(57)【要約】  本発明は、電動車両のための充電システムに係り、この充電システムは、少なくとも一つの電動車両との間での電力交換のためのインタフェースを備えた少なくとも一つの充電ポストと、送電網などのような電源から、車両を充電するための適正な形式に、電力を変換するための少なくとも一つの電力変換器と、を有していて、ここで、この電力変換器は、別個の部屋および／または別個の建物などのような、充電ポストから離れた場所に置かれている。【選択図】図２
2013529052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両のための充電システムであって：
−  少なくとも一つの電動車両との間での電力交換のためのインタフェースをそれぞれ備えた複数の充電ポストと；
−  送電網などのような電源から、車両を充電するための適正な形式に、電力を変換するための複数の電力変換器と；
−  少なくとも一つの電力変換器を少なくとも一つの充電ポストに接続するための、切り替え可能な接続マトリクスと；
−  少なくとも一つの電力変換器をコントロールするための、および／または、接続マトリクスのスイッチング動作及び電力変換器をコントロールするための、少なくとも一つのコントローラと；
−  少なくとも一つの電動車両との間で、パラメータを交換するための通信手段と；
を有する充電システム。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の充電システム、
前記少なくとも一つの電力変換器及び接続マトリクスは、別個の部屋および／または別個の建物などのような、前記充電ポストから離れた場所に置かれている。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１に記載の充電システム、
前記離れた場所は、少なくとも二つのＤＣ出力をその上に備えた、少なくとも一つの電力変換器を有している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の充電システム、
前記離れた場所は、変圧器建屋、または、その一部を形成している。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の充電システム、
前記離れた場所は更に、電池システム、キャパシタ・システムまたはフライホイールなどのような、エネルギー貯蔵システムを含んでいる。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項４に記載の充電システム、
前記変換器及び変圧器は、前記離れた場所にある別個の部屋の中に配置されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載の充電システム、
前記電力変換器は、物理的に、充電ポストの下側に配置されている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１に記載の充電システム、
前記コントローラは、前記接続マトリクスの動作をコントロールするための、前記接続マトリクスの中の内部のコントローラである。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項１及び８に記載の充電システム、
前記接続マトリクスは、インターネットに接続されたシステムからの入力またはコンピュータで実現される方法に基づいてコントロールされることが可能である。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項７から９の何れか１項に記載の充電システム、
前記接続マトリクスは、決定基準に基づいてコントロール可能である。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項８から１０の何れか１項に記載の充電システム、
前記コントローラは、インターネットを介して前記変換器に結合され、および／または、離れた場所に置かれている。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項８から１１の何れか１項に記載の充電システム、
前記少なくとも一つの電力変換器は、少なくとも一つの接続マネージャを有していて、この接続マネージャは、少なくとも一つのポートへのエネルギー供給の安全な設定をコントロールするためように構成されている。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の充電システム、
各ポートは、接続マネージャを有している。
【請求項１４】
下記特徴を有する請求項１から１３の何れか１項に記載の充電システム、
前記形態の全体には、充電ポストと離れた場所との間のケーブルの長さに起因する影響（例えば電圧降下など）を補正するためのシステムが設けられている。
【請求項１５】
請求項１に記載されたスイッチング・マトリクスを動作させるための方法であって、
ａ）  少なくとも一つのパラメータに基づいて、各ポートに優先順位を割り当て、
ｂ）  各ポートに対して要求される電力を決定し、
ｃ）  優先順位及び要求された電力に基づいて、これらポートの間で電力モジュールを分配し、
ｄ）  ａ〜ｃの工程を繰り返すこと、
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両のための充電システムに係る。特に、本発明は、内燃機関を備えた車両のための通常の給油所の場合のように、複数の車両が充電されることが可能である設備に係る。
【背景技術】
【０００２】
電動車両の人気の増大に伴い、充電ステーションに対する要求が増大し、利用可能な各充電ポストにより要求される全体の電力が増大し、そして、複数のポートの場合に、それらのトータルの電力消費量が増大している。
【０００３】
大きな電力消費量のために、大きな電力容量を備えた電力変換器が必要になり、その結果として、それらのコンポーネントの過熱のような、ダメージを防止するためのより大きな冷却設備が必要になる。各エネルギー交換ポートに対して（強制）冷却設備が設けられることによって、充電システム（または、充電ステーション）が騒音の大きい環境になり、エネルギー効率を低下させる。それ故に、本発明の目的は、この目的のために、複数のポートを備えた好ましい充電システムを提供することにある。
【０００４】
複数の充電ポートを備えた充電ステーションは、従来技術から知られている。それを実現する一つのやり方は、ＡＣ／ＤＣ変換器を使用することであり、それに続いて、充電ポートが接続されたＤＣバスを使用することである。このやり方の欠点は、複数の車両を同時に充電することが可能でないと言うことであり、その理由は、通常、各車両は、異なる入口電圧を有しているからである。電動車両を同時に充電することを可能にするため、ＤＣ／ＤＣ変換器が各充電ポストの手前に置かれ、それが、複数ポートを備えた充電ステーションのコストを増大させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】オランダ国特許出願公開第ＮＬ−２００４−２７９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
そこで、電動車両のための充電システムが提案され、この充電システムは、少なくとも一つの電動車両との間での電力交換のためのインタフェースをそれぞれ備えた、複数の充電ポストと；送電網などのような電源から、車両を充電するための適正な形式に、電力を変換するための、複数の電力変換器と；少なくとも一つの電力変換器を少なくとも一つの充電ポストに接続するための、切り替え可能な（複数ポートの）接続マトリクスと；電力変換器の内の少なくとも一つをコントロールするための、および／または、接続マトリクスのスイッチング動作及び電力変換器をコントロールするための、少なくとも一つのコントローラと；少なくとも一つの電動車両との間でパラメータを交換するための、通信手段と；を有している。
【０００７】
本発明に基づくシステムは、複数の優位性をもたらす。先ず第一に、複数のポート（少なくとも一つ、しかし好ましくは幾つかのポート）のシステムの優位性は、それが、より少ないハードウエアで改善された機能をもたらし、そして、追加の接続を用いてアップグレードすることが、より容易であり且つより安価であると言うことである。
【０００８】
好ましい実施形態において、電力変換器及び接続マトリクスは、別個の部屋および／または別個の建物などのような、充電ポストから離れた場所に置かれる。
【０００９】
離れた場所に電力変換器を有することの優位性は、より多くの電力を備えるようにアップグレードすることがより容易であり（ディギングが必要とされない）、エネルギー交換ポートが、より容易にユーザーの状況に適合され、そして、もし、それが空調された部屋の中に置かれる場合には、電力変換器に対する技術的な要求（特にサイズに関して）が、より少ないと言うことである。充電のロケイションもまた、充電能力の拡大の間に妨げられることがない。
【００１０】
各充電ポストを多くの複数の変換器に同時に結合するために、切り替え可能な接続マトリクスは、せいぜい一つのポートが一つの変換器に接続されるように具体化される。これが意味するところは、マトリクスが、各充電ポストを一つまたはそれ以上の電力変換器に同時に接続すること、または、何れにも接続しないことを可能にすると言うことである。変換器は、同時に、せいぜい一つの充電ポートに接続されることが可能である。
【００１１】
本発明の優位性は、電力変換器、マトリクス及び充電ポートが、互いに対して独立に拡張されることが可能であると言うことであり、充電ステーションが拡張されるとき、充電ポート及び電力モジュールの数は、同一である必要が無い。充電ステーションは、ロケイションに組み込まれても良く、そして、それがどの位の頻度で使用されかに依存して、拡張されることもまたは縮小されることさえも可能である。一つのシナリオとして、以下のようなことが考えられる：即ち、その充電ステーションは、非常に頻繁に使用されることはなく、そして、それが他のステーションから離れた場所にあるために、到着する車両は低い充電状態を有していることになる。この場合、一つの充電ポート及び高い電力容量を備えた充電ステーションが必要になる。時の経過に伴い、新しい町が近くに形成され、それが、中程度の充電状態で充電ポストを訪れる、より多くの電動車両をもたらすことになる。その場合には、充電ステーションを改造して、より多くの充電ポストを備え且つ同一のまたはより小さい電力容量を備えた形態に変えることが、賢いことであろう。
【００１２】
本発明は、オランダ国特許出願ＮＬ−２００４−２７９の中に記載された設備の中で使用され、この設備は、本発明が充電期間を分割することを可能にすることになる。
【００１３】
この分割された充電期間に基づいて、サーバーは、電力容量または充電ポストの数を変えることを決定することが可能である。本発明の他の優位性は、充電ポストが共通のアースを有していないと言うことであり、それが意味するところは、一台より多い電動車両が充電器に接続されたとき、それらが電気的に隔離されることになると言うことであって、それは、電動自動車の製造者により望まれていることである。車両の間の電気的な隔離を望むための他の理由は；同一の回路の中に一台より多い隔離モニターを有することは、隔離モニターの感受性を減少させることになると言うことである。
【００１４】
ユーザーがその車両を充電するエネルギー交換ポートで、騒音、視覚的な障害、または、（暖かい）空気による不都合がより少ない。
【００１５】
本発明に基づくシステムは、離れた場所が複数の電力変換器を有しているとき、より効果的になる。その場合、変換器は、冷却システム及び位置（の一部）を分かち合い、それらは、モジュラー式にデザインされることが可能であり、トータルの変換器が、全てのポートのトータルの電力要求に適合されることが可能である。
【００１６】
一つの実施形態において、離れた場所は、空調設備を有していて、それは、例えば、空気ベースまたは液体ベースの冷却システム、ヒート・ポンプ・システム、または熱交換システムなどであって、電力変換器から熱を抜き出し、または、もし、温度が或る閾値より下に低下した場合には、空調された部屋の内側のシステムを加熱する。冷却システムは、空調された部屋の中にまたはその中から、空気を吹き出すファンであっても良い。また、冷却システムは、ヒート・ポンプ・システムなどのような、二つの部分から構成されるシステムであっても良い。熱が、電力変換器または部屋から引き出され、空調された部屋の外側の冷却システムの第二の部分へ移送される（例えば、流体または空気により）ことが可能である。このように、電力変換器システムが、より容易にアップグレードされることが可能である。
【００１７】
そのような第二の部分は、外界との間で熱を交換するために使用され、その目的のために、それは、騒音及び熱い空気がユーザーを煩わすことを防止するために、充電ステーションまたは充電ステーションの近くの建物（店舗）の屋根の上にあっても良い。
【００１８】
冷却装置は、変圧器建屋の一部またはその上に置かれても良い。電力変換器からの熱が、建物の加熱または水の加熱などのような、他の目的のために使用されても良い。熱が、加熱水タンクまたは地下の熱貯槽などのような、貯槽の中に移送されても良い。
【００１９】
空調された部屋は、産業用のキャビネット、建物、建物の一部、またはサービス・ルーム（例えば、許可された人間のみがアクセス可能な）であっても良く、空調された部屋が、ドアを介してアクセスできなくても良く、または、鍵を備えたドアを有していても良い。
【００２０】
“空調された”との用語は、ここでは、とりわけ、それが少なくとも雨または太陽に対して遮蔽されていると言うことを意味している。空調された部屋は、一つまたはそれ以上の変圧器建屋／建物であっても良い。それは、送電網に接続された変圧器及び電力変換器のための分離された区画を有していても良く、または、変圧器建屋が変圧器無しで使用されても良い。また、二つの家が使用されることが可能であり、その場合、一方が変圧器を備え、他方が電力変換器を備えている。
【００２１】
空調された部屋は、ポストの内の少なくとも一つから少なくとも２メートル離れていても良い。空調された部屋、地下や、屋根の上であっても良く、それは、それが、システムの国際的な保護等級（国際標準ＩＥＣ６０５２９の中で規定されているような）を増大させるシェルをもたらすと言う事実により特徴付けられても良い。これは、以下のような理由である場合もある：即ち、空調された部屋の壁面の中の開口が、電力変換器の中の開口と比べて小さいこと、または、電力変換器と空調された部屋の壁面との間の間隔が、人が電力変換器に接触することを防げるものであること。
【００２２】
空調された部屋は、空調システムおよび／またはヒーターを有していても良い。空調設備が、部屋全体ではなく、変換器または変換器に対して直接作用するように構成されているとき、高い効率が得られる。離れた場所は、変圧器建屋であっても、または、その一部を形成しても良く、変換器及び変圧器が、離れた場所にある別個の部屋の中に配置されても良い。
【００２３】
その代わりに、電力変換器が、外に置かれても良く、または、複数のエネルギー交換ポートの場合に、それらのポートの内の一つの内側に置かれても良く、または、充電ポストの内の一つの下側に（その基礎の中に）置かれても良い。“ポート”と言う用語は、車両との間でエネルギーを交換する機能、及び、充電ステーションに置かれている物理的なデバイスの両方を示すために、ここで使用されている。
【００２４】
電力変換器は、一つまたはそれ以上のＡＣまたはＤＣ入力及び一つまたはそれ以上のＡＣまたはＤＣ出力を備えた、一方向のまたは複数方向の変換器であっても良い。好ましい実施形態において、これらの出力は、独立にコントロールされることが可能である。単一の電力変換器の場合、電力変換器は、少なくとも二つの出力を有していることになる。複数の電力変換器の場合、変換器の出力は、接続マトリクスに接続されることになる。接続マトリクスは、複数の入力及び複数の出力を有している。本発明に基づくシステムのための、適切な電力変換器の様々な形態については、同一の出願人によるオランダ国特許出願ＮＬ−２００４−２７９の中に記載されていて、その内容は、この言及によりこの中に繰り入れられる。
【００２５】
空調された部屋は、一つまたはそれ以上のエネルギー貯蔵システムを含んでいても良く、それは、電池システム、キャパシタ・システム、フライホイール、または、エネルギーを蓄えることが可能な何か他のシステムなどである。これらのエネルギー貯蔵システムは、一時的なピーク電力分配するために、または、都合の良いときに電気を蓄えるために、電力変換器に結合されることが可能である。特定の実施形態において、空調された部屋の中に存在する冷却システムが、エネルギー貯蔵システムを冷却するためまたは加熱するため、または、それを或る規定された温度に維持するために、使用されることが可能である。これは、特に蓄電池の場合に、貯槽媒体の寿命のために、非常に都合が良いことがある。空調された部屋、または空調された部屋の中に存在するシステムは、温度が或る閾値よりも下側に低下したときに、加熱されても良い。
【００２６】
好ましい実施形態において、多数の電力変換器が、切り替え可能な接続マトリクスにより、多数の充電ポストに結合され、その接続マトリクスは、離れた場所に配置されていても良い。そのような接続マトリクスについて、オランダ国特許出願ＮＬ−２００４−２７９の中にも、より詳細に記載されている。
【００２７】
好ましい実施形態において、接続マトリクスは、四つの出力接続を有していて、接続当たりの電力の或る最大の量（例えば５０ｋＷ）を移送するようにデザインされる。同時に、一つの電力変換器は、電力の最大の量（例えば５０ｋＷ）を分配するようにデザインされても良い。現場において使用されるとき、マトリクスは、変換器から、最大５０ｋＷを受けることになり、この５０ｋＷを四つの出力に分配することになる。電力変換器が、第二の変換器を追加することによりアップグレードされたとき、また５０ｋＷの電力で、結合された電力として１００ｋＷをもたらす。これは、接続マトリクスの電力の限界が、接続当たり５０ｋＷまだ残っていると言うことを意味している。この場合、四つの出力により分配される平均電力のみが、増大することになる。
【００２８】
上記の状況の他の好ましい実施形態において、接続マトリクスをアップグレードして、出力当たりより多くの電力（例えば１００ｋＷ）を分配することもまた可能である。これは、接続マトリクスの内側でコンポーネント（ヒューズなどのような）を追加することによりおよび／または交換することにより行われても良く、または、接続マトリクスを全て交換することにより行われても良い。
【００２９】
上述の実施形態の内の何れかに基づく充電システムは、熱が他の目的のために使用される場合に、発生する熱の量をコントロールするために運転されるコントローラを有していても良い。蓄電池の充電速度は、熱（例えば、高温水の形状の熱）が外部のシステムにより要求されるとき、例えば、一時的に増大されても良い。発生した熱は、その場合、出力電力をコントロールすることによりコントロールされる。
【００３０】
そのようなコントローラは、インターネットを介して、変換器、接続マネージャ、接続マトリクス、及びエネルギー貯蔵システムに結合されても良い。このコントローラは、ローカルな決定基準に基づいて、接続マトリクスの各出力への電力の流れを最適化しても良く、またそれに影響を与えても良い。
【００３１】
更にまた、このコントローラに、少なくとも一つの接続マネージャが設けられても良く、前記接続マネージャは、少なくとも一つのポートへのエネルギー供給の安全な設定をコントロールするように構成される。好ましくは、各ポートは、接続マネージャを有しているが、しかしながら、一つの接続マネージャが複数のエネルギー交換ポートのために使用されると言うことも考えられる。
【００３２】
接続マネージャは、ＣＨＡｄｅＭＯまたはＪ１７７２などのような、充電標準に充電ポストを適合させるために使用されることが可能である。例えば、安全システム及び通信ハードウエアが、通信マネージャの中に含まれていても良い。
【００３３】
そのような接続マネージャもまた、同一の出願人によるオランダ国特許出願ＮＬ−２００４−３５０の中に、より詳細の中に記載されている。
【００３４】
トータルのシステムは、離れた充電ポストと空調された部屋との間のケーブルの長さを補償するための、特別なシステムまたは方法を含んでいても良い。配線が長くなるに伴い、システムは、ケーブルでの電圧降下などのような、ネガティブな影響を受けることになる。この問題を解決する一つの方法は、大きな直径を備えたケーブルの使用である。ある状況において、これは、より厚いケーブルによる余分のコストのために、好ましくないことがある。それ故に、コントロール・システムの使用などのような、他の方法が使用されることが可能であるかも知れず、そのコントロール・システムは、充電ポストの近傍で測定された電圧に基づいて、電力変換器の出力電圧をコントロールする。これは、充電ポストの内側のまたはその近傍の測定デバイスを介して、または、ＢＭＳシステムなどのような、車両の内側の測定デバイスへのデータ通信リンクを介しても、具体化されることが可能であるかもしれない。
【００３５】
スイッチング・マトリクスを動作させるための方法は、下記の工程を有している：少なくとも一つのパラメータに基づいて各ポートに優先順位を割り当てる；各ポートに対して要求される電力を決定する；優先順位及び要求された電力に基づいて、ポートの間で電力モジュールを分配する；イベントが発生する度に、上述の工程を繰り返す。
【００３６】
上述の方法を実行する一つのやり方は、下記の通りである。イベントが発生する度に、コントローラは、パラメータに基づいて充電ステーションの各ポートに優先順位を割り当てることから始める。イベントの幾つかの非限定的な例は、充電ステーションに接続するまたはそれから切り離される車両、充電の間にまたはユーザーが充電の優先順位を変更したときに実質的に変化する車両の電力需要である。パラメータは、車両の到着の時間、車両の運転者が有する口座のタイプ、好ましい搬出のためにユーザーによりシステムの中に入力された時間であることが可能である。各ポートに対して要求される電力は、コントローラにより決定される。電力モジュールは、優先順位及びポートにより要求された電力に基づいて、ポートの間で分配される。
【００３７】
上述の方法が適用されるシナリオの例は、下記の通りである。車両が、一台ずつ充電ステーションに結合する。最初に来た車両が、最も高い優先順位を得て、最後に来た車両が、最も低い優先順位を得る。第一の車両は、優先順位に基づいて、その電力需要を満足する十分な電力モジュールを得て、残っているモジュール（もし存在する場合に）は、それらの優先順位に基づいて、他のポートが割り当てられる。
【００３８】
他の例において、モジュールの一部のみが、優先順位に基づいて分配される。これは、多くのモジュールが、ポートの間で均等に分配され、残っているモジュールが優先順位に基づいて割り当てられる、と言うことを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】図１ａは、従来技術を示している。
【図１ｂ】図１ｂは、従来技術を示している。
【図１ｃ】図１ｃは、従来技術を示している。
【図１ｄ】図１ｄは、従来技術を示している。
【図２】図２は、本発明に基づく充電システムの第一の実施形態を示している。
【図３】図３は、本発明に基づく充電システムの第二の実施形態を示している。
【図４】図４は、本発明に基づく充電システムの第三の実施形態を示している。
【図５ａ】図５ａは、本発明に基づく電力システム概略図を示している。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明に基づく電力システム概略図を示している。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明に基づく電力システム概略図を示している。
【図５ｄ】図５ｄは、本発明に基づく電力システム概略図を示している。
【図６ａ】図６ａは、本発明に基づくプロセス・フローのフローチャートを示している。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明に基づくプロセス・フローのフローチャートを示している。
【図７】図７は、充電ステーションの好ましい実施形態を示している。
【図８】図８は、接続マトリクスの詳細な具体化を含む、本発明に基づく他の実施形態を示している。
【図９】図９は、接続マトリクスの詳細な具体化を含む、本発明に基づく他の実施形態を示している。
【図１０】図１０は、本発明の実用的な具体化を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下において、以下の図面を参照しながら、本発明がより詳細に説明される。
【００４１】
図１ａは、従来技術から知られている複数の充電ポートを備えた充電ステーションを示している。それは、ＡＣ／ＤＣ変換器、及びそれに続くＤＣバスから構成されていて、充電ポートが、従って車両が接続されるところで、複数のスイッチが使用されている。これの欠点は、複数の車両が同時に充電されることが可能でないと言うことであり、その理由は、各車両が、その充電入口で異なる電圧を有しているからである。従来技術において、ＤＣ／ＤＣ変換器が、異なる入口電圧を備えた電動車両を同時に充電することを可能にするために使用されていて（図１ｂ）、それが、複数ポートの充電ステーションのコストを増大させている。
【００４２】
図１ｃは、従来技術から知られている複数の電力変換器を備えた充電ステーションを示す。電力変換器は、モジュラー式であって、且つ、電力容量が拡張されることが可能ではあるが、複数の電動車両を同時に充電することは可能でない。
【００４３】
図１ｄは、従来技術から知られている複数ポートの充電ステーションを示す。この充電ステーションから、電動車両を同時に充電することが可能であるが、しかし、ハードウエア形態のために、充電ポートの数は、常に、電力モジュールの数に等しい。
【００４４】
図２は、本発明に基づく充電システム１の第一の実施形態を示していて、この充電システムは、少なくとも一つの電動車両との間での電力交換のためのインタフェース２’〜５’を備えた、充電ポスト２〜５と、送電網（図に示されていない）などのような電源から、車両を充電するための適正な形式に電力を変換するための電力変換器６，７と、を有している。電力変換器は、別個の建物８により形成される充電ポスト２〜５から離れた場所８にある。
【００４５】
この建物８は、更に、接続ボックス９を有していて、それは、複数の接続マネージャを有していても良く、並びに、将来の使用（例えば、要求される電力が増大するとき）のために意図された、空きスペース１０及び１１を有していても良い。このように、充電システムは、エネルギー交換ポートの変更を必要とすること無く、拡張されることが可能である。
【００４６】
図３は、本発明に基づく充電システムの代替的な実施形態２０を示していて、この充電システムは、エネルギー交換ポート２１〜２４を有し、ここで、電力変換器２５が、エネルギー交換ポート２２の内の一つの下側に配置されている。
【００４７】
◇09c  図４は、実施形態３０を示していて、ここで、接続マネージャは、充電ポスト３１の中の接続ボックス３２の内側に配置され、この接続ボックス３２もまたコントローラを含んでいる。この実施形態は、アップグレードの場合に（例えば、接続マネージャの量を増大する場合に）、接続ボックス３２が完全に交換されることが可能であると言う優位性を有している。コントローラが接続マネージャに直接的に関係するので、コントローラは、正確な数の接続マネージャと協働するように予めプログラムされることが可能である。
【００４８】
図５ａは、充電ポスト４３の実施形態４１を示していて、この充電ポストに、接続ボックス４４がインタフェース４８を介して結合されている。接続ボックス４４は、電力変換器４５の対応するインタフェース４９と結合された第二のインタフェース４６を有している。前記電力変換器は、より多くの電力が要求された場合に、追加の電力変換器と結合するための、インタフェース４９を有している。
【００４９】
図５ｂは、図４ａからの充電ポスト４３の実施形態４２を示していて、この充電ポストには、ここで、追加の電力変換器５０が設けられている。この電力変換器５０は、インタフェース５１を有していて、それは、更にまた、更なる電力変換器の将来の結合のためのインタフェース５２を有している。
【００５０】
図５ｃは、他の例を示していて、ここで、第二の充電ポスト５７が存在し、この第二の充電ポストは、第二の接続ボックス５４のインタフェース５６に結合され、のインターフェースは、第一の接続ボックス４４に結合されている（５５）。このようにして、二つの充電ポスト４３，５７が、同一の電力変換器４５により電力が供給されることが可能である。
【００５１】
図５ｄは、更に他の例を示していて、ここで、充電ポスト４３及び５７は、両方とも、接続ボックス４４のインタフェース４８に結合され、電力変換器４５または５９の何れかに切り替えられることが可能であり、それらは、それぞれのインタフェース４７，６０及び４６により、接続ボックス４４に結合されている。
【００５２】
図６aは、本発明の使用のフローチャートを備えた第一の例を示している。最初に、車両が、エネルギー交換ポート１に接続する。次に、第二の車両が、エネルギー交換ポート２に接続する。同時に、利害関係者が、データ処理デバイスまたはコントローラに情報を送る（利害関係者の入力は、下記の内の何れかであることが可能である：蓄電池データ、送電網データ、サービスの要求、その他）。第三に、データ処理デバイスが、システムの中のコントローラともに、下記のようなパラメータに基づいて、最良の充電戦略及び電力分配について決定する：利害関係者の入力、最大の電力及び変換器の仕様、空調の仕様、接続マトリクスの仕様、ポートの仕様、及び、車両またはそれらの蓄電池について知られているデータ及び潜在的な他のデータ。
【００５３】
図６ｂは、他の例を示していて、ここでは、最初に、ある車両が、エネルギー交換ポートに接続する。次に、第二の車両が、エネルギー交換ポートに接続する。第三に、システムの中のローカル・コントローラが、下記のようなパラメータに基づいて、充電戦略及び電力分配について決定する：最大の電力及び変換器の仕様、接続マトリクスの仕様、空調システムの仕様、ポートの仕様、及び、車両またはそれらの蓄電池に関して知られているデータ及び潜在的な他のデータ。
【００５４】
接続マネージャは、充電ポストの一部であっても良い。接続マネージャ及びケーブル及びコネクターが、充電ポストから取り除かれ、一体物に置き換えられることが可能である。より少ない量の充電ポストを用いて、複数の出力電力変換器システムを使用するとき、複数の出力が単一の接続マネージャに接続されても良い。より大きい数の充電ポストにアップグレードするとき、接続の一部が分割されても良い。ある場合には、単一の接続マネージャが、複数の充電ポストに接続されることが可能であり、または、単一の接続マネージャが、複数の接続（充電ケーブル及び充電コネクター）を有している単一の充電ポストに接続されることが可能である。
【００５５】
充電ポストの主なる特徴は、それが電力変換器から離れた場所に配置されると言うことであり。それは、車両のための一つまたはそれ以上の（パーキング）スポットの隣に置かれる（例えば、給油所／充電ステーションまたは店舗に）。それらは、屋内であることが可能である（例えば、駐車ガレージ）。充電ポストは、底部からまたは頂部から、（電力変換器から）電力が供給されることが可能である（図中に示されていない）。補足的に、ＡＣ電力（例えば、充電ポストの内側の電子的装置のための、または、ＡＣ充電のための引出口のための）が、同一のまたは他の接続を介して利用可能であっても良い。
【００５６】
充電ポストは、通常、ケーブル・ハンドリング・システム、及び、安全な且つ乾いた位置の中にコネクターを配置する特徴を有することになる。
【００５７】
サブ・システム、例えば、ユーザー・インタフェース、支払いターミナル、ユーザー認識システム、ユーザー入力システム、または、デジタル伝達システムなどが、通信ラインに接続されても良く、この通信ラインは、充電ポストに接続されたケーブルの一部である。
【００５８】
エネルギー交換ポートは、一つまたは複数の充電コネクターを有することが可能であり、ここで、コネクターは、ＡＣまたはＤＣの充電電流の何れかまたはそれらの両方を供給しても良い。
【００５９】
図７は、充電システムを示していて、ここで、複数の電力変換器が、スイッチされる接続マトリクスにより、充電ポートに接続されている。スイッチされる接続マトリクスを使用することにより、複数の電動車両が、余分の変換器を必要とすること無く、同時に充電されることが可能である。接続マトリクスは、コントローラによりコントロールされる。充電期間についての情報は、充電ステーションからサーバーへ送られ、それに基づいて、サーバーは、充電ステーションの拡大または縮小について決定することが可能である。故障の場合に、サーバーまたはコントローラが、変換器モジュールまたは充電ポストのそれぞれを切断すること決定することが可能である、と言うこともまた可能である。
【００６０】
図８は、電力変換器と充電ポストとの間に置かれる、接続マトリクスの詳細な実施形態を示している。スイッチを閉じることにより、一つまたはそれ以上の電力変換器が充電ポストに接続されることが可能である。このマトリクスは、余分のＤＣ／ＤＣ変換器無しで、複数の電動車両を同時に充電することを可能にする。電力変換器または充電ポストの数を拡張するために、マトリクスもまた、拡張されることが必要である。マトリクスは、スイッチ・モジュールを追加することにより拡張されることが可能であり、それらのスイッチ・モジュールは、ローカル・コントローラによりコントロールされる二つのスイッチをそれぞれ含んでいる。
【００６１】
図９は、もう一つの充電システムを示していて、ここで、電力変換器は、スイッチされる接続マトリクスの異なる実施形態により、充電ポートに接続されている。
【００６２】
図１０は、二つの充電ポストを備えた、充電ステーションの三つの形態を示している。第一の形態は、２０ｋｗモジュールからなり、第二の形態は、１０ｋＷモジュールからなり、そして、第三の形態は、両者の組み合わせである。変換器モジュール及び充電ポートのそれぞれは、スイッチにより選択可能である。接続マネージャは、充電ポートの中で具体化され、それはまた、充電ポストを選択するために使用される数個のスイッチを含んでいる。このように、上述のマトリクスは、充電形態の全体に亘って分配される。接続マネージャは、電動車両と通信するため手段、及び電動車両に対して充電ポストを接続するためのまたはそれを切り離すためのスイッチを有しているデバイスである。
【図１ａ】
2013529052.tif 000003
【図１ｂ】
2013529052.tif 000004
【図１ｃ】
2013529052.tif 000005
【図１ｄ】
2013529052.tif 000006
【図２】
2013529052.tif 000007
【図３】
2013529052.tif 000008
【図４】
2013529052.tif 000009
【図５ａ】
2013529052.tif 000010
【図５ｂ】
2013529052.tif 000011
【図５ｃ】
2013529052.tif 000012
【図５ｄ】
2013529052.tif 000013
【図６ａ】
2013529052.tif 000014
【図６ｂ】
2013529052.tif 000015
【図７】
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【図８】
2013529052.tif 000017
【図９】
2013529052.tif 000018
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月16日(2012.7.16)
【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】
少なくとも一つの電動車両との間での電力交換のためのインタフェースをそれぞれ備えた複数の充電ポストを備えた、電動車両のための充電システムにおいて、
−  送電網などのような電源から、車両を充電するための適正な形式に、電力を変換するための複数の電力変換器と；
−  少なくとも一つの電力変換器を少なくとも一つの充電ポストに接続するための、切り替え可能な接続マトリクスと；
−  少なくとも一つの電力変換器をコントロールするための、および／または、接続マトリクスのスイッチング動作及び電力変換器をコントロールするための、少なくとも一つのコントローラと；
−  少なくとも一つの電動車両との間で、パラメータを交換するための通信手段と；
を有することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の充電システム、
前記少なくとも一つの電力変換器及び接続マトリクスは、別個の部屋および／または別個の建物などのような、前記充電ポストから離れた場所に置かれている。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項２に記載の充電システム、
前記離れた場所は、少なくとも二つのＤＣ出力をその上に備えた、少なくとも一つの電力変換器を有している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項２または３に記載の充電システム、
前記離れた場所は、変圧器建屋、または、その一部を形成している。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項２から４の何れか１項に記載の充電システム、
前記離れた場所は更に、電池システム、キャパシタ・システムまたはフライホイールなどのような、エネルギー貯蔵システムを含んでいる。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項４に記載の充電システム、
前記複数の電力変換器及び変圧器は、前記離れた場所にある別個の部屋の中に配置されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載の充電システム、
前記電力変換器は、物理的に、充電ポストの下側に配置されている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１に記載の充電システム、
前記コントローラは、前記接続マトリクスの動作をコントロールするための、前記接続マトリクスの中の内部のコントローラである。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項１及び８に記載の充電システム、
前記接続マトリクスは、インターネットに接続されたシステムからの入力またはコンピュータで実現される方法に基づいてコントロールされることが可能である。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項７から９の何れか１項に記載の充電システム、
前記接続マトリクスは、決定基準に基づいてコントロール可能である。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項８から１０の何れか１項に記載の充電システム、
前記コントローラは、離れた場所から、インターネットを介して前記複数の電力変換器に結合されている。
【請求項１２】
請求項１に記載されたスイッチング・マトリクスを動作させるための方法であって、
ａ）  少なくとも一つのパラメータに基づいて、各ポートに優先順位を割り当て、
ｂ）  各ポートに対して要求される電力を決定し、
ｃ）  優先順位及び要求された電力に基づいて、これらポートの間で電力モジュールを分配し、
ｄ）  ａ〜ｃの工程を繰り返すこと、
を特徴とする方法。
【国際調査報告】
2013529052.tif 000020
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