(57)【要約】バッテリ充電ステーション、および使用方法を提供する。充電ステーションは、複数の充電ポートと複数の電力ステージとを含み、各ステージは、ステーションの利用可能な最大充電電力の一部を供給する。スイッチングシステムは、充電ステーションおよび車両の現行状態ならびに予め規定された配電規則セットに基づいて、電力ステージの出力を充電ポートへ連結する。充電ステーションおよび車両の現行状態には、車両の到着時間、利用料金、車両／顧客優先権情報、ＳＯＣおよび意図される出発時間が含まれてもよい。本方法は、バッテリ充電ステーションの状態を監視しかつ決定するステップと、現行充電状態に応答しかつ予め規定された配電規則セットに従ってバッテリ充電ステーションおよび充電ポートの電力分配を決定するステップと、電力分配に従って電力ステージを充電ポートへ連結するステップとを含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ充電ステーションであって、
少なくとも２つの充電ポートであって、前記少なくとも２つの充電ポートのうちの第１のポートは第１の車両へ連結可能であり、且つ、前記少なくとも２つの充電ポートのうちの第２のポートは第２の車両へ連結可能である、少なくとも２つの充電ポートと、
複数の電力ステージであって、前記複数の電力ステージの各電力ステージはＡＣ−ＤＣ変換器で構成され、且つ、前記複数の電力ステージの各電力ステージは、前記バッテリ充電ステーションの利用可能な最大充電電力の一部を提供する複数の電力ステージと、
スイッチングシステムであって、前記スイッチングシステムは、ゼロ電力ステージから前記複数の電力ステージの全てに至る間の電力ステージを前記少なくとも２つの充電ポートのうちの任意のポートへ連結することにより、ゼロ電力から前記利用可能な最大充電電力までの間の電力を前記少なくとも２つの充電ポートのうちの任意のポートへ連結してもよいスイッチングシステムと、
システムモニタであって、前記システムモニタは充電ステーションおよび車両の現行状態を決定し、前記充電ステーションおよび車両の状態は経時的に変化するシステムモニタと、
前記スイッチングシステムおよび前記システムモニタへ連結されるコントローラであって、前記コントローラは、予め規定された配電規則セットに従って、かつ充電ステーションおよび車両の現行状態に応答して、前記スイッチングシステムの動作を制御するコントローラと、を備えるバッテリ充電ステーション。
【請求項２】
前記コントローラは、前記予め規定された配電規則セットに従って、かつ前記充電ステーションおよび車両の現行状態に応答して、前記第１のポートへ連結されるべき前記複数の電力ステージの第１の部分、および、前記第２のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第２の部分を選択し、前記第１の部分および前記第２の部分は前記複数の電力ステージの異なる部分を表す、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項３】
前記少なくとも２つの充電ポートは、第３の車両へ連結可能な第３のポートをさらに備え、前記コントローラは、前記予め規定された配電規則セットに従って、かつ前記充電ステーションおよび車両の現行状態に応答して、前記第１のポートへ連結されるべき前記複数の電力ステージの第１の部分、前記第２のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第２の部分、および前記第３のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第３の部分を選択し、前記第１の部分、前記第２の部分および前記第３の部分は、前記複数の電力ステージの異なる部分を表す、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項４】
前記少なくとも２つの充電ポートは、第３の車両へ連結可能な第３のポートおよび第４の車両へ連結可能な第４のポートをさらに備え、前記コントローラは、前記予め規定された配電規則セットに従って、且つ、前記充電ステーションおよび車両の現行状態に応答して、前記第１のポートへ連結されるべき前記複数の電力ステージの第１の部分、前記第２のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第２の部分、前記第３のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第３の部分および前記第４のポートへ同時に連結されるべき前記複数の電力ステージの第４の部分を選択し、前記第１の部分、前記第２の部分、前記第３の部分および前記第４の部分は、前記複数の電力ステージの異なる部分を表す、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項５】
前記複数の電力ステージは、複数の電力ブロックを形成するように纏めてグルーピングされ、各電力ブロックは前記複数の電力ステージのうちの３つの電力ステージで構成され、且つ、前記スイッチングシステムは、ゼロ個の電力ブロックから前記複数の電力ブロックの全てに至る間の電力ブロックを前記少なくとも２つの充電ポートのうちの任意のポートへ連結してもよい、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項６】
前記スイッチングシステムは、前記少なくとも２つの充電ポートの第１の充電ポートが前記少なくとも２つの充電ポートの第２の充電ポートへ直に連結されることを防止する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項７】
前記コントローラは、前記少なくとも２つの充電ポートの第１の充電ポートが前記少なくとも２つの充電ポートの第２の充電ポートへ直に連結されることを防止する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項８】
前記スイッチングシステムは複数のコンタクタで構成される、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項９】
前記スイッチングシステムは複数の半導体スイッチで構成される、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１０】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポート毎に車両の到着時間を監視し、かつ前記予め規定された配電規則セットは、前記監視される到着時間に基づいて配電優先権を与える、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１１】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポートに連結するために支払われる充電器利用料金を監視し、かつ前記予め規定された配電規則セットは、前記充電器利用料金に基づいて配電優先権を与える、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１２】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポート毎に車両の到着時間を監視し、前記充電器利用料金が等しければ、前記予め規定された配電規則セットは、前記監視される到着時間に基づいて配電優先権を与える、請求項１１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１３】
前記システムモニタは、車両または顧客の優先権情報を監視し、かつ前記予め規定された配電規則セットは、前記車両または顧客の優先権情報に基づいて配電優先権を与える、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１４】
前記バッテリ充電ステーションへ取り付けられるキーパッドをさらに備え、前記車両または顧客の優先権情報は前記キーパッドを介して入力されてもよい、請求項１３に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１５】
前記システムモニタは、前記車両または顧客の優先権情報について無線識別システムを監視する、請求項１３に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１６】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポート毎に車両の到着時間を監視し、前記車両または顧客の優先権情報が検出されなければ、前記予め規定された配電規則セットは、前記監視される到着時間に基づいて配電優先権を与える、請求項１３に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１７】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポート毎に車両の到着時間を監視し、車両または顧客の優先権情報に基づく充電優先権が決定されなければ、前記予め規定された配電規則セットは、前記監視される到着時間に基づいて配電優先権を与える、請求項１３に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項１８】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポートへ連結される各車両のバッテリパック充電状態（ＳＯＣ）を監視し、かつ前記予め規定された配電規則セットは、前記バッテリパックＳＯＣに基づいて電力を分配する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。  
【請求項１９】
前記システムモニタは、前記少なくとも２つの充電ポートの各ポートへ連結される各車両の意図される出発時間を監視し、かつ前記予め規定された配電規則セットは、前記意図される出発時間に基づいて電力分配を最適化する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項２０】
前記バッテリ充電ステーションへ取り付けられるキーパッドをさらに備え、前記意図される出発時間は前記キーパッドを介して入力されてもよい、請求項１９に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項２１】
前記バッテリ充電ステーションは、前記バッテリ充電ステーションに取り付けられるディスプレイをさらに備え、前記システムモニタは充電ポートの予約を監視し、かつ前記コントローラは、前記充電ポートの予約に対応する情報を前記ディスプレイ上に表示する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項２２】
前記予め規定された配電規則セットは、前記バッテリ充電ステーションの出力電力を最大化する、請求項１に記載のバッテリ充電ステーション。
【請求項２３】
バッテリ充電ステーションの複数の充電ポート間で充電電力を分配する方法であって、前記バッテリ充電ステーションは複数の電力ステージを含み、前記複数の電力ステージの各電力ステージはＡＣ−ＤＣ変換器で構成され、前記複数の電力ステージの各電力ステージは、前記バッテリ充電ステーションの利用可能な最大充電電力の一部を提供し、前記方法は、
ａ）バッテリ充電ステーションの状態、および前記複数の充電ポートの各充電ポートの動作状態を監視するステップと、
ｂ）バッテリ充電ステーションの現行状態を決定するステップであって、前記バッテリ充電ステーションの現行状態は、前記複数の充電ポートの各々の現行動作状態を含み、前記現行のバッテリ充電状態は経時的に変化するステップと、
ｃ）前記バッテリ充電ステーションの現行状態に応答し、かつ予め規定された配電規則セットに従って、前記バッテリ充電ステーションおよび前記複数の充電ポートの電力分配を決定するステップであって、前記電力分配は、ゼロ電力ステージから前記複数の電力ステージの全てに至る間の電力ステージを前記複数の充電ポートのうちの任意のポートへ連結することにより、ゼロ電力から前記利用可能な最大充電電力までの間の電力を前記複数の充電ポートのうちの任意のポートへ連結してもよいステップと、
ｄ）前記電力分配に従って、前記複数の電力ステージを前記複数の充電ポートへ連結するステップと、
ｅ）ステップａ）からステップｅ）までを反復するステップと、を含む方法。
【請求項２４】
前記複数の電力ステージを複数の電力ブロックにグルーピングするステップをさらに含み、各電力ブロックは、前記複数の電力ステージによる３つの電力ステージで構成され、前記電力分配は電力ブロックに関連して決定され、かつ前記連結するステップはさらに、前記複数の電力ステージを電力ブロックとして前記複数の充電ポートへ連結するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の充電ポートの第１の充電ポートが前記複数の充電ポートの第２の充電ポートへ直に連結されることを防止するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記連結するステップはさらに、スイッチングシステムの複数のコンタクタを操作するステップを含み、前記複数のコンタクタは、前記複数の電力ステージと前記複数の充電ポートとの連結を制御する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記連結するステップは、スイッチングシステムの複数の半導体スイッチを操作するステップをさらに含み、前記複数の半導体スイッチは、前記複数の電力ステージと前記複数の充電ポートとの連結を制御する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポートに連結するために支払われる充電器利用料金を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視される充電器利用料金に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記監視される充電器利用料金が等しければ、前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記監視するステップは、車両優先権情報を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両優先権情報に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記車両優先権情報を監視するステップは、前記車両優先権情報に関して無線識別システムを監視するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記監視するステップの間に車両優先権情報が得られなければ、前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記車両優先権情報に基づいて充電優先権が決定されなければ、前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記監視するステップは、充電客優先権情報を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視される充電客優先権情報に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３６】
前記充電客優先権情報を監視するステップは、前記充電客優先権情報に関して無線識別システムを監視するステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記充電客優先権情報を監視するステップは、前記バッテリ充電ステーションへ取り付けられるキーパッドを介して前記充電客優先権情報を受け入れるステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記監視するステップの間に充電客優先権情報が得られなければ、前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートの各充電ポート毎に車両の到着時間を監視するステップをさらに含み、かつ前記充電客優先権情報に基づいて充電優先権が決定されなければ、前記電力分配を決定するステップは、前記監視される車両到着時間に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートへ連結される車両のバッテリパック充電状態（ＳＯＣ）を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視されるバッテリパックＳＯＣに基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項４１】
前記監視するステップは、前記複数の充電ポートへ連結される車両のバッテリパック温度を監視するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記監視されるバッテリパック温度に基づいて前記複数の電力ステージへ優先権を与えるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項４２】
前記複数の充電ポートの各充電ポートへ連結される各車両の意図される出発時間を決定するステップをさらに含み、かつ前記電力分配を決定するステップは、前記意図される出発時間に基づいて前記電力分配を最適化するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項４３】
前記意図される出発時間を決定するステップは、前記バッテリ充電ステーションに取り付けられるキーパッドを介して前記意図される出発時間を受け入れるステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の充電ポートの充電ポート予約を受け入れるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項４５】
前記バッテリ充電ステーションに取り付けられるディスプレイ画面を介して充電ポート予約を表示するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項４６】
前記電力分配を決定するステップは、バッテリ充電ステーションの出力電力を最大化するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してバッテリの充電システムに関し、より具体的には、１つまたは複数の電気車両およびハイブリッド車両を単一ソースから充電すべく電力を分配するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界の車両の大部分は、内燃機関を用いてガソリンで走る。このような車両の使用、より具体的には化石燃料、例えばガソリン、に依存する車両の使用は、２つの問題を生じさせる。第１に、このような燃料は量が有限でありかつ入手できる地域が限定的であることに起因して、価格は大きく変動しかつ概してガソリンコストの価格決定は上昇傾向にあることが常であり、これらの双方が消費者レベルで著しい影響を与える可能性がある。第２に、化石燃料の燃焼は、温室効果ガスである二酸化炭素の主たる発生源の１つであり、よって地球温暖化の主たる原因の１つとなる。したがって、乗用車および商用車の双方に用いるための代替駆動システムを見出すべく多大な努力が払われてきた。  
【０００３】
電気車両は、そのよりクリーンな、かつより効率的な駆動システムに起因して、内燃駆動トレーンを用いる車両に対する最も有望な代替物の１つとなっている。しかしながら、これが奏効するためには、電気車両は、性能、走行距離、信頼性、寿命およびコストに関する消費者の期待に応えなければならない。これらの期待によって、電気車両の充電式バッテリは、その設計、構造および実装がかなり重要なものとなる。明らかなことは、充電式バッテリについての、特に消費者の視点からの重大な側面が、家庭でも、職場または公共の充電ステーションでも、バッテリを充電できる容易さおよび信頼性にある点である。  
【０００４】
内燃車両に依存する社会と電気車両に大きく依存する社会との間の移行について論じる場合、その論議は、電気車両の所有者がその主たる充電ステーション（例えば、家庭の充電ステーション）から遠出をした際にその車両の充電を容易にする充電インフラの必要性へと転じることが多い。残念ながら、現行の充電インフラは極めて限定的である。例えば、大規模な駐車場または立体駐車場であっても、せいぜい、電気車両バッテリを充電するための充電システムへのアクセスを提供する１つか２つの駐車ストールが存在するかどうかである。現行の数の電気車両であればこの状況で十分かもしれないが、電気車両がその支持獲得を拡大していけば、充電ステーションへのより良いアクセスに対する必要性がより重要となる。  
【０００５】
図１は、大規模な駐車場における充電ステーションへのアクセス可能性を高めることを目的とした一方法を示している。この手法では、充電ステーションは、各充電ステーションが複数の駐車ストールのリーチ内に存在するように駐車場全体を通じて位置決めされる。例えば、駐車場１００の図示されている部分では、図示されている１２の駐車ストールを通じて３つの充電ステーション１０１〜１０３が散開され、これにより、各充電ステーションは異なる４つのストールの領域内に存在することが可能であり、即ち、充電ステーション１０１はストール１、２、７および８の領域内にあり、充電ステーション１０２はストール３、４、９および１０の領域内にあり、かつ充電ステーション１０３はストール５、６、１１および１２の領域内にある。  
【０００６】
図１に示されているような、駐車場または立体駐車場内での充電ステーションの中央定位は、複数の車両による単一充電ソースへの物理的アクセスを提供し、アクセス可能性、ひいてはユーザに対する利便性を著しく高める。各充電システム１０１〜１０３が複数のポートを含み、よって複数の車両による同時充電が可能になれば、さらなる改善が達成され得る。図２に示されているように、ある従来のマルチポートシステムでは、同時充電は、単一システム２０５内に４つの充電回路２０１〜２０４を組み込むことによって達成される。充電回路２０１〜２０４は、ソース２０７（例えば、送電網）へ連結され、かつ各々異なる車両ポート２０９〜２１２へ連結される。ある従来のマルチポート充電ステーションでは、充電回路２０１〜２０４は互いに独立し、即ち、１つの充電回路の動作または電力出力は、充電ステーション２０５内の他の充電回路の動作または電力出力に影響しない。この手法は、充電ソースへの車両アクセスを大幅に向上させるために使用される可能性はあるものの、充電回路２０１〜２０４の重複性に起因して比較的効率が悪く、かつコストの高い手法である。したがって、単一の充電ステーションから複数の車両を同時に充電する効率的な方法が必要とされている。本発明は、このような充電システムを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の充電ポートと、各々がＡＣ−ＤＣ変換器を含みかつ各々が充電ステーションの利用可能な最大充電電力の一部を提供する複数の電力ステージと、電力ステージの出力を充電ポートへ連結するために使用される（例えば、複数のコンタクタ、または複数の半導体スイッチで構成される）スイッチングシステムと、充電ステーションおよびポートの現行状態を決定するシステムモニタと、予め規定された配電規則セットに従って、かつ充電ステーションおよびポートの現行状態に従ってスイッチングシステムの動作を制御するコントローラとを含む、バッテリ充電ステーションを提供する。好ましくは、スイッチングシステムおよび／またはコントローラは、１つの充電ポートが別の充電ポートへ直に連結されることを防止し、これにより、第１の充電ポートへ連結される車両が第２の充電ポートへ連結される車両へ接続されることが防止される。  
【０００８】
本発明の一態様では、充電ステーションが２つの充電ポートを有していれば、コントローラは、予め規定された配電規則セットおよび充電ステーションおよび車両の現行状態に従って、電力ステージの第１の部分を第１のポートへ、かつ同時に電力ステージの第２の部分を第２のポートへ連結するように選択し、但し第１および第２の部分は、複数の電力ステージの異なる電力ステージを表し、あるいは、充電ステーションが３つの充電ポートを有していれば、コントローラは、予め規定された配電規則セットおよび充電ステーションおよび車両の現行状態に従って、電力ステージの第１の部分を第１のポートへ、同時に電力ステージの第２の部分を第２のポートへ、かつ同時に電力ステージの第３の部分を第３のポートへ連結するように選択し、但し第１、第２および第３の部分は、複数の電力ステージの異なる電力ステージを表し、あるいは、充電ステーションが４つの充電ポートを有していれば、コントローラは、予め規定された配電規則セットおよび充電ステーションおよび車両の現行状態に従って、電力ステージの第１の部分を第１のポートへ、同時に電力ステージの第２の部分を第２のポートへ、同時に電力ステージの第３の部分を第３のポートへ、かつ同時に電力ステージの第４の部分を第４のポートへ連結するように選択し、但し第１、第２、第３および第４の部分は、複数の電力ステージの異なる電力ステージを表す。  
【０００９】
本発明の別の態様では、複数の電力ステージは、複数の電力ブロックを形成するように纏めてグルーピングされ、但し、各電力ブロックは３つの電力ステージで構成され、かつスイッチングシステムは、ゼロ個の電力ブロックから全ての電力ブロックに至る間の電力ブロックを任意の充電ポートへ連結してもよい。  
【００１０】
システムモニタは、（ｉ）各充電ポート毎の車両到着時間を監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、監視される到着時間に基づいて配電優先権を与え、（ｉｉ）車両を充電ポートへ連結するために支払われる充電器利用料金を監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、充電器利用料金に基づいて配電優先権を与え、（ｉｉｉ）車両優先権情報を監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、車両優先権情報に基づいて配電優先権を与え、（ｉｖ）顧客優先権情報を監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、顧客優先権情報に基づいて配電優先権を与え、（ｖ）充電ポートへ連結される各車両毎のバッテリパックＳＯＣを監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、バッテリパックＳＯＣに基づいて配電優先権を与え、かつ（ｖｉ）充電ポートへ連結される各車両毎の意図される出発時間を監視してもよく、但し予め規定された配電規則セットは、意図される出発時間に基づいて配電優先権を与える。予め規定された配電規則セットは、例えば到着時間である監視された情報と車両優先権情報との組合せに基づいて、配電優先権を与えてもよい。予め規定された配電規則セットは、充電器出力の最大化に基づいて電力を配分してもよい。充電ステーションは、例えば優先権情報または意図される出発時間情報を入力するために使用され得るキーパッド（例えば、物理的キーパッドおよび／またはタッチスクリーンキーパッド）を含んでもよい。充電ステーションは、充電ポートの予約を受け付けてもよく、かつ充電ポート予約情報を表示するためのディスプレイを含んでもよい。  
【００１１】
本発明の本質および利点に関するさらなる理解は、以後の本明細書部分および図面を参照することによって得られるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】先行技術による、中央に位置決めされた充電ステーションを利用する駐車場の一部を示す。
【００１３】
【図２】先行技術によるマルチポート充電システムを示す。
【００１４】
【図３】並列する９個の電力ステージと２つの充電器ポートとを含む充電器を示す。
【００１５】
【図４】図３に示されている充電器の例示的な使用シナリオをグラフで示している。
【００１６】
【図５】図３に示されている充電器等の充電器で用いるための固有のコンタクタ構造を示す。
【００１７】
【図６】コンタクタ構造の一代替例を示す。
【００１８】
【図７】コンタクタ構造のさらに別の代替例を示す。
【００１９】
【図８】コンタクタ構造のさらに別の代替例を示す。
【００２０】
【図９】追加の電力ステージおよび追加のポートを包含すべく拡張されて、例示的な使用構造を例示するためにコンタクタが開／閉されている、図５に示されているコンタクタ構造を示す。
【００２１】
【図１０】本発明のバッテリ充電ステーションの様々な充電ポートへ電力を分配する際に使用される基本的な方法論を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の本文において、「バッテリ」、「セル」および「バッテリセル」という用語は、同義的に使用される場合があり、かつリチウムイオン（例えば、リン酸鉄リチウム、リチウムコバルト酸化物、他のリチウム金属酸化物、他）、リチウムイオンポリマ、ニッケル金属水素化物、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛、銀亜鉛または他のバッテリタイプ／構造を含む、但しこれらに限定されない様々な異なるセルタイプ、化学的性質および構造の任意のものを指す場合がある。本明細書で用いる「バッテリパック」という用語は、典型的にはシングルピースまたはマルチピースハウジング内に包含される複数の個々のバッテリを指し、これらの個々のバッテリは、具体的なアプリケーションのための望ましい電圧および容量を実現すべく相互に電気接続される。「バッテリ」および「バッテリシステム」という用語は、同義的に使用される場合があり、かつ本明細書においては、バッテリ、バッテリパック、キャパシタまたはスーパーキャパシタ等の、充電および放電能力を有する電気エネルギー蓄積システムを指す。本明細書で使用している「電気車両」という用語は、ＥＶとも称される電気車両、ＰＨＥＶとも称されるプラグインハイブリッド車両またはハイブリッド車両（ＨＥＶ）の何れかを指すが、ここでハイブリッド車両は、その１つが電気駆動システムである複数の推進ソースを利用する。複数の図面で使用されている同一の要素記号が、同じコンポーネントまたは機能が等しいコンポーネントを指すことは理解されるべきである。さらに、添付の図面は、単に本発明の範囲を例示するものであって限定を意図するものではなく、よって一定の縮尺であると考慮されるべきではない。  
【００２３】
本発明の実施形態は、概して電気モータを使用するシステムに適用可能であり、より具体的には、多相電気モータ（例えば、誘導モータ）を用いる電気車両に適用可能であるが、この限りではない。電気車両は、例えばバッテリパックである１つまたは複数の貯蔵エネルギーソースを用いて車両へ電気エネルギーを供給する。このエネルギーは、少なくとも部分的に車両を推進するために使用される。貯蔵されたエネルギーは、他の車両システムにより、例えば車両の照明、車室暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システム、補助制御システム（例えば、センサ、ディスプレイ、ナビゲーションシステム、他）、車内娯楽システム（例えば、ラジオ、ＤＶＤ、ＭＰ３、他）、他により必要とされるエネルギーを供給するために使用される場合もある。従来の電気車両には、乗客用車両および物品を輸送するための車両の双方が含まれ、例として、乗用車、トラック、電動バイクおよびレクリエーション用水上オートバイが含まれる。電気車両には、特殊化された作業車両およびカートも含まれ、そのうちの幾つかは、フォークリフト、シザーリフト、昇降プラットフォームおよび／または連結式高所作業プラットフォーム、道路清掃システム、コンベアベルトおよびフラット・キャリア・プラットフォーム等の機器を組み込む場合がある。  
【００２４】
図３は、本発明による充電システム３００の基本要素を示す。本明細書において充電ステーションとも称される充電器３００は、ＡＣライン電圧ソース３０１、例えば送電網へ連結される。充電器３００は、その各々がＡＣ−ＤＣ変換器を含む複数の並列する電力ステージ３０３〜３１１を含む。充電器３００は、これより少ない数か、多い数の並列する電力ステージを含むことができ、この数が、ソース３０１から利用可能な電力、所望される最大充電電力、充電のフレキシブルさの所望されるレベル、および充電ポートの数に依存することは認識されるであろう。図３に示されている例示的な実施形態では、充電器３００が１対の充電ポート３１３／３１４を含んでいるが、本発明による充電器は３つ以上の充電ポートを用いることができ、よって、充電器は、３台以上の車両を同時に充電することが可能である。  
【００２５】
本発明の少なくとも１つの好適な実施形態において、かつ図３に示されているように、並列の電力ステージは、纏めて３つのグループにグルーピングされる。したがって、この実施形態では、電力ステージ３０３〜３０５は纏めて電力ブロック３１５にグルーピングされ、電力ステージ３０６〜３０８は纏めて電力ブロック３１６にグルーピングされ、かつ電力ステージ３０９〜３１１は纏めて電力ブロック３１７にグルーピングされる。３ブロックへのグルーピングは、３相ＡＣ側が均衡状態に留まることを保証する手助けをする。不均衡が許容されれば、電力ステージがグルーピングされる必要はなく、こうしてより小さい離散的な電力ステップへの電力分配が可能にされる。  
【００２６】
電力ブロック３１５〜３１７の各々からの出力は、スイッチングシステム３１９を介して充電器ポート３１３／３１４へ連結される。スイッチングシステム３１９は、電力ブロックの各々からの出力が充電器ポートの何れかへ電気接続されることを可能にする複数のコンタクタ、または半導体スイッチ、または他のスイッチング手段を含む。好ましくは、スイッチングシステム３１９、またはスイッチングシステム３１９を操作する制御システムは、一方の充電ポート、例えばポート３１３を、もう一方の充電ポート、例えばポート３１４へ連結させない。スイッチングシステム３１９を用いて、充電器ポートを介して特定の車両へ連結される電力の量は、車両のニーズ、充電器ポートの使用、車両の充電優先権、料金、他に依存して調整されてもよい。スイッチングシステム３１９へ連結されるコントローラ３２１は、電力ブロックから充電器ポートへの電力の分配を、メモリ３２３に記録されている予め規定された分配規則セットを適用することにより決定する。少なくとも１つの実施形態では、コントローラ３２１はプロセッサベースの制御システム（例えば、マイクロプロセッサ）であり、かつメモリ３２３は、フラッシュメモリ、ソリッド・ステート・ディスク・ドライブ、ハード・ディスク・ドライブまたは他のメモリタイプまたはメモリタイプの組合せである。また、コントローラ３２１へは、車両／ポートの状態を含む充電システムを連続的に監視するシステムモニタ３２５も連結される。具体的には、システムモニタ３２５は、ポート３１３／３１４を連続的に監視して、車両が充電システムへ連結される時点を決定する。好ましくは、システムモニタ３２５は、ポートを介して車両情報を入手するが、このような情報は、他の手段（例えば、無線ネットワーク、ＲＦＩＤタグ等の車両ＩＤ、他）を介して提供される場合もある。好ましくは、これらの手段を介して入手される車両情報には、車両バッテリ容量、現行の充電状態（ＳＯＣ）、所望されるＳＯＣ、バッテリの充電能力、バッテリ温度、他が含まれる。好ましくは、システムモニタ３２５は、各ステージおよび／またはブロックの電力出力／能力を入手するために、電力ステージまたは図示されているように電力ブロックへも連結され、変化する出力状態、またはステージ／ブロック内部の問題点を監視する。少なくとも１つの実施形態では、システムモニタ３２５は、ライン問題を検出するために入力ラインも監視する。また、システムモニタ３２５は、充電料金を決定するサブシステム３２７も含む、またはこれへ連結される場合もある。充電料金は、時刻、ソース３０１により供給される電力のコストに基づいて、または他の条件に基づいて変わる場合がある。好ましくは、システムモニタ３２５は、エンドユーザから金銭を受け入れ、かつ少なくとも幾つかの事例ではエンドユーザにより投入される金額を決定するための１つまたは複数のサブシステム３２９も含む。例えば、サブシステム３２９は、エンドユーザから現金を受け入れ、かついくらの金額が投入されたかを決定することができる場合がある。またサブシステム３２９は、クレジットカードまたはデビットカードまたは他の形式の非現金決済を受け入れることができる場合もある。好ましくは、システムモニタ３２５は、充電器３００の分配命令または他の態様を更新するためのサブシステム３３１も含む。サブシステム３３１は、無線または有線何れかのインターネット接続を含んでもよい。また、サブシステム３３１は、システム更新を達成するために異なる通信システム／プロトコルを利用する場合もある。  
【００２７】
図３に示されているような３つの電力ブロックを有する充電器において、かつ各電力ブロックが同量の電力を出力するように構成されるものとすると、電力は、４つの異なるレベル、即ち出力０、１／３Ｐｍａｘ、２／３ＰｍａｘおよびＰｍａｘで分配されることが可能である。但し、Ｐｍａｘは、充電器３００からの利用可能な最大電力、即ち、３つの電力ブロックが全て単一のポートへ連結された状態に等しい。この設計の結果、かつ先に述べたように、コントローラ３２１は、利用可能な電力を充電器のポートへ連結された車両へ、電力分配を決定すべく制御システムにより使用される基準に依存して様々な異なる割合で分配することができる。  
【００２８】
図４は、充電器３００の可能な利用シナリオの１つをグラフで示している。このシナリオは、本発明に従って設計された充電システムが２つの車両「Ａ」および車両「Ｂ」へ電力を分配するために使用され得る方法を、限定ではなく単に例示するためのものである。車両ＡおよびＢへ供給される充電電力は、各々曲線４０１および曲線４０３で表されている。本例では、まず、時間ｔ０において、車両Ａのみが、例えば充電ポート３１３を介して充電器３００に連結されるものとされている。  したがって、コントローラ３２１はまず、ポート３１３へ全出力Ｐｍａｘを連結する。これは、曲線４０１の第１の部分によって示されている。次に、時間ｔ１において、車両Ｂが充電ポート３１４へ連結される。本例において、時間ｔ１から時間ｔ２まで、車両Ｂはポート３１４から充電電力を受け取らない。これは、車両Ａに与えられる優先権、または他の何らかの理由によるものと思われる。時間ｔ２において、充電器３００から利用可能な電力は車両Ａおよび車両Ｂ間で分割され、車両Ａでは２／３Ｐｍａｘまで降下しかつ車両Ｂで１／３Ｐｍａｘを受け取る。時間ｔ３では、充電器３００から車両Ａおよび車両Ｂへの電力分割が逆転され、今度は車両Ａが１／３Ｐｍａｘを受け取り、かつ車両Ｂが２／３Ｐｍａｘを受け取る。この逆転は、車両Ａがその電力充電要求を低減したことに起因する場合がある。あるいは、後に詳述するように、コントローラ３２１が、充電器３００から２車両への電力配分を変更するための他の何らかの基準を用いている場合もある。時間ｔ４では、全電力、即ちＰｍａｘが車両Ｂへ送られる。これは、例えば、車両Ａ内のバッテリがフル充電された結果として、車両Ａが充電器３００から切り離されていることに起因する場合がある。
【００２９】
図５〜図７は、スイッチングシステム３１９を充電器３００等の充電器において用いるための３つの異なる構造を示している。先に述べたように、本発明は、並列する９個の電力ステージのみに限定されるものではなく、また２つのポートの使用のみに限定されるものでもない。したがって、システム５００〜７００は単に、充電器へ連結される１つまたは複数の車両へポート３１３／３１４を介して充電電力のフレキシブルな分配を提供するために使用され得るスイッチング構造の幾つかを例示するためのものである。
【００３０】
システム５００において、複数のコンタクタ５０１〜５１２または他のスイッチング手段（例えば、半導体スイッチ）は、充電ブロック３１５〜３１７からポート３１３／３１４への電力配分を制御するために使用される。使用に際して、コントローラ３２１（図５には示されていない）は、予め設定された、即ち予め規定された分配命令セットに基づいて、どの電力ブロックがどちらのポートへ連結されるべきかを決定する。後に詳しく論じるように、本明細書では分配規則とも称される様々な分配命令は、利用可能な電力のうちの如何なる量が充電器ポートの各々へ供給されるべきかを決定するために使用される。システム５００の１２個のコンタクタ配列が、ポート３１３／３１４への出力電力の任意の組合せを提供すべく使用可能であることは認識されるであろう。例えば、コンタクタ５０１、５０３、５０６、５０８、５１０および５１２を閉止することにより、電力ブロック３１５はポート３１３へ連結され（よって、ポート３１３へ１／３Ｐｍａｘを供給する）、かつ電力ブロック３１６および３１７はポート３１４へ連結される（よって、ポート３１４へ２／３Ｐｍａｘを供給する）。
【００３１】
システム６００に示されている代替的なコンタクタ構造では、各電力ブロック３１５〜３１７は、１対の三位置コンタクタ（即ち、コンタクタ６０１〜６０６）を用いて、電力がポート３１３へ連結されるか、ポート３１４へ連結されるか、どちらにも連結されないかを決定する。システム６００において、先に述べた電力分配（即ち、ポート３１３への１／３Ｐｍａｘ、およびポート３１４への２／３Ｐｍａｘ）を達成するためには、コンタクタ６０１／６０２は、ポート３１３へ（即ち、「Ａ」接点に接触することにより）連結され、かつコンタクタ６０３〜６０６はポート３１４へ（即ち、「Ｂ」接点に接触することにより）連結される必要がある。
【００３２】
システム７００に示されている代替的なコンタクタ構造では、電力ブロック３１５〜３１７は、８個のコンタクタ７０１〜７０８を用いてポート３１３／３１４へ制御可能式に連結される。この手法は、単純なスイッチングシステムを提供するものの、３つ以上のポートを有する充電器には役立たない。先に述べた電力分配（即ち、ポート３１３への１／３Ｐｍａｘ、およびポート３１４への２／３Ｐｍａｘ）を達成するためには、コンタクタ７０１、７０２および７０５〜７０８は、コンタクタ７０３／７０４が開放状態に留まる間に閉止される必要がある。
【００３３】
先に述べたように、電力ステージの３グループへの積層は３相ＡＣ側の均衡を保つために好適であるが、均衡が必要とされない場合でも、本発明は、非積層構造へ等しく適用可能である。非積層型の電力ステージを用いるスイッチングシステムは任意に構成され得るが、この手法は、システム５００に示されている構造を修正することにより、図８に例示されている。システム８００では、各ブロックが２対の二位置コンタクタを用いるのに対して、各電力ステージが２対の二位置コンタクタを用いる。その結果、同数の電力ステージおよび同一の二重ポート配列でありながら、コンタクタの数は、システム５００に示されているコンタクタ１２個、即ちコンタクタ５０１〜５１２から、システム８００に示されているコンタクタ３６個、即ちコンタクタ８０１〜８３６まで増加される（図８には３６個全てのコンタクタが示されているが、図をより分かりやすくするために、コンタクタ８０１および８３６しか付番されていないことに留意されたい）。したがって、システム８００により例示されている手法は、電力分配により大きいフレキシブルさを与えるものの、発明者らは、この追加的なフレキシブルさが、典型的には、追加的なスイッチングの複雑さおよび関連コストに見合わないという認識を得ている。
【００３４】
本発明は、３つの電力ブロックおよび２つの車両ポートのみを用いて例示されているが、本発明は、電力ブロックおよび車両ポートの双方に関連して容易に拡張される。例えば、図９に示されているシステム９００は、図５に示されている基本構造に基づいて、４つの電力ブロック９０１〜９０４、および４つのポート９０５〜９０８を包含すべく修正されている。図示されているように、好ましくは、各電力ブロック９０１〜９０４は、３相ＡＣ側での均衡を達成するためのみならず、スイッチングシステムの複雑さを最低限に抑えて所望される電力レベルを提供するための双方を目的として、３つの電力ステージ、即ちステージ９０９〜９２０で構成される。図示されている実施形態では、ポート９０５へ１／４Ｐｍａｘを供給するためにコンタクタ９２１および９２５が閉止して示され、ポート９０６へ１／４Ｐｍａｘを供給するためにコンタクタ９３０および９３４が閉止して示され、かつポート９０８へ１／２Ｐｍａｘを供給するためにコンタクタ９４０、９４４、９４８および９５２が閉止して示されていることに留意されたい。図示されているように、目下のところ、ポート９０７へは電力が連結されていない。
【００３５】
スイッチングシステムへ連結されるコントローラは、電力ブロックから、または電力ステージから利用可能な電力を充電器ポートへ連結される車両へ分配する方法を決定するに際して、様々な基準を用いる場合がある。図１０は、様々なポートへ電力を分配する際にコントローラ（例えば、コントローラ３２１）により適用される基本的な方法論を示している。概して、充電器コントローラは、充電器に影響を与える変化を検出するために、システム（例えば、充電システム、充電ポートおよび／または充電ポートへ取り付けられる車両）を連続的に監視する（ステップ１００１）。システムが電力の分配に影響を与え得る変化を検出すると（ステップ１００３）、コントローラは必ず、予め規定された分配命令セットおよび監視されている現行状態に基づいて電力の適切な分配を決定する（ステップ１００５）。電力分配に影響を与える一般的な変化には、充電器ポートのうちの１つを介する車両と充電器との連結または切り離し、または充電器へ連結される１台または複数の車両へ適用されるべき充電要件の変更が含まれるが、この限りではない。電力分配へ影響を与え得るさほど一般的でない変化の例には、（ｉ）例えば分配命令が時間要件を含む場合の時間の経過、（ｉｉ）例えば充電サイクルの開始時に支払われた料金が料金切れとなった場合の、充電されるべき車両のうちの１台のステータスの変化、および／または（ｉｉｉ）バッテリ温度または他の車両状態の望ましくない変化、が含まれる。
【００３６】
本発明の充電システムは、予め規定された分配命令を介して、電力を充電システムへ連結される様々な車両へ様々な状態に基づいて分配するように構成され得ること、および本発明は、後述する例示的な分配命令に限定されないことは認識されるであろう。本発明のコントローラにより、充電器の電力ステージ／電力ブロックからの電力を充電器へ取り付けられる車両へ分配するために使用され得る例示的な電力分配命令は、下記を含む。
【００３７】
−  到着時間優先権：  電力分配が到着時間に基づく充電器では、システムは、充電器へそのポートの１つを介して連結する各車両の到着時間を監視し、かつ監視される到着時間に基づいて優先権を与える。優先車両には、車両バッテリが必要とする限りの利用可能な最大電力量が供給される。したがって、例えば、本発明の本実施形態に従って設計されかつ動作するマルチポート充電器では、充電器へ連結する第１の車両に利用可能な最大電力が与えられる。第１の車両が利用可能な最大電力を必要とするものとすると、第１の車両の後に充電器へ連結する車両には、受け取る充電電力がなくなる。よって、第１の車両のニーズが次第に少なくなり、かつ電力が利用可能となるにつれて、充電器へ連結する第２の車両に残りの電力が供給される。第１の車両のバッテリがフル充電される、または予め設定されたＳＯＣまで充電されると、第２の車両が利用可能な最大電力を利用可能であるものとして、利用可能な最大電力が第２の車両へ供給される。優先権が充電器における到着時間に基づく場合の、最大有効電力を優先車両へ提供するこのプロセスは、充電器へ連結される各車両に対して継続される。この手法の結果として、充電器へ連結する第１の車両は充電されるべき第１の車両となり、充電器へ連結する第２の車両は充電されるべき第２の車両、等々となる。
【００３８】
−  料金ベースの優先権：  ある代替実施形態では、優先権は、エンドユーザにより支払われる料金、即ち充電器利用料金に基づいて与えられ、よってユーザは、充電器の使用料金を上回る支払いをすることによって充電優先権を得ることができる。あるシナリオでは、充電器は、ユーザの車両がどれだけの電力量を必要としているかに関わらず、ユーザから充電セッションにつき一回限りの優先料金を受け入れる。ある代替シナリオでは、優先的な顧客は、充電中に使用される電力１キロワット（または他の目安）につき、より高額の料金を支払う。料金ベースの優先システムは、単純な二重原価料金体系を適用する場合もあれば、多重原価料金体系を利用する場合もあるが、３つ以上の充電ポートを含む充電器の場合は後者の方が適することは認識されるであろう。典型的には、料金ベースの優先スキームを用いて充電電力を分配する充電器は、ユーザが優先料金を支払うことにより回避できる別の優先スキーム、例えば先に述べたような到着時間ベースの優先スキームも用いる。実際のところ、この手法は、より多くを支払うことによりユーザが他のユーザを飛び越えることを許容する。仮に、二名以上のユーザが優先料金を支払い、それが同じ優先料金であるものとすれば、好ましくは、充電システムは基本の優先スキームに依存することに留意されたい。したがって、例えば、３つ以上のポートを有する充電器において、基本的な優先スキームは到着時間ベースの優先スキームであり、かつ第１の車両が基本料金を支払い、充電器へ連結する第２および第３の車両が同額の優先料金を支払うとすれば、支払った優先料金は同額であっても、第２の車両には第３の車両を凌ぐ優先権が与えられることになる。当然ながら、この手法の修正および変形も本発明者らによって想定されている。
【００３９】
−  優先客：  ある代替実施形態では、所定の車両に対し、他の車両を凌ぐ優先権が自動的に与えられる。例えば、優先権は、特定の車両メーカー（即ち、製造者）またはモデルに基づく場合がある。あるいは、優先権は、特定のクラブまたは協会、例えばＡＡＡとしても知られる米国自動車協会に属する充電客に与えられてもよい。あるいは、優先権は、所定の支払い形式（例えば、クレジット対現金）または特定のクレジットカード（例えば、ＶＩＳＡ（登録商標）対ＭａｓｔｅｒＣａｒｄ（登録商標））を用いて支払いをする顧客に与えられてもよい。あるいは、優先権は、特定の企業または組織に関係している顧客、例えば充電ステーションを所有しかつ／または運用している企業の社用車に与えられてもよい。当然ながら、これらは単に例であって、本発明者らは、車両および／または顧客優先権が他の基準に基づき得ることを想定している。優先権情報は、ユーザにより、その車を充電器へ連結する時点で、例えば充電器に繋がれたキーパッドを用いて、またはユーザまたは車両の何れかに関連づけられるＲＦＩＤ（または他の無線識別システム）等の他の識別手段を用いて入力されてもよい。このシナリオでは、充電器へ連結される車両のうちの１台またはそれ以上が本実施形態による優先権ステータスを有していない限り、例えば先に述べたような到着時間ベースの優先スキームである基本的な優先スキームを用いて電力が分配され、前記優先権ステータスを有している場合は、優先客および／または優先車両による他のユーザの飛び越しが許容されることは認識されるであろう。先の実施形態の場合と同様に、二名以上のユーザが優先ユーザと見なされる、または同等の優先権を有するものとされれば、優先ユーザ／車両への充電器電力の分配は、基本的な分配スキームを用いて確立される。
【００４０】
−  予約：  ある代替実施形態では、ユーザは、ある充電器ポートを、例えば特定の充電ステーションにおける特定の時間および日付で予約することができる。好ましくは、充電器は、潜在的なユーザにポートが利用不可であることを知らせるために使用され得るディスプレイまたは他の手段を含む。少なくとも１つの好適な実施形態では、コントローラは、その予約時間に、または予約時間より前に最後に残った利用可能なポートを停止し、例えば充電システムのディスプレイに、最後のポートが予約されているという通知メッセージを表示する。通知表示は、車に乗ったままのユーザが、ポートが利用不可であることを迅速に決定できるようにする。予約されたポートの通知は、例えば充電器ステーションのオペレータにより保全されるウェブページ上へポスティングされる場合もある。好ましくは、ユーザは、インターネットのウェブベースシステムを用いて、特定の充電器上のポートを特定の日時で予約することができる。典型的には、関係者はまず、例えばウェブベースの充電器ロケーションサービスを用いて、所望されるロケーションにおける充電ステーションの場所を示し、次いで、選択された充電器を運用する企業が提供するサービス（例えば、ウェブベースのサービス）または第三者であるサービスプロバイダの何れかを用いてポートを予約する。
【００４１】
−  電力プロファイルによる予約：  先に述べた予約ベースの優先システムの微修正において、予約者は、特定の充電プロファイルを予約することもできる。例えば、あるエンドユーザは、充電器ポートだけでなく、車両を高速充電する能力の予約をも希望する場合がある。あるいは、このエンドユーザは、特定の充電ステーション、例えば自宅、ホテル、勤務先、他に近いステーションが確実に利用可能であることを希望するが、同時に、自己の車両はそのロケーションに長時間に渡って、例えば一晩中存在することになる点を認識している場合もある。このシナリオの場合、ユーザは、充電器ポートを予約するだけでよく、加速速度で充電する能力を予約する必要はない。
【００４２】
−  車両のニーズに基づく電力分配：  ある代替実施形態では、充電器コントローラは、車両が充電ステーションへ連結する時点での各車両のニーズを、例えばその車両のＳＯＣおよび充電容量の双方を確認することによって決定する。電力分配の決定に際しては、各車両のバッテリパックの温度も使用される場合がある。好ましくは、この情報は、連結車両により、合意された通信プロトコルを用いて充電器コントローラへ提供される。この情報を用いて、コントローラは、充電器へ連結される車両へ電力を分配し、例えば、ニーズに基づいて、または連結されている全車両を可能な限り迅速に予め決められた最低ＳＯＣレベルにまで至らせることに基づいて、または連結されている全車両をその車両の総バッテリ容量の予め決められた比率を表すＳＯＣレベルにまで至らせることに基づいて、利用可能な充電電力を分配する。
【００４３】
−  ユーザのニーズに基づく電力分配：  ある代替実施形態では、ユーザは、その車両を充電システムへ連結する時点で、最適な電力分配の決定に際して使用され得る情報をコントローラへ入力する。例えば、ユーザは、その意図される出発時間を入力してもよく、これにより、コントローラは、この特定の車両のバッテリ充電にどれだけの時間的猶予があるかを決定することができる。出発時間が異なる複数の車両が充電器へ連結される場合、例えばある車両は充電用に２時間を有し得るが、別の車両は充電用に１２時間を有し得る場合、コントローラは、利用可能な電力の使用を最適化することができる。好ましくは、電力分配を最適化するために充電器コントローラにより使用され得る情報が入力されない、または他の方法でも収集されない場合、システムは、デフォルトのデータセットに依存する。
【００４４】
−  充電器出力の最大化に基づく電力分配：  ある代替実施形態では、コントローラは、例えば到着時間、料金、優先車両、他に基づいて特定の車両または顧客に優先権を与える代わりに充電器出力を最大化する。車両優先権は、単なる二次的な考慮事項とされる。例えば、図３および図５〜図７に示されているような３つの電力ブロックを有し、かつ各ブロックが出力３０ｋＷを有する充電システムを想定し、ポート３１３および３１４へ連結される車両が各々３５ｋＷおよび５０ｋＷを必要としていて、（例えば、到着時間に起因して、または他の何らかの理由で）ポート３１３へ連結される車両が他の車両より高い優先権を有するものとすると、充電システムがこのモードで動作していれば、コントローラは、１つの電力ブロックをポート３１３へ、かつ２つの電力ブロックをポート３１４へ連結し、こうして利用可能な９０ｋＷのうちの８０ｋＷを使用する。先に述べたもの等の電力分配が充電器出力の最大化ではなく優先権に基づく代替構造の下では、ポート３１３へ連結されるより優先順位の高い車両へ２つの電力ブロックが連結され、この車両に必要な３５ｋＷが供給される。その結果、この代替構造は、利用可能な９０ｋＷのうちの６５ｋＷしか使用しないことになる。現在記述している構造の下では、先にも述べたように、充電器の最大出力が幾つかの分配スキームの下で同じであれば、好ましくは、二次的な考慮事項（到着時間による優先権等）を用いて適切な電力分配が決定されることに留意されたい。例えば、先の例示において、双方の車両に３５ｋＷが必要であったとすれば、ポート３１３へ連結される車両の方が高い優先順位を有し、かつ分配を逆にしてポート３１４へ２つの電力ブロックを連結しても充電器出力が高くはならないことから、コントローラは、ポート３１３へ連結される車両へ２つの電力ブロックを連結する。
【００４５】
先に述べたように、本発明の充電器コントローラは、充電器の充電器ポートへ連結される車両間で、電力ステージ／ブロックの使用に起因して不連続なステップにおいて利用可能な充電電力をどのように分配するかを決定するために、予め規定された配電規則セットを適用する。単独または組み合わせて適用され得る様々な配電規則について記述したが、本発明は特定の配電規則セットに限定されず、本明細書に記述したものは、本発明の用途を限定ではなく明確にするためのものであることは認識されるであろう。さらに、予め規定された配電規則セットは、その車両が本発明のマルチポート充電器へ連結される唯一の車両であるとしても、車両に加えられる充電電力を制限し得ることは理解されるべきである。この結果は、例えば、分配規則により優先料金が支払われる際の最大充電電力のみが規定される場合、または問題の車両／ユーザが優先車両／ユーザである場合に発生する場合がある。
【００４６】
本発明の詳細を理解する手助けになるものとして、システムおよび方法をおおまかに記述してきた。加えて、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために、多くの具体的な詳細も記述した。しかしながら、関連分野の当業者は、本発明の実施形態がこれらの１つまたはそれ以上の具体的な詳細なしに、または他の装置、システム、アセンブリ、方法、コンポーネント、材料、パーツおよび／またはこれらに類似するものを用いて実施され得ることを認識するであろう。他の例では、本発明の実施形態の態様を分かりにくくしないために、周知の構造、材料および／または動作については具体的に示されず、または記述されていない。
【００４７】
したがって、本明細書では、本発明がその具体的な実施形態を参照して説明されているが、本発明は、その精神または本質的な特徴を逸脱することなく、他の具体的な形式で、例えば特定の状況または材料またはコンポーネントに適応すべく具現化され得ることは認識されるであろう。したがって、本明細書における開示および説明は、添付の請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定ではなく例示するためのものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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