(57)【要約】【課題】電力貯蔵装置に電流を供給するシステム、充電装置、及び方法を提供すること。【解決手段】電力供給源から複数の電力貯蔵装置に電流を供給するのに用いるシステムは、複数の電力貯蔵装置の第１のものに電流を供給するよう構成された複数の充電装置の第１のものを含む。本システムはまた、第１の充電装置に結合されてネットワークを形成する少なくとも１つの他の充電装置を含む。他の充電装置は、少なくとも１つの他の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成される。第１の充電装置は、充電装置の数に応じて、電力供給源から受け取られることになる電流量及び第１の電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定し、第１の充電装置が受け取ること及び第１の電力貯蔵装置に供給することのうちの少なくとも１つを行う電流の量を可能にする、ようにプログラムされたプロセッサを含む。【選択図】      図１
2013090570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給源から複数の電力貯蔵装置に電流を供給するシステムであって、
前記複数の電力貯蔵装置の第１の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成された複数の充電装置の第１の充電装置と、
前記第１の充電装置に結合されてネットワークを形成する前記複数の充電装置の少なくとも１つの他の充電装置と、
を備え、前記少なくとも１つの他の充電装置が、前記複数の電力貯蔵装置の少なくとも１つの他の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成されており、前記第１の電力貯蔵装置は、
前記複数の充電装置の数に応じて、前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定し、
前記第１の充電装置が受け取ること及び前記第１の電力貯蔵装置に供給することのうちの少なくとも１つを行う前記決定された電流量を可能にする、
ようにプログラムされたプロセッサを含む、システム。
【請求項２】
前記第１の電力貯蔵装置が、電気自動車の電力貯蔵装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の充電装置の各充電装置が配電装置に結合されており、該配電装置から電流を受け取るよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記配電装置の電流分配限度を前記複数の充電装置の数で除算することにより、前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記第１の電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定するようプログラムされている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサが更に、前記複数の電力貯蔵装置のうちの１つの電力貯蔵装置に電流を供給している及び電流の供給をリクエストしているうちの少なくとも１つであるの数を決定するようにプログラムされている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記電流量が所定の最小電流閾値と等しいか又はそれよりも大きい場合に、前記電力供給源から受け取る電流及び前記電力貯蔵装置に供給する電流のうちの少なくとも１つである前記電流の量を可能にするようにプログラムされている、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサが更に、前記少なくとも１つの他の充電装置に第１のリクエストを送信して、前記少なくとも１つの他の充電装置が供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う電流の量を決定するようプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの他の充電装置が、前記第１の充電装置に第２のリクエストを送信するようプログラムされたプロセッサを備え、前記第１の充電装置のプロセッサは、前記第１のリクエストに応答してデータの受け取りを待機している間に前記第１の充電装置が前記第２のリクエストを受け取ったときに生じる衝突を検出するよう更にプログラムされている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサが更に、配電装置の電流分配限度から前記少なくとも１つの他の充電装置が供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う電流量を差し引いたものに等しくなるように、前記電力供給源から受け取る及び前記第１の電力貯蔵装置に供給するうちの少なくとも１つを行う初期電流量を決定するようプログラムされている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
充電装置であって、
電力供給源から電流を受け取ること及び電力貯蔵装置に電流を供給することを選択的に可能にするよう構成された電流制御装置と、
少なくとも１つの他の充電装置に結合してネットワークを形成するよう構成されたネットワークインタフェースと、
前記電流制御装置に結合されたプロセッサと、
を備え、前記プロセッサが、
前記ネットワーク内の充電装置の数に応じて、前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定し、
前記電力供給源から受け取る電流の量及び前記電力貯蔵装置に供給する電流の量うちの少なくとも１つを可能にするよう前記電流制御装置を制御する、
ようにプログラムされている、充電装置。
【請求項１１】
前記充電装置が配電装置に結合されており、前記配電装置から電流を受け取り、該受け取った電流の少なくとも一部を前記電力貯蔵装置に供給するよう構成されている、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが更に、前記配電装置の電流分配限度を前記ネットワーク内の前記充電装置の数で除算することにより、前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定するようプログラムされている、請求項１１に記載の充電装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが更に、電流の供給、電流の受け取り、予想される電流の受け取り、及び予想される電流の供給のうちの少なくとも１つを行う前記ネットワーク内の充電装置の数である前記充電装置の数を決定するようにプログラムされている、請求項１２に記載の充電装置。
【請求項１４】
前記プロセッサが更に、前記少なくとも１つの他の充電装置にリクエストを送信し、前記少なくとも１つの他の充電装置が供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う電流の量を決定するようプログラムされている、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１５】
前記プロセッサが更に、前記少なくとも１つの他の充電装置が供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う前記電流の量に基づいて、前記電力供給源から受け取る及び前記電力貯蔵装置に供給するうちの少なくとも１つを行う初期電流を決定するようプログラムされている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
電力貯蔵装置に電流を供給する方法であって、
ネットワーク内の複数の充電装置の数を決定する段階を含み、
前記複数の充電装置の第１の充電装置が、電力供給源から電流を受け取り、前記電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成された電流制御装置を含み、
前記方法が更に、
前記ネットワーク内の前記充電装置の数に応じて、前記第１の充電装置により前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定する段階と、
前記電力供給源から受け取る電流の量及び前記電力貯蔵装置に供給する電流の量のうちの少なくとも１つを可能にするよう前記電流制御装置を制御する段階と、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記第１の充電装置により前記電力供給源から受け取られることになる電流量及び前記電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定する段階が、配電装置の電流分配限度を前記ネットワーク内の前記充電装置の数で除算することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ネットワーク内の複数の充電装置の数を決定する前記段階が、電力貯蔵装置に対する電流の供給、電流の受け取り、予想される電流の受け取り、及び予想される電流の供給のうちの少なくとも１つを行うネットワーク内の複数の充電装置の数を決定することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の充電装置にリクエストを送信し、各充電装置が電流の供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う電流の量を決定する段階を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の充電装置の各充電装置が供給、受け取り、予想される受け取り、及び予想される供給のうちの少なくとも１つを行う前記電流の量に基づいて、前記電力供給源から受け取る及び前記電力貯蔵装置に供給するうちの少なくとも１つを行う初期電流を決定する段階を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、全体的に充電装置に関し、より詳細には、電力貯蔵装置に電流を供給するシステム、充電装置、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車及び／又はハイブリッド電気自動車が人気を集めていることから、これに関連したこのような車両への電気エネルギーの供給を管理する必要性が高まっている。加えて、このような車両の利用が増えたことにより、安全且つ効率的な充電装置又はステーションを提供する必要性が生じている。
【０００３】
少なくとも一部の充電ステーションは、電気自動車に取り外し可能に結合できる電力ケーブル又は他の導体を含む。充電ステーションは、電力会社の配電網又は別の電気供給源から電力を受け取り、電力ケーブルを通じて電気自動車に電力を送給する。
【０００４】
少なくとも一部の電力会社配電網においては、複数の充電装置が、変圧器のような共通の配電構成要素から電気を受け取る。しかしながら、各充電装置が充電電流を電気自動車に一斉に供給するよう動作する場合、配電構成要素に供給される電流は、構成要素の定格電流限度を上回る可能性がある。このような状況では、配電構成要素が損傷を受ける可能性があり、及び／又は回路遮断器又は別の保護装置が起動して、配電構成要素に結合された全ての充電装置への電力を停止させる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，１３５，９５６号明細書
【発明の概要】
【０００６】
１つの実施形態において、複数の電力貯蔵装置の第１の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成された複数の充電装置の第１の充電装置を含む、電力供給源から複数の電力貯蔵装置に電流を供給するのに用いるシステムが提供される。本システムはまた、第１の充電装置に結合されてネットワークを形成する、複数の充電装置の少なくとも１つの他の充電装置を含む。少なくとも１つの他の充電装置は、複数の電力貯蔵装置の少なくとも１つの他の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成される。第１の充電装置は、複数の充電装置の数に応じて、電力供給源から受け取られることになる電流量及び第１の電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定し、第１の充電装置が受け取ること及び第１の電力貯蔵装置に供給することのうちの少なくとも１つを行う決定された電流の量を可能にする、ようにプログラムされたプロセッサを含む。
【０００７】
別の実施形態において、電力供給源から電流を受け取ること及び電力貯蔵装置に電流を供給することを選択的に可能にするよう構成された電流制御装置と、少なくとも１つの他の充電装置に結合してネットワークを形成するよう構成されたネットワークインタフェースと、を含む充電装置が提供される。充電装置はまた、電流制御装置に結合され、ネットワーク内の充電装置の数に応じて、電力供給源から受け取られることになる電流量及び電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定し、電力供給源から受け取る電流の量及び電力貯蔵装置に供給する電流の量うちの少なくとも１つを可能にするよう電流制御装置を制御する、ようにプログラムされているプロセッサを含む。
【０００８】
更に別の実施形態において、ネットワーク内の複数の充電装置の数を決定する段階を含み、複数の充電装置の第１の充電装置が、電力供給源から電流を受け取り、電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成された電流制御装置を含むようにされた、電力貯蔵装置に電流を供給する方法が提供される。本方法は更に、ネットワーク内の充電装置の数に応じて、第１の充電装置により電力供給源から受け取られることになる電流量及び電力貯蔵装置に供給されることになる電流量のうちの少なくとも１つを決定する段階と、電力供給源から受け取る電流の量及び電力貯蔵装置に供給する電流の量のうちの少なくとも１つを可能にするよう電流制御装置を制御する段階と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電気自動車を充電するための例示的なシステムのブロック図。
【図２】図１に示すシステムと共に用いることができる例示的な充電装置のブロック図。
【図３】図１に示すシステムと共に用いることができる複数の電気自動車を充電するための例示的な充電システムのブロック図。
【図４】図２に示す充電装置と共に用いることができる電力貯蔵装置に電流を供給する例示的な方法のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一部の実施形態において、用語「電気自動車」は、一般に、推進用に１つ又はそれ以上の電気モータを含む車両を指す。電気自動車を推進するのに使用されるエネルギーは、限定ではないが、車載式充電バッテリー及び／又は車載式燃料電池など、種々の供給源によってもたらされる。１つの実施形態において、電気自動車は、例えば、制動により発生するエネルギーを取り込んで貯蔵するハイブリッド電気自動車である。ハイブリッド電気自動車は、燃料を節減するため、アイドリング時にバッテリーなどの電源に貯蔵されたエネルギーを用いて運転を継続する。一部のハイブリッド電気自動車は、電源出力のような電源コンセントにプラグを差し込むことによりバッテリーを充電することができる。従って、本明細書で使用される用語「電気自動車」は、ハイブリッド電気自動車、又は例えば電力網を介して電気エネルギーを送給できる他のあらゆる車両を指すことができる。
【００１１】
図１は、電気自動車１０２を充電又は給電するのに使用する例示的なシステム１００を示す。例示的な実施形態において、システム１００は、電気自動車１０２に結合された充電装置１０４を含む。電気自動車１０２は、モータ１０８に結合された、バッテリー及び／又は他の何れかの貯蔵装置のような少なくとも１つの電力貯蔵装置１０６を含む。例示的な実施形態において、電気自動車１０２はまた、電力貯蔵装置１０６に結合された車両コントローラ１１０を含む。
【００１２】
例示的な実施形態において、充電装置１０４は、少なくとも１つの電力コンジット１１２により電力貯蔵装置１０６及び車両コントローラ１１０に取り外し可能に結合される。代替として、充電装置１０４は、他の何れかの１つ又は複数のコンジットにより電力貯蔵装置１０６及び車両コントローラ１１０に結合することができ、及び／又は充電装置１０４は、無線データリンク（図示せず）によって及び／又はコンジット１１２が使用されない誘導結合により車両コントローラ１１０に結合することができる。例示的な実施形態において、電力コンジット１１２は、電力貯蔵装置１０６及び／又は電気自動車１０２内の他の何れかの構成要素に電気を供給するための少なくとも１つの導体（図示せず）と、車両コントローラ１１０及び／又は電気自動車１０２内の他の何れかの構成要素との間でデータを送信及び受信するための少なくとも１つの導体（図示せず）とを含む。代替として、電力コンジット１１２は、電力及び／又はデータを送信及び／又は受信する単一の導体か、又はシステム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他の何れかの複数の導体を含むことができる。例示的な実施形態において、充電装置１０４は、電力会社の発電網、発電機、バッテリー、及び／又は充電装置１０４に電気を提供する他の何れかの装置又はシステムなどの電力供給源に結合される。
【００１３】
例示的な実施形態において、充電装置１０４は、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域エリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又は充電装置１０４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他の何れかのネットワーク又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つのサーバ１１６に結合される。例示的な実施形態において、サーバ１１６は、例えば、充電装置１０４に信号を送信することによって充電装置１０４と通信して、支払い及び／又は電力貯蔵装置１０６への電気の送給を許可し、顧客情報にアクセスし、及び／又はシステム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他の何れかの機能を実施する。
【００１４】
例示的な実施形態において、サーバ１１６及び車両コントローラ１１０は各々、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つの記憶装置を含む。プロセッサは各々、１つ又は複数のシステム及びマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＰＬＣ）、及び本明細書で説明される機能を実行できる他の何れかの回路を含むことができる、あらゆる好適なプログラム可能回路を含む。上述の実施例は例証に過ぎず、従って、用語「プロセッサ」の定義及び／又は意味をどのようにも限定することを意図するものではない。記憶装置は各々、限定ではないが、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、半導体ドライブ、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、及び／又は命令及び／又はデータをプロセッサが記憶、検索、及び／又は実行可能なあらゆる好適な記憶装置のようなコンピュータ可読媒体を含む。
【００１５】
作動時には、例示的な実施形態において、ユーザは、電力コンジット１１２を用いて充電装置１０４に電力貯蔵装置１０６を結合する。ユーザは、充電装置１０４のユーザインタフェースデバイス（図１には図示せず）にアクセスし、支払い情報などの情報を入力し、及び／又は電力貯蔵装置１０６への電力送給を開始することができる。充電装置１０４は、サーバ１１６と通信し、例えば、ユーザを認証し、支払い情報を処理し、及び／又は電力送給を承認又は認可するよう構成されている。充電装置１０４が、電力貯蔵装置１０６へ電力を送給する承認又は認可を示す信号をサーバ１１６から受け取った場合、充電装置１０４は、電力供給源１１４から電力を受け取り、該電力を電力コンジット１１２を通じて電力貯蔵装置１０６に提供する。充電装置１０４は、無線で、電力コンジット１１２を通じて、及び／又は他の何れかのコンジットを通じて車両コントローラ１１０と通信し、電力貯蔵装置１０６への電力の送給を制御及び／又は監視する。例えば、車両コントローラ１１０は、電力貯蔵装置１０６の充電レベル、及び／又は充電装置１０４によって提供されることになる電力の所望の量及び／又はレートを示す信号を充電装置１０４に送信する。加えて、充電装置１０４は、電力貯蔵装置１０６に送給されている電気の量及び／又はレートを示す信号を車両コントローラ１１０に送信する。加えて、又は代替として、充電装置１０４及び／又は車両コントローラ１１０は、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他の何れかの信号又はメッセージを送信及び／又は受信することができる。電力貯蔵装置１０６が所望のレベルまで充電すると、充電装置１０４は、電力貯蔵装置１０６への電力送給を終了し、ユーザは、電力貯蔵装置１０６から電力コンジット１１２を係合解除する。
【００１６】
図２は、システム１００（図１に示す）と共に用いることができる例示的な充電装置１０４のブロック図である。例示的な実施形態において、充電装置１０４は、プロセッサ２０２及び記憶装置２０４を含むコントローラ２００を備える。本明細書でより詳細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フェース２０６、ディスプレイ２０８、ユーザインタフェースデバイス２１０、メータ２１２、及び電流制御装置２１４に結合される。
【００１７】
プロセッサ２０２は、１つ又は複数のシステム及びマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＰＬＣ）、及び本明細書で説明される機能を実行できる他の何れかの回路を含むことができる、あらゆる好適なプログラム可能回路を含む。上述の実施例は例証に過ぎず、従って、用語「プロセッサ」の定義及び／又は意味をどのようにも限定することを意図するものではない。記憶装置２０４は、限定ではないが、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、半導体ドライブ、フロッピィディスク、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、及び／又は命令及び／又はデータをプロセッサ２０２が記憶、検索、及び／又は実行可能なあらゆる好適な装置のようなコンピュータ可読媒体を含む。
【００１８】
例示的な実施形態において、ネットワークインタフェース２０６は、コントローラ２００とリモートデバイス又はシステムとの間でデータを送信及び受信する。例示的な実施形態において、ネットワークインタフェース２０６は、充電装置１０４が互いにデータを送信及び受信するように少なくとも１つの他の充電装置１０４に通信可能に結合される。例示的な実施形態において、ネットワークインタフェース２０６は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（商標）ケーブル、Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＲＳ）４８５準拠ケーブル、及び／又は充電装置１０４が本明細書で説明されるように機能できるようにする他の何れかのデータコンジットなど、あらゆる好適なデータコンジットを用いて少なくとも１つの他の充電装置１０４のネットワークインタフェース２０６に結合される。代替として、ネットワークインタフェース２０６は、あらゆる好適な無線プロトコルを用いて少なくとも１つの他の充電装置１０４のネットワークインタフェース２０６と無線通信する。
【００１９】
例示的な実施形態において、ディスプレイ２０は、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）及び／又は１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。加えて、又は代替として、ディスプレイ２０８は、限定ではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、冷陰極間（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、及び／又はグラフィックデータ及び／又はテキストをユーザに表示することができるあらゆる好適な視覚的出力装置を含むことができる。例示的な実施形態において、ユーザに対して、電力貯蔵装置１０６（図１に示す）の充電ステータス、支払い情報、ユーザ認可情報、及び／又は他の何れかの情報をディスプレイ２０８上に表示することができる。
【００２０】
ユーザインタフェースデバイス２１０は、限定ではないが、キーボード、キーパッド、タッチセンサー式スクリーン、スクロールホイール、ポインティングデバイス、バーコードリーダ、磁気カードリーダ、無線情報識別（ＲＦＩＤ）カードリーダ、非接触クレジットカードリーダ、近距離無線通信（ＮＦＣ）デバイスリーダ、音声認識ソフトウェアを利用するオーディオ入力デバイス、ユーザが充電装置１０４にデータを入力し及び／又は充電装置１０４からデータを受け取ることを可能にするあらゆる好適なデバイスを含む。例示的な実施形態において、ユーザは、ユーザインタフェースデバイス２１０を操作し、電力貯蔵装置１０６への電力の送給を開始及び／又は終了させることができる。１つの実施形態において、ユーザは、ユーザインタフェースデバイス２１０を用いてユーザ認証情報及び／又は支払い情報を入力することができる。
【００２１】
例示的な実施形態において、電流制御装置２１４が電力コンジット１１２及びメータ２１２に結合される。例示的な実施形態において、電流制御装置２１４は、コントローラ２１４に結合され且つ該コントローラ２００によって制御される接触器２１４である。例示的な実施形態において、コントローラ２００は、接触器２１４を作動又は開放させて、電力コンジット１１２を通って流れる電流を遮断し、電力貯蔵装置１０６が電力供給源１１４（図１に示す）から電気的に切断されるようにする。コントローラ２００は、接触器２１４を閉止して、電力コンジット１１２を通って電流が流れることを可能にし、電力貯蔵装置１０６が電力供給源１１４に電気的に接続されるようになる。
【００２２】
メータ２１２は、電力供給源１１４から電力貯蔵装置１０６に提供される電流、電圧、及び／又は電力を測定及び／又は計算するのに使用するため電力コンジット１１２及びコントローラ２００に結合される。メータ２１２は、測定した電流、電圧、及び／又は電力を表すデータをコントローラ２００に送信する。
【００２３】
例示的な実施形態において、電流保護装置２１６がメータ２１２及び電力供給源１１４に結合される。電流保護装置２１６は、電力供給源１１４から受け取った電流が所定閾値又は電流限度を上回った場合に、充電装置１０４を電力供給源１１４から電気的に絶縁する。例示的な実施形態において、電流保護装置２１６は回路遮断器である。或いは、電流保護装置２１６は、ヒューズ、リレー、及び／又は電流保護装置２１６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他の何れかの装置とすることができる。
【００２４】
作動時には、電気自動車１０２の電力貯蔵装置１０６は、電力コンジット１１２を用いて充電装置１０４に結合される。１つの実施形態において、ユーザは、充電装置１０４が電力貯蔵装置１０６を充電する（すなわち、電流を提供する）ことを可能にするために、サーバ１１６及び／又は別のシステムもしくは装置からの認可を得る。本明細書でより詳細に説明されるように、ネットワーク内の充電装置１０４の数に応じて、及び充電装置１０４が結合される配電装置（何れも図２には示されていない）の電流分配限度に基づいて電力貯蔵装置１０６に提供する電流の量を決定する。
【００２５】
図３は、各電気自動車１０２の電力貯蔵装置１０６（共に図２に示されている）を充電することによるなど、複数の電気自動車１０２を充電するのに用いることができる例示的な充電システム３００のブロック図である。例示的な実施形態において、充電システム３００は、第１の充電装置３０２、第２の充電装置３０４、第３の充電装置３０６、及び第４の充電装置３０８など、複数の充電装置１０４を含む。図３は、４つの充電装置１０４を示しているが、充電システム３００は、必要に応じてあらゆる数の充電装置１０４を含むことができる。
【００２６】
例示的な実施形態において、充電装置１０４は、それぞれの電力コンジット３１２を通じて共通の配電装置３１０に結合される。例示的な実施形態において、配電装置３１０は、電力供給源１１４から受け取った配電電圧を、充電装置１０４と共に用いるのに好適な電圧に調整する変圧器３１０である。代替として、配電装置３１０は、充電システム３００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他の何れかの装置とすることができる。例示的な実施形態において、配電装置３１０は、配電電流が配電装置３１０の電流分配限度に達するまで各充電装置１０４に電流を分配する。例えば、配電装置３１０は、所定の電流量を分配するよう設計又は「定格」にすることができる。従って、配電装置３１０は、電流分配限度を予め定められた電流量又は予め定められた量を下回る電流レベルに設定することができる。本明細書でより完全に説明されるように、各充電装置１０４は、電流分配限度、他の充電装置１０４から引き込まれる電流量、及び／又はネットワーク内の充電装置１０４の数に応じて、配電装置３１０から引き込む（又は受け取る）及び／又は電力貯蔵装置１０６に供給する電流量を決定する。例えば、電力供給源１１４から受け取られた電流量は、充電装置１０４内の電流消費、及び／又は電力貯蔵装置１０６以外の充電装置１０４に結合された１つ又はそれ以上の負荷による電流消費の結果として、充電装置１０４に結合された電力貯蔵装置１０６に供給される電流量とは異なる可能性がある。或いは、充電装置１０４は、複数の配電装置３１０に結合され、各充電装置１０４は、配電装置３１０の電流分配限度、他の充電装置１０４から引き込まれる及び／又は他の充電装置１０４によって供給される電流量、及び／又は１つ又はそれ以上のネットワーク内の充電装置１０４の数に応じて、１つ又はそれ以上の配電装置３１０から引き込む及び／又は電力貯蔵装置１０６に供給する電流量を決定する。
【００２７】
例示的な実施形態において、充電装置１０４は、データバス３１４によるデータ通信で共に結合される。より具体的には、充電装置１０４は、それぞれのネットワークインタフェース２０６（図２に示す）によってデータバス３１４に結合される。例示的な実施形態において、データバス３１４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（商標）ケーブル、Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＲＳ）４８５準拠ケーブル、及び／又はデータバス３１４が本明細書で説明されるように機能できるようにする他の何れかのデータコンジットなど、少なくとも１つのデータコンジット（図示せず）を含む。代替として、充電装置１０４は、無線ネットワークによってデータ通信して共に結合される。例示的な実施形態において、充電装置１０４及び／又はデータバス３１４は、各充電装置１０４がネットワーク３１６に結合された他の充電装置１０４とマスターコントローラを必要とせずにデータを交換可能にするピアツーピアネットワーク３１６を形成する。代替として、充電装置１０４及び／又はデータバス３１４は、充電システム３００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他の何れかのネットワークを形成することができる。
【００２８】
本明細書でより完全に説明されるように、例示的な実施形態において、各充電装置１０４は、他の各充電装置１０４の電流使用量及び／又は予想される電流使用量に関するデータを受け取る少なくとも１つのリクエストを他の各充電装置１０４に対して送信する。本明細書で使用される用語「電流使用量」とは、充電装置１０４が電力貯蔵装置１０６に供給する及び／又は供給することが予想される電流量、及び／又は充電装置１０４が電力供給源１１４から受け取る及び／又は受け取ることが予想される電流の量を意味する。代替として、各充電装置は、遠隔コンピュータ（図示せず）から、ネットワーク３１６に結合された充電装置１０４の一部から、及び／又は充電システム３００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他の何れかの供給源からなど、別の供給源から電流使用量データを受け取ることができる。
【００２９】
図４は、充電装置１０４と共に用いることができる電力貯蔵装置１０６（両方とも図１に示される）のような電力貯蔵装置に電流を供給する例示的な方法４００のフロー図である。例示的な実施形態において、方法４００は、記憶装置２０４内に記憶された複数の命令内で具現化され、少なくとも部分的にはプロセッサ２０２（両方とも図２に示される）によって実行される。
【００３０】
例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２（図３に示す）のような充電装置１０４は、これに結合された電力貯蔵装置１０６に電流を供給するよう要求され（例えば、車両コントローラ１１０によって）、電流使用量データを求めるリクエスト（以後、「電流使用量リクエスト」と呼ぶ）をネットワーク３１６（図３に示す）などのネットワーク内の他の少なくとも１つの充電装置１０４に送信する（４０２）。具体的には、例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の他の各充電装置１０４（第２の充電装置３０４、第３の充電装置３０６、及び／又は第４の充電装置３０８など）に電流使用量リクエストを送信する（４０２）。例示的な実施形態において、電流使用量リクエストは、第１の充電装置３０２が電力貯蔵装置１０６の充電を開始もしくは継続する予定であることをネットワーク３１６内の他の充電装置１０４に知らせる。
【００３１】
第１の充電装置３０２から電流使用量リクエストを受け取った各充電装置１０４は、電流使用量データを第１の充電装置３０２に送信することにより応答する。電流使用量データは、電力貯蔵装置１０６に供給されている電流量、及び／又は電流使用量リクエストを受け取った充電装置１０４が電力貯蔵装置１０６への供給を予測する予想電流量を表すデータを含む。電流使用量データはまた、或いは代替として、配電装置３１０及び／又は（配電装置３１０を通して）電力供給源１１４から受け取った電流量、及び／又は配電装置３１０及び／又は（配電装置３１０を通して）電力供給源１１４から受け取ることが予想される電流量を表すデータを含む。第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の他の各充電装置１０４から電流使用量データを受け取る（４０４）。
【００３２】
第１の充電装置３０２が、ネットワーク３１６内の充電装置１０４からの応答（すなわち、電流使用量データ）を所定の時間期間（以後、「応答期間」と呼ぶ）内に受け取らなかった場合には、第１の充電装置３０２は、応答のない充電装置１０４によって供給され、受け取られ、受け取ることが予想され、及び／又は供給されることが予想される電流の値（以後、「非応答電流値」と呼ぶ）を所定の最大電流供給値に設定する。１つの実施形態において、最大で供給値は約３０アンペアである。代替として、最大電流供給値は、方法４００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする他の何れかの値である。
【００３３】
第１の充電装置３０２は、配電装置３１０を通じて、又は配電装置３１０が供給する電流量を決定する（４０６）。例示的な実施形態において、利用可能な電流は、配電装置３１０の電流分配限度から、ネットワーク３１６内の各充電装置１０４（第１の充電装置３０２以外）によって供給され、受け取られ、受け取ることが予想され、及び／又は供給されることが予想される電流の合計を差し引いたものに等しい。例えば、配電装置３１０の電流分配限度が約１００アンペアであり、３つの充電装置１０４（第１の充電装置３０２以外）が各々約３０アンペアの電流をそれぞれの電力貯蔵装置１０６に供給し、又は約３０アンペアの電流をそれぞれの電力貯蔵装置１０６に供給するために配電装置３１０から受け取っている場合、利用可能電流は、約１０アンペアであると決定される（４０６）。例示的な実施形態において、非応答電流値もまた電流分配限度から減算されるので、利用可能な電流は、非応答電流値だけ減少する。
【００３４】
例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２は、利用可能電流に基づいて、電力供給源１１４から受け取る及び／又は電力貯蔵装置１０６に供給する初期電流量（以後、「初期電流」）を決定する（４０８）。利用可能電流が最小電流充電レベルを上回るかこれに等しい場合、第１の充電装置３０２は、初期電流量が利用可能電流に等しいと判定する（４０８）。例示的な実施形態において、最小電流充電レベルは、電力貯蔵装置１０６が第１の充電装置３０２から受け取るよう設計された、及び／又は第１の充電装置３０２が電力貯蔵装置１０６に供給するよう設計された所定の最小電流レベルである。１つの実施形態において、最小電流充電レベルは約６アンペア（Ａ）である。代替として、最小電流充電レベルは、方法４００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他の何れかの値とすることができる。しかしながら、利用可能電流が最小電流充電レベルよりも小さい場合、第１の充電装置３０２は、利用可能電流が最小電流充電レベルまで増大するか、これを上回るまで電力貯蔵装置１０６に電流を供給しない。
【００３５】
例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２は、初期電流量を電力貯蔵装置１０６に供給し、及び／又は電力供給源１１４から初期電流量を受け取る。具体的には、プロセッサ２０２は、電力供給源１１４から電流を受け取り、電力貯蔵装置１０６に電流を供給する（４１０）よう電流制御装置２１４を制御又は閉止する。第１の充電装置３０２は、ポーリング期間が経過するまで待機する（４１２）。ポーリング期間は、第１の充電装置３０２が、ポーリング期間の前又は開始時に第１の電流使用量リクエストを送信（４０２）し、ポーリング期間の終了時又はポーリング期間が経過した後に第２の電流使用量リクエストを送信（４０２）するように、第１の充電装置３０２によって送信される電流使用量リクエスト間の時間を表す。１つの実施形態において、ポーリング期間は約１０秒である。代替として、ポーリング期間は、方法４００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする他の何れかの時間量である。
【００３６】
ポーリング期間が経過した後、第１の充電装置３０２は、電力貯蔵装置１０６の充電が完了したかどうか（すなわち、電力貯蔵装置１０６が所望のレベルまで充電されたかどうか）を判定する（４１４）。充電が完了した場合、方法４００は終了し（４１６）、電力貯蔵装置１０６は、第１の充電装置３０２から結合を解除することができる。方法４００は、別の電力貯蔵装置１０６が第１の充電装置３０２に結合されたとき、及び／又は第１の充電装置３０２が電力貯蔵装置１０６への充電を開始するリクエストを受け取ったときに開始又は再開される。
【００３７】
電力貯蔵装置１０６の充電が完了しなかった場合、第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の少なくとも１つの他の充電装置１０４に電流使用量リクエストを送信する（４１８）。具体的には、例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の他の各充電装置１０４（第２の充電装置３０４、第３の充電装置３０６、及び／又は第４の充電装置３０８など）に電流使用量リクエストを送信する（４１８）。
【００３８】
第１の充電装置３０２からの電流使用量リクエストを受け取った各充電装置１０４は、第１の充電装置３０２に電流使用量データを送信することにより応答する。第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の他の各充電装置１０４から電流使用量データを受け取る（４２０）。例示的な実施形態において、第１の充電装置３０２は、電力供給源１１４から受け取る及び／又は電力貯蔵装置１０６に供給する修正電流量を決定する（４２２）。第１の充電装置３０２は、配電装置３１０の電流分配限度から非応答電流値を差し引き、低減された電流分配限度を計算する。修正電流量は、低減された電流分配限度をネットワーク３１６内の充電装置１０４（第１の充電装置３０２を含む）の数で除算することにより求められる（４２２）。例えば、配電装置３１０の電流分配限度が約１００アンペアであり、４つの充電装置１０４（第１の充電装置３０２を含む）が１つ又はそれ以上の電力貯蔵装置１０６に電流を供給し、及び／又は電力供給源１１４から電流を受け取っている場合、第１の充電装置３０２は、修正電流量を約２５アンペアであると決定する（４２２）。修正電流量が、利用可能電流（すなわち、電流分配限度から、他の各充電装置１０４によって供給され、受け取られ、受け取ることが予想され、及び／又は供給されることが予想される電流の合計を差し引いたもの）よりも大きい場合、第１の充電装置３０２は、修正電流量を利用可能電流に低減する。
【００３９】
例示的な実施形態において、ネットワーク３１６内の充電装置１０４の数は、電力貯蔵装置１０６に電流を供給している、電力供給源１１４から電流を受け取っている、電力供給源１１４から電流を受け取ることが予想される、及び／又は電力貯蔵装置１０６に電流を供給することが予想される充電装置１０４の数であると決定される。充電装置１０４の数は、例えば、他の充電装置１０４から受け取った（４２０）電流使用量リクエストへの応答に基づき、発見プロセスにより決定される。代替として、充電装置１０４の数は、記憶装置２０４などのメモリ内に記憶された予め定められたリスト又は他のデータ構造によるデータを処理又は受け取ることにより決定される。データ（すなわち、ネットワーク３１６内の充電装置１０４の数）は、構成又はシステム起動プロセスの一部として記憶装置２０４内に作成及び／又は記憶させることができ、例えばユーザインタフェースデバイス２１０を通じてユーザが入力することができ、及び／又は例えばネットワークインタフェース２０６を通じて別のシステム又は装置が受け取ることができる。
【００４０】
第１の充電装置３０２は、修正電流量を電力貯蔵装置１０６に供給（４２４）し、及び／又は例えば、電流制御装置２１４を制御又は閉止することにより電力供給源１１４から修正電流量を受け取る。第１の充電装置３０２は、上述のように、ポーリング期間が経過するまで待機（４２６）する。ポーリング期間が経過した後、第１の充電装置３０２は、電力貯蔵装置１０６の充電が完了したかどうか（すなわち、電力貯蔵装置１０６が所望のレベルまで充電されたかどうか）を判定する（４２８）。充電が完了しなかった場合、第１の充電装置３０２は、上述のように、ネットワーク３１６内の少なくとも１つの他の充電装置１０４に別の電流使用量リクエストを送信する（４１８）。
【００４１】
電力貯蔵装置１０６の充電が完了した場合、方法４００は終了し（４１６）、電力貯蔵装置１０６は、第１の充電装置３０２から結合を解除することができる。方法４００は、別の電力貯蔵装置１０６が第１の充電装置３０２に結合されたとき、及び／又は第１の充電装置３０２が電力貯蔵装置１０６への充電を開始するリクエストを受け取ったときに開始する。
【００４２】
例示的な実施形態において、ネットワーク３１６内の各充電装置１０４は、各充電装置１０４に結合された１つ又はそれ以上の電力貯蔵装置１０６に供給し及び／又は（例えば、電力貯蔵装置１０６に電流を供給するために）電力供給源１１４から受け取る電流量を決定するために、方法４００を実行する。修正電流量の決定（４２２）により、方法４００は、各充電装置１０４によって電力貯蔵装置１０６に供給され及び／又は電力供給源１１４から受け取られる電流量を実質的に均一化又は平衡化する。従って、配電装置３１０の電流分配限度を超過することがなく、各充電装置１０４は、ネットワーク３１６内の他の充電装置１０４と比べて実質的に等しい電流量を供給及び／又は受け取るよう調整される。
【００４３】
望ましくないことに、方法４００の実行中、充電装置１０４が他の充電装置１０４からの電流供給データを受け取る（４２０）（すなわち、応答期間中）のを待機しているのと実質的に同時に、或いは待機している期間中に、２つ又はそれ以上の充電装置１０４が、互いに及び／又はネットワーク３１６内の他の充電装置１０４に電流使用量リクエストを送信する可能性がある。このような状況では、電流使用量リクエストの「衝突」が生じる場合がある。例えば、第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の充電装置１０４に電流使用量リクエストを送信し、各充電装置１０４が供給し、受け取り、受け取ることが予想され、又は供給することが予想される電流量を決定する。電流使用量リクエストに応答して受け取られる（４２０）ことになる電流使用量データを待機している間、第１の充電装置３０２は、第２の充電装置１０４から電流使用量リクエストを受け取る。このような状況では、第１の充電装置３０２は、電流使用量リクエストの衝突を検出する。
【００４４】
電流使用量リクエストの衝突が生じると、衝突（例えば、上記の実施例における第１の充電装置３０２）を検出した充電装置１０４は、ネットワーク３１６内の他の全ての充電装置１０４に衝突メッセージを送信する。衝突メッセージは、各充電装置１０４に対して、新しい電流使用量リクエストを送信する前に及び／又は別の充電装置１０４からの電流使用量リクエストと衝突した電流使用量リクエストを送信する前にある遅延時間を経過して待機するよう指示する。例示的な実施形態において、遅延時間は、下側遅延値と上側遅延値との間で選択される乱数である。例示的な実施形態において、下側遅延値は約ゼロであり、上側遅延値は、フィボナッチの数列又は他の何れかの数列などの遅延値の数列から選択された値にほぼ等しい。例示的な実施形態において、上側遅延値は、最初に、フィボナッチの数列の第１の非ゼロ値（すなわち、値１）に設定される。充電装置１０４が追加の衝突を検出すると、上側遅延値は、フィボナッチの数列の次の値に設定される（例えば、検出された第２の衝突に対して値１に設定され、検出された第３の衝突に対して値２に設定され、検出された第４の衝突に対して値３に設定される、など）。代替として、下側遅延値、上側遅延値、及び／又は遅延時間は、方法４００が本明細書で説明されるように動作することを可能にする他の何れかの値又は時間である。
【００４５】
遅延時間の経過後、第１の充電装置３０２は、ネットワーク３１６内の他の充電装置１０４に電流使用量リクエストを再送信する。第１の充電装置３０２が電流使用量リクエストを再送信した後に衝突を検出しなかった（更に、別の充電装置１０４からの衝突メッセージを受け取っていない）場合、第１の充電装置３０２は、各ポーリング期間の終わりに電流使用量リクエストの送信を再開し、上側遅延値を遅延数列の第１の数にリセットする。同様の方法で、衝突を検出した他の充電装置１０４は、それぞれのランダムな遅延時間が経過した後、電流使用量リクエストを再送信する。次の衝突が検出されなかった場合、他の充電装置１０４は、各それぞれのポーリング期間の終わりに電流使用量リクエストの送信を再開し、上側遅延値を遅延数列の第１の数にリセットする。従って、ランダムにされた遅延時間が増大するほど、後続の衝突を生じる可能性を低くすることが可能となる。
【００４６】
本明細書で説明されるように、堅牢で効果的な充電装置が提供される。充電装置は、電流制御装置を選択的に起動させて、電力供給源からの電流を受け取り、電気自動車の電力貯蔵装置に電流を供給するよう構成されたプロセッサを含む。充電装置は、ピアツーピアネットワーク内で少なくとも１つの他の充電装置に結合され、ネットワーク内の各充電装置は、共通の配電装置から電流を受け取るよう構成される。充電装置は、電力貯蔵装置に電流を供給している及び／又は供給することが予想される、及び／又は電力供給源から電流を受け取る及び／又は受け取ることが予想される、ネットワーク内の充電装置の総数を決定する。充電装置の数は、発見プロセスにより、又は記憶装置内に記憶されたデータへのアクセスにより決定される。ネットワーク内の各充電装置は、配電装置の電流分配限度を、電力貯蔵装置に電流を供給する及び／又は供給することが予想される及び／又は電力供給源から電流を受け取る及び／又は受け取ることが予想される充電装置の数で除算したものと等しい量の電流を電力供給源から受け取り、及び／又は電力貯蔵装置に供給する。従って、各充電装置が受け取り及び／又は供給する電流は、実質的に平衡化又は均一化され、充電装置が、配電装置の電流分配限度を上回るのが阻止される。
【００４７】
本明細書で記載されるシステム、装置、及び方法の技術的効果は、（ａ）ネットワーク内の複数の充電装置の数を決定すること、ここで複数の充電装置のうちの第１の充電装置は、電力供給源からの電流の受け取り、及び電力貯蔵装置への電流の供給のうちの少なくとも１つを行うよう構成された電流制御装置を含み、（ｂ）ネットワーク内の充電装置の数に応じて、第１の充電装置による電力供給源から受け取る電流及び電力貯蔵装置に供給する電流のうちの少なくとも１つである電流の量を決定すること、及び（ｃ）電力供給源から受け取る電流及び電力貯蔵装置に供給する電流のうちの少なくとも１つである電流量を可能にするよう電流制御装置を制御すること、のうちの少なくとも１つを含む。
【００４８】
電力貯蔵装置に電流を供給するシステム、充電装置、及び方法の例示的な実施形態が上記で詳細に説明された。本発明のシステム、充電装置、及び方法は、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素及び／又は充電装置及び／又は方法のステップは、本明細書で記載される他の構成要素及び／又はステップと独立して別個に利用することができる。例えば、充電装置はまた、他の発電システム及び方法と組み合わせて用いることができ、本明細書で記載される電気自動車での実施にのみ限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他の発電システム用途に関連して実施及び利用することができる。
【００４９】
本発明の種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００５０】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００５１】
１００  システム
１０２  電気自動車
１０４  充電装置
１０６  電力貯蔵装置
１０８  モータ
１１０  車両コントローラ
１１２  コンジット
１１４  電力供給源
１１６  サーバ
【図１】
2013090570.tif 000003
【図２】
2013090570.tif 000004
【図３】
2013090570.tif 000005
【図４】
2013090570.tif 000006