(57)【要約】【課題】プラグインハイブリッド電気自動車のような電力使用体を、グリッドシステムに接続するグリッド接続システム及びグリッド接続方法を提供する。【解決手段】グリッド接続システムは、グリッド、スマートメーター、インバーター、一又は複数の蓄電ユニット、充電制御装置、直流切換装置、及び充電器を含むことができる。グリッド接続システムは、さらに電力使用体と接続するためのコネクタを含むことができる。グリッド接続システムは、さらに発電と電力消費を監視、管理及び調整するための制御機能を含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを車外電源に電気的に接続するように構成された接続ハードウェアと、
ハイブリッド車の純正バッテリーの電圧に適合するように構成された少なくとも１個のバッテリーと、
当該バッテリーの性能に関する情報をエンジン制御ユニットに提供し、
前記バッテリーが当該バッテリーの各セル間の充電バランスを維持するように構成されているバッテリー管理ソフトウェアと、
サスペンション部品とからなり、
標準的なハイブリッド車をプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）に変換するためのキットを備えたことを特徴とするグリッド接続システム。
【請求項２】
前記バッテリーが、５０Ａ時、直流２０１.６Ｖであることを特徴とする請求項１に記載のグリッド接続システム。
【請求項３】
前記バッテリーが、３０Ａ時、直流２０１.６Ｖであることを特徴とする請求項１に記載のグリッド接続システム。
【請求項４】
前記バッテリーが、６.５Ａ時、直流２０１.６Ｖであることを特徴とする請求項１に記載のグリッド接続システム。
【請求項５】
前記バッテリー管理ソフトウェアが、前記バッテリーのセルの性能を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のグリッド接続システム。
【請求項６】
前記バッテリー管理ソフトウェアが、すべてのバッテリーセルに対して実質的に等しい充電を維持するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のグリッド接続システム。
【請求項７】
前記バッテリー管理ソフトウェアが、すべてのバッテリーセルに対して直流±０.０７Ｖの等しい充電を維持するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のグリッド接続システム。
【請求項８】
グリッド接続システムが、利用可能な当該グリッド接続システムの内部及び外部の電力リソースに関する情報を要求し、
前記グリッド接続システムが、車両パラメーターに関する情報を要求して、
前記グリッド接続システムが、電力システム及びＰＨＥＶから受信した情報を、所定の充電基準と比較し、
前記グリッド接続システムが、所定基準に基づいて充電することを許可又は拒否するようにして、
ＰＨＥＶの少なくとも１個のバッテリーを充電するか否か決定すること、
前記グリッド接続システムが、前記電力システムから利用可能な電力リソースに関する要求を受信して、
前記電力システムが電力を要求するか否か決定すること、
前記グリッド接続システムが、利用可能な電力リソースの電力量に関するＰＨＥＶからの情報を要求し、
ＰＨＥＶバッテリーの充電状態、発電に使用するために利用可能な燃料の量、及び車両の位置が、利用可能な前記電力リソースを決定するために使用されて、
利用することができる前記電力リソースを決定すること、
及び
前記グリッド接続システムが、利用可能なバッテリーリソース及び利用可能な車両で発電した電力リソースの配電を要求して、
前記グリッド接続システムへ利用可能な前記電力リソースの配電を要求することからなり、
ＰＨＥＶをグリッド接続システムを有する電力システムへ選択的に統合するようにしたことを特徴とするグリッド接続方法。
【請求項９】
車両の位置を決めるためにトランスポンダが使用されることを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１０】
前記車両が第１位置にいるとき、当該車両は、電力リソースをほとんど利用することができないことを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１１】
前記車両が第２位置にいるとき、当該車両はより多くの電力リソースを利用することができることを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１２】
グリッド接続システム制御装置が、スマートメーターを介して電力システムと通信することを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１３】
前記グリッド接続システム制御装置が、前記ＰＨＥＶと通信することを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１４】
高電圧充電制御装置が、車外のバッテリーバンクへ充電するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のグリッド接続方法。
【請求項１５】
前記車外バッテリーバンクが、既存の電力システムにバックアップ電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項１６】
バッテリーが、車両の純正バッテリーと同じ最大電圧を有するように構成され、
ＰＨＥＶで使用するために構成された少なくとも１個のバッテリーの性能を高めるグリッド接続方法であって、
前記バッテリーの充電及び放電を制御可能に繰り返す充放電サイクルを設け、
当該充放電サイクルが、
第１充電状態まで前記バッテリーが充電されるバッテリー充電と、
第２充電状態まで前記バッテリーが放電される標準放電と、
第３充電状態まで前記バッテリーが放電される重放電とからなることを特徴とするグリッド接続方法。
【請求項１７】
前記第１充電状態が、９０％充電状態からなることを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項１８】
前記第２充電状態が、２３％充電状態からなることを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項１９】
前記第３充電状態が、５％充電状態からなることを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項２０】
前記バッテリーの充放電サイクルが、少なくとも２０回の標準放電サイクル毎に１回の重放電サイクルを含むことを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項２１】
前記バッテリーの充放電サイクルが、ひと月毎に１回の重放電サイクルを含むことを特徴とする請求項１４に記載のグリッド接続方法。
【請求項２２】
所望された車両動作モードに関して運転手の入力を要求し、
バッテリー充電パラメーターに関する情報を要求し、
バッテリー基準が閾値レベルを超えた場合、前記運転手が要求したモードで車両を運転することを許可し、
バッテリー基準が閾値レベルを超えない場合、前記運転手が要求したモードで車両を運転することを拒否し、
所定のバッテリー基準に従ってバッテリー電源の利用可能性に係る比率を制限するようにして、
前記所定のバッテリー基準が、各走行期間において車両バッテリーの理想的な充放電サイクルを最大化するように作られ、
当該理想的な充放電サイクルが、第１充電状態から第２充電状態へ車両バッテリーを放電することを含むようにして、
前記バッテリーの充放電サイクルが当該バッテリーの性能及び寿命を増大させて、ＰＨＥＶ内のバッテリーの使用量を最大化するようにしたことを特徴とするグリッド接続方法。
【請求項２３】
前記第１充電状態が、９０％充電状態からなることを特徴とする請求項２２に記載のグリッド接続方法。
【請求項２４】
前記第２充電状態が、２３％充電状態からなることを特徴とする請求項２２に記載のグリッド接続方法。
【請求項２５】
前記所望された車両動作モードが、工場車両動作モードからなることを特徴とする請求項２２に記載のグリッド接続方法。
【請求項２６】
前記所望された車両動作モードが、車両最高速度を規制することからなることを特徴とする請求項２２に記載のグリッド接続方法。
【請求項２７】
前記所望された車両動作モードが、指定速度未満の電力のみからなることを特徴とする請求項２２に記載のグリッド接続方法。
【請求項２８】
前記車両動作モードが、毎時７２マイル未満で電力のみを使用するようにしたことを特徴とする請求項２７に記載のグリッド接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車及びハイブリッド自動車に関する。
【発明の概要】
【０００２】
本願は２０１０年１１月２日に出願されたアメリカ合衆国特許出願第６１／４０９,４６２号の利益を主張し、当該出願に記載された全ての記載内容をここに援用する。
【特許文献１】引用なし
【０００３】
ここに開示されたある実施例は、一般的に、電気自動車、少なくとも部分的に電気で作動する車両のためのグリッド接続システム及びそのようなシステムを製作及び使用する方法に関する。
また、ある実施例は、一般的に、ここに記載されたシステムの構成部品及び副部品と、これらを製作及び使用する方法に関する。
ある実施例は、一般的に、グリッド接続システム用に構成された車両の態様、及びそのように構成された車両の使用方法に関する。
ある実施例は、一般的に、車両を少なくとも部分的にプラグイン電気自動車である車両に変換するためのシステム、構成部品、及び方法に関し、及び／又はそのような車両を電力網に接続するためのシステム、構成部品、及び方法に関する。
【０００４】
ある実施例は、標準的なハイブリッド車をプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）に変換するためのキットに関する。当該キットは、例えば、バッテリーを車両外の電源へ電気的に接続することができる接続ハードウェアと、例えば、純正ハイブリッド・バッテリーの電圧に適合し、例えば、各バッテリー間の充電バランスを維持することができる少なくとも一つのバッテリーと、例えば、バッテリーの性能に関する情報をエンジン制御ユニットへ提供することができるバッテリー管理ソフトウェアと、サスペンション部品とを含んでいる。
【０００５】
ある態様において、バッテリーは、例えば、１アンペア時（Ａｈ）、５Ａｈ、６.５Ａｈ、１０Ａｈ、２０Ａｈ、３０Ａｈ、５０Ａｈ、１００Ａｈ又はその他の必要な電荷を保持でき、また、例えば、直流（ＤＣ）１０Ｖ、ＤＣ２５Ｖ、ＤＣ５０Ｖ、ＤＣ１００Ｖ、ＤＣ２０１.６Ｖ、ＤＣ５００Ｖ又はその他任意の電圧値のバッテリーとすることができる。
ある態様において、前記キットにおけるバッテリー管理ソフトウェアは、例えば、バッテリーの電池性能を管理することができる。特に、例えば、全てのバッテリーセルに対して実質的に等しい電荷を維持してもよい。
ある実施例において、前記バッテリー管理ソフトウェアは、全てのバッテリーセルに対して等しい電荷、直流±０.０１Ｖ、直流±０.０７Ｖ、直流±０.１Ｖ、直流±０.５Ｖ、直流±１Ｖ又はその他の任意の目標電荷を維持するように構成することができる。
【０００６】
ある実施例は、グリッド接続システムを備えた電力システムに、電力使用体を選択的に統合する方法に関する。電力使用体とは、例えば、電力を消費し、かつ発電することができるＰＨＥＶ、車両又はその他任意の物体又は物体群とする。
前記方法は、例えば、利用可能な内外の電源に関する情報及び車両パラメーターに関する情報をグリッド接続システムに要求し、グリッド接続システムから受けた情報及びＰＨＥＶから受けた情報を所定の充電基準と比較し、所定基準に基づいて充電を許可或いは拒否することによって、ＰＨＥＶにおける少なくとも一つのバッテリーを充電するか否かを決定することを含んでいる。
前記方法はさらに、例えば、電力システムが電力を要求しているか否かを決定することを含んでいる。
前記方法は、前記電力システムから入手できる電源に対する要求を受けること、利用可能な電源容量に関するＰＨＥＶからの情報（例えば、ＰＨＥＶのバッテリーの充電状態、発電のために使用可能な燃料の量、及び車両の位置を含む）を要求することによって利用可能な電力リソースを決定すること、及び利用可能なバッテリーリソース及び利用可能な車両で発電された電力リソースの配電を要求することによって、利用可能な電力リソースの配電をグリッド接続システムに要求することとを含んでいてもよい。
【０００７】
前記方法のある態様において、トランスポンダは、例えば、車両の位置を決めるために使用されることができる。前記方法のある態様において、例えば、車両が第１位置にあるときには、ほとんど電力リソースを利用することができず、及び／又は、車両が第２位置にあるときには、車両はより多くの電力リソースを利用することができるようにすることができる。ある態様において、グリッド接続システムの制御装置は、例えば、スマートメーターを介して電力システムと通信することができる。ある態様において、グリッド接続システムの制御装置は、例えば、ＰＨＥＶと通信することができる。前記方法のある態様において、高電圧充電制御装置は、例えば、既存の電力システムにバックアップ電力を供給することができる車両外のバッテリーバンクに充電することができる。
【０００８】
ある実施例は、例えば、純正の車両用バッテリーと同じ最大電圧を有し、ＰＨＥＶに使用することができる少なくともひとつのバッテリーの性能を増大する方法に関する。当該方法は、例えば、バッテリーの充電と放電とを制御可能に繰り返す充放電サイクルを含んでいる。
当該充放電サイクルは、充電サイクルにおいてバッテリーを第１充電状態まで充電すると共に、当該バッテリーの放電を含んでいる。当該バッテリーの放電は、例えば、バッテリーを第２充電状態まで標準放電することと、バッテリーを第３充電状態まで重放電することを含んでいる。
【０００９】
ある態様において、バッテリーの第１充電状態は、例えば、９９％充電状態、９８％充電状態、９５％充電状態、９０％充電状態、８０％充電状態、７０％充電状態、５０％充電状態又はその他任意の目標充電状態である。
ある態様において、第２充電状態は、例えば、５０％充電状態、２５％充電状態、２３％充電状態、２０％充電状態、１０％充電状態、５％充電状態、１％充電状態又はその他任意の目標充電状態である。
ある態様において、バッテリー充放電サイクルは、例えば、少なくとも標準放電サイクル２０回毎に１回の重放電サイクルを含んでいる。ある態様において、バッテリー充放電サイクルは、例えば、毎月１回の重放電サイクルを含んでいる。
【００１０】
ある実施例は、ＰＨＥＶでのバッテリーの使用を最大化する方法に関する。ある実施例において、この方法は、例えば、所望される車両動作モードに関して車両運転手の入力を要求すること、概算走行距離に関する車両運転手の入力を要求すること、バッテリー充電パラメーターに関する情報を要求すること、バッテリーの基準値が閾値を超えたとき、運転手が要求したモードで車両操作を許可すること、バッテリーの基準値が閾値を超えないとき、運転手が要求したモードでの車両操作を拒否すること、及び各走行時間中に車両バッテリーの理想的なサイクルを最大化するために形成された所定の基準値に従って利用可能なバッテリーの電力比率を規制することを含んでいる。
また、ある実施例において、バッテリーの充放電サイクルはバッテリーの性能及びその寿命を増大することができる。当該充放電サイクルは、車両バッテリーを第１充電状態から第２充電状態まで放電することを含んでいる。
【００１１】
当該方法のある態様において、第１充電状態は、例えば、９９％充電状態、９８％充電状態、９５％充電状態、９０％充電状態、８０％充電状態、７０％充電状態、５０％充電状態又はその他任意の目標充電状態である。
当該方法のある態様において、第２充電状態は、例えば、５０％充電状態、２５％充電状態、２３％充電状態、２０％充電状態、１０％充電状態、５％充電状態、１％充電状態又はその他任意の目標充電状態である。
当該方法のある態様において、所望された車両動作モードは、工場車両動作モードであり、また、例えば、車両の最高速度を規制することを含んでいてもよい。
当該方法のある態様において、所望された車両動作モードは、例えば、１マイル毎時（ｍｐｈ）、５ｍｐｈ、１０ｍｐｈ、２０ｍｐｈ、２５ｍｐｈ、５０ｍｐｈ、７２ｍｐｈ、１００ｍｐｈの各速度未満、又はその他任意の目標速度未満のような指定速度未満で単独の電気出力を供給することができる。
【００１２】
上記は概要であり、当然、細部の単純化、一般化及び省略を含んでいる。
その結果、当業者は、その概要が説明に役立つのみであり、限定的であることを意図するものではないことを理解するであろう。ここに開示された装置、及び／又はプロセス、及び／又はその他課題の他の態様、特徴及び利点は、本明細書に記載の教示で明らかになるであろう。本概要は、後述の詳細な説明を平易にするコンセプトの選択を導入するために設けられている。当該概要は、特許請求された発明の主要な若しくは本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、また、特許請求の範囲を決定することの助けとして使用されことを意図するものでもない。
【００１３】
本開示の上記及びその他特徴は、添付した図面を参照して、以下の記載内容及び添付した特許請求の範囲から明らかになるであろう。それらの図面が本開示にしたがったいくつかの実施例を示すだけではなく、特許請求の範囲を限定するものではないということ解釈するならば、本開示は、添付図面を使用してさらに具体的に且つ詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】グリッド接続システムに接続された車両の一例を示す図面である。
【図２】グリッド接続システムに接続された車両の一例の上面を示す図面である。
【図３Ａ】ユーザーインターフェース表示器の実施例を示す図面である。
【図３Ｂ】ユーザーインターフェース表示器の実施例を示す図面である。
【図３Ｃ】ユーザーインターフェース表示器の実施例を示す図面である。
【図３Ｄ】ユーザーインターフェース表示器の実施例を示す図面である。
【図３Ｅ】ユーザーインターフェース表示器の実施例を示す図面である。
【図４】グリッド接続システムへの接続に関して構成された車両の構成部品間の相互作用の一実施例を概略的に示す例である。
【図４Ａ】グリッド接続システムへの接続に関して構成された車両の構成部品間の相互作用の一実施例を概略的に示す例である。
【図５Ａ】グリッド接続システムが発電リソースを電力システムに接続する概略的な構成を示す例である。
【図５Ｂ】グリッド接続システムが発電リソースを電力システムに接続する概略的な構成を示す例である。
【図６Ａ】グリッド接続システムがＰＨＥＶ及び発電リソースを電力システムに接続する概略的な構成を示す例である。
【図６Ｂ】グリッド接続システムがＰＨＥＶ及び発電リソースを電力システムに接続する概略的な構成を示す例である。
【図６Ｃ】結合器箱の一実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の詳細な説明においては添付図面が参照され、当該図面は、詳細な説明の一部を形成する。図中、文脈上示されない限り、同一符号は同一の構成部品を示す。詳細な説明に記載された実施例、図面及び特許請求の範囲は、限定的であることを意味しない。他の実施例は、ここに示された発明の精神及びその範囲から逸脱することなく利用されてもよいし、またその他改変されてもよい。
ここで一般的に記載され且つ図面に示されているように、本開示の態様は、多様な構成において配列、代用、結合及び設計が変更することができ、これらすべての多様な構成は明らかに予期され、本開示の一部を構成するということが容易に解釈される。
【００１６】
ここで開示されたある実施例は、一般的に電気自動車、少なくとも部分的に電気を動力とする自動車のためのグリッド接続システム及び当該グリッド接続システムを製作及び使用する方法に関する。
また、ある実施例は、一般的にここに記載されたシステムの構成部品及び副部品とこれらを製作及び使用する方法に関する。
ある実施例は、一般的にグリッド接続用に構成された車両の態様及びそのように構成された車両の使用方法に関する。
ある実施例は、一般的に車両を少なくとも部分的にプラグイン電気自動車である車両に変換するためのシステム、構成部品及び方法及び／或いはそのような車両を電力網に接続するためのシステム、構成部品及び方法に関する。
【００１７】
ある実施例において、グリッド接続システムは、車両を、例えば、電力網のような電力システムに接続するように構成されてもよい。さらに、当該グリッド接続システムは、例えば、車両をグリッド接続可能に構成するための１個又はそれ以上の構成部品、電力システムをグリッド接続可能に構成するためのハードウェア、並びに車両と電力システムとの間を接続して当該接続を制御する制御システム及びソフトウェアを含んでいてもよい。
例えば、そのシステム及び方法は、実施例に限定されることなく、自動車、トラック、バン、トレーラー、ボート、飛行体、オートバイ等の車両をグリッド接続するために使用される。
しかしながら、当業者は、本明細書を読めば、ここに開示されたグリッド接続システム及び当該グリッド接続システムの使用方法は、前記電力網を多種多様な電力供給体又は電力消費体に接続することに適用可能であることを理解するであろう。
【００１８】
以下の記載はグリッド接続システムのいくつかの特徴に言及している。これらの特徴のいくつかは前記グリッド接続システムの特定のサブシステムに関連して記載されている。当業者は、これらの一般的な特徴が、別のサブシステムの特徴の使用に関する成果と同様の結果を達成するために、グリッド接続システムの任意のサブシステムへ組み入れられることができるということを認識するであろう。
【００１９】
ある実施例において、グリッド接続システムは、電力消費体若しくは電力供給体を電力システムへ選択的に統合するように構成される。即ち、グリッド接続システムは、プラグインハイブリッド車（Ｐｌｕｇ  ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＰＨＥＶ）又は電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）を電力システムへ選択的に統合するように構成される。
ある実施例は、また、車両をＰＨＥＶに変換するためのシステム、装置及び方法に関し、そしてまた、ある態様において、そのような車両を電力網へ接続することに関する。
このように、ある実施例において、車両は、例えば、車両バッテリーを充電するために電力システムから電力を引き出すというように、当該電力システムに接続される。
他の実施例において、車両は、電力システムへ電力を供給して発電を支援するように、当該電力システムに接続される。
ある実施例において、車両は、電力システムと通信可能に接続され、これによって、車両は、ある態様において、充電された電力若しくは発電された電力のいずれか一方又は双方の電力を含む利用可能な電力リソースを供給することによって検出された電力システムの要求に応答する。電力システムへの接続は、ある実施例において、グリッド接続システム及びグリッド接続可能に構成された車両部品によって容易になされる。
【００２０】
グリッド接続システム
図１は、電力システム１３０を電力使用体１２０に接続するように構成されたグリッド接続システム１００の一実施例を示している。
電力システム１３０は、さまざまな部品を含んでいる。例えば、ある実施例では、電力システム１３０は、商用電力網を含んでいてもよい。他の実施例では、電力システム１３０は、当該商用電力網以外の電力システムからなるようにしてもよい。
電力システム１３０はさらに、例えば、発電部、配電部、及び／又はエネルギー蓄積部を含んでいる。実施例では、電力システム１３０は、例えば、火力、原子力、太陽光、風力、又は水力の発電部を含んでいる。電力システム１３０はさらに、電力線又はその他配電部を含んでいる。電力システム１３０は加えて、少なくとも１個のバッテリー、少なくとも１個のコンデンサー、少なくとも１個のフライホイール又はその他任意のエネルギー蓄積部に係る部品若しくは機構を含んでいる。
【００２１】
電力使用体１２０は、例えば、電力供給体及び／又は電力消費体を含んでいるか、又は電力供給体及び／又は電力消費体そのものである。ある実施例において、電力使用体１２０は電力供給体であり、かつ電力消費体である。当該実施例において、電力使用体１２０の状態は、以下さらに詳述する要素に従って決定される。
図１に示されているように、電力使用体１２０は車両である。当該車両は、例えば、自動車、トラック、バン、オートバイ又はモータバイク、キャンピングカー、ボート、航空機、トレーラー、トラクタ、舟又は船舶、等を含む任意の型の車両であってよい。
【００２２】
図１に示されているように、グリッド接続システムの実施例は、少なくともひとつの充電器１０２、少なくともひとつの充電コントローラー１０４、少なくともひとつのインバーター１０６、及び少なくともひとつのメーター１０８を含んでいる。
グリッド接続システムはさらに、例えば、少なくともひとつのエネルギー蓄積部１１０、接続ハードウェア１１２、及び／又は少なくともひとつの直流スイッチ１１３を含んでいる。
ある態様において、図１に示された一つ又はそれ以上の部品は除かれてもよい。
【００２３】
充電器１０２は、電力使用体１２０の電力要求及び電力システム１３０の電力利用可能性に依拠する多くの機能を果たすことができる。
例えば、図１に示されているように、電力使用体１２０が車両である実施例において、充電器１０２は、当該電力使用体１２０に収納されている少なくとも一つのバッテリー１１４の充電を制御する。ある態様において、充電器１０２は、例えば、電力量、電流の種類、またバッテリー１１４へ充電される電圧を制御する。充電器１０２はさらに、例えば、通常充電、細流充電、タイマー充電、自動制御充電、急速充電、パルス充電、誘導充電のようなさまざまな充電モードに関して構成されてもよい。
当業者は、本開示が充電器の特定の型若しくは充電の特定のモードに限定されることなく、あらゆる充電器を包含することを認識するであろう。
【００２４】
グリッド接続システムの実施例は、充電コントローラー１０４を含んでいる。ある態様において、充電コントローラー１０４は、電流の流量速度を調節する。ある態様において、充電コントローラー１０４は、電力がエネルギー蓄積部１１０へ充電され、又は放電される充放電速度を調節する。
すなわち、充電コントローラー１０４は、例えば、電力が電力システム１３０にかかる電力負荷率を調節することによって、バッテリーの過充電或いは放電を防止することができる。
ある実施例において、充電コントローラー１０４は、８Ａ〜６０Ａ及び４８Ｖ〜３００Ｖの直流電圧（Ｖｄｃ）によって特徴付けられる充電コントローラーとして構成されている。
当業者は、本開示が充電コントローラーの特定の構成又は形式に限定されないことを認識するであろう。
【００２５】
グリッド接続システム１００の実施例は、インバーター１０６を含んでいる。ある態様において、インバーターは、例えば直流電流（ｄｃ）を交流電流（ａｃ）に、又は交流電流（ａｃ）を直流電流（ｄｃ）に変換する。
ある実施例において、インバーター１０６は、例えば、さまざまな電圧及び周波数を出力するように構成されている。インバーター１０６は、例えば、直流電流を交流１２０Ｖ或いは交流２４０Ｖに変換するように構成されている。
インバーター１０６はさまざまな位置に配置されている。ある態様において、インバーターは、車両上又は車両内でない場所に配置されている。他の態様において、インバーターは、例えば、ガレージのような接続場所に配置されている。
当業者は、本開示がインバーターの特定の構成又は形式に限定されないことを認識するであろう。
【００２６】
グリッド接続システム１００の実施例は、少なくとも一つのメーター１０８を含んでいる。
ある実施例において、メーターは、電力システム１３０に流入するか又は電力システム１３０から流出する電流量を計測し、追跡することができる。
ある実施例において、グリッド接続システム１００は、例えば、電力システム１３０から流出する電力量を追跡可能に構成された第１メーター１０８を含んでいる。他の態様において、グリッド接続システム１００は、電力システム１３０に戻される電力量を追跡可能に構成されたメーター１０８を含んでいる。
ある態様において、電力システム１３０は、当該電力システム１３０に流入する電力量を追跡し、該システム１３０から流出する電力量を追跡するように構成された一又はそれ以上のメーター１０８を含んでいる。
ある態様において、一のメーターは、流入及び流出する電力を追跡するために使用され、他方、他の態様において、一つ又はそれ以上のメーターが使用されてもよい。
当業者は、本開示に関連して、さまざまな構成の多種多様のメーターが使用されてもよいこと、及び本開示が特定のメーター又はその構成に限定されないことを認識するであろう。
【００２７】
グリッド接続システム１００のある態様は、例えば、少なくともひとつのエネルギー蓄積部１１０を含んでいる。エネルギー蓄積部１１０は、例えば、少なくとも一つのバッテリー、少なくとも一つのコンデンサー、少なくとも一つのフライホイール又は電力を蓄積することが可能か又は電力の蓄積を促進することが可能なその他任意の部品を含む多種多様な一又はそれ以上の部品を含んでいる。エネルギー蓄積部１１０は、広範囲の電圧で広範囲の電流を蓄積するように種々の形態に構成されている。
ある実施例において、エネルギー蓄積部１１０は、直流４８Ｖで３５０Ａｈを蓄積するように構成されたバッテリーを含んでいる。
当業者は、本開示に関連して、多種多様のエネルギー蓄積部の構成が使用されてもよいこと、及び本開示が特定のエネルギー蓄積部１１０又はその構成に限定されないことを認識するであろう。
【００２８】
グリッド接続システム１００は、ある実施例において、さらに接続ハードウェア１１２を含んでいる。
ある実施例において、接続ハードウェア１１２は、例えば、ＳＡＥ規格Ｊ１７７２に準拠した又はこれと同等の直流コネクタのような電気コネクタを含んでいる。
ある実施例において、接続ハードウェアはさらに通信ハードウェアを含んでいる。
ある実施例において、通信ハードウェアは、例えば、無線送受信ハードウェア、イーサネット（登録商標）技術及び配線、又はその他任意の通信ハードウェアを含んでいる。
当業者は、接続ハードウェアがここに開示された特定の実施例又は機能に限定されるものではなくて、むしろ電力使用体１２０をグリッド接続システム１００に接続するために用いられるあらゆる技術を包含することを認識するであろう。
【００２９】
グリッド接続システム１００は、ある実施例において、さらに、例えば、直流スイッチ１１３を含んでいる。直流スイッチ１１３は、任意の又は所望される位置に配置することができ、例えば、充電コントローラー１０４の間に配置することができる。
ある実施例において、直流スイッチ１１３は、例えば、低発熱直流-直流（ＬＨＶ）スイッチである。
直流スイッチ１１３は、当該直流スイッチを通って流れ得る電流量を制限し、電力サージを防ぐための保護を提供するように構成されている。直流スイッチは、当該直流スイッチを通り得る電流量に対する任意の目標上限閾値を設定するように構成されている。
ある実施例において、直流スイッチは、通常のシステム動作電流の１１０％、１２０％、１５０％、２００％、又はその他任意の目標動作電流で電流の上限を定めることができる。
ある実施例において、直流スイッチは、サージ防護を提供するように構成されている。ある実施例において、サージ防護は、例えば、１％から１００％（例えば、１％、５％、１０％、２５％、５０％、１００％）の電力変動、又はその他の電流変動に対して防護することができる。
【００３０】
グリッド接続システム１００の他の態様は、例えば、車両に関する情報を提供するように構成された特徴を含んでいる。図２に示されているように、電力使用体１２０を電力システムに接続するためのグリッド接続システム１００は、例えば、充電器１０２、充電コントローラー１０４、インバーター１０６、メーター１０８、接続ハードウェア１１２、制御回路、少なくともひとつの制御装置、少なくともひとつのトランスポンダ１１６を含んでいる。
ある態様において、一又はそれ以上の図示された構成部品は、好ましくは取り外し及び／又は取り付けるようにしてもよい。
【００３１】
グリッド接続システム１００の実施例は、制御回路を含んでいる。ある実施例において、制御回路は、制御装置をグリッド接続システム１００の個々の構成部品へ通信可能に接続することができる。制御回路は、例えば、センサ、アクチュエータ、スイッチ、及びその他の検出及び制御部品を含んでいる。
【００３２】
グリッド接続システム１００の実施例は、グリッド接続システム制御装置を含んでいる。
グリッド接続システム制御装置は、例えば、ハードウェアと当該ハードウェア上で実行されるソフトウェアとを含んでいる。ある態様において、グリッド接続システム制御装置のハードウェアは、マイクロプロセッサーと、データ記憶容量と、他の公知の制御装置構成部品とを含んでいる。
ソフトウェアは、ある実施例において、グリッド接続システム１００の構成部品、電力システム１３０、又は電力使用体１２０から信号を要求するとと共に受信し、及び／又は、受領した信号に応答して、グリッド接続システム１００の構成部品、電力システム１３０、又は電力使用体１２０へ制御信号を送信するように構成されている。
ある実施例において、そして以下に詳細に述べるように、これらの受信した信号は、例えば、グリッド接続システム１００からの利用可能な発電容量に対する要求、電力使用体１２０の利用可能な発電容量に関する信号、及びグリッド接続システム１００の個々の構成部品からの信号が含まれている。ある実施例において、そして以下に詳細に述べるように、制御信号は、例えば、電力使用体１２０に発電を開始する要求、電力システム１３０に戻される電力に関する要求、又はグリッド接続システム１００の個々の部品による特定のアクションに関する要求が含まれている。
【００３３】
さらに図２に示されているように、電力使用体１２０は、エネルギー蓄積部１１０からエネルギーを受ける当該電力使用体１２０の能力に影響を及ぼすエリアに位置している。例えば、図２に示されているように、電力使用体１２０は、ガレージ１１８のような囲まれた領域に位置している。
ある実施例において、電力使用体１２０の位置は、トランスポンダ１１６によって感知される。
【００３４】
ある態様において、トランスポンダ１１６は、電力使用体１２０の位置に関する情報を提供するように構成されている。
ある態様において、トランスポンダ１１６は、電力使用体１２０の有無を検出して、その有無をグリッド接続システム制御装置に報告するようにしている。
当業者は、トランスポンダ１１６が少なくとも一つの圧力センサと、光学的認識部、又は少なくともひとつのＲＦＩＤ（電波による個体識別）チップ及び解読器のうち、一又はそれ以上を含む、様々なセンサ、通信装置、又は検知装置のうち、一又はそれ以上を含んでいるか又はそれ自体であるということを認識するであろう。当業者は、トランスポンダ１１６がここに開示された特定の実施例に限定されず、電力使用体１２０の有無を検出して報告するすべての要素或いは方法を幅広く含むということを認識するであろう。
【００３５】
電力使用体
グリッド接続システムの実施例は、ここに記載されたグリッド及びシステムを含む、電力グリッド及び／又はグリッド接続システムと相互に影響し合うことができるという電力使用体に関連する。
また一方では、電力使用体は、適切な使用体であって、限定されない実施例において、当該電力使用体は、一又はそれ以上の自動車、トラック、バン、オートバイ或いはバイク、キャンピングカー、ボート、航空機、トレーラー、トラクタ等を含んでいる。
このように、ある実施例は、以下、及び本説明のいずれかに記載され、変換され、又は工場で組み立てされた一又はそれ以上の機能性及び／又は構成要素を有する電力使用体に関連する。
ある実施例は、車両をＰＨＥＶに変換する変換キット、及び／又は、ここに記載されているような電力グリッドに接続可能な車両に関連する。
【００３６】
電力使用体１２０は、ある実施例において、グリッド接続システム１００と互いに影響するように構成されている。ある実施例において、電力使用体１２０は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車或いはエネルギーを使用し、及び／又は発生する任意の装置を含んでいる。
ある実施例において、グリッド接続システムと互いに影響し合うように構成された電力使用体１２０は、例えば、エネルギー発生機能、エネルギー蓄積機能、制御回路、少なくともひとつの制御装置、及び少なくともひとつのコネクタのうち、一又はそれ以上からなる。
【００３７】
エネルギー発生機能は、例えば、少なくともひとつの太陽電池と、少なくともひとつの風力タービンと、少なくともひとつの水力発電機と、少なくともひとつの内燃機関発電機、又はその他任意の発電手段のうち、一又はそれ以上を含む多種多様のエネルギー発生要素からなる。
【００３８】
上記のように、エネルギー蓄積機能は、例えば、少なくともひとつのバッテリー、少なくともひとつのコンデンサー、少なくともひとつのフライホイール、又はその他任意のエネルギー蓄積要素のうち、一又はそれ以上を含む多種多様な構成要素を含んでいる。
【００３９】
制御回路は、ある実施例において、制御装置を電力使用体１２０の個々の構成要素へ通信可能に接続している。制御回路は、例えば、センサ、アクチュエータ、スイッチ、並びにその他検出及び制御要素のうち、一又はそれ以上を含んでいる。
【００４０】
電力使用体１２０は、ある実施例において、制御装置を含んでいる。
制御装置は、例えば、ハードウェア及び／又は当該ハードウェア上で実行されるソフトウェアを含んでいる。
ある態様において、制御装置のハードウェアは、マイクロプロセッサー、データ記憶容量、及びその他公知の制御装置構成部品のうち、一又はそれ以上を含んでいる。
ある実施例において、前記ソフトウェアは、電力使用体１２０の構成要素、グリッド接続システム１００、及び／又は電力システム１３０からの信号を要求し、受信するように構成されている。
前記ソフトウェアはまた、受信した信号に応答して、電力使用体１２０の構成要素、グリッド接続システム１００、及び／又は電力システム１３０に制御信号を送信するように構成されている。
ある実施例において、そして以下に詳述するように、これらの受信信号は、例えば、グリッド接続システム１００からの利用可能な発電容量の要求、電力使用体１２０の構成要素の利用可能な発電容量に関連する信号、及びグリッド接続システム１００からの信号のうち、少なくともひとつを含んでいる。
ある実施例において、そしてまた以下に詳述するように、制御信号は、例えば、発電を開始するための電力使用体１２０のエネルギー発生要素に対する要求、又はグリッド接続システム１００からの電力使用体１２０の位置情報に対する要求を含んでいる。
すなわち、電力使用体１２０がグリッド接続システム１００に対して発電し送配電する実施例において、制御装置は、グリッド接続システム１００、又は、例えば、インバーター１０６のようなグリッド接続システム１００の構成要素の過負荷を防止するために、電力使用体１２０によって発電された電力量を調整することができる。
【００４１】
電力使用体１２０は、ある実施例において、さらに少なくともひとつのコネクタを含んでいる。
ある実施例において、コネクタは、例えば、ＳＡＥ規格Ｊ１７７２に準拠した、又はそれと同等のグリッド接続システム１００の接続ハードウェア１１２と結合可能な直流コネクタのような、電気コネクタからなる。
ある実施例において、コネクタはさらに通信ハードウェアからなる。ある実施例において、通信ハードウェアは、例えば、無線送受信ハードウェア、イーサネット（登録商標）技術及び配線、又はその他通信ハードウェアを含んでいる。
当業者は、コネクタがここに開示された特定の実施例又は機能に限定されないで、むしろ、上述したように、電力使用体１２０をグリッド接続システム１００に接続するために使用されるあらゆる技術を網羅することができることを認識するであろう。
【００４２】
ある特定の実施例において、ハイブリッド車若しくは電気自動車は、グリッド接続システム１００と共に使用するように構成されていてもよい。一の実施例では、例えば、車両はグリッド接続機能を備えていてもよい。
ある実施例において、車両は、適切な又は任意のエネルギー、有効エネルギー、容量、電圧及び最大線路亘長を有するバッテリーを備えている。
例えば、ある実施例において、車両は、１〜２００キロワット時（ｋＷｈ）のエネルギー、０.６ｋＷｈ〜１８０ｋＷｈ間の有効エネルギー、２アンペア時（Ａｈ）〜２００Ａｈ間の容量、及び直流１２Ｖ〜５００Ｖの範囲の電圧を有するバッテリーを備えている。
ある実施例において、車両は、例えば、１.３ｋＷｈのエネルギー、０.７８ｋＷｈの有効エネルギー又は全電荷の略６０％、６.５Ａｈの容量、直流２０１.６Ｖの電圧を有するバッテリーを備えると共に、略５マイルの線路亘長を備えている。
ある実施例において、車両は、６.１ｋＷｈのエネルギー、４.２７ｋＷｈの有効エネルギー又は全電荷の略７０％、３０Ａｈの容量、直流２０１.６Ｖの電圧を有するバッテリーを備えると共に、略２５マイルの線路亘長を備えている。
ある実施例において、車両は、１２ｋＷｈのエネルギー、８.５ｋＷｈの有効エネルギー又は全電荷の略７０％、５０Ａｈの容量、直流２０１.６Ｖの電圧を有するバッテリーを備えると共に、略４０マイルの線路亘長を備えている。
他の線路亘長は、例えば、約３マイル〜約２００マイル間の長さを含め、その間の任意の長さが意図されている。
ある実施例において、バッテリーは、充電可能に構成されている。ある実施例において、バッテリーは、例えば、最大、直流２４０Ｖ、及び１２０Ａまで充電可能に構成されている。
当業者は、広範な範囲と機能性を提供するために、エネルギー、有効エネルギー、電圧、充電の幅広い範囲が設定されていてもよいことと、本開示は上記の実施例に限定されないことを認識するであろう。
【００４３】
ある実施例において、車両は、容易に入手可能なバッテリーを備えている。
他の実施例において、車両は、任意のサイズ、重量、及び電力蓄積能力に設定されたバッテリーを備えている。ある態様において、バッテリーの電圧は、元の車両バッテリーの電圧に適合するように構成されている。一の実施例では、例えば、車両は、元の車両バッテリーのバッテリー特性に適合するように構成されたニッケル・水素畜電池を備えている。これらの特性には、例えば、バッテリー電圧が含まれていてもよい。意外にも、交換用バッテリーの電圧を元のバッテリーに適合させると、いくつかの車両システムの継続的使用が可能になり、交換を簡略化することができる。
【００４４】
変換された車両の実施例は、車載充電器を含んでいる。
当該充電器は様々な電気的入力を受け、様々な電気的出力を与えるように構成されている。一の実施例では、車両充電器は、例えば、交流９０Ｖから交流２００Ｖの範囲の入力を受けるように構成されている。
ある実施例において、充電器への入力電圧の変化量は、充電器の電力出力を変えることができる。ある実施例において、例えば、充電器は、０.１キロワット（ｋＷ）〜３ｋＷ間の出力を供給し、もっと具体的に言えば、充電器が交流１２０Ｖを供給されて０.１ｋＷ〜４ｋＷ間の電力を供給することができる場合、１ｋＷの電力を出力し、さらに具体的に言えば、充電器が交流２４０Ｖを供給される場合には、１.６ｋＷの電力を出力する。
ある実施例において、交流１２０Ｖで電力を受ける充電器は、例えば、略５時間で５Ａの充電をするように構成され、交流２４０Ｖで電力を受ける充電器は、例えば、略４〜５時間で６．８Ａの充電をするように構成されている。
当業者は、充電器が様々な入力を受け、様々な出力を作り出すことと、当該充電器が本開示の特定の実施例に限定されないことを認識するであろう。
【００４５】
グリッド接続システム１００と共に使用するように構成されたハイブリッド車の実施例は、車両発電機を含んでいる。
ある実施例において、車両発電機は、化学エネルギー、位置エネルギー、運動エネルギー、又はその他車両エネルギーのような車両エネルギーリソースを使用して発電するように構成されている。
ある実施例において、当該発電機は、内燃機関に機械的に接続され、それによって発電している。ある実施例において、発電機は、発電する電力量に幅を持たせて発電するように構成されている。
ある特定の実施例において、発電機は、例えば、１２５Ａ、２５ｋＷで発電するように構成されている。
さらなる実施例において、発電機は、内燃機関がアイドリング状態のとき、略１０ｋＷｈを発電するように構成されている。
さらなる実施例において、発電機は、１ガロンのガソリンで略１０ｋＷｈを発電するように構成されている。
当業者は本開示が発電機の特定の構成に限定されず、全ての公知の構成を包含することを認識するであろう。
【００４６】
さらなるいくつかの実施例において、このグリッド接続性能を有するための車両の変換は、ハイブリッド車をプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）に変換することを含んでいてもよく、当該ＰＨＥＶは、ここに記載されたグリッド接続機能を有するように構成されてもよい。ここに記載されたある実施例は、ハイブリッド車をＰＨＥＶに変換するためのキットに関する。
当該キットは、例えば、少なくともひとつのバッテリー、サスペンション構成要素、少なくともひとつの充電器、結合コネクタハードウェア、少なくともひとつの冷却ファン及び／又はバッテリー管理システムのうち、一又はそれ以上を含む、ここに記載された構成要素のいくつかを含んでいてもよい。
ある態様において、当該キットは、ここに記載された任意の構成要素、装置、ハードウェア、ソフトウェア等のいずれかを含んでおり、そして一方では列挙或いは記載された任意の構成要素、装置、ハードウェア、ソフトウェア等のいずれかは、とりわけ除外されてもよい。
【００４７】
ある実施例において、車両は、追加の変換部品を有するグリッド接続システム１００に係る使用に適するように変換されている。ある実施例において、これらの構成要素のうちのいくつか又は全ては、変換キットとしてまとめてもよい。これらの構成要素は、例えば、少なくともひとつのバッテリー、サスペンション構成要素、少なくともひとつの充電器、結合コネクタハードウェア、少なくともひとつの冷却ファン及び／又はバッテリー管理システムのうち、一又はそれ以上を含んでいる。
【００４８】
車両がグリッド接続システム１００に係る使用に適するように変換される実施例において、車両の純正バッテリーは、追加した蓄電容量によって補われたり又は置換されたりし、当該追加蓄電容量は、ある実施例において、後付のバッテリーからなる。
ある実施例において、当該後付バッテリーは、例えば、リチウム‐イオン、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）バッテリー等を含む、様々なサイズを有する様々なバッテリータイプからなる。
当業者は、本開示が具体的に開示されたバッテリータイプに限定されず、所望された機能性及び／又は出力を達成可能な任意のバッテリーをも含むことができることを認識するであろう。
【００４９】
ある実施例において、後付バッテリーは、車両の純正バッテリーの電圧出力に適合して、純正バッテリーの電流容量を増加させるように構成されている。当業者は、電圧出力を純正車両バッテリーの電圧出力に適合させながら、バッテリーの容量を増加させるために使用され得る様々な技術を認識するであろう。
一の実施例では、例えば、トヨタ自動車のプリウス（登録商標）に見られる純正の６.５Ａｈ、直流２０１.６Ｖのバッテリーは、３０Ａｈ、直流２０１.６Ｖのバッテリーに交換される。
交換バッテリーがニッケル水素バッテリーである実施例において、当該バッテリーは、要求された電圧及び電流を達成するため、直列に接続された１６８個の直流１.２Ｖのセルからなる。
意外にも、新しいバッテリーの電圧出力を純正バッテリーの電圧出力に適合することは、車両のいくつかの純正コンポーネントを使用可能にすることができ、それによって変換行程を大いに簡略化することができる。
【００５０】
変換キットはさらに、変換によって引き起こされる重量変化を打ち消すための交換サスペンション部品を含んでいる。
当業者は、車両に対して脱着自在の構成要素が、重心だけではなく車両全体の重量をも変えることを認識するであろう。これは走行性及び性能の変化を生じる。あるサスペンション部品の交換は、性能及び走行性の変化を最小にすることができる。例えば、重量物がバッテリーという形で車両の後部に取り付けられる実施例において、サスペンション部品は、硬いばね及び／又は高い減衰係数を有するショックアブソーバーを含んでいてもよい。
当業者は、重量及び重心の変化の車両に対する影響を打ち消すためにサスペンションに幅広い調整が行われ得ること、及び本開示は、特定のサスペンション構成に限定されないことを認識するであろう。
【００５１】
変換キットは、さらに結合コネクタハードウェアを含んでいる。
ある実施例において、結合コネクタハードウェアは、例えば、ＳＡＥ規格Ｊ１７７２に準拠したコネクタ又は同等の直流コネクタを嵌合することに適するように構成されたコンセント（例えば、バンパーに設けられたコンセント又は車両のその他の部分に設けられたコンセント）からなる。
他の実施例において、コネクタは、さらに通信ハードウェアからなる。通信ハードウェアは、例えば、無線送受信機ハードウェア、イーサネット（登録商標）技術及び配線、又はその他の通信ハードウェアを含んでいる。
当業者は、コネクタハードウェアが様々な構成要素からなると共に、車両の様々な位置に配置されることができること、そして、コネクタハードウェアの構成及び位置は、ここに開示された実施例に限定されないということを認識するであろう。
【００５２】
変換キットの実施例は、さらに冷却ファンを含んでいる。
ある実施例において、当該冷却ファンは、発熱するような使用中に、バッテリー又はその他の構成要素の上方にエア・フローを作るように構成されている。
即ち、当該冷却ファンは、例えば、充電作業中に、バッテリー又はその他の充電用構成要素の上方にエア・フローを作るように構成されている。
【００５３】
変換キットの実施例は、さらに、例えばハードウェア及び／又はソフトウェアを含み、例えば、車両統合管理体を含んでいる。
当該車両統合管理体は、例えば、変換ハードウェア構成要素及び変換ソフトウェア構成要素を含む変換構成要素を、車両のソフトウェアおよびハードウェア制御システムに統合するように構成されている。
ある実施例において、車両統合管理体は、一又はそれ以上のバッテリー、バッテリー管理システム、ハイブリッドエネルギー管理体、純正エンジン制御ユニット、及び電気自動車モータブースターのうち、いくつか又は全部と相互に作用するように構成されている。
ある実施例において、車両統合管理体は、例えば、バッテリー、相手先ブランド名製造（ＯＥＭ）によるエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、変換用バッテリー管理システム（ＢＭＳ）、表示装置、及びバッテリー用ファンのような他の車両の構成要素と通信するように構成され、かつ、ＯＥＭ構成要素と変換構成要素との間の通信を容易にするように構成されている。
ある実施例において、車両統合管理体は、バッテリーの充電状態及びバッテリーコンディションに係る信号を送受信するように、及び／又はバッテリー用ファンを制御するように構成されている。これらの信号に含まれる情報は、表示装置によって運転手に伝達される。
【００５４】
ある実施例において、電気自動車のモータパワーブースター、すなわちＥＶモータパワーブースターは、例えば、バッテリー出力を増大させるように構成されたソフトウェアからなる。ある実施例において、この増大された出力は、モータの性能を向上させ、ひいては車両の性能を向上させる。
ある実施例において、ＥＶモータパワーブースターは、それがバッテリー出力を増大することによって、バッテリーの出力の上限を越えるように構成されている。
ある実施例において、例えば、ＥＶモータパワーブースターは、５キロワット（ｋＷ）、１０ｋＷ、１５ｋＷ、２０ｋＷ、２５ｋＷ、５０ｋＷ、１００ｋＷ又はその他任意のバッテリー出力ができるように構成されている。
ある実施例において、これはフルパワー電気自動車モードを作ることができ、例えば、６０マイル毎時（ｍｐｈ）までの運転、８０ｍｐｈまでの運転、１００ｍｐｈまでの運転、１２０ｍｐｈまでの運転又はその他任意の速度まで含む、幅広い速度域で自動車を動作させる。
【００５５】
変換キットの実施例は、バッテリー効率オプティマイザーを含んでいる。
ある実施例において、バッテリー効率オプティマイザー（ＢＥＯ）は、走行距離及び道路情報に基づいて、バッテリーエネルギーを最適化するように構成されたハードウェア及びソフトウェアからなる。
このように、ある実施例において、ＢＥＯは、例えば、道路条件、道路の傾斜及びその他任意のファクタのような地理的地勢、及び、例えば、予想交通量、予想運転速度、構成、予想停止サイン及び／又は停止信号機、のような運行的地勢、並びにバッテリー効率を最大化するためにバッテリー管理を最適化するその他任意のファクタを評価するように構成されている。
したがって、ある実施例において、当該異なるファクタは、任意の走行距離に関連して、走行の特定部分にかかる推定電力使用量を決定するために使用される。当該推定電力使用量は、車両電源の充足性を評価するため、及び電力使用量を調整するための計画を形成するために使用される。
例えば、速度は地勢、交通量等に応じて増減されるようにしてもよい。また、例えば、バッテリー使用量は、地形及び条件のタイプ（例えば、上り勾配、下り勾配、交通渋滞等）に基づいて増減されるようにしてもよい。
したがって、ある実施例において、実際の電力の利用可能性及び実際の電力使用量は、推定電力使用量に影響される。このような実際の電力の利用可能性及び電力使用量は、バッテリーの使用効率を向上させることについて影響を及ぼす。
【００５６】
変換キットの実施例は、さらに、例えば、バッテリー管理システムを備えている。
ある実施例において、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）を含む純正車両コンピュータ、又は純正バッテリー管理システムと通信する。ある実施例において、変換用ＢＭＳは、純正ＥＣＵ又はＢＭＳを統合している。当該実施例において、変換用ＢＭＳは、例えば、バッテリーの充電状態に関する情報を純正ＢＭＳに提供することができる。
【００５７】
ＢＭＳは、ある実施例において、パックレベルでバッテリーの充放電を制御している。他の実施例において、ＢＭＳはセルレベルでバッテリーの充放電を制御している。
ある態様において、ＢＭＳはバッテリーの充放電の間、各セルにおいて等しい充電レベルを維持している。
ある実施例において、ＢＭＳは、例えば、直流±５Ｖ、直流±０.１Ｖ或いは直流±０.０７Ｖのような、直流±０．０１Ｖ〜直流±５Ｖ間の充電等価性を維持している。他の実施例において、ＢＭＳは、±５％、±１％或いは±０.０５％のような、±０.０１％〜±５％間の充電等価性を維持している。
セルレベルでのバッテリー制御は、各セルにおいて均一の充電と各セルからの均一な放電を維持することを支援している。意外にも、セルレベルでのバッテリー制御は、バッテリー全体の容量を増加させるだけではなく、バッテリーの寿命を大いに伸ばすことができる。
【００５８】
ＢＭＳは、さらにユーザーインターフェース表示装置を介して運転手と通信する。
ある実施例において、ユーザーインターフェース表示装置は、運転手が車両の運転中に視認できるように構成されている。ある実施例において、ユーザーインターフェース表示装置は、特徴的な入力手段及び／又は出力手段を有し、特徴的な入力手段は、運転手が選択的な入力操作をするように構成されている。ユーザーインターフェース表示装置は、さらに情報を表示することができ、ユーザー入力をすることができるタッチスクリーンを備えている。
【００５９】
ある実施例において、ユーザーインターフェース表示装置は、車両の運転モードと走行時間に関係する情報を表示する。ユーザーインターフェース表示装置は、さらに、例えば、現在の車両性能、直近の充電から走行距離、総マイル数、車両の故障又はバッテリーの現在の状況に関する情報を表示する。ユーザーインターフェース表示装置の考え得るいくつかの実施例は、図３Ａ乃至図３Ｅに示されている。ある実施例において、インターフェース情報は、例えば二、三例示すると、携帯型コンピュータ、ラップトップコンピュータ、及びｉＰａｄ（登録商標）又は類似の装置、デスクトップコンピュータ、携帯電話機等といった外部コンピューティングシステム上で視認される。ある実施例において、これらの装置は、有線、無線又はその他の接続手段を介してインターフェース情報を受信している。
【００６０】
ある実施例において、変換キットは、既存の車両制御機能を拡充するように構成されたハードウェア及びソフトウェアを含んでいる。
ある実施例において、変換キットのハードウェア及びソフトウェアは、例えば、既存のＯＥＭコンソール制御パネルを介して追加の機能を提供するように構成されている。当該拡充機能は、例えば、車両の異なる運転モード、走行情報又はその他の運転情報のような、車両運転の異なる態様に関連する情報を要求して受信することを含んでいる。ある実施例において、拡充機能は、例えば、グリッド接続、ハイブリッド、電気自動車、プラグインハイブリッド車及び／又はその他の運転モードのような、車両運転モードに関係している。ある実施例において、拡充機能は、例えば、長距離、中距離、近距離又はその他任意の走行距離に関連している。ある実施例において、拡充機能は、例えば、バッテリーの充電状態のような、バッテリーの状態に関連している。
【００６１】
図３Ａは、ユーザーインターフェース表示装置３００の考え得る出力の一例を示している。
図３Ａに示されているように、ユーザーインターフェース表示装置３００は、ディスプレイの下部に位置し、ユーザーが表示機能を選択することができるというタッチエリア３０２，３０４，３０６、及び３０８を含んでいる。図３Ａに示されているように、タッチエリア３０２は、運転手がメニュー機能を選択するようにし、タッチエリア３０４は、運転手がＰＨＥＶモードを選択することができるようにし、タッチエリア３０６は、運転手が総マイル数に関する機能を選択するようにし、タッチエリア３０８は、運転手がバッテリーに関する機能を選択することができるようにしている。
ディスプレイの下部に位置するタッチエリア３０２〜３０８に加えて、図３Ａは、さらにタッチエリアが、ＰＨＥＶモード表示３０４列内に配されているハイブリッドモード３１０、ＰＨＥＶモード３１２及びＥＶモード３１４を示す。また図３Ａは、タッチエリアが、総マイル数表示３０６列内に配されている短距離３１６、中距離３１８及び長距離３２０を示す。図示されたタッチエリアは、考え得るタッチエリアの単なる一例であり、もっと多く又はもっと少数の領域が任意の組み合わせで利用することができるということに留意されるべきである。
ある態様において、例えば、ひとつのタッチエリアがここに記載された二以上のタッチエリアの機能を有するように、図示された２つ以上の領域が組み合わされてもよい。また、領域が任意の所定位置に現れるように、領域の位置は変更されてもよい。
【００６２】
図３Ｂはユーザーインターフェース表示装置の考え得る出力の第２例を示している。
図３Ｂは、図３Ａに示されたのと同様に、ユーザーインターフェース表示装置の下部に位置しているタッチエリア３０２乃至３０８を示している。また図３Ｂは、直近の充電からの走行距離３２２、ガソリンに対する電源の相対的エネルギーに関する情報３２４、回生ブレーキから回収したエネルギー量３２６、ハイブリッド車運転モード対ＰＨＥＶ車動作モードによる仕事比較３２８を示している。
図示された出力は出力例であり、図示された任意の項目を除外すること及び／又は追加項目を含むように修正されてもよい。
【００６３】
図３Ｃは、ユーザーインターフェース表示装置の考え得る出力のさらなる例を示している。
図３Ｃは、図３Ａに示されたのと同様に、ユーザーインターフェース表示装置の下部に位置しているタッチエリア３０２乃至３０８を示している。図３Ｃは、さらに、化石燃料の単位あたりの移動距離に関する情報３３０、電気の単位あたりの移動距離に関する情報３３２を表示する。図３Ｃは、加えて、最近の移動距離に関する情報３３４、現在の燃料タンクでの移動距離３３６と、トリップＡにおける移動距離３３８、トリップＢにおける移動距離３４０に関する情報をユーザーが容易に選択できるようにタッチエリア３３４〜３４０を表示している。
図示された出力は出力例であり、図示された任意の項目を除外すること、及び／又は追加項目及び／又は追加タッチエリアを含むように修正されてもよい。
【００６４】
図３Ｄは、ユーザーインターフェース表示装置の考え得る出力のさらなる例を示している。
図３Ｄは、図３Ａに示されたのと同様に、ユーザーインターフェース表示装置の下部に位置しているタッチエリア３０２乃至３０８を示している。図３Ｄは、さらに、診断に用いるトラブルコード（ＤＴＣ）に関する情報を表示する。図３Ｄは、登録されたＤＴＣコードをクリアするための「すべてクリア」のラベルが付されたタッチエリア３４２と、ＤＴＣコードに係るシステムを再チェックするための「リフレッシュ」のラベルが付されたタッチエリア３４４を含む。図３Ｄは、加えて、各検出されたＤＴＣに係るタッチエリアを有し、ユーザーインターフェース表示装置３００の左側に配された、垂直に伸びるＤＴＣリストエリア３４６を含む。
ＤＴＣリストエリアにおける個々のＤＴＣを選択することは、いくつかの実施例において、エラー表示エリア３４８において選択されたＤＴＣに関連する情報を表示するという結果を導くことができる。
図示された出力は一例であり、図示された任意の項目及びタッチエリアを、除外するように及び／或いは追加項目及び／或いは追加タッチエリアを含むように修正されてもよい。
【００６５】
図３Ｅは、ユーザーインターフェース表示装置３００の考え得る付加的出力の例を示している。
図３Ｅは、図３Ａに示されたのと同様に、ユーザーインターフェース表示装置の下部に位置しているタッチエリア３０２乃至３０８を示している。図３Ｅは、さらに電気領域３５０における電力システムの性能に関する情報と内燃機関（ＩＣＥ）領域３５２におけるＩＣＥシステムの性能に関する情報を表示する。
表示される情報は、バッテリーの充電及び温度に関する出力を含んでいる。表示される情報は、さらにＩＣＥの発電、温度、燃料の残量に関する情報を含んでいる。
図示された出力は一例であり、図示された任意の項目及びタッチエリアを、除外し及び／又は追加項目及び／或いは追加タッチエリアを含むように修正されてもよい。
【００６６】
車両が運転される実施例において、車両システムは、車両の始動と共に電力供給を受ける。
車両がまだグリッド接続システムに接続されている場合には、車両が始動しないように構成され、ある実施例において、エラーメッセージがユーザーインターフェース表示措置に表示される。
車両を始動させたとき、運転手は、ある実施例において、例えば、工場モード（例えば、ハイブリッド要素モード）、ＰＨＥＶモード、又は純電気自動車モードを含む可能な車両運転モード間で選択することができる。
【００６７】
工場モード（例えば、ハイブリッド要素モード）は、車両のオリジナル運転モードである。例えば、当該工場モードは、ガソリンと電気の組合せであり、電気システムからのみならず内燃機関システムによって生成された推進力を利用することができる。
【００６８】
ある実施例において、前記ＰＨＥＶモードは、追加電力が要求されない限り、任意の速度において電気による推進力のみを通常使用するように構成されている。ある実施例において、ＰＨＥＶモードは、追加電力が要求されない限り、例えば、７２ｍｐｈのような、ある指定速度未満の任意の速度において電気による推進力のみを通常使用するように構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶは、例えば、ハイブリッドエネルギー管理体（ＨＥＭ）又は車両のモータを制御するＥＶモータパワーブースターのような既存のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と共に使用するために構成されている。他の実施例において、ＰＨＥＶは、純正ＥＣＵと共に使用するために構成されている。ある実施例において、ＰＨＥＶは、例えば、ＨＥＭ及びＥＶモータパワーブースターのように複合的な既存のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と共に使用するために構成されている。
ある実施例において、ＢＭＳは、利用可能なバッテリー電力及び利用可能な単位時間当たりの電力に関する情報をエンジン制御ユニットに提供する。ある実施例において、エンジン制御ユニットは、利用可能な電力に関する当該情報を踏まえて、ハイブリッドモータのみならず電気モータを制御している。
このように、変換用ＢＭＳが所望の車両性能に必要とされるよりも少ない電力を供給する態様において、変換用ＨＥＭは、電気モータを補うための電力を供給するようにハイブリッドモータへ信号を送っている。
すなわち、所望された電力要求が、例えば、急加速中又は険しい上り勾配を走行中のような閾値を越えたとき、追加電力が要求されてもよい。
ＰＨＥＶモードのある態様において、追加電力は内燃機関によって供給される。例えば、ＰＨＥＶモードでの走行は、飛躍的に車両の総マイル数を増加させる。ある実施例において、総マイル数は、燃料１ガロン当たり略２００、１５０、又は１００マイルに近づけることができる。
ある実施例において、車両のバッテリーが所定の閾値未満に低下したとき、ＰＨＥＶモードは、ハイブリッドモードに移行する。
【００６９】
ＰＨＥＶモードの付加的な実施例において、運転手は、走行時間に応じて「短時間」、「中間時間」又は「長時間」を選択することによって車両の性能を最大にすることができる。ある実施例において、異なる走行時間は、バッテリーの放電率を変更することができる。
このように、「短時間」モードにおいて、変換用ＢＭＳモードの実施例は、バッテリーが例えば、４０％充電、２０％充電、１０％充電又は５％充電のような最小閾値に達するまで、無制限で単位時間当たりの電力の使用をさせている。ある実施例において、「中間時間」或いは「長時間」を選択すると、ＢＭＳは単位時間当たりの電力の利用可能性に制限をかけることができ、その結果、使用中のバッテリー電力の利用時間を延ばすことができる。このように、一の実施例では、バッテリー放電率は、「短時間」及び「中間時間」の走行に係る設定よりも「長時間」走行に係る設定における方をゆっくりにしている。
【００７０】
ある実施例において、車両走行が終了した後にバッテリーを放電するための構成要素を提供することによって、バッテリーの放電は、さらに促進される。
ある実施例において、少なくともひとつの抵抗、少なくともひとつのモータ、又は少なくともひとつの他のバッテリーに電力を供給することによってバッテリーは放電される。
ある実施例において、バッテリーは、例えば、放電レベルが略６０％、略７７％、略９０％、略９９％、又は略１００％のような、目標放電レベルまで放電される。ある実施例において、バッテリーは５０％〜１００％の間で任意の放電レベルまで放電されてもよい。すなわち、ある実施例では、バッテリーは、略１％〜４０％充電状態、又はある実施例において、例えば、略２３％充電状態まで放電される。
さらにある実施例において、バッテリーの充電レベルが、例えば、８０％充電〜４０％充電間の閾値以下、又はある実施例において、８０％充電、６０％充電、又は４０％充電の閾値以下にあるとき、バッテリーが例えば放電される。
一の実施例では、６０％充電以下のバッテリーは、略２３％充電まで放電される。
他の実施例では、車両は、走行が終了したとき、バッテリーの残留電力をグリッド接続システムへ放電するように構成されている。
【００７１】
即ち、一の実施例では、純電気自動車の放電率は、例えば、平坦な道路、二人乗車、向かい風がほとんど無い又は無風の条件における走行に基づいている。別の態様において、電気自動車の放電率は、例えば、走行速度に基づいていてもよい。
当業者は、放電率が任意の放電率のみならずエンジンサイズ、車両重量、及び車両の空力学的要素のような様々な要素に基づいていることを認識するであろう。
このように、ある実施例において、１ｍｐｈ〜９５ｍｐｈ間の速度で走行中の車両は、１マイルあたり略１０Ｗｈ〜２ｋＷｈ間の充電率を有している。
このように、車両が１０マイル毎時（ｍｐｈ）で走行するという一の実施例では、純電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり１８０Ｗｈ、２０Ａである。
車両が２０ｍｐｈで走行する一の実施例では、純電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり２００Ｗｈ、３０Ａである。
車両が３０ｍｐｈで走行する一の実施例では、電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり２３０Ｗｈ、４０Ａである。
車両が４０ｍｐｈで走行する一の実施例では、電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり２５０Ｗｈ、６０Ａである。
車両が５０ｍｐｈで走行する一の実施例では、電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり３００Ｗｈ、８０Ａである。
車両が６０ｍｐｈで走行する一の実施例では、電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり３５０ｗｈ、１００Ａである。
車両が７０ｍｐｈで走行する一の実施例では、電気自動車の放電率は、例えば、１マイルあたり４２５Ｗｈ、１２０Ａである。
【００７２】
意外にも、１回の走行で予測される走行の時間と相互関係を示す異なるモードの使用は、ある実施例において、頻繁にバッテリーの完全な充放電サイクルを果たすことにより、バッテリーの有効容量を増加させ、バッテリーの寿命を延ばすことができる。
さらに、予測される短めの走行時間に対する電力利用可能性の相関関係は、例えば、各走行でのバッテリー電力の利用を増加させることによって、車両の走行マイル距離を増加させることができる。
【００７３】
ある実施例において、追加電力が要求されない限り、純ＥＶモードは、電気的推進力のみを通常使用するように構成されている。上述したように、このモードでは、ＢＭＳは、エンジン制御ユニットに、利用可能なバッテリー出力及び単位時間当たりの利用可能な電力に関する情報を提供している。ある実施例において、エンジン制御ユニットは、利用可能な電力に関連する情報を踏まえて、内燃機関のみならず電気モータを制御している。このように、変換用ＢＭＳが所望の車両性能に必要とされるよりも少ない電力を提供する態様において、変換用ＨＥＭは、電気モータを補うための電力を供給するようにハイブリッドモータへ信号を送っている。
すなわち、所望の電力要求が、例えば、急加速中又は険しい上り勾配を走行中のような、ある閾値を越えたとき、追加電力が要求されてもよい。例えば、短距離、中間距離、長距離のようなＰＨＥＶモードとは対照的に、ある態様において、変換用ＨＥＭは、例えば５０ｍｐｈ〜８０ｍｐｈ、好ましくは約７２ｍｐｈのような所定速度以下の任意の速度で、電気だけで推進するように構成されている。
純ＥＶモードは、ある実施例において、速度を制限するように構成されている。さらに、上述したように、ＰＨＥＶモードの選択及び予定走行時間の選択は、ある態様において、変換用ＢＭＳがバッテリー電力処理を設定する率を変更することができる。
当業者は、本開示が具体的な上記の走行時間又は車両運転モードに限定されるものではないということを認識するであろう。
【００７４】
意外にも、上記又は他の部分に記載した制御システムは、車両において使用されるバッテリーの利用可能な蓄電容量を著しく増加させる。ある実施例において、当該増加は、２倍以上の有効蓄電容量を呈する。
【００７５】
元の車両構成要素のみならず上記の車両構成要素は、ある実施例において、車両の運転中、相互に作用している。さらに、ある実施例において、車両構成要素は、グリッド接続システムの構成要素と相互に作用している。図４及び図４Ａは、車両及びグリッド接続システムの構成要素の相互作用を示している。図４及び図４Ａに示されているように、車両の構成要素とグリッド接続システムの構成要素との相互作用の詳細は、特定の車両構成要素と特定のグリッド接続システム構成要素に基づいて変化している。
図４は特に、グリッド接続システムがどのように、例えば、第２代目トヨタプリウス（登録商標）のようなハイブリッド車の構成要素と相互に作用するかということの一例を示している。
図４Ａは特に、グリッド接続システムがどのように、例えば、第３代目トヨタプリウス（登録商標）のような第２ハイブリッド車の構成要素と相互に作用するかということの一例を示している。
図４を参照すると、ブロック４００は、純正の車両ＥＣＵ及びＢＭＳを示している。ある実施例において、純正のＥＣＵ及びＢＭＳは、車両統合管理体４０１に接続されている。車両統合管理体４０１は、上述したように、例えば、ソフトウェアとハードウェアの構成要素の統合を促進するように構成されている。ある実施例及び図４に示すように、車両統合管理体は、プリウスの車両統合管理体からなる。
【００７６】
ある実施例において、車両統合管理体４０１は、ブロック４０２で示されているように、変換用ＢＭＳに接続されている。ある実施例において、当該接続は、バッテリーの充電又はバッテリーの温度のようなバッテリーのコンディションに関する情報を、純正ＥＣＵ及びＢＭＳに提供することができるようにしている。さらに、純正ＥＣＵ及びＢＭＳを相互に作用させることによって、車両の中心的機能の性能が、オリジナルコンディションの下で機能する純正機器によって実行されている。
さらに図４に示されているように、純正ＥＣＵ及びＢＭＳは、また車両バッテリー４０４と接続されている。
車両は、図示されたブロック／システム４００及び４０２の機能の一又はそれ以上を有する工場出荷時のＢＭＳ及び／又はＥＣＵを備えて構成されるであろうということが意図されているということに留意すべきである。このような場合には、ブロック／システム４００及び４０２は、単一のブロック又はシステムにまとめられてもよい。同様に、ここに記載された機能及びシステムが標準又は工場出荷時の初期設定（オリジナル）である場合には、一又はそれ以上のシステム／ブロックはまとめられてもよい。
【００７７】
さらに図４に示されているように、車両統合管理体４０１は、例えば、車載バッテリー充電器４０６とＥＶモータパワーブースター４１５とに接続されている。さらに図４に示されているように、変換用ＢＭＳ４０２は、例えば、バッテリー４０４、車載バッテリー充電器４０６、既存のファン４０８、バッテリー効率オプティマイザー４０９、ユーザーインターフェース表示装置４１０、及びグリッド接続通信及び管理システム４１２に接続されている。
ある実施例において、変換用ＢＭＳは、さらにハイブリッドエネルギー管理体４１４、車両用ハイブリッドＥＣＵ４１６、及びエンジンＥＣＵ４１８に接続されている。
【００７８】
ある実施例において、グリッド接続通信及び管理システム４１２は、電力システムから電力を入力し、かつ、電力システムへ電力を出力するために、グリッド接続システム、電力システム及び車両システムと通信可能に相互に作用している。
ある態様において、グリッド接続システム制御装置は、要求された電力を電力システムへ出力する一方で車両の燃料消費を最適化するために、車両及び電力システムと通信している。ある実施例において、グリッド接続システム制御装置は、スマートメーターを介して電力システム管理手段と通信を行うように構成されている。ある態様において、グリッド接続システム制御装置は、さらに、例えば、車両位置のような利用可能な車両の電力リソースに係る要素に関連する情報と、例えば、必要とされる電力量（キロワット時（ｋＷｈ））及び必要とされる電圧のような電力需要に関連する情報とを送受信するように構成されている。ある態様において、グリッド接続システム制御装置は、電力需要を車両に伝達するように構成されている。
ある実施例において、当該電力需要は、例えば、電力システム、ユーザーシステム、又はその他の電力消費体から生じるようにしてもよい。
【００７９】
動作において、変換用ＢＭＳ４０２は、接続されている各構成要素の状態に関連する信号を送受信することができる。ある実施例において、例えば、変換用ＢＭＳは、充電状態、利用可能な電力、又は温度に関連するバッテリーからの情報を要求する。例えば、バッテリー温度がある閾値を超えるときのような実施例において、変換用ＢＭＳは、バッテリーを冷却するためのエア・フローを作るためにファンの動作を要求することができる。ある実施例において、ファンは、変換用ＢＭＳと通信可能に接続している。変換用ＢＭＳがバッテリー温度をモニターしているとき、計測されたバッテリー温度を踏まえて、当該変換用ＢＭＳは、ファンを制御している。
このように、一の実施例では、バッテリー温度が、例えば、略華氏１３０度、華氏１２２度、華氏１１３度、華氏１１０度、華氏９３度、華氏７８度或いは華氏５０度を超えたとき、例えば、ファンは作動される。
ある実施例において、変換用ＢＭＳは、回転速度が可変となるようにファンを働かせるようにしており、当該ファンは、バッテリーの温度が少なくとも約華氏４０度、５０度、より好ましくは約７８度（又はこの間の任意の温度）に達したとき、低速で回転動作が始まり、すべてのバッテリー温度が約華氏７５度、８０度、８５度を超え、より好ましくは約華氏９３度又はそれ以上（又はこの間の任意の温度）を超えたとき、ファンが高速回転するようにしている。
ある実施例において、変換用ＢＭＳは、指定された温度になったとき、充電を停止させるか及び／又はアラームを信号で送るように構成されている。
このように、例えば、バッテリーのセルの劣化が華氏１１３度で始まり、例えば、華氏１２２度を超える温度で当該セルの重大な損傷が生じるようなバッテリーの実施例では、変換用ＢＭＳは、例えば、華氏１１０度又はそれよりも低い任意の温度で、充電を停止すること及び警告音を鳴らすことを要求するように構成されている。
【００８０】
例えば、車両の動作中のような他の態様において、もしバッテリーレベルが、例えば、３０％、２５％、２３％、１０％、５％又は１％のような所定の充電状態以下まで低下した場合、変換用ＢＭＳは、純正ＢＭＳに低バッテリー電力の信号を送り、当該純正ＢＭＳは、ある構成において、車両の運転モードを、電気から内燃機関の使用を含むハイブリッド運転に切り替える。
【００８１】
同様に、ある実施例において、変換用ＢＭＳ４０２は、多数の情報源から情報を受信し、その後受信した多数の信号を踏まえて、制御要求を形成している。
例えば、一の実施例では、変換用ＢＭＳは、所望の運転モード及び所望の走行距離に関するユーザーインターフェース表示装置からの情報を受信している。
次に、変換用ＢＭＳは、バッテリーの現在のコンディションに関する情報を要求する。ユーザーインターフェース表示装置及びバッテリーから受信した情報を用いて、当該ＢＭＳは、あらかじめ設定された基準に従って、車両運転モードを選択している。
例えば、運転手が長距離走行及びＥＶモードの運転を入力した場合、当該ＢＭＳは、バッテリーコンディションがそのような走行要求に対して十分であるか決定している。
例えば、一の実施例では、ユーザーは、ＰＨＥＶ運転モードを要求すると共に長距離走行を選択してもよい。当該ＢＭＳは、例えば、バッテリーの充電状態を決めるために問い合わせ（クエリ）ている。
当該充電状態が、例えば、約１０％〜３０％、好ましくは約２３％以下である実施例では、変換用ＢＭＳは、長距離走行向けに構成されたＰＨＥＶ運転モードでの運転に関するユーザーの要求を否定し、ハイブリッドモードでの車両の運転の信号を送っている。
対照的に、充電状態が、例えば、約１０％〜３０％、好ましくは約２３％を越える他の実施例では、変換用ＢＭＳは、バッテリーの充電状態が例えば２３％未満のようにとても低くなるまで、純ＥＶ、長距離走行モードでのＰＨＥＶの運転の信号を送っている。
【００８２】
同様に、当該ＢＭＳは、グリッド接続通信及び管理システム４１２と通信している。ある実施例において、グリッド接続通信及び管理システム４１２は、変換用ＢＭＳ４０２から車両充電要求を受信している。
グリッド接続通信及び管理システム４１２は、例えば、充電に係る電力の利用可能性を変換用ＢＭＳ４０２に伝送している。この信号に応答して、充電に係る電力が利用可能か、又は電力が利用可能になることを待っている実施例において、変換用ＢＭＳは、充電の準備をしている。
充電に係る電力が利用できる場合には、変換用ＢＭＳは、例えば、充電器からの充電を要求すると共に、充電中に電気部品の冷却を補助するためのファンの作動を要求する。
【００８３】
図４Ａは、グリッド接続システムが、例えば、第三代目トヨタプリウスのようなハイブリッド車の構成要素と相互に作用し合う方法を示す一実施例を示している。図４Ａは、純正車両用ＥＣＵ及びＢＭＳ４００Ａ、車両統合管理体４０１Ａ、変換用ＢＭＳ４０２Ａ、車両バッテリー４０４Ａ、車載バッテリー充電器４０６Ａ、ＥＶモータパワーブースター４１５Ａ、既存のファン４０８Ａ、バッテリー効率オプティマイザー４０９Ａ、ユーザーインターフェース表示装置４１０Ａ、グリッド接続通信及び管理システム４１２Ａ、ハイブリッドエネルギー管理体４１４Ａ、車両ハイブリッドＥＣＵ４１６Ａ及びエンジンＥＣＵ４１８Ａを示している。
ある実施例において、前記グリッド接続通信及び管理システム４１２Ａは、ユーザーと情報を授受するように構成された別個の新規表示装置からなるようにしている。ある実施例において、グリッド接続通信及び管理システム４１２Ａは、例えば、ＯＥＭ表示装置のようなプレインストールされた車両構成要素で機能性が拡張するように構成されたソフトウェアからなる。
【００８４】
ある実施例において、ＰＨＥＶは、異なる車両の構成要素の性能を追跡するためのデータ追跡及び記録の特性を備えるように構成されている。ある実施例において、変換用ＢＭＳは、例えば、バッテリーの電力需要、電力利用可能性、充電状態における変化及びバッテリー温度のようなバッテリーの性能に関連するデータを追跡するように構成されている。
当業者は、他の多種多様なバッテリー変数が追跡され且つ記録され得ることを認識するであろう。
【００８５】
ある態様において、バッテリーの性能は、検査ソフトウェア又は検査機器を使って検査又は確認される。ある態様において、当該検査は、変換用ＢＭＳから電力を要求して、当該電力要求を踏まえたバッテリー性能を評価することによって行われる。ある実施例において、変換用ＢＭＳからの電力要求は、通常の車両運転から選んだ電力要求と適合するように構成されている。
このように、一の態様では、車両の運転中に生じるＢＭＳ電力要求は、例えば、記録され、検査中に利用される。
ある態様において、バッテリーの使用及び車両によって追跡されたバッテリーパラメータは、例えば、検査方法で利用されている。そのような実施例において、電力は車両運転中に要求されるのと同じ方法でバッテリーから要求される。
【００８６】
検査手順のさらなる態様において、検査中にバッテリーから抽出された電力は、抵抗型ヒータ、モータ又はその他の技術を介して消費されている。さらに、ある実施例において、検査中にバッテリーから抽出された電力は、グリッド接続システムを介して電力システムに供給されている。
【００８７】
当業者は多種多様のバッテリー検査技術、検査機器、検査手順が使用されてもよいこと、及び本開示は上記の概括された実施例に限定されないことを認識するであろう。
【００８８】
システム統合
ある実施例において、十分な電力が電力システムから利用可能である場合、車両内のエネルギー蓄積部品に充電するため、又は、例えば、グリッド電力不足が検出されたとき、余剰若しくは発電した電力をグリッドに供給するため、グリッド接続のために構成された車両及びグリッド接続システムは、協働して電力システムと相互に作用している。
【００８９】
意外にも、充放電中に得られるバッテリーの充電状態を含む、完全なバッテリーサイクルを制御することは、バッテリーの寿命と性能を増加させる。ある実施例において、バッテリーサイクルの制御は、例えば、バッテリー寿命を略３０％から５０％増加させることができる。さらなる実施例において、バッテリーサイクルの制御は、例えば、バッテリー性能を略３０％から５０％増加させることができる。バッテリーサイクルの一の実施例では、通常のサイクル及びディープサイクルによって充放電するようにしている。
ある実施例において、通常のバッテリーサイクルは、例えば、バッテリーを９０％充電状態まで充電することを含んでいる。さらなる実施例において、通常のバッテリーサイクルは、例えば、１０％〜３０％、好ましくは約２３％の充電状態まで放電することを含んでいる。
すなわち、トヨタプリウスにおける使用のために構成されたバッテリーにおいて、通常のバッテリーサイクルの一の実施例は、バッテリーを９０％充電状態、直流２４０Ｖで３０Ａｈの容量まで充電すること、及び、２３％充電状態、直流１９５Ｖで６.９Ａｈの容量まで放電することからなる。
【００９０】
さらなる実施例において、変換用ＢＭＳは、例えば、時々ディープサイクルでバッテリーを充放電するように構成されている。
一の実施例では、変換用ＢＭＳは、例えば、１か月に１回、又は通常バッテリーサイクルの２０周期毎に１回、ディープサイクルによってバッテリーを充放電するように構成されている。
一の実施例では、変換用ＢＭＳは、例えば、１０周期〜５０周期、好ましくは２０周期毎に１回、略３％〜１０％、好ましくは約５％充電状態までバッテリーを放電するように構成されている。
すなわち、トヨタプリウスにおける使用のために構成されたバッテリーにおいて、ディープサイクルの一実施例は、セルあたり直流１００.８Ｖ或いは略直流１００.６Ｖで、３％〜１０％、好ましくは約５％充電状態までバッテリーを放電することを含んでいる。
【００９１】
ある実施例において、図２に示されているように、車両はグリッド接続システムに接続されている。ある実施例において、変換用ＢＭＳは、例えば、一又はそれ以上のイーサネット（登録商標）、無線、又はその他の通信技術によって、グリッド接続システムの構成要素と通信している。
変換用ＢＭＳは、例えば、車両のバッテリーの充電状態、及び／又は充電が必要であるかどうかを通信している。グリッド接続システムに接続された車両の他の構成において、グリッド接続システムは、充電することを初期設定にするようにしている。車両が充電を要求するか又はグリッド接続システムが充電することを初期設定にする実施例において、グリッド接続システム制御装置は、現在の電気利用可能性に関する情報を要求している。
グリッド接続システムのさらなるいくつかの実施例において、グリッド接続システムは、電力ユニット当たりの価格、電源、及び／又は現在の家庭電力消費の要求のうち、一又はそれ以上を含む利用可能な電力に関するさらなる情報を要求している。
電力供給に関する情報を受信すると、グリッド接続制御装置の実施例は、受信した情報を、例えば、予想される電力価格ポイント、現システムの発電容量、及び／或いは現在の電力消費量のような所定基準と比較する。
ある実施例において、当該所定基準との比較は、例えば、充電することに対する是認、充電することに対する否認、又は充電することに対する暫定的な是認を示している。
このように、一の実施例では、例えば、電力価格が比較的低いということ、現在の消費電力が低いということ、及び／又は余剰電力がシステム内で現在発電され、若しくは発電され得るということを情報が示しているときに、充電することが是認されるようにしてもよい。
同様に、例えば、電力価格が比較的高いということ、消費電力が高いということ、及び／又は電力需要がシステム内の発電によって満たされていないということを情報が示しているときに、充電することが拒否されてもよい。
このように、充電基準が満たされている状況では、グリッド接続制御装置の実施例は、充電を要求している。同様に、充電基準が満たされない状況では、グリッド接続制御装置の実施例は、充電しないことをを要求している。
暫定的に充電基準が満たされている状況では、グリッド接続制御装置の実施例は、充電の許可を与えるか又は拒否する前に、変換用ＢＭＳ若しくは電力システムから追加情報を要求している。
充電に係る許可が拒否される場合、グリッド接続システムは、条件が充電基準を満たし、充電が始まるまで、又は車両が当該グリッド接続システムから切り離されるまで待機する。
【００９２】
本段落及び以下の段落に「変換用」ＢＭＳが言及されているけれども、車両に対するシステム又は工場について標準となるＢＭＳもまた考慮されるべきであることに留意すべきである。容易に参照できるように、「変換用」ＢＭＳが使用されているが、適切に構成されたＢＭＳが使用されることができ、かつ、上記の機能を有するように構成されているので、システムが変換用ＢＭＳだけに限定するものと解釈されるべきではない。
【００９３】
充電条件が満たされている実施例において、グリッド接続システム制御装置は、充電すること及び電力システムから電力を要求している。電力は、メーター及びグリッド接続システムのその他の構成要素を通り抜けて、車両へ供給される。ある実施例において、充電工程の最初から最後まで変換用ＢＭＳ（例えば、本明細書の他の個所に記載されているような）と、グリッド接続システム制御装置との間で通信が維持されている。当該通信は、ある実施例において、電力システムからの利用可能な電力量のみならず、車両内の条件及びグリッド接続システムの構成要素内の条件に関連している。
【００９４】
ある実施例において、変換用ＢＭＳは、少なくともひとつの温度センサに接続されている。他の実施例において、変換用ＢＭＳは、例えば、少なくともひとつの温度センサが追加接続されている車載充電器に接続されている。
【００９５】
一の実施例では、変換用ＢＭＳは、バッテリーの至る所に配された３個の温度センサと通信可能に接続された車載充電器が通信可能に接続されている。
当該充電器は、バッテリーを充電すると共に、ある態様において、例えば、バッテリーが、全てのバッテリーセルを通じて、直流３００Ｖ、直流２４０Ｖ、又は直流１００Ｖ、及び直流約±５Ｖ〜直流約±０.０１Ｖ（好ましくは、直流約±５Ｖ、直流約±０.１Ｖ若しくは直流約±０.０７Ｖ）のような所定の電圧及び所定の平衡状態に到達する場合、又はバッテリー温度センサが、例えば、摂氏６０度、５５℃、又は４５℃を以上の温度を示す場合に、自動的に停止するように構成されている。
例えば、バッテリーが、全てのバッテリーセルを通じて、直流３００Ｖ、直流２４０Ｖ、又は直流１００Ｖ、及び直流約±５Ｖ〜直流約±０.０１Ｖ（好ましくは、直流約±５Ｖ、直流約±０.１Ｖ若しくは直流約±０.０７Ｖ）、又はバッテリー温度センサが、例えば、摂氏６０度、５５℃、又は４５℃を以上の温度を示すときような電圧又は温度の閾値に到達して充電が停止したという実施例において、車両がグリッド接続システムから切り離されて再接続されるまで、車両及びグリッド接続システムは、充電を停止するように構成されている。
【００９６】
バッテリー充電のさらなる実施例において、変換用ＢＭＳは、バッテリーへの電流の流れを監視している。さらに、ＢＭＳは、連続的、或いは１分毎、１秒毎又は１秒当たりに複数回のような指定された間隔で、バッテリーからの充電状態の情報を要求している。ある態様において、当該情報は、当該ＢＭＳに関するメモリに記憶され、又は、ある実施例において、始動時に運転手へ当該バッテリー充電状態情報を提供するようにしている。
【００９７】
さらなる実施例において、変換用ＢＭＳ又は車載充電器は、車両充電中に、例えば、華氏３００度未満、華氏２００度未満、華氏１２２度未満、華氏１１３度未満、又は華氏１１０度未満のような安全な部品温度を維持するため、車両に設置された冷却ファンを作動するということを要求している。
ある実施例において、変換用ＢＭＳ又は車載充電器は、充電が完了するまで当該ファンの動作を要求している。
他の実施例において、当該ファンは、充電開始から車両がグリッド接続システムから切り離されるまで、動作するように構成されている。同様の方法で、変換用ＢＭＳ又は車載充電器は、車両の発電中に、例えば、華氏３００度未満、華氏２００度未満、華氏１２２度未満、華氏１１３度未満、又は華氏１１０度未満のような安全な部品温度を維持するため、車両に設置された冷却ファンが作動するということを要求している。
バッテリー、構成要素、又はエンジン温度が、そのような閾値温度を超える実施例において、エンジンは、自動的に又は制御装置から要求されたとき停止するように構成されている。
当業者は、充電がここに開示された特定の実施例に限定されないことを認識するであろう。
【００９８】
ある実施例において、電力システムは、例えば、利用可能な電源に関する情報を要求している。
すなわち、電力システム管理体は、スマートメーターを介してグリッド接続システムと通信する。当該要求を受信したグリッド接続システム制御装置は、利用可能な電力リソースに関する情報を照会する。グリッド接続システムは、ＰＨＥＶ若しくはＥＶがグリッド接続システムに接続されているかどうかに関する情報を受信する。
ＰＨＥＶ若しくはＥＶがグリッド接続システムに接続される実施例において、グリッド接続システム制御装置は、車両の利用可能なエネルギーリソースについて変換用ＢＭＳからの情報を要求している。ある実施例において、変換用ＢＭＳは、バッテリーの充電状態に関する情報を提供してもよい。他の実施例において、変換用ＢＭＳは、車両のエネルギー発生容量及び現在の化石燃料レベルに関する情報を提供してもよい。
【００９９】
ある実施例において、変換用ＢＭＳ若しくはグリッド接続システム制御装置は、車両位置に関する情報を要求してもよい。
トランスポンダを備えて構成された実施例において、当該トランスポンダは、例えば、囲まれた区域又は囲まれていない区域における車両の有無を決定してもよい。
ある態様において、車両位置に関してトランスポンダから受信した情報は、車両の発電容量を決定するということを見極めるようにしている。
このように、例えば、車両がガレージ又は商用立体駐車場のような、囲まれた若しくは一部囲まれたエリアに駐車されていることを示すトランスポンダを備えた実施例では、車両は、例えば、囲まれたエリア内で内燃機関を安全に運転しようとすればするほど、発電容量は少なくなるだろう。
対照的に、車両が囲まれていないエリアに駐車されていることを示すトランスポンダを備えた実施例では、車両は、例えば、内燃機関を安全に運転しようとすればするほど、発電容量を大きくすることができるであろう。
【０１００】
グリッド接続システム及びＰＨＥＶの実施例は、さらに安全機能を含んでいる。
ある実施例において、グリッド接続システム若しくはＰＨＥＶは、例えば、一酸化炭素センサを含んでいる。ある実施例において、当該一酸化炭素センサは、例えば、車室内又は車両を取り囲む周囲の空気の一酸化炭素レベルを測定するように構成されている。ある態様において、一酸化炭素センサは、例えば、周囲又は車室内の一酸化炭素レベルが、例えば、政府が定めた一酸化炭素の安全水準のような閾値を超えたとき、内燃機関を停止するための信号を送信するように構成されている。ある態様において、一酸化炭素センサは、燃焼に適していない区域での内燃機関の運転を防止する安全装置として役立たせることができる。
【０１０１】
変換用ＢＭＳが車両の利用可能な電力リソースを決定する実施例において、この情報は、例えば、グリッド接続システム制御装置に伝達され、当該グリッド接続システム制御装置は、ある実施例において、当該情報を電力システムへ中継している。
ある実施例において、電力システムは、利用可能な電力リソースを要求しないことがあり、グリッド接続システム及び車両は待機状態に戻るであろう。
他の実施例において、電力システムは、利用可能な電力リソースを要求することがある。電力システムが利用可能な電力リソースを要求する実施例において、グリッド接続システム制御装置は、当該要求を受信する。
ある実施例において、グリッド接続システム制御装置は、例えば、電力システムに電力を提供するためにグリッド接続システムを構成することについてシステムの変更を要求している。ある実施例において、これらの信号は、グリッド接続システムを充電から電力供給へ切り換える要求を含んでいる。
【０１０２】
さらなる実施例において、グリッド接続システム制御装置は、変換用ＢＭＳが利用可能な電力リソースをグリッド接続システムに提供することを要求している。変換用ＢＭＳは、グリッド接続システムからこの通信を受信し、グリッド接続システムへ利用可能な電力リソースの供給を信号で送っている。
ある実施例において、例えば、第一に電力リソースは車両のバッテリーから選ばれ、そして、電力リソースがより一層要求される場合、追加の電力需要は、車両が発電を継続する燃料が不足するまで、例えば、車両の発電によって満たされるようにしている。
ＰＨＥＶ又はＥＶの位置情報が発電は安全ではないことを示している実施例において、変換用ＢＭＳは、バッテリーが電力をグリッド接続システムへ供給することを要求してもよい。
そのような実施例において、変換用ＢＭＳは、バッテリーの充電状態が例えば、４０％充電状態、３０％充電状態、２３％充電状態、１０％充電状態、５％充電状態又はその他任意の目標充電状態のような所定の閾値未満に低下するまで、バッテリーがグリッド接続システムへ電力を供給することを要求することができ、この場合、変換用ＢＭＳは、例えば、グリッド接続システムへの電力供給を一時中断するためにバッテリーに信号を送信している。
当該所定の閾値は、バッテリーがもはや安全にシステムへ電力を供給することができないポイントであり、例えば、略直流２００Ｖ、直流１８０Ｖ又は直流５０Ｖ（例えば、約直流２００Ｖ〜約直流５０Ｖ）であってもよいということを当業者は認識するであろう。
【０１０３】
一の実施例では、例えば、電力システム管理体は、ある期間に亘る電力総量を要求している。
一の実施例では、例えば、電力システム管理体は、予期された電圧低下状況を支援するため、４時間に亘って１０ｋＷ（４０ｋＷｈ）を要求している。
一の実施例では、例えば、グリッド接続制御装置は、車両位置に関する情報、及び車両電源に関する情報を送受信することができ、当該車両電源に関する情報とは、例えば、車両が４０マイルに亘って当該車両を電力で動かすことができるフル充電された１２ｋＷｈのバッテリーパックを有している実施例において、８.５ｋＷの電力が最初にバッテリーパックから１時間費やされるといったようなものである。
車両がバッテリーに蓄積された電力に追加して発電することができない場合に、発電又はバッテリーパックから供給され得るよりも多くの電力が必要とされる実施例において、電力システム管理体は、利用可能な電力リソースに関する制限が通知される。電力システム管理体は、電力を車両から受けるかどうか決定してもよく、当該車両は、電力システムの需要と釣り合う十分に利用可能な電力リソースがないという実施例において、電力がグリッド接続システムからとれるかどうかについてグリッド接続制御装置へ信号を送信している。
【０１０４】
グリッド接続システムが要求された利用可能な電源を有している実施例において、グリッド接続制御装置は、車両による発電を要求している。
４時間に亘って１０ｋＷが要求される（４０ｋＷｈ）上記の特定の実施例において、バッテリーパックの電力が配電された後、グリッド接続制御装置は、車両に発電を要求し、車両のエンジンは始動して、当該車両のエンジンは４時間に亘って１０ｋＷ（４０ｋＷｈ）を配電するために要求された速度に達することができる。
グリッド接続システムが所定時間に亘って所定の電力量を電力システムに配電した後、グリッド接続システムは、電力システムの追加電力需要に関する情報を要求している。
電力システムが追加電力を要求する実施例において、グリッド接続システムは、追加車両発電リソースに関する情報を要求し受信している。
追加電力リソースが利用可能である場合、グリッド接続システムは、電力需要が完全に満たされているか、又は追加電力リソースが利用できなくなるまで、追加電力リソースを要求することができる。
電力需要が完全に満たされているか、又は追加電力リソースが利用できなくなるという実施例において、グリッド接続システムは、発電の停止を要求している。
電力システムからの電力が利用できるようになるというさらなる実施例において、グリッド接続システムは、電力システムからの電力を用いて車両バッテリーの再充電を開始することができる。
【０１０５】
ある実施例において、グリッド接続システムは、例えば、夏季の午後４時から午後７時までのピーク時間のような特定の時間に電力を配電するように構成されている。
グリッド接続システムのさらなる実施例において、当該グリッド接続システムは、電力リソースの供給に係る車両の利用可能性の予想される機会に関する情報を車両所有者から受信するように構成されている。当該情報には、予想される車両位置及び予想されるバッテリーの充電状態又は燃料容量に関するデータを含んでいる。ある実施例において、グリッド接続システムは、例えば、車両の使用にアカウントを備えつけるように構成されており、当該アカウントは、予想された利用可能な電力リソースに関する情報を追跡するように構成されている。
【０１０６】
ＰＨＥＶ若しくはＥＶの位置情報が発電は安全であるということを示している実施例において、変換用ＢＭＳは、車両が発電を始動するということ要求してもよい。
ある実施例において、変換用ＢＭＳは、車両の発電能力、車両及びグリッド接続システムの送配電能力、及び電力システムによって要求される電力総量によって制限される電力の幅広い範囲の発電を要求している。当該要求は、ある実施例において、車両の内燃機関を自動的に始動すると共に、要求された出力を達成する。
利用可能な化石燃料の量が、例えば、燃料タンク容量の３０％未満、燃料タンク容量の２０％未満、又は燃料タンク容量の１０％未満のようなレベルの閾値未満に低下するまで、そして、例えば、華氏約１００度〜華氏約１７５度、或いは、例えば、華氏約１５０度、華氏約１３０度、華氏約１２０度、華氏約１００度又はその他任意の危険温度のような危険温度に到達するまで、又は、電力システムが電力がもはや要求されないということを信号で送るまで、変換用ＢＭＳは、例えば、グリッド接続システム制御装置と通信を保ち、任意のレベルで発電を要求し続けている。
ある実施例において、車両は、燃料１ガロン当たり１０ｋＷｈの発電をしている。
【０１０７】
さらに、電力が電力システムに供給される実施例において、メーターは、当該電力システムに供給された電力総量を追跡するように構成されており、これによって、車両所有者は、グリッドに供給された電力に係る支払いを徴収したり若しくは入金を受けたりすることができる。
【０１０８】
電力リソースがグリッド接続システムによって電力システムへ供給される実施例において、ユーザーインターフェース表示装置は、電力供給状態、供給後の電力総量、供給前の電力総量のうち、一又はそれ以上を表示している。当該情報は、例えば、さらにグリッド接続システム制御装置へ伝送され、グリッド接続システム制御装置から電力システムへ伝送される。
【０１０９】
ある実施例において、グリッド接続システムは、さらに他の電源を電力システムに接続することができる。
図５Ａに示されているように、グリッド接続システム５００は、例えば、ＰＨＥＶ若しくはＥＶ、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、水力発電システム５０６、又はその他任意の発電システムを含む多種多様の電源に接続されている。
図５Ａに示されているように、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、及び水力発電システム５０６は、それぞれ結合器箱に接続されている。ある実施例において、結合器箱５０８は、数個の電源から受けた電力を一の電線路に結合するように構成されている。
ある実施例において、結合器箱は、ある一定の電力量のために構成されるであろう。すなわち、結合器箱の実施例は、２００ｋＷ未満用、１００ｋＷ未満用、又は３０ｋＷ未満用に構成されている。
当業者は、結合器箱の構成が発電リソース及びシステム要件を踏まえて選択されていること、及び変圧器のようなその他公知の電気部品を追加することが、１個の結合器箱に関連して様々な部品の使用が可能になるということを認識するであろう。
【０１１０】
ある実施例において、電力は、結合器箱５０８から出てインバーター５１０を通る。インバーター５１０は、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、及び水力発電システム５０６のうち、一又はそれ以上によって発電された直流電気を交流電気へ変換する。
インバーターは、ある実施例において、特定の電圧と電力範囲とを有する電気を変換するように構成されている。ある実施例において、インバーターは、例えば、電圧が直流１０Ｖ〜直流５００Ｖの範囲、直流１００Ｖ〜直流３００Ｖの範囲、又は直流１８０Ｖ〜直流２４０Ｖの範囲に亘る電気を変換するように構成されている。さらなる態様において、インバーターは、例えば、２００ｋＷ未満、１００ｋＷ未満、又は３０ｋＷ未満の電気を変換するように構成されている。ある態様において、グリッド接続インバーター５１０は、電気を異なる位相の電気に変換するように構成されている。ある態様において、インバーター５１０は、電気を単相若しくは３相、又はその他公知の任意の位相に変換することができる。
【０１１１】
電気は、インバーターを出てから、ある実施例において、電力システム５１４に入る前にメーター５１２を通過している。上述したように、メーター５１２は、ある実施例において、電力グリッド５１４に戻された電力量を追跡するように構成されており、これによって発電した電気の所有者は、電力に関して支払いを徴収したり又は入金を受けたりすることができる。
【０１１２】
さらなる実施例において、グリッド接続制御装置５１６は、例えば、グリッド接続システム５００の外観と一体的に接続されている。ある実施例において、グリッド接続システム制御装置５１６は、直流切換装置５２３に接続され、さらに当該直流切換装置５２３は、結合器箱５０８に接続されている。上述したように、直流切換装置５２３は、例えば、電力サージに対して保護するように構成された低位発熱量直流‐直流切換装置を含むと共に、当該直流切換装置を通過する電力量に上限を定めている。グリッド接続システム制御装置５１６は、ある態様において、さらにスマートメーターインターフェース５１８に接続されている。グリッド接続システム制御装置５１６及びスマートメーターインターフェース５１８は、例えば、電力が要求されているとき、グリッドへ電力を供給するため、電力グリッド５１４と通信している。
ある実施例において、そして上述したように、追加電力需要は、グリッド接続システム制御装置５１６と通信しているＰＨＥＶ若しくはＥＶによって供給されている。
当該電力は、ある実施例では、ＰＨＥＶ若しくはＥＶによって発電されたものであり、また、他の実施例では、ＰＨＥＶ若しくはＥＶのバッテリーに蓄積された電力から取り出されるものである。
【０１１３】
当業者は、本開示が図５に示された特定の構成要素又は発電源に限定されるものではなくて、必要に応じて電力を電力グリッドへ供給するインタラクティブ技術を含むということを認識するであろう。
図５Ａに示された一又はそれ以上の構成要素は、ある態様において、除外されてもよく、そしてまた、必要ならば、さらなる構成要素が含まれてもよい。
【０１１４】
図５Ｂは、グリッド接続システム５００の他の実施例を示している。
図５Ｂに示されているように、グリッド接続システム５００は、例えば、ＰＨＥＶ若しくはＥＶ、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、水力発電システム５０６又はその他任意の発電システムを含む多種多様の電源に接続されている。図５Ａに示されているように、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４及び水力発電システム５０６は、それぞれ充電制御装置５０７に接続されている。
ある構成において、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、及び水力発電システム５０６は、それぞれ特有の充電制御装置５０７に接続されている。ある構成において、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、及び水力発電システム５０６は、すべて単一の充電制御装置５０７に接続されている。
当業者は、本開示が充電制御装置の特定の構成に限定されるものではなく、発電に関連して充電制御装置を利用するという広い概念に広がることを認識するであろう。
【０１１５】
ある実施例において、電力は、１個又は数個の充電制御装置５０７から出て、直流断路器５２０を通っている。ある実施例において、直流断路器５２０は、直流電力をオン・オフするように構成されている。
【０１１６】
グリッド接続システム５００のある態様において、電力は、直流断路器５２０から出て、バッテリー群（バッテリーバンク）５２２を通っている。バッテリー群５２２は、電力グリッド５１４の需要を上回って発電された電力を蓄積するように構成されている。ある実施例において、バッテリー群５２２は、発電が電力グリッド５１４によって要求されるよりも少ないとき、必要に応じて電力を供給するように構成されている。バッテリー群５２２は、幅広い値域の電圧値と電流値からなる。ある構成において、バッテリー群５２２は、例えば、略２５０Ｖ用、１００Ｖ用、又は４８Ｖ用に構成されている。
【０１１７】
ある実施例において、電力は、バッテリー群５２２から出て、インバーター５１０を通る。
インバーター５１０は、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、及び水力発電システム５０６によって発電された直流電気を交流電気に変換する。
ある態様において、グリッド接続インバーター５１０は、電気を異なる位相の電気に変換するように構成している。ある態様において、インバーター５１０は、電気を単相若しくは３相、又はその他公知の任意の位相に変換している。
ある実施例において、グリッド接続インバーター５１０は、さらにバッテリバックアップからなるように構成されている。当該バッテリバックアップは、他の電源が十分な電力を発電できない場合、例えば、需要家側の電力システム又は電力グリッド５１４のようなグリッド接続システム５００に接続された、例えば、任意の自家用若しくは商用電気システムへ電力を供給している。バッテリバックアップは、様々な電圧値で様々な電圧値の電力を供給している。ある実施例において、バッテリバックアップは、略２５０Ｖ、略１００Ｖ、又は略４８Ｖの電気を供給している。ある実施例において、バッテリバックアップは、略２００Ｗ、略１００Ｗ、又は略３０ワットを供給している。
電気は、インバーター５１０から出て、そして、ある実施例において、電力システム５１４へ入力する前にメーター５１２を通っている。
上述したように、メーター５１２は、ある実施例において、電力グリッド５１４へ戻される電力総量を追跡するように構成されており、これによって発電された電気の所有者が、当該電力に関して支払いを徴収したり又は入金を受けたりすることができる。
【０１１８】
既存のグリッド接続システムがＰＨＥＶとの接続に関して構成されているさらなる実施例において、自動トランスは、例えば、ＰＨＥＶの発電された電力を既存システムの要求に適合するように変圧している。ある態様において、例えば、自動トランスは、例えば、既存のインバーターのような既存のシステム構成要素と適合する電圧及び位相へ電気を変圧するように構成されている。
ある実施例において、自動トランスは、直流０Ｖ〜直流６００Ｖ、及び双極の直流６００Ｖ〜直流１２００Ｖの電気で使用するように構成されている。ある実施例において、自動トランスは、変圧器、デジタル電圧制御装置、若しくはアナログ電圧制御装置からなる。
【０１１９】
さらなる実施例において、グリッド接続制御装置５１６は、例えば、グリッド接続システム５００の外観と一体的に接続されている。ある実施例において、グリッド接続システム制御装置５１６は、直流切換装置５２３に接続され、当該直流切換装置５２３は、結合器箱５０８に接続されている。
上述したように、直流切換装置５２３は、例えば、低位発熱量直流‐直流切換装置を含んでいる。
グリッド接続システム制御装置５１６は、ある態様において、さらにスマートメーターインターフェース５１８へ接続されている。グリッド接続システム制御装置５１６及びスマートメーターインターフェース５１８は、例えば、電力が要求されるとき、グリッドへ電力を供給するために電力グリッド５１４と通信している。
ある実施例において、そして上述したように、追加電力需要は、グリッド接続システム制御装置５１６と通信するＰＨＥＶ若しくはＥＶによって供給されている。当該電力は、ある実施例では、ＰＨＥＶ若しくはＥＶで発電されたものであり、また、他の実施例では、ＰＨＥＶ若しくはＥＶのバッテリーに蓄積された電力から取られたものである。ある実施例において、ＰＨＥＶ若しくはＥＶで発電された電力は、直流切換装置５２３を通り、そして充電制御装置５２４を通っている。
上述したように、充電制御装置５２４は、ある実施例において、電流のバッテリー対する流出入率を制御している。
ある態様において、充電制御装置５２４は、電力及び電圧値を調整するように構成されている。ある構成において、充電制御装置５２４は、略１０Ｖ〜５００Ｖ、略５０Ｖ〜３００Ｖ、又は１８０Ｖ〜２４０Ｖの電圧を有する電気を調整するように構成されている。ある態様において、充電制御装置は電気の幅広い値域の電圧値を受容することができる。
一の態様では、充電制御装置５２４は、例えば、直流２４０Ｖ〜直流５２Ｖを受容している。さらに、充電制御装置５２４は、略２００ｋＷ、１００ｋＷ、又は２５キロワット未満用に構成されている。当該電力は、ある実施例において、充電制御装置５２４から直流断路器５２０側に向かって流れてもよく、そこで電力は、太陽光発電システム５０２、風力発電システム５０４、又は水力発電システム５０６によって発電された電力と同じように流れる。
【０１２０】
さらに、ある実施例において、ＰＨＥＶは、需要家側の電力システムに統合されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶは、バックアップ用グリーン発電機又はバックアップ用電力リソースとして使用するため構成されている。ある態様において、当該ＰＨＥＶは、例えば、遮光、曇天、電力の非常事態、又はその他の必要なときといった電力不足の場合に電力を供給するため、例えば、需要家側の電力システムと通信可能に統合されている。
【０１２１】
図６Ａ及び図６Ｂはグリッド接続システム６００の他の実施例を示している。
すなわち、図６Ａはグリッド接続システム６００の一実施例を示し、当該グリッド接続システム６００は、例えば、ＰＨＥＶ若しくはＥＶ、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムを含む多種多様の電源に接続されている。
図６Ａに示されているように、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び／又は水力発電システム６０６は、充電制御装置６０７に接続している。
ある実施例において、充電制御装置６０７は、電力グリッドのような電力システムに対する電力潮流の満ち引き、又はバッテリーのような電力蓄積要素に対する電力潮流の満ち引きを調整するように構成されている。
ある実施例において、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び水力発電システム６０６は結合器箱６０８に接続している。結合器箱は、たとえば、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４及び水力発電システム６０６のようなそれぞれ個々の出力を単一の出力に結合するように構成されている。
当業者は、充電制御装置６０７及び結合器箱６０８の包括と個々の位置調整が、グリッド接続システム６００の特定の要求に従って変化してもよいということを認識するであろう。
ある実施例において、結合器箱６０８若しくは充電制御装置６０７は、ある程度の電力量のために構成されている。すなわち、結合器箱６０８若しくは充電制御装置６０７の実施例は、２００ｋＷ未満、１００ｋＷ未満、又は３０ｋＷ未満用に構成されている。
当業者は、さらにグリッド接続システム６００のある実施例が、結合器箱６０８若しくは充電制御装置６０７のいずれか一方、または双方を含まなくてもよいことを認識するであろう。
【０１２２】
図６Ａにさらに示されているように、ある実施例において、グリッド接続システム６００は、インバーター６１０を含んでいる。
インバーター６１０は、例えば、当該インバーターを通る電流の種類を変換している。
ある実施例において、インバーター６１０は、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び／又は水力発電システム６０６によって発電された直流電気を交流電気に変換するように構成されている。
他の実施例において、インバーター６１０は、交流電気を直流電気に変換するように構成されている。さらにある実施例において、インバーター６１０は、交流‐直流変換及び直流‐交流変換をするように構成されている。
【０１２３】
グリッド接続システム６００の実施例は、さらにメーター６１２を含んでいる。
ある実施例において、そして図６Ａに示されているように、当該メーター６１２は、インバーター６１０に接続している。さらなる実施例において、メーター６１２は、電力システム６１４に接続している。図６Ａに示されているように、電気は、インバーター６１０からメーター６１２を通って電力システム６１４に流れている。
上述したように、メーター６１２は、例えば、電力システム６１４に戻される電力総量を追跡するように構成されており、これによって、発電された電気の所有者が支払いを徴収したり又は入金を受けたりすることができる。
【０１２４】
グリッド接続システム６００の実施例は、さらに結合‐充電インターフェース６１６、ＰＨＥＶ充電器６１８、トランスポンダ６２２及び／又はＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を含んでいる。
ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６は、例えば、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に接続可能な、例えば、充電制御装置６０７、結合器箱６０８、及び／又は直流切換装置６１５のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素からの複数の入力及び／又は出力を、単一の入力及び／又は出力にまとめている。
【０１２５】
ＰＨＥＶ充電器６１８は、バッテリーのような、ＰＨＥＶ６２０内のエネルギー蓄積要素に充電するために構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、バッテリーの充電状態若しくはバッテリー、充電器又は他の電気部品の温度に関する情報を受信することによって充電するバッテリーを調整するように構成された制御装置に接続している。
ある実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、グリッド接続システム６００とは別個の回路によって独立して電力システム６１４に接続している。
他の実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、グリッド接続システム６００に接続され、及び／又は電力システム６１４に独立して接続されている。
ＰＨＥＶ充電器６１８は、ＰＨＥＶ６２０に直接接続しているか、又はＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に接続している。
【０１２６】
上述したように、トランスポンダ６２２は、例えば、ＰＨＥＶの位置に関して、グリッド接続システム６００へ情報を提供するように構成されている。トランスポンダ６２２は、例えば、ＲＦＩＤタグと読取装置、圧力センサ、又は他の検知部品のようなセンサによってＰＨＥＶの位置を確認している。
【０１２７】
ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、ある実施例において、ＰＨＥＶ６２０を、ＰＨＥＶ充電器６１８、又はＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６若しくはインバーター６１０のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素へ、制御可能に接続するように構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、ＰＨＥＶ６２０と、インバーター６１０のＰＨＥＶ充電器６１８のようなグリッド接続システム６００の構成要素との間の接続を切り替えるために構成された二極双投スイッチからなる。
ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、さらに、制御装置と通信可能に接続し、当該制御装置は、グリッド接続システム６００の必要な機能に関する情報を受信するように、また、必要な切換構成に関してＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に制御信号を送信するように構成されている。
このように、一の実施例では、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、充電に関して要求する信号、及びＰＨＥＶ充電器６１８とＰＨＥＶ６２０との接続に関して要求する信号を受信することができる。
他の実施例では、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、発電に関して要求する信号、及びＰＨＥＶ６２０とインバーター６１０若しくはＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素との間の接続に関して要求する信号を受信することができる。
【０１２８】
グリッド接続システム６００の実施例において、電力は、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムによって発電される。さらに、電力は、電力システム６１４から入手することができる。
太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムによって発電された電力が電力需要を超えたということを制御装置が決定する実施例において、電力は、それらそれぞれのシステムから、充電制御装置６０７及び／又は結合器箱６０８を通り、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を通ってインバーター６１０へ流れ、メーター６１２を通って電力システム６１４に流れる。
【０１２９】
グリッド接続システム６００の実施例において、ＰＨＥＶ６２０は、グリッド接続システム６００に配属されている。
一の構成では、ＰＨＥＶ６２０は、充電することを要求してもよく、またグリッド接続システム６００は、充電を選択してもよく、また充電を履行しなくてもよい。
制御装置は、ある構成において、利用可能な電源を決定することによって当該充電要求に応答してもよいし、又は充電を履行しなくてもよい。
十分な電力が充電のために利用可能である場合、制御装置の一実施例は、充電を開始するための信号を送信することができる。一の実施例では、充電用電力は、電力システム６１４から入手している。
この実施例の一態様において、電力は、電力システム６１４から、メーター６１２及びインバーター６１０を通って、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６に流れ、直流切換装置６１５を通り、そしてＰＨＥＶ充電器６１８及びＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通って、ＰＨＥＶ６２０へ流れている。
他の態様において、電力は、電力システム６１４から直接ＰＨＥＶ充電器６１８へ流れ、そしてＰＨＥＶ結合‐充電インターフェースを通って、ＰＨＥＶ６２０へ流れる。
【０１３０】
グリッド接続システム６００の他の態様において、充電用電力は、例えば、その全体或いは一部がグリッド接続された発電リソースに由来している。
太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムによって電力が発電される実施例において、制御装置は、発電が電力消費を上回っているかどうか決定している。
太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムが需要を超えて発電している場合、電力は、各発電システムそれぞれから、充電制御装置６０７及び／又は結合器箱６０８を通って、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６へ流れている。
ある実施例において、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６は、例えば、ＰＨＥＶ充電器６１８若しくはＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通って、ＰＨＥＶへ電力を送っている。
さらに、ある実施例において、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムからの電力は、ＰＨＥＶを充電するために電源６１４から電力を補っている。
【０１３１】
グリッド接続システム６００の他の態様において、制御装置が充電に係る要求を受信するか若しくは充電を履行しない場合、及び電力が充電用に入手できないということを決定する場合、電力が入手できるまで、当該制御装置は充電を遅らせてもよい。
【０１３２】
グリッド接続システム６００の他の態様において、電力システム６１４が追加電力の需要を信号で伝える場合、制御装置は、グリッド接続システム６００に接続された、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６、ＰＨＥＶ６２０、又はその他任意の発電システムのような発電構成要素に、電力が電力システム６１４へ供給されるかどうかということを決定することについて照会する。
ある実施例において、ＰＨＥＶ６２０内の変換用ＢＭＳは、グリッド接続システム６００の他の構成要素に関連して、ＰＨＥＶ６２０の利用可能な電力リソースを決定している。当該決定は、例えば、トランスポンダ６２２、又は発電に関連するその他任意の要素によって決定されたＰＨＥＶ６２０のバッテリーの充電状態、ＰＨＥＶ６２０の燃料レベル、ＰＨＥＶ６２０の位置の評価を含んでいる。
ＰＨＥＶ６２０が利用可能な電力リソースを有する実施例において、電力は、ＰＨＥＶ６２０からＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６、直流切換装置６１５、及びＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を経由してインバーターへ通っている。ある実施例において、インバーターを通る電力は、メーター６１２を通って電力システム６１４へ流れる前に、直流から交流へ変換される。
【０１３３】
図６Ｂは、例えば、ＰＨＥＶ若しくはＥＶ、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムを含む多種多様の電源に接続されたグリッド接続システム６００の一実施例を示している。
図６Ｂに示されているように、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び／又は水力発電システム６０６は、充電制御装置６０７に接続されている。
ある実施例において、充電制御装置６０７は、電力グリッドのような電力システムに対して満ち引きする電力潮流、又はバッテリーのような電力蓄積要素に対して満ち引きする電力潮流を調整するように構成されている。
ある実施例において、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び水力発電システム６０６は、結合器箱６０８に接続している。
結合器箱は、例えば、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び水力発電システム６０６のそれぞれ個別の出力を、単一の出力にまとめるように構成されている。
当業者は、充電制御装置６０７及び結合器箱６０８の包括的な及び個別な位置どりが、グリッド接続システム６００の特定の要求にしたがって変化してもよいことを認識するであろう。
ある実施例において、結合器箱６０８若しくは充電制御装置６０７は、ある程度の電力量に設定されている。すなわち、結合器箱６０８若しくは充電制御装置６０７の実施例は、２００ｋＷ未満、１００ｋＷ未満、又は３０ｋＷ未満用に設定されている。
当業者は、さらに、グリッド接続システム６００の実施例が、結合器箱６０８と充電制御装置６０７のいずれか一方又は双方を含まなくてもよいことを認識するであろう。
【０１３４】
さらに、図６Ｂに示されているように、グリッド接続システム６００は、ある実施例において、インバーター６１０を含んでいる。当該インバーター６１０は、例えば、当該インバーターを通る電流の種類を変換することができる。ある実施例において、インバーター６１０は、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、及び／又は水力発電システム６０６によって発電された直流電気を交流電気に変換するように構成されている。他の実施例において、インバーター６１０は、交流電気を直流電気に変換している。さらにいくつかの実施例において、インバーター６１０は、交流‐直流変換及び直流‐交流変換をするように構成されている。
【０１３５】
図６Ｂにさらに示されているように、グリッド接続システム６００の実施例は、バッテリー６２８及び／又は少なくとも一つの充電制御装置６２４のようなエネルギー蓄積要素を含んでいる。ある実施例において、充電制御装置６２４は、バッテリー６２８の充放電率を制御するように構成されている。ある実施例において、充電制御装置６２４は、充放電率を制御するために、例えば、充電状態及び／又は温度を含むバッテリー６２８の様相を監視している。
グリッド接続システム６００のある態様において、複数の充電制御装置６２４は、例えば、直流切換装置６１５を経由してＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に接続され、そしてバッテリー６２８に接続されている。この構成において、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、個々の充電制御装置６２４の性能に適合させるため、ＰＨＥＶ６２０によって発電された電流を多数の小さな電流に分割している。
本実施例において、図６Ｃに示されているように、標準型結合器箱６００Ｃは、例えば、標準結合器箱の出力を入力として配線し、かつ、標準結合器箱の入力を出力として配線することによって、単一の入力６０２Ｃを多数の出力６０４Ｃに分割するように構成されている。
ある実施例において、そして図６Ｃに示されているように、入力６０２Ｃは、結合器箱６００Ｃに入る前に直流切換装置６１５Ｃを通っている。
さらに図６Ｃに示されているように、結合器箱６００Ｃは、少なくとも一つの入力ヒューズ６０６Ｃを含んでいてもよく、当該入力ヒューズ６０６Ｃは、ある実施例において、１２５Ａのヒューズ若しくは直流ブレーカーとして構成されている。
結合器箱６００Ｃは、例えば、さらに少なくともひとつの出力ヒューズ６０８Ｃを含み、当該出力ヒューズ６０８Ｃは、ある実施例において、６０Ａのヒューズ若しくは直流ブレーカーとして構成されている。
当業者は、さまざまな構成の結合器箱がグリッド接続システムの実施例において使用され、そして当該グリッド接続システムが上記に概括された特定の実施例に限定されないということを認識するであろう。
【０１３６】
ある実施例において、個々の充電制御装置６２４からの電力は、バッテリー６２８へ移すことができ、又はバッテリー６２８が追加電力を必要としない実施例においては、余剰電力は、電力システムに移すことができる。これは、いくつかの実施例において、グリッド接続システム６００に関連して、より小さく、よく適合した充電制御装置６２４を使用することができる。
【０１３７】
バッテリー６２８は、例えば、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムのような、グリッド接続システム６００に接続された発電要素によって発電された余剰電力を蓄積するように構成されている。バッテリー６２８は、電力システム６１４、又は電力需要が生じたグリッド接続システム６００に接続された任意の構成要素に、電力を供給するようにその大きさに合わせて作られ、かつ、構成されている。
【０１３８】
グリッド接続システム６００の実施例は、さらにメーター６１２を含んでいる。
ある実施例において、そして図６Ｂに示されているように、当該メーター６１２は、インバーター６１０に接続している。
さらなる実施例において、メーター６１２は、電力システム６１４に接続している。図６Ｂに示されているように、電気は、インバーター６１０から、メーター６１２を通って、電力システム６１４へ流れる。
上述したように、メーター６１２は、例えば、電力システムに６１４に戻される電力量を追跡するように構成されており、これによって、発電された電気の所有者が当該電力に関して支払いを徴収したり又は入金を受けたりすることができる。
【０１３９】
グリッド接続システム６００の実施例は、結合‐充電インターフェース６１６、ＰＨＥＶ充電器６１８、トランスポンダ６２２、及び／又はＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を、さらに含んでいる。
ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６は、例えば、充電制御装置６０７、結合器箱６０８、及び／又はＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素からの複数の入力及び／又は出力を、単一の入力及び／又は出力にまとめている。
【０１４０】
ＰＨＥＶ充電器６１８は、ＰＨＥＶ６２０内の、バッテリーのようなエネルギー蓄積部品へ充電するために構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、バッテリーの充電状態、或いはバッテリー、充電器又はその他の電気部品の温度に関する情報を受信することによってバッテリーの充電を調整するように構成された制御装置に接続している。ある実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、グリッド接続システム６００とは別個の回路によって独立して電力システム６１４へ接続している。
他の実施例において、ＰＨＥＶ充電器６１８は、グリッド接続システム６００に接続され、及び／又は独立して電力システム６１４に接続されている。ＰＨＥＶ充電器６１８は、ＰＨＥＶ６２０に直接接続しているか、又はＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に接続していてもよい。
【０１４１】
上述したように、トランスポンダ６２２は、例えば、ＰＨＥＶの位置に関して、グリッド接続システム６００へ情報を提供するように構成されている。トランスポンダ６２２は、例えば、ＲＦＩＤタグ及び読取装置、圧力センサ又はその他の検知構成要素のようなセンサによってＰＨＥＶの位置を確認することができる。
【０１４２】
ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、ある実施例において、ＰＨＥＶ６２０を、ＰＨＥＶ充電器６１８、又はＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６若しくはインバーター６１０のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素へ、制御可能に接続するように構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、ＰＨＥＶ６２０と、インバーター６１０のＰＨＥＶ充電器６１８のようなグリッド接続システム６００の構成要素との間で接続を切り換えるために構成された二極双投スイッチからなる。
ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、さらに制御装置と通信可能に接続し、当該制御装置は、グリッド接続システム６００の必要な機能に関する情報を受信すると共に、必要な切換構成に関してＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６に制御信号を送信するように構成される。
このように、一の実施例では、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、充電することを要求すると共に、ＰＨＥＶ充電器６１８とＰＨＥＶ６２０間の接続を要求する信号を受信することができる。
他の実施例では、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６は、発電を要求すると共に、ＰＨＥＶ６２０と、インバーター６１０若しくはＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６のようなグリッド接続システム６００の他の構成要素間の接続を要求する信号を受信することができる。
【０１４３】
グリッド接続システム６００の実施例において、電力は、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６、又はその他任意の発電システムによって発電される。さらに、電力は、電力システム６１４から入手することができる。
太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムによって発電された電力が、電力需要を超えるということを制御装置が決定する実施例において、電力は、それらのシステムそれぞれから、充電制御装置６０７及び／又は結合器箱６０８を通り、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を通ってインバーター６１０へ流れ、そしてメーター６１２を通って電力システム６１４に流れている。
【０１４４】
グリッド接続システム６００の実施例において、ＰＨＥＶ６２０は、グリッド接続システム６００に配属されている。
一の構成では、ＰＨＥＶ６２０は、充電することを要求してもよく、また、グリッド接続システム６００は、充電することを選択してもよく、また充電することを履行しなくてもよい。
制御装置は、ある構成において、利用可能な電力リソースを決定することによって、要求に応答してもよいし、又は充電することを履行しなくてもよい。
十分な電力が充電用に入手することができる場合、制御装置の一実施例は、充電を開始するために信号を送信している。一の実施例では、充電用電力は、電力システム６１４から入手することができる。この実施例の一態様において、電力は、電力システム６１４から、メーター６１２及びインバーター６１０を通ってＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６へ流れ、直流切換装置６１５を通り、そしてＰＨＥＶ充電器６１８及びＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通ってＰＨＥＶ６２０へ流れている。その他の態様において、電力は、電力システム６１４から直接ＰＨＥＶ充電器６１８へ流れ、そしてＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通ってＰＨＥＶ６２０へ流れてもよい。
ある実施例において、例えば、これはネット計測システムを介して生じている。あるグリッド無しの実施例において、電力は、例えば、インバーターを介してＰＨＥＶへ流れている。
【０１４５】
グリッド接続システムの他の態様において、ＰＨＥＶの充電用電力は、例えば、バッテリー６２８からとられている。この実施例において、電力は、バッテリー６２８から充電制御装置６２４を通り、直流切換装置６１５、及びＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通ってＰＨＥＶ６２０へ流れてもよい。
【０１４６】
グリッド接続システム６００の他の態様において、充電用電力は、例えば、その全体或いは一部がグリッド接続された発電リソースに起因している。
電力が太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムによって発電される実施例において、制御装置は、発電が電力消費を上回っているかどうか決定している。
太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムが需要を超えて発電している場合、電力は、各発電システムから、充電制御装置６０７及び／又は結合器箱６０８を通って、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６に流れる。
ある実施例において、ＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６は、例えば、電力を、直流変換器６１５、及びＰＨＥＶ充電器６１８又はＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６を通ってＰＨＥＶ６２０へ送っている。
さらに、ある実施例において、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６又はその他任意の発電システムからの電力は、ＰＨＥＶを充電するために電源６１４から電力を補っている。
【０１４７】
グリッド接続システム６００の他の態様において、制御装置が充電の要求を受信するか若しくは充電することを履行しない場合、及び電力が充電用に入手できないということを決定する場合、電力が入手できるまで、当該制御装置は充電を遅らせてもよい。
【０１４８】
グリッド接続システム６００の他の態様において、電力システム６１４が追加電力に関する要求を信号で伝える場合、制御装置は、グリッド接続システムに接続された、太陽光発電システム６０２、風力発電システム６０４、水力発電システム６０６、ＰＨＥＶ６２０、又はその他任意の発電システムのような発電構成要素、及びバッテリー６２８のようなエネルギー蓄積要素に、電力システム６１４へ電力を供給できるかどうかという決定することを照会する。
ある実施例において、ＰＨＥＶ６２０内の変換用ＢＭＳは、グリッド接続システム６００の他の構成要素に関連して、ＰＨＥＶ６２０の利用可能な電力リソースを決定している。この決定は、例えば、トランスポンダ６２２又はその他任意の発電に関連する要素によって決定されたＰＨＥＶ６２０のバッテリー充電状態、ＰＨＥＶ６２０の燃料レベル、ＰＨＥＶ６２０の位置の評価を含んでいる。
ＰＨＥＶ６２０が利用可能な電力リソースを有している実施例において、電力は、ＰＨＥＶ６２０から、ＰＨＥＶ結合‐充電インターフェース６１６及びＰＨＥＶ／ＲＥＳインターフェース６２６を通り、インバーターへ通っている。
ある実施例において、電力は利用可能なリソースから得ることができ、そしてメーター６１２を通って電力システム６１４に流れる前、インバーターを通過中の電力は、直流から交流に変換される。
【０１４９】
当業者は、グリッド接続システム及び接続されたＰＨＥＶが様々な異なる方法で使用され得ることを認識するであろう。
上述したように、グリッド接続システム及びＰＨＥＶは、電力を電力システムへ供給するように構成されている。これらのシステムは、例えば、電力グリッドを含んでいる。他のある実施例において、グリッド接続システムとＰＨＥＶは、電力をユーザーの電力システムへ供給するように構成されている。
このように、ある実施例において、ＰＨＥＶとグリッド接続システムは、例えば、電力グリッド又は他の電源がユーザーの需要を補うための十分な量の電力を供給することに失敗するとき、発電するように構成されている。
ある実施例において、ＰＨＥＶは、ユーザーの電力システムにおける環境に優しい（グリーン）発電機として機能することができる。他の実施例において、ＰＨＥＶは、例えば、自動転送スイッチによってユーザーの電力システムに接続されている。ある態様において、自動転送スイッチは、他の電源による電力供給が不十分な場合に、電力をユーザーの電力システムへ自動的に転送するように構成されている。
当業者は、ＰＨＥＶとグリッド接続システムが様々な構成で使用されると共に様々な目的で使用されることができ、上記の明示的な実施例によって限定されないということを認識するであろう。
【０１５０】
当業者は、これらのサブシステムがそれぞれ相互に接続され得ること、及び様々な技術とハードウェアを用いて制御可能に接続されること、そして本開示はいかなる特定の接続方法また接続ハードウェアであっても限定されないということを認識するであろう。
図示した一又はそれ以上の構成要素は、いくつかの態様において、除外されてもよく、必要であるならば、付加的要素もまた含まれてもよい。
【０１５１】
本技術は、多くのその他一般目的若しくは特定目的のコンピューティングシステム環境又は構成と共に運用可能である。本発明の使用に適した公知のコンピューティングシステム、環境及び／又は構成の例は、パーソナルコンピュータ、サーバーコンピュータ、ハンドヘルド或いはラップトップ装置、マルチプロセッサーシステム、マイクロプロセッサーを用いたシステム、プログラム可能な家電製品、ネットワークパソコン、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステム或いは装置等を含む分散コンピューティング環境に含まれるが、限定されるものではない。
【０１５２】
ここで使われているように、命令は、当該システム内の情報を処理するためのコンピュータに実装されたステップを参照する。当該命令は、ソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアで実行されると共に、システムの構成要素によって行われるプログラム化されたステップの任意のタイプを含んでいる。
【０１５３】
マイクロプロセッサーは、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサー、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏプロセッサー、８０５１プロセッサー、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサー、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）プロセッサー、及びＡｌｐｈａ（登録商標）プロセッサーのような、従来の汎用型シングルチップ又はマルチチップマイクロプロセッサーであってもよい。さらに、マイクロプロセッサーは、デジタル信号プロセッサー若しくはグラフィックプロセッサーのような従来の特定目的型マイクロプロセッサーであってもよい。マイクロプロセッサーは、典型的な従来のアドレス伝送路、従来のデータ伝送路及び一又はそれ以上の従来の制御伝送路を有する。
【０１５４】
当該システムは、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）又はＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のような種々のオペレーティング・システムに関連して使用されてもよい。
【０１５５】
システム制御は、Ｃ、Ｃ＋＋、ＢＡＳＩＣ、Ｐａｓｃａｌ又はＪａｖａ（登録商標）のような従来のプログラム言語で書かれていてもよく、従来のオペレーティングシステムの下で実行されるようにしてもよい。Ｃ、Ｃ＋＋、ＢＡＳＩＣ、Ｐａｓｃａｌ、Ｊａｖａ（登録商標）及びＦＯＲＴＲＡＮは、多くの商用コンパイラが実行可能なコードを作るためによく使用される標準的な産業用プログラム言語である。またシステム制御は、Ｐｅｒｌ、Ｐｙｔｈｏｎ又はＲｕｂｙのようなインタープリタ型言語を使って書かれてもよい。
【０１５６】
上記記載はここに開示されたシステム、装置及び方法のある実施例を詳細に述べている。しかし、詳細に記載されてはいても、そのシステム、装置及び方法は様々に実施可能である。また上述したように、発明のある特徴若しくは態様を記載するとき、特定の専門用語の使用は、当該専門用語がここで再定義されて、当該専門用語が関係する技術の特徴又は態様についていずれか特定の特徴を含むように限定されることを暗示するように解釈されるべきではない。
【０１５７】
ここに記載された技術の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更が行われることは当業者によって理解されるだろう。そのような修正及び変更は、実施例の範囲内にあることが意図されている。また、ひとつの実施例に含まれる部品は、他の実施例と相互に交換可能であることは当業者によって理解され、図示された実施例の一又はそれ以上の部品は、何れかの組合せにおいて他の図示された実施例に含まれ得る。例えば、ここに記載され及び／又は図示された構成要素は、任意に組合わされ、相互に交換され、又は他の実施例から除外されてもよい。
【０１５８】
ここで実質的な複数及び／又は単数用語の使用に関して、当業者は文脈及び／又は出願に適するように、複数から単数へ及び／又は単数から複数へ変換し得る。様々な単数／複数の置換えは明確化のためにここで明示的に記載されてもよい。
【０１５９】
一般に、ここで使用された用語は、「開いた」用語として一般的に意図されているということは当業者によって理解されるであろう（「開いた」用語とは、例えば、「含んでいる」という用語は、「含んでいるがこれに限定されない」と解釈されるべきであり、「有している」は「少なくとも有している」と、「〜を含む」は「〜を含むが、これに限定されない」等と解釈されるべきであることをいう）。
さらに、特定数の導入された請求の範囲の記載が意図されている場合、そのような意図は請求の範囲において明示的に記載され、そのような記載がない場合には、そのような意図が存在しないということは当業者によって理解されるであろう。例えば、理解の助けとして、以下の添付した請求の範囲は、導入句「少なくともひとつ」及び「一又はそれ以上」の用法を導入クレームの記載に含んでいる。しかし、そのような語句の用法は、たとえ同じ請求の範囲が、導入句「一又はそれ以上」若しくは「少なくともひとつ」と“a”又は“an”のような不定冠詞を含んでいる場合であっても、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”によるクレームの記載の導入は、そのような導入クレームをそのような記述だけを含む実施例に含んだ任意の特定クレームを限定するということを意味すると解釈されるべきではない（例えば、“a”及び／又は“an”は、一般的に「少なくともひとつ」又は「一又はそれ以上」を指していうことと解釈されるべきである）。同じことは、導入クレームの記載に用いられる定冠詞の用法にも当てはまる。
さらに、たとえ特定数の導入された請求の範囲の記載が明確に記述されている場合であっても、当業者は、そのような記述が「少なくとも」記述された数を意味すると一般的に解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他に修飾語を持たない素のままの「２つの記述」は、「少なくとも」２つの記述、若しくは２又は３以上の記述を一般的に意味する）。
さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち、少なくともひとつ」に類似する表現法が使用されている例において、一般にそのような解釈は、当業者がその表現法を理解するという意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくともひとつを有するシステム」は、Ａだけ、Ｂだけ、Ｃだけ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、及び／又はＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ有するシステム、などを含むがこれらに限定されない）。
「Ａ、Ｂ又はＣの少なくともひとつ、など」に類似する表現法が使用されている例において、一般にそのような解釈は、当業者がその表現法を理解するという意味で意図されている（例えば、Ａ、Ｂ又はＣの少なくともひとつを有するシステムは、Ａだけ、Ｂだけ、Ｃだけ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、及び／又はＡ、Ｂ、Ｃを有するシステム、などを含むがこれらに限定されない）。
さらに、事実上２つ又はそれ以上の代替用語を表す任意の離接語及び／又は離接句は、それが説明、請求の範囲又は図面中であろうが、用語のひとつ、いずれかの用語、又は双方の用語を含む可能性を企図すると解釈されるべきであるということが当業者によって理解されている。例えば、「Ａ又はＢ」という語句は、「Ａ」若しくは「Ｂ」、又は「ＡとＢ」の可能性を含むものと解釈されるだろう。
【０１６０】
ここに引用された全ての文献は、それらの全体において参照することによりここに援用される。参照することにより援用された刊行物及び特許又は特許出願が本明細書に含まれる開示内容と矛盾する範囲において、明細書は、矛盾するいずれの資料に対しても優先し、及び／又は採用することが意図されている。
【０１６１】
ここで使用されている用語、「からなる」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）は、「含む」（ｉｎｃｌｕｄｅ）、「含む」（ｃｏｎｔａｉｎ）又は「によって特徴付けられる」（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ  ｂｙ）と同義語であり、包含的又は非制限的であり、付加的な列挙されていない要素若しくは方法の工程を排除しない。
【０１６２】
明細書及び請求の範囲で使用された成分の量、反応条件等を表す全ての数字は、全ての場合において用語「約」によって修正されるものと理解される。従って、反対のことが示されてない限り、明細書及び請求の範囲に示された数値パラメーターは近似値であって、本発明によって得ようとされている望ましい特性によって変わり得る。最低限でもそして請求の範囲に対する均等論の適用を限定しようとする試みではなく、各数値パラメーターは有効桁数及び通常の丸めアプローチの数に照らして解釈されるべきである。
【０１６３】
上記記載は本発明のいくつかの方法と材料を開示している。本発明は製造方法及び製造設備における変更のみならず、方法及び材料の修正を受け易い。そのような修正は、本開示又はここに開示された発明の実施の考察から当業者には明らかになるであろう。それ故、本発明がここに開示された特定の実施例に限定されることを意図されてはおらず、むしろ本発明は添付した請求の範囲において具体化された本発明の正確な範囲と精神の範囲内で生じる全ての修正及び変更を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2013544064.tif 000013
【図６Ａ】
2013544064.tif 000014
【図６Ｂ】
2013544064.tif 000015
【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
2013544064.tif 000017
2013544064.tif 000018
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