converter 14 (or the switches (c) and (d) of the own charging device 1B and the switches (a) and (b) of the other adjacent charging device 1C are closed, The voltage / current necessary for medium-speed charging (normal charging) is converted through the converter 14, and the electric power is transferred between the built-in secondary battery 12 of the other adjacent charging device 1 ⁇ / b> C and its own converter 14. Performing medium-speed charging of a vehicle battery of the automobile 20 (step S12).
  • the present invention it is possible to exchange power with other charging devices installed in the same area, and when using a small capacity secondary battery that can be quickly charged only once. However, it is possible to continuously perform rapid charging with the same charging device 1. Furthermore, the interconnection at the time of installation is simple, and the charging system according to the number of vehicles to be charged can be obtained simply by connecting the adjacent charging devices 1 with the power cable 2 using only the charging device 1 having the same configuration. It can be easily constructed. Moreover, since it is only necessary to communicate with only the adjacent charging device, there are advantages such as easy communication and control.
  • the charging system of the structure which connected the three or more charging devices 1 is a partner's charging device.
  • rapid charging can be performed continuously with the same charging device.

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Abstract

【課題】比較的規模の小さな駐車場に適用可能で且つ同種の充電装置と電力を融通し合うことが可能な電動車用充電装置を提供する。 【解決手段】他の充電装置との間で相互に電力を供給可能に電力ケーブルを介して接続される充電装置（１）であって、車両バッテリを充電する内蔵２次電池（１２）と、内蔵２次電池と電動車充電用コネクタとの間の第１電路を開閉すると共に、他の充電装置の内蔵２次電池と電動車充電用コネクタとの間の第２電路を開閉する電路開閉手段（１３）と、電気自動車側の指令に従って急速充電を開始する際に、自己の充電装置の内蔵２次電池に必要な残量が無いと判定した場合に前記電路開閉手段を駆動して第１電路を閉じると共に第２電路を開き、他の充電装置の内蔵２次電池から電動車充電用コネクタを介して車両バッテリを急速充電する制御を行う制御手段と、を備える。

Description

電気自動車の充電装置及び充電システム
　本発明は、電気自動車に搭載された車両バッテリに電力を充電させる充電装置に関し、特に、民間の有料駐車場、ショッピングモールなどの集客施設、あるいは集合住宅に設けられた駐車場など、複数台の電気自動車を充電対象とした充電システムに好適に適用できる充電装置及び充電システムに関する。
　電気自動車の充電は、比較的小電流で長時間行う中速充電（普通充電とも言う）と、大電流で短時間行う急速充電とに分けることができる。
　その充電方法としては例えばJEVS-G-101～105（日本電動車両協会規格が定めた規格）あるいはSAE-J1772（米国自動車技術協会が定めたEV/PHEV（電気自動車／プラグインハイブリッド自動車）充電用コネクタに関する規格）などの規格に準じたものが採用されている。
　急速充電は、出先で電池容量が少なくなった場合などに必要で、短時間ではあっても数[kw]から数10[kw]の電力が必要となる。これを電力系統から得ようとすると大規模な電力が必要となるため、従来技術ではいったん２次電池に電力を蓄電し、急速充電が必要な場合には２次電池から電力を供給することが行われている。この例を図６に示す。
　図６に例示するように、急速充電が可能な従来の充電スタンドは、例えば、２次電池充電回路５１と大容量２次電池５２とを備えた大規模な電池設備と、その大容量２次電池５２の出力に接続された複数の充電器５３とから構成されている。そして、２次電池充電回路５１を通じて電力系統からの電力を大容量２次電池５２に蓄電し、その大容量２次電池５２の充電電力を放電させ、各々の充電器５３を通じて各電気自動車２０の車両バッテリを同時に急速充電し得る構成としている。
　この例のように、急速充電機能を有する充電スタンドの場合、十分な容量の２次電池を設置しようとすると大きな２次電池設置場所が必要であり、急速充電の割合が高い専用充電スタンドには適しているものの、民間駐車場や集客施設には不適切となる。
　これを改善するため、個別の充電装置ごとに２次電池を設ける方法もある。この例を図７に示す。図７に例示される充電器は、２次電池充電回路５１Ａと小容量２次電池５２Ａと変換器５３Ａとで構成されており、充電器内の小容量２次電池５２Ａを放電させて電気自動車の車両バッテリを充電する構成としている。
　図７の例では、大きな２次電池の設置場所が不要となる反面、２次電池容量が制限されるため、１回の急速充電を行ったあと、回復までに時間が必要で、連続使用が困難となるという欠点がある。
　従来技術の別例として図８に示すものがある（特許文献１の図１参照）。図８に例示される充電スタンドは、蓄電器用充電器２１及び外部電源側接続器２２と複数の蓄電器２３及び車両側接続器２５と車両用充電器２６と各機器の動作を制御する充電制御ユニット２８とを備え、例えば、充電制御ユニット２８による車両側接続器２５内のリレーの開閉動作を制御することで、各充電器（蓄電器２３）と各電気自動車２０に接続される充電器コネクタ３Ａ－３Ｃとを任意の組合せで接続し得る構成としている。そして、車両バッテリを充電する際には、充電中の蓄電器及び車両バッテリへ放電中の蓄電器を除いた蓄電器のうち、充電容量が最も少ない蓄電器と車両バッテリとを接続し、当該蓄電器を放電させて車両バッテリを充電するようにしている（特許文献１の段落０００８等参照）。
　この例では２次電池を複数群に分割することで有効利用を図っているが、構成や制御方法が複雑であり、２次電池や充電車両数を増設することが困難である事が欠点である。
特開２００６－２０４３８号公報
　本発明は、上述のような問題に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、複数台の充電器を設置した場合の上記欠点を改善し、民間駐車場や集客施設などの比較的規模の小さな駐車場に適用可能で、且つ同一エリア内に設置された同種の充電装置と電力を融通し合うことが可能な、電気自動車の充電装置を提供することにある。さらに、本発明の目的は、個々の充電装置を連結するだけで充電対象の車両数に応じた充電システムを容易に構築することが可能な充電装置を提供することにある。
　本発明は、複数台の電気自動車を充電対象とした充電システムに好適に適用できる充電装置及び充電システムに関するものであり、充電装置に関しては、本発明の上記目的は、、電気自動車に搭載された車両バッテリに電力を充電させる充電装置で且つ、同一エリア内に設置された隣り合う同一構成の他の充電装置との間で相互に電力を供給可能に前記他の充電装置と電力ケーブルを介して接続される充電装置であって、電力系統からの電力を蓄電すると共に蓄電された電力を放電させて前記車両バッテリを充電する内蔵２次電池と、前記内蔵２次電池と電動車充電用コネクタとの間の第１電路を開閉すると共に、前記他の充電装置の内蔵２次電池と前記電動車充電用コネクタとの間の第２電路を開閉する電路開閉手段と、前記電気自動車側の指令に従って急速充電を開始する際に、自己の充電装置の内蔵２次電池に必要な残量が無いと判定した場合に前記電路開閉手段を駆動して前記第１電路を閉じると共に前記第２電路を開き、前記他の充電装置の内蔵２次電池から前記電動車充電用コネクタを介して前記車両バッテリを急速充電する制御を行う制御手段と、を備えることによって達成される。
　さらに、本発明の上記目的は、
　前記他の充電装置との間で情報通信が可能な通信手段を有し、前記制御手段は、前記他の充電装置からその充電装置の内蔵２次電池の残量を前記通信手段を通じて受信すると共に、受信した前記残量が前記急速充電に必要な残量以上有ると判定した場合に前記他の充電装置の内蔵２次電池から前記車両バッテリを急速充電すること、
　前記制御手段は、前記受信した前記残量が前記急速充電に必要な残量以上無いと判定した場合には、前記急速充電から普通充電に自動的に切替えて前記車両バッテリを普通充電で充電すること、
　前記他の充電装置は、自己の充電装置に隣接する１又は２台の充電装置であること、
　前記内蔵２次電池は、一回のみの急速充電が可能な程度の少容量の蓄電池であること、
　前記電路開閉手段としての開閉スイッチと前記制御手段としてのスイッチ駆動回路を有する開閉制御回路を備え、且つ、前記開閉スイッチは、自己の充電装置の内蔵２次電池と前記開閉制御回路との間の電路を開閉する第１スイッチと、自己の充電装置に隣接する前記他の充電装置の一方と自己の充電装置との間の電路を開閉する第２スイッチと、前記開閉制御回路と前記電動車充電用コネクタとの間の電路を開閉する第３スイッチと、自己の充電装置に隣接する前記他の充電装置の他方と自己の充電装置との間の電路を開閉する第４スイッチとから構成されること、
によってそれぞれ一層効果的に達成される。
　また、充電システムに関しては、本発明の上記目的は、前記充電装置を２台以上備え、前記同一エリア内で隣り合う充電装置同士が１本の前記電力ケーブルによって増設可能に接続されてなることによって達成される。
　本発明によれば、大きな２次電池の設置場所が不要となり、民間駐車場や集客施設などの比較的規模の小さな駐車場に設置可能な充電装置を提供することが可能となる。また、同一エリア内に設置された他の充電装置と電力を融通し合うことが可能になり、一回のみの急速充電が可能な少容量の２次電池を用いた場合でも、同じ充電装置で急速充電を連続的に行うことが可能となる。
　さらに、本発明によれば、設置に際しての相互接続が簡単であり、同一構成の充電装置のみを使用して隣接する充電装置同士を電力ケーブルで連結するだけで、充電対象の車両数に応じた充電システムを容易に構築することが可能となる。また、隣り合う他の充電装置との間で情報通信が可能な通信手段を備えた形態では、隣接する充電装置だけと通信すれば良いので通信や制御が容易となる。
本発明に係る充電装置を適用した充電システムの構成例を示すブロック図である。 図１の充電装置内の開閉制御回路の構成例を示す模式図である。 本発明に係る充電装置の動作例を説明するための第１の模式図である。 本発明に係る充電装置の動作例を説明するための第２の模式図である。 本発明に係る充電装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る充電装置を複数台設置した駐車場のイメージを示す斜視図である。 急速充電が可能な従来の充電スタンドの構成例を示すブロック図である。 小容量２次電池を用いた従来の充電器の構成例を示すブロック図である。 急速充電が可能な従来の充電スタンドの他の構成例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照にしながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、電気自動車の充電スタンドとして適用される充電装置を例として説明するが、本発明に係る充電装置は、ＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド車）向けの充電スタンドとしても適用することができる。以下、電気自動車及びＰＨＥＶを含む電動車を電気自動車と称して説明する。
　図１は、本発明に係る充電システムの構成例を示している。本発明に係る充電システムは、充電対象の車両数に応じて複数台の充電器１（以下「充電装置」と呼ぶ）を着脱自在な電力ケーブル２で連結することにより構成される。詳しくは、１台の充電装置１は、同一エリア内に設置された隣り合う同一構成の他の充電装置１との間で相互に電力を供給可能に、隣り合う充電装置同士が１本の電力ケーブル２によって増設可能に接続される。
　それぞれの充電装置１は、２次電池充電回路１１と内蔵２次電池１２とを備えており、電力系統から充電を行うことができる。
　内蔵２次電池１２は、電力系統からの電力を蓄電すると共に蓄電された電力を放電させて電気自動車２０の車両バッテリを充電する内蔵電池であり、本実施の形態では、内蔵２次電池１２からの電力は、開閉制御回路１３を介して変換器１４に接続され、変換器１４で必要な電圧・電流に変換して、負荷となる電気自動車２０を充電する。
　開閉制御回路１３は、自己の充電装置１の内蔵２次電池１２と電動車充電用コネクタとの間（本例では変換器１４との間）の第１電路を開閉すると共に、他の充電装置１の内蔵２次電池１２と電動車充電用コネクタとの間（本例では自己の充電装置１の変換器１４との間）の第２電路を開閉する電路開閉手段として動作する。
　開閉制御回路１３は制御手段を有しており、その制御手段では、例えば電気自動車側の指令に従って急速充電を開始する際に、自己の充電装置の内蔵２次電池に必要な残量が無いと判定した場合に上記電路開閉手段を駆動して上記第１電路を閉じると共に上記第２電路を開き、他の充電装置の内蔵２次電池から自己の充電装置の電動車充電用コネクタ（図示せず）を介して、電気自動車２０の車両バッテリを急速充電する制御を行う。
　充電装置１にはこの他に通信手段１５が設けられていて、通信手段１５を介して他の充電装置とデータのやり取りを行うと共に、開閉制御回路１３の動作を制御する。通信手段１５としては、有線通信（LANやEIA-485として知られているもの）でも、無線通信（無線LANやZigbee（登録商標）、あるいは赤外線通信として知られているもの）のいずれでも使用できる。
　図２は、開閉制御回路１３の構成例をしており、前述の電路開閉手段としての開閉スイッチ１３１と、その開閉スイッチ１３１の開閉動作の制御及び他の充電装置との間の通信制御などを行う制御手段としてのスイッチ駆動回路１３２と、を有している。
　開閉制御回路１３は複数個のスイッチ（本例ではスイッチ１３１（ａ）～（ｄ）の４個のスイッチ）と上記スイッチ駆動回路１３２とを含み、図１に示すように、隣接する充電装置１の開閉制御回路１３と電力ケーブル２を介して接続されている。各スイッチ（ａ）～（ｄ）はリレーのような機械式接点を持つものでも、半導体スイッチ（トランジスタあるいはＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）など）でも使用できる。
　図２の例では、開閉制御回路１３は、自己の充電装置内の内蔵２次電池１２と開閉制御回路１３との間の電路を開閉する第１スイッチ１３１（ａ）と、隣接する一方の充電装置と自己の充電装置との間の電路を開閉する第２スイッチ１３１（ｂ）と、自己の充電装置内の開閉制御回路１３と変換器１４との間の電路を開閉する第３スイッチ１３１（ｃ）と、隣接する他方の充電装置と自己の充電装置との間の電路を開閉する第４スイッチ１３１（ｄ）と、を有しており、それらのスイッチ１３１（ａ）～（ｄ）の開閉動作がスイッチ駆動回路１３２によって制御される構成としている。
　充電装置１内の内蔵２次電池１２は、例えば一回のみの急速充電が可能な程度の少容量の蓄電池で良く、本実施の形態では、同一の充電装置１で急速充電を連続的に行う場合には、他の充電装置内の内蔵２次電池を利用して急速充電を行うようにしている。
　詳しくは、本実施の形態では、電気自動車２０側の指令に従って、充電装置１が急速充電を開始する際に、自己の充電装置１内の内蔵２次電池に必要な残量が無いと判定した場合には、自己及び他の充電装置１（本例では隣接する一方又は他方の充電装置１）内の開閉制御回路１３による電路の切替制御によって、隣接する一方又は他方の充電装置１内の内蔵２次電池（使用中でなく且つ急速充電に必要な残量がある内蔵２次電池）と自己の充電装置１内の変換器１４とを接続し、他の充電装置１内の内蔵２次電池から自己の変換器１４を介して電気自動車２０を充電するようにしている。
　次に、図１に例示した充電システムの全体的な動作例について図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。ここでは、図３Ａにおいて、急速充電を必要とする車両２０が充電装置１Ｂを使用する場合を例として説明する。
　充電装置１Ｂの内蔵２次電池の残量が十分であれば、充電装置１Ｂは開閉制御回路１３内のスイッチ（ａ）及び（ｃ）を閉じ、充電装置１Ｂの内蔵２次電池１２から変換器１４を介して車両２０を充電すると共に、電力系統から内蔵２次電池１２を補充する。
　一般に、急速充電が終了すると、充電装置Ｂの内蔵２次電池の残量は相当低下している。この状態で再度、充電装置１Ｂでの急速充電が要求された場合、自身の内蔵２次電池１２を使うことができない。
　この場合、充電装置１Ｂは、通信手段（図１中の通信手段１５）によって隣接する１Ａ又は１Ｃの内蔵２次電池の状態（残量）と使用状態（充電中であるか否か）を調べる。この結果から、適切な方の開閉制御回路１３を切替え、図３Ｂに示すように、隣接する一方の充電装置１（図３Ａの例では充電装置１Ａ）の内蔵２次電池１２を電力ケーブル２を介して充電装置１Ｂに接続することにより、自身の２次電池容量が少ない場合でも急速充電に対応することできる。
　次に、充電装置１の動作例について図４のフローチャートの流れに沿って説明する。なお、充電装置１と電気自動車２０との間の通信プロトコルやコネクタによる接続形態は前述の規格に準じたものであり、それらの説明については省略する。また、充電装置１の動作制御は、本実施の形態では、充電装置１の開閉制御回路１３内のスイッチ駆動回路１３２（図２参照）が行うようにしており、以下の説明では、スイッチ駆動回路１３２を「制御手段」と称して説明する。また、図２に例示したように、開閉制御回路１３内のスイッチ１３１（ａ）～（ｄ）は、待機時は全て開状態であるとして説明する。
　充電装置１（以下、充電装置１Ｂとする）の制御手段は、電気自動車２０から急速充電要求を受信すると（ステップＳ１）、先ず、状態フラッグを使用中とすると共に自己の内蔵２次電池１２の残量が十分か否かをチェックし（ステップＳ２）、自己の内蔵２次電池１２の残量が十分である（急速充電に必要な残量がある）と判定した場合は、自己の開閉制御回路１３内のスイッチ（ａ）（ｃ）を閉じることにより（ステップＳ３）、自己の内蔵２次電池１２と変換器１４との間の電路によって電気自動車２０の車両バッテリの急速充電を行う（ステップＳ４）。
　一方、上記ステップＳ２において自己の内蔵２次電池１２の残量が十分でないと判定した場合、充電装置１Ｂの制御手段は、隣接する一方の充電装置１Ａが使用中か否かを判定し（ステップＳ５）、使用中でないと判定した場合は、その充電装置１Ａの残量が十分か否かを判定する（ステップＳ６）。そして、充電装置１Ａの残量が十分であると判定した場合は、自己の充電装置１Ｂのスイッチ（ｂ）（ｃ）を閉じると共に、隣接する一方の充電装置１Ｂのスイッチ（ａ）（ｄ）を閉じる（及びその充電装置１Ｂの状態フラッグを使用中とする）ことにより（ステップＳ７）、隣接する一方の充電装置１Ａの内蔵２次電池１２と自己の充電装置１Ｂ内の変換器１４との間の電路によって、電気自動車２０の車両バッテリの急速充電を行う（ステップＳ４）。
　一方、上記ステップＳ５において、隣接する一方の充電装置１Ａが使用中であると判定した場合、あるいは、前記ステップＳ６において充電装置１Ａの残量が十分でないと判定した場合には、充電装置１Ｂの制御手段は、隣接する他方の充電装置１Ｃが使用中か否かを判定し（ステップＳ８）、使用中でないと判定した場合には、その充電装置１Ｃの残量が十分か否かを判定する（ステップＳ９）。そして、隣接する他方の充電装置１Ｃの残量が十分であると判定した場合は、充電装置１Ｂの制御手段は、自己の充電装置１Ｂのスイッチ（ｃ）（ｄ）を閉じると共に、隣接する他方の充電装置１Ｃのスイッチ（ａ）（ｂ）を閉じる（及びその充電装置１Ｃの状態フラッグを使用中とする）ことにより（ステップＳ１０）、隣接する他方の充電装置１Ｃの内蔵２次電池１２と自己の充電装置１Ｂ内の変換器１４との間の電路によって、電気自動車２０の車両バッテリの急速充電を行う（ステップＳ４）。
　他方、前記ステップＳ８において、隣接する他方の充電装置１Ｃが使用中であると判定した場合、あるいは、前記ステップＳ９において、隣接する他方の充電装置１Ｃの残量が十分でないと判定した場合には、充電装置１Ｂの制御手段は、急速充電不可であることを車両に通知し（ステップＳ１１）、自己の開閉制御回路１３内のスイッチ（ａ）（ｃ）を閉じることにより、自己の内蔵２次電池１２と変換器１４との間の電路によって、（あるいは、自己の充電装置１Ｂのスイッチ（ｃ）（ｄ）と、隣接する他方の充電装置１Ｃのスイッチ（ａ）（ｂ）を閉じると共に、中速充電（普通充電）に必要な電圧・電流に変換器１４を通じて変換し、隣接する他方の充電装置１Ｃの内蔵２次電池１２と自己の変換器１４との間の電路によって、電気自動車２０の車両バッテリの中速充電を行う（ステップＳ１２）。
　充電装置１を上記のような構成及び制御形態とすることにより、大型の２次電池の設置場所が不要となり、図５に示すように、比較的規模の小さな駐車場３０に設置可能で且つ増設が容易な充電装置１（充電スタンド）を提供することが可能となる。
　また、本発明によれば、同一エリア内に設置された他の充電装置と電力を融通し合うことが可能になり、一回のみの急速充電が可能な少容量の２次電池を用いた場合でも、同じ充電装置１で急速充電を連続的に行うことが可能となる。さらに、設置に際しての相互接続が簡単であり、同一構成の充電装置１のみを使用して隣接する充電装置１同士を電力ケーブル２で連結するだけで、充電対象の車両数に応じた充電システムを容易に構築することが可能となる。また、隣接する充電装置だけと通信すれば良いので通信や制御が容易などの利点が生じる。
　なお、上述した実施の形態においては、３台以上の充電装置１を連結した構成の充電システムを例として説明したが、２台の充電装置を連結した構成の充電システムでも、相手の充電装置の内蔵２次電池を利用することで同じ充電装置で急速充電を連続的に行うことができる。
１，１Ａ～１Ｃ　充電装置
２　電力ケーブル
１１　２次電池充電回路
１２　内蔵２次電池
１３　開閉制御回路
１３１　スイッチ
１３２　駆動回路
１４　変換器
１５　通信手段
２０　電気自動車
３０　駐車場

Claims (7)

  1. 　電気自動車に搭載された車両バッテリに電力を充電させる充電装置で且つ、同一エリア内に設置された隣り合う同一構成の他の充電装置との間で相互に電力を供給可能に前記他の充電装置と電力ケーブルを介して接続される充電装置であって、
    　電力系統からの電力を蓄電すると共に蓄電された電力を放電させて前記車両バッテリを充電する内蔵２次電池と、
    　前記内蔵２次電池と電動車充電用コネクタとの間の第１電路を開閉すると共に、前記他の充電装置の内蔵２次電池と前記電動車充電用コネクタとの間の第２電路を開閉する電路開閉手段と、
    　前記電気自動車側の指令に従って急速充電を開始する際に、自己の充電装置の内蔵２次電池に必要な残量が無いと判定した場合に前記電路開閉手段を駆動して前記第１電路を閉じると共に前記第２電路を開き、前記他の充電装置の内蔵２次電池から前記電動車充電用コネクタを介して前記車両バッテリを急速充電する制御を行う制御手段と、
    を備えたことを特徴とする充電装置。
  2. 　前記他の充電装置との間で情報通信が可能な通信手段を有し、前記制御手段は、前記他の充電装置からその充電装置の内蔵２次電池の残量を前記通信手段を通じて受信すると共に、受信した前記残量が前記急速充電に必要な残量以上有ると判定した場合に前記他の充電装置の内蔵２次電池から前記車両バッテリを急速充電することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
  3. 　前記制御手段は、前記受信した前記残量が前記急速充電に必要な残量以上無いと判定した場合には、前記急速充電から普通充電に自動的に切替えて前記車両バッテリを普通充電で充電することを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
  4. 　前記他の充電装置は、自己の充電装置に隣接する１又は２台の充電装置である請求項１乃至３のいずれかに記載の充電装置。
  5. 　前記内蔵２次電池は、一回のみの急速充電が可能な程度の少容量の蓄電池である請求項１乃至４のいずれかに記載の充電装置。
  6. 　前記電路開閉手段としての開閉スイッチと前記制御手段としてのスイッチ駆動回路を有する開閉制御回路を備え、且つ、前記開閉スイッチは、自己の充電装置の内蔵２次電池と前記開閉制御回路との間の電路を開閉する第１スイッチと、自己の充電装置に隣接する前記他の充電装置の一方と自己の充電装置との間の電路を開閉する第２スイッチと、前記開閉制御回路と前記電動車充電用コネクタとの間の電路を開閉する第３スイッチと、自己の充電装置に隣接する前記他の充電装置の他方と自己の充電装置との間の電路を開閉する第４スイッチとから構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の充電装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載の前記充電装置を２台以上備え、前記同一エリア内で隣り合う充電装置同士が１本の前記電力ケーブルによって増設可能に接続されてなることを特徴とする充電システム。
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