(57)【要約】  本発明は電池式車両内の車両充電システムに供給される充電電力を変換し、及び／又は絶縁するのに適した電源システムに関する。そのシステムは、主電源と車両充電システムとの間の電気的絶縁及び電圧変換のうちの少なくとも１つを可能にする絶縁変圧器を備える。変圧器は、一次側であって、一次側の１つ又は複数の端子が主電源に電気的に接続可能である、一次側と、二次側であって、二次側の１つ又は複数の端子が車両充電システムに電気的に接続可能である、二次側と、車両充電システムに電気的に接続可能なＥＶＳＥ制御デバイスと、ＥＶＳＥ制御デバイスに接続され、車両充電システムに接続可能であるデータ通信線とを備え、データ通信線は、車両充電システムに接続されるときに、車両充電システムに制御信号を送信できるようにし、二次側と車両充電システムとの間の結合を監視できるようにし、充電中の車両充電システムの充電状態に関連する少なくとも１つのパラメーターを監視できるようにする。電源システムは、絶縁変圧器が固体変圧器であることを更に特徴とし、絶縁変圧器及びＥＶＳＥ制御デバイスが統合ユニットを構成する、すなわち、共通ユニット内に物理的に配置されることを更に特徴とする。また、本発明は、電源システムからの情報を監視するためのコンピュータープログラム製品に関する。
2017509303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池式車両（１０）内の車両充電システムに供給される充電電力を絶縁するための電源システムであって、
絶縁変圧器（９）であって、
主電源（５）と前記車両充電システムとの間を電気的に絶縁できるようにし、
該変圧器（９）は、
一次側（９ａ）であって、該一次側（９ａ）の１つ又は複数の端子は前記主電源（５）に電気的に接続可能である、一次側と、
二次側（９ｂ）であって、該二次側（９ｂ）の１つ又は複数の端子は前記車両充電システムに電気的に接続可能である、二次側と、
を備える、絶縁変圧器と、
前記車両充電システムに電気的に接続可能なＥＶＳＥ制御デバイス（６）と、
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）に接続され、前記車両充電システムに接続可能であるデータ通信線（８）であって、該データ通信線（８）は、前記車両充電システムに接続されるときに、
前記車両充電システムに制御信号を送信できるようにし、
二次側（９ｂ）と前記車両充電システムとの間の結合を監視できるようにし、
充電中に前記車両充電システムの前記充電状態に関連する少なくとも１つのパラメーターを監視できるようにする、データ通信線（８）と、
を備え、
前記絶縁変圧器（９）は固体変圧器（９）であることを特徴とし、前記絶縁変圧器（９）及び前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は統合ユニット（１００）を構成することを更に特徴とする、電源システム。
【請求項２】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、前記変圧器（９）の二次側（９ｂ）の対応する受電端子との間の結合を検出するときに、前記固体変圧器（９）の一次側（９ｂ）の前記１つ又は複数の端子の少なくとも１つへの電力流を起動するように構成され、それにより、前記車両充電システムの充電を開始できるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記固体変圧器（９）は、以下の電力変換、すなわち、
単相交流電圧（ＡＣ）からガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）への変換、
三相交流電圧（ＡＣ）からガルバニック絶縁単相交流電圧（ＡＣ）への変換、
三相交流電圧（ＡＣ）からガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）への変換、
三相交流電圧（ＡＣ）から直流電圧（ＤＣ）への変換、及び
単相交流電圧（ＡＣ）から直流電圧（ＤＣ）への変換
のうちの１つ又は複数を可能にするように構成される三相固体変圧器（９）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記固体変圧器（９）は、前記電力変換のうちの２つ以上を可能にするように構成されることを特徴とし、前記固体変圧器（９）は、異なる電力変換間のユーザー制御による切替を可能にするスイッチングシステム（９ｃ）を備えることを更に特徴とする、請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記固体変圧器（９）は、三相主電源（５）からの第１の交流相間電圧（Ｖｐ）の第２の交流相間電圧（Ｖｓ）への三相変圧を可能にするように構成され、前記第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は前記車両充電システム内の１つ又は複数の電池を充電するために必要とされる三相交流電力に従って設定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記三相主電源（５）はＩＴ接地系統（５）タイプの配電システムであることを特徴とする、請求項５に記載の電源システム。
【請求項７】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、前記電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するように構成される監視手段（２０）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項８】
前記物理パラメーターは、
前記固体変圧器（９）内の温度、
前記統合ユニット（１００）内の周囲温度、
空気湿度、
前記固体変圧器（９）の前記一次側（９ａ）に供給される一次電圧（Ｖｐ）、
前記固体変圧器（９）の前記二次側（９ｂ）から供給される二次電圧（Ｖｓ）、
充電中に前記接続された主電源（５）内の障害によって引き起こされる地絡、
前記統合ユニット（１００）内の電気的構成要素間の電力流、及び
前記固体変圧器（９）の前記二次側（９ｂ）に電気的に接続される前記車両充電システムによって受電可能な最大電力、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の電源システム。
【請求項９】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、コンピューターネットワークにアクセスし、前記物理パラメーターを送信できるようにする第１の送信手段（２０）を更に備えることを特徴とする、請求項７又は８に記載の電源システム。
【請求項１０】
前記主電源（５）は三相電力を前記統合ユニット（１００）に配電する配電システム（５）であることを特徴とし、
前記配電システムは、
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）と前記配電システム（５）との間に接続可能な第３の通信線（１７）を更に備え、該第３の通信線（１７）は、前記配電システム（５）の入口点（１８）における入力電圧及び入力電流のうちの少なくとも１つの測定と、前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）へのデータ送信とを可能にすることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１１】
前記電源システムは前記主電源（５）から前記統合ユニット（１００）に電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電源ケーブル（１３）を更に備え、前記少なくとも１つの電源ケーブル（１３）はそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１７）とを備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１２】
前記電源システムは前記統合ユニット（１００）から前記車両充電システムに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブル（１６）を更に備え、前記少なくとも１つの電力ケーブル（１６）はそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１９）とを備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１３】
前記制御信号は電力幅変調（ＰＷＭ）信号タイプからなることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の電源システム。
【請求項１４】
前記主電源（５）から前記車両充電システムに制御信号を伝達できるようにする前記データ通信線（１７、１９）は、前記固体変圧器（９）をバイパスするように構成されることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１５】
制御ユニットの前記メモリ内に記憶されるコンピュータープログラム製品であって、前記制御ユニット上にロードされ、実行されるときに、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するコンピューター可読命令を含む、制御ユニットのメモリ内に記憶されるコンピュータープログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には電源システムの分野に関する。より具体的には、本発明は電池式車両内の車両充電システムに供給される充電電力を変換し、及び/又は絶縁するのに適している電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の電気車両又はハイブリッド車両は、かなりの程度まで特定のユーザーの意向に適合する。広々とした室内、急加速、長距離、空調、暖房設備、電気デフロスター、大きな機器パッケージ等の、従来の内燃機関車両によって与えられると同程度の快適性が一般に期待される。
【０００３】
これらの全ての要件を組み合わせる結果として、運転キロメートルあたりの電力の消費量が急激に増加し、再び電池容量の大幅な増加を必要とする。最新のリチウム系電池は、それらの要件によって設定される課題のうちの多くを解決する。しかしながら、電池開発を受けて、他の課題が表面化している。
【０００４】
最新の電気車両内の電池は、フル充電される前に、大量のエネルギーを必要とする。標準的な家庭内の単相コンセント（例えば、２３０Ｖ／１０Ａ）からの充電時間は長い時間を要し、通常、１０時間〜３５時間である。ユーザーは内燃機関車両の場合に比べて、かなりの程度まで自分の使用範囲を適合させなければならないので、これは車両の有用性を低下させ、それゆえ、範囲、信頼性及び予測可能性が低下したと感じることに起因して、快適性を低下させる。
【０００５】
上記の不都合を補償するために、高い頻度でエネルギー供給が行われなければならない。今日の電気車両の多くは、対応する単相コンセントからの電力に比べて、三相接地系統から著しく高いレベルにおいて受電することができる。
【０００６】
世界中で国際的に標準化された接地系統には３つのファミリー、ＴＮ系統、ＴＴ系統及びＩＴ系統が存在する。
【０００７】
ＴＮ系統
ＴＮ系統では、変圧器中性点が接地され、任意の電気的負荷のフレームが中性点に接続される。図１Ａ及び図１ＢはそれぞれＴＮ−Ｓ及びＴＮ−Ｃ接地系統の従来技術の線図を示し、とりわけ、接地系統変圧器１と、電気的負荷２と、負荷フレーム３とを示す。いずれの構成においても、変圧器中性点は接地される。ＴＮ−Ｓ系統では、電気的負荷２のフレーム３及び負荷の中性点の両方が、共通接地導体（ＰＥＮ）に接続され、一方、ＴＮ−Ｃ接地系統では、電気的負荷２のフレーム３及び負荷中性点はそれぞれ、接地導体（ＰＥ）及び中性線（Ｎ）に接続される。電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）間の相間電圧は通常、４００ＶＡＣである。更に、各電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）と中性線（Ｎ）との間の相−中性点間電圧は通常、それぞれ２３０ＶＡＣである。３つの電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）のうちの１つ又は複数の電源導体内の障害電流の場合、関連する部品が短絡状態になり、短絡保護デバイス（ＳＣＰＤ：Short-Circuit Protection Devices）によって切り離される場合がある。また、ＴＮ系統は、定格電流を超える任意の地絡によって、欠陥回路が直ちに切り離されるので、相対的に耐火性があると見なされる。
【０００８】
ＴＴ系統
ＴＮ系統の場合と同様に、ＴＴ系統では、変圧器中性点が第１の接地接続を介して接地され、相間電圧は通常、４００ＶＡＣである。更に、図２の従来技術の線図に示されるように、任意の電気的負荷２のフレーム３は第２の接地接続に接続される。この系統内の任意の障害電流は、２つの接地接続間のインピーダンス（図示せず）によって制限され、故障部品は漏電遮断器（ＲＣＤ：Residual Current Device）によって切り離される場合がある。図１と同様に、図２にも接地系統変圧器１が示される。
【０００９】
ＩＴ系統
ＴＮ系統及びＴＴ系統の両方とは対照的に、ＩＴ系統では、変圧器中性点が理論的には接地されず、消費者ごとに別々のグラウンドを設けなければならない。これが、接地系統変圧器１と、電気的負荷２と、負荷フレーム３とを示す図３の従来技術の線図において示される。実際には、ＩＴシステムは、ネットワークの浮遊容量４によって、及び／又はハイインピーダンス（通常、１’５００Ω）によって接地される。更に、相間電圧は通常、２３０ＶＡＣであり、すなわち、ＴＮシステム及びＴＴシステムの場合より、約４０％低い。ＩＴシステム内の絶縁障害の場合、ネットワークの浮遊容量４に起因して小さな電流が発生するが、それだけでは、ハザードリスクを提起しない。しかしながら、第２の障害が生じ、第１の障害がまだ取り除かれていなかった場合には、短絡が現れ、ＳＣＰＤが必要な保護を与えなければならない。
【００１０】
充電サイトにおいて使用される接地系統にかかわらず、充電導体を介して電源から充電される電池までの電力流を開始するために、そして、充電前に、電池内蔵充電可能システム（例えば、電気車両）と充電源との間で重要な通信を実行するために、電気車両給電機器（ＥＶＳＥ：electric vehicle supply equipment）ユニットが常に存在しなければならない。これが、従来技術の原理的回路図を示す図５に概略的に示されており、電力は、電力変換を用いることなく、電源又は配電キャビネット５からＥＶＳＥユニット６に供給される。ＥＶＳＥユニット６と充電可能システムとの間の信号は通常、専用ＰＷＭライン８を介して流れるパルス幅変調（ＰＷＭ）タイプからなり、パルス幅が、接続される電源５から抽出可能な最大受電可能電力についての情報を与える。また、充電可能システムは、同じＰＷＭライン８を介して、充電状態についての情報と、電力抽出内の変動に基づく任意の障害についての情報とを与える帰還信号をＥＶＳＥユニット６に返送することもできる。それゆえ、ＥＶＳＥユニット６によって、ユーザー状態及び障害報告を与えながら、ユニット６と充電可能システムとの間で、ローカル電源５の過充電を防ぐことができる情報を実効的に交換できるようになる。更に、ＥＶＳＥユニット６は、充電可能システムとの接続前に、進入してくる充電プラグ７が電力を供給されないことを確実にする。
【００１１】
上記の３つの接地系統の中でも、ＩＴ接地系統は、以下の主な特徴に起因して、三相充電に最も適していないと見なされる。
−中性線（Ｎ）が存在しない。
−相間電圧が低い。
−接地品質の変動が大きい。
−地絡が検出されないリスクがある。
ＩＴ系統の不適合性は、ＩＴ系統からＴＮ系統又はＴＴ系統への変換を可能にする変圧器を導入することによって少なくとも軽減することができる。それゆえ、電圧を、最も効率的な充電（例えば、４００ＶＡＣの相間電圧）を提供する電気車両（又は任意の他の電池駆動式システム）内の電池の仕様により良好に合わせることができる。更に、変圧器は、電源が、分離された接地接続からガルバニック絶縁されるのを確実にする。そのような電源システムが、従来技術の原理的回路図を示す図５に示されており、電源又は配電キャビネット５から供給される電力が、ＥＶＳＥユニット６に給電される前に、ガルバニック絶縁変圧器９によって変換される。
【００１２】
接地系統からのガルバニック絶縁を与える変圧器は、完全に設置されたＴＮ系統及びＴＴ系統を用いるユーザーにとって更に有用であることがわかる場合さえある。例えば、接地品質に関連すると考えられるある特定の電気車両に関する充電問題が最近になって示されている。専用絶縁変圧器は、別の接地を追加する可能性、それゆえ、接地に関連する充電問題を受けるリスクを低減する可能性を提供する。
【００１３】
しかしながら、そのような従来の絶縁変圧器を、ＥＶＳＥユニットと組み合わせて設置することは、幾つかの望ましくない影響によって妨げられる。
−ＥＶＳＥユニット及び変圧器を含む、充電システムの全体積及び重量が増加する。
−雑音レベルが高い。
−従来の変圧器の美観が良くないと見なされる。
−別個の変圧器及びＥＶＳＥユニットの購入が全コストを増加させる。
−従来の変圧器は、系統内に流れる高い誘導電流に起因してタイムラグヒューズの使用を必要とする。
−従来の変圧器は連続動作を必要とするので、無負荷損失の増加を引き起こす。
−絶縁変圧器のような更なる電気的構成要素の導入に伴って、全体的な火災の危険性が増す。
【００１４】
上記の目的に適した絶縁変圧器は通常、７０キログラム〜１００キログラムの重量と、０．２５ｍ２〜０．５ｍ２の体積とを有し、設置中に更なる人員及び／又は機器を必要とする。増加した雑音レベルは、専用の基礎構造を設けることによって少なくとも軽減することはできるが、これはコストの増加を引き起こし、場合によっては、美観を更に劣化させる。美観の不都合は、冷却用空気の隙間を有する任意の亜鉛メッキされたブリキ被覆材が存在する場合に、より顕著になる。これらの理由から、多くの場合に、変圧器をかなりの程度まで隠す設置サイトを見つけるか、又は作り出すことが望ましく、それゆえ、全コストに更に上げる一因になる課題を与える。
【００１５】
システム内に流れる高い誘導電流を補償するために変圧器の起動中にタイムラグヒューズを使用することは、このタイプのヒューズが低速であり、始動させるのにより多くの電力を必要とするので、エラー条件における保護を低下させる。追加のソフトスタートシステム又はゼロ交差衝撃システム（zero crossing striking system）が、タイムラグヒューズの不都合を軽減することができる。しかしながら、これにより、複雑度及びコストが更に増加する。
【００１６】
従来の変圧器による別の問題は、それらの変圧器が一般的に連続動作の状態にあるという事実である。それゆえ、無負荷損失があり、無負荷損失は変圧器の具体的な構成に応じて異なる場合がある。一例として、１５ｋＶＡ変圧器からの通常の無負荷損失は、１００Ｗ〜２５０Ｗである。そのような無負荷損失は、渦電流損及び抵抗損がより少ない動作を提供するより精巧な変圧器に投資することによって幾分低減することはできるが、コストが増加することを代償にする。無負荷損失に加えて、充電中に、主に銅損に起因する損失だけでなく、渦電流損及び磁気音響損失に由来する損失もある。通常、これらの充電損失は、従来の変圧器において変圧される電力の２％〜５％を構成する。
【００１７】
ＥＶＳＥユニット及び後続の設置コストに関するあらゆる投資が、適切な変圧器の投資、輸送、調整及び設置のコストに追加されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
それゆえ、本発明の目的は、充電サイトにおいて高い接地品質を可能にする、充電可能システム内の電池を充電するためのコスト効率及びエネルギー効率が良い電源システムを提供することである。本発明の別の目的は、従来の絶縁変圧器を設置する場合の上記の不都合を少なくともある程度軽減する電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記で特定された目的は、請求項１に記載の電源システムによって達成される。本発明は、請求項１５によるコンピュータープログラム製品にも関連する。更なる有利な特徴は、残りの従属請求項において規定される。
【００２０】
詳細には、本発明は、電池式車両内の車両充電システムに供給される充電電力を変換し、及び／又は絶縁するのに適した電源システムに関する。そのシステムは、主電源と車両充電システムとの間の電気的絶縁及び電圧変換のうちの少なくとも１つを可能にする絶縁変圧器を備える。主電源は、ＴＮ接地系統、ＴＴ接地系統又はＩＴ接地系統のような配電システムとすることができる。変圧器は、一次側であって、一次側の１つ又は複数の端子が主電源に電気的に接続可能である、一次側と、二次側であって、二次側の１つ又は複数の端子が車両充電システムに電気的に接続可能である、二次側と、車両充電システムに電気的に接続可能なＥＶＳＥ制御デバイスと、ＥＶＳＥ制御デバイスに接続され、車両充電システムに接続可能なデータ通信線とを備え、データ通信線は、車両充電システムに接続されるときに、車両充電システムに制御信号を送信できるようにし、二次側と車両充電システムとの間の結合を監視できるようにし、充電中に車両充電システムの充電状態に関連する少なくとも１つのパラメーターを監視できるようにする。電源システムは、絶縁変圧器が固体変圧器（solid state transformer）であることを更に特徴とし、絶縁変圧器及びＥＶＳＥ制御デバイスが統合ユニットを構成する、すなわち、共通ユニット内に物理的に配置されることを更に特徴とする。
【００２１】
好ましい実施形態では、ＥＶＳＥ制御デバイスは、変圧器二次側の対応する受電端子との間の結合を検出するときに、固体変圧器一次側の１つ又は複数の端子のうちの少なくとも１つへの電力流を起動するように構成され、それにより、車両充電システムの充電を開始できるようにする。起動は、一次側に接続されるスイッチングシステム内の１つ又は複数の電力中継器によって実行することができる。
【００２２】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、以下の電力変換のうちの１つ又は複数を可能にするように構成される三相固体変圧器である。
−単相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁単相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換する。
−単相交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換する。
【００２３】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、電力変換のうちの２つ以上を可能にするように構成され、更に、固体変圧器は、異なる電力変換間のユーザー制御による切替を可能にするスイッチングシステムを備える。
【００２４】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、三相主電源からの第１の交流相間電圧（Ｖｐ）の第２の交流相間電圧（Ｖｓ）への三相変圧を可能にするように構成され、第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は車両充電システム内の１つ又は複数の電池を充電するために必要とされる三相交流電力に従って設定される。第１の交流相間電圧（Ｖｐ）及び第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は等しい場合があるか、又は異なる場合がある。例えば、Ｖｐは２３０ＶＡＣとすることができ、Ｖｓは４００ＶＡＣとすることができる。主電源は、例えば、ＩＴ接地系統タイプの配電システムとすることができる。
【００２５】
別の好ましい実施形態では、ＥＶＳＥ制御デバイスは、電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するように構成される監視手段を備える。物理パラメーターは、固体変圧器内の温度、統合ユニット内の周囲温度、空気湿度、固体変圧器の一次側に供給される一次電圧（Ｖｐ）、固体変圧器の二次側から供給される二次電圧（Ｖｓ）、充電中に接続される主電源（５）内の障害によって引き起こされる地絡、統合ユニット（１００）内の電気的構成要素間の電力流、固体変圧器（９）の二次側（９ｂ）に電気的に接続される車両充電システムによって受電される最大電力のうちの少なくとも１つを含むことができる。更に、ＥＶＳＥ制御デバイスは、ＴＮ接地系統、ＴＴ接地系統又はＩＴ接地系統のような接続される配電システムによって供給される相電圧のうちの１つ又は複数、及び配電システムによって供給される相電流のうちの１つ又は複数を監視するように構成される監視手段を備えることができる。また、ＥＶＳＥ制御デバイスは、イントラネット、エクストラネット及び／又はインターネットのようなコンピューターネットワークにアクセスし、物理パラメーターを送信できるようにする第１の送信手段（２０）を備えることができる。
【００２６】
別の好ましい実施形態では、主電源は、統合ユニットに三相電力を配電する配電システムであり、電源システムはＥＶＳＥ制御デバイスと配電システムとの間に接続可能な第３の通信線を更に備え、第３の通信線は、配電システム（配電盤／ヒューズボックス）の入口点における入力電圧及び入力電流のうちの少なくとも１つの測定、及びＥＶＳＥ制御デバイス（６）へのデータ送信を可能にする。
【００２７】
別の好ましい実施形態では、電源システムは、主電源から統合ユニットに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブルを更に備え、少なくとも１つの電力ケーブルはそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線とを備える。
【００２８】
別の好ましい実施形態では、電源システムは、統合ユニットから車両充電システムに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブルを更に備え、少なくとも１つの電力ケーブルはそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１９）とを備える。
【００２９】
制御信号は、電力幅変調（ＰＷＭ）タイプの信号からなることができる。更に、主電源から車両充電システムに制御信号を伝達できるようにするデータ通信線は、固体変圧器をバイパスするように構成することができる。
【００３０】
また、本発明は、制御ユニット上にロードされ、実行されるときに、上記の特徴のいずれかに従って電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するコンピューター可読命令を含む、制御ユニットのメモリに記憶されるコンピュータープログラム製品に関する。
【００３１】
以下の説明おいて、特許請求される装置及び方法の実施形態を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が導入される。しかしながら、これらの実施形態を、それらの具体的な細部のうちの１つ又は複数を用いることなく、又は他の構成要素、システム等を用いて実施できることは当業者には認識されよう。他の事例では、開示される実施形態の態様をわかりにくくしないために、既知の構造又は動作は図示されないか、又は詳細には説明されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】従来技術による、ＴＮ−Ｓ接地系統の回路図である。
【図１Ｂ】従来技術による、ＴＮ−Ｃ接地系統の回路図である。
【図２】従来技術による、ＴＴ接地系統の回路図である。
【図３】従来技術による、ＩＴ接地系統の回路図である。
【図４】従来技術による、電力が変換されることなく電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図５】従来技術による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図６】本発明による、配電システムの原理を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第１の実施形態による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図７Ｂ】本発明の第１の実施形態による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給されるより詳細な回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１２】本発明による、ＩＴ接地系統からＴＮ接地系統への電気的変換及び絶縁のために三相電力が三相固体電力変換器に供給される原理的回路図である。
【図１３】電気車両の充電前に電気的絶縁又は変換のために三相電力が三相固体電力変換器に供給される詳細な回路図である。
【図１４Ａ】本発明の第６の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１４Ｂ】本発明の第６の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１７】本発明の第９の実施形態による、電力がＡＣ／ＤＣ変換されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ノルウェー国内の通常の私有地では、電気供給幹線から約２５ｋＷの電力が利用可能である。通常、車庫内に３ｋＷが配電され、テスラのような電気車両を充電するのに約３０時間、又はルノー、フォルクスワーゲン及び日産リーフのような大部分の他の電気自動車の場合に１０時間の標準充電時間を与える。
【００３４】
革新的システムによれば、家庭内で使用するための安定した電力を維持しながら、充電時間を著しく加速することができる。革新的システムによれば、電気車両は、高い電力、例えば、１１ｋＷで充電することができ、それにより、３倍の急速充電を可能にする。
【００３５】
革新的システムは、ノルウェー企業Ｚａｐｔｅｃによって開発された宇宙技術及びスマート電力系統がきっかけとなった装飾的意匠を有する任意の車庫内に申し分なく収まる。
【００３６】
革新的システムは、任意のスマートフォン、パッド又はコンピューターシステムから遠隔監視及び制御を可能にする。更に、そのシステムは、いわゆる、適応的充電を通して、私有地内の現在の電力使用量に従ってその充電速度を自動的に適応させることができる。そのシステムは、超過した電力使用量に起因する停電のリスクが解消又は低減されること、及び電気車両の充電が取り得る最も速い速度において行われることを確実にする。
【００３７】
革新的システムは、現地の電力会社のような公益事業会社と通信することができるという意味において、スマートグリッドに適応する。このオプションは、経済的に最適な充電のために将来に更なる機会を与えるために重要であると考えられる。例えば、電気料金が最も安いとき、通常は夜間に、電気車両を充電するように革新的システムをプログラミングすることができる。これは、コストを下げること、及び効率を最適化することの両方を確実にする。
【００３８】
また、革新的システムは、利用可能な電力の高い品質及び制御を維持することに加えて、私有地内の高い安全性を確保する安全システムも含む。
【００３９】
図１〜図３は、本発明の関連する背景技法に関連して先に説明された。図４及び図５は、電源又は配電システム５から、電気車両給電機器（ＥＶＳＥ）６を収容するボックスを介して、電気車両（ＥＶ）プラグ７に電力を与えるための従来技術による解決策を示す。電力は、充電供給幹線１３、１４、１６を介して供給される。ＥＶＳＥボックス６とＥＶプラグ７との間の電気的接続８、１６は、それらの電気的接続がいずれも必要な電力を供給し（電源コネクタ１６を介して）、ＥＶプラグ７とＥＶＳＥ６との間のある特定の信号通信を実行するように構成することができる。この信号通信は、パルス幅変調（ＰＷＭ）線８を介してＰＷＭ信号を送信することによって成し遂げることができ、パルス幅が、例えば、利用可能な配電システム５から入手可能な最大電力についての情報を搬送する。ＰＷＭ線８を介して電力負荷の変動を監視することによって、ＥＶプラグ７を接続された車両１０（図６）は、現在の充電状態及び電気的障害のような情報を送信することもできる。図５において、適切な変圧器９によって、電力変換が実行される。そのような変圧器９は、例えば、配電システム５が、電気車両１０内の充電システムによって必要とされるのとは異なる電圧を有する電力を供給する場合に必要になることがある。
【００４０】
本発明の主な動機は、重量、空間、取付時間、エネルギーを節約し、美観を保ち、コストを削減するために、電池式車両の充電中に交流電力を変換し、及び／又は絶縁するためのシステムを提供することである。これは、とりわけ、固体変圧器（ＳＳＴ）及びＥＶＳＥ機能を組み合わせて１つのユニットにすることによって達成される。このユニットは、例えば、ＩＴ送電系統とＴＮ送電系統との間の電圧変換（２３０ＶＡＣ／４００ＶＡＣ）を実行することができ、電気車両と送電系統／配電システムとの間のガルバニック絶縁を与えることができ（これは必要であり、及び／又は必須であり、及び／又は望ましい）、上記で説明されたのと同じ機能を有するモバイル充電アダプターの使用を可能にすることができる。
【００４１】
本発明の電源システムの通常の設置の概説が図６に示されており、例えば世帯１２（又は任意の他の電力を必要とする建物）に電力を提供する公益事業会社による変圧器１からの電力流を示す。入ってくる電力は、電気供給幹線２２を介して、配電システム又は配電盤５に供給される。利用可能な電力のうちのある量は、ＥＶＳＥボックス６を介してＥＶプラグ７／車両１０に必要な電力を与えるために、充電供給幹線１３、１４を介して更に配電される。
【００４２】
図７〜図１０は、本発明の実施形態のうちの幾つかの実施形態による、変換及び／又は絶縁システムの原理的回路図を示す。より具体的には、図７Ａは、配電システム５が第１の充電供給幹線１３を介して無変換の電力を供給している本発明の第１の実施形態の原理的構成を示す。固体変圧器（ＳＳＴ）９又は任意の他の絶縁変圧器が、配電システム５によって変圧器９の一次側９ａに供給される一次電圧（Ｖｐ）を、変圧器９の二次側９ｂから供給される二次電圧（Ｖｓ）に変換している。二次電圧（Ｖｓ）によって形成される電力は、その後、ＥＶプラグ７に伝達される。ＥＶＳＥユニット６が、第１のデータ通信線８を介してＥＶプラグ７に結合され、それらの間のデータ通信を可能にする。そのシステムは、第２の通信線１５を介してＥＶＳＥユニット６と変圧器９との間でもデータ通信できるように構成されることが好ましい。ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９の周囲の破線は、２つのユニット６、９が共通ボックスの中に、すなわち、統合ユニット１００として組み込まれることを示す。この解決策は、とりわけ、組立作業を軽減し、コスト及び空間を節約する。また、この解決策は、システムの美観を改善することもできる（意匠による）。図７Ｂは、図７Ａの第１の実施形態のシステムの更なる詳細を示す。一次側９ａに供給される電力を管理するための構成要素、例えば、接触器（複数の場合もある）、メインヒューズ（複数の場合もある）、ＥＭＣフィルター（複数の場合もある）等を含む、変圧器モジュール９ｃを含む変圧器９が示される。更に、（ＥＶプラグ７を介して）変圧器９及び／又は電気車両１０の所望の制御を与える１組の構成要素を有するＥＶＳＥモジュール２０に電力を与えるための電源２３（例えば、５Ｖ／１２Ｖ）を特に含むＥＶＳＥユニット６が示される。これらの構成要素は、例えば、マイクロコントローラーユニット及びＰＷＭロジック（図１３）とすることができる。再び、最も外側の破線は、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９が、好ましくは統合ユニット１００を構成すべきであることを示す。また、ＥＶＳＥモジュール２０は、変圧器９内の温度のようなパラメーターの監視、一次電圧（Ｖｐ）、三相変圧器の各相上等の相電圧、相電流、任意の地絡及び他のシステム温度、周囲温度、空気湿度等の監視を可能にするように構成することもできる。周囲温度及び／又は空気湿度が高すぎる場合には一般に充電は実行されるべきでないので、２つの後者のパラメーターは重要な場合がある。
【００４３】
図８及び図９はそれぞれ本発明の第２の実施形態及び第３の実施形態を示しており、第１の充電供給幹線１３を介して配電システム５から供給される電力は、変圧器９の一次側９ａに入る前にＥＶＳＥユニット６を通るように導かれる。したがって、ＥＶＳＥユニット６は、設置サイトにおいて事前に変換することなく送電系統電圧を与えられ、電気車両に対応する負荷の任意の接続を、それゆえ、充電の開始要求を検出することができる。そのような要求が（データ通信線８によって）提示されるとき、変圧器９は、電圧を必要に応じて変換して、及び／又は別個に接地して必要な絶縁を与えながら、充電を開始するために起動される。結果として、変圧器９は、電気車両１０を充電するためにシステムが配置されたときにのみ起動される。それゆえ、変圧器９において、ほとんど、又は全く無負荷損失はなく、著しいエネルギー量及び運用経費が節約される。図８に示される第２の実施形態と図９に示される第３の実施形態との違いは、とりわけ、第１の実施形態（図７）の場合のように、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９が共通ユニット１００に統合されることである。それゆえ、運用経費の潜在的な節約は、この場合、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９を１つの統合されたユニット１００として製造することによって達成される製造上の節約によるであろう。図９は、変圧器９とＥＶＳＥユニット６との間にあり、２つのユニット６、９がデータを交換できるようにする第２のデータ通信線１５も示す。データフローは一方向データフロー又は双方向データフローとすることができる。
【００４４】
全ての上記の構成の場合に、変圧器の特定の選択は、固体変圧器、例えば、刊行物９７８−１−４２４４−２８９３−９／０９  ２００９ＩＥＥＥｐ．３０３９−３０４４において開示されるタイプの固体変圧器とすべきであり、その刊行物は引用することにより本明細書の一部をなす。この関連において、その刊行物の図１及び関連する本文が特に参照される。そのような固体変圧器は、より大きな空間を提供し、及び／又はコストを節約する可能性がある。更に、そのような固体変圧器は、利用可能なデータの更なる制御を容易にする。一例として、図１０及び図１１はそれぞれ本発明の第４の実施形態及び第５の実施形態を示しており、例えば、該当する建物１２又は配電盤５に入ってくる電力（Ｉ＆Ｕ）の電流及び／又は電圧を測定することによって、配電システム５の関連する構成要素１８に接続される第３の通信線１７を介してデータの監視／制御が行われる。これらのデータは、利用可能な電力に基づいて電気車両１０が受電することができる最大充電電流をレギュレートするために適用することができる。このようにして、車両は、建物１２／配電盤５のメインヒューズが作動するリスクを伴うことなく、充電のための最大電力を引き込むことができる（車両１０が適応しなければならない）。例えば、インターネットを介して、上記の構成のデータのログをとるか、アップグレードを実行するか、又はデバッグを実行することもできる。これは、オプションで将来のＡＭＳシステム（自動電力消費量測定のためのシステム）を介して、適切な変圧器及びインターネット接続を接続することによって達成することができる。図１０は、異なるモジュール５、６、７、９間のデータ通信が別々のデータ通信線８、１５、１７を介して行われる例を示し、一方、図１１は、配電システム５の関連する構成要素１８とＥＶＳＥユニット６との間のデータ通信１７、及び変圧器９とＥＶプラグ７との間のデータ通信１９が、電力線通信１７、１９の使用によって、すなわち、パルス変調幅（ＰＷＭ）信号を監視することによって行われる例を示す。例えば、パルス幅は、接続された配電システム５から引き込むことができる最大電力について車両１０に知らせる。その後、車両１０は、ＥＶＳＥユニット６に、同じＰＷＭ８、１９を介して、充電状態、及び引き込まれる電力の変動による任意の障害について知らせる信号を返送することができる。更に、ＰＷＭ線８、１７、１９を介しての通信は、電気車両１０と適切に接続される前に、充電流が起動されないのを確実にすることができる。
【００４５】
デジタル及び／又はアナログネットワーク／信号を使用することによって、異なるユニット／モジュール５、６、７、９間でデータ情報を容易に送信することができる。
【００４６】
図１２は、上記の変換及び絶縁システムがＩＴ接地系統をＴＮ接地系統に変換するために使用されるときの具体的な電気的接続を示す。明確に図示されるように、２３０ＶＡＣ相間電圧が、三相変圧器９を使用することによって、接地（ＰＥ）４００ＶＡＣ相間電圧に変換される。三相変圧器９は３つの電力モジュール９’、９’’、９’’’を備え、それぞれ一次巻線及び端子を備える一次側９ａと、二次巻線及び端子を備える二次側９ｂとを有する。二次側９ｂの各相の２つの端子のうちの１つは、ＴＮ−Ｓ接地系統(図１Ａ）の場合のように、共通中性線（Ｎ）及び接地（ＰＥ）線のいずれかに接続されるか、又はＴＮ−Ｃ接地系統（図１Ｂ）の場合のように、別の中性（Ｎ）線に接続される。
【００４７】
説明を通して電気車両が参照されている場合であっても、その変換及び／又は絶縁システムは、定期的な充電を必要とする、他の電池又はキャパシタ収容装置にも同じように適用可能であることに留意されたい。
【００４８】
図１３には詳細な回路図が示されており、ＩＴからＴＮへの変換が一例としてのみ示される。当業者による本発明の実施を容易にすることに寄与する電気車両コンダクティブ充電システムの分野における関連する標準規格（国際標準規格（ＩＳＯ）／欧州標準規格（ＥＮ））が広く参照される。
【００４９】
ＥＶＳＥユニット６及び変圧器／ＳＳＴ９を同じユニット１００に統合する全般的な発明概念に関連する発明がこれまでに説明されてきた。そのようなユニット１００はモバイルユニット１００とすることができる。しかしながら、そのユニットは、使用時に送電系統／配電システム５にいつでも電気的に接続される。
【００５０】
以下では、本発明の代替形態が説明されることになり、その代替形態では、変圧器又はＳＳＴ９がユーザーによって既存のＥＶＳＥユニット６に接続されるべきであるアダプターに組み込まれる。そのようなアダプターはガルバニック絶縁を有することが極めて好ましい。更に、アダプターは、オプションとして、２つの異なる電圧間、及び／又は異なるタイプの電流／電圧間の変換、すなわち、
−単相ＡＣ／単相ＡＣ
−単相ＡＣ／ＤＣ
−三相ＡＣ／単相ＡＣ
−三相ＡＣ／三相ＡＣ
−三相ＡＣ／ＤＣ
のうちの１つ又は複数を可能にする場合がある。ＤＣの場合、制限ＤＣ電力がＥＶＳＥユニット６からの利用可能な電力になるであろう。
【００５１】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、ＥＶＳＥユニット６とＥＶプラグ７との間に、タイプＳＳＴの変圧器９を備えるアダプターを接続する例を示しており、後者は電気車両１０内の充電システムに接続される。上記のように、変圧器９は、ＥＶＳＥユニット６からの供給幹線１４に接続される一次側９ａと、ＥＶプラグ７への供給幹線１６に接続される二次側９ｂとを備える。少なくともＥＶＳＥユニット６と電気車両１０との間のデータ通信は、変圧器を備えるアダプターを通るＰＷＭ線８を使用することによって確保される。更に、図１４Ａのアダプターは、ＥＶＳＥユニット６及び電気車両１０にそれぞれ向けられる、その外壁に固定される電気コネクタ（複数の場合もある）（雌／雄）を含む。対照的に、図１４Ｂは、電気コネクタ（複数の場合もある）（雌／雄）が、外壁から距離をおいて位置するケーブルに配置される例を示す。
【００５２】
図１５は、本発明の第７の実施形態によるシステムの一例を示しており、電気的に絶縁するＳＳＴがＥＶＳＥの後方に配置され、１つ又は複数の相に対して１：１電圧変換を実行する。この特定の構成の目的は、不十分に接地している場合でも、車両が「充電する」のを確実にするために、電気車両と残りの電気系統（電源／送電系統）との間のガルバニック分離を達成することである。そのデバイスは、アダプター（電気車両とともに持ち運ぶことができ、不使用時に車両内に格納することができる）として設計し、販売することができる。ＳＳＴの一次側は電力供給コネクタに電気的に接続され、その二次側は電源プラグに電気的に接続される。電力供給コネクタ（一次側）に接続された機器と、電源プラグ（二次側）に接続された機器との間で少なくとも１つの制御信号（ＰＷＭ信号等）を伝達できるように、電力供給コネクタ内の少なくとも１つのピン及び電源プラグ内の少なくとも１つのピンが互いに電気的に、及び／又はシグナリング可能に接続されるべきである。
【００５３】
図１６は、本発明の第８の実施形態によるシステムの一例を示す。その構成は、図１５の構成に類似である。しかしながら、この特定の構成は、ＰＷＭシグナリングプロセスを監視し、及び／又は必要に応じてそのプロセスに影響を及ぼす（そのプロセスを無効にする）ことができる内部制御／論理ユニットを更に備えている。そのような監視及び／又は無効化は、充電システムＩＥＣ−ＴＳ６２７６３による。特に暑い日に、及び／又は換気フィルター、経路又はファンが覆い隠されるか、又は部分的に塞がれる場合には、ＳＳＴは熱くなりすぎる可能性があり、（標準規格に従ってＰＷＭシグナリングレベルを変更することによって）充電プロセスの被制御シャットダウンを要求する場合がある。また、より低い（ＥＶＳＥによって許容される電流レベルより低い）許容電流レベルがＥＶによって引き込まれるべきであることをシグナリングすることもできる。ＥＶＳＥが標準的に供給するように調整されるレベルより低いレベルであっても、障害及び／又は過熱の状況が生じている場合でも充電を行うことができることが有利である。これは、入力されるＰＷＭを読み取り、低い（小さな）（新たなＰＷＭ幅に従ってＥＶに電流の引き込みを少なくするように指示する）ＰＷＭ信号を与えることによって行われるか、又はＰＷＭループ内に流れる電流を変更することによって行われる（ＩＥＣ−ＴＳ６２７６３による温度障害、換気障害及び／又は切断シグナリングプロトコルを使用する）。重要な安全対策は、（電気車両に）出て行くＰＷＭ信号が元のＥＶＳＥのＰＷＭ信号より高い電流を指示していないのを確実にすることである。
【００５４】
図１７は、本発明の第９の実施形態によるシステムの一例を示す。この構成では、ＥＶＳＥと電気車両（上記で説明された）との間に変換器が電気的に配置されるが、ここでは、論理回路に加えて、電子ＡＣ／ＤＣ変換器を備えており、この電子ＡＣ／ＤＣ変換器は、入力されるＰＷＭコーディングを読み取り、（異なるシグナリングシステムへの／からの電流レベルに適応するために、そして上記で説明されたように障害中に（下方に）調整するために）電気車両に通信されることになる対応する（おそらく、（下方に）調整された）ＰＷＭコーディング及び／又はＰＬＣ、ＣＡＮバス又は類似のバスコーディングを出力することができる。上記のシステムを使用することによって、入手可能なＡＣ充電器からのそのような高い充電電力には一般には応じない電気車両をある程度急速充電するためにＤＣ充電入力（例えば、ＣｈａＤｅＭｏ）を使用することができる。この方法を使用することによって、３〜６倍の電力を充電のために入手することができる。
【００５５】
これまでの説明において、例示的な実施形態を参照しながら、本発明によるシステムの種々の態様が説明されてきた。説明の目的上、装置及びその機能を完全に理解してもらうために、具体的な数、システム及び構成が記載されてきた。しかしながら、この説明は、制限する意味に解釈されることは意図していない。開示された主題が関連する分野の当業者には明らかである、例示的な実施形態の種々の変更及び変形、並びに装置の他の実施形態は、本発明の範囲内にあると見なされる。
【００５６】
図１３の参照符号に対応する用語
Ａ）ＩＴ／ＴＮ変換を備えるＥＶＳＥ
Ｂ）ＩＥＣ６０６６４−１（絶縁協調）
ＥＮ６１５５８−１（電力変圧器及び電源）
Ｃ）配線キャビネット
Ｄ）３２Ａ又は４０Ａ（配線による）
過電流制限
一体又は個別ＲＣＤを備える
ＲＣＤタイプＡ  ａｃｃ／
ＩＥＣ６１００８−１又は
ＩＥＣ６１００９−１又は
ＩＥＣ６０７５５
Ｅ）入力ボード
Ｆ）ＥＮ６０６６４−１
ＥＮ６１０００−６−１
ＥＮ６１０００−６−３
Ｇ）２３０ＶＡＣ３相ｉｎ（ｄｅｌｔａ）
Ｈ）幹線中継器
Ｉ）過電圧保護
Ｊ）主電源イネーブル
Ｋ）中継器のための入力ボード温度センサ、バリスター、電力コネクタ
Ｌ）ＥＮ５００６５−１（ＰＬＣ）
Ｍ）ＰＬＣ及び１２Ｖ電源のためのＡＣ調整
Ｎ）ＥＶＳＥ  ＲＣＤ
Ｏ）メインボード上のモジュール
Ｐ）ＥＮ６１５５８−２−１６（６１５５８−１の拡張）
Ｑ）相ごとに１つずつの変圧器モジュール（ｘ３）
Ｒ）一次ドライバー
Ｓ）ＩＴ／ＴＮ変圧器
Ｔ）二次ドライバー
Ｕ）充電器プラグ
Ｖ）ＥＮ６２１９６−１及び−２
Ｗ）タイプ２壁コンセントＥＶＳＥ端部に適合するＥＮ６２１９６−１、−２によるコネクタを備える充電ケーブル
Ｘ）タイプ１又はタイプ２車両コネクタに適合するＥＮ６２１９６−１、−２によるコネクタを備える充電ケーブル
Ｙ）Ｚａｐｃｈａｒｇｅｒ  ＭＣＪ
Ｚ）電力線通信
ａ）ドライバーイネーブル（ｘ３）（配線）
ｂ）スイッチングパルス（ｘ３）
ｃ）シリアル通信（ｘ３）
ｄ）Ｄａｔａｋｏｍｍ．＋１２Ｖ電力
ｅ）電力モジュールＭＣＵ
−スイッチング信号を変換する
ｆ）モニター
−入力電圧及び出力電圧
−入力電圧及び出力電圧
−変圧器及びドライバーの温度
ｇ）以下が超えられるときにスイッチングを中止すべき
−最大電流
−最大温度
−最大電圧
ｈ）２３０ＶＡＣ／１２ＶＤＣ電源
ｉ）ＥＮ６１５５８−２−１６
ｍ）ＤＵＣ（被充電デバイス）
ｎ）４００ＶＡＣ３相＋Ｎ８ｓｔａｒ
ｐ）設計
ｑ）設計及びソフトウェア
ｒ）構成要素選択及びソフトウェア
ｓ）ユーザーマニュアル又はマーキングに関する要件
ｔ）設置マニュアルに関する要件
【図１Ａ】
2017509303.tif 000003
【図１Ｂ】
2017509303.tif 000004
【図２】
2017509303.tif 000005
【図３】
2017509303.tif 000006
【図４】
2017509303.tif 000007
【図５】
2017509303.tif 000008
【図６】
2017509303.tif 000009
【図７Ａ】
2017509303.tif 000010
【図７Ｂ】
2017509303.tif 000011
【図８】
2017509303.tif 000012
【図９】
2017509303.tif 000013
【図１０】
2017509303.tif 000014
【図１１】
2017509303.tif 000015
【図１２】
2017509303.tif 000016
【図１３】
2017509303.tif 000017
【図１４Ａ】
2017509303.tif 000018
【図１４Ｂ】
2017509303.tif 000019
【図１５】
2017509303.tif 000020
【図１６】
2017509303.tif 000021
【図１７】
2017509303.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月24日(2016.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には電源システムの分野に関する。より具体的には、本発明は電池式車両内の車両充電システムに供給される充電電力を変換し、及び/又は絶縁するのに適している電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の電気車両又はハイブリッド車両は、かなりの程度まで特定のユーザーの意向に適合する。広々とした室内、急加速、長距離、空調、暖房設備、電気デフロスター、大きな機器パッケージ等の、従来の内燃機関車両によって与えられると同程度の快適性が一般に期待される。
【０００３】
これらの全ての要件を組み合わせる結果として、運転キロメートルあたりの電力の消費量が急激に増加し、再び電池容量の大幅な増加を必要とする。最新のリチウム系電池は、それらの要件によって設定される課題のうちの多くを解決する。しかしながら、電池開発を受けて、他の課題が表面化している。
【０００４】
最新の電気車両内の電池は、フル充電される前に、大量のエネルギーを必要とする。標準的な家庭内の単相コンセント（例えば、２３０Ｖ／１０Ａ）からの充電時間は長い時間を要し、通常、１０時間〜３５時間である。ユーザーは内燃機関車両の場合に比べて、かなりの程度まで自分の使用範囲を適合させなければならないので、これは車両の有用性を低下させ、それゆえ、範囲、信頼性及び予測可能性が低下したと感じることに起因して、快適性を低下させる。
【０００５】
上記の不都合を補償するために、高い頻度でエネルギー供給が行われなければならない。今日の電気車両の多くは、対応する単相コンセントからの電力に比べて、三相接地系統から著しく高いレベルにおいて受電することができる。
【０００６】
刊行物Ｅ／ＣＴ１９７３（創刊号１９９５年９月、Bernard Lacroix and Roland Calvas）（http://www.schneider-electric.com.au/documents/technical-publications/en/shared/electrical-engineering/dependability-availability-safety/low-voltage-minus-1kv/ect173.pdfを参照されたい）によれば、世界中で国際的に標準化された接地系統には３つのファミリー、すなわち、ＴＮ系統、ＴＴ系統及びＩＴ系統が存在する。
【０００７】
ＴＮ系統
ＴＮ系統では、変圧器中性点が接地され、任意の電気的負荷のフレームが中性点に接続される。図１Ａ及び図１ＢはそれぞれＴＮ−Ｓ及びＴＮ−Ｃ接地系統の従来技術の線図を示し、とりわけ、接地系統変圧器１と、電気的負荷２と、負荷フレーム３とを示す。いずれの構成においても、変圧器中性点は接地される。ＴＮ−Ｓ系統では、電気的負荷２のフレーム３及び負荷の中性点の両方が、共通接地導体（ＰＥＮ）に接続され、一方、ＴＮ−Ｃ接地系統では、電気的負荷２のフレーム３及び負荷中性点はそれぞれ、接地導体（ＰＥ）及び中性線（Ｎ）に接続される。電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）間の相間電圧は通常、４００ＶＡＣである。更に、各電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）と中性線（Ｎ）との間の相−中性点間電圧は通常、それぞれ２３０ＶＡＣである。３つの電源導体（Ｌ１〜Ｌ３）のうちの１つ又は複数の電源導体内の障害電流の場合、関連する部品が短絡状態になり、短絡保護デバイス（ＳＣＰＤ：Short-Circuit Protection Devices）によって切り離される場合がある。また、ＴＮ系統は、定格電流を超える任意の地絡によって、欠陥回路が直ちに切り離されるので、相対的に耐火性があると見なされる。
【０００８】
ＴＴ系統
ＴＮ系統の場合と同様に、ＴＴ系統では、変圧器中性点が第１の接地接続を介して接地され、相間電圧は通常、４００ＶＡＣである。更に、図２の従来技術の線図に示されるように、任意の電気的負荷２のフレーム３は第２の接地接続に接続される。この系統内の任意の障害電流は、２つの接地接続間のインピーダンス（図示せず）によって制限され、故障部品は漏電遮断器（ＲＣＤ：Residual Current Device）によって切り離される場合がある。図１と同様に、図２にも接地系統変圧器１が示される。
【０００９】
ＩＴ系統
ＴＮ系統及びＴＴ系統の両方とは対照的に、ＩＴ系統では、変圧器中性点が理論的には接地されず、消費者ごとに別々のグラウンドを設けられなければならない。これが、接地系統変圧器１と、電気的負荷２と、負荷フレーム３とを示す図３の従来技術の線図において示される。実際には、ＩＴシステムは、ネットワークの浮遊容量４によって、及び／又はハイインピーダンス（通常、１’５００Ω）によって接地される。更に、相間電圧は通常、２３０ＶＡＣであり、すなわち、ＴＮシステム及びＴＴシステムの場合より、約４０％低い。ＩＴシステム内の絶縁障害の場合、ネットワークの浮遊容量４に起因して小さな電流が発生するが、それだけでは、ハザードリスクを提起しない。しかしながら、第２の障害が生じ、第１の障害がまだ取り除かれていなかった場合には、短絡が現れ、ＳＣＰＤが必要な保護を与えなければならない。
【００１０】
充電サイトにおいて使用される接地系統にかかわらず、充電導体を介して電源から充電される電池までの電力流を開始するために、そして、充電前に、電池内蔵充電可能システム（例えば、電気車両）と充電源との間で重要な通信を実行するために、電気車両給電機器（ＥＶＳＥ：electric vehicle supply equipment）ユニットが常に存在しなければならない。これが、従来技術の原理的回路図を示す図５に概略的に示されており、電力は、電力変換を用いることなく、電源又は配電キャビネット５からＥＶＳＥユニット６に供給される。ＥＶＳＥユニット６と充電可能システムとの間の信号は通常、専用ＰＷＭライン８を介して流れるパルス幅変調（ＰＷＭ）タイプからなり、パルス幅が、接続される電源５から抽出可能な最大受電可能電力についての情報を与える。また、充電可能システムは、同じＰＷＭライン８を介して、充電状態についての情報と、電力抽出内の変動に基づく任意の障害についての情報とを与える帰還信号をＥＶＳＥユニット６に返送することもできる。それゆえ、ＥＶＳＥユニット６によって、ユーザー状態及び障害報告を与えながら、ユニット６と充電可能システムとの間で、ローカル電源５の過充電を防ぐことができる情報を実効的に交換できるようになる。更に、ＥＶＳＥユニット６は、充電可能システムとの接続前に、進入してくる充電プラグ７が電力を供給されないことを確実にする。
【００１１】
上記の３つの接地系統の中でも、ＩＴ接地系統は、以下の主な特徴に起因して、三相充電に最も適していないと見なされる。
−中性線（Ｎ）が存在しない。
−相間電圧が低い。
−接地品質の変動が大きい。
−地絡が検出されないリスクがある。
ＩＴ系統の不適合性は、ＩＴ系統からＴＮ系統又はＴＴ系統への変換を可能にする変圧器を導入することによって少なくとも軽減することができる。それゆえ、電圧を、最も効率的な充電（例えば、４００ＶＡＣの相間電圧）を提供する電気車両（又は任意の他の電池駆動式システム）内の電池の仕様により良好に合わせることができる。更に、変圧器は、電源が、分離された接地接続からガルバニック絶縁されるのを確実にする。そのような電源システムが、従来技術の原理的回路図を示す図５に示されており、電源又は配電キャビネット５から供給される電力が、ＥＶＳＥユニット６に給電される前に、ガルバニック絶縁変圧器９によって変換される。
【００１２】
接地系統からのガルバニック絶縁を与える変圧器は、完全に設置されたＴＮ系統及びＴＴ系統を用いるユーザーにとって更に有用であることがわかる場合さえある。例えば、接地品質に関連すると考えられるある特定の電気車両に関する充電問題が最近になって示されている。専用絶縁変圧器は、別の接地を追加する可能性、それゆえ、接地に関連する充電問題を受けるリスクを低減する可能性を提供する。
【００１３】
しかしながら、そのような従来の絶縁変圧器を、ＥＶＳＥユニットと組み合わせて設置することは、幾つかの望ましくない影響によって妨げられる。
−ＥＶＳＥユニット及び変圧器を含む、充電システムの全体積及び重量が増加する。
−雑音レベルが高い。
−従来の変圧器の美観が良くないと見なされる。
−別個の変圧器及びＥＶＳＥユニットの購入が全コストを増加させる。
−従来の変圧器は、系統内に流れる高い誘導電流に起因してタイムラグヒューズの使用を必要とする。
−従来の変圧器は連続動作を必要とするので、無負荷損失の増加を引き起こす。
−絶縁変圧器のような更なる電気的構成要素の導入に伴って、全体的な火災の危険性が増す。
【００１４】
上記の目的に適した絶縁変圧器は通常、７０キログラム〜１００キログラムの重量と、０．２５ｍ２〜０．５ｍ２の体積とを有し、設置中に更なる人員及び／又は機器を必要とする。増加した雑音レベルは、専用の基礎構造を設けることによって少なくとも軽減することはできるが、これはコストの増加を引き起こし、場合によっては、美観を更に劣化させる。美観の不都合は、冷却用空気の隙間を有する任意の亜鉛メッキされたブリキ被覆材が存在する場合に、より顕著になる場合がある。これらの理由から、多くの場合に、変圧器をかなりの程度まで隠す設置サイトを見つけるか、又は作り出すことが望ましく、それゆえ、全コストに更に上げる一因になる課題を与える。
【００１５】
システム内に流れる高い誘導電流を補償するために変圧器の起動中にタイムラグヒューズを使用することは、このタイプのヒューズが低速であり、始動させるのにより多くの電力を必要とするので、エラー条件における保護を低下させる。追加のソフトスタートシステム又はゼロ交差衝撃システム（zero crossing striking system）が、タイムラグヒューズの不都合を軽減することができる。しかしながら、これにより、複雑度及びコストが更に増加する。
【００１６】
従来の変圧器による別の問題は、それらの変圧器が一般的に連続動作の状態にあるという事実である。それゆえ、無負荷損失があり、無負荷損失は変圧器の具体的な構成に応じて異なる場合がある。一例として、１５ｋＶＡ変圧器からの通常の無負荷損失は、１００Ｗ〜２５０Ｗにある。そのような無負荷損失は、渦電流による損失が少ない動作を提供するより精巧な変圧器に投資することによって幾分低減することはできるが、コストが増加することを代償にする。無負荷損失に加えて、充電中に、主に銅損に起因する損失だけでなく、渦電流損及び磁気音響損失に由来する損失もある。通常、これらの充電損失は、従来の変圧器において変圧される電力の２％〜５％を構成する。
【００１７】
ＥＶＳＥユニット及び後続の設置コストに関するあらゆる投資が、適切な変圧器の投資、輸送、調整及び設置のコストに追加されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
それゆえ、本発明の目的は、充電サイトにおいて高い接地品質を可能にする、充電可能システム内の電池を充電するためのコスト効率及びエネルギー効率が良い電源システムを提供することである。本発明の別の目的は、従来の絶縁変圧器を設置する場合の上記の不都合を少なくともある程度軽減する電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
先に特定された目的は、請求項１に記載の電源システムによって達成される。本発明は、請求項１５によるコンピュータープログラム製品にも関連する。更なる有利な特徴は、残りの従属請求項において規定される。
【００２０】
詳細には、本発明は、電池式車両内の車両充電システムに供給される充電電力を変換し、及び／又は絶縁するのに適した電源システムに関する。そのシステムは、主電源と車両充電システムとの間の電気的絶縁及び電圧変換のうちの少なくとも１つを可能にする絶縁変圧器を備える。主電源は、ＴＮ接地系統、ＴＴ接地系統又はＩＴ接地系統のような配電システムとすることができる。変圧器は、一次側であって、一次側の１つ又は複数の端子が主電源に電気的に接続可能である、一次側と、二次側であって、二次側の１つ又は複数の端子が車両充電システムに電気的に接続可能である、二次側と、車両充電システムに電気的に接続可能なＥＶＳＥ制御デバイスと、ＥＶＳＥ制御デバイスに接続され、車両充電システムに接続可能なデータ通信線とを備え、データ通信線は、車両充電システムに接続されるときに、車両充電システムに制御信号を送信できるようにし、二次側と車両充電システムとの間の結合を監視できるようにし、充電中に車両充電システムの充電状態に関連する少なくとも１つのパラメーターを監視できるようにする。電源システムは、絶縁変圧器が固体変圧器（solid state transformer）であることを更に特徴とし、絶縁変圧器及びＥＶＳＥ制御デバイスが統合ユニットを構成する、すなわち、共通ユニット内に物理的に配置されることを更に特徴とする。
【００２１】
好ましい実施形態では、ＥＶＳＥ制御デバイスは、変圧器二次側の対応する受電端子との間の結合を検出するときに、固体変圧器一次側の１つ又は複数の端子のうちの少なくとも１つへの電力流を起動するように構成され、それにより、車両充電システムの充電を開始できるようにする。起動は、一次側に接続されるスイッチングシステム内の１つ又は複数の電力中継器によって実行することができる。
【００２２】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、以下の電力変換のうちの１つ又は複数を可能にするように構成される三相固体変圧器である。
−単相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁単相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換する。
−三相交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換する。
−単相交流電圧（ＡＣ）を直流電圧（ＤＣ）に変換する。
【００２３】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、電力変換のうちの２つ以上を可能にするように構成され、更に、固体変圧器は、異なる電力変換間のユーザー制御による切替を可能にするスイッチングシステムを備える。
【００２４】
別の好ましい実施形態では、固体変圧器は、三相主電源からの第１の交流相間電圧（Ｖｐ）の第２の交流相間電圧（Ｖｓ）への三相変圧を可能にするように構成され、第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は車両充電システム内の１つ又は複数の電池を充電するために必要とされる三相交流電力に従って設定される。第１の交流相間電圧（Ｖｐ）及び第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は等しい場合があるか、又は異なる場合がある。例えば、Ｖｐは２３０ＶＡＣとすることができ、Ｖｓは４００ＶＡＣとすることができる。主電源は、例えば、ＩＴ接地系統タイプの配電システムとすることができる。
【００２５】
別の好ましい実施形態では、ＥＶＳＥ制御デバイスは、電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するように構成される監視手段を備える。物理パラメーターは、固体変圧器内の温度、統合ユニット内の周囲温度、空気湿度、固体変圧器の一次側に供給される一次電圧（Ｖｐ）、固体変圧器の二次側から供給される二次電圧（Ｖｓ）、充電中に接続される主電源（５）内の障害によって引き起こされる地絡、統合ユニット（１００）内の電気的構成要素間の電力流、固体変圧器（９）の二次側（９ｂ）に電気的に接続される車両充電システムによって受電される最大電力のうちの少なくとも１つを含むことができる。更に、ＥＶＳＥ制御デバイスは、ＴＮ接地系統、ＴＴ接地系統又はＩＴ接地系統のような接続される配電システムによって供給される相電圧のうちの１つ又は複数、及び配電システムによって供給される相電流のうちの１つ又は複数を監視するように構成される監視手段を備えることができる。また、ＥＶＳＥ制御デバイスは、イントラネット、エクストラネット及び／又はインターネットのようなコンピューターネットワークにアクセスし、物理パラメーターを送信できるようにする第１の送信手段（２０）を備えることができる。
【００２６】
別の好ましい実施形態では、主電源は、統合ユニットに三相電力を配電する配電システムであり、電源システムはＥＶＳＥ制御デバイスと配電システムとの間に接続可能な第３の通信線を更に備え、第３の通信線は、配電システム（配電盤／ヒューズボックス）の入口点における入力電圧及び入力電流のうちの少なくとも１つの測定、及びＥＶＳＥ制御デバイス（６）へのデータ送信を可能にする。
【００２７】
別の好ましい実施形態では、電源システムは、主電源から統合ユニットに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブルを更に備え、少なくとも１つの電力ケーブルはそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線とを備える。
【００２８】
別の好ましい実施形態では、電源システムは、統合ユニットから車両充電システムに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブルを更に備え、少なくとも１つの電力ケーブルはそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１９）とを備える。
【００２９】
制御信号は、電力幅変調（ＰＷＭ）タイプの信号からなることができる。更に、主電源から車両充電システムに制御信号を伝達できるようにするデータ通信線は、固体変圧器をバイパスするように構成することができる。
【００３０】
また、本発明は、制御ユニット上にロードされ、実行されるときに、上記の特徴のいずれかに従って電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するコンピューター可読命令を含む、制御ユニットのメモリに記憶されるコンピュータープログラム製品に関する。
【００３１】
以下の説明おいて、特許請求される装置及び方法の実施形態を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が導入される。しかしながら、これらの実施形態を、それらの具体的な細部のうちの１つ又は複数を用いることなく、又は他の構成要素、システム等を用いて実施できることは当業者には認識されよう。他の事例では、開示される実施形態の態様をわかりにくくしないために、周知の構造又は動作は図示されないか、又は詳細には説明されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】従来技術による、ＴＮ−Ｓ接地系統の回路図である。
【図１Ｂ】従来技術による、ＴＮ−Ｃ接地系統の回路図である。
【図２】従来技術による、ＴＴ接地系統の回路図である。
【図３】従来技術による、ＩＴ接地系統の回路図である。
【図４】従来技術による、電力が変換されることなく電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図５】従来技術による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図６】本発明による、配電システムの原理を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第１の実施形態による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図７Ｂ】本発明の第１の実施形態による、電力が変換されて電気車両充電プラグに供給されるより詳細な回路図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態による、電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両充電プラグに供給される原理的回路図である。
【図１２】本発明による、ＩＴ接地系統からＴＮ接地系統への電気的変換及び絶縁のために三相電力が三相固体電力変換器に供給される原理的回路図である。
【図１３】電気車両の充電前に電気的絶縁又は変換のために三相電力が三相固体電力変換器に供給される詳細な回路図である。
【図１４Ａ】電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１４Ｂ】電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１５】電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１６】電力が変換及び／又は絶縁されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【図１７】電力がＡＣ／ＤＣ変換されて電気車両に供給される原理的回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ノルウェー国内の通常の私有地では、電気供給幹線から約２５ｋＷの電力が利用可能である。通常、車庫内に３ｋＷが配電され、テスラのような電気車両を充電するのに約３０時間、又はルノー、フォルクスワーゲン及び日産リーフのような大部分の他の電気自動車の場合に１０時間の標準充電時間を与える。
【００３４】
革新的システムによれば、家庭内で使用するための安定した電力を維持しながら、充電時間を著しく加速することができる。革新的システムによれば、電気車両は、高い電力、例えば、１１ｋＷで充電することができ、それにより、３倍の急速充電を可能にする。
【００３５】
革新的システムは、ノルウェー企業Ｚａｐｔｅｃによって開発された宇宙技術及びスマート電力系統がきっかけとなった装飾的意匠を有する任意の車庫内に申し分なく収まる。
【００３６】
革新的システムは、任意のスマートフォン、パッド又はコンピューターシステムから遠隔監視及び制御を可能にする。更に、そのシステムは、いわゆる、適応的充電を通して、私有地内の現在の電力使用量に従ってその充電速度を自動的に適応させることができる。そのシステムは、超過した電力使用量に起因する停電のリスクが解消又は低減されること、及び電気車両の充電が取り得る最も速い速度において行われることを確実にする。
【００３７】
革新的システムは、地方電力会社のような公益事業会社と通信することができるという意味において、スマートグリッドに適応する。このオプションは、経済的に最適な充電のために将来に更なる機会を与えるために重要であると考えられる。例えば、電気料金が最も安いとき、通常は夜間に、電気車両を充電するように革新的システムをプログラミングすることができる。これは、コストを下げること、及び効率を最適化することの両方を確実にする。
【００３８】
また、革新的システムは、利用可能な電力の高い品質及び制御を維持することに加えて、私有地内の高い安全性を確保する安全システムも含む。
【００３９】
図１〜図３は、本発明の関連する背景技法に関連して先に説明された。図４及び図５は、電源又は配電システム５から、電気車両給電機器（ＥＶＳＥ）６を収容するボックスを介して、電気車両（ＥＶ）プラグ７に電力を与えるための従来技術による解決策を示す。電力は、充電供給幹線１３、１４、１６を介して供給される。ＥＶＳＥボックス６とＥＶプラグ７との間の電気的接続８、１６は、それらの電気的接続がいずれも必要な電力を供給し（電源コネクタ１６を介して）、ＥＶプラグ７とＥＶＳＥ６との間のある特定の信号通信を実行するように構成することができる。この信号通信は、パルス幅変調（ＰＷＭ）線８を介してＰＷＭ信号を送信することによって成し遂げることができ、パルス幅が、例えば、利用可能な配電システム５から入手可能な最大電力についての情報を搬送する。ＰＷＭ線８を介して電力負荷の変動を監視することによって、ＥＶプラグ７を接続された車両１０（図６）は、現在の充電状態及び電気的障害のような情報を送信することもできる。図５において、適切な変圧器９によって、電力変換が実行される。そのような変圧器９は、例えば、配電システム５が、電気車両１０内の充電システムによって必要とされるのとは異なる電圧を有する電力を供給する場合に必要になることがある。
【００４０】
本発明の主な動機は、重量、空間、取付時間、エネルギーを節約し、美観を保ち、コストを削減するために、電池式車両の充電中に交流電力を変換し、及び／又は絶縁するためのシステムを提供することである。これは、とりわけ、固体変圧器（ＳＳＴ）及びＥＶＳＥ機能を組み合わせて１つのユニットにすることによって達成される。このユニットは、例えば、ＩＴ送電系統とＴＮ送電系統との間の電圧変換（２３０ＶＡＣ／４００ＶＡＣ）を実行することができ、電気車両と送電系統／配電システムとの間のガルバニック絶縁を与えることができ（これは必要であり、及び／又は必須であり、及び／又は望ましい）、これまでに説明されたのと同じ機能を有するモバイル充電アダプターの使用を可能にすることができる。
【００４１】
本発明の電源システムの通常の設置の概説が図６に示されており、例えば、世帯１２（又は任意の他の電力を必要とする建物）に電力を提供する公益事業会社による変圧器１からの電力流を示す。入ってくる電力は、電気供給幹線２２を介して、配電システム又は配電盤５に供給される。利用可能な電力のうちのある量は、ＥＶＳＥボックス６を介してＥＶプラグ７／車両１０に必要な電力を与えるために、充電供給幹線１３、１４を介して更に配電される。
【００４２】
図７〜図１０は、本発明の実施形態のうちの幾つかの実施形態による、変換及び／又は絶縁システムの原理的回路図を示す。より具体的には、図７Ａは、配電システム５が第１の充電供給幹線１３を介して無変換の電力を供給している本発明の第１の実施形態の原理的構成を示す。固体変圧器（ＳＳＴ）９又は任意の他の絶縁変圧器が、配電システム５によって変圧器９の一次側９ａに供給される一次電圧（Ｖｐ）を、変圧器９の二次側９ｂから供給される二次電圧（Ｖｓ）に変換している。二次電圧（Ｖｓ）によって形成される電力は、その後、ＥＶプラグ７に伝達される。ＥＶＳＥユニット６が、第１のデータ通信線８を介してＥＶプラグ７に結合され、それらの間のデータ通信を可能にする。そのシステムは、第２の通信線１５を介してＥＶＳＥユニット６と変圧器９との間でもデータ通信できるように構成されることが好ましい。ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９の周囲の破線は、２つのユニット６、９が共通ボックスの中に、すなわち、統合ユニット１００として組み込まれることを示す。この解決策は、とりわけ、組立作業を軽減し、コスト及び空間を節約する。また、この解決策は、システムの美観を改善することもできる（意匠による）。図７Ｂは、図７Ａの第１の実施形態のシステムの更なる詳細を示す。一次側９ａに供給される電力を管理するための構成要素、例えば、接触器（複数の場合もある）、メインヒューズ（複数の場合もある）、ＥＭＣフィルター（複数の場合もある）等を含む、変圧器モジュール９ｃを含む変圧器９が示される。更に、（ＥＶプラグ７を介して）変圧器９及び／又は電気車両１０の所望の制御を与える１組の構成要素を有するＥＶＳＥモジュール２０に電力を与えるための電源２３（例えば、５Ｖ／１２Ｖ）を特に含むＥＶＳＥユニット６が示される。これらの構成要素は、例えば、マイクロコントローラーユニット及びＰＷＭロジック（図１３）とすることができる。再び、最も外側の破線は、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９が、好ましくは統合ユニット１００を構成すべきであることを示す。また、ＥＶＳＥモジュール２０は、変圧器９内の温度のようなパラメーターの監視、一次電圧（Ｖｐ）、三相変圧器の各相上等の相電圧、相電流、任意の地絡及び他のシステム温度、周囲温度、空気湿度等の監視を可能にするように構成することもできる。周囲温度及び／又は空気湿度が高すぎる場合には一般に充電は実行されるべきでないので、２つの後者のパラメーターは重要な場合がある。
【００４３】
図８及び図９はそれぞれ本発明の第２の実施形態及び第３の実施形態を示しており、第１の充電供給幹線１３を介して配電システム５から供給される電力は、変圧器９の一次側９ａに入る前にＥＶＳＥユニット６を通るように導かれる。したがって、ＥＶＳＥユニット６は、設置サイトにおいて事前に変換することなく送電系統電圧を与えられ、電気車両に対応する負荷の任意の接続を、それゆえ、充電の開始要求を検出することができる。そのような要求が（データ通信線８）によって提示されるとき、変圧器９は、電圧を必要に応じて変換して、及び／又は別個に接地して必要な絶縁を与えながら、充電を開始するために起動される。結果として、変圧器９は、電気車両１０を充電するためにシステムが配置されたときにのみ起動される。それゆえ、変圧器９において、ほとんど、又は全く無負荷損失はなく、著しいエネルギー量及び運用経費が節約される。図８に示される第２の実施形態と図９に示される第３の実施形態との違いは、とりわけ、第１の実施形態（図７）の場合のように、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９が共通ユニット１００に統合されることである。それゆえ、運用経費の潜在的な節約は、この場合、ＥＶＳＥユニット６及び変圧器９を１つの統合されたユニット１００として製造することによって達成される製造上の節約によるであろう。図９は、変圧器９とＥＶＳＥユニット６との間にあり、２つのユニット６、９がデータを交換できるようにする第２のデータ通信線１５も示す。データフローは一方向データフロー又は双方向データフローとすることができる。
【００４４】
全ての上記の構成の場合に、変圧器の特定の選択は、固体変圧器、例えば、刊行物９７８−１−４２４４−２８９３−９／０９  ２００９ＩＥＥＥｐ．３０３９−３０４４において開示されるタイプの固体変圧器とすべきであり、その刊行物は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。この関連において、その刊行物の図１及び関連する本文が特に参照される。そのような固体変圧器は、より大きな空間を提供し、及び／又はコストを節約する可能性がある。更に、そのような固体変圧器は、利用可能なデータの更なる制御を容易にする。一例として、図１０及び図１１はそれぞれ本発明の第４の実施形態及び第５の実施形態を示しており、例えば、該当する建物１２又は配電盤５に入ってくる電力（Ｉ＆Ｕ）の電流及び／又は電圧を測定することによって、配電システム５の関連する構成要素１８に接続される第３の通信線１７を介してデータの監視／制御が行われる。これらのデータは、利用可能な電力に基づいて電気車両１０が受電することができる最大充電電流をレギュレートするために適用することができる。このようにして、車両は、建物１２／配電盤５のメインヒューズが作動するリスクを伴うことなく、充電のための最大電力を引き込むことができる（車両１０が適応しなければならない）。例えば、インターネットを介して、上記の構成のデータのログをとるか、アップグレードを実行するか、又はデバッグを実行することもできる。これは、オプションで将来のＡＭＳシステム（自動電力消費量測定のためのシステム）を介して、適切な変圧器及びインターネット接続を接続することによって達成することができる。図１０は、異なるモジュール５、６、７、９間のデータ通信が別々のデータ通信線８、１５、１７を介して行われる例を示し、一方、図１１は、配電システム５の関連する構成要素１８とＥＶＳＥユニット６との間のデータ通信１７、及び変圧器９とＥＶプラグ７との間のデータ通信１９が、電力線通信１７、１９の使用によって、すなわち、パルス変調幅（ＰＷＭ）信号を監視することによって行われる例を示す。例えば、パルス幅は、接続された配電システム５から引き込むことができる最大電力について車両１０に知らせる。その後、車両１０は、ＥＶＳＥユニット６に、同じＰＷＭ８、１９を介して、充電状態、及び引き込まれる電力の変動による任意の障害について知らせる信号を返送することができる。更に、ＰＷＭ線８、１７、１９を介しての通信は、電気車両１０と適切に接続される前に、充電流が起動されないのを確実にすることができる。
【００４５】
デジタル及び／又はアナログネットワーク／信号を使用することによって、異なるユニット／モジュール５、６、７、９間でデータ情報を容易に送信することができる。
【００４６】
図１２は、上記の変換及び絶縁システムがＩＴ接地系統をＴＮ接地系統に変換するために使用されるときの具体的な電気的接続を示す。明確に図示されるように、２３０ＶＡＣ相間電圧が、三相変圧器９を使用することによって、接地（ＰＥ）４００ＶＡＣ相間電圧に変換される。三相変圧器９は３つの電力モジュール９’、９’’、９’’’を備え、それぞれ一次巻線及び端子を備える一次側９ａと、二次巻線及び端子を備える二次側９ｂとを有する。二次側９ｂの各相の２つの端子のうちの１つは、ＴＮ−Ｓ接地系統(図１Ａ）の場合のように、共通中性線（Ｎ）及び接地（ＰＥ）線のいずれかに接続されるか、又はＴＮ−Ｃ接地系統（図１Ｂ）の場合のように、別の中性（Ｎ）線に接続される。
【００４７】
説明を通して電気車両が参照されている場合であっても、その変換及び／又は絶縁システムは、定期的な充電を必要とする、他の電池又はキャパシタ収容装置にも同じように適用可能であることに留意されたい。
【００４８】
図１３には詳細な回路図が示されており、ＩＴからＴＮへの変換が一例としてのみ示される。当業者による本発明の実施を容易にすることに寄与する電気車両コンダクティブ充電システムの分野における関連する標準規格（国際標準規格（ＩＳＯ）／欧州標準規格（ＥＮ））が広く参照される。
【００４９】
ＥＶＳＥユニット６及び変圧器／ＳＳＴ９を同じユニット１００に統合する全般的な発明概念に関連する発明がこれまでに説明されてきた。そのようなユニット１００はモバイルユニット１００とすることができる。しかしながら、そのユニットは、使用時に送電系統／配電システム５にいつでも電気的に接続される。
【００５０】
以下では、本発明の代替形態が説明されることになり、その代替形態では、変圧器又はＳＳＴ９がユーザーによって既存のＥＶＳＥユニット６に接続されるべきであるアダプターに組み込まれる。そのようなアダプターはガルバニック絶縁を有することが極めて好ましい。更に、アダプターは、オプションとして、２つの異なる電圧間、及び／又は異なるタイプの電流／電圧間の変換、すなわち、
−単相ＡＣ／単相ＡＣ
−単相ＡＣ／ＤＣ
−三相ＡＣ／単相ＡＣ
−三相ＡＣ／三相ＡＣ
−三相ＡＣ／ＤＣ
のうちの１つ又は複数を可能にする場合がある。ＤＣの場合、制限ＤＣ電力がＥＶＳＥユニット６からの利用可能な電力になるであろう。
【００５１】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、ＥＶＳＥユニット６とＥＶプラグ７との間に、タイプＳＳＴの変圧器９を備えるアダプターを接続する例を示しており、後者は電気車両１０内の充電システムに接続される。上記のように、変圧器９は、ＥＶＳＥユニット６からの供給幹線１４に接続される一次側９ａと、ＥＶプラグ７への供給幹線１６に接続される二次側９ｂとを備える。少なくともＥＶＳＥユニット６と電気車両１０との間のデータ通信は、変圧器を備えるアダプターを通るＰＷＭ線８を使用することによって確保される。更に、図１４Ａのアダプターは、ＥＶＳＥユニット６及び電気車両１０にそれぞれ向けられる、その外壁に固定される電気コネクタ（複数の場合もある）（雌／雄）を含む。対照的に、図１４Ｂは、電気コネクタ（複数の場合もある）（雌／雄）が、外壁から距離をおいて位置するケーブルに配置される例を示す。
【００５２】
図１５は、システムの一例を示しており、電気的に絶縁するＳＳＴがＥＶＳＥの後方に配置され、１つ又は複数の相に対して１：１電圧変換を実行する。この特定の構成の目的は、不十分に接地している場合でも、車両が「充電する」のを確実にするために、電気車両と残りの電気系統（電源／送電系統）との間のガルバニック分離を達成することである。そのデバイスは、アダプター（電気車両とともに持ち運ぶことができ、不使用時に車両内に格納することができる）として設計し、販売することができる。ＳＳＴの一次側は電力供給コネクタに電気的に接続され、その二次側は電源プラグに電気的に接続される。電力供給コネクタ（一次側）に接続された機器と、電源プラグ（二次側）に接続された機器との間で少なくとも１つの制御信号（ＰＷＭ信号等）を伝達できるように、電力供給コネクタ内の少なくとも１つのピン及び電源プラグ内の少なくとも１つのピンが互いに電気的に、及び／又はシグナリング可能に接続されるべきである。
【００５３】
図１６は、その構成が図１５の構成に類似であるシステムの一例を示す。しかしながら、この特定の構成は、ＰＷＭシグナリングプロセスを監視し、及び／又は必要に応じてそのプロセスに影響を及ぼす（そのプロセスを無効にする）ことができる内部制御／論理ユニットを更に備えている。そのような監視及び／又は無効化は、充電システムＩＥＣ−ＴＳ６２７６３による。特に暑い日に、及び／又は換気フィルター、経路又はファンが覆い隠されるか、又は部分的に塞がれる場合には、ＳＳＴは熱くなりすぎる可能性があり、（標準規格に従ってＰＷＭシグナリングレベルを変更することによって）充電プロセスの被制御シャットダウンを要求する場合がある。また、より低い（ＥＶＳＥによって許容される電流レベルより低い）許容電流レベルがＥＶによって引き込まれるべきであることをシグナリングすることもできる。ＥＶＳＥが標準的に供給するように調整されるレベルより低いレベルであっても、障害及び／又は過熱の状況が生じている場合でも充電を行うことができることが有利である。これは、入力されるＰＷＭを読み取り、低い（小さな）（新たなＰＷＭ幅に従ってＥＶに電流の引き込みを少なくするように指示する）ＰＷＭ信号を与えることによって行われるか、又はＰＷＭループ内に流れる電流を変更することによって行われる（ＩＥＣ−ＴＳ６２７６３による温度障害、換気障害及び／又は切断シグナリングプロトコルを使用する）。重要な安全対策は、（電気車両に）出て行くＰＷＭ信号が元のＥＶＳＥのＰＷＭ信号より高い電流を指示していないのを確実にすることである。
【００５４】
図１７はシステムの一例を示しており、このシステムでは、ＥＶＳＥと電気車両（上記で説明された）との間に変換器が電気的に配置されるが、ここでは、論理回路に加えて、電子ＡＣ／ＤＣ変換器を備えており、この電子ＡＣ／ＤＣ変換器は、入力されるＰＷＭコーディングを読み取り、（異なるシグナリングシステムへの／からの電流レベルに適応するために、そして上記で説明されたように障害中に（下方に）調整するために）電気車両に通信されることになる対応する（おそらく、（下方に）調整された）ＰＷＭコーディング及び／又はＰＬＣ、ＣＡＮバス又は類似のバスコーディングを出力することができる。上記のシステムを使用することによって、入手可能なＡＣ充電器からのそのような高い充電電力には一般には応じない電気車両をある程度急速充電するためにＤＣ充電入力（例えば、ＣｈａＤｅＭｏ）を使用することができる。この方法を使用することによって、３〜６倍の電力を充電のために入手することができる。
【００５５】
これまでの説明において、例示的な実施形態を参照しながら、本発明によるシステムの種々の態様が説明されてきた。説明の目的上、装置及びその機能を完全に理解してもらうために、具体的な数、システム及び構成が記載されてきた。しかしながら、この説明は、制限する意味に解釈されることは意図していない。開示された主題が関連する分野の当業者には明らかである、例示的な実施形態の種々の変更及び変形、並びに装置の他の実施形態は、本発明の範囲内にあると見なされる。
【００５６】
図１３の参照符号に対応する用語
Ａ）ＩＴ／ＴＮ変換を備えるＥＶＳＥ
Ｂ）ＩＥＣ６０６６４−１（絶縁協調）
ＥＮ６１５５８−１（電力変圧器及び電源）
Ｃ）配線キャビネット
Ｄ）３２Ａ又は４０Ａ（配線による）
過電流制限
一体又は個別ＲＣＤを備える
ＲＣＤタイプＡ  ａｃｃ／
ＩＥＣ６１００８−１又は
ＩＥＣ６１００９−１又は
ＩＥＣ６０７５５
Ｅ）入力ボード
Ｆ）ＥＮ６０６６４−１
ＥＮ６１０００−６−１
ＥＮ６１０００−６−３
Ｇ）２３０ＶＡＣ３相ｉｎ（ｄｅｌｔａ）
Ｈ）幹線中継器
Ｉ）過電圧保護
Ｊ）主電源イネーブル
Ｋ）中継器のための入力ボード温度センサ、バリスター、電力コネクタ
Ｌ）ＥＮ５００６５−１（ＰＬＣ）
Ｍ）ＰＬＣ及び１２Ｖ電源のためのＡＣ調整
Ｎ）ＥＶＳＥ  ＲＣＤ
Ｏ）メインボード上のモジュール
Ｐ）ＥＮ６１５５８−２−１６（６１５５８−１の拡張）
Ｑ）相ごとに１つずつの変圧器モジュール（ｘ３）
Ｒ）一次ドライバー
Ｓ）ＩＴ／ＴＮ変圧器
Ｔ）二次ドライバー
Ｕ）充電器プラグ
Ｖ）ＥＮ６２１９６−１及び−２
Ｗ）タイプ２壁コンセントＥＶＳＥ端部に適合するＥＮ６２１９６−１、−２によるコネクタを備える充電ケーブル
Ｘ）タイプ１又はタイプ２車両コネクタに適合するＥＮ６２１９６−１、−２によるコネクタを備える充電ケーブル
Ｙ）Ｚａｐｃｈａｒｇｅｒ  ＭＣＪ
Ｚ）電力線通信
ａ）ドライバーイネーブル（ｘ３）（配線）
ｂ）スイッチングパルス（ｘ３）
ｃ）シリアル通信（ｘ３）
ｄ）Ｄａｔａｋｏｍｍ．＋１２Ｖ電力
ｅ）電力モジュールＭＣＵ
−スイッチング信号を変換する
ｆ）モニター
−入力電圧及び出力電圧
−入力電圧及び出力電圧
−変圧器及びドライバーの温度
ｇ）以下が超えられるときにスイッチングを中止すべき
−最大電流
−最大温度
−最大電圧
ｈ）２３０ＶＡＣ／１２ＶＤＣ電源
ｉ）ＥＮ６１５５８−２−１６
ｍ）ＤＵＣ（被充電デバイス）
ｎ）４００ＶＡＣ３相＋Ｎ８ｓｔａｒ
ｐ）設計
ｑ）設計及びソフトウェア
ｒ）構成要素選択及びソフトウェア
ｓ）ユーザーマニュアル又はマーキングに関する要件
ｔ）設置マニュアルに関する要件
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池式車両（１０）内の車両充電システムに供給される前に充電電力を絶縁するための電源システムであって、
絶縁変圧器（９）であって、前記絶縁変圧器は、
主電源（５）と前記車両充電システムとの間を電気的に絶縁できるようにし、
前記変圧器（９）は、
一次側（９ａ）であって、前記一次側（９ａ）の１つ又は複数の端子は前記主電源（５）に電気的に接続可能である、一次側と、
二次側（９ｂ）であって、前記二次側（９ｂ）の１つ又は複数の端子は前記車両充電システムに電気的に接続可能である、二次側と、
を備える、絶縁変圧器と、
前記車両充電システムに電気的に接続可能なＥＶＳＥ制御デバイス（６）と、
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）に接続され、前記車両充電システムに接続可能であるデータ通信線（８）であって、前記データ通信線（８）は、前記車両充電システムに接続されるときに、
前記車両充電システムに制御信号を送信できるようにし、
前記二次側（９ｂ）と前記車両充電システムとの間の結合を監視できるようにし、
充電中に前記車両充電システムの充電状態に関連する少なくとも１つのパラメーターを監視できるようにする、データ通信線（８）と、
を備え、
前記絶縁変圧器（９）はＡＣ／ＡＣ固体変圧器（９）であることを特徴とし、前記絶縁変圧器（９）及び前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は統合モバイルユニット（１００）を構成し、
前記ＡＣ／ＡＣ固体変圧器（９）は、以下の電力変換、すなわち、
単相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換すること、
三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁単相交流電圧（ＡＣ）に変換すること、及び
三相交流電圧（ＡＣ）をガルバニック絶縁三相交流電圧（ＡＣ）に変換すること、
のうちの１つ又は複数を可能にするように構成される三相固体変圧器（９）であることを更に特徴とする、電源システム。
【請求項２】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、前記変圧器（９）の二次側（９ｂ）の対応する受電端子との間の結合を検出するときに、前記固体変圧器（９）の一次側（９ｂ）の前記１つ又は複数の端子の少なくとも１つへの電力流を起動するように構成され、それにより、前記車両充電システムの充電を開始できるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記固体変圧器（９）は、前記電力変換のうちの２つ以上を可能にするように構成されることを特徴とし、前記固体変圧器（９）は、異なる電力変換間のユーザー制御による切替を可能にするスイッチングシステム（９ｃ）を備えることを更に特徴とする、請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記固体変圧器（９）は、三相主電源（５）からの第１の交流相間電圧（Ｖｐ）の第２の交流相間電圧（Ｖｓ）への三相変圧を可能にするように構成され、前記第２の交流相間電圧（Ｖｓ）は前記車両充電システム内の１つ又は複数の電池を充電するために必要とされる三相交流電力に従って設定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記三相主電源（５）はＩＴ接地系統（５）タイプの配電システムであることを特徴とする、請求項４に記載の電源システム。
【請求項６】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、前記電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するように構成される監視手段（２０）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記物理パラメーターは、
前記固体変圧器（９）内の温度、
前記統合ユニット（１００）内の周囲温度、
空気湿度、
前記固体変圧器（９）の前記一次側（９ａ）に供給される一次電圧（Ｖｐ）、
前記固体変圧器（９）の前記二次側（９ｂ）から供給される二次電圧（Ｖｓ）、
充電中に前記接続された主電源（５）内の障害によって引き起こされる地絡、
前記統合ユニット（１００）内の電気的構成要素間の電力流、及び
前記固体変圧器（９）の前記二次側（９ｂ）に電気的に接続される前記車両充電システムによって受電可能な最大電力、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項６に記載の電源システム。
【請求項８】
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）は、コンピューターネットワークにアクセスし、前記物理パラメーターを送信できるようにする第１の送信手段（２０）を更に備えることを特徴とする、請求項６又は７に記載の電源システム。
【請求項９】
前記主電源（５）は三相電力を前記統合ユニット（１００）に配電する配電システム（５）であることを特徴とし、
前記配電システムは、
前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）と前記配電システム（５）との間に接続可能な第３の通信線（１７）を更に備え、前記第３の通信線（１７）は、前記配電システム（５）の入口点（１８）における入力電圧及び入力電流のうちの少なくとも１つの測定と、前記ＥＶＳＥ制御デバイス（６）へのデータ送信とを可能にすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１０】
前記電源システムは前記主電源（５）から前記統合ユニット（１００）に電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電源ケーブル（１３）を更に備え、前記少なくとも１つの電源ケーブル（１３）はそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１７）とを備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１１】
前記電源システムは前記統合ユニット（１００）から前記車両充電システムに電力を伝達するように構成される少なくとも１つの電力ケーブル（１６）を更に備え、前記少なくとも１つの電力ケーブル（１６）はそれぞれ、電力を伝達するための少なくとも１つの電力線と、制御信号を伝達するための少なくとも１つのデータ通信線（１９）とを備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１２】
前記制御信号は電力幅変調（ＰＷＭ）信号タイプからなることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の電源システム。
【請求項１３】
前記主電源（５）から前記車両充電システムに制御信号を伝達できるようにする前記データ通信線（１７、１９）は、前記固体変圧器（９）をバイパスするように構成されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１４】
制御ユニットのメモリ内に記憶されるコンピュータープログラム製品であって、前記制御ユニット上にロードされ、実行されるときに、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電源システムの性能を記述する物理パラメーターを監視するコンピューター可読命令を含む、制御ユニットのメモリ内に記憶されるコンピュータープログラム製品。
【国際調査報告】
2017509303.tif 000023
2017509303.tif 000024
2017509303.tif 000025