本發(fā)明涉及電動車用的充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以往，已知有電動汽車、插電式混合動力車等的電動車用的充電系統(tǒng)(日本專利第5723811號公報(bào)，以下稱為“專利文獻(xiàn)1”)?，F(xiàn)有的充電系統(tǒng)具有能夠利用電力電纜相互供給電力的多個充電器。各充電器具有：充電用連接器；向電動車供給充電電力的二次電池；和控制單元，該控制單元控制配置在充電用連接器與二次電池之間的開關(guān)的開閉以及配置在充電用連接器與其他的充電器的二次電池之間的開關(guān)的開閉。

在現(xiàn)有的充電系統(tǒng)中，在應(yīng)進(jìn)行充電的充電器中內(nèi)置的二次電池的余量少的情況下，充電器的控制單元打開配置在二次電池與充電連接器之間的開關(guān)，關(guān)閉配置在其他的充電器的二次電池中余量充足的二次電池與充電連接器之間的開關(guān)。由此，能夠利用從其他的充電器的二次電池供給的電力來進(jìn)行充電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在專利文獻(xiàn)1記載的充電系統(tǒng)中，控制單元僅考慮各二次電池的目前的余量，而完全不考慮到目前為止的使用狀況。因此，在現(xiàn)有的充電系統(tǒng)中，有可能在長期的使用中在充電器的使用狀況上發(fā)生失衡，一部分充電器比其他的充電器更加過早地劣化。

本發(fā)明的目的在于提供一種相比于現(xiàn)有充電系統(tǒng)，各充電器的使用狀況更加均等的充電系統(tǒng)。

本發(fā)明的一個方式的電動車用的充電系統(tǒng)，其特征在于，具有：

多個充電器，以及

連接上述多個充電器的各充電部的電力共享電纜，

上述多個充電器至少包括第一充電器和第二充電器，在上述多個充電器之間能夠進(jìn)行通信，上述多個充電器各自具有：

能夠裝卸于上述電動車的至少一個充電口，

充電部，上述充電部與上述充電口連接，根據(jù)來自于與上述充電口已經(jīng)連接的上述電動車的充電要求向上述充電口輸出充電電力，和

控制部，上述控制部控制上述充電部；

上述第一充電器的上述控制部在來自于與上述第一充電器的上述充電口已經(jīng)連接的上述電動車的充電要求超出上述第一充電器的上述充電部的可輸出電力時(shí)，基于與上述第二充電器相關(guān)的第二充電器信息，對上述第二充電器發(fā)出向上述電力共享電纜輸出輔助電力的要求。

另外，本發(fā)明的其他方式的電動車用的充電系統(tǒng)具有：

多個充電器，

連接上述多個充電器的各充電部的電力共享電纜；以及

能夠與上述多個充電器的各個分別進(jìn)行通信的綜合控制部，

上述多個充電器至少包括第一充電器和第二充電器，上述多個充電器各自具有：

能夠裝卸于上述電動車的至少一個充電口，

充電部，上述充電部與上述充電口連接，根據(jù)來自于與上述充電口連接的上述電動車的充電要求向上述充電口輸出充電電力，和

控制部，上述控制部控制上述充電部；

上述綜合控制部在來自于與上述第一充電器的上述充電口已經(jīng)連接的上述電動車的充電要求超出上述第一充電器的上述充電部的可輸出電力時(shí)，基于與上述第二充電器相關(guān)的第二充電器信息，對上述第二充電器發(fā)出對上述電力共享電纜輸出輔助電力的要求。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的充電系統(tǒng)，能夠相比于現(xiàn)有的充電系統(tǒng)使各充電器的使用狀況更均等。

附圖說明

圖1為實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的框圖。

圖2為表示實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的動作的序列圖。

圖3為表示圖2的信息共享處理的流程圖。

圖4為表示充電系統(tǒng)的存儲部中存儲的信息的圖。

圖5為表示圖2的輔助要求決定處理的流程圖。

圖6為變形例的充電系統(tǒng)的框圖。

符號說明：

10充電系統(tǒng)

11、12、13、14、……、1n充電器

20a、20b、20c、20d充電口

21充電部

22控制部

23存儲部

24輸入部

25繼電器

30電力共享電纜

31通信電纜(通信單元)

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的充電系統(tǒng)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

[實(shí)施方式]

參照圖1對實(shí)施方式的充電系統(tǒng)10進(jìn)行說明。充電系統(tǒng)10具有n個充電器11、12、……、1n；電力共享電纜30；和通信電纜31(通信單元)。此處，n為2以上，優(yōu)選為3以上的整數(shù)。n個充電器11、12、……、1n構(gòu)成充電器組。

由于充電器11、12、……、1n的結(jié)構(gòu)相同，因此以充電器11的結(jié)構(gòu)為代表進(jìn)行說明。

充電器11具有：至少一個充電口20a、20b、20c、20d；充電部21；繼電器25；控制部22；和輸入部24。以下，也將充電口20a、20b、20c、20d不加以區(qū)分地統(tǒng)稱為充電口20。充電口20能夠裝卸于電動汽車、插電式混合動力車等的電動車。充電部21向與充電口20已經(jīng)連接的電動車輸出充電電力?？刂撇?2控制充電部21和繼電器25。輸入部24接收由使用者進(jìn)行的各種輸入。在充電部21上連接有電力共享電纜30。在控制部22上連接有通信電纜31。繼電器25插裝于電力共享電纜30?？刂撇?2具有存儲各種信息的存儲部23。

充電部21具有將由商用交流電力生成的直流電力作為充電電力向充電口20輸出的電力轉(zhuǎn)換電路。充電部21在不超出預(yù)定的可輸出電力(額定輸出電力)的范圍內(nèi)生成直流電力。充電器11的充電部21還能夠?qū)⒔?jīng)由電力共享電纜30從其他的充電器12、……、1n輸出的直流的輔助電力與自身生成的直流電力的合計(jì)電力作為充電電力進(jìn)行輸出。

控制部22具有微處理器(mpu，micro-processingunit)?？刂撇?2掌握來自于與充電口20連接的電動車的充電要求和充電部21向充電口20輸出的充電電力?？刂撇?2控制充電部21和繼電器25。另外，控制部22發(fā)送與輔助電力的輸出相關(guān)的要求(以下稱為“輔助要求”)。另外，控制部22進(jìn)行后述的信息共享處理。信息共享處理每經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間就重復(fù)進(jìn)行。另一方面，在滿足預(yù)定的條件的情況下，控制部22控制充電部21和繼電器25。另外，在滿足預(yù)定的條件的情況下，控制部22發(fā)送輔助要求。

存儲部23包括隨機(jī)存取存儲器等易失性存儲器和/或閃速存儲器等非易失性存儲器而構(gòu)成。存儲部23存儲輸入部24接收的設(shè)定、自身充電器信息(第一充電器信息)和其他充電器信息(第二充電器信息)。其他充電器信息為在信息共享處理中控制部22接收到的與其他的充電器12、……、1n相關(guān)的信息。自身充電器信息為與充電器11相關(guān)的信息。

輸入部24例如為帶觸摸面板的顯示裝置。輸入部24接收與充電預(yù)約相關(guān)的設(shè)定以及與均等充電相關(guān)的設(shè)定。

繼電器25由控制部22控制開閉。在接收來自于其他的充電器12、……、1n的輔助電力的供給的情況下，以及在有來自于其他的充電器12、……、1n的控制部22的輔助要求的情況下，充電器11的控制部22關(guān)閉繼電器25。由此，經(jīng)由電力共享電纜30共享電力。在上述以外的情況下，控制部22打開繼電器25。繼電器25為了防止向與意圖方向相反的方向供給電力，優(yōu)選具有二極管等逆流防止單元。

圖2為表示本實(shí)施方式的充電系統(tǒng)10的動作的序列圖。充電系統(tǒng)10的動作具有信息共享處理s1、輔助要求決定處理s2、輔助輸出開始處理s3和輸出開始處理s4。

利用全部充電器11、12、……、1n的各控制部22，每經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間就重復(fù)進(jìn)行信息共享處理s1。由此，各充電器的最新的信息總是共享。

從電動車接受到充電要求的充電器(圖2中為充電器11)的控制部22進(jìn)行輔助要求決定處理s2。在輔助要求決定處理s2中，控制部22判斷僅通過充電器11的充電部21能否輸出所要求的充電電力。在判斷為不能輸出的情況下，控制部22從其他的充電器12、……、1n中選定輔助充電器(圖2中為充電器12)。然后，控制部22經(jīng)由通信電纜31向充電器12發(fā)送輔助要求，并且關(guān)閉充電器11的繼電器25。另一方面，在判斷為能夠得到所要求的輸出的情況下，控制部22使充電部21輸出所要求的充電電力(輸出開始處理s4)。此時(shí)，充電器11的繼電器25保持打開狀態(tài)。

接收到輔助要求的充電器12的控制部22關(guān)閉充電器12的繼電器25，并且使充電器12的充電部21開始輔助電力的輸出(輔助輸出開始處理s3)。

然后，充電器11的控制部22使充電器11的充電部21輸出包括從充電器12輸出的輔助電力的充電電力(輸出開始處理s4)。

參照圖3，對信息共享處理s1詳細(xì)地進(jìn)行說明。信息共享處理s1具有步驟s11～s13。步驟s11～s13依次執(zhí)行。而且，步驟s11也可以在步驟s13之后執(zhí)行。

在步驟s11中，各充電器的控制部22接收其他充電器信息。其他充電器信息為表示該充電器的到目前為止的使用狀況的信息。其他充電器信息例如為剩余電力、總工作時(shí)間、空閑經(jīng)過時(shí)間、充電預(yù)約設(shè)定。剩余電力通過下式計(jì)算得出。

剩余電力＝充電部21的可輸出電力－充電部21輸出的充電電力之和

總工作時(shí)間為到目前為止充電部21輸出充電電力的時(shí)間的累計(jì)時(shí)間?？臻e經(jīng)過時(shí)間為從充電部21成為空閑狀態(tài)(不輸出充電電力的狀態(tài))的時(shí)刻開始到目前的時(shí)刻為止的經(jīng)過時(shí)間。充電預(yù)約設(shè)定是由使用者進(jìn)行的充電預(yù)約設(shè)定的有無。接收到的其他充電器信息被存儲在存儲部23中。此時(shí)，存儲在存儲部23中的舊的其他充電器信息被消去。

根據(jù)本實(shí)施方式，由于其他充電器信息包括表示到目前為止的使用狀況的信息，因此能夠緩和一部分的充電器比其他的充電器更早地劣化。

在步驟s12中，各充電器的控制部22計(jì)算自身充電器的剩余電力。在步驟s13中，各充電器的控制部22發(fā)送自身充電器信息。自身充電器信息包括在步驟s12中計(jì)算得出的剩余電力、總工作時(shí)間、空閑經(jīng)過時(shí)間、充電預(yù)約設(shè)定。

利用信息共享處理s1，共享充電系統(tǒng)10的全部充電器11、12、……、1n的信息。

圖4表示進(jìn)行了1次以上的信息共享處理s1以后的、在充電器11的存儲部23中存儲的信息的一個示例。在存儲部23中存儲有自身充電器信息、其他充電器信息、充電器11的均等充電設(shè)定。自身充電器信息包括充電器11的剩余電力、總工作時(shí)間、空閑經(jīng)過時(shí)間、充電預(yù)約設(shè)定。其他充電器信息包括充電器12、……、1n的剩余電力、總工作時(shí)間、空閑經(jīng)過時(shí)間、充電預(yù)約設(shè)定。此外，在充電器11的存儲部23中存儲有以充電器11為基準(zhǔn)的充電器間距離。充電器間距離例如在充電系統(tǒng)10的設(shè)置時(shí)經(jīng)由輸入部24由設(shè)置操作者輸入。

接著，參照圖5，對輔助要求決定處理s2詳細(xì)地進(jìn)行說明。輔助要求決定處理s2具有步驟s21～s29。以下，對充電器11從電動車接受到充電要求的情況進(jìn)行說明。

在步驟s21中，充電器11的控制部22利用下式計(jì)算出不足電力。

不足電力＝(充電部21輸出的充電電力之和+充電要求)－可輸出電力

例如，在可輸出電力為50kw，與充電口20a新連接的電動車的充電要求為20kw，不使用充電口20b、20c、20d的情況下，不足電力為－30kw。這表示即使向新連接的電動車輸出所要求的20kw，也會剩余30kw的電力。另一方面，在可輸出電力為50kw，與充電口20a新連接的電動車的充電要求為20kw，從充電口20b、20c、20d輸出共計(jì)40kw的充電電力的情況下，不足電力為10kw。這表示當(dāng)想要向新連接的電動車輸出所要求的20kw時(shí)，缺少10kw(10kw不足)。

在步驟s22中，充電器11的控制部22判定在步驟s21中計(jì)算出的不足電力是否比0kw大。在不滿足判定條件的情況下(僅通過充電器11的充電部21就能夠輸出所要求的充電電力的情況下)，決定不對其他的充電器12、……、1n要求輔助(步驟s23)。另一方面，在滿足判定條件的情況下(僅通過充電器11的充電部21不能輸出所要求的充電電力的情況下)，進(jìn)入到步驟s24。

在步驟s24中，充電器11的控制部22判定在步驟s21中計(jì)算出的不足電力是否為其他的充電器12、……、1n的剩余電力之和以下。此時(shí)，控制部22參照存儲部23。在不滿足判定條件的情況下(在將其他的充電器12、……、1n的剩余電力全部作為輔助電力也不能輸出所要求的充電電力的情況下)，決定不對其他的充電器12、……、1n要求輔助(步驟s23)。此時(shí)，控制部22可以對新連接的電動車傳達(dá)不能立刻開始充電的意旨。由此，能夠防止不滿足電動車的充電要求，卻向其他的充電器12、……、1n要求輔助電力的輸出的情況。另一方面，在滿足判定條件的情況下(如果以其他的充電器12、……、1n的剩余電力作為輔助電力能夠輸出所要求的充電電力的情況下)，進(jìn)入到步驟s25。

在步驟s25中，充電器11的控制部22參照存儲部23，判定是否進(jìn)行了均等充電設(shè)定。所謂均等充電是指在能夠進(jìn)行輔助電力的輸出的充電器存在多個的情況下，使這些充電器均等地輸出輔助電力的充電方式。在未進(jìn)行均等充電設(shè)定的情況下進(jìn)入到步驟s26，在進(jìn)行了均等充電設(shè)定的情況下進(jìn)入到步驟s27。

在步驟s26中，充電器11的控制部22基于其他的充電器12、……、1n的剩余電力、充電預(yù)約設(shè)定和排序值，決定應(yīng)輸出輔助電力的1個以上的充電器(輔助充電器)以及向各輔助充電器要求的輔助電力。此時(shí)，控制部22參照存儲部23。

在步驟s26中，充電器11的控制部22參照存儲部23，并利用下式計(jì)算出其他的充電器12、……、1n的排序值。

排序值＝a×空閑經(jīng)過時(shí)間/(b×總工作時(shí)間+c×充電器間距離)

此處，系數(shù)a、b、c為預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)(其中，a＞0、b＞0、c＞0)。根據(jù)上式可知排序值隨著空閑經(jīng)過時(shí)間的加長而增加。隨著總工作時(shí)間的加長，并且，隨著充電器間距離的變大，排序值減小。因此，排序值高的充電器比排序值低的充電器更適于輔助充電器。

接著，充電器11的控制部22將進(jìn)行了充電預(yù)約設(shè)定的其他的充電器12、……、1n從輔助充電器的候補(bǔ)中排除。由此，避免由使用者使進(jìn)行了充電預(yù)約設(shè)定的充電器成為輔助充電器，能夠防止無法響應(yīng)充電預(yù)約的情況。

接著，充電器11的控制部22以未被排除的其他的充電器12、……、1n中剩余電力最多的充電器(例如充電器12)作為輔助充電器。然后，決定在剩余電力的范圍內(nèi)向輔助充電器要求輔助電力的輸出。在充電器12的剩余電力為不足電力以上的情況下，能夠由來自充電器12的輔助電力補(bǔ)充全部的不足電力。在該情況下，如以上所述，步驟s26結(jié)束。另一方面，在充電器12的剩余電力少于不足電力的情況下，利用來自充電器12的輔助電力只能夠補(bǔ)充不足電力的一部分。在該情況下，決定還向未被排除的其他的充電器12、……、1n中僅次于充電器12的剩余電力較多的充電器(例如充電器13)在剩余電力的范圍內(nèi)要求輔助電力的輸出。

在剩余電力相等的其他的充電器12、……、1n為2個以上的情況下，以排序值高的充電器優(yōu)先作為輔助充電器。例如，在充電器12(剩余電力：50kw、排序值：7)、充電器13(剩余電力：40kw、排序值：6)和充電器14(剩余電力：40kw、排序值：8)為輔助充電器的候補(bǔ)的情況下，首先，以充電器12作為輔助充電器。在僅通過充電器12的剩余電力不能夠補(bǔ)充全部的不足電力的情況下，以充電器14作為第二個輔助充電器。在即使將充電器12與充電器14的剩余電力相加也不能夠補(bǔ)充全部的不足電力的情況下，進(jìn)一步以充電器13作為第三個輔助充電器。

在步驟s27中，充電器11的控制部22判定其他的充電器12、……、1n的剩余電力之和是否相對于不足電力而言足夠大(例如剩余電力之和是否為不足電力的2倍以上)。此時(shí)，控制部22參照存儲部23。在不滿足判定條件的情況下，不適合進(jìn)行均等充電，或者不能進(jìn)行均等充電的可能性很高。因此，執(zhí)行步驟s26，決定輔助充電器和輔助電力。在該情況下，不進(jìn)行均等充電。另一方面，在滿足判定條件的情況下，進(jìn)入到步驟s28。

在步驟s28中，充電器11的控制部22將進(jìn)行了充電預(yù)約設(shè)定的其他的充電器12、……、1n以及剩余電力為0kw的其他的充電器12、……、1n從輔助充電器的候補(bǔ)中排除。然后，控制部22將未被排除的其他的充電器12、……、1n作為輔助充電器，利用下式?jīng)Q定輔助電力。

輔助電力＝不足電力/輔助充電器的數(shù)量

利用均等充電功能，能夠使各充電器的使用狀況更均等。

在步驟s29中，基于步驟s26或者步驟s28的決定，向輔助充電器發(fā)送輔助要求。

接著，對本實(shí)施方式的充電系統(tǒng)10的動作例進(jìn)行說明。而且，在以下的各動作例中，充電器的數(shù)量n為4個，各充電器11、12、13、14的充電部21的可輸出電力為50kw。在動作例1、2中，未對充電器11進(jìn)行均等充電設(shè)定。在動作例3、4中，對充電器11進(jìn)行了均等充電設(shè)定。此處，進(jìn)行均等充電的條件為其他的充電器的剩余電力之和為不足電力的2倍以上的情況，在小于2倍的情況下即使進(jìn)行了均等充電設(shè)定也不進(jìn)行均等充電。

[動作例1](均等充電設(shè)定：無)

表1

充電器11從充電口20c、20d輸出共計(jì)50kw的充電電力。充電器12、13、14完全不輸出充電電力。無論在哪一個充電器11、12、13、14中都沒有進(jìn)行充電預(yù)約設(shè)定。此時(shí)，從與充電器11的充電口20a新連接的電動車收到10kw的充電要求，缺少10kw(10kw不足)。在該情況下，充電器12、13、14中排序值最大的充電器12成為輔助充電器。然后，充電器12向充電器11輸出10kw的輔助電力。

[動作例2](均等充電設(shè)定：無)

表2

充電器11從充電口20c、20d輸出共計(jì)50kw的充電電力。充電器12、13、14完全不輸出充電電力。僅在充電器12中進(jìn)行了充電預(yù)約設(shè)定。此時(shí)，從與充電器11的充電口20a新連接的電動車收到10kw的充電要求，缺少10kw(10kw不足)。在該情況下，首先，進(jìn)行了充電預(yù)約設(shè)定的充電器12從輔助充電器的候補(bǔ)中排除。然后，未被排除的充電器13、14中排序值最大的充電器13成為輔助充電器。然后，充電器13向充電器11輸出10kw的輔助電力。

[動作例3](均等充電設(shè)定：有)

表3

充電器11從充電口20a輸出30kw的充電電力。充電器12、13、14輸出30kw、20kw、30kw的充電電力。無論在哪一個充電器11、12、13、14中都沒有進(jìn)行充電預(yù)約設(shè)定。此時(shí)，從與充電器11的充電口20c以及充電口20d新連接的電動車收到共計(jì)60kw的充電要求，缺少40kw(40kw不足)。在該情況下，充電器12、13、14中剩余電力最多的充電器13成為輔助充電器。然后，充電器13向充電器11輸出30kw的輔助電力。進(jìn)一步，剩余電力多得僅次于充電器13，并且排序值最大的充電器12成為第二個輔助充電器。然后，充電器12向充電器11輸出10kw的輔助電力。

而且，在本動作例中，雖然對充電器11進(jìn)行了均等充電設(shè)定，但是充電器12、13、14的剩余電力之和(70kw)小于不足電力(40kw)的2倍，所以不進(jìn)行均等充電。

[動作例4](均等充電設(shè)定：有)

表4

充電器11從充電口20a輸出30kw的充電電力。充電器12、13、14完全不輸出充電電力。無論在哪一個充電器11、12、13、14中都沒有進(jìn)行充電預(yù)約設(shè)定。此時(shí)，從與充電器11的充電口20c以及充電口20d新連接的電動車收到共計(jì)50kw的充電要求，缺少30kw(30kw不足)。在該情況下，沒有進(jìn)行充電預(yù)約設(shè)定，并且剩余電力不為0kw的全部充電器(充電器12、13、14)成為輔助充電器。然后，充電器12、13、14分別各向充電器11輸出10kw(＝30kw/3)的輔助電力。

而且，與動作例3不同，在本動作例中，由于充電器12、13、14的剩余電力之和(150kw)為不足電力(30kw)的2倍以上，因此按照設(shè)定進(jìn)行均等充電。

[變形例]

本發(fā)明的充電系統(tǒng)不限定于上述實(shí)施方式。例如，充電系統(tǒng)也可以具有結(jié)構(gòu)不同的多個充電器。圖6表示變形例的充電系統(tǒng)10’的一個示例。充電器11’具有兩個充電口20a、20b和可輸出電力為50kw的充電部21。充電器12’具有四個充電口20a、20b、20c、20d和可輸出電力為50kw的充電部21。充電器1n’具有三個充電口20a、20b、20c和可輸出電力為40kw的充電部21。

作為其他充電器信息和自身充電器信息的剩余電力、總工作時(shí)間、空閑經(jīng)過時(shí)間和充電預(yù)約設(shè)定為一個示例。其他充電器信息和自身充電器信息只要包括關(guān)于到目前為止的使用狀況的至少一個信息，則能夠適當(dāng)變更。排序值的計(jì)算方法也不限于實(shí)施方式。

在本發(fā)明的充電系統(tǒng)中，也可以省略均等充電功能。在該情況下，輔助要求決定處理s2的步驟s25、s27、s28便不再需要。

在本發(fā)明的充電系統(tǒng)中，也可以省略充電預(yù)約功能。在該情況下，在輔助要求決定處理s2的步驟s26、s28中，不需要考慮充電預(yù)約設(shè)定。

本發(fā)明的充電系統(tǒng)的充電器間的通信也可以為無線通信。

實(shí)施方式的充電系統(tǒng)的多個充電器11、12、……、1n各自的控制部22具有存儲部23，但是也可以使配置在多個充電器11、12、……、1n的外部的共通的存儲部存儲各種信息。或者，也可以使設(shè)置在多個充電器11、12、……、1n中的任意一個充電器中的存儲部存儲各種信息。在該情況下，不具有存儲部的充電器的控制部參照設(shè)置在某一個充電器中的存儲部即可。

實(shí)施方式的充電系統(tǒng)為，一個充電器的控制部向其他的充電器發(fā)送輔助要求，但是也可以設(shè)置與多個充電器11、12、……、1n的各個經(jīng)由通信電纜(通信單元)能夠通信地進(jìn)行連接的綜合控制部，綜合制御部向其他的充電器發(fā)送輔助要求而使其輸出輔助電力，或者也可以控制各充電器的繼電器25的開閉。