JP6462452B2

JP6462452B2 - 充電装置

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Publication number: JP6462452B2
Application number: JP2015066516A
Authority: JP
Inventors: 崇史甲斐
Original assignee: Automotive Energy Supply Corp
Current assignee: Automotive Energy Supply Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2016187256A

Description

本発明は、電気自動車のバッテリを充電するための技術に関する。

例えば、電気自動車の車両間において用いられ、給電側の車両のバッテリ電圧により、受電側の車両のバッテリを充電する充電装置が知られている（例えば、特許文献１）。充電装置には、ＤＣ／ＤＣコンバータと制御基板が実装されている。この場合、受電側の車両は、例えば、バッテリ電圧またはバッテリ容量が低下して走行可能距離が少ないか、あるいは自走できない車両（以下、適宜「電欠車両」という。）である。給電側の車両は、充電装置を用いて電欠車両を救援するための救援車両である。救援車両のバッテリと電欠車両のバッテリとを充電装置を介して電気的に接続することによって、電欠車両のバッテリの充電が行われる。

特開２０１４−１６５９４３号公報

電欠車両のバッテリに対する充電開始当初は、救援車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量は電欠車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量よりもそれぞれ高い状態となっている。そして、充電時間が経過するにつれて救援車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量は低下し、電欠車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量は増加する。ここで、電欠車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量を救援車両のバッテリ電圧およびバッテリ容量を超えた値まで増加させたいという要請がある。例えば、充電後の電欠車両の使用用途により当該車両の走行距離をできるだけ長くしたい一方で、充電後の救援車両の走行距離は短くて済む場合（例えば、救援車両が近所の自動車販売会社に戻るだけで済むため、客先の車両である電欠車両を極力多く充電したい場合）である。

しかし、上記要請に応えようとすると、従来は定電流で充電を行っていたため、電欠車両のバッテリ電圧の増加に伴い、充電に必要となる電力（充電電力）が必然的に増加する。充電電力の増加は、充電装置に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータの大容量化が必要となり、ＤＣ／ＤＣコンバータの重量あるいは大きさが増加するという問題がある。上記充電装置は一般に、救援車両に載せて電欠車両の位置まで運ぶ可搬型の装置であるが、充電装置の重量あるいは大きさの増加は、充電装置の救援車両への搭載性を損なうか、あるいは充電装置を救援車両に積み込むときの作業性を低下させる。

そこで、本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータの重量あるいは大きさを抑制するようにした充電装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、給電側の車両が有するバッテリの電力により、受電側の車両である受電車両のバッテリを充電する充電装置である。
この充電装置は、
前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値を、充電を開始する前に前記受電車両へ通知し、前記最大値以下の電流値であって、かつ前記受電車両へ供給すべき電流値を充電中に前記受電車両から取得する通信部と、
前記給電側の車両が有するバッテリの電圧を変圧して受電車両のバッテリに電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
充電を開始するための操作入力に基づいて第１の充電モードで充電を開始し、前記受電車両のバッテリ電圧の前記給電側の車両が有するバッテリ電圧に対する割合が所定値に達したことを条件として第１の充電モードを終了させ、充電を再開するための操作入力に基づいて第２の充電モードを開始する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値を、前記第１の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値より小さくすることを特徴とする。

本発明に係る充電装置よれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの重量あるいは大きさを抑制することができる。

実施形態に係る充電装置の斜視図。実施形態に係る充電システムの構成を示すブロック図。実施形態に係る充電システムにおいて電欠車両のバッテリを充電するときの処理を示すフローチャート。実施形態に係る充電システムにおいて電欠車両のバッテリを充電するときの処理を示すフローチャート。従来の充電システムにおいて充電中の、救援車両および電欠車両のバッテリ電圧、および、充電電力の変化を例示する図。実施形態の充電システムにおいて充電中の、救援車両および電欠車両のバッテリ電圧、および、充電電力の変化を例示する図。

（１）充電システム
以下、本実施形態の充電システムについて、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る充電装置１の斜視図である。図２は、本実施形態に係る充電システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す充電装置１は、電気自動車の車両間において用いられ、給電側の車両のバッテリ電圧により、受電側の車両のバッテリを充電する装置である。受電側（または充電側）の車両は、バッテリ残量が少ない電欠車両ＥＶ２である。給電側（または放電側）の車両は、比較的バッテリ残量が多く、電欠車両ＥＶ２を救援するための救援車両ＥＶ１である。

図１に示すように、充電装置１は、救援側ケーブル１１と電欠側ケーブル１２とを備えている。救援側ケーブル１１は、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１００の一端側に接続され、筐体８の外部へ延出し、先端に救援車両ＥＶ１の充電ポートに接続するコネクタ１１ａが設けられている。電欠側ケーブル１２は、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１００の他端側に接続され、筐体８の外部へ延出し、先端に電欠車両ＥＶ２の充電ポートに接続するコネクタ１２ａが設けられている。
救援側ケーブル１１のコネクタ１１ａは救援車両ＥＶ１の充電ポートを介して強電側バッテリに接続され、電欠側ケーブル１２のコネクタ１２ａは電欠車両ＥＶ２の充電ポートを介して強電側バッテリに接続される。救援車両ＥＶ１は、例えば電欠車両ＥＶ２のユーザの要請により、充電装置１を積載して電欠車両ＥＶ２の停車場所まで走行し、その後、充電装置１と、救援車両ＥＶ１および電欠車両ＥＶ２がそれぞれ救援側ケーブル１１および電欠側ケーブル１２で接続されて充電が行われる。
なお、コネクタ１１ａ，１２ａは、充電中に誤って外れることがないように電磁ロック機構を備えており、ロックの解除が後述するメインコントローラによって行われる。

（２）充電装置
図１に示すように、充電装置１は直方体状であり、全体としてスーツケースのような形態をなしている。充電装置１は後述するＤＣ／ＤＣコンバータ等を備えていることから比較的重いため、ユーザが持ち運びやすいように、上面に把持部５，６が設けられ、底面にキャスタ７（４輪）が設けられている。把持部５は、図示のとおり高さを調整できることが好ましい。
充電装置１は、それぞれ開放面（図示せず）を備えた本体部２と蓋部３の開放面同士を開放面の周縁において連結部４で連結した構造となっている。本体部２と蓋部３の材質は、例えばポリカーボネート等のプラスチックからなる。連結部４は、例えばアルミニウム等の金属からなる。本体部２、蓋部３、および、連結部４は充電装置１の筐体８を構成する。
本体部２の両側面の貫通孔２ａ，２ｂからそれぞれ救援側ケーブル１１および電欠側ケーブル１２が延出している。救援側ケーブル１１および電欠側ケーブル１２の長さは限定されないが、救援車両ＥＶ１、電欠車両ＥＶ２の大きさや、各車両の充電ポートの位置を勘案して決定すればよい。
コネクタ４２は、ＤＣ１２Ｖ（弱電）入力用のコネクタであり、救援車両ＥＶ１のシガーソケットから延びる電源ケーブル１３が接続される。

連結部４において、救援側ケーブル１１および電欠側ケーブル１２が本体部２から延出している位置の近傍には、それぞれケーブル保持部４０１およびケーブル保持部４０２を設けることが好ましい。ケーブル保持部４０１は救援側ケーブル１１を巻回するために設けられ、ケーブル保持部４０２は電欠側ケーブル１２を巻回するために設けられる。ケーブル保持部４０１およびケーブル保持部４０２を設けることで、充電装置１の持ち運びが容易となる。

図１に示すように、充電装置の上面には、電源ボタン２５、インジケータ２６、開始ボタン３４、停止ボタン３５、救援側表示パネル３７、および、電欠側表示パネル３８が設置されている。
電源ボタン２５は、充電装置１の電源をオンオフするためのボタンである。インジケータ２６は、コネクタ４２にＤＣ１２Ｖ（弱電）が入力されている場合に点灯するように構成されている。
開始ボタン３４は充電を開始することを指示するためのボタンであり、停止ボタン３５は充電を停止することを指示するためのボタンである。救援側表示パネル３７は、救援側のシステムの状態（起動中または放電中）、救援車両ＥＶ１のバッテリの電圧およびＳＯＣが表示される表示パネルである。電欠側表示パネル３８は、充電側のシステムの状態（起動中または充電中）、電欠車両ＥＶ２のバッテリの電圧およびＳＯＣが表示される表示パネルである。なお、各表示パネルには、充電電流を表示してもよい。

（３）充電システムのシステム構成
次に、図２を用いて、充電装置１を含む充電システムの構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る充電システムの構成を示すブロック図である。なお、図２では、実線は強電側の電源線７２を示し、二点鎖線は弱電側の電源線７１を示している。

救援車両ＥＶ１および電欠車両ＥＶ２はそれぞれ、弱電側バッテリと強電側バッテリを備えている。弱電側バッテリは、エアコンやカーナビゲーションシステム等の車内の電装品を駆動させるための二次電池である。一方、強電側バッテリは、主にモータを駆動する際の電力源として利用されるバッテリである。

図２に示すように、充電装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００と、放電側メインコントローラ５１および充電側メインコントローラ５２を含むメインコントローラ５０と、コンバータ６１、６２とを備えている。

充電装置１の充電回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のトランス１２０により、放電側（１次側）と充電側（２次側）で分離される。トランス１２０のコイルを境界として、放電側の充電回路２０１は、トランス１２０の１次側のコイル、インバータ１１０、地絡検知回路６３、強電側の電源線７２、救援側ケーブル１１、及び、救援車両ＥＶ１の充電ポート（救援側ケーブル１１との接続口）を含む回路で形成される。充電側の充電回路２０２は、トランス１２０の２次側のコイル、整流回路１３０、平滑回路１４０、地絡検知回路６４、強電側の電源線７３、電欠側ケーブル１２、及び、電欠車両ＥＶ２の充電ポート（電欠側ケーブル１２の接続口）を含む回路で形成される。

放電側メインコントローラ５１は、放電側（救援側）の充電回路２０１を制御するためのコントローラである。充電側メインコントローラ５２は、充電側（電欠側）の充電回路２０２を制御するためのコントローラである。放電側メインコントローラ５１および充電側メインコントローラ５２は、救援車両ＥＶ１の弱電側バッテリと電気的に接続されている。
本例では、制御シーケンスを簡素なものにするために、メインコントローラ５０を放電側と充電側で分離して、それぞれの充電回路２０１，２０２を別々のコントローラで制御している。放電側メインコントローラ５１と充電側メインコントローラ５２は互いに信号の送受信を行っている。なお、放電側メインコントローラ５１と充電側メインコントローラ５２は一つのコントローラで構成してもよい。

放電側メインコントローラ５１は絶縁検知部５３を有しており、充電側メインコントローラ５２は絶縁検知部５４を有している。絶縁検知部５３は、地絡検知回路６３の所定ノードの電圧変化から、放電側の充電回路２０１が絶縁されているか否かを判定している。絶縁検知部５４は、地絡検知回路６４の所定ノードの電圧変化から、充電側の充電回路２０２が絶縁されているか否かを判定している。

放電側メインコントローラ５１は、弱電側の電源線７１に接続されている。充電側メインコントローラ５２も同様に、弱電側の電源線７１に接続されている。すなわち、放電側メインコントローラ５１及び充電側メインコントローラ５２を駆動するための電力は、弱電側の電源線７１から取得している。

電源ケーブル１３は、弱電側の配線の一部である。電源ケーブル１３の一端は、コネクタ４２に接続されている。一方、電源ケーブル１３の他端は、救援車両ＥＶ１のシガーソケットに接続されている。シガーソケットは、救援車両ＥＶ１に搭載されている弱電側バッテリ及び強電側バッテリのうち、弱電側のバッテリと電気的に接続されている。すなわち、電源ケーブル１３をシガーソケットとコネクタ４２との間に接続することで、救援車両ＥＶ１の弱電側バッテリの電力を出力可能な状態となる。なお、電源ケーブル１３は、電欠車両ＥＶ２のシガーソケットに接続されてもよい。

コンバータ６１は、弱電側の電源線７１からの入力電圧を昇圧して、放電側の充電回路２０１に出力するための変換回路である。コンバータ６１は、弱電側の電源線７１と、強電側の電源線７２との間に接続されている。

コンバータ６２は、弱電側の電源線７１からの入力電圧を昇圧して、充電側の充電回路２０２に出力するための変換回路である。コンバータ６２は、弱電側の電源線７１と、強電側の電源線７３との間に接続されている。

地絡検知回路６３は、強電側の電源線７２を含む、放電側の充電回路２０１の絶縁を検知するための回路であり、放電側の充電回路２０１内に形成されている。地絡検知回路６４は、強電側の電源線７３を含む、充電側の充電回路２０２の絶縁を検知するための回路であり、充電側の充電回路２０２内に形成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、救援側コネクタ３１と充電側コネクタ３２との間に接続され、強電側の電源線７２、７３に接続されている。なお、救援側コネクタ３１と充電側コネクタ３２は、本体部２の内部にあるため図１には図示していない。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、救援車両ＥＶ１の強電側バッテリの電圧を変圧し、電欠車両ＥＶ２の強電側バッテリに出力するコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の入力側に、地絡検知回路６３が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力側に、地絡検知回路６４が接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、インバータ１１０と、トランス１２０と、整流回路１３０と、平滑回路１４０とを有している。
インバータ１１０は、複数のスイッチング素子をブリッジ状に接続した回路により構成される。そして、インバータ１１０は、メインコントローラ５０からのスイッチング信号に基づいて、複数のスイッチング素子のオン、オフを切り替えることで、救援側コネクタから入力された直流電力を交流電力に変換して、トランス１２０に出力する。
トランス１２０は、放電側の充電回路２０１に含まれる１次側のコイルと、充電側の充電回路２０２に含まれる２次側のコイルとからなる。
整流回路１３０は、ブリッジ状に接続したダイオードにより構成されている。整流回路１３０は、トランス１２０の２次側コイルからの交流を整流して、平滑回路１４０に出力する。
平滑回路１４０は、ＬＣ回路で構成され、整流回路１３０の出力電圧を平滑する。

（４）充電システムの充電動作
次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、本実施形態の充電装置１を含む充電システムの充電動作について説明する。本実施形態の充電動作は、２段階で行われる点に特徴がある。１回目の充電が第１の充電モードに対応し、２回目の充電が第２の充電モードに対応する。
図３Ａおよび図３Ｂは、本実施形態に係る充電システムにおいて電欠車両ＥＶ２のバッテリを充電するときの処理を示すフローチャートである。なお、説明に際し、適宜図１および図２の各部が参照される。
充電動作においては、放電側メインコントローラ５１と救援車両ＥＶ１のバッテリコントローラ（図示せず）との間、および、充電側メインコントローラ５２と電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラ（図示せず）の間でデータ通信が行われる。このデータ通信の通信プロトコルは限定するものではないが、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）である。
後述する充電電流の指令値は、「受電車両へ供給すべき電流値」の一例である。

救援側ケーブル１１、電欠側ケーブル１２、及び電源ケーブル１３が、充電装置１、救援車両ＥＶ１、及び電欠車両ＥＶ２に接続された状態で、ユーザが開始ボタン３４を押すと（Ｓ１０）、メインコントローラ５０は、弱電側の電源線７１を介して、救援車両ＥＶ１の弱電側バッテリの電圧が印加されて起動する。

メインコントローラ５０は先ず、放電側メインコントローラ５１を起動させる（Ｓ１２）。
放電側メインコントローラ５１は、充電回路２０１内の強電側の電源に設けられたリレー（図示しない）をオフからオンにすることで、放電側の充電回路２０１を導通状態にする。この時点では、救援車両ＥＶ１の強電側バッテリから充電装置１への電力供給はない。
放電側メインコントローラ５１は、絶縁検知部５３によりコンバータ６１を制御して、弱電側の電源線７１から供給される電力（弱電圧）を昇圧し、強電側の電源線７２に出力する。放電側の充電回路２０１には、コンバータ６１から試験用の電圧（高圧）が印加される。
絶縁検知回路５３は、試験用の電圧の印加中に、地絡検知回路６３の所定のノードの電圧を検出することで、放電側の充電回路２０１の地絡、短絡の有無を検知する。放電側メインコントローラ５１は、地絡、短絡を検知した場合には、絶縁が確保されていないと判断し、絶縁が確保されていない旨のメッセージを、救援側表示パネル３７に表示する。

次に、メインコントローラ５０は、充電電流の最大値（Ｍ１とする。）を設定するとともに（Ｓ１４）、充電側メインコントローラ５２を起動する（Ｓ１６）。充電側メインコントローラ５２は起動後に電欠側ケーブル１２を介して電欠車両ＥＶ２との間で通信を行い、Ｓ１４で設定された充電電流の最大値Ｍ１のデータを電欠車両ＥＶ２へ通知する。
充電側メインコントローラ５２は、絶縁検知回路５４によりコンバータ６２を制御し、弱電側の電源線７１の電圧を昇圧して、充電側の充電回路２０２に印加する。そして、絶縁検知部５４は、地絡検知回路６４の電圧を検出することで、充電側の充電回路２０２に地絡、短絡の有無を検知する。充電側メインコントローラ５２は、地絡、短絡を検知した場合には、絶縁が確保されていないと判断し、絶縁が確保されていない旨のメッセージを、電欠側表示パネル３８に表示する。

充電回路２０１，２０２の絶縁が確認されると、放電側メインコントローラ５１は、放電側のメインリレーをオンにして、救援車両ＥＶ１の強電側のバッテリの電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に出力可能な状態にする。同様に、充電側メインコントローラ５２は、充電側のメインリレーをオンにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００からの電力を、電欠車両ＥＶ１の強電側バッテリに出力可能な状態にする。なお、メインリレーについて、図２には図示していないが、放電側のメインリレーは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の入力側と救援側コネクタ３１との間に接続され、充電側のメインリレーは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力側と電欠側コネクタ３２との間に接続されている。

救援車両ＥＶ１のバッテリコントローラは逐次、救援車両ＥＶ１のバッテリの電圧（救援車両ＢＡＴ電圧）およびＳＯＣ（給電側ＳＯＣ）をモニタし、救援車両ＢＡＴ電圧および給電側ＳＯＣを放電側メインコントローラ５１へ送信する。また、電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラは逐次、電欠車両ＥＶ２のバッテリの電圧（電欠車両ＢＡＴ電圧）およびＳＯＣ（受電側ＳＯＣ）をモニタし、電欠車両ＢＡＴ電圧および受電側ＳＯＣを充電側メインコントローラ５２へ送信する。

メインコントローラ５０は、それぞれのメインリレーをオンにした後、インバータ１１０のスイッチング素子を制御することでＤＣ／ＤＣコンバータ１００の動作を開始させ（Ｓ１８）、電欠車両ＥＶ２の強電側バッテリの充電を行う。このとき、以下の充電停止条件を満たさない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、充電を継続する。

［充電停止条件］
救援車両ＢＡＴ電圧＞電欠車両ＢＡＴ電圧、または
受電側ＳＯＣ＞９０％、または
給電側ＳＯＣ＜３０％、または
停止ボタン３５の押下

充電中、電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラは、充電電流の指令値を充電側メインコントローラ５２へ通知する（Ｓ２２）。電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラは、充電電流の指令値を、Ｓ１４で設定されて通知された充電電流の最大値Ｍ１以下となるように決定して通知する。

充電を実行中、メインコントローラ５０は、救援側表示パネル３７に、救援車両ＥＶ１のバッテリコントローラから受信した救援車両ＢＡＴ電圧および給電側ＳＯＣを表示するとともに、救援側のシステムの状態（放電中）を表示させる。また、メインコントローラ５０は、電欠側表示パネル３８に、電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラから受信した電欠車両ＢＡＴ電圧および受電側ＳＯＣを表示するとともに、救援側のシステムの状態（充電中）を表示する。

充電の実行によって、救援車両ＢＡＴ電圧は充電開始前より低下していき、電欠車両ＢＡＴ電圧は充電開始前よりも増加していく。そして、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなったと判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０は充電を停止して終了シーケンス処理を実行する（Ｓ２６）。終了シーケンス処理では、救援車両ＥＶ１のバッテリコントローラおよび電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラに充電を停止することを通知し、充電側のメインリレーおよび放電側のメインリレーをオフとする。終了シーケンス処理ではさらに、コネクタ１１ａ，１２ａの電磁ロックを解除し、救援側表示パネル３７及び電欠側表示パネル３８に充電を終了したことを表示する。

本実施形態に係る充電システムの充電動作では、１回目の充電（Ｓ１０〜Ｓ２６）に引き続いてユーザが充電の開始ボタンを押下することにより（Ｓ２８：ＹＥＳ）、２回目の充電動作（第２の充電モードによる充電動作）が行われる。２回目の充電動作が１回目の充電動作と異なる点は、メインコントローラ５０によって設定される充電電流の最大値が１回目の場合よりも小さいことである。

メインコントローラ５０は先ず、放電側メインコントローラ５１を起動させ（Ｓ３０）、放電側の充電回路２０１の絶縁が確保されていることを判断した後、充電電流の最大値（Ｍ２とする。）を設定する（Ｓ３２）。ここで、設定される充電電流の最大値Ｍ２は、１回目の充電動作においてＳ１４で設定された充電電流の最大値Ｍ１よりも小さい値である。
その後メインコントローラ５０は、充電側メインコントローラ５２を起動する（Ｓ３４）。充電側メインコントローラ５２は起動後に電欠側ケーブル１２を介して電欠車両ＥＶ２との間で通信を行い、Ｓ３２で設定された充電電流の最大値Ｍ２のデータを電欠車両ＥＶ２へ通知する。

その後、充電側メインコントローラ５２によって、充電側の充電回路２０２の絶縁が確保されていると判断されると、放電側メインコントローラ５１は、放電側のメインリレーをオンにして、救援車両ＥＶ１の強電側のバッテリの電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に出力可能な状態にする。同様に、充電側メインコントローラ５２は、充電側のメインリレーをオンにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００からの電力を、電欠車両ＥＶ１の強電側バッテリに出力可能な状態にする。

メインコントローラ５０は、それぞれのメインリレーをオンにした後、インバータ１１０のスイッチング素子を制御することでＤＣ／ＤＣコンバータ１００の動作を開始させ（Ｓ３６）、充電を開始する。充電中、電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラは、充電電流の指令値を充電側メインコントローラ５２へ通知する（Ｓ３８）。電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラは、充電電流の指令値を、Ｓ３２で設定されて通知された充電電流の最大値Ｍ２以下となるように決定して通知する。

メインコントローラ５０は、以下の充電停止条件を満たさない場合（Ｓ４０：ＮＯ）、充電を継続する。

［充電停止条件］
受電側ＳＯＣ＞９０％、または
給電側ＳＯＣ＜３０％、または
停止ボタン３５の押下

充電の実行によって、救援車両ＢＡＴ電圧は２回目の充電開始前より低下していき、電欠車両ＢＡＴ電圧は２回目の充電開始前よりも増加していく。そして、上記受電停止条件を満たすようになると（Ｓ４０：ＹＥＳ）、メインコントローラ５０は充電を停止して終了シーケンス処理を実行する（Ｓ４２）。終了シーケンス処理は、Ｓ２６と同じ処理である。

（５）実施形態に係る充電システムの効果
次に、本実施形態に係る充電システムの効果について、図４および図５を参照して説明する。
図４は、従来の充電システムにおいて充電中の、救援車両ＥＶ１および電欠車両ＥＶ２のバッテリ電圧、および、充電電力の変化を例示する図である。図５は、本実施形態の充電システムにおいて充電中の、救援車両ＥＶ１および電欠車両ＥＶ２のバッテリ電圧、および、充電電力の変化を例示する図である。
なお、充電時における充電電流は、電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラから通知される充電電流の指令値になるように制御されるが、ここでは説明の便宜のため、充電電流の指令値が全充電期間において、予め電欠車両ＥＶ２のバッテリコントローラへ通知した充電電流の最大値に等しい場合を想定する。

従来の充電システムでは、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明した充電動作とは異なり、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなった後も、充電電流の最大値Ｍ１を変更せずに充電を継続していた。すなわち、図４に示すように、充電を開始してから救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなるまでの期間Ｐ１と、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなってから充電終了までの期間Ｐ２とにおいて、充電電流の最大値はＭ１のまま一定である。そのため、充電電力は、電欠車両ＢＡＴ電圧の増加に伴って、電欠車両ＢＡＴ電圧に比例して増加する。その結果、図４の例では、従来の充電システムは、約７０００Ｗの容量を要するＤＣ／ＤＣコンバータが必要となる。

他方、本実施形態の充電システムでは、図５に示すように、充電を開始してから救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなるまでの期間Ｐ１では充電電流がＭ１であり、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなってから充電終了までの期間Ｐ２では、充電電流がＭ１より小さいＭ２としている。そのため、充電電力は、期間Ｐ２における電欠車両ＢＡＴ電圧および充電電力の増加の程度は、期間Ｐ１と比較して緩やかとなる。その結果、図５の例では、本実施形態の充電システムは、約６０００Ｗの容量を要するＤＣ／ＤＣコンバータで済む。
そのため、本実施形態の充電装置１によれば、従来よりも低容量のＤＣ／ＤＣコンバータを実装することができ、ＤＣ／ＤＣコンバータの重量あるいは大きさを抑制することができる。
なお、図５の場合でＭ１，Ｍ２の例を挙げると、例えばＭ１が１７（Ａ）、Ｍ２が１３（Ａ）である。

次に、充電を開始してから救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなるまでの期間Ｐ１の充電電流の最大値Ｍ１と、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなってから充電終了までの期間Ｐ２の充電電流の最大値Ｍ２とに関し、Ｍ１／Ｍ２の好ましい範囲について考察する。
普通乗用車大きさの電気自動車の場合、バッテリ残量がほとんどない状態でのバッテリ電圧が３００Ｖ程度であり、満充電でのバッテリ電圧が４００Ｖ程度である。また、軽乗用車大きさの電気自動車の場合、バッテリ残量がほとんどない状態でのバッテリ電圧が２５０Ｖ程度であり、満充電でのバッテリ電圧が４００Ｖ程度である。そして、簡単化のために充電電力が一定であるとすると、バッテリ電圧が３００Ｖの救援車両ＥＶ１によってバッテリ電圧が４００Ｖの電欠車両ＥＶ２を充電する場合には、Ｍ１／Ｍ２は電圧比から１．３３となる。同様にして、バッテリ電圧が２５０Ｖの救援車両ＥＶ１によってバッテリ電圧が４００Ｖの電欠車両ＥＶ２を充電する場合には、Ｍ１／Ｍ２は電圧比から１．６となる。
従って、余裕分を考慮すると、Ｍ１／Ｍ２が１．２〜２の範囲内にあることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態および変形例に記載された複数の技術的事項は、適宜組合せ可能である。

例えば、上述した実施形態では、救援車両ＢＡＴ電圧と電欠車両ＢＡＴ電圧とが等しくなったと判断した場合（図３ＡのＳ２４：ＹＥＳ）に第１の充電モードを終了させる終了シーケンス処理を実行する例について説明したが、この例に限られない。電欠車両ＢＡＴ電圧の救援車両ＢＡＴ電圧に対する割合が所定値に達したことを条件として第１の充電モードを終了させてもよい。この所定値は１に限られず、例えば０．８〜１．０の間の所望の値に設定してもよい。

例えば、上述した実施形態の充電システムでは、救援側ケーブル１１のコネクタ１１ａを救援車両ＥＶ１の充電ポートに接続する場合について説明した。つまり、本発明の「給電側の車両が有するバッテリ」の一例として、救援車両ＥＶ１の強電側のバッテリを例として説明したが、この例に限られない。救援車両ＥＶ１が有するバッテリであればよく、救援車両ＥＶ１のバッテリとは電気的に接続されていない独立したポータブル電源装置を使用し、当該電源装置に救援側ケーブル１１のコネクタ１１ａを接続して電力を得るようにしてもよい。

上述した実施形態の充電システムでは、救援側ケーブル１１および電欠側ケーブル１２がそれぞれ１本である場合について説明したが、各ケーブルは１本に限られない。各ケーブルは、充電装置１の本体部２の内部、あるいは充電装置の外部において、２以上のケーブルを連結して用いられてもよい。

ＥＶ１…救援車両
ＥＶ２…電欠車両
１…充電装置
２…本体部
２ａ，２ｂ…貫通孔
３…蓋部
４…連結部
５，６…把持部
７…キャスタ
８…筐体
１１…救援側ケーブル
１１ａ…コネクタ
１２…電欠側ケーブル
１２ａ…コネクタ
１３…電源ケーブル
２５…電源ボタン
２６…インジケータ
３４…開始ボタン
３５…停止ボタン
３７…救援側表示パネル
３８…電欠側表示パネル
４２…コネクタ
４０１，４０２…ケーブル保持部
５０…メインコントローラ
５１…放電側メインコントローラ
５２…充電側メインコントローラ
６１，６２…コンバータ
１００…ＤＣ／ＤＣコンバータ

Claims

給電側の車両が有するバッテリの電力により、受電側の車両である受電車両のバッテリを充電する充電装置であって、
前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値を、充電を開始する前に前記受電車両へ通知し、前記最大値以下の電流値であって、かつ前記受電車両へ供給すべき電流値を充電中に前記受電車両から取得する通信部と、
前記給電側の車両が有するバッテリの電圧を変圧して受電車両のバッテリに電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
充電を開始するための操作入力に基づいて第１の充電モードで充電を開始し、前記受電車両のバッテリ電圧の前記給電側の車両が有するバッテリ電圧に対する割合が所定値に達したことを条件として第１の充電モードを終了させ、充電を再開するための操作入力に基づいて第２の充電モードを開始する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値を、前記第１の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値より小さくすることを特徴とする、
充電装置。
前記第１の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値をＭ１とし、前記第２の充電モードにおいて前記受電車両に対して供給可能な電流値の最大値をＭ２としたときに、Ｍ１／Ｍ２が１．２〜２の範囲内にあることを特徴とする、
請求項１に記載された充電装置。