JP5752022B2 - 充電制御装置、充電制御方法及び充電システム - Google Patents

Description

本発明は、充電制御装置、充電制御方法及び充電システムに関する。

電気自動車の車載用蓄電池の充電には、充電時間を短縮することができる急速充電器が用いられることがある（例えば下記特許文献１を参照）。そして、電気自動車の充電インフラを整備するために、集合住宅、商用施設や公共施設等の設備内に急速充電器を設置していくことが提案されている。また、急速充電器に併設して蓄電池を設け、蓄電池に充電された電力を用いて電気自動車の車載用蓄電池を充電することも行われている。

特開２００９−７７５５７号公報

時間帯によって電気料金が異なる場合には、急速充電器に併設して設けられる蓄電池を常に満充電の状態にしておくと、電気料金が高い時間帯に必要以上の電気を充電してしまい、運用コストが高くなってしまう。

本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、電気自動車の車載用蓄電池の充電に用いる蓄電池の充電量を逐次最適化して運用コストを抑えることができる充電制御装置、充電制御方法及び充電システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る充電制御装置は、電気自動車の車載用蓄電池を充電する際に用いられる蓄電池の充電を制御する充電制御装置であって、所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段と、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出手段と、前記充電回数算出手段により算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充.電開始容量を算出する算出手段と、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記充電制御装置は、前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までの過去の実績値の平均を、前記必要な充電回数として算出することを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記充電制御装置は、前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに起こり得る充電回数ごとの累積確率を前記実績データ記憶手段に記憶されるデータに基づいて算出するとともに、当該算出された累積確率が閾値となる充電回数を、前記必要な充電回数として算出することを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記充電制御装置は、前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までの充電回数の過去の実績値の平均と、当該特定した時間における電気料金とに基づいて、前記必要な充電回数を算出し、前記算出される必要な充電回数は、前記特定した時間での充電回数の過去の実績値の平均が大きくなる程大きく、前記特定した時間における電気料金が大きい程小さくなるように算出されることを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記充電制御手段は、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安である場合には、前記蓄電池の蓄電可能な上限まで前記蓄電池を充電することを特徴とする。

また、本発明に係る充電制御方法は、電気自動車の車載用蓄電池を充電する際に用いられる蓄電池の充電を制御する充電制御方法であって、所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段を参照して、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出ステップと、前記充電回数算出ステップで算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充電開始容量を算出する算出ステップと、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る充電システムは、電気自動車の車載用蓄電池を、系統電源から供給される電気と、蓄電池に蓄電された電気とを用いて充電する充電装置と、前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置と、を含み、前記充電制御装置は、所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段と、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出手段と、前記充電回数算出手段により算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充電開始容量を算出する算出手段と、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御手段と、を含むことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、電気自動車の車載用蓄電池の充電に用いる蓄電池の充電量を、所定の時間範囲の各時点において当該時間範囲の満了までに予測される充電回数に基づいて制御することで、蓄電池の充電量を逐次最適化して運用コストを抑えることができる。

本実施形態に係る電気自動車充電システムのシステム構成図である。 充電制御装置の機能ブロック図である。 時間帯別の電力単価データの一例を示す図である。 充電履歴データの一例を示す図である。 蓄電池制御部の機能ブロック図である。 （Ａ）は、時刻ごとの平均の充電回数を、（Ｂ）は、時刻ごとの時間範囲の終期（２４時）までの平均の充電回数の累積値を示す図である。 充電回数ｋとその発生確率ｐ（ｋ）との関係を表す確率分布を示す図である。 （Ａ）は、対象期間における充電回数ｋと、その累積確率ｃＰ（ｋ）との関係を示す図であり、（Ｂ）は補間曲線の一例を示す図である。 電気料金Ｃ（ｔ）及び過去の充電回数の平均値λ（ｔ）と、βとの関係を示す図である。 基本モードにおける、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示す図である。 充電優先モードにおける、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示す図である。 コスト優先モードにおける、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示す図である。 充電制御処理のフローチャートである。

以下、本発明を実施するための実施の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、本実施形態に係る総合充電システム１のシステム構成図を示した。図１に示されるように、総合充電システム１は、充電システム５と、充電システム５に併設された併設蓄電池３０とを備え、充電システム５は、充電制御装置１０、充電ユニット２０及び充電ユニット２０と併設蓄電池３０とを接続する双方向変換ユニット４０を備え、交流電源２から供給された電力を用いて電気自動車６０を充電する。総合充電システム１では、電気自動車６０の充電を行っていない間に併設蓄電池３０を充電しておき、併設蓄電池３０に充電された電気を電気自動車６０の充電に利用することとする。なお、充電ユニット２０、双方向変換ユニット４０、併設蓄電池３０はそれぞれ１つでもよいし、複数あってもよい。

充電制御装置１０は、各充電ユニット２０の出力制御、併設蓄電池３０に蓄えられている残容量（蓄電容量：ＳＯＣ（State Of Charge））の監視及び併設蓄電池３０の充放電制御、電気自動車６０との通信等を行う。この充電制御装置１０の構成や、充電制御装置１０において行われる処理の詳細については後述する。

充電ユニット２０は、交流電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）を所定の直流電圧（例えばＤＣ５０〜５００Ｖ）に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータを備える。充電ユニット２０から出力される直流電圧（充電電圧）は、例えば接続される電気自動車６０から受け付けた指定の電圧に設定することとしてよい。なお、電気自動車６０を充電していない場合であって、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が充電開始容量（ＳＯＣlower）に満たない場合には、充電ユニット２０から双方向変換ユニット４０に向けて電力を出力して併設蓄電池３０の充電を開始し、併設蓄電池３０の蓄電容量が充電停止容量（ＳＯＣupper）に達した場合には充電ユニット２０からの出力を停止して併設蓄電池３０の充電を終了することとしてよい。

併設蓄電池３０は、充電制御装置１０により設定された充電開始容量（ＳＯＣlower）と充電停止容量（ＳＯＣupper）に基づいて充電が制御されると共に、電気自動車６０の充電時には、併設蓄電池３０に充電された電気を、双方向変換ユニット４０を介して電気自動車６０に供給する。ここで、双方向変換ユニット４０は、併設蓄電池３０から入力された電力を所定の電力に変換して電気自動車６０に出力する。

電気自動車６０は、車載用蓄電池６２、車載用蓄電池６２の電力を利用して駆動するモーター、車輪、モーターの動力を車輪に伝える動力伝達系統、各種アクセサリー、各部を制御する制御部等を備える。電気自動車６０の制御部と充電制御装置１０とは充電時に通信し、電気自動車６０の車載用蓄電池６２の状態に応じた充電条件を充電制御装置１０に伝達することとしてよい。

図２には、充電制御装置１０の機能ブロック図を示した。図２に示されるように、充電制御装置１０は、記憶部１００、充電ユニット制御部１０２、蓄電池制御部１０４、電気自動車用通信部１０６、及び電気自動車充電制御部１０８を備える。

充電制御装置１０に備えられる上記各部の機能は、ＣＰＵ等の制御手段、磁気ディスクやメモリ等の記憶手段、外部デバイスとデータを通信する通信手段等を備えたコンピュータが、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されたプログラムを読み込み実行することで実現されるものとしてよい。なお、プログラムは光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の情報記憶媒体によってコンピュータたる充電制御装置１０に供給されることとしてもよいし、インターネット等のデータ通信網を介して供給されることとしてもよい。

記憶部１００は、データ及びプログラムを記憶すると共に、充電制御装置１０のワークメモリとしても用いられる。以下、記憶部１００に記憶されるデータの一例について説明する。

図３には、記憶部１００に記憶される時間帯別の電力単価データの一例を示した。図３に示した電力単価データは、０時を始期、０時から２４時間後の２４時を終期とする時間範囲における各時点での電気料金を示したものである。

図４には、記憶部１００に記憶される充電履歴データの一例を示した。充電履歴データは、総合充電システム１により行われた電気自動車６０の充電履歴を記録したデータである。図４に示される充電履歴データには、充電日時、曜日、平日・休日・祝日の種別、充電量がそれぞれ関連付けて記憶される。

また、記憶部１００には、充電ユニット２０に電気自動車６０が接続されて充電をしているか否かを示す充電フラグが記憶されることとしてよい。例えば、充電フラグは、電気自動車６０を充電している場合にはＯＮ（真）、そうでない場合にはＯＦＦ（偽）とする真偽値としてよい。

充電ユニット制御部１０２は、各充電ユニット２０の動作を制御する。例えば、充電ユニット制御部１０２は、各充電ユニット２０のオンとオフを制御すると共に、オンにした充電ユニット２０については充電電圧及び充電電流をさらに設定することとする。

蓄電池制御部１０４は、充電ユニット２０に併設された併設蓄電池３０の状態を監視すると共に、双方向変換ユニット４０を制御して併設蓄電池３０の充放電を制御する。例えば、蓄電池制御部１０４は、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）を逐次取得して、蓄電容量が充電開始容量（ＳＯＣlower）を下回った場合には併設蓄電池３０の充電を開始し、蓄電容量が充電停止容量（ＳＯＣupper）に達した場合には併設蓄電池３０の充電を停止する。なお、蓄電池制御部１０４は、記憶部１００に記憶される充電フラグの値を参照して、電気自動車６０を充電していない場合にのみ、併設蓄電池３０の充電を行うように制御することとしてよい。

また、蓄電池制御部１０４は、併設蓄電池３０の放電時に併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が予め定められた放電禁止容量（ＳＯＣll）に達した場合には、併設蓄電池３０の放電を停止するとともに、併設蓄電池３０の充電時に併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が予め定められた充電禁止容量（ＳＯＣul）に達した場合には、併設蓄電池３０の充電を停止する。なお、充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）、放電禁止容量（ＳＯＣll）、充電禁止容量（ＳＯＣul）の関係は、ＳＯＣll≦ＳＯＣlower＜ＳＯＣupper≦ＳＯＣulであり、本実施形態では充電開始容量（ＳＯＣlower）及び充電停止容量（ＳＯＣupper）を逐次更新して、併設蓄電池３０の充電状態を各時点において設定された充電開始容量（ＳＯＣlower）及び充電停止容量（ＳＯＣupper）に基づいて制御することとする。この充電開始容量（ＳＯＣlower）及び充電停止容量（ＳＯＣupper）の設定処理の詳細については後述する。

電気自動車用通信部１０６は、充電ユニット２０に充電用ケーブルを介して接続された電気自動車６０と通信する。例えば、電気自動車用通信部１０６は、電気自動車６０からの充電要求を受信し、電気自動車６０に対して出力可能な電力を通知する等の処理を行う。

電気自動車充電制御部１０８は、充電ユニット２０と充電ケーブルを介して接続された電気自動車６０の車載用蓄電池６２の充電を制御する。例えば、電気自動車充電制御部１０８は、電気自動車用通信部１０６により受信した充電条件に基づいて、充電ユニット２０及び併設蓄電池３０からの放電電圧及び放電電流を設定して、電気自動車６０の車載用蓄電池６２の充電を開始する。この際、電気自動車充電制御部１０８は、記憶部１００に記憶される充電フラグをＯＮに更新し、電気自動車６０の車載用蓄電池６２の充電が終了（正常終了又は異常終了を含む）した場合には充電フラグをＯＦＦに更新する。

次に、蓄電池制御部１０４に備えられた機能の詳細について図面を参照しながら説明する。

図５には、蓄電池制御部１０４の機能ブロック図を示した。図５に示されるように、蓄電池制御部１０４は、満充電判定部１５０、充電モード選択部１５２、必要充電回数算出部１５４、充電停止容量算出部１５６、充電開始容量算出部１５８、充電制御部１６０、放電制御部１６２、及びデータ記録部１６４を含む。以下、各部において行われる処理の詳細について説明する。

満充電判定部１５０は、併設蓄電池３０の充電判定タイミングが到来した場合に、当該充電判定タイミングにおける電力単価が最小（最安）であるか否かを判定し、最小である場合には併設蓄電池３０を充電禁止容量（ＳＯＣul）まで充電すると判定し、最低でない場合には後述する充電モードに応じた充電制御を実行する。充電判定タイミングは、例えば、所定時間間隔ごとに設けてもよいし、記憶部１００に記憶される充電フラグがＯＦＦ、すなわち電気自動車６０を充電していない任意のタイミングとしてもよい。また、満充電判定部１５０は、充電判定タイミングにおける電力単価が最小か否かは、記憶部１００に記憶される電力単価データを参照して判定することとしてよい。

充電モード選択部１５２は、基本モード、充電優先モード、コスト優先モードのいずれの充電モードによる充電制御を行うかを選択する。例えば、充電モード選択部１５２は、基本モード、充電優先モード、コスト優先モードのうち、予め設定されたモードを選択することとしてもよいし、時間帯や曜日等に紐付けて設定されたモードを選択することとしてもよい。具体的には、例えば平日であれば基本モード、土曜日であれば充電優先モード、日曜日であればコスト優先モード等のように充電モードを定めておくこととしてもよい。なお、基本モード、充電優先モード、コスト優先モードの各モードにおいて行われる充電制御の詳細については後述する。

必要充電回数算出部１５４は、充電モード選択部１５２により選択された充電モードに応じて、所定の時間範囲（例えば０時〜２４時）における充電判定タイミング（ｔ）から、当該所定の時間範囲の終期（例えば２４時）までの間（以下、対象期間とする）に必要と推定される充電回数（必要充電回数）を算出する。以下、充電モードが基本モード、充電優先モード、コスト優先モードのそれぞれの場合における必要充電回数の算出処理について順に説明する。

［基本モード］
まず、充電モードが基本モードである場合の必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））の算出処理について説明する。

充電モードが基本モードである場合には、必要充電回数算出部１５４は、対象期間における過去の充電回数の平均値λ（ｔ）を、必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））として算出することとしてよい。

図６には、時刻ごとの平均の充電回数（Ａ）と、時刻ごとの時間範囲の終期（２４時）までの平均の充電回数の累積値（Ｂ）を示した。ここで、対象期間における過去の充電回数の平均値λ（ｔ）は、図６における（Ｂ）の各時刻（ｔ）における平均の充電回数の累積値に相当する。なお、図６における（Ａ）の時刻ごとの平均の充電回数は、記憶部１００に記憶される充電履歴データに基づいて算出することとしてもよいし、予め与えられていてもよい。また、過去の充電回数の平均値λ（ｔ）は、曜日、平日・祝日ごとに算出しておくこととしてもよく、充電判定タイミングｔの曜日や平日・祝日の種別に応じてλ（ｔ）を特定し、特定されたλ（ｔ）を用いて必要充電回数Ｎｃｈ（ｔ）を決定することとしてよい。

このように、充電モードに基本モードを採用した場合には、対象期間において必要と推定される充電回数を、同様の期間において過去に行われた平均の充電回数に基づいて設定できる。

［充電優先モード］
次に、充電モードが充電優先モードである場合の必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））の算出処理について説明する。

充電モードが充電優先モードである場合には、必要充電回数算出部１５４は、対象期間における充電回数とその発生確率との関係を求め、累積確率が所定値となる充電回数を必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））として算出することとしてよい。

図７には、充電判定タイミングｔを始期とする対象期間における充電回数ｋとその発生確率ｐ（ｋ）との関係を表す確率分布を示した。確率分布は、図７に示した時刻ごとの充電回数の平均値に基づいて生成したポアソン分布としてもよいし、他の分布関数に基づいて生成してもよい。

図８（Ａ）には、対象期間における充電回数ｋと、その累積確率ｃＰ（ｋ）との関係を示した。なお累積確率ｃＰ（ｋ）は以下の式（１）により算出される。

図８（Ｂ）に示されるように、累積確率と充電回数との関係において、充電回数ｎ及びその累積確率と、充電回数ｎ＋１及びその累積確率との二点間を直線又は曲線により補間して、任意の累積確率に対して対応する充電回数を決定することとしてよい。この際に用いる補間方法は特に限定されない。

必要充電回数算出部１５４は、累積確率が所定値Ｑとなる充電回数ｑを特定し、特定された充電回数ｑを必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））として得る。ただし、充電回数０回の累積確率ｃＰ（０）が所定値Ｑを上回る場合や、累積確率がＱである場合の充電回数が平均値λ（ｔ）を下回る場合には、Ｎｃｈ（ｔ）＝λ（ｔ）としてよい。

このように、充電モードに充電優先モードを採用した場合には、充電判定タイミングにおいて今後充電量が不足し得る確率を１−Ｑに抑えることができる。

［コスト優先モード］
最後に、充電モードがコスト優先モードである場合の必要充電回数（Ｎｃｈ（ｔ））の算出処理について説明する。

充電モードがコスト優先モードである場合には、必要充電回数算出部１５４は、必要充電回数Ｎｃｈ（ｔ）を、放電禁止容量（ＳＯＣll）、充電禁止容量（ＳＯＣul）、１回当たりの平均の充電量（ＳＯＣave）、係数β（０≦β≦１）を用いて、以下の式（２）により算出する。なお、ここでβは時刻ｔにおける電気料金Ｃ（ｔ）及び過去の充電回数の平均値λ（ｔ）をパラメータとする関数としてよい。
Ｎｃｈ（ｔ）＝β（ＳＯＣul−ＳＯＣll）／ＳＯＣave ・・・（２）

図９には、電気料金Ｃ（ｔ）及び過去の充電回数の平均値λ（ｔ）と、βとの関係を示した。図９に示されるように、βはＣ（ｔ）が最小値（Ｃmin）である場合には１、最大値（Ｃmax）である場合には０となる曲線（又は直線）により表され、βは、λ（ｔ）が大きい程、同じ電気料金Ｃ（ｔ）に対してβの値が大きくなるように算出されることとする。例えば、βは以下の式（３）により算出することとしてよい。ここでａはλ（ｔ）の関数としてよい。
β＝ａ・Ｃ（ｔ）^２＋ｂ・Ｃ（ｔ）＋ｃ ・・・（３）

このように、充電モードにコスト優先モードを採用した場合には、充電判定タイミングにおける電気料金が安いほど算出される必要充電回数を増加させることができる。

充電停止容量算出部１５６は、必要充電回数算出部１５４により算出された必要充電回数Ｎｃｈ（ｔ）に基づいて充電停止容量（ＳＯＣupper）を算出する。例えば、充電停止容量算出部１５６は、以下の式（４）により充電停止容量（ＳＯＣupper）を算出することとしてよい。
ＳＯＣupper＝Ｎｃｈ（ｔ）・ＳＯＣave＋ＳＯＣll ・・・（４）
ここで、式（４）により算出された充電停止容量（ＳＯＣupper）が充電禁止容量（ＳＯＣul）を上回る場合にはＳＯＣupper＝ＳＯＣulとする。また、満充電判定部１５０により満充電を行うと判定された場合にもＳＯＣupper＝ＳＯＣulとする。

充電開始容量算出部１５８は、充電停止容量算出部１５６により算出された充電停止容量に基づいて充電開始容量（ＳＯＣlower）を算出する。例えば、充電開始容量算出部１５８は、以下の式（５）により充電開始容量（ＳＯＣlower）を算出することとしてよい。
ＳＯＣlower＝ＳＯＣupper−α・ＳＯＣave ・・・（５）
ここで、αは０以上の係数であり、定数としてもよいし、時刻、λ（ｔ）、電気料金Ｃ（ｔ）をパラメータとする変数であってもよい。なお、式（５）により算出された充電開始容量（ＳＯＣlower）が放電禁止容量（ＳＯＣll）を下回る場合には、ＳＯＣlower＝ＳＯＣllとする。また、ＳＯＣlowerの算出は上述した例に限られるものではなく、累積確率が所定値Ｑlower（＜Ｑ）となる充電回数に対応する充電容量となるように算出することとしてもよい。

ここで、図１０Ａには、充電モードが基本モードである場合における、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示した。図１０Ａにおける（１）は電気料金、（２）はＳＯＣupper、（３）はＳＯＣlowerに対応している。図１０Ａに示されるように、充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）は放電禁止容量（ＳＯＣll、最大蓄電容量の２０％とする）と充電禁止容量（ＳＯＣul、最大蓄電容量の８０％とする）との間に設定される。そして、時刻の経過とともに充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）とは共に小さくなるが、電気料金が最小となった場合には、満充電を行うように制御される。

図１０Ｂには、充電モードが充電優先モードである場合における、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示した。図１０Ｂにおける（１）は電気料金、（２）はＳＯＣupper、（３）はＳＯＣlowerに対応している。図１０Ｂに示されるように、充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）は放電禁止容量（ＳＯＣll）と充電禁止容量（ＳＯＣul）との間に設定される。そして、充電優先モードにおいても、時刻の経過とともに充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）とは共に小さくなり、電気料金が最小となった場合には、満充電を行うように制御される点は基本モードと同様であるが、充電停止容量（ＳＯＣupper）が充電禁止容量（ＳＯＣul）と一致している期間が基本モードに比べて長くなっている。

図１０Ｃには、充電モードがコスト優先モードである場合における、時刻ごとに設定される充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）の推移の一例を示した。図１０Ｃにおける（１）は電気料金、（２）はＳＯＣupper、（３）はＳＯＣlowerに対応している。図１０Ｃに示されるように、充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）は放電禁止容量（ＳＯＣll）と充電禁止容量（ＳＯＣul）との間に設定される。そして、コスト優先モードにおいては、電気料金が最小でない時間帯においては他のモードに比べて充電開始容量（ＳＯＣlower）、充電停止容量（ＳＯＣupper）が共に小さくなっており、電気料金が最大となった場合には、充電を行わないように制御される点で他のモードと異なっている。

充電制御部１６０は、充電開始容量算出部１５８により算出された充電開始容量（ＳＯＣlower）及び充電停止容量算出部１５６により算出された充電停止容量（ＳＯＣupper）に基づいて、併設蓄電池３０の充電を制御する。具体的には、充電制御部１６０は、電気自動車６０の充電を行っていない場合において蓄電容量が充電開始容量（ＳＯＣlower）を下回った場合には併設蓄電池３０の充電を開始し、蓄電容量が充電停止容量（ＳＯＣupper）に達した場合には併設蓄電池３０の充電を停止する。

放電制御部１６２は、併設蓄電池３０に蓄えられた電気を電気自動車充電制御部１０８からの指示に応じて放電を開始する。また、放電制御部１６２は、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が放電禁止容量（ＳＯＣll）に達した場合には放電を停止する。

データ記録部１６４は、電気自動車６０の充電を行った場合に、その充電に関する履歴情報を記憶部１００に記憶する。例えば、データ記録部１６４は、充電日時、曜日、平日・休日・祝日の種別、充電量を、記憶部１００に記憶される充電履歴データに追加して記録することとしてよい。

次に、本実施形態に係る充電制御装置１０により行われる充電制御処理の流れを、図１１に示したフローチャートを参照しながら説明する。

図１１に示されるように、充電制御装置１０は、充電開始容量（ＳＯＣlower）と充電停止容量（ＳＯＣupper）の更新タイミングが到来したか否かを判定し（Ｓ１００１）、到来していない場合には（Ｓ１００１：Ｎ）、待機し、到来した場合には（Ｓ１００１：Ｙ）、更新タイミングにおける電気料金が１日における最安か否かを判定する（Ｓ１００２）。

充電制御装置１０は、Ｓ１００２において、更新タイミングにおける電気料金が最安であると判定する場合には（Ｓ１００２：Ｙ）、充電停止容量（ＳＯＣupper）を充電禁止容量（ＳＯＣul）に設定する（Ｓ１００３）。また、充電制御装置１０は、Ｓ１００２において、更新タイミングにおける電気料金が最安でないと判定する場合には（Ｓ１００２：Ｎ）、選択された充電モードを判定して（Ｓ１００４）、充電モードに応じて充電停止容量（ＳＯＣupper）の設定を行う。

まず、充電制御装置１０は、充電モードが「基本モード」である場合には（Ｓ１００４：１）、「基本モード」に応じた必要充電回数を算出し（Ｓ１００５）、充電モードが「充電優先モード」である場合には（Ｓ１００４：２）、「充電優先モード」に応じた必要充電回数を算出し（Ｓ１００６）、充電モードが「コスト優先モード」である場合には（Ｓ１００４：３）、「コスト優先モード」に応じた必要充電回数を算出する（Ｓ１００７）。

次に、充電制御装置１０は、上記算出された必要充電回数に基づき、例えば上述した式（４）に従って充電停止容量を算出し、設定する（Ｓ１００８）。充電制御装置１０は、上記設定された充電停止容量に基づき、例えば上述した式（５）に従って充電開始容量を算出し、設定する（Ｓ１００９）。

充電制御装置１０は、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が、上記設定された充電開始容量（ＳＯＣlower）に満たない場合には（Ｓ１０１０：Ｙ）、併設蓄電池３０の充電を開始する（Ｓ１０１１）。そして、充電制御装置１０は、電気自動車（ＥＶ）の充電を行わない場合には（Ｓ１０１２：Ｎ）、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が、上記設定された充電停止容量（ＳＯＣupper）に達するまで（Ｓ１０１３：Ｎ）、充電を継続する。一方で、充電制御装置１０は、電気自動車（ＥＶ）の充電を行う場合や（Ｓ１０１２：Ｙ）、併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が、上記設定された充電停止容量に達した場合には（Ｓ１０１３：Ｎ）、充電を停止する（Ｓ１０１４）。

また、充電制御装置１０は、Ｓ１０１０で併設蓄電池３０の蓄電容量（ＳＯＣ）が、上記設定された充電開始容量以上である場合であって（Ｓ１０１０：Ｎ）、充電制御を終了しないときには（Ｓ１０１５：Ｎ）、Ｓ１００１に戻り、充電制御を終了するときには（Ｓ１０１５：Ｙ）、処理を終了する。

以上説明した本実施形態に係る総合充電システム１によれば、電気自動車６０の充電器に併設され、電気自動車６０の充電に用いられる併設蓄電池３０の充電量を、各時点から今後予想される充電回数の充電が可能なように逐次更新するようにしたことで、電気料金が高い時間帯において併設蓄電池３０を常に最大まで充電する必要がなくなるため、運用コストを下げることができる。

もちろん、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、所定期間の中においても時間帯に応じて充電モードを切り替えることとしても構わない。

１ 総合充電システム、２ 交流電源、５ 充電システム、１０ 充電制御装置、２０ 充電ユニット、３０ 併設蓄電池、４０ 双方向変換ユニット、６０ 電気自動車、６２ 車載用蓄電池、１００ 記憶部、１０２ 充電ユニット制御部、１０４ 蓄電池制御部、１０６ 電気自動車用通信部、１０８ 電気自動車充電制御部、１５０ 満充電判定部、１５２ 充電モード選択部、１５４ 必要充電回数算出部、１５６ 充電停止容量算出部、１５８ 充電開始容量算出部、１６０ 充電制御部、１６２ 放電制御部、１６４ データ記録部。

Claims (7)

1. 電気自動車の車載用蓄電池を充電する際に用いられる蓄電池の充電を制御する充電制御装置であって、
   所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段と、
   前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出手段と、
   前記充電回数算出手段により算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充電開始容量を算出する算出手段と、
   前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御手段と、を含む
   ことを特徴とする充電制御装置。
2. 前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、
   前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までの過去の実績値の平均を、前記必要な充電回数として算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、
   前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに起こり得る充電回数ごとの累積確率を前記実績データ記憶手段に記憶されるデータに基づいて算出するとともに、当該算出された累積確率が閾値となる充電回数を、前記必要な充電回数として算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
4. 前記所定の時間範囲における時間ごとに、当該時間から当該所定の時間範囲が終了するまでの充電回数の過去の実績値を記憶する実績データ記憶手段をさらに含み、
   前記充電回数算出手段は、前記特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までの充電回数の過去の実績値の平均と、当該特定した時間における電気料金とに基づいて、前記必要な充電回数を算出し、
   前記算出される必要な充電回数は、前記特定した時間での充電回数の過去の実績値の平均が大きくなる程大きく、前記特定した時間における電気料金が大きい程小さくなるように算出される
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
5. 前記充電制御手段は、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安である場合には、前記蓄電池の蓄電可能な上限まで前記蓄電池を充電する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の充電制御装置。
6. 電気自動車の車載用蓄電池を充電する際に用いられる蓄電池の充電を制御する充電制御方法であって、
   所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段を参照して、前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出ステップと、
   前記充電回数算出ステップで算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充電開始容量を算出する算出ステップと、
   前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御ステップと、を含む
   ことを特徴とする充電制御方法。
7. 電気自動車の車載用蓄電池を、系統電源から供給される電気と、蓄電池に蓄電された電気とを用いて充電する充電装置と、
   前記蓄電池の充電を制御する充電制御装置と、を含み、
   前記充電制御装置は、
   所定の時間範囲における時間ごとの電気料金を記憶する記憶手段と、
   前記所定の時間範囲において特定した時間の電気料金が最安でない場合に、当該特定した時間から前記所定の時間範囲が終了する時間までに必要な充電回数を算出する充電回数算出手段と、
   前記充電回数算出手段により算出された充電回数と充電１回当たりの平均の充電容量とに基づいて、前記蓄電池の充電を停止する容量である充電停止容量及び前記蓄電池の充電を開始する容量である充電開始容量を算出する算出手段と、
   前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電開始容量を下回った場合に前記蓄電池の充電を開始し、前記蓄電池に蓄電される容量が前記充電停止容量に達した場合に前記蓄電池の充電を停止する充電制御手段と、を含む
   ことを特徴とする充電システム。

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