(57)【要約】      （修正有）【課題】充電デバイスおよび充電要求を認証する方法を提供する。【解決手段】充電デバイス１０４は、充電デバイスに結合された少なくとも１つの負荷に電力を供給するように構成された配電システム２１４を含む。充電デバイスは、配電システムに結合されたプロセッサ２０２も含み、プロセッサは、遠隔デバイスに充電要求を伝送するようにプログラムされている。充電要求には、少なくとも１つの負荷に供給するように要求された電力量が含まれる。プロセッサは、配電デバイスの負荷に関するデータを受け取るようにプログラムされ、配電デバイスは、充電デバイスに電力を供給するように構成されている。プロセッサは、少なくとも１つの負荷に電力を供給するために、受け取ったデータに基づいて配電システムを選択的に活性化するようにさらにプログラムされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電デバイス（１０４）であって、
前記充電デバイスに結合された少なくとも１つの負荷（１０２）に電力を供給するように構成された配電システム（２１４）と、
前記配電システムに結合されたプロセッサ（２０２）とを備え、前記プロセッサが、
前記少なくとも１つの負荷に供給するように要求された電力量を含む充電要求を遠隔デバイスに伝送し、
前記充電デバイスに電力を供給するように構成された配電デバイス（３０２）の負荷に関するデータを受け取り、
前記少なくとも１つの負荷に電力を供給するために、前記受け取ったデータに基づいて前記配電システムを選択的に活性化するようにプログラムされている、充電デバイス（１０４）。
【請求項２】
ネットワークインターフェース（２０６）をさらに備え、前記プロセッサ（２０２）が、前記ネットワークインターフェースを用いて前記遠隔デバイスに前記充電要求を伝送するようにプログラムされている、請求項１記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項３】
ＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）インターフェース（２１６）をさらに備え、前記プロセッサ（２０２）が、前記ＡＭＩインターフェースを用いて前記遠隔デバイスに前記充電要求を伝送するようにプログラムされている、請求項１記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項４】
前記プロセッサ（２０２）に結合されたメモリデバイス（２０４）をさらに備え、前記配電デバイス（３０２）の電力分配限度が前記メモリデバイス内に記憶される、請求項１記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項５】
前記プロセッサ（２０２）が、前記受け取ったデータを前記電力分配限度と比較して、前記配電システム（２１４）を選択的に活性化する、請求項４記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項６】
前記受け取られたデータが、前記配電デバイス（３０２）によって分配された電力量を表し、前記プロセッサ（２０２）が、利用可能な電力量を、前記電力分配限度から前記分配された電力量を減じて求める、請求項５記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項７】
前記プロセッサ（２０２）が、前記要求された電力量が前記利用可能な電力量を超過しないと判断すると前記配電システム（２１４）を活性化する、請求項６記載の充電デバイス（１０４）。
【請求項８】
少なくとも１つの負荷（１０２）に電力を供給するのに使用される電力システム（３００）であって、
充電デバイス（１０４）であり、
少なくとも１つの負荷に供給するように要求された電力量を表す充電要求を生成し、
前記充電要求が認証されたと判断すると前記少なくとも１つの負荷に電力を供給するように構成された充電デバイス（１０４）と、
前記充電デバイスに結合され、プロセッサ（４１２）を備える遠隔デバイスであり、前記プロセッサ（４１２）が、
前記充電要求を受け取り、
前記充電デバイスに電力を供給するように構成された配電デバイス（３０２）の負荷を求め、
前記配電デバイスの前記求められた負荷に基づいて、前記充電要求を認証するべきかどうか判断するようにプログラムされている遠隔デバイスとを備える、電力システム（３００）。
【請求項９】
前記遠隔デバイスが、プロセッサ（３０６）を備える変圧器（３０２）であり、前記変圧器が、前記充電デバイス（１０４）の配電経路内に配置される、請求項８記載の電力システム（３００）。
【請求項１０】
前記遠隔デバイスが、ＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）ネットワーク（４１０）によって前記充電デバイス（１０４）に結合されたサーバ（４０８）である、請求項８記載の電力システム（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に充電デバイスに関し、より具体的には、充電デバイスおよび充電要求を認証する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車および／またはハイブリッド電気自動車の人気が上昇したため、付随して、このような車両に対する電気エネルギーの配送を正確に管理する必要性が高まっている。そのうえ、このような車両の使用が増加したことにより、安全で効率的な充電デバイスまたはステーションを提供する必要性が生じている。
【０００３】
少なくともいくつかの既知の充電スタンドは、電気自動車に取外し可能に結合され得る電源ケーブルまたは別の導体を含む。より具体的には、既知の充電スタンドは、電気事業の配電網または別の電力供給源から電力を受け取って、計量されている電力の流れを、電力ケーブルを介して電気自動車に供給する。
【０００４】
少なくともいくつかの電気事業の配電網では、複数の充電デバイスが、変圧器など共通の配電構成要素から電力を受け取る。他の負荷も、配電構成要素から電力を受け取ることができる。しかし、それぞれの充電デバイスおよび／または負荷が同時に動作すると、配電構成要素を介して供給される電流が、同構成要素の電流制限を超過する可能性がある。定格電流制限を超過すると、構成要素の損傷、ならびに／あるいは回路遮断器または他の保護装置による、すべての充電デバイスおよび／または配電構成要素に結合された負荷に対する電力配送の望ましくない遮断が起こる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００３５０７３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、充電デバイスが提供され、充電デバイスは、充電デバイスに結合された少なくとも１つの負荷に電力を供給するように構成された配電システムを含む。充電デバイスは、配電システムに結合されたプロセッサも含み、プロセッサは、遠隔デバイスに充電要求を伝送するようにプログラムされている。充電要求には、少なくとも１つの負荷に供給するように要求された電力量が含まれる。プロセッサは、配電デバイスの負荷に関するデータを受け取るようにプログラムされ、配電デバイスは、充電デバイスに電力を供給するように構成されている。プロセッサは、少なくとも１つの負荷に電力を供給するために、受け取ったデータに基づいて配電システムを選択的に活性化するようにさらにプログラムされている。
【０００７】
別の実施形態では、少なくとも１つの負荷に電力を供給するのに用いる電力システムが提供される。この電力システムには、少なくとも１つの負荷に供給するように要求された電力量を表す充電要求を生成し、充電要求が認証されたと判断すると少なくとも１つの負荷に電力を供給するように構成された充電デバイスが含まれる。この電力システムは、充電デバイスに結合された遠隔デバイスも含む。遠隔デバイスには、充電要求を受け取り、配電デバイスの負荷を求めるようにプログラムされたプロセッサが含まれ、配電デバイスは、充電デバイスに電力を供給するように構成されている。プロセッサは、求められた配電デバイスの負荷に基づいて、充電要求を認証するべきかどうか判断するようにプログラムされている。
【０００８】
さらに別の実施形態では、充電要求を認証する方法が提供される。この方法は、充電デバイスから充電要求を受け取るステップを含み、充電要求には、電気自動車の電力蓄積デバイスに供給するように要求された電力量が含まれる。この方法は、充電デバイスの分配経路内に配置された配電デバイスによって供給される電力量を求めるステップと、求められた電力供給量に基づいて充電要求を認証するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電気自動車を充電するのに使用される例示的システムのブロック図である。
【図２】図１に示されたシステムとともに使用され得る例示的充電デバイスのブロック図である。
【図３】図１に示されたシステムとともに使用され得る例示的電力システムのブロック図である。
【図４】図１に示されたシステムとともに使用され得る代替電力システムのブロック図である。
【図５】図１に示されたシステムとともに使用され得るさらなる代替電力システムのブロック図である。
【図６】図１に示されたシステムとともに用いられ得る、充電要求を認証する例示的方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
いくつかの実施形態では、用語「電気自動車」は、一般に、推進用に使用される１つまたは複数の電動機を含む車両を指す。電気自動車を推進するのに用いられるエネルギーは、車載の充電式バッテリーおよび／または車載の燃料電池などであるがこれらに限定されない様々な電源に由来するものでよい。一実施形態では、電気自動車は、例えばブレーキングによって生成されたエネルギーを捕捉して蓄積するハイブリッド電気自動車である。そのうえ、ハイブリッド電気自動車は、燃料を節約するために、アイドリング時に動作し続けるように、バッテリーなどの電源に蓄積されたエネルギーを用いる。ハイブリッド電気自動車には、電力出力などの電源コンセントに接続することにより、バッテリーを再充電することができるものもある。したがって、本明細書で用いられる用語「電気自動車」は、例えば配電網を介して電気エネルギーが配送され得るハイブリッド電気自動車またはその他の車両を指すことができる。
【００１１】
図１は、電気自動車１０２などの負荷１０２に対する充電または電力供給に用いる例示的システム１００を示す。この例示的実施形態では、システム１００は、電気自動車１０２に結合された充電デバイス１０４を含む。この例示的実施形態では、電気自動車１０２は、電動機１０８に結合されたバッテリーおよび／またはその他の蓄積デバイスなどの少なくとも１つの電力蓄積デバイス１０６を含む。そのうえ、この例示的実施形態では、電気自動車１０２は、電力蓄積デバイス１０６に結合された車両コントローラ１１０を含む。
【００１２】
この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、少なくとも１つの電力コンジット１１２により、電力蓄積デバイス１０６および車両コントローラ１１０に取外し可能に結合される。あるいは、充電デバイス１０４は、その他の１つまたは複数のコンジットによって電力蓄積デバイス１０６および／または車両コントローラ１１０に結合されてよく、ならびに／あるいは無線データリンク（図示せず）によって車両コントローラ１１０に結合されてもよい。この例示的実施形態では、電力コンジット１１２は、電気自動車１０２内の電力蓄積デバイス１０６および／またはその他の構成要素に電力を供給するための少なくとも１つの導体（図示せず）と、電気自動車１０２内の車両コントローラ１１０および／またはその他の構成要素との間でデータを送受するための少なくとも１つの導体（図示せず）とを含む。あるいは、電力コンジット１１２は、電力および／またはデータを送受する１つの導体、またはシステム１００が本明細書で説明されたように機能することを可能にする他の任意数の導体を含んでよい。そのうえ、この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、電力会社の配電網、発電機、バッテリー、および／または充電デバイス１０４に電力を供給するその他のデバイスもしくはシステムなどの電源１１４に結合される。
【００１３】
この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、および／または充電デバイス１０４が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他のネットワークまたはデータ接続などのネットワークを介して、少なくとも１つの遠隔サーバ１１６に結合される。この例示的実施形態では、サーバ１１６は、顧客情報にアクセスするため、および／またはシステム１００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他の関数を遂行するために、支払いおよび／または電力蓄積デバイス１０６への電力配送を認証するように、例えば充電デバイス１０４へ信号を伝送することにより、充電デバイス１０４と通信する。
【００１４】
この例示的実施形態では、サーバ１１６および車両コントローラ１１０は、それぞれが少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリデバイスを含む。プロセッサは、それぞれが、１つまたは複数のシステムおよびマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および本明細書で説明された機能を実行することができるその他の回路を含み得る任意の適切なプログラム可能回路を含む。上記の実例は単なる例示であり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定するようには少しも意図されていない。メモリデバイスは、それぞれが、限定されることなく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ならびに／あるいはプロセッサが命令および／またはデータを記憶し、取得し、かつ／または実行することを可能にする任意の適切なメモリデバイスなどのコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【００１５】
この例示的実施形態では、通常動作の期間中、ユーザは、電力コンジット１１２を用いて充電力蓄積デバイス１０６を電デバイス１０４に結合する。ユーザは、支払い情報などの情報を入力し、かつ／または電力蓄積デバイス１０６への電力配送を開始するために、充電デバイス１０４のユーザインターフェース（図１には示されていない）にアクセスすることができる。充電デバイス１０４は、例えばユーザを認証し、支払い情報を処理し、かつ／または電力配送を承認するかもしくは認証するために、サーバ１１６と通信する。充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に電力を配送することの承認または認可を示す信号をサーバ１１６から受信すると、電源１１４から電力を受け取って、電力コンジット１１２を介して、計量されている電力を電力蓄積デバイス１０６に供給する。充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６への電力配送を監視し、かつ／または制御するために、電力コンジット１１２および／またはその他のコンジットを介して車両コントローラ１１０と無線通信する。例えば、車両コントローラ１１０は、電力蓄積デバイス１０６の充電レベルならびに／あるいは充電デバイス１０４が供給するべき所望の電力の量および／または料率を示す信号を充電デバイス１０４に伝送することができる。そのうえ、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に配送されている電力の量および／または料率を示す信号を車両コントローラ１１０に伝送することができる。それに加えて、またはその代わりに、充電デバイス１０４および／または車両コントローラ１１０は、システム１００が本明細書で説明されるように機能することを可能にするその他の信号またはメッセージを送受することができる。電力蓄積デバイス１０６が所望のレベルに充電されたとき、充電デバイス１０４は電力蓄積デバイス１０６に電力を配送するのを終了し、ユーザは電力コンジット１１２を電力蓄積デバイス１０６から切り離す。
【００１６】
図２は、図１に示されたシステム１００とともに使用され得る例示的充電デバイス１０４のブロック図である。この例示的実施形態では、充電デバイス１０４には、プロセッサ２０２およびメモリデバイス２０４を含むコントローラ２００が含まれる。本明細書でより十分に説明されるように、コントローラ２００は、ネットワークインターフェース２０６、ディスプレイ２０８、ユーザインターフェース２１０、計器２１２、および配電システム２１４に結合される。
【００１７】
プロセッサ２０２は、１つまたは複数のシステムおよびマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および本明細書で説明された機能を実行することができるその他の回路を含み得る任意の適切なプログラム可能回路を含む。上記の実例は単なる例示であり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定するようには少しも意図されていない。メモリデバイス２０４は、限定されることなく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ならびに／あるいはプロセッサ２０２が命令および／またはデータを記憶し、取得し、かつ／または実行することを可能にする任意の適切なメモリデバイスなどのコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【００１８】
この例示的実施形態では、ネットワークインターフェース２０６は、コントローラ２００と、サーバ１１６（図１に示されている）および／またはその他の適切なコンピュータシステムもしくはデバイスなどの遠隔のデバイスまたはシステムとの間でデータを送受信する。この例示的実施形態では、ネットワークインターフェース２０６は、無線または有線のイーサネット（登録商標）および／または無線セルラープロトコルなどの任意の適切な通信プロトコルを用いて、遠隔のデバイスもしくはシステムおよびコントローラ２００と通信する。そのうえ、この例示的実施形態では、ネットワークインターフェース２０６は、電力蓄積デバイス１０６への電力配送および／または充電デバイス１０４の起動を制御するために、サーバ１１６および／またはその他の遠隔のデバイスもしくはシステムから少なくとも１つの信号および／またはデータを受け取る。
【００１９】
この例示的実施形態では、ディスプレイ２０８は、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）および／または１つもしくは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。それに加えて、またはその代わりに、ディスプレイ２０８は、限定されることなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、ならびに／あるいは画像データおよび／またはテキストをユーザに表示することができる任意の適切な視覚出力デバイスを含むことができる。この例示的実施形態では、電力蓄積デバイス１０６（図１に示されている）の充電状態、支払い情報、ユーザ認証情報および／またはその他の情報が、ユーザに対してディスプレイ２０８上に表示されてよい。
【００２０】
ユーザインターフェース２１０には、限定されることなく、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、スクロールホイール、ポインティングデバイス、バーコード読取り装置、磁気カード読取り装置、無線認証（ＲＦＩＤ）カード読取り機、音声認識ソフトウェアを用いる音声入力デバイス、および／またはユーザが充電デバイス１０４との間でデータ入力したり取り出したりするのを可能にする任意の適切なデバイスが含まれる。この例示的実施形態では、ユーザは、電力蓄積デバイス１０６への電力配送を開始する、および／または終結するように、ユーザインターフェース２１０を操作することができる。一実施形態では、ユーザは、ユーザインターフェース２１０を用いて、ユーザ認証情報および／または支払い情報を入力することができる。そのうえ、この例示的実施形態では、技術者または別のユーザは、例えば充電デバイス１０４の運転停止または再起動の後に、充電デバイス１０４の起動を制御するように、ユーザインターフェース２１０および／または別の入力機構（図示せず）を操作してもよい。例えば、ユーザは、充電デバイス１０４が再起動された後、充電デバイス１０４からの電力配送を開始する時間（すなわち「開始時刻」）を選択するようにユーザインターフェース２１０を操作してよく、開始時刻は、プロセッサ２０２に伝送され、かつ／またはメモリデバイス２０４の中に蓄積されてよい。
【００２１】
この例示的実施形態では、配電システム２１４は、電力コンジット１１２および計器２１２に結合される。そのうえ、この例示的実施形態では、配電システム２１４には、コントローラ２００に結合され、かつ制御される接触器（図示せず）が含まれ。配電システム２１４は、電源１１４から受け取った交流（ＡＣ）電力を、車両コントローラ１１０へ充電電力蓄積デバイス１０６用に伝送する。その代わりに、またはそれに加えて、配電システム２１４は、電源１１４から受け取った交流電力を、充電電力蓄積デバイス１０６用に直流（ＤＣ）電力に変換する少なくとも１つのスイッチ素子またはその他のデバイス（図示せず）を含む。この例示的実施形態では、コントローラ２００は、電力蓄積デバイス１０６が電源１１４（図１に示されている）から電気的に切り離されるように、電力コンジット１１２を通って電流が流れるのを遮断するために、接触器を開くなどして配電システム２１４を操作する。そのうえ、この例示的実施形態では、コントローラ２００は、電力蓄積デバイス１０６が電源１１４（図１に示されている）に電気的に接続されるように、電力コンジット１１２を通って電流が流れるのを可能にするために、接触器を閉じるなどして配電システム２１４を操作する。
【００２２】
そのうえ、この例示的実施形態では、電源１１４から電力蓄積デバイス１０６に供給される電流、電圧、および／または電力を測定し、かつ／または計算するのに使用される配電システム２１４およびコントローラ２００に計器２１２が結合される。この例示的実施形態では、計器２１２は、ＡＭＩインターフェース２１６を介してＡＭＩネットワーク（図示せず）と通信するＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）計器２１２である。そのうえ、この例示的実施形態では、ＡＭＩインターフェース２１６は、電力線搬送通信を用いるＡＭＩネットワーク、撚り対線導体による通信、無線周波数通信、および／または充電デバイス１０４が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他の通信技術もしくはプロトコルによって、少なくとも１つのシステムまたはデバイスと通信する。この例示的実施形態では、電源１１４は、ＡＭＩネットワークに結合され、かつ／またはＡＭＩネットワークの一部分である。
【００２３】
計器２１２および電源１１４に電流保護デバイス２１８が結合される。この例示的実施形態では、電流の保護デバイス２１８は、電源１１４から受け取る電流が所定の閾値または電流制限を超過したとき、充電デバイス１０４を電源１１４から電気的に絶縁するかまたは切り離す。この例示的実施形態では、電流保護デバイス２１８は電気回路接触器２１８である。あるいは、電流保護デバイス２１８は、ヒューズ、回路遮断器、継電器、および／または電流保護デバイス２１８が本明細書に説明されたように機能することを可能にするその他のデバイスでよい。
【００２４】
この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、動作中に、電気自動車１０２に対して電流を制御可能に供給する。より具体的には、この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、電源１１４から電流を受け取り、受け取った電流の量を計器２１２によって測定する。コントローラ２００は、電力蓄積デバイス１０６に電流を供給するべきかどうか判断する。一実施形態では、コントローラ２００は、例えば、公益企業のシステムまたはデバイスからＡＭＩインターフェース２１６を介して、遠隔のシステムまたはデバイスからネットワークインターフェース２０６を介して、かつ／またはその他のシステムまたはデバイスから充電デバイス１０４が本明細書で説明されたように機能することを可能にする任意のインターフェースを介して、電力蓄積デバイス１０６に電力を供給するための認可を受け取る。電気自動車１０２に電流を供給するべきであるとの認可を受け取り、かつ／または電流を供給するべきであると判断すると、コントローラ２００が配電システム２１４を操作し（例えば接触器を閉じ）、電流が、電力コンジット１１２を介して電力蓄積デバイス１０６に伝送される。
【００２５】
図３は、システム１００（図１に示されている）とともに使用され得る例示的電力システムの３００ブロック図である。この例示的実施形態では、電力システム３００は、ネットワーク３０４を介して配電デバイス３０２に結合された複数の充電デバイス１０４を含む。
【００２６】
この例示的実施形態では、ネットワーク３０４は、イーサネット（登録商標）プロトコルを用いる有線のネットワーク３０４、電力線搬送通信（ＰＬＣ）プロトコル、および／または電力システム３００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他の有線式通信プロトコルである。一実施形態では、ネットワーク３０４は、それぞれの充電デバイス１０４と配電デバイス３０２の間に専用通信路をもたらす少なくとも１つの導体（図示せず）を含む。別の実施形態では、ネットワーク３０４は、電源１１４（図１に示されている）から電力および／またはデータを（例えばＰＬＣプロトコルを用いて）配電デバイス３０２を介してそれぞれの充電デバイス１０４に伝送するのに使用される少なくとも１つの導体（図示せず）を含む。さらに別の実施形態では、ネットワーク３０４は、無線イーサネット（登録商標）プロトコルを用いる無線ネットワーク３０４、セルラー式プロトコル、および／または電力システム３００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他の無線プロトコルである。
【００２７】
代替実施形態では、ネットワーク３０４は、複数のメッシュノードまたはデバイス（図示せず）を介して充電デバイス１０４と配電デバイス３０２の間でデータを伝送するＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）ネットワーク３０４である。あるいは、データは、ＡＭＩネットワーク３０４を通って、電力システムが本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他のタイプのノード、デバイス、および／またはコンジットを経由して伝送される。他の点では、ネットワーク３０４および／または電力システム３００は、本明細書で説明されたように機能する。
【００２８】
この例示的実施形態では、配電デバイス３０２は、電源１１４から電力を受け取って、少なくとも１つの充電デバイス１０４に電力を伝送する。この例示的実施形態では、配電デバイス３０２は、電源１１４から受け取った電力の電圧および／または電流のレベルを、充電デバイス１０４で用いるのに適切な電圧および／または電流のレベルへと調節する変圧器３０２である。そのうえ、この例示的実施形態では、変圧器３０２は、プロセッサ３０６、メモリデバイス３０８、通信デバイス３１０、および計器３１２を含む「スマート」変圧器３０２である。この例示的実施形態では、メモリデバイス３０８、通信デバイス３１０、および計器３１２は、プロセッサ３０６に結合される。あるいは、配電デバイス３０２は、プロセッサ３０６、メモリデバイス３０８、通信デバイス３１０、および／または計器３１２を含むその他のデバイスでよく、充電デバイス１０４の配電経路内に配置される。本明細書で用いられる用語「配電経路」は、充電デバイス１０４に電力を伝送し、かつ／または分配するのに使用される、電源１１４と充電デバイス１０４の間の電気的伝送経路を形成する、構成要素、デバイス、および／またはコンジットの相互接続された系統を指す。
【００２９】
プロセッサ３０６は、１つまたは複数のシステムおよびマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および本明細書で説明された機能を実行することができるその他の回路を含み得る任意の適切なプログラム可能回路を含む。上記の実例は単なる例示であり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定するようには少しも意図されていない。メモリデバイス３０８は、限定されることなく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ならびに／あるいはプロセッサ３０６が命令および／またはデータを記憶し、取得し、かつ／または実行することを可能にする任意の適切なメモリデバイスなどのコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【００３０】
この例示的実施形態では、通信デバイス３１０は、配電デバイス３０２、充電デバイス１０４、および／またはその他の適切なコンピュータシステムまたはデバイスの間のデータを送受信する。この例示的実施形態では、通信デバイス３１０は、ネットワーク３０４を介して充電デバイス１０４のネットワークインターフェース２０６（図２に示されている）と通信する。
【００３１】
そのうえ、この例示的実施形態では、電源１１４から充電デバイス１０４に供給される電流、電圧、および／または電力を測定し、かつ／または計算するのに使用されるプロセッサ３０６に計器３１２が結合される。この例示的実施形態では、計器３１２は、ＡＭＩネットワーク（図示せず）と通信するＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）計器３１２である。
【００３２】
この例示的実施形態では、動作中に、配電デバイス３０２に結合されたそれぞれの充電デバイス１０４は、配電デバイス３０２に、例えばネットワーク３０４を介して充電動作を開始する要求（以下「充電要求」と称する）を伝送する。本明細書で用いられる用語「充電動作」は、電源１１４および／または配電デバイス３０２から、充電デバイス１０４に結合された電力蓄積デバイス１０６（図１に示されている）に電力を供給する、充電デバイス１０４の動作を指すものである。
【００３３】
この例示的実施形態では、配電デバイス３０２は通信デバイス３１０を介して充電要求を受け取り、通信デバイス３１０はプロセッサ３０６に充電要求を伝送する。この例示的実施形態では、プロセッサ３０６は、充電要求を認証するべきかどうかを判断する。より具体的には、この例示的実施形態では、プロセッサ３０６は、計器３１２から測定値を受け取り、充電デバイス１０４および／または配電デバイス３０２に結合された他の負荷（図示せず）に対して配電デバイス３０２を介して供給される電力量を求める。そのうえ、配電デバイス３０２の所定の電力分配限度が、メモリデバイス３０８内に記憶される。プロセッサ３０６は、供給される電力量を電力分配限度から減じて、利用可能な電力量を求める。充電要求（すなわち充電デバイス１０４による供給電力量に対する要求）が、利用可能な電力量を超過して、配電デバイス３０２に与えられると予期される全体の負荷が電力分配限度を上回る場合、プロセッサ３０６は充電要求を拒否する。しかし、充電要求が利用可能な電力量を超過しない（すなわち、配電デバイス３０２に与えられると予期される全体の負荷が電力分配限度を超過しない）場合、プロセッサ３０６は充電要求を認証する。配電デバイス３０２は、充電デバイス１０４に充電要求の認可または拒否を伝送し、充電デバイス１０４は、それに応じて、電力蓄積デバイス１０６に対して選択的に電力を供給する。
【００３４】
代替実施形態では、プロセッサ３０６は、配電デバイス３０２に結合されて少なくとも１つの電力蓄積デバイス１０６に電力を供給する充電デバイス１０４の数を求める。そのうえ、プロセッサ３０６は、配電デバイス３０２が電力を同時に供給することができる充電デバイス１０４の数を求める。より具体的には、プロセッサ３０６は、電力を供給しているそれぞれの充電デバイス１０４（以下「活動状態の充電デバイス１０４」と称する）から、例えばネットワーク３０４を介して通知を受け取る。プロセッサ３０６は、受け取った通知に基づいて、活動状態の充電デバイス１０４の数を求める。そのうえ、一実施形態では、配電デバイス３０２が電力を同時に供給することができる活動状態の充電デバイス１０４の総数（以下「活動状態の充電デバイス１０４の限度」と称する）が、メモリデバイス３０８および／またはプロセッサ３０６に記憶される。活動状態の充電デバイス１０４の限度は、各充電デバイス１０４の定格出力限度、配電デバイス３０２の電力分配限度、および／または電力システム３００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他のデータに基づいて決定されてよい。この例示的実施形態では、プロセッサ３０６は、活動状態の充電デバイス１０４の限度から活動状態の充電デバイス１０４の数を減じる。上記減算の結果が１以上であると、配電デバイス３０２は、充電デバイス１０４に充電要求の認可すなわち承認を伝送し、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に対して電力を供給する。上記減算の結果が１未満であると、配電デバイス３０２は、充電デバイス１０４に充電要求の拒否を伝送し、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に対して電力を供給しない。
【００３５】
この例示的実施形態では、充電デバイス１０４が充電要求の認可すなわち承認を受け取ると、充電デバイス１０４は、充電動作が始まった（すなわち充電デバイス１０４が電力蓄積デバイス１０６に電力を供給し始めた）ことを配電デバイス３０２に通知する。充電デバイス１０４が、一旦電力蓄積デバイス１０６への電力供給を終了すると、充電デバイス１０４は、充電動作が終了したことを電力蓄積デバイス１０６に通知する。配電デバイス３０２は、各充電デバイス１０４の現行の充電状態の維持を容易にするために、受け取った通知に基づいて、活動状態の充電デバイス１０４の数を更新する、すなわち再決定する。
【００３６】
図４は、システム１００（図１に示されている）とともに使用され得る別の例示的電力システムの４００ブロック図である。この例示的実施形態では、電力システム４００には、少なくとも１つの電源１１４と少なくとも１つの配電デバイス４０４とを含む電力配分システム４０２が含まれる。複数の充電デバイス１０４が、少なくとも１つの電力コンジット４０６を介して電力配分システム４０２に結合される。そのうえ、この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、ネットワーク４１０を介してサーバ４０８に結合される。
【００３７】
この例示的実施形態では、配電デバイス４０４は、電源１１４から電力を受け取り、電力コンジット４０６を介して充電デバイス１０４に電力を伝送する。この例示的実施形態では、配電デバイス４０４は、電源１１４から受け取った電力の電圧および／または電流のレベルを、充電デバイス１０４で用いるのに適切な電圧および／または電流のレベルへと調節する変圧器４０４である。そのうえ、この例示的実施形態では、変圧器４０４には、（図３に示された変圧器３０２とは対照的に）プロセッサ、メモリデバイス、通信デバイス、または計器が含まれない。あるいは、配電デバイス４０４は、充電デバイス１０４に電力を供給するその他のデバイスでよく、充電デバイス１０４の配電経路内に配置される。
【００３８】
この例示的実施形態では、ネットワーク４１０は、充電デバイス１０４とサーバ４０８の間でデータを伝送するＡＭＩ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）ネットワーク４１０である。あるいは、電力システム４００は、システム４００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他のネットワーク４１０を含むことができる。
【００３９】
この例示的実施形態では、サーバ４０８は、プロセッサ４１２およびプロセッサ４１２に結合されたメモリデバイス４１４を含む。別段の定めがない限り、プロセッサ４１２およびメモリデバイス４１４は、プロセッサ３０６およびメモリデバイス３０８（どちらも図３に示されている）に実質的に類似である。そのうえ、この例示的実施形態では、サーバ４０８は、公益事業会社の制御室（どちらも示されていない）の内部に配置されている。あるいは、サーバ４０８は、システム４００が本明細書で説明されたように機能することを可能にするその他の位置に配置されてもよい。
【００４０】
この例示的実施形態では、ネットワークモデル４１６は、メモリデバイス４１４内に記憶され、かつ／またはプログラムされる。ネットワークモデル４１６は、ソフトウェアベースのデータベースまたは電源１１４および配電デバイス４０４などの電力配分システム４０２内の構成要素を表現したものである。この例示的実施形態では、ネットワークモデル４１６により、サーバ４０８は、電力配分システム４０２の構成要素のトポロジおよび／または相互接続を識別することができる。
【００４１】
動作中に、充電デバイス１０４は、配電デバイス４０４に結合された充電デバイス１０４の互いの充電状態に基づいて、充電するべきかどうか（すなわち電力蓄積デバイス１０６に電力を供給するべきかどうか）判断する。より具体的には、この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、ネットワーク４１０を介してサーバ４０８に充電要求（図３を参照しながら上記で説明されたもの）を伝送する。この例示的実施形態では、サーバプロセッサ４１２は、要求している充電デバイス１０４に結合された配電デバイス４０４を識別するために、ネットワークモデル４１６からのデータを参照するかまたは受け取り、配電デバイス４０４に接続されている負荷および／または配電デバイス４０４の配電経路内に配置されている負荷（例えば他の充電デバイス１０４）を識別する。プロセッサ４１２は、配電デバイス４０４の配電経路に結合して配電経路に配置された各負荷（他の充電デバイス１０４など）が消費する電力を表す測定値を受け取り、充電デバイス１０４および／または配電デバイス４０４に結合された他の負荷（図示せず）に対して配電デバイス４０４を介して供給される電力の総量を求める。この例示的実施形態では、プロセッサ４１２は、電力蓄積デバイス１０６への電力供給を開始するべきかどうかを判断するのに用いられる、配電デバイス４０４によって充電デバイス１０４に供給される電力の総量を表すデータを伝送する。
【００４２】
そのうえ、この例示的実施形態では、配電デバイス４０４の所定の電力分配限度が、充電デバイス１０４のメモリデバイス２０４内に記憶される。充電デバイスのプロセッサ２０２は、配電デバイス４０４によって供給される電力の総量を電力分配限度から減じて、利用可能な電力量を求める。充電デバイス１０４によって供給されることになる電力量の要求が利用可能な電力量を超過する場合、プロセッサ２０２は、充電デバイス１０４が電力蓄積デバイス１０６に電力を供給するのを防止する。しかし、所望の供給電力量が利用可能な電力量を超過しなければ、プロセッサ２０２は、充電デバイス１０４によって電力蓄積デバイス１０６に電力を供給する。
【００４３】
この例示的実施形態では、充電デバイス１０４が電力蓄積デバイス１０６に電力を供給し始めると、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に電力が供給されている（すなわち充電動作が開始された）ことをサーバ４０８に通知する。充電デバイス１０４が、一旦電力蓄積デバイス１０６への電力供給を終了すると、充電デバイス１０４は、充電動作が終了したことをサーバ４０８に通知する。サーバ４０８は、各充電デバイス１０４の現行の充電状態の維持を容易にするために、受け取った通知に基づいて、活動状態の充電デバイス１０４の数を求める。
【００４４】
代替実施形態では、充電デバイス１０４は、ネットワーク４１０を介してサーバ４０８に充電要求を伝送する。サーバ４０８は、充電要求を承認するべきか拒否するべきかを判断する。サーバプロセッサ４１２は、上記の説明と同様のやり方で、配電デバイス４０４を介して供給されている電力の総量を求める。そのうえ、プロセッサ４１２は、供給される電力の総量を電力分配限度から減じて、利用可能な電力量を求める。プロセッサ４１２は、利用可能な電力量が、（充電要求によって識別された）要求電力量以上であれば充電要求を承認し、要求電力量未満であれば充電要求を拒否する。プロセッサ４１２は、充電デバイス１０４に充電要求の承認または拒否を伝送する。
【００４５】
図５は、（図１に示された）システム１００とともに使用され得る別の例示的電力システムの５００ブロック図である。この例示的実施形態では、電力システム５００は、ネットワーク５０２を介して互いに結合された複数の充電デバイス１０４を含む。そのうえ、配電デバイス４０４は、少なくとも１つの電力コンジット４０６を介して各充電デバイス１０４に結合される。別段の定めがない限り、電力システム５００は電力システム４００（図４に示されている）に実質的に類似であり、図５では、類似の構成要素には図４のものと同じ参照数字を用いてラベルが付けられている。
【００４６】
この例示的実施形態では、動作中に、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６（図１に示されている）への電力供給を開始する準備ができたとき、（図３を参照しながら上記で示され説明されたように）配電デバイス３０２に充電要求を伝送したり、（図４を参照しながら上記で示され説明されたように）サーバ４０８に充電要求を伝送したりすることはない。むしろ、充電デバイス１０４は、配電デバイス４０４に結合された他のそれぞれの充電デバイス１０４に対して状態要求を伝送する。より具体的には、この例示的実施形態では、充電デバイス１０４は、電力蓄積デバイス１０６に結合された他のそれぞれの充電デバイスを表すアイデンティティー、ネットワークアドレス、および／またはその他の識別子を有してプログラムされる。そのうえ、充電デバイス１０４は、配電デバイス４０４によって同時に電力を供給することができる充電デバイス１０４の所定の最大数（以下「活動状態の充電デバイス１０４の最大数」と称する）を有してプログラムされる。
【００４７】
充電デバイス１０４は、ネットワーク５０２を介して電力蓄積デバイス１０６に結合された他のそれぞれの充電デバイス１０４に対して状態要求を伝送する。他のそれぞれの充電デバイス１０４は、充電デバイス１０４の充電状態（すなわち、結合されている電力蓄積デバイス１０６に現在電力を供給しているかどうか）を表すデータを用いて応答する。充電デバイス１０４は、他の充電デバイス１０４から受け取った充電状態に基づいて、活動状態の充電デバイス１０４の数を求める。この例示的実施形態では、活動状態の充電デバイス１０４の数が活動状態の充電デバイス１０４の最大数未満であると、充電デバイス１０４は電力蓄積デバイス１０６に電力を供給し始める。しかし、活動状態の充電デバイス１０４の数が活動状態の充電デバイス１０４の最大数以上であると、充電デバイス１０４は電力蓄積デバイス１０６に電力を供給しない。むしろ、充電デバイス１０４は所定の時間だけ待ち、次いで、活動状態の充電デバイス１０４の数が変化したかどうか判断するために、充電デバイス１０４に対して新規のポーリング要求を提示する。充電デバイス１０４は、前述のように、電力蓄積デバイス１０６に電力を供給するべきかどうかを判断する。
【００４８】
図６は、充電デバイス１０４および／またはシステム１００（どちらも図１に示されている）とともに用いられ得る、充電要求を認証する例示的方法６００の流れ図である。この例示的実施形態では、方法６００は、プロセッサによって実行され、かつ／または配電デバイス３０２（図３に示されている）またはサーバ４０８（図４に示されている）など充電デバイス１０４から遠隔のシステムまたはデバイスのメモリデバイス内に記憶された複数の命令の範囲内で実施される。
【００４９】
この例示的実施形態では、遠隔デバイス（すなわち配電デバイス３０２またはサーバ４０８）は、６０２で、充電デバイス１０４から充電要求を受け取る。そのうえ、この例示的実施形態では、充電要求には、充電デバイス１０４に結合された負荷１０２（図１に示されている）に供給するために充電デバイス１０４が要求する電力量が含まれる。
【００５０】
一実施形態では、遠隔デバイス（例えばサーバ４０８）は、６０４で、充電デバイス１０４の配電経路内にある配電デバイス４０４（すなわち充電デバイス１０４に電力に供給する配電デバイス４０４）を求める。例えば、サーバ４０８は、６０２で充電デバイス１０４から充電要求を受け取り、６０４で、ネットワークモデル４１６（図４に示されている）から受け取ったデータを解析することにより、充電デバイス１０４の配電経路内にある配電デバイス４０４を求める。しかし、充電デバイス１０４が配電デバイス３０２に充電要求を伝送する場合には（すなわち配電デバイス３０２が充電要求を許可するべきか拒否するべきかを判断する場合には）、６０４の割出しは不要である。
【００５１】
この例示的実施形態では、遠隔デバイスは、６０６で配電デバイス４０４の負荷の量を求める。より具体的には、図３〜図５に関して上記でより十分に説明されたように、負荷の量は、６０６で、配電デバイス４０４に結合されているかまたは配電デバイス４０４の配電経路内にある他の負荷に供給される電力または電流の量として求められる。利用可能な量の電力は、６０８で、配電デバイス４０４の電力分配限度（上記で説明されたもの）から配電デバイス４０４の負荷（すなわち他の負荷に供給される電力量）を減じて求められる。
【００５２】
６１０で、遠隔デバイスは、利用可能な電力量が充電要求の電力量以上であるかどうか判断する。利用可能な電力量が充電要求の電力量以上であると、遠隔デバイスは、６１２で充電要求を承諾すなわち認証し、充電デバイス１０４は、要求された電力量を負荷１０２に対して供給し始める。それと対照的に、利用可能な電力量が充電要求の電力量未満であると、遠隔デバイスは６１４で充電要求を拒否し、充電デバイス１０４は、負荷１０２に対して要求された電力量を供給しない。
【００５３】
本明細書で説明されたように、本電力システムは、充電デバイスによる充電開始要求を認証するための頑健で効率的なシステムおよび方法を提供することにより、従来技術システムの欠点を克服する。より具体的には、本明細書で説明された電力システムおよび方法は、要求している充電デバイスの配電経路内に配置された配電デバイスの負荷を求める。配電デバイスの負荷が求められ、配電デバイスによって供給され得る利用可能な電力量が求められる。充電要求は、利用可能な電力量と比較され、比較結果に基づいて承諾されるかまたは拒否される。したがって、本電力システムは、利用可能な電力量を求めずに負荷に電力を供給する従来技術システムとは対照的に、充電デバイスが配電デバイスの配電能力を超過しない場合にのみ充電デバイスが負荷に電力を供給すること許容する。そのため、配電デバイスを配電能力の範囲内で運転することが容易になり、したがって配電デバイスおよび／または電力システムの損傷または破壊が防止されるかまたは最小限になる。
【００５４】
本明細書で説明されるシステムおよび方法の技術的効果には、（ａ）充電デバイスから充電要求を受け取るステップであって、充電要求には、電気自動車の電力蓄積デバイスに供給するように要求された電力量が含まれるステップと、（ｂ）充電デバイスの配電経路内に配置された配電デバイスによって供給される電力量を求めるステップと、（ｃ）求められた電力供給量に基づいて充電要求を認証するステップとのうち少なくとも１つが含まれる。
【００５５】
前述の実施形態は、電気自動車に電力を供給するのに使用される効率的で費用対効果が大きい電力システムを提供する。充電デバイスは、サーバなどの遠隔デバイスまたは変圧器などの配電デバイスに充電要求を伝送する。遠隔デバイスは、配電デバイスに対して誘起される負荷量を求めて、求めた負荷量を配電デバイスの電力分配限度から減じることにより、利用可能な電力量を計算する。
【００５６】
充電デバイスおよび充電要求を認証する方法の例示的実施形態が、上記で詳細に説明されている。この充電デバイスおよび方法は、本明細書で説明された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、充電デバイスの構成要素および／または方法のステップは、本明細書で説明された他の構成要素および／またはステップから独立して別個に利用されてよい。例えば、この充電デバイスは、他の電力システムおよび方法と組み合わせて使用されてもよく、本明細書で説明されたような電気自動車との組合せだけに限定されるものではない。むしろ、この例示的実施形態は、他の多くの電力システムおよび／または再生可能エネルギー用途に関連して実施し、かつ利用することができる。
【００５７】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴が、いくつかの図面で示されて他の図面では示されないこともあるが、これは便宜上の理由のみによるものである。本発明の原理によれば、図面のあらゆる特徴が、その他の図面のあらゆる特徴と組み合わせて参照され、かつ／または特許請求され得る。
【００５８】
この書かれた説明は、最善の様式を含めて本発明を開示するために、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し使用することならびにあらゆる具体化された方法を実行することを含めて本発明を実施することも可能にするために、実例を用いている。本発明が特許権を受けられる範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実施例を含み得る。そのような他の実例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉との実質のない相違点を有する同等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００５９】
１００  システム
１０２  負荷
１０４  充電デバイス
１０６  電力蓄積デバイス
１０８  電動機
１１０  車両コントローラ
１１２  電力コンジット
１１４  電源
１１６  サーバ
２００  コントローラ
２０２  プロセッサ
２０４  メモリデバイス
２０６  ネットワークインターフェース
２０８  ディスプレイ
２１０  ユーザインターフェース
２１２  計器
２１４  配電システム
２１６  ＡＭＩインターフェース
２１８  電流保護デバイス
３００  電力システム
３０２  配電デバイス
３０４  ネットワーク
３０６  プロセッサ
３０８  メモリデバイス
３１０  通信デバイス
３１２  計器
４００  電力システム
４０２  配電システム
４０４  配電デバイス
４０６  電力コンジット
４０８  サーバ
４１０  ネットワーク
４１２  プロセッサ
４１４  メモリデバイス
４１６  ネットワークモデル
５００  電力システム
５０２  ネットワーク
【図１】
2012254011.tif 000003
【図２】
2012254011.tif 000004
【図３】
2012254011.tif 000005
【図４】
2012254011.tif 000006
【図５】
2012254011.tif 000007
【図６】
2012254011.tif 000008
【外国語明細書】
2012254011000001.pdf