(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両充電ステーションであって、
前記電気車両充電ステーションと電気エネルギー供給グリッドの間において、前記充電ステーションが電気エネルギー供給グリッド（１０００）からエネルギーを受容し、前記電気エネルギー供給グリッドにエネルギーを伝達するインターフェース（Ｉ）と、
前記電気エネルギー供給グリッド（１０００）から前記インターフェース（Ｉ）を用いて伝達または受容される前記エネルギーを中間貯蔵するためのエネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）と、
複数の電気車両を同時に充電するための複数の出力接続部（１０１〜１０６）と、
前記エネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）のエネルギー中間貯蔵を制御するための、および、前記複数の出力接続部（１０１〜１０６）を用いたエネルギーの前記送達を制御するための、制御ユニット（１２０）と、を含み、
前記制御ユニット（１２０）は、第１の運転モードにおいて、前記インターフェースを介して受容した前記電気エネルギー供給グリッドからのエネルギーで前記複数の出力接続部に接続された前記複数の電気車両を充電し、
前記制御ユニット（１２０）は、第２の運転モードにおいて、前記出力接続部（１０１〜１０６）で必要とされる前記エネルギーが前記電気エネルギー供給グリッド（１０００）によって前記インターフェース（Ｉ）を用いて完全に提供され得ない場合に、前記エネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）から前記複数の出力接続部（１０１〜１０６）に接続された前記複数の電気車両にエネルギーを渡すように構成され、
前記制御ユニット（１２０）は、第３の運転モードにおいて、前記エネルギー供給グリッド（１０００）の第１の障害に応じて、前記第１の障害の間、前記電気エネルギー供給グリッドをサポートすべく、前記電気エネルギー供給グリッドから過度のエネルギーを取り除くために、前記中間貯蔵デバイス（１１０）による前記エネルギー供給グリッド（１０００）からのエネルギーの取り入れを開始するように構成され、
前記制御ユニット（１２０）は、第４の運転モードにおいて、前記電気エネルギー供給グリッド（１０００）の第２の障害に応じて、前記第２の障害の間、前記電気エネルギー供給グリッドをサポートすべく、前記電気エネルギー供給グリッドに追加のエネルギーを供給するために、前記中間貯蔵デバイス（１１０）から前記エネルギー供給グリッド（１０００）へのエネルギーの送達を開始するように構成され、
前記複数の電気車両を急速充電することが可能である、
電気車両充電ステーション。
【請求項２】
前記エネルギー供給グリッド（１０００）の前記第１の障害は、前記電気エネルギー供給グリッドのグリッド周波数の過周波数であり、
前記制御ユニット（１２０）は、前記第１の障害中にエネルギーが前記エネルギー供給グリッドから取られて前記中間貯蔵デバイス（１１０）に貯蔵されるように構成される、請求項１に記載の電気車両充電ステーション。
【請求項３】
電気エネルギー供給グリッド（１０００）と少なくとも１つの電気車両充電ステーションとの間のインターフェース（Ｉ）を用いて、前記電気エネルギー供給グリッドからエネルギーを受容するまたは前記電気エネルギー供給グリッドにエネルギーを伝達するステップと、
前記電気エネルギー供給グリッド（１０００）から前記インターフェース（Ｉ）を用いてエネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）に伝達または受容されるエネルギーを中間貯蔵するステップと、
複数の出力接続部（１０１〜１０６）で複数の電気車両を充電するステップと、
制御ユニット（１２０）を用いて前記エネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）の前記エネルギー中間貯蔵を制御するステップと、
第１の運転モードにおいて、前記制御ユニット（１２０）を用いて前記出力接続部（１０１〜１０６）を用いた前記複数の電気車両への前記インターフェースを介して受容したエネルギーの前記送達を制御するステップと、
第２の運転モードにおいて、前記出力接続部（１０１〜１０６）で受容される前記エネルギーが前記複数の電気車両を充電するのに十分でない場合に、前記エネルギー中間貯蔵デバイス（１１０）から前記出力接続部（１０１〜１０６）にエネルギーを渡すステップと、
第３の運転モードにおいて、前記エネルギー供給グリッド（１０００）の第１の障害に応じて、前記第１の障害の間、前記電気エネルギー供給グリッドをサポートするために、前記中間貯蔵デバイス（１１０）による前記エネルギー供給グリッド（１０００）からのエネルギーの取り入れを開始するステップと、
第４の運転モードにおいて、前記エネルギー供給グリッド（１０００）の第２の障害に応じて、前記第２の障害の間、前記電気エネルギー供給グリッドをサポートするために、前記中間貯蔵デバイス（１１０）から前記エネルギー供給グリッド（１０００）へのエネルギーの送達を開始するステップと、
を含む、複数の電気車両充電ステーションを制御する方法。
【請求項４】
前記第１の障害は、前記エネルギー供給グリッド（１０００）の前記グリッド周波数の過周波数を表し、前記方法は、
エネルギーを前記エネルギー供給グリッド（１０００）から取って前記中間貯蔵デバイス（１１０）に前記エネルギーを貯蔵するステップと、
前記エネルギー供給グリッドの前記障害の検出に応じて、中央制御ユニット（３００）を用いて複数の電気車両充電ステーションによって前記エネルギー供給グリッド（１０００）からエネルギーを引き出すことを開始するステップと、
をさらに含む、請求項３に記載の、複数の電気車両充電ステーションを制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車両充電ステーションおよび電気車両充電ステーションを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気車両用の充電ステーションは、長い間知られており、典型的には、電気車両内または車両上のエネルギー貯蔵手段を充電するために、電気車両内または車両上のソケットに嵌合するプラグを備えたケーブルを有する。
【０００３】
電気車両におけるエネルギー貯蔵手段の効率的で迅速な充電は、電気車両の成功の必須の要因である。
【０００４】
優先権を主張する特許出願に関して、独国特許商標庁は、次の文献、即ち、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、および、特許文献７を検索した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２８７５９８５号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２６４７５２２号
【特許文献３】欧州特許出願公開第２８７５９８６号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１３／００５７２１１号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１５／００６１５６９号
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００９０４６４２２号
【特許文献７】独国特許出願公開第１０２０１００６２３６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、電気車両の効率的で迅速な充電を可能にする電気車両用の充電ステーションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に係る電気車両充電ステーションによって、また、請求項３に係る電気車両充電ステーションを制御する方法によって、達成される。
【０００８】
したがって、充電ステーションが電気エネルギー供給グリッドからそれを用いてエネルギーを受容するインターフェースと、電気エネルギー供給グリッドからインターフェースを用いて受容または伝達されるエネルギーを中間貯蔵するためのエネルギー中間貯蔵デバイスと、電気車両を充電するための複数の出力接続部と、エネルギー中間貯蔵デバイスのエネルギー中間貯蔵を制御するための、および、出力接続部を用いたエネルギーの送達を制御するための、制御ユニットと、を含む電気車両充電ステーションが提供される。制御ユニットは、出力接続部で必要とされるエネルギーが電気エネルギー供給グリッドによってインターフェースを用いて完全に利用可能にされ得ないときに、エネルギー中間貯蔵デバイスから出力接続部にエネルギーを渡すように適合される。
【０００９】
本発明の態様によれば、制御ユニットは、エネルギー供給グリッドの障害に応じて、中間貯蔵デバイスによるエネルギー供給グリッドからのエネルギーの取り入れまたは中間貯蔵デバイスからエネルギー供給グリッドへのエネルギーの送達を開始するように適合される。
【００１０】
電気車両充電ステーションは、エネルギー中間貯蔵デバイスを有する。その中間貯蔵デバイスは、エネルギー供給グリッドからのエネルギーで充電することができる。例えば、電気車両について充電が行われないかまたは極めて僅かな充電のみが行われる場合、中間貯蔵デバイスは、充電することができる。充電ステーションは、例えば、コンテナやスマート・コンテナの形態で提供することができ、エネルギー供給グリッドに結合することができる。加えて、充電ステーション／コンテナは、複数の電気車両が同時に充電できるように、対応するプラグを備えた複数のケーブルを有する場合がある。特に、多数の電気車両が同時に充電されるべき場合、起こり得ることは、必要な量のエネルギーが、コンテナまたは充電ステーションが接続されているエネルギー供給グリッドから送達されない場合があるということである。そのような場合、コンテナに配設されるかまたはそれに結合されるエネルギー中間貯蔵デバイスに頼ることは可能である。その場合、エネルギー中間貯蔵デバイスのエネルギーは、充電ステーションに接続された電気車両を少なくとも部分的に充電するために使用することができる。
【００１１】
本発明は、充電ステーションに接続された電気車両の必要とするエネルギーの量がエネルギー供給グリッドと充電ステーションとの間のインターフェースを用いて伝達できないときに、特に有用である。例えば、電気車両が５０〜７０ｋＷを必要とする場合、１０台の電気車両は、急速充電のために５００〜７００ｋＷをも必要とする。
【００１２】
充電ステーションまたは充電コンテナに配設されたエネルギー貯蔵デバイスは、電気エネルギー供給グリッドからのエネルギーを中間貯蔵するために使用することもでき、したがって、充電ステーションまたは充電コンテナは、グリッドをサポートする関係で動作するようになる場合がある。このことは、電気エネルギー供給グリッドの、特に、障害の状況において、必要であるかまたは有利である。
【００１３】
本発明の態様によれば、本発明に係る充電ステーションの中間貯蔵デバイスは、電気供給グリッドをサポートするために使用することができる。中間貯蔵デバイスは、したがって電気車両とエネルギー供給グリッドとの間のグリッド障害の場合には、バッファとして、このように固定式に動作することができる。加えて、中間貯蔵デバイスまたはその中に貯蔵されるエネルギーは、例えば、過周波数または不足周波数の場合に、即ち、障害がエネルギー供給グリッドに起こり、グリッド周波数が公称周波数の上または下である場合に、グリッド保護のために使用することができる。過周波数は、基準グリッド周波数より高いグリッド周波数を表す。不足周波数は、基準グリッド周波数より低いグリッド周波数を表す。
【００１４】
本発明のさらなる構成は、従属請求項の主題である。
【００１５】
本発明の一例として利点および実施形態については、以降、図面を参照して、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る充電ステーションの線図である。
【図２】本発明に係る複数の充電ステーションを含む環境のブロック回路線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る電気車両充電ステーションの線図を示す。充電ステーションまたは電気車両２００用の充電コンテナ１００は、インターフェースＩを用いて、電気エネルギー供給グリッド１０００に接続されている。電力ＰＩは、インターフェースＩを用いて、電気エネルギー供給グリッドから充電ステーションに伝達することができる。充電ステーション１００は、エネルギー中間貯蔵デバイス１１０および制御ユニット１２０を有する。また、充電ステーション１００は、複数の充電接続部１０１〜１０６を有する。充電接続部の数は、様々な場合がある。電力Ｐ０１〜Ｐ０６は、充電接続部１０１〜１０６の個々を用いて伝達することができる。それぞれの電気車両２００は、任意選択で接続部１０１〜１０６に接続される場合がある。電気車両２００は、再充電可能なエネルギー貯蔵手段２１０（例えば、蓄電池）、制御ユニット２２０、および、インターフェース２３０を有する。電気車両２００は、充電ステーション１００から貯蔵手段２１０に電気エネルギーを伝達するために、インターフェース２３０を用いて接続部１０１〜１０６のうちの１つに接続することができる。
【００１８】
本発明によれば、充電ステーションまたは充電コンテナ１００は、エネルギー中間貯蔵デバイス１１０を有する。この中間貯蔵デバイス１１０は、任意選択で、貯蔵されているエネルギーが複数の電気車両２００を充電するのに十分なものとなり得るような寸法にすることができる。電気車両２００は、このようにエネルギー中間貯蔵デバイス１１０に貯蔵されているエネルギーを用いて充電することができる。それについての選択肢として、電気車両を充電するのに必要なエネルギーは、充電ステーション１００を用いて電気エネルギー供給グリッド１０００から直接利用可能にされる場合がある。
【００１９】
しかしながら、充電ステーション１００で同時に充電されるべき電気車両２００の数が、過度に多く、電気エネルギー供給グリッド１０００によって利用可能にされるエネルギーが、全部の電気車両２００にとって十分でない場合、電気車両を充電するために、中間貯蔵デバイス１１０に貯蔵されているエネルギーへのアクセスを有することは、可能である。
【００２０】
よって、充電ステーションまたは充電コンテナにおける、同時の、非常に多数の電気車両の効率的で迅速な充電さえも補償することができる。
【００２１】
制御ユニット１２０は、電気エネルギー供給グリッド１０００から情報を取得するために、電気エネルギー供給グリッド１０００にも接続される場合がある。特に、エネルギー供給グリッド１０００の障害状況において、制御ユニット１２０は、エネルギー中間貯蔵デバイス１１０の充電を制御する場合がある。例えば、過度に多くのエネルギーがエネルギー供給グリッド１０００に存在する場合、電気エネルギー供給グリッド１０００からのエネルギーは、エネルギー中間貯蔵デバイス１１０に貯蔵される場合がある。例えば、十分なエネルギーが電気エネルギー供給グリッド１０００に存在しない場合、エネルギーは、エネルギー中間貯蔵デバイス１１０から電気エネルギー供給グリッドに伝達される場合がある。
【００２２】
電気車両は、モータ車両（自動車やトラック）、オートバイ、自転車、航空機等々を表す場合がある。
【００２３】
エネルギー供給グリッド１０００の障害は、過電圧／不足電圧または過周波数／不足周波数を表す場合がある。
【００２４】
本発明によれば、充電ステーションは、グリッドサポートのためにエネルギー中間貯蔵デバイス１１０と共に使用することができる。
【００２５】
図２は、本発明に係る複数の充電ステーションを含む環境のブロック回路線図を示す。複数の充電ステーション１００は、エネルギー供給グリッド１０００と、同じく中央制御ユニット３００と、の双方に結合されている。中央制御ユニット３００は、エネルギー供給グリッド１０００のグリッド電圧および／またはグリッド周波数を監視する場合がある。障害がエネルギー供給グリッドで起こる場合、即ち、検出した電圧が基準グリッド電圧と異なる場合および／またはグリッド周波数が許容範囲だけ基準の公称グリッド周波数と異なる場合、中央制御ユニット３００は、充電ステーション１００の動作に介入する場合がある。それは、特に、グリッドサポートに貢献するために起こる場合がある。
【００２６】
グリッド周波数が第１の限界値未満に低下する場合、中央制御ユニット３００は、エネルギーが供給グリッドから充電ステーションの中間貯蔵デバイスに送達されるように、充電ステーション１００を操作する場合がある。したがって、充電ステーションは、例えば、グリッド周波数を安定化できるように、供給グリッドから過度のエネルギーを受容する。グリッド周波数が第２の限界値を超える場合、エネルギーは、電気エネルギー供給グリッドから取られて充電ステーションの中間貯蔵デバイスに送達される場合がある。
【００２７】
本発明によれば、電気充電ステーションは、充電モードおよび放電モードを有することができる。例えば、充電モード中、エネルギーは、エネルギー供給グリッドから取られて接続済み電気車両に出力される場合がある。放電モードでは、エネルギーは、中間貯蔵デバイスから電気エネルギー供給グリッドに送達される場合がある。
【００２８】
本発明の態様によれば、接続済みの電気車両を充電するために、電気グリッドとの接続部を用いて十分なエネルギーを提供することができない場合に、中間貯蔵デバイスがエネルギーを接続済みの充電ステーションに送達できることを保証するために、中間貯蔵デバイスの、それ以下では放電モードになるべきではない最小の充電を提供することができる。
【００２９】
本発明によれば、中間貯蔵デバイスは、低い電圧レベル（１〜２０ｋＶの間）で接続することができる。
【００３０】
本発明に係る充電ステーションは、このようにグリッドをサポートして能動的に介在することができる。複数の充電ステーションが地理的に分配されて存在する場合、中間貯蔵デバイスの蓄積貯蔵能力は、グリッドサポートの点でそれ自体を肯定的に感じさせるのに十分大きなものとなり得る。
【図１】
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【図２】
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