(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＶ用給電設備（ＥＶＳＥ）を含む給電システムを提供する。【解決手段】ＥＶＳＥ１０２は、ＥＶＳＥサーバを介したユーザのインタネットアクセスのための通信ゲートウェイを含む。ＥＶＳＥにより、他のスマートデバイスとの通信、及び／又は、負荷センタ１０６に結合された負荷のステータスの通信が行われる。ユーザもしくはユーティリティサービスプロバイダは、ＥＶＳＥサーバを介し、ＥＶＳＥの通信ゲートウェイを用いて、エネルギ管理とホームオートメーションタスクとを実行し、ＥＶＳＥを介してスマートデバイスに制御信号を送信する。ＥＶＳＥは、パワーグリッドでの電圧低下もしくは電力サージなどの緊急時に、負荷センタに結合されたスマートデバイスに対する保護機構を提供する。【選択図】図１
2018011507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車（以下ＥＶとする）用給電システムであって、
ユーザがアクセス可能なように構成されたＥＶ用給電設備サーバ（以下ＥＶＳＥサーバとする）と、
インタネット接続を介して前記ＥＶＳＥサーバと通信するように構成されたインタネットアクセス装置と、
ＥＶ用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）と
を含み、
前記ＥＶＳＥは、
前記ＥＶから引き出される最大充電電流を通信するように構成された充電制御装置と、
充電電圧、前記ＥＶによって引き出される充電電流、前記ＥＶの充電によって消費される充電電力、及び、充電エネルギのうち少なくとも１つを含む充電データを通信するように構成された測定装置と、
充電データを受信するように構成された通信インタフェースと、
前記ＥＶＳＥ内の通信ゲートウェイと
を含み、
前記通信ゲートウェイは、前記インタネットアクセス装置を介して前記ＥＶＳＥサーバに前記充電データを含む情報を送信し、前記ＥＶＳＥサーバから１つもしくは複数の充電制御信号を受信するように構成されている、
ことを特徴とするＥＶ用給電システム。
【請求項２】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの充電スケジュールとして受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項３】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの、デマンドレスポンスプログラムの形態で実現される充電優先度として受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項４】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの負荷制御信号として受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項５】
前記通信ゲートウェイは、負荷センタの１つもしくは複数の測定装置に対するインタフェースとして構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項６】
前記通信ゲートウェイは、前記負荷センタに結合されている電気的分岐のうち、前記ＥＶＳＥを含むもの以外の１つもしくは複数の電気的分岐での電気的負荷について、前記ＥＶＳＥサーバに対する電気的負荷データを形成するように構成されている、
請求項５記載のＥＶ用給電システム。
【請求項７】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバに対し、前記負荷センタに結合されている１つもしくは複数の電気的分岐の電気使用量を通信するように構成されている、
請求項６記載のＥＶ用給電システム。
【請求項８】
前記通信ゲートウェイは、
・ユーザ要求、
・負荷制御信号、
・ユーティリティサーバからのデマンドレスポンスデータ、又は、
・ピーク需要の制限方法
に基づいて、前記負荷センタに結合されている分岐回路の１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項９】
前記ＥＶＳＥの前記通信ゲートウェイは、１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１０】
前記１つもしくは複数のスマートデバイスは、スマート機器、スマート照明装置、スマートＨＶＡＣ、スマートウィンドウ、スマートドア、及び、スマートアウトレットのうち少なくとも１つを含む、
請求項９記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１１】
電気自動車（以下ＥＶとする）用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）であって、
前記ＥＶによって引き出される最大電流を通信するように構成された充電制御装置と、
前記ＥＶの充電データを形成するように構成された測定装置と、
前記ＥＶＳＥに統合されており、ＥＶ用給電設備サーバ（以下ＥＶＳＥサーバとする）と通信するように、さらに、１つもしくは複数のスマートデバイスに対するインタフェースを形成するように構成された通信ゲートウェイと
を備えており、
前記充電データは、充電電圧、前記ＥＶによって引き出される充電電流、前記ＥＶを充電することによって消費される充電電力、及び、充電エネルギのうち少なくとも１つである、
ことを特徴とするＥＶＳＥ。
【請求項１２】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバからの１つもしくは複数の充電制御信号を受信するように構成されている、
請求項１１記載のＥＶＳＥ。
【請求項１３】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバからの制御信号を受信して前記１つもしくは複数のスマートデバイスと通信させるように構成されている、
請求項１１記載のＥＶＳＥ。
【請求項１４】
前記通信ゲートウェイは、負荷センタの１つもしくは複数の測定装置に対するインタフェースを形成するように構成されており、
前記１つもしくは複数の測定装置は、前記１つもしくは複数のスマートデバイスを含む１つもしくは複数の分岐回路の電気的負荷データを測定する、
請求項１１記載のＥＶＳＥ。
【請求項１５】
前記負荷センタの前記１つもしくは複数の測定装置に対する前記インタフェースは、パワーライン通信部を含む、
請求項１４記載のＥＶＳＥ。
【請求項１６】
電気自動車（以下ＥＶとする）用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）であって、
前記ＥＶによって引き出された最大電流を通信するように構成された充電制御装置と、
前記ＥＶＳＥに統合されており、かつ、
・負荷センタの１つもしくは複数の分岐回路についての負荷データを測定する１つもしくは複数の測定装置、及び、
・ＥＶ用給電設備サーバ（以下ＥＶＳＥサーバとする）
に対するインタフェースを形成するように構成された通信ゲートウェイと
を備える
ことを特徴とするＥＶＳＥ。
【請求項１７】
前記通信ゲートウェイは、１つもしくは複数のスマートデバイスに対するインタフェースを形成するように構成されている、
請求項１６記載のＥＶＳＥ。
【請求項１８】
前記通信ゲートウェイは、１つもしくは複数の測定装置と通信し、自身が受信した測定データに基づいて、１つもしくは複数のスマートデバイスによって消費される最大電力の通信を担当するように構成されている、
請求項１６記載のＥＶＳＥ。
【請求項１９】
前記１つもしくは複数の測定装置に対するインタフェースは、前記通信ゲートウェイに結合された通信インタフェースを介して形成される、
請求項１６記載のＥＶＳＥ。
【請求項２０】
電気自動車（以下ＥＶとする）用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）の作動方法であって、
通信インタフェースを含むＥＶＳＥを準備するステップと、
前記ＥＶＳＥが電力を受信している負荷センタの線路電圧、線路電流、線路相、及び、線路周波数のうち少なくとも１つを測定するステップと、
前記線路電圧、線路電流、線路相、及び、線路周波数のうち少なくとも１つに基づいて、電圧低下状態又は電力サージ状態を検出するステップと、
前記負荷センタに結合された１つもしくは複数のスマートデバイスを遮断するよう前記ＥＶＳＥに指示するステップと
を含む
ことを特徴とするＥＶＳＥの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１４年１１月１７日付の米国特許出願第６２／０８０４８３号明細書「EVSE Based Energy Automation, Management and Protection System」の優先権を主張するものであり、当該出願の内容は引用により全体として実質的に本願に含まれる。
【０００２】
分野
本発明は、電気自動車（以下ＥＶとする）の充電のために構成されたＥＶ用給電システム又はＥＶ用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）に関し、より具体的には、スマートＥＶＳＥ及びこれを含む給電システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＥＶの充電に係る将来的な需要は、パワーグリッドに大きな追加の負荷をかけることになる。パワーグリッド上のランダムなポイントでＥＶへの充電が行われる場合、特にピーク時間において、グリッドが不安定となるだけでなく、消費者（以下ユーザとする）のエネルギコストの増大が生じるおそれがある。スマートグリッドに対する互換性を有する既存のデバイス（スマートＥＶＳＥを含む）は、建物のエネルギ管理システム又はエネルギオートメーションシステム（例えば、家庭もしくはオフィスのエネルギ管理システム）に対するインタフェースを有する。しかし、こうした既存のＥＶＳＥには使用に適さない状況が幾つかあり、特にレトロフィットは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第６２／０８０４８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、スマートＥＶＳＥ及びこれを含むシステムを改善したいという要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
幾つかの実施形態では、ＥＶ用給電システムが提供される。本発明の給電システムは、ユーザがアクセス可能なように構成されたクラウドサーバであるＥＶ用給電設備サーバ（以下ＥＶＳＥサーバとする）と、インタネット接続を介してＥＶＳＥサーバと通信するように構成されたインタネットアクセス装置と、ＥＶＳＥとを含み、当該ＥＶＳＥは、ＥＶによって引き出される最大充電電流を通信するように構成された充電制御装置と、充電電圧、ＥＶによって引き出される充電電流、ＥＶの充電によって消費される充電電力、及び、充電エネルギのうち少なくとも１つを含む充電データを通信するように構成された測定装置と、充電データを受信するように構成された通信インタフェースと、ＥＶＳＥ内の通信ゲートウェイとを含み、通信ゲートウェイは、インタネットアクセス装置を介してＥＶＳＥサーバに充電データを含む情報を送信し、ＥＶＳＥサーバから１つもしくは複数の充電制御信号を受信するように構成されている。
【０００７】
１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥが提供される。本発明のＥＶＳＥは、ＥＶによって引き出される最大電流を通信するように構成された充電制御装置と、ＥＶの充電データを形成するように構成された測定装置と、ＥＶＳＥに統合されて、ＥＶＳＥサーバと通信するように、さらに、１つもしくは複数のスマートデバイスに対するインタフェースを形成するように構成された通信ゲートウェイとを備えており、充電データは、充電電圧、ＥＶによって引き出される充電電流、ＥＶを充電することによって消費される充電電力、及び、充電エネルギのうち少なくとも１つである。
【０００８】
１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥが提供される。本発明のＥＶＳＥは、ＥＶによって引き出される最大電流を制限するように構成された充電制御装置と、負荷センタの１つもしくは複数の分岐回路の負荷データを測定する１つもしくは複数の監視装置に対するインタフェースを形成するように構成された通信ゲートウェイと、ＥＶＳＥサーバとを備えている。
【０００９】
１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥの作動方法が提供される。本発明の方法は、通信インタフェースを含むＥＶＳＥを形成するステップと、ＥＶＳＥが電力を受信している負荷センタの線路電圧、線路電流、線路相、及び、線路周波数のうち少なくとも１つを測定するステップと、線路電圧、線路電流、線路相、及び、線路周波数のうち少なくとも１つに基づいて、電圧低下状態又は電力サージ状態を検出するステップと、負荷センタに結合された１つもしくは複数のスマートデバイスを遮断するようＥＶＳＥに指示するステップとを含む。
【００１０】
本発明の他の特徴、態様及び利点は、本発明を実施するための最良の形態である図示の複数の実施形態についての以下の説明によって容易に理解されるはずである。また、本発明の範囲から離れることなく、本発明の別様の構成を実現し、本発明の幾つかの細部をあらゆる点で修正することができる。本発明は、本発明の範囲内の全ての修正態様、等価態様及び代替態様を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図に即した以下の詳細な説明によって、本発明の実施形態の特徴を説明する。図中、同じ要素には同じ参照番号を付してある。図及び説明は例示のためのものであって、本発明を制限しない。なお、図は必ずしも縮尺通りには描かれていない。
【図１】１つもしくは複数の実施形態による、スマートＥＶＳＥを含む給電システムの概略図である。
【図２】１つもしくは複数の実施形態による、１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されたスマートＥＶＳＥを含む給電システムの概略図である。
【図３】１つもしくは複数の実施形態によって、負荷センタに結合された１つもしくは複数の電気的分岐の測定データ、又は、建物の全体計量データを取得するために、負荷センタに結合された１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されている、スマートＥＶＳＥを含む給電システムの概略図である。
【図４】１つもしくは複数の実施形態による、スマートＥＶＳＥの動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ＥＶの需要が増大するなかで、近々、輸送エネルギのほぼ１０％（例えば約１兆ｋＷｈ以上）がパワーグリッドによって賄われると予測されている。既存のパワーグリッドが非ピーク時間における付加的な負荷を賄えるとしても、ピーク時間中、パワーグリッドのランダムな箇所でのＥＶの充電は、グリッドの不安定化、ひいては、電圧低下状態（以下電圧低下とする）をまねくことがある。現在は、ユーティリティサービスプロバイダ（ユーティリティ企業）がこうしたパワーグリッドでの付加的な電力需要の管理を消費者と協同での種々の電力管理プログラム、例えば「デマンドレスポンスプログラム」によって行っている。「デマンドレスポンスプログラム」は時間ベースの電力率又は他の形態の決済上のインセンティブに応じてピーク需要時間中の電力利用量を低減及び／又はシフトすることにより、消費者に対し、パワーグリッドの運営に関与する機会を提供する。
【００１３】
ＥＶ用の充電手段を備えた特定の住宅用設備もしくは商業用設備（以下集合的にもしくは個々にも「建物」とする）に対して、インタネットアクセスが可能なスマートＥＶＳＥは、１つもしくは複数の実施形態に即して、統合的なエネルギ管理を行うための適切な手段、及び／又は、デマンドレスポンスプログラムを実現する手段を提供する。こうしたスマートＥＶＳＥにより、幾つかの実施形態では、スマートＥＶの充電時間及び／又は充電率をパワーグリッドでのピーク需要電力に基づいて制御するオプションが得られる。
【００１４】
さらに、幾つかの実施形態によるスマートＥＶＳＥは、建物の負荷センタに結合された分岐回路の１つもしくは複数の高電力負荷がスマートＥＶＳＥの充電期間と同じ期間中に動作して（オンとなって）いる場合、デマンドレスポンス管理を行う機構を有する。スマートＥＶＳＥもしくはＥＶＳＥサーバからの１つもしくは複数の充電制御信号に応じて、ＥＶＳＥの充電率もしくは充電時間が調整可能であるか、又は、１つもしくは複数の高電力負荷によって引き出される電流が調整可能である。有利には、ＥＶ充電の回避もしくは制限、又は、ピーク需要時間中に１つもしくは複数の高電力負荷によって引き出される電流の制限によって、電気利用料金を低下させ、さらに、グリッドの不安定化のおそれを低減させることができる。
【００１５】
さらに、スマートＥＶＳＥは、１つもしくは複数の実施形態によれば、オートメーテッドホームエネルギシステムに置き換わるものであり、１つもしくは複数のスマートデバイスに対する直接のインタフェースとして動作可能な通信手段と、インタネット上のＥＶＳＥサーバにアクセスするように構成された通信ゲートウェイとを含む。当該通信手段により、オートメーテッドホームエネルギシステムを有さない既存の建物を簡単にレトロフィットできる。つまり、ＥＶＳＥは１つもしくは複数のスマートデバイスとの通信用のプラットフォームとなる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥは、デマンドレスポンスプログラム（例えばオートメーテッドデマンドレスポンスプログラム）に含まれる種々のスマートデバイス（例えばスマート機器、スマート照明装置、スマートヒーティング／換気／空調装置（以下スマートＨＶＡＣとする）、スマートウィンドウ及びスマートドア、スマートアウトレットなど）のうち幾つかもしくは全てに対する直接のインタフェースを形成する。このようにして、別個のホームオートメーションシステムの必要性が回避され、１つもしくは複数のスマートデバイスをスマートＥＶＳＥによって監視及び／又は制御できる。この実施形態では、スマートＥＶＳＥは、１つもしくは複数のスマートデバイスの動作条件及び／又は制御を考慮したインタネットアクセス及びユーザとの通信のためのゲートウェイとして機能する。
【００１７】
スマートＥＶＳＥと建物の１つもしくは複数のデバイスとの間での通信は、Ｚ‐ｗａｖｅ，ＺｉｇＢｅｅ，ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）技術（パワーラインもしくはＰＬＣとしても知られる），ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）ＧｒｅｅｎＰＨＹ（商標）などの通信プロトコルに基づいて行われる。幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥは１つもしくは複数のスマートデバイスとのインタフェースを形成して、そこから電力使用データを取得することができる。他の実施形態では、スマートＥＶＳＥは、給電システム及び１つもしくは複数のスマートデバイス並びにＥＶＳＥ自身を、グリッドの不安定化に起因する電圧低下もしくは電力サージから保護することができる。このことは、スマートＥＶＳＥからの制御信号によってスマートデバイスが引き出した電力を制御すること、及び／又は、ＥＶが引き出して利用可能な最大電流を通信することにより、実現される。
【００１８】
１つもしくは複数の実施形態では、スマートＥＶＳＥは、管理を行い、かつ、負荷センタに結合された他の負荷を保護し、かつ、出力管理又はデマンドレスポンス管理に統合可能な負荷制御を行う、共通のプラットフォームを提供する。幾つかの実施形態では、ＥＶの充電スケジュールはスマートＥＶＳＥ及びＥＶＳＥサーバによって実現される。負荷の優先度は、ユーザがスマートＥＶＳＥを介してＥＶＳＥサーバと通信することにより、設定される。デマンドレスポンスプログラムが実現される場合、ユーザは、デマンドレスポンス管理によって設定される目標を充足するために、又は、他の方式で負荷共有特性もしくはスケジュールを予め設定するために、最初に遮断されるべき電気的負荷の優先度を決定乃至プリセットできる。
【００１９】
１つもしくは複数の実施形態には、建物内のスマートＥＶＳＥがユーザ（例えば住宅用スペースもしくは商業用スペースのオーナー又は賃借人）及び付加的にＥＶＳＥサーバを介してパワーグリッドに結合されたエネルギ管理システムと通信する手段を有する。スマートＥＶＳＥとのユーザ通信は通信装置（例えばモバイルデバイスもしくは携帯電話機）においてアプリケーション（以下アプリとする）を使用することにより可能となり、これにより、インタネットをベースとしたアクセスが行われ、幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥの種々の機能が制御される。幾つかの実施形態では、通信はコンピュータ（以下ラップトップとする）を介して行われる。幾つかの実施形態では、ＥＶの充電スケジュールは、スマートＥＶＳＥとの通信を行うＥＶＳＥサーバを介したユーザとの通信によって実現される。１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥサーバは、パワーグリッドから電気使用データを受け取るユーティリティサーバのアクセスを受ける。ユーティリティサーバは、ＥＶＳＥに対し、建物の電力消費量を低減するように要求できる。したがって、ＥＶＳＥは、ＥＶＳＥサーバから、最大充電電流もしくは充電時間を低減する旨の制御信号、又は、他のスマートデバイスの電力使用量を制御する旨の他の制御信号を受け取る。同様に、充電データ及び／又は電力使用データは、ＥＶＳＥサーバからスマートＥＶＳＥへ通信されて、ユーザ及び／又はユーティリティサーバからアクセスされる。
【００２０】
このように、スマートＥＶＳＥは、さらに、建物のピーク需要電力の制限を開始及び実行する。これにより、消費者はエネルギコストを節約でき、及び／又は、パワーグリッドのランダムな点での需要が急上昇するおそれが低減される。特に、スマートＥＶＳＥは、建物の負荷センタに結合されている１つもしくは複数の分岐回路の電気的負荷として設けられている他の電気的デバイスへのグリッドの不安定化のインパクトを低減できる。幾つかの実施形態では、ユーティリティサービスプロバイダは電圧低下状態を検出し、ついで、ＥＶＳＥサーバに対して、電力需要を修正（制限）する命令を送信する。ここから、ＥＶＳＥサーバは、１つもしくは複数の電気的負荷の遮断もしくは変調によって他の電気的負荷及びスマートデバイスを保護するため及び／又はＥＶを充電するために用いられる１つもしくは複数の制御信号を、スマートＥＶＳＥへ送信する。
【００２１】
幾つかの実施形態では、ピーク電力の制限は、プリセットされている優先度もしくは負荷制御量もしくは充電スケジュールに基づいて行われる。このように、スマートＥＶＳＥの１つもしくは複数の実施形態では、スマートＥＶＳＥに組み込まれているか又はこれに統合されている通信ゲートウェイを介して建物のエネルギ管理を行う複数のスマートデバイスを統合した、共通のプラットフォームの必要性が取り扱われている。
【００２２】
スマートＥＶＳＥ及びこれを含む給電システム、ＥＶＳＥの動作方法、並びに、デマンドレスポンス管理の実現方法のさらなる実施形態について、図１−図４を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００２３】
図１には、スマートＥＶＳＥ１０２を含むＥＶ１０４用の給電システム１００の第１の実施形態が示されている。スマートＥＶＳＥ１０２は、ＥＶ１０４の電力蓄積装置（例えば１つもしくは複数のバッテリ；図１では点線で示されている）に結合されてこれを充電するように構成されている。ＥＶ１０４は、完全なＥＶであってもよいし、ハイブリッド自動車であってもよい。充電電力は、ＥＶ１０４の（図示されていない）コネクタへ電気的に結合されている（図示されていない）電気コネクタを含む充電ケーブル１０５を介して、ＥＶ１０４へ供給される。
【００２４】
スマートＥＶＳＥ１０２は、（図１では点線で示されている）建物１０７の負荷センタ１０６（例えばサーキットブレーカを含むパネルボックスなど）へ電気的に結合される。ただし、幾つかのケースでは、スマートＥＶＳＥ１０２は建物１０７の外にあってもよい。スマートＥＶＳＥ１０２は、いずれかの電力分岐回路の電気的負荷に結合され、負荷センタ１０６から電力を受け取る。負荷センタ１０６はパワーグリッド１０９に接続可能である。典型的な負荷センタ１０６は、例えば２４０Ｖ，２００Ａで提供される。しかし、スマートＥＶＳＥ１０２へ給電可能であれば、負荷センタのタイプ及び規模は異なるものであってもよい。また、１つもしくは複数の電気的負荷（負荷１−ｎ）を含む他の電力分岐回路を負荷センタ１０６に結合してもよい。負荷センタ１０６の規格及び規模に基づいて、適切な数の分岐回路を接続することができる。１つもしくは複数の分岐回路は１つもしくは複数のサブパネルに結合されているか又はこれを含む。
【００２５】
以下の説明から明らかになる通り、幾つかの実施形態では、１つもしくは複数の電気的負荷はスマートデバイス（例えばスマート機器、スマート照明装置、スマートヒーティング、スマートＨＶＡＣ、スマートウィンドウ、スマートドア、及び、スマートアウトレットなど）を含む。ここで用いている「スマートデバイス」なる語は、通信ネットワークを介して遠隔監視及び／又は遠隔制御が可能なあらゆる電気的デバイスを意味する。負荷センタ１０６の電力分岐回路は、負荷センタ１０６の適切なサーキットブレーカによって保護される。
【００２６】
より詳細に云えば、スマートＥＶＳＥ１０２は、スマートＥＶＳＥ１０２の各コンポーネントの種々の制御、測定、処理、通信などにとって充分な電力を供給するように構成された給電部１０８を含む。このことについては後述する。給電部１０８は、例えば２４０Ｖ，１００ｍＡの電源である。他の適切なタイプ及び規模の給電部１０８も利用可能である。スマートＥＶＳＥ１０２は、挿入接続された複数のマイクロプロセッサ及び電気回路及び電気部品を含むプリント回路板１１０（図では点線で示されている）を備える。
【００２７】
図示の実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２は、ＥＶ１０４へ送信されるべき、最大充電電流を表す制御信号（例えば充電信号）の処理のために動作する充電制御装置１１２を含み、この充電信号は通信インタフェース１１８から受信される。充電制御装置１１２は、ＥＶ１０４が充電ケーブル１０５を介して引き出すことのできる最大充電電流を通信する。充電制御装置１１２は所定の条件に応じてコンタクトスイッチ１１４を開閉する。所定の条件とは、一時休止要求もしくは充電遅延要求が受信された際、又は、ユーザ１２５もしくはユーティリティサーバからスケジューリング要求又は需要要求の制御信号が受信された際などである。コンタクトスイッチ１１４は、ＥＶ１０４に結合された充電ケーブル１０５、例えばＳＡＥＪ１７７２などに電気的に結合可能である。コンタクトスイッチ１１４は２極もしくは４極のタイプのスイッチであってよい。充電制御装置１１２は、ＥＶＳＥ１０２のステータス又はＥＶＳＥ１０２へのユーザ要求に基づいてコンタクトスイッチ１１４を制御する低電力マイクロコントローラを含む。通信インタフェース１１８を介した、ＥＶＳＥ１０２に関連する情報のユーザへの送信も、低電力マイクロコントローラが行う。
【００２８】
スマートＥＶＳＥ１０２は、内部のセンサ１１７Ａ及び／又は電圧タップ１１７Ｂなどからの充電情報を受信する測定装置１１６を含む。センサ１１７Ａは、充電電流を測定する単独のセンサ又はセンサコンビネーション装置であってよく、電圧タップ１１７Ｂは充電電圧を測定するデバイスであってよい。到来するＡ，Ｂフェーズの位相を測定できる。１つもしくは複数の実施形態では、センサ１１７Ａは例えば電流トランスであってよく、ＥＶ１０４によって引き出された電流の測定値を測定装置１１６へ供給する。１つもしくは複数の実施形態では、電圧の測定値は、給電部１０８からの逓降電圧測定値として、電圧タップ１１７Ｂから測定装置１１６へ供給される。その後、測定装置１１６は、例えば、充電電流もしくは充電電圧のうち少なくとも１つを計算する。
【００２９】
測定装置１１６は、例えば充電電流及び／又は充電電圧の測定値から、１つもしくは複数の付加的な利用パラメータ、例えば、充電電力使用量もしくは充電エネルギ使用量を計算するように動作する。測定装置１１６は、コンピュータもしくは他の電子装置の全てのコンポーネントを単独のチップに統合した集積回路としてのシステムオンチップＳｏＣであってよい。ディジタル回路、アナログ回路、混合信号回路、無線周波数機能部、メモリなどの全てが単独のチップ基板上に配置される。特に、測定装置１１６は、幾つかの実施形態では、８０５１マイクロコントローラであってよい。他の適切なマイクロコントローラも使用可能である。充電電流、充電電圧、充電電力使用量、充電エネルギ使用量及びこれらの組み合わせなどのうち少なくとも１つの充電データが測定装置１１６のメモリに蓄積され、これらの充電データのうち少なくとも１つのデータがスマートＥＶＳＥ１０２から周期的に通信される。通信は、例えば約３０秒の周期的間隔で行われるが、もちろん他の時間間隔も使用可能である。
【００３０】
スマートＥＶＳＥ１０２は、種々の他のＥＶＳＥコンポーネント間の内部通信を可能にするように構成された通信インタフェース１１８を含む。他のＥＶＳＥコンポーネントとは、例えば他のマイクロコントローラ（例えば充電制御装置１１２、測定装置１１６、通信ゲートウェイ１２０など）であってよい。例えば、通信インタフェース１１８は、測定装置１１６と通信ゲートウェイ１２０との間の通信を可能にする。ここでの通信は、充電電流、充電電圧、充電電力、充電エネルギもしくはこれらの組み合わせなどのうち少なくとも１つの充電データを測定装置１１６と通信ゲートウェイ１２０との間で送受信することを含む。通信パケットは、上述したように増分される周期で送信される。同様に、幾つかのケースでは、ＥＶ１０４によって引き出された最大充電電流が、制御信号として、通信ゲートウェイ１２０を介して充電制御装置１１２へ送信される。通信インタフェース１１８は、ＡＲＭ（登録商標）ＯＲＴＥＸ（登録商標）‐Ｍ３プロセッサなどの３２ｂｉｔプロセッサであってよい。他の適切なタイプのプロセッサも使用可能である。
【００３１】
通信インタフェース１１８は、１つもしくは複数のモジュラー式通信インタフェースＭＣＩ（例えばＡＮＳＩ／ＣＥＡ‐２０４５）を介して、スマートＥＶＳＥ１０２の他のデバイス（例えば充電制御装置１１２、測定装置１１６，通信ゲートウェイ１２０など）と通信することができる。他の通信プロトコルも使用可能である。通信インタフェース１１８と測定装置１１６との間の通信は、非同期のシリアル通信を処理するコンピュータコンポーネントである１つもしくは複数の汎用非同期送受信機ＵＡＲＴを用いたシリアル通信などによって行われる。通信インタフェース１１８と通信ゲートウェイ１２０との間の通信、及び、通信インタフェース１１８と充電制御装置１１２との間の通信は、シリアルペリフェラルインタフェースＳＰＩを介して行われる。ＳＰＩとは、短距離通信用の同期シリアル通信インタフェースの仕様である。他のコンポーネント間通信の仕様形式も使用可能である。
【００３２】
幾つかの実施形態では、通信インタフェース１１８は、付加的に、無線ネットワーク技術のサポートを受けるホストアーキテクチャ、例えばＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮＩＰｖ６、ＤＡＳＨ‐７、Ｚ‐Ｗａｖｅ、ＥｎＯｃｅａｎ、ＩＥＥＥ８０２．１５に基づくＩＰベースの規格などを含む。幾つかの実施形態では、通信インタフェース１１８は、住宅用通信設備との互換性を有する、テキサスインスツルメンツ社から入手可能なＣＣ２５３８ＳｏＣである。無線ネットワーク技術のサポートを受けるホストアーキテクチャを含むものであれば、他の適切なシステムオンチップアーキテクチャ、又は、イーサネットもしくはＰＬＣなどの他のＬＡＮ技術も使用可能である。
【００３３】
容易に理解されるように、通信インタフェース１１８は、スマートＥＶＳＥ１０２近傍の無線パーソナルエリアネットＷＰＡＮ上で動作する他のスマートデバイスとのデータ通信を可能にするための、スマートＥＶＳＥ１０２内の適切なアーキテクチャを提供する。こうしたスマートデバイスは、スマート機器、スマートＨＶＡＣ、スマート照明装置、スマートウィンドウ／ドア、及び、スマートアウトレットなどを含む。１つもしくは複数のスマートデバイスと通信インタフェース１１８との間の通信は、１つもしくは複数のスマートデバイスを考慮した受信ステータス情報などの一方向受信であってよい。ステータス情報は、スマートデバイスのオン状態、オフ状態、もしくは他の電気利用データ（幾つかの実施形態では、引き出された電流、電圧もしくは電力又はエネルギ使用量）などを表す通信パケットを含む。１つもしくは複数のスマートデバイスと通信インタフェース１１８との間の通信は、幾つかの実施形態では、一方向送信、つまり、１つもしくは複数のスマートデバイスを制御するための（例えばスマートデバイスをオンオフするか又は電力消費量などの設定を変更するための）これらへの通信パケットの送信のみであってよい。
【００３４】
通信ゲートウェイ１２０は、ＥＶＳＥサーバ１２２に対してスマートＥＶＳＥ１０２の通信のためのゲートウェイを、例えばインタネットなどを介して提供する。ＥＶＳＥサーバ１２２は、スマートＥＶＳＥ１０２のユーザ１２５が通信装置１２６を介してアクセスするクラウドサーバであってよい。ＥＶＳＥサーバ１２２は、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｃシャーププログラミングをベースとしている。ＥＶＳＥサーバ１２２は大規模なデータテーブルを含み、このテーブルは、充電データ、タイムスタンプを有する制御信号、優先度データ、スケジュール、アクセスキー、ユーザＩＤ、Ｅメール及びパスワードなどを含むスマートＥＶＳＥ１０２及びユーザ１２５についてのデータから成る。データテーブルは、負荷センタ１０６に結合されたスマートデバイス用の負荷データに関連する負荷情報を含む。通信ゲートウェイ１２０は、幾つかの実施形態では、無線ローカルエリアネットワークＷＬＡＮを介し、例えばモデムとしてのインタネット通信装置１２４を用いた無線通信を可能にする。インタネット通信装置１２４は、ＩＥＥＥ８０２．１１，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，Ｔｈｒｅａｄ，ＡｌｌＳｅｅｎＡｌｌｉａｎｃｅなどの規格に基づくＷｉＦｉを用いて、又は、他の適切な無線通信プロトコルを用いて通信を行う。幾つかの実施形態では、インタネット通信装置１２４は、無線通信プロトコルの動作を可能にする（図示されていない）ローカルルータ、例えば無線ルータに対するインタフェースを形成する。幾つかの実施形態では、無線ルータの機能及びモデムの能力は、ハイブリッド装置に統合される。インタネット通信装置１２４は、ケーブル（ケーブルモデム）もしくは光ファイバ（光ファイバモデム）などを介してインタネットアクセスを可能にするように構成された適切な通信装置であってよい。他のタイプのインタネットアクセスを設けることもできる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、ＥＶＳＥサーバ１２２に対する通信機能は、例えば携帯電話機、コンピュータ及び他のポータブル電子機器のインタネットへの無線アクセスを可能にする３Ｇもしくは４Ｇもしくは他のモバイル通信規格によってアクセスされるインタネットを介して行われる。このケースでは、インタネット通信装置１２４は、別個の装置としては構成されず、通信ゲートウェイ１２０に統合される。
【００３６】
スマートＥＶＳＥ１０２に統合されている通信ゲートウェイ１２０は、幾つかの実施形態では、ＷＬＡＮを介したインタネット通信装置１２４との双方向通信を可能にする。幾つかの実施形態では、８０２．１１ａ−ａｃによるＷｉＦｉプロトコルを使用可能である（８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ，８０２．１１ｎ，８０２．１１ａｂなどを含むが、これらに限定されない）。上述したように、通信ゲートウェイ１２０は、スマートＥＶＳＥ１０２に対して信号パケットが送受信されるよう、インタネット通信装置１２４を介してＥＶＳＥサーバ１２２と通信するために用いられる。データパケットはＥＶＳＥサーバ１２２へ送信され、制御パケットはＥＶＳＥサーバ１２２から受信される。
【００３７】
幾つかの実施形態では、通信ゲートウェイ１２０は、上述したように、充電データをＥＶＳＥサーバ１２２と通信するために用いられる。ＥＶＳＥサーバ１２２は、充電データを、パワーグリッド１０９に結合された他のスマートＥＶＳＥに対して送受信する。単独のＥＶＳＥサーバ１２２は、数百台もしくは数千台のスマートＥＶＳＥ、例えばスマートＥＶＳＥ１０２などと通信する。複数のＥＶＳＥサーバ１２２はパワーグリッド１０９の種々のエリアと通信するように設けられる。周期的に送信される充電データは、ＥＶＳＥサーバ１２２のメモリに記憶され、幾つかの実施形態では、通信装置１２６を介してユーザ１２５のアクセスを受ける。１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥサーバ１２２からの充電データはユーティリティサーバ１２８のアクセスを受け、パワーグリッド１０９の相応のエリアで引き出された負荷量及びどのタイプのデバイスが引き出しを行ったかという認識を得るためにコンパイルされる。
【００３８】
通信装置１２６は、例えば３Ｇ，４Ｇなどのモバイル通信規格を用いてＥＶＳＥサーバ１２２にアクセスできる携帯電話機、タブレット、ファブレットその他などのモバイル機器であってよい。ユーザ１２５は、通信装置１２６へダウンロードされるアプリケーション（以下アプリとする）を動作させる。アプリはＡｐａｃｈｅＣｏｒｄｏｖａ（登録商標）もしくはアップル社のＯＳＸ及びｉＯＳ用のＯｂｊｅｃｔｉｖｅ‐Ｃなどのオブジェクト指向言語のフレームワークを用いたＪａｖａＳｃｒｉｐｔで記されている。アプリを用いて、ユーザ１２５は充電データにアクセスする。充電電圧、ＥＶ１０４によって引き出される充電電流、ＥＶ１０４の充電実行時にスマートＥＶＳＥ１０２によって消費される充電電力、及び／又は、スマートＥＶＳＥ１０２によって消費される充電エネルギのうち少なくとも１つを含む。電気的なレート情報も、アプリを用いてアクセス可能である。さらに、幾つかの実施形態では、ユーザ１２５は、ＥＶＳＥサーバ１２２を介してスマートＥＶＳＥ１０２へ送信された制御信号によって、スマートＥＶＳＥ１０２を動作させる。こうして、ユーザ１２５は、ＥＶ１０４の充電に関する開始もしくは休止もしくは遅延（例えば２時間、４時間、６時間など）を行うことができる。当該ユーザ１２５は、スマートＥＶＳＥ１０２に対する充電スケジュールを形成し、アプリを介してデマンドレスポンス要求（イベント）を受信し、さらに、ＥＶ１０４が引き出すことのできない最大電流をスマートＥＶＳＥ１０２に指示する制御信号を送信する。最大電流はＥＶ１０４のインバータへ送信される。幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２のＩＰアドレスは、スマートＥＶＳＥ１０２の設定を変更するために、直接にコンピュータ１２９によってアクセスされる。コンピュータ１２９は、インタネット通信装置１２４と無線通信するか、又は、有線接続によって通信する。
【００３９】
１つもしくは複数の実施形態では、通信ゲートウェイ１２０は、ＥＶＳＥサーバ１２２から所定のデータ（例えば信号パケット）を受信するように構成されて動作する。例えば、１つもしくは複数の実施形態では、ＥＶＳＥサーバ１２２から受信されるデータは、負荷制御、充電スケジュール、充電の優先度のうち少なくとも１つに関連する。
【００４０】
例えば、負荷制御に関連する情報は、スマートＥＶＳＥ１０２によって消費されるエネルギを遮断もしくは低減せよとの１つもしくは複数の信号（例えばハイ、ローもしくはオフ）を受信することを含む。別の実施形態では、図２，図３に関連する説明からも理解されるように、エネルギ需要プログラムに基づく１つもしくは複数の電気的負荷が、遮断されるか又は制限されるか又は変更される（例えばハイ、ロー、オフ又は他のパーセンテージなど）。エネルギデマンドプログラムは、ＥＶＳＥサーバ１２２に対して形成される要求によって実現されるか、又は、スマートＥＶＳＥ１０２との直接の通信によって実現される。スマートＥＶＳＥ１０２との直接の通信は、ユーティリティサーバ１２８でのオープンＡＤＲ（オープンオートメーテッドデマンドレスポンス）の通信プロトコルによって行われる。したがって、遮断又は制限もしくは変更のためのデマンド要求（例えば、ハイ、ロー、オフ又は他のパーセンテージなど）は、幾つかの実施形態において、スマートＥＶＳＥ１０２に対して直接に行われる。
【００４１】
プリセットされているユーザ優先度は、どれだけの負荷が優先度に割り当てられたかに基づいて、所望の負荷を制限もしくは遮断又は変調するために用いられる（例えばハイ、ロー、オフ又は他のパーセンテージ）。負荷制御の最終目標は、過剰な利用率及び／又はグリッド不安定化の問題を回避するために、スマートＥＶＳＥ１０２もしくは建物１０７に対してプリセットされたピーク需要電力を超過しないということである。負荷制御はユーザ優先度を実行する際に行われる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、ユーザ１２５は、どの時点で、どれだけの時間にわたって、また、どの程度の最大充電量（例えば完全充電状態もしくは増幅分のパーセンテージ）でスマートＥＶＳＥ１０２を介してＥＶ１０４に充電できるかを考慮して、充電スケジュールを設定する。充電スケジュールは、アプリ及び通信装置１２６を用いて設定されるか、又は、コンピュータ１２９及びインタネット通信装置１２４を含むホームエリアネットワークを介したＥＶＳＥ１０２との直接の通信によって、行われる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、ユーザ１２５は、自身のプリファランスに基づいて、他から（例えば他の優先度を引き継いで）特定の電気的負荷の給電を可能とするために、優先度を設定する。他の実施形態では、ユーティリティサーバ１２８から受信される需要要求は、プリセットされたユーザ優先度に基づいて実行される。
【００４４】
例えば、ユーザ１２５が夜間でなく日中（つまり、ピーク需要時間中に）ＥＶ１０４に充電したい場合、ユーザ１２５は、スマートデバイス（例えばスマートＨＶＡＣ）に優先度２を割り当ててこのスマートデバイスを遮断し、ＥＶ１０４に優先度１を割り当ててＥＶ１０４を充電する。給電システム内のスマートデバイスに対して他の優先度も設定できる。例えば、幾つかの実施形態では、ＥＶＳＥ１０２が優先度１に設定され、スマートＨＶＡＣが優先度２、すなわち、それぞれの種々の動作レベルに設定される。例えば、選択１では、スマートＥＶＳＥ１０２が最大充電レベルの所定パーセンテージ（例えば８０％の量）で充電され、スマートＨＶＡＣを低い能力で動作させることができる。選択２では、スマートＥＶＳＥ１０２が所定期間の所定パーセンテージ（例えば８０％の時間）で充電され、スマートＨＶＡＣを僅かな時間だけ（例えば残りの２０％の時間だけ）動作させることができる。さらに、スマートＨＶＡＣが優先度１として設定され、スマートＥＶＳＥ１０２が優先度２として設定される場合には、スマートＥＶＳＥ１０２の充電レベルが低減されるか、又は、スマートＨＶＡＣが動作していないときにのみスマートＥＶＳＥ１０２によるＥＶ１０４の充電が可能となる。他の実施形態として、各負荷によるエネルギ消費のパーセンテージ分配を設定可能である。他の実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２は、設定された優先度に基づいて全負荷を平衡化するために、「自動優先モード」にある負荷に優先度を割り当てることができる。当該優先度はユーザプリファランスに基づいて設定可能である。
【００４５】
幾つかの実施形態では、全負荷を平衡化しさらに固定のピーク需要を維持するために、負荷特性すなわち各負荷によるエネルギ消費のパーセンテージ分配に基づいて、スマートＥＶＳＥ１０２により「自動優先モード」にある負荷に優先度を割り当てることができる。例として、ＥＶ１０４をピーク需要時間中に充電しなければならない場合、スマートＥＶＳＥ１０２に高い優先度を割り当てることにより、ＨＶＡＣシステムなどの他の高電力負荷は遮断もしくは低減される。以下に、優先度の使用のシナリオの幾つかの例を説明する。スマートＥＶＳＥ１０２が優先度１に設定され、ＨＶＡＣシステムが優先度２に設定される場合、選択１は、スマートＥＶＳＥ１０２を最大充電レベルの８０％で充電し、ＨＶＡＣシステムを最小能力で動作させるというオプションであり、選択２は、スマートＥＶＳＥ１０２を３時間のうち８０％の時間で充電し、ＨＶＡＣシステムを２０％の時間で動作させるというオプションである。ＨＶＡＣシステムが優先度１に設定され、スマートＥＶＳＥ１０２が優先度２へ設定される場合、ＨＶＡＣシステムが動作しているときには、スマートＥＶＳＥ１０２は遮断されるか又はその充電レベルが低減される。
【００４６】
図２には、スマートＥＶＳＥ１０２を含む給電システム２００の実施形態が示されている。当該給電システム２００は、上述した各要素、及び、１つもしくは複数のスマートデバイスとの通信機能を含む。この実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２は、負荷センタ１０６に対する電気的負荷として結合されたスマートデバイスと直接に通信する。例えば、幾つかのスマートデバイス、例えばスマート機器２３０、スマート照明装置２３２、スマートＨＶＡＣ２３４などが負荷センタ１０６に結合される。他のタイプもしくは他の個数のスマートデバイスも給電システム２００内に設けることができ、スマートＥＶＳＥ１０２と直接に通信させることができる。このように、スマートＥＶＳＥ１０２は、１つもしくは複数のスマートデバイス、例えばスマート機器２３０、スマート照明装置２３２、スマートＨＶＡＣ２３４などの監視及び／又は制御を可能にするコンジットとして機能しうる。
【００４７】
通信ゲートウェイ１２０は１つもしくは複数のスマートデバイス２３２，２３４，２３６と通信可能である。通信は、ＥＶＳＥサーバ１２２からの制御命令、又は、１つもしくは複数のスマートデバイス２３２，２３４，２３６からＥＶＳＥサーバ１２２への送信利用情報もしくはステータス情報を含む。通信は、幾つかの実施形態では、通信インタフェース１１８を介して行われる。適切な無線プロトコル、例えばＺ‐ｗａｖｅ，ＺｉｇＢｅｅ，ＥｎＯｃｅａｎ，ＤＡＳＨ‐７，６ＬｏＷＰＡＮＩＰｖ６もしくは他のＷＰＡＮで動作する規格を利用できる。また、付加的には、通信インタフェース１１８は、ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）技術（パワーラインもしくはＰＬＣとしても知られる），ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）ＧｒｅｅｎＰＨＹ（商標）などの通信プロコトルを利用できる。
【００４８】
スマートＥＶＳＥ１０２が１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４に対するインタフェースを形成し、これらから電力使用データを取得する実施形態では、当該電力使用データは、電流、電圧、電圧及び／又はエネルギを含む。ステータス情報は、通信インタフェース１１８へ供給され、通信ゲートウェイ１２０及びインタネット通信装置１２４を介してＥＶＳＥサーバ１２２へ送信される。ステータス情報は、スマートデバイスのオン、オフもしくは特定の変調状態（例えば、ハイ、ロー、１−１０％、０−１００％など）にあることを表す信号パケットを含む。幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２はスマートデバイスのステータス設定の調整量を通信するための信号パケットを送信する（例えば、エネルギモード、オンオフ周期の周波数設定など）。
【００４９】
例えば、スマート機器２３０は、複数の動作エネルギモード（例えばハイ、ロー、オフその他）を有し、スマートＥＶＳＥ１０２はエネルギモードを通信もしくは調整する信号パケットを送受信する。同様に、スマート照明装置２３２は調光機能を有し、スマートＥＶＳＥ１０２は調光レベルを調整する信号パケットを送受信し、スマート照明装置２３２のオンオフを切り換える。スマートＨＶＡＣ２３４は、オンオフ周波数を調整する機能（例えば時間の０％から１００％まで）又はエネルギモードを調整する機能（例えばハイ、ロー）を有する。
【００５０】
各ケースでは、通信ゲートウェイ１２０がインタネット通信装置１２４を介してＥＶＳＥサーバ１２２へ接続され、ユーザ１２５がアプリを用いて形成した信号パケット（例えばオンもしくはオフもしくは変調要求など）を送受信する。こうして、この実施形態では、ＥＶ１０４の充電の制御、及び、スマートＥＶＳＥ１０２と負荷センタ１０６を共有するスマートデバイス、例えばスマートデバイス２３０，２３２，２３４などのエネルギ管理を可能にするシステムアーキテクチャが提供される。
【００５１】
スマートＥＶＳＥ１０２は、ユーティリティサーバ１２８と通信可能である。通信はユーティリティサーバ１２８とインタネット通信装置１２４との間でオープンＡＤＲを用いて直接に行われるか、又は、より頻繁に、ＥＶＳＥサーバ１２２とユーティリティサーバ１２８との間で行われる。幾つかの実施形態では、ユーティリティサーバ１２８はパワーグリッド１０９上の望ましくない電力条件（例えば電圧低下）を検出し、デマンドレスポンス要求をＥＶＳＥサーバ１２２へ送信する。ＥＶＳＥサーバ１２２は、スマートＥＶＳＥ１０２及び負荷センタ１０６に結合された各スマートデバイス２３０，２３２，２３４に許容される全需要量を調整するための制御信号をスマートＥＶＳＥ１０２へ送信する。当該制御信号は、ユーティリティサーバ１２８からのデマンドレスポンス要求を満たすために、所定の負荷の遮断及び／又は所定の負荷の変調を含む。デマンドレスポンス要求に対する応答は、ユーザ１２５によって設定されたプリセット優先度を実現するための応答である。
【００５２】
ＥＶＳＥサーバ１２２は、スマートＥＶＳＥ１０２と通信する機能を備えた各スマートデバイスに対するステータス情報（オン、オフ及び／又は変調ステータス）のデータベースを維持する。ＥＶＳＥサーバ１２２は、スマートＥＶＳＥ１０２からの充電データ、及び／又は、１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４などの電力利用データを受信して記憶する。このデータは、ユーザ１２５が、通信装置１２６で動作するアプリを用いて、インタネットを介してＥＶＳＥサーバ１２２から、又は、選択的にコンピュータ１２９から、アクセス可能である。
【００５３】
図３には、ＥＶ１０４を充電するために構成されたスマートＥＶＳＥ１０２を含む別の給電システム３００の実施形態が示されている。給電システム３００は、図２に関連して説明した給電システム２００と同様のシステムであるが、スマートＥＶＳＥ１０２が負荷センタ１０６の１つもしくは複数の測定装置Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，ＭＭなどに対するインタフェースを有する点のみ異なっている。スマートＥＶＳＥ１０２は、１つもしくは複数の測定装置（例えば測定装置Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を介して、負荷センタ１０６に結合された１つもしくは複数の分岐回路の電気的負荷データを受信する。スマートＥＶＳＥ１０２は、測定のために、負荷センタ１０６のマスタ測定装置ＭＭに対するインタフェースを有し、引き出された全負荷、又は、負荷センタ１０６に接続された種々の分岐回路の他の電気パラメータを取得する。１つもしくは複数の分岐回路は、１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４に結合可能である。スマートＥＶＳＥ１０２は、適切な手段によって、負荷センタ１０６の１つもしくは複数の測定装置ＭＭ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に対するインタフェースを形成する。例えば、上述したＷＰＡＮ通信プロトコルに基づく送信ユニット２４４は、測定装置ＭＭ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３からの測定負荷データを通信インタフェース１１８へ送信するために用いられる。付加的に、測定負荷データは、ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）技術（パワーラインもしくはＰＬＣとしても知られる），ＨＯＭＥＰＬＵＧ（登録商標）ＧｒｅｅｎＰＨＹ（商標）などの通信プロトコルに基づいて行われる。
【００５４】
受信した測定負荷データを用いて、スマートＥＶＳＥ１０２は、１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４のエネルギ管理を実行する。分岐回路及びスマートデバイス２３０，２３２，２３４及び測定装置の個数は図示の例より多くても少なくてもよい。
【００５５】
したがって、スマートＥＶＳＥ１０２を介して、測定装置ＭＭ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３から受信された測定負荷データとデマンドレスポンスプログラムの制御信号とに応じて、又は、プリセット優先度に応じて、給電システム３００によるエネルギ監視及び／又はエネルギ管理が行われる。
【００５６】
例えば、幾つかの実施形態では、１つもしくは複数の測定装置ＭＭ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３からの測定負荷データが単純にＥＶＳＥサーバ１２２へ送信される。このようにして、利用データは、通信装置１２６上のアプリを用いてユーザ１２５の観察に供されるか、又は、ユーティリティサーバ１２８によるアクセスが可能となる。
【００５７】
別の実施形態では、負荷センタ１０６に結合された１つもしくは複数の電気的負荷が、スマートＥＶＳＥ１０２によって充電される部分も含め、短い時間だけオフへ切り換えられる（以下「負荷ローリング」とする）。別の実施形態では、負荷の共有又は異なるパワーモードでのスマートデバイスの動作又は上述した優先度の実行などによって、ピーク需要電力の制限が実行される（例えば、ピーク時間中の電力消費が制限される）。
【００５８】
１つもしくは複数の実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２は、複数の測定装置ＭＭ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３などの幾つかもしくは全てに対する電気的負荷データを受信することにより、機能の監視及び報告を行い、電気的負荷データをＥＶＳＥサーバ１２２へ送信するように構成される。通信は通信ゲートウェイ１２０を介して行われる。よって、電気的負荷データにはユーザ１２５がアプリを用いてアクセス可能である。この場合、ユーザ１２５はＥＶＳＥサーバ１２２を介して制御信号をスマートＥＶＳＥ１０２へ送信し、このスマートＥＶＳＥ１０２がこの制御信号を１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４へリレーして、ユーザ１２５のプリファランスにしたがってエネルギ管理を実行する。
【００５９】
幾つかの実施形態では、スマートＥＶＳＥ１０２はそれ自体で、例えばマスタ測定装置ＭＭから受信した電気データを処理することにより、又は、センサ１１７Ａ及び／又は給電部１０８の電圧タップ１１７Ｂから受信したデータを用いて、電力の安定性に関する問題を検出する。例えば、電圧降下（サグ）が所定のレベルを下回る、又は、測定電圧が所望の範囲を外れる、又は、測定電流が所定のレベルを超過するもしくは所望の範囲を外れる、又は、周波数がプリセット限界値を外れる、又は、これらの組み合わせが生じた場合に、電圧低下又は電力サージが検出される。これに応じて、スマートＥＶＳＥ１０２は、通信ゲートウェイ１２０を介してユーザ１２５に警告コマンドを送信し、及び／又は、自動的にオフへ切り換わる、又は、１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４及び／又はスマートＥＶＳＥ１０２によって引き出される負荷を変調する。これにより、スマートＥＶＳＥ１０２及び種々のスマートデバイス２３０，２３２，２３４及び／又は接続されている他の負荷が電力の不安定化から保護される。したがって、スマートＥＶＳＥ１０２が保護されるだけでなく、ローカルグリッドの不安定化の問題も解決される。幾つかのケースでは、スマートＥＶＳＥ１０２はローカルグリッドでの電力喪失時にも通信可能なバックアップバッテリを有する。
【００６０】
ＥＶＳＥの動作方法が図４に示されており、図に即して説明する。方法４００は、ステップ４０２で、通信インタフェース１１８などを含むＥＶＳＥ、例えばスマートＥＶＳＥ１０２などを準備し、ステップ４０４で、ＥＶＳＥに電力を供給している負荷センタ１０６などの線路電圧、線路電流、線路相、線路周波数のうち少なくとも１つを測定する。線路電圧、線路電流、線路相及び／又は線路周波数の測定は、マスタ測定装置ＭＭもしくはサーバ１１７もしくは電圧タップ１１７Ｂから受信される測定データに基づいて行われる。
【００６１】
方法４００は、ステップ４０６で、線路電圧、線路電流、線路相、線路周波数のうち少なくとも１つに基づいて電圧低下状態又は電力サージ状態を求め、ステップ４０８で、ＥＶＳＥに対して、負荷センタに結合された１つもしくは複数のスマートデバイス２３０，２３２，２３４などの遮断を指示する。付加的に、通信インタフェース１１８は、ＥＶ１０４へ送信される充電量の最大レベルを低下させることにより、充電制御装置１１２に対し、スマートＥＶＳＥ１０２の充電を停止もしくは制限するよう指示できる。
【００６２】
別の方法として、スマートＥＶＳＥ１０２が、ユーティリティサーバ１２８からのデマンド要求に応じて、スマートＥＶＳＥ１０２及び／又は負荷センタ１０６に結合されている他のスマートデバイスへの電力を遮断もしくは他の手法で制限することにより、デマンドパワープログラムを実行することもできる。
【００６３】
さらに別の方法として、スマートＥＶＳＥ１０２を、制御信号を送信することに用い、又は、負荷センタ１０６に結合された１つもしくは複数のスマートデバイスからのデータもしくはステータス情報を受信して、ＥＶＳＥサーバ１２２と通信することに用いてもよい。つまり、この観点からは、スマートＥＶＳＥはホームオートメーションシステムを置換する装置となる。
【００６４】
なお、当業者には、本発明の実施形態を広汎な分野に適用できることが容易に理解されるはずである。本発明には上述したほかにも多くの実施形態もしくは適用形態があり、種々のバリエーション、修正形態及び等価のシステムなどが、上述した説明から充分に示唆される。このように、本発明を特定の実施形態に関連して詳細に説明したが、これらの実施形態は本発明を完全に開示するための例示にすぎないと理解されたい。明細書の開示内容は、本発明を特定の装置、システム又は方法に限定する意図のものでなく、本発明の観点を逸脱しない全ての修正形態、等価形態及び代替形態を含む。
【図１】
2018011507.tif 000003
【図２】
2018011507.tif 000004
【図３】
2018011507.tif 000005
【図４】
2018011507.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月19日(2017.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車（以下ＥＶとする）用給電システムであって、
ユーザがアクセス可能なように構成されたＥＶ用給電設備サーバ（以下ＥＶＳＥサーバとする）と、
インタネット接続を介して前記ＥＶＳＥサーバと通信するように構成されたインタネットアクセス装置と、
パワーグリッドに接続され、かつ、１つもしくは複数のスマートデバイスを含む１つもしくは複数の負荷に接続されて当該負荷に電力を供給する、建物の負荷センタと、
ＥＶ用給電設備（以下ＥＶＳＥとする）と
を含み、
前記ＥＶＳＥは、
前記ＥＶによって引き出される最大充電電流を供給するように構成された充電制御装置と、
充電電圧、前記ＥＶによって引き出される充電電流、及び、前記ＥＶの充電によって消費される充電電力のうち少なくとも１つを含む充電データを通信するように構成された測定装置と、
充電データを受信するように構成された通信インタフェースと、
前記ＥＶＳＥ内の通信ゲートウェイと
を含み、
前記通信ゲートウェイは、前記インタネットアクセス装置を介して前記ＥＶＳＥサーバに前記充電データを含む情報を送信し、前記ＥＶＳＥサーバから１つもしくは複数の充電制御信号を受信するように構成されており、
前記通信ゲートウェイは前記建物の負荷センタの１つもしくは複数の測定装置とインタフェースを形成するように構成され、かつ、前記１つもしくは複数の測定装置は前記１つもしくは複数のスマートデバイスを含む１つもしくは複数の分岐回路に関する電気的負荷データを測定する、
ことを特徴とするＥＶ用給電システム。
【請求項２】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの充電スケジュールとして受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項３】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの、デマンドレスポンスプログラムの形態で実現される充電優先度として受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項４】
前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数の充電制御信号を、前記ＥＶＳＥサーバからの負荷制御信号として受信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項５】
前記通信ゲートウェイは、負荷センタの１つもしくは複数の測定装置に対するインタフェースとして構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項６】
前記通信ゲートウェイは、前記負荷センタに結合されている電気的分岐のうち、前記ＥＶＳＥを含む電気的分岐を除く１つもしくは複数の電気的分岐での電気的負荷について前記ＥＶＳＥサーバへ電気的負荷データを供給するように構成されている、
請求項５記載のＥＶ用給電システム。
【請求項７】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバに対し、前記負荷センタに結合されている１つもしくは複数の電気的分岐の電気使用量を通信するように構成されている、
請求項６記載のＥＶ用給電システム。
【請求項８】
前記通信ゲートウェイは、
・ユーザ要求、
・負荷制御信号、
・ユーティリティサーバからのデマンドレスポンスデータ、又は、
・ピーク需要の制限方法
に基づいて、前記負荷センタに結合されている分岐回路の前記１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項９】
前記ＥＶＳＥの前記通信ゲートウェイは、前記１つもしくは複数のスマートデバイスと通信するように構成されている、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１０】
前記１つもしくは複数のスマートデバイスは、スマート機器、スマート照明装置、スマートＨＶＡＣ、スマートウィンドウ、スマートドア、及び、スマートアウトレットのうち少なくとも１つを含む、
請求項９記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項記載のＥＶ用給電システムであって、
前記ＥＶＳＥは、
前記ＥＶによって引き出される最大電流を通信するように構成された充電制御装置と、
前記ＥＶの充電データを形成するように構成された測定装置と、
前記ＥＶＳＥに統合されており、前記ＥＶ用給電設備サーバと通信するように、さらに、１つもしくは複数のスマートデバイスに対するインタフェースを形成するように構成された通信ゲートウェイと
を備えており、
前記充電データは、充電電圧、前記ＥＶによって引き出される充電電流、及び、前記ＥＶを充電することによって消費される充電電力のうち少なくとも１つである、
ことを特徴とするＥＶ用給電システム。
【請求項１２】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバからの１つもしくは複数の充電制御信号を受信するように構成されている、
請求項１１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１３】
前記通信ゲートウェイは、前記ＥＶＳＥサーバからの制御信号を受信して前記１つもしくは複数のスマートデバイスと通信させるように構成されている、
請求項１１記載のＥＶ用給電システム。
【請求項１４】
前記負荷センタの前記１つもしくは複数の測定装置に対する前記インタフェースは、パワーライン通信部を含む、
請求項１記載のＥＶ用給電システム。
【外国語明細書】
2018011507.tif 000007
2018011507.tif 000008
2018011507.tif 000009
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