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技術 バッテリ充電装置、及びこのバッテリ充電方法

出願人 エルエス産電株式会社
発明者 キムチョングン
出願日 2013年6月27日 (7年0ヶ月経過) 出願番号 2013-134804
公開日 2014年2月3日 (6年5ヶ月経過) 公開番号 2014-023426
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 車両の電気的な推進・制動 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード 組合情報 インダクタコイル 電流流れ 出力整流 ターンオフ制御 ポリマ電池 共通ライン 昇圧変換
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図面 (8)

課題

複数の充電器並列運転してバッテリ充電する充電装置を提供する。

解決手段

本発明のバッテリ充電装置は、外部から供給される交流電力を受信する充電プラグと、充電プラグで受信された交流電力を、直流電力にそれぞれ変換する複数の充電器と、複数の充電器の少なくとも1つの充電器を介して出力される直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの仕様と、複数の充電器の仕様とを比較して、複数の充電器のうち、バッテリの充電に使用される少なくとも1つの充電器を決め、決められた少なくとも1つの充電器により、バッテリの充電が行われるように制御する充電制御部とを含む。

概要

背景

環境にやさしい自動車とは、石油燃料エンジンを使用することなく、バッテリ電気モータを使用する自動車を言う。電気自動車は、1873年度に最初に製作されたが、バッテリの重量、充電時間などの技術的限界で、実用化していない。

環境にやさしい自動車は、エネルギ源として、充電可能な2次電池(バッテリ)が使用されている。一般に、電気自動車や燃料電池自動車は、車両の走行時に、バッテリ電力を用いてモータを駆動し、停車時に、バッテリを充電する。

この時、バッテリの充電のために、車両内充電器が備えられており、近年、バッテリ充電時間の短縮のため、充電器の最大出力電力が増加している傾向にある。

図1は、従来技術による電気自動車を説明する図である。

図1を参照すると、電気自動車は、充電プラグ10と、充電器20と、バッテリ30とを含む。

前記のように構成されている電気自動車の充電動作をみると、まず、充電プラグ10が交流電力供給装置(例えば、充電所スタンドや、一般の家庭及びビルなどの電源コンセント)に差し込まれると、充電プラグ10は、交流電力供給装置から供給される交流電力を受信する。

充電器20は、電気自動車内に備えられる電力変換装置であり、充電プラグ10を介して交流電力が伝達されると、伝達される交流電力を直流電力に変換する。

バッテリ30は、少なくとも1つのバッテリセルで構成され、充電器20を介して供給される直流電力を貯蔵する。

前記のように構成された電気自動車は、バッテリの充電時、入力される交流電力を直流電力に変換して、バッテリに供給することになる。

この時、充電時間の短縮を目的に、近年、充電器の最大出力電力が増加しており、これにより、最大出力電力による充電電力をバッテリに供給して、充電時間を短縮している。

概要

複数の充電器を並列運転してバッテリを充電する充電装置を提供する。本発明のバッテリ充電装置は、外部から供給される交流電力を受信する充電プラグと、充電プラグで受信された交流電力を、直流電力にそれぞれ変換する複数の充電器と、複数の充電器の少なくとも1つの充電器を介して出力される直流電力を貯蔵するバッテリと、バッテリの仕様と、複数の充電器の仕様とを比較して、複数の充電器のうち、バッテリの充電に使用される少なくとも1つの充電器を決め、決められた少なくとも1つの充電器により、バッテリの充電が行われるように制御する充電制御部とを含む。

目的

本発明の実施形態は、複数の充電器を並列運転して電気自動車のバッテリを充電することができる電気自動車、及びこのバッテリ充電方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

外部から供給される交流電力を受信する充電プラグと、前記充電プラグで受信された交流電力を、直流電力にそれぞれ変換する複数の充電器と、前記複数の充電器の少なくとも1つの充電器を介して出力される直流電力を貯蔵して充電が行われるバッテリと、前記バッテリの仕様と、前記複数の充電器の仕様とを比較して、前記複数の充電器のうち、前記バッテリの充電に使用される少なくとも1つの充電器を決め、前記決められた少なくとも1つの充電器により、前記バッテリの充電が行われるように制御する充電制御部とを含むことを特徴とするバッテリ充電装置

請求項2

前記バッテリ仕様は、 前記バッテリの容量によるバッテリ充電電力を含み、前記複数の充電器の仕様は、 前記複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力及び/又は最大効率電力を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電装置。

請求項3

前記複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力及び/又は最大効率電力は、互いに異なることを特徴とする請求項2に記載のバッテリ充電装置。

請求項4

前記充電制御部は、前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在すると、前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する1つの充電器を単独運転させて、前記バッテリの充電が行われるようにすることを特徴とする請求項2又は3に記載のバッテリ充電装置。

請求項5

前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力と同一サイズの電力を、前記単独運転する充電器の出力電力に設定することを特徴とする請求項4に記載のバッテリ充電装置。

請求項6

前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在しないと、前記複数の充電器を並列運転させて、前記バッテリの充電が行われるように制御することを特徴とする請求項4に記載のバッテリ充電装置。

請求項7

前記充電制御部は、 前記バッテリ充電電力に対応して、 前記複数の充電器で発生し得る出力電力の組合せのうち、最大電力効率を有する組合せを確認し、前記確認した組合せを用いて、前記並列運転する複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定することを特徴とする請求項6に記載のバッテリ充電装置。

請求項8

前記充電制御部は、前記バッテリで発生し得るバッテリ充電電力の場合の数により、最大電力効率が発生する組合せ情報を格納し、前記組合せ情報は、 前記複数の充電器にそれぞれ設定された出力電力に対する情報であることを特徴とする請求項7に記載のバッテリ充電装置。

請求項9

バッテリの容量によるバッテリ充電電力を把握するステップと、前記把握した充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器の存在可否を判断するステップと、前記充電器が存在すると、 前記充電電力よりも高い最大出力電力を有した1つの充電器を単独運転させて、前記バッテリを充電するステップと、前記充電器が存在しないと、 複数の充電器を並列運転させて、前記バッテリを充電するステップと、を含むことを特徴とするバッテリ充電方法

請求項10

前記単独運転させて、前記バッテリを充電するステップは、前記バッテリ充電電力と同一の電力を、前記単独運転する充電器の出力電力に設定するステップと、前記単独運転する充電器により、前記出力電力が発生するステップと、前記発生した出力電力をバッテリに供給して、 前記バッテリを充電させるステップと、を含むことを特徴とする請求項9に記載のバッテリ充電方法。

請求項11

前記並列運転させて、前記バッテリを充電するステップは、前記バッテリ充電電力に対応して、 前記複数の充電器で発生し得る出力電力の組合せを確認するステップと、前記確認した組合せのうち、最大電力効率を有する組合せを確認するステップと、前記確認した組合せを用いて、前記並列運転する複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定するステップと、前記複数の充電器により、前記設定された出力電力がそれぞれ発生するステップと、前記発生した出力電力をバッテリに供給して、前記バッテリを充電させるステップと、を含むことを特徴とする請求項9又10に記載のバッテリ充電方法。

請求項12

前記組合せを確認するステップは、前記複数の充電器でそれぞれ発生し得る出力電力の和が、前記バッテリ充電電力と等しくなる場合の数を確認するステップを含むことを特徴とする請求項11に記載のバッテリ充電方法。

請求項13

更に、前記バッテリの容量により発生するバッテリ充電電力の場合の数により、最大電力効率が発生する組合せ情報を格納するステップを含み、前記組合せを確認するステップは、前記格納された組合せ情報を用いて、最大電力効率を有する組合せを確認するステップを含むことを特徴とする請求項11に記載のバッテリ充電方法。

技術分野

0001

本出願は、米国特許法第119条及び365条の下で、韓国特許出願第10-2012-0079904号(2012年7月23日出願)に基づく優先権を主張するものであり、その全ての内容がここに包含される。

0002

開示の実施形態は、バッテリ充電装置に関し、特に、最大電力効率を出すことが可能なバッテリ充電装置、及びこれを用いたバッテリ充電方法に関する。

背景技術

0003

環境にやさしい自動車とは、石油燃料エンジンを使用することなく、バッテリ電気モータを使用する自動車を言う。電気自動車は、1873年度に最初に製作されたが、バッテリの重量、充電時間などの技術的限界で、実用化していない。

0004

環境にやさしい自動車は、エネルギ源として、充電可能な2次電池(バッテリ)が使用されている。一般に、電気自動車や燃料電池自動車は、車両の走行時に、バッテリ電力を用いてモータを駆動し、停車時に、バッテリを充電する。

0005

この時、バッテリの充電のために、車両内充電器が備えられており、近年、バッテリ充電時間の短縮のため、充電器の最大出力電力が増加している傾向にある。

0006

図1は、従来技術による電気自動車を説明する図である。

0007

図1を参照すると、電気自動車は、充電プラグ10と、充電器20と、バッテリ30とを含む。

0008

前記のように構成されている電気自動車の充電動作をみると、まず、充電プラグ10が交流電力供給装置(例えば、充電所スタンドや、一般の家庭及びビルなどの電源コンセント)に差し込まれると、充電プラグ10は、交流電力供給装置から供給される交流電力を受信する。

0009

充電器20は、電気自動車内に備えられる電力変換装置であり、充電プラグ10を介して交流電力が伝達されると、伝達される交流電力を直流電力に変換する。

0010

バッテリ30は、少なくとも1つのバッテリセルで構成され、充電器20を介して供給される直流電力を貯蔵する。

0011

前記のように構成された電気自動車は、バッテリの充電時、入力される交流電力を直流電力に変換して、バッテリに供給することになる。

0012

この時、充電時間の短縮を目的に、近年、充電器の最大出力電力が増加しており、これにより、最大出力電力による充電電力をバッテリに供給して、充電時間を短縮している。

発明が解決しようとする課題

0013

しかし、充電器の最大出力電力を増加することには限界があり、1つの充電器だけを単独運転してバッテリを充電するには、多くの時間がかかるという問題がある。

0014

また、充電器は、バッテリ30に供給する充電電力(電圧、又は電流)により、それぞれ異なる効率を有するが、この時、バッテリ30に供給される充電電力が、低い効率を有する電力に設定されると、負荷領域で電力損失が発生して、多量の熱発生とバッテリ充電遅延などの問題が生じることになる。

課題を解決するための手段

0015

本発明の実施形態は、複数の充電器を並列運転して電気自動車のバッテリを充電することができる電気自動車、及びこのバッテリ充電方法を提供する。

0016

また、本発明の実施形態は、複数の充電器が最大効率を出すことのできる電力を基にして、バッテリに充電電力を供給することができる電気自動車、及びこのバッテリ充電方法を提供する。

0017

本発明の実施形態で解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限るものではなく、また、記述していない他の技術的課題は、下記の記載から提案される実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、明確に理解されるだろう。

発明の効果

0018

本発明によると、複数の充電器を並列運転して電気自動車のバッテリを充電することにより、前記バッテリの充電時間を短縮することができる。

0019

また、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、前記充電器の出力電力を設定することにより、前記充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。

図面の簡単な説明

0020

従来技術による電気自動車を示す図である。
本発明の実施形態によるバッテリ充電装置を示す図である。
図2に示されている第1及び2の充電器の詳細構成を示す図である。
本発明の実施形態による充電器の仕様を示す図である。
本発明の実施形態による充電器の単独運転の場合を示す図である。
本発明の実施形態による複数の充電器の並列運転の場合を示す図である。
本発明の実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリ充電方法を、ステップ別に説明するフローチャートである。

実施例

0021

以下の内容は、単に、本発明の原理を例示する。それで、当業者は、たとえ、本明細書に明確に説明・図示していなくても、本発明の原理を具現し、本発明の概念と範囲に含まれる様々な装置を発明することができる。また、本明細書で挙げている全ての用語及び実施形態は、原則的に、本発明の概念が理解されるようにするための目的でのみ明らかに意図され、このように特別に挙げている本発明の実施形態及に限られるものではないことと理解されるべきである。

0022

また、本発明の原理、観点、及び実施形態だけではなく、特定の実施形態を挙げる全ての詳細な説明は、このような事項構造的及び機能的な均等物を含むように意図されることと理解されるべきである。また、このような均等物は、現在の公知されている均等物だけでなく、将来に開発される均等物、即ち、構造と関係なく同一の機能を行うように発明された全ての素子を含むことと理解されるべきである。

0023

以下において、充電電力とは、バッテリが有する仕様により、バッテリに供給されるべき特定サイズの電力をいい、最大出力電力とは、充電器の仕様により、充電器から出力可能な電力の最大サイズをいい、最大効率電力とは、充電器の仕様により、充電器で最大効率を出すことのできる特定サイズの電力をいう。

0024

図2は、本発明の実施形態によるバッテリ充電装置を示す図である。

0025

図2を参照すると、バッテリ充電装置は、充電プラグ110と、第1の充電器120と、第2の充電器130と、バッテリ140と、充電制御部150とを含む。

0026

充電プラグ110は、交流電力供給装置(例えば、充電所に備えられている系統電力供給装置や、一般家庭又はビルなどに備えられている電源コンセント)に差し込まれて、交流電力供給装置を介して供給される交流電力を受信する。

0027

この時、充電プラグ110は、交流電力を受信するため、複数のラインで構成されることができる。

0028

すなわち、充電プラグ110は、正の特性(+)の電力を供給するための第1の電力供給ラインと、負の特性(−)の電力を供給するための第2の電力供給ラインと、パイロット信号通信のための通信ラインとを含むことができる。

0029

また、充電プラグ110は、更に、グラウンドに連結されるグラウンドラインを含むことができる。

0030

第1の充電器120及び第2の充電器130は、充電プラグ110を介して受信された交流電力を、直流電力に変換する。

0031

即ち、第1の充電器120及び第2の充電器130は、受信された交流電力を用いて、バッテリ140の充電のための直流電力を出力する。

0032

一方、図2には、充電器が2台で構成されることと示しているが、これは、一実施形態に過ぎず、充電器の数は、2よりも大きいNに増加してもよい。

0033

第1の充電器120及び第2の充電器130は、後述する充電制御部150で決められた充電電力により、入力された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、バッテリ140に供給する。

0034

この時、第1の充電器120及び第2の充電器130は、それぞれの仕様による最大出力電力を有し、最大出力電力の範囲内で、充電制御部150を介して設定された出力電力を、バッテリ140に供給する。

0035

最大出力電力とは、第1の充電器120が出力することのできる最大サイズの電力と、第2の充電器130が出力することのできる最大サイズの電力とを意味する。

0036

第1の充電器120及び第2の充電器130は、同一の特性を有する電力ライン相互連結され、1つの共通ラインを介して、バッテリ140に電力を供給することができる。

0037

第1の充電器120及び第2の充電器130の内部の詳細構成については、後述することにする。

0038

バッテリ140は、少なくとも1つのバッテリセルで構成されることができる。

0039

少なくとも1つのバッテリセルの動作は、後述する充電制御部150により制御される。少なくとも1つのバッテリセルは、様々な種類のバッテリセルで具現することができ、例えば、ニッケル−カドミウム電池鉛蓄電池ニッケル水素電池(NiMH)、リチウムイオン電池、リチウムポリマ電池金属リチウム電池、空気亜鉛蓄電池などである。

0040

充電制御部150は、バッテリ充電装置の全般的な動作を制御する。

0041

例えば、充電制御部150は、バッテリ140の充電のため、プラグ110が交流電力供給装置に連結されると、バッテリ140に電力を供給するための少なくても1つの充電器を決める。つまり、充電制御部150は、バッテリ140の充電に使用される充電器を決める。

0042

言い換えると、充電制御部150は、第1の充電器120及び第2の充電器130(望ましくは、第1〜N充電器)のうち、バッテリ140に電力を供給する(充電動作を行う)少なくとも1台の充電器を決め、それにより、決定した充電器を介して、バッテリ140に電力が供給されるようにする。

0043

この時、充電制御部150は、バッテリ140の仕様(例えば、充電容量)と、第1の充電器120及び第2の充電器130の仕様とにより、バッテリ140の充電のために使用される充電器を決める。

0044

また、充電制御部150は、決定した充電器により、バッテリ140に供給される出力電力を設定する。つまり、充電制御部150は、充電器を決めると共に、決められた充電器において、バッテリ140に供給される直流電力のサイズを決める。

0045

この時、充電制御部150は、バッテリ140の仕様による充電電力と、それぞれの充電器が有する最大効率電力(最大効率を出すことのできる出力電力)と、最大出力電力(最大に出力できる電力)とを用いて、充電に使用される充電器、及び充電器からバッテリに供給される出力電力のサイズを決める。

0046

一般に、複数の充電器を用いてバッテリ140に電力を供給する時の電力効率よりも、1台の充電器を用いてバッテリ140に電力を供給する時の電力効率が、更に高く現れる。

0047

これにより、充電制御部150は、バッテリ140の仕様による充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が、存在するか否かを判断する。

0048

そして、充電制御部150は、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在すると判断すると、充電器だけを単独運転させて、バッテリ140の充電のための出力電力が発生するようにする。

0049

この時、充電制御部150は、バッテリの仕様による充電電力と同サイズで、単独運転する充電器の出力電力を設定する。

0050

一方、充電制御部150は、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在しないと判断すると、複数の充電器の組合せを介して、バッテリ140に電力が供給されるようにする。

0051

この時、充電制御部150は、複数の充電器に発生する出力電力をそれぞれ設定する。すなわち、複数の充電器に設定されたそれぞれの出力電力の和は、バッテリ仕様による充電電力と同一であり、これにより、充電制御部150は、充電電力と同一の出力電力の組合せのうち、電力効率が最も高い(最大効率)組合せであるかを確認する。

0052

例えば、バッテリ仕様による充電電力が50kwであり、第1の充電器の最大出力電力が 30kwであり、第2の充電器の最大出力電力が30kwである場合、充電電力に対応する出力電力の組合せは、下記のような場合の数が発生する。

0053

(1) 第1の充電器の出力電力:10kw、第2の充電器の出力電力:40kw

0054

(2) 第1の充電器の出力電力:20kw、第2の充電器の出力電力:30kw

0055

(3) 第1の充電器の出力電力:30kw、第2の充電器の出力電力:20kw

0056

(4) 第1の充電器の出力電力:40kw、第2の充電器の出力電力:10kw

0057

ここで、第1の充電器及び第2の充電器の仕様が同一(同一の充電器)であることから、(1)と(3)は、同一であり、(2)と(4)が、同一の組合となる。

0058

これにより、充電制御部150は、(1)の場合と(2)の場合により、複数の充電器の出力電力が設定される場合の平均電力効率を確認し、それにより、確認した平均電力効率が更に高い方の場合を、複数の充電器の出力電力に設定する。

0059

例えば、(1)の場合の平均電力効率が90%であり、(2)の場合の平均電力効率が92%であると、充電制御部150は、(2)の場合に対応して、第1の充電器の出力電力を20kwに設定し、第2の充電器の出力電力を30kwに設定する。

0060

一方、前記では、複数の充電器が有する仕様(最大出力電力及び最大効率電力)がいずれも同一であるとしたが、これは一実施形態に過ぎず、複数の充電器が有する仕様は、互いに異なってもよい。

0061

また、充電制御部150は、内部にメモリを備えており、それにより、充電電力が、それぞれの充電器が有する最大出力電力よりも高い場合、充電電力の全ての場合に対応して、最大効率を出すことのできる充電器の出力電力に対する組合せ情報を格納し、格納した組合情報を用いて、複数の充電器に対応する出力電力をそれぞれ設定することもできる。

0062

図3は、図2に示している第1及び第2の充電器の詳細構成を示す図である。

0063

図3を参照すると、第1及び第2の充電器は、入力整流部121と、昇圧変換部122と、インバータ部123と、出力整流部124とを含む直流直流変換部を含む。

0064

入力整流部121は、フルブリッジダイオードであり、充電プラグ110を介して入力される常用交流電力を、直流電力に整流する。

0065

特に、入力整流部121は、昇圧変換部122に含まれている第1のスイッチング素子(Q1)のターンオフの時、インダクタコイル(L1)の逆起電力による電流を、昇圧変換部122の出力側に流れるようにして、電力変換効率を高める。

0066

昇圧変換部122は、力率補正部とも言われるように、昇圧した直流電圧を出力する昇圧機能の他に、出力電圧及び入力電圧のような位相入力電流を作って、力率補正する(向上する)機能を有する。

0067

昇圧変換部122は、入力整流部121で整流された直流電力を入力され、入力された直流電力からの電圧を昇圧して提供するために、第1のスイッチング素子(Q1)と、インダクタコイル(L1)と、電解コンデンサ(C1)とを含む。

0068

昇圧変換部122の出力電圧及び入力電圧のような位相の入力電流を作ることは、第1のスイッチング素子(Q1)のスイッチング動作を制御する充電制御部150の制御によって、すなわち、充電制御部150を介して出力されるPWM信号によって、達成することができる。

0069

電解コンデンサ(C1)は、その充電電圧により、昇圧変換部122の直流出力電圧を一定に維持して出力するための定電圧出力キャパシタである。

0070

昇圧変換部122の第1のスイッチング素子(Q1)には、逆止用ダイオードが接続され、ダイオード(D1)も、電解コンデンサ(C1)側への電流流れだけを許容し、その反対の電流流れは許容しないため、第1のスイッチング素子(Q1)の出力端に接続される。

0071

インバータ部123は、昇圧変換部122からの直流を交流に変換し、多数の第2のスイッチング素子を有する。第2のスイッチング素子は、ゲート制御により、ターンオン、又はターンオフ制御される半導体スイッチで構成することができ、例えば、SCR(Silicon Coupled Rectifier)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などで構成することができる。インバータ部123を構成する第2のスイッチング素子のそれぞれに並列に接続されたボディーダイオードは、インバータ部123の出力側から第2のスイッチング素子側へ逆転して流入される電流流れを許容しないための逆止用ダイオードである。

0072

トランス(Tr)は、インバータ部123に接続されて、交流電力を出力整流部124に伝達する。

0073

出力整流部124は、トランス(Tr)の出力端(即ち、2次側巻線)に接続されて、トランス(Tr)を介して伝達される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、バッテリ140に供給する。

0074

図4は、本発明の実施形態による充電器の仕様を示す図である。

0075

充電器(第1の充電器〜第N充電器)は、仕様による互いに異なる特性を有する。充電器の仕様には、充電器のモデル名、メーカーなどのような情報の他にも、充電器が有する最大出力電力及び最大効率電力を含む。

0076

一般に、充電器において最大効率が現われる出力電力は、充電器の最大出力電力ではなく、最大出力電力よりも低い電力である。すなわち、充電器の最大効率電力は、最大出力電力よりも低い。

0077

これにより、充電制御部150は、それぞれの充電器が有する最大出力電力及び最大効率電力により、バッテリの充電電力に対応する複数の充電器の出力電力に対する組合せを決める。

0078

図5は、本発明の実施形態による充電器の単独運転の場合を示す図である。

0079

図5を参照すると、第1の充電器と第2の充電器とは、50kwの最大出力電力と、30kwの最大効率電力とを有する。

0080

この時、バッテリの仕様による充電電力が50kwであると、下記のような方法により、充電に使用される充電器、及び充電器の出力電力が設定される。

0081

充電制御部150は、まず、充電電力よりも高い(以上となる)最大出力電力を有した充電器の存在を確認する。

0082

この時、充電制御部150は、第1及び第2の充電器が有する最大出力電力と、バッテリの充電電力とが同一であるため、1台の充電器だけで、バッテリ140を充電することができることを確認する。

0083

すなわち、バッテリの充電電力が50kwであり、第1及び第2の充電器が有する最大効率電力が50kwであり、複数の充電器のうち、1台の充電器だけをもってバッテリを充電する時の充電時間と、複数の充電器をもってバッテリを充電する時の充電時間とは、同一となる(1台の充電器から出力される出力電力は、50kwであり、複数の充電器から出力される出力電力の和も、50kwであるため)。

0084

一方、このような場合は、複数の充電器の組合せによりバッテリを充電する場合よりも、1台の充電器だけをもってバッテリを充電する場合の方が、電力効率が更に高く出る。

0085

これにより、充電制御部150は、第1及び第2の充電器のいずれか1台の充電器だけが単独運転するように決める。

0086

この時、充電制御部150は、充電電力が、充電器の最大出力電力よりも小さいため、充電電力と同一サイズの電力を、単独運転する充電器の出力電力に設定する。

0087

すなわち、図5に示しているように、充電制御部150は、第1の充電器だけを単独運転させ、これにより、第1の充電器の出力電力を、充電電力と等しい50kwに設定し、第2の充電器は、動作を中止させる。

0088

図6は、本発明の実施形態による複数の充電器の並列運転の場合を示す図である。

0089

図6を参照すると、第1の充電器と第2の充電器とは、50kwの最大出力電力と、30kwの最大効率電力とを有する。

0090

この時、バッテリの仕様による充電電力が70kwであると、下記のような方法により、充電に使用される充電器、及び充電器の出力電力が設定される。

0091

充電制御部150は、まず、充電電力よりも高い(以上となる)最大出力電力を有した充電器の存在を確認する。

0092

この時、充電制御部150は、第1及び第2の充電器が有する最大出力電力が、バッテリの充電電力よりも低いので、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ140の充電が行われるようにする。

0093

すなわち、充電制御部150は、1台の充電器だけをもってバッテリ140の充電が行われるようにすることもできるが、この場合は、充電電力よりも低い電力がバッテリに供給されることから、充電時間が増加するため、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ140の充電が行われるようにする。

0094

この時、充電制御部150は、充電電力に対応する複数の充電器の出力電力の組合せのうち、最大電力効率が発生する組合せを確認する。

0095

すなわち、充電電力に対応する出力電力の組合せには、下記のような組合せが存在する(同一の場合は、除く。)。

0096

(1) 第1の充電器の出力電力:10kw、第2の充電器の出力電力:60kw

0097

(2) 第1の充電器の出力電力:20kw、第2の充電器の出力電力:50kw

0098

(3) 第1の充電器の出力電力:30kw、第2の充電器の出力電力:40kw

0099

充電制御部150は、前記のようなそれぞれの組合せに対する電力効率(平均電力効率)を確認し、確認した電力効率のうち、最も高い効率を有する組合せを確認する。

0100

そして、充電制御部150は、確認した組合せを、複数の充電器のそれぞれに対応する出力電力に設定する。

0101

すなわち、図6に示しているように、第1の充電器の出力電力は、30kwに設定され、第2の充電器の出力電力は、40kwに設定されることができる。

0102

前記のように、本発明の実施形態では、複数の充電器を並列運転させて電気自動車のバッテリを充電することで、バッテリの充電時間を短縮することができる。

0103

また、本発明の実施形態では、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、充電器の出力電力を設定することで、充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。

0104

図7は、本発明の実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリ充電方法を、ステップ別に示すフローチャートである。

0105

図7を参照すると、まず、充電制御部150は、バッテリ140の容量を確認する(S101)。すなわち、充電制御部150は、バッテリ140の仕様により、バッテリ140に供給されるべき充電電力を確認する。

0106

ついで、充電制御部150は、複数の充電器のそれぞれが有する最大出力電力と、確認した充電電力とを比較し、これにより、充電電力よりも高い最大出力電力を有する充電器が存在するかを判断する(S102)。

0107

前記の判断結果(S102)、充電電力よりも高い最大出力電力を有した充電器が存在すると、充電制御部150は、充電電力よりも高い最大出力を有する充電器1台だけを単独運転させて、バッテリ140を充電する(S103)。

0108

この時、充電制御部150は、確認した充電電力と同一サイズの電力を、単独運転する充電器の出力電力に設定する(S104)。

0109

一方、前記の判断結果(S102)、充電電力よりも高い最大出力電力を有した充電器が存在しないと、充電制御部150は、複数の充電器を並列運転させて、バッテリ140の充電が行われるようにする(S105)。

0110

この時、充電制御部150は、充電電力に対応する出力電力の組合せのうち、最も高い電力効率が発生する組合せを確認する(S106)。

0111

ついで、充電制御部150は、確認した組合せを用いて、複数の充電器の出力電力をそれぞれ設定する(S107)。

0112

本発明の実施形態では、複数の充電器を並列運転させて、電気自動車のバッテリを充電することで、バッテリの充電時間を短縮することができる。

0113

また、本発明の実施形態では、複数の充電器が最大効率を出すことのできる充電電力を基にして、充電器の出力電力を設定することで、充電器の効率、コスト、及び体積などを最適化することができ、無駄に使用される電力損失を最小化して、熱発生とバッテリ充電遅延などの問題を解決することができる。

0114

また、以上では、本発明の望ましい本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限るものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって、様々な変形・実施が可能であることは勿論、これらの変形・実施は、本発明の技術的思想から個別に理解されてはいけないだろう。

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