JP2014533214A

JP2014533214A - 電力エネルギー貯蔵システム、電力エネルギー貯蔵方法、電子自動車充電用電力提供システム及び電気自動車充電用電力の課金方法及びそのシステム

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Publication number: JP2014533214A
Application number: JP2014528299A
Authority: JP
Inventors: ヒュンキム; ユンシクジュン
Original assignee: ザコリアトランスポートインスティテュート
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-12-11
Also published as: KR101194302B1; WO2013036019A3; WO2013036019A2; CN103782477A; WO2013036019A9

Abstract

電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含み、電動車間の運転時隔（ｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ）が予め決定された時隔より小さければ前記架線から供給される電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に流入されることを遮断する電力エネルギー貯蔵システムが開示される。

Description

本発明は電力エネルギー貯蔵システム、電力エネルギー貯蔵方法、電子自動車充電用電力を供給する技術及び供給された電力に対して課金する技術に関するものである。特に、電気自動車に電力を供給する架線を利用する技術に関するものである。

一般的な三相４線式電力線は需要者が利用する多様な負荷に連結される。三相４線式電力の供給者は強制に需要を統制することはできないが、季節別及び／又は深夜電力の供給費用を調節する方式で電力需要を間接的に調節する。一般に深夜には電力消費が少ないため、深夜電力は昼間電力に比べて相対的に安い。三相４線式電力線にエネルギー貯蔵装置を連結して深夜に電力エネルギーを貯蔵してから貯蔵された電力エネルギーを昼間に利用して暖房などを行うシステムが普及されており、それを介して同じ電力エネルギーをより安く利用することができる。

三相４線式電力線は家庭用及び商業用に利用されるが、最近普及し始めた電気自動車の電池を充電するための電気自動車充電ステーションにも三相４線式電力線が連結される。電気自動車充電ステーションから電気自動車に供給される電力は一般に三相４線式商用電力線から直接得た電力であるか、又はそれから減圧された交流電力又はこの交流電力が整流されて生成された直流電力である。ガソリン又は軽油のような化石燃料を使用する自動車のためのガソリンスタンドのインフラが十分に確保されているのに対し、電気自動車のバッテリを充電するためのインフラは相対的に十分に確保されていない。電気自動車の商用化に成功するためには、電気自動車充電ステーションが所々に設置される必要がある。

一方、都市鉄道のように電気を利用して車両を運行する鉄道分野において、電動車に連結されて電動車の運行電力を提供する架線に連結される負荷は実質的に電動車及びその付帯施設に限定される。よって、この運行電力を供給する運営者は架線に連結される電気機器の電力需要を統制することができる。即ち、電動車間の運転時隔を予め決めておくことができるため、例えば、一日中どの時間帯に電力需要がどれだけ発生するのかを統制することができる。

上述したように、三相４線式商用電力線からエネルギーを供給されてエネルギー貯蔵装置に電力エネルギーを貯蔵することができる。三相４線式商用電力線から電力エネルギーが十分に供給されるため、いつでもエネルギー貯蔵装置に電力エネルギーを貯蔵することができる。

一方、上述した架線が供給する電力の量には限界があるため、架線に連結される負荷の両が増えると架線の電圧が落ちる可能性がある。よって、架線に連結されるエネルギー貯蔵装置をいつでも充電可能であるように電圧が最小許容値以下に落ちるため、架線に連結される電動車及びその付帯施設の運用に支障を与える恐れがある。しかし、上述したように架線に連結される電気機器の電力需要を架線の運用者が実質的に統制することができるため、本発明では電動車に連結される架線から供給される電力をエネルギー貯蔵装置に充電するが、架線に連結される他の電力装置には影響を及ぼさない技術を提供する。

また、本発明では電動車の再生エネルギーを利用して電気自動車を充電する電気自動車充電／課金システムを提示する。

上述した課題によって本発明の範囲が制限されることはない。

本発明の一観点による電力エネルギー貯蔵システムは、電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含む。この際、電動車間の運転時隔（ｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ）が予め決定された時隔より小さければ前記架線から供給される電力エネルギーの前記エネルギー貯蔵装置への流入が遮断される。

本発明の他の観点による電力エネルギー貯蔵方法は、電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含むエネルギー貯蔵システムにおいて、前記エネルギー貯蔵装置に電力エネルギーを貯蔵する方法である。この方法は電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいのか否かをチェックするステップと、前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さければ前記架線からの電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に伝達されることを遮断するステップと、を含む。

本発明のまた他の観点による電気自動車充電用電力の課金システムは、電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、前記エネルギー貯蔵装置に連結される課金サーバと、を含む。この際、電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さければ前記架線から供給される電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に流入されず、前記エネルギー貯蔵装置は前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給し、前記課金サーバは前記エネルギー貯蔵装置から供給される前記少なくとも一部の電力に対する課金を行う。

本発明の更に他の観点による電気自動車充電用電力の課金方法は、電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含むエネルギー貯蔵システムを利用して電気自動車を充電するための電力を供給した後、前記供給された電力に対して課金する方法である。この方法は前記架線から電力エネルギーを供給されて前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された電力エネルギーの少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップと、前記供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うことに要求される課金情報を生成して課金サーバに伝達するステップと、を含む。この際、前記貯蔵するステップは、電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいのか否かをチェックするステップと、前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さければ前記架線からの電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に伝達されることを遮断するステップと、を含む。

本発明の一実施例では電気自動車充電ステーションに電力を提供するために電動車の回生電力を利用する。電動車を加速するための電力を伝達する架線を具備する電力分配システムは電力を最終消費するシステムとしてのみ理解されてきたが、本発明の一様相ではこの電力分配システムの外部に電力を供給するシステムとして使用するための構成が提供される。即ち、架線を介して流れる電力をこのシステムの外部にある電気装置、例えば、電気自動車に供給する電力供給システムとして活用する。

一方、電動車を減速する際にエネルギーを節約するために回生制動方式を利用する。回生制動とは、電動車が減速する際に電動車の運動エネルギーを機械的摩擦を介した熱／音エネルギーなどに転換して制動するのではなく、電動車を加速用モータを発電機として転用するなどの方式を使用することで電動車の運動エネルギーを電気エネルギーの形態に変換して電動車の運動エネルギーを減少させる技術をいう。機械的制動の際に発生する熱エネルギーはリサイクルしにくいが、回生制動の際に発生する電気エネルギーはリサイクルできる長所を有する。本明細書では、電動車の運動エネルギーが変換されて生成された電気エネルギーを回転電力と称する。

電動車は架線から電力を供給されて加速するが、電動車の回生電力は電動車内に付設された電気エネルギー貯蔵装置に貯蔵されてもよく、架線に戻ってもよい。この際、架線に戻った回生電力はこの架線から電力を供給される他の電動車の加速のためのエネルギーとして使用されてもよい。電動車の回生電力が架線に戻る場合、回生電力によって架線の電圧が望まない水準に変動される可能性があるため電動車電力供給システムを不安定にし、電動車電力供給システムと連係された電動車など他の装置の故障を誘発する恐れがある。

本発明の一実施例では電動車の回生電力を他の電動車に提供するか熱エネルギーに変換する代わりに、架線に連結される電気エネルギー貯蔵装置に貯蔵する技術を利用して電気自動車充電ステーションに電力を提供する。

上述した課題を解決するための本発明の一観点による課金方法が提供される。この方法は電動車、前記電動車に電力を供給する架線、前記架線に連結されるエネルギー貯蔵装置を含む回生電力貯蔵システムを利用して電気自動車を充電するための電力を供給し、前記供給された電力に対して課金する方法である。また、この方法は電動車の回生電力を前記電動車に電気的に連結される架線を介してエネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップと、前記供給された一部の回生電力に関する課金を行うステップと、を含む。

本発明の他の観点による課金システムが提供される。このシステムは、電動車に電力を供給する架線に連結されて前記電動車の回生電力を前記架線を介して貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、前記エネルギー貯蔵装置に連結される課金サーバと、を含む。そして、前記エネルギー貯蔵装置は前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給する。そして、前記課金サーバは前記エネルギー貯蔵装置から供給される前記少なくとも一部の電力に関する課金を行う。

本発明のまた他の観点による課金システムが提供される。このシステムは電気自動車充電用電力の課金を行う課金サーバに提供する課金情報を生成する電気自動車充電用電力の課金システムである。このシステムは、電動車に電力を供給する架線に連結されて前記電動車の回生電力を前記架線を介して貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、前記エネルギー貯蔵装置に連結される課金情報算出装置と、を含む。この際、前記エネルギー貯蔵装置は前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに伝達する。そして、前記課金情報算出装置は前記エネルギー貯蔵装置から伝達される前記少なくとも一部の電力に関する課金に必要な情報を収集し、前記課金サーバに伝達する課金情報を生成する。

本発明の更に他の観点による電力提供システムが提供される。このシステムは、電動車に電力を供給する架線と、前記架線を介して前記電動車の回生電力を貯蔵して電気自動車に電力を供給する電気自動車充電ステーションに連結されるエネルギー貯蔵装置と、を含む。この際、前記エネルギー貯蔵装置は前記電気自動車充電ステーションの要請に応じて前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵されている回生電力の少なくとも一部を前記電気自動車充電ステーションに供給する。

本発明の更に他の観点による課金方法が提供される。この課金方法は電動車、前記電動車に電力を供給する架線、前記架線に連結されるエネルギー貯蔵装置を含む回生電力貯蔵システムを利用して電気自動車を充電するための電力を供給し、前記供給された電力に対して課金する方法である。この方法は、電動車の回生電力を前記電動車に電気的に連結される架線を介してエネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップと、前記供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うために必要な課金情報を生成して課金サーバに伝達するステップと、を含む。

本発明によると、電動車に連結される架線から供給される電力をエネルギー貯蔵装置に充電するが、架線に連結される他の電力装置には影響を及ぼさない技術が提供される。

本発明によると、電動車の再生エネルギーを利用して電気自動車を充電する充電システム及び課金システムが提供される。

上述した効果によって本発明の範囲が制限されることはない。

本発明の一実施例による電力エネルギー貯蔵システムの構造を示す図である。一日２４時間のうち都市鉄道の運行頻度の例を示す図である。架線の特定の点での電圧変動を尖頭時隔区間でシミュレーションして示す図である。架線の特定の点での電圧変動を非尖頭時隔区間でシミュレーションして示す図である。本発明の一実施例による電気自動車充電システムの電力供給系統を示す図である。図４に示した電気自動車充電システムの電力供給系統のうち一部を示す図である。図５ａから変形された例を示す図である。図５ａから変形された例を示す図である。本発明の一実施例による電気自動車充電用電力の課金方法を示す順序図である。本発明の一実施例による電気自動車充電用電力の課金方法を示す順序図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施例に対して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されない。以下で使用される用語は単に特定実施例を言及するためのものであって本発明を限定することを意図しない。また、以下で使用される単数形態は、文句がそれと明白に逆の意味を示さない限り複数形態も含む。本明細書に添付した図面は説明の便宜上一部が誇張されるか縮小されて図示されており、本発明の一実施例を実際に具現する場合、図面に示した構成要素の各部分の縮尺は異なり得る。

図１は、本発明の一実施例による電力エネルギー貯蔵システムの構造を示す図である。

図１の電力エネルギー貯蔵システムは、電動車９０に電力を供給する架線２０、架線２０に連結されて架線２０から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置１０を含む。例えば、電動車９０はソウル市の地下鉄２号線のような都市鉄道の車両であってもよいが、それに限ることはない。架線２０を介して伝達される電力は１次的には電動車９０の運行のためのものであり、エネルギー貯蔵装置１０は架線２０の遊休電力を貯蔵する役割をするためのものである。図一の電力エネルギー貯蔵システムは三相４線式電源６１、変圧器６２、整流器６３、遮断機６４を更に含む。三相４線式電源６１の電圧は変圧器６２と整流器６３を介して直流電圧に整流されて架線２０を介して電動車９０に供給される。上述した三相４線式電源の代わりに高圧の単相電源が提供されてもよい。

本発明の一実施例において、エネルギー貯蔵装置１０は電動車９０間の運転時隔に関する情報を知る。運転時隔とは、電動車９０の計画された運行時間隔を意味する。本明細書において、「尖頭時隔」とは一日中運行が最も頻繁な際の車両配置時間隔を意味し、「非尖頭時隔」とは尖頭時隔より小さい値は車両配置時間隔を意味する。尖頭時隔は非尖頭時隔より短い。都市鉄道の場合、「尖頭時隔」は主に通勤時間に発生する。表１にソウルの地下鉄路線のうち７つの路線の尖頭時隔と非尖頭時隔の例を示した。例えば、ソウル地下鉄２号線は４３駅で形成されるが（支線を除く）、表１によると尖頭時隔には１５０秒間隔に総３２台の車両が配置される。表１に示した具体的な値は、都市鉄道運営者側の運営計画に応じて任意に変更され得る。

架線２０から電動車９０に提供される電力は自家発電で生産されるものではなく、三相４線式電力線から変圧されて供給されるものである。そのため、三相４線式電力線と架線２０をカップリングする変電所（即ち、変圧器）が架線２０の近くに設置されるが、ソウル地下鉄２号線の場合には１３ヶ所の変電所が設置されているが、これはより拡張又は縮小され得る数値である。

図２は、一日２４時間のうち都市鉄道の運行頻度の例を示す図である。ｘ軸は時間を示し、ｙ軸は電動車の運行頻度を示すが、一般に通勤時間帯に運行頻度が最大値を有する。電動車９０の運転時隔は上述した運行頻度と反比例する関係を有する。よって、電動車９０間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいということは、電動車９０の運行頻度が予め決定された運行頻度（例えば、参照番号３１１）より大きいということを示す。

図３ａは架線２０の特定の点での電圧変動を尖頭時隔区間でシミュレーションして示す図であり、図３ｂは架線２０の特定の点での電圧変動を非尖頭時隔区間でシミュレーションして示す図である。

架線２０に連結される電気機器の故障を減らすために架線２０の電圧を一定に維持することが好ましいが、架線２０の隔地点での負荷は時間に応じて変動するため架線２０の電圧が時間に応じて変化する。図３ａでは、架線２０の電圧が１８０秒の間最低約１４００Ｖから最大約１８００Ｖまで変わる。図３ｂでは、架線２０の電圧が３６０秒の間最低約１５００Ｖから最大約１７５０Ｖまで変わる。このように、一般に架線２０の電圧変動幅は非尖頭時隔区間より尖頭時隔区間でより大きい。図３ａ及び図３ｂでは電動車間の運転時隔がそれぞれ１８０秒及び３６０秒である場合を例に挙げて説明したが、この値は各都市鉄道の運営計画に応じて異なり得る。

架線２０の電圧が図３ａに示した予め決定された臨界値３２２以下に落ちる時間帯にエネルギー貯蔵装置１０を架線２０に接続して充電すると、架線２０の瞬間電圧が図３ａに示した最低電圧より更に下降する。この場合、電動車９０に十分な電力を供給することができない。よって、本発明の一実施例では、架線２０の電圧が予め決定された臨界値以下に落ちる時区間ではエネルギー貯蔵装置１０に電力エネルギーを充電することを中断する。例えば、運行頻度が高い図２のＡ部分、即ち、架線２０の電圧が予め決定された臨界値３２２以下に落ちる時点が存在する時間帯であるＡ部分では、架線２０から供給される電力エネルギーがエネルギー貯蔵装置１０に流入されることを遮断する。

このように運転時隔ガ予め決定された時隔より小さい際には多数の電動車両が運行されている状態であるため、電動車及びその付帯施設に供給すべき電力を安定的に供給するようにエネルギー貯蔵装置１０の充電を中断する。この際、電力エネルギー流入を遮断することは通常のスイッチ装置によって行われる。

図１を更に参照すると、電力エネルギー貯蔵システムは電動車９０間の運転時隔に関する情報を含む制御装置１００を更に含む。例えば、この制御装置１００は都市鉄道の運営情報を含むサーバであってもよい。エネルギー貯蔵装置１０は制御装置１００から電動車９０間の運転時隔に関する情報を有線又は無線の通信手段を介して受信する。このような有無線の通信手段は、それぞれエネルギー貯蔵装置１０及び制御装置１００に設置される。また、図示していないが、制御装置１００は電動車９０と相互通信して制御装置１００の運行スケジュールを調節する。

一方、本発明の変形された実施例では、電動車９０間の運転時隔が予め決定された時隔より小さい時であっても（例えば、図２のＡ区間）、架線２０の電圧が予め決定された電圧（例えば、図３ａの３２２）より大きい場合には架線２０から供給される電力エネルギーがエネルギー貯蔵装置１０に流入されるように許容する。これは、電動車９０の運行が頻繁な際にも架線２０の電圧が予め決定された電圧以上である瞬間にはエネルギー貯蔵装置１０を充電しても架線２０の電圧が最低許容値以下に落ちず、電動車９０の運行に支障を与えないためである。

本発明の他の実施例による電力エネルギー貯蔵方法を図１乃至図３を参照して説明する。この方法は、電動車９０に電力を供給する架線２０及び架線２０に連結されて架線２０から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置１０を含むエネルギー貯蔵方法において、エネルギー貯蔵装置１０に電力エネルギーを貯蔵する方法である。

この方法は電動車９０間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいのか否かをチェックするステップ（Ｓ１０１）を含む。このステップ（Ｓ１０１）はエネルギー貯蔵装置１０によって行われるか、又はエネルギー貯蔵装置１０に連結されるスイッチ装置を制御する制御モジュールによって行われる。そのため、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣ又は商用の制御ロジックチップを組み合わせた制御装置が提供される。

次に、電動車９０間の運転時隔が予め決定された時隔より小さければ、架線２０からの電力エネルギーがエネルギー貯蔵装置１０に伝達されることを遮断するステップ（Ｓ１０２）を含む。ここで予め決定された時隔は、例えば、図２の参照番号３１１によって予め定義される電動車の運行頻度に対応する値であってもよい。

この際、前記チェックするステップ（Ｓ１０１）は、エネルギー貯蔵装置１０が前記制御装置から電動車９０間の運転時隔に関する情報を有線又は無線の通信手段を介して受信するステップ（Ｓ１０１１）を含む。

また、前記遮断するステップ（Ｓ１０２）は、電動車９０間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さい際、架線２０の電圧が予め決定された電圧より大きいのか否かをチェックするステップ（Ｓ１０２１）を含む。この際、架線２０の電圧が前記予め決定された電圧より大きい場合、架線２０から供給される電力エネルギーがエネルギー貯蔵装置１０に流入される。

上述した電力エネルギー貯蔵システムにおいて、エネルギー貯蔵装置１０に貯蔵される電力エネルギーの少なくとも一部は架線２０に連結される電動車から発生した回生電力を含む。

図４は、本発明の一実施例による電気自動車充電システムの電力供給系統を示す図である。

図４を参照すると、電気自動車充電システムの電力供給系統は三相４線式電源６１、変圧器６２、整流器６３、遮断機６４、架線２０を含んで構成される。三相４線式電源６１の電圧は変圧器６２と整流器６３を介して直流電圧に整流されて架線２０を介して電動車９０に供給される。電動車９０が加速する際には架線２０を介して直流電力を供給されて使用する。逆に、電動車９０が減速する際には電動車９０に設置された回生制動システムを介して回生電力が発生し、発生した回生電力は更に架線２０に戻る。回生電力によって架線２０に発生した過電圧は他の電動車のために使用されてもよいが、それとは異なってエネルギー貯蔵装置１０に貯蔵されてもよい。

電気自動車充電ステーション３０はエネルギー貯蔵装置１０に連結される。電動車９０の回生電力が断続的に発生するため、電気自動車充電ステーション３０が架線２０に直接連結される場合には必要な時点に架線２０から必要な回生電力を得られない可能性がある。エネルギー貯蔵装置１０は断続的に発生する電動車の回生動力を架線２０から貯蔵し、電気自動車充電ステーション３０が要求する時点に一定の電力を提供するバッファの役割をする。図４では一つのエネルギー貯蔵装置１０に一つの電気自動車充電ステーション３０が連結されているが、一つのエネルギー貯蔵装置には０（ｚｅｒｏ）個又は複数個の電気自動車充電ステーションが連結されてもよい。また、一つの電気自動車充電ステーション３０には複数個のエネルギー貯蔵装置が連結されてもよい。

本発明の一実施例において、エネルギー貯蔵装置１０と電気自動車充電ステーション３０，３１は互いに異なる運営主体によって運営される。この際、エネルギー貯蔵装置１０は電気自動車充電ステーション３０，３１に提供した電力の量を記録しておいてから電気自動車充電ステーション３０，３１の事業者に課金する。課金のための課金サーバ４０が一つ以上の無線又は有線の通信ネットワークを介してエネルギー貯蔵装置１０に連結される。課金サーバー４０は、エネルギー貯蔵装置１０が電気自動車充電ステーション３０，３１に提供した電力の量に対応する費用を電気自動車充電ステーション３０，３１の事業主と取引する金融機関の金融情報処理サーバ７０，７１に請求する。

本発明の他の実施例において、エネルギー貯蔵装置１０と電気自動車充電ステーション３０，３２は同じ運営主体によって運営される。この際、エネルギー貯蔵装置１０又は電気自動車充電ステーション３０，３２は電気自動車５０，５２に提供した電力の量を記録しておいてから電気自動車５０，５２に電気を充電した人（例えば、電気自動車の運転者）に課金する。課金のための課金サーバ４０が無線又は有線の通信ネットワークを介してエネルギー貯蔵装置１０又は電気自動車充電ステーション３０，３２に連結される。課金サーバー４０は、電気自動車充電ステーション３０，３２が電気自動車５０，５２に提供した電力の量に対応する費用を電気自動車５０，５２に電気を充電した人と取引する金融機関の金融情報処理サーバ７０，７２に請求する。

図４の電気自動車充電ステーション３０はエネルギー貯蔵装置１０から電力を供給されるだけでなく、三相４線式電源６１から変圧器６５によって減圧された交流電力を一緒に又は選択的に供給される。減圧された交流電力は電気自動車充電ステーション３０内で直流電力に変換されるか、又は図示されていない他の装置によって直流電力に変換されてから電気自動車充電ステーション３０に供給される。電気自動車５０はエネルギー貯蔵装置１０から供給された直流電力を供給されるか、又は三相４線式電源６１から供給された交流電力又はそれから整流された直流電力を供給される。

図５ａは図４に示した電気自動車充電システムの電力系統のうち一部を示す図であり、図５ｂ及び図５ｃは図５ａから変形された例を示す図である。

図５ａを参照すると、エネルギー貯蔵装置１０は課金サーバが課金するために必要な資料を直接課金サーバー４０に伝達する。課金額は電気自動車充電ステーション３０,３１又は電気自動車５０，５２がエネルギー貯蔵装置１０から電力を供給された時間帯に応じて異なり、電気自動車充電ステーション３０の地理的位置に応じても異なり得る。即ち、深夜に電力を供給される際には昼間より相対的に小さい金額が課金され、人跡まれな地域で電量を供給される際には人が多い所よりは相対的に多い金額が課金される。このような計算をそれぞれのエネルギー貯蔵装置１０で行うためには、各エネルギー貯蔵装置１０にこの計算をするための付加的な電子装置が結合されるべきある。これは、つまりエネルギー貯蔵装置１０の単価を高める要因になり得る。

図５ｂに示したような本発明の他の実施例では、エネルギー貯蔵装置１０では課金対象者、供給した電力量及び／又は供給時間などの情報を貯蔵する代わりに具体的な課金額は計算しない。次に、課金対象者、供給した電力量及び／又は供給時間などの情報を簡単な通信プロトコールによって別途の電力供給費用算出サーバ８０に伝送する。電力供給費用算出サーバ７０は、特定の課金対象者に対する電力供給費用を計算して課金サーバ４０に伝達する。すると、課金サーバ４０は課金対象者が取引する金融機関の金融情報処理サーバ７０に計算された電力供給費用を請求する。この際、課金サーバ４０と電力供給費用算出サーバ８０は互いに異なる装置である。

図５ｃに示したような本発明のまた他の実施例では、課金情報算出装置１１がエネルギー貯蔵装置１０から課金に必要な情報を収集して課金サーバ４０に伝達し得る形態に加工する。この際、課金情報算出装置１１はエネルギー貯蔵装置１０と一体に形成されるか別途の装置として提供される。課金に必要な情報としては上述したように課金対象者、供給した電力量及び／又は供給時間などの情報を含むが、それに限ることはない。課金に必要な情報は電力供給費用算出サーバ８０を介して課金サーバ４０に伝達される。この際、電力供給費用算出サーバー８０と課金サーバ４０は別途の装置として提供されるか同じ装置内に具現されてもよい。

回生電力は電動車９０が減速する際に発生するため電動車９０の減速が行われる電動車停留所の近くに設置されるが、本発明がそれに限ることはない。

図６ａ及び図６ｂは、本発明の一実施例による電気自動車充電用電力の課金方法を示す順序図である。

図６ａを参照すると、この方法は電動車の回生電力を架線を介してエネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップ（Ｓ３０１）と、エネルギー貯蔵装置に貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップ（Ｓ３０２）と、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うステップ（Ｓ３０３）と、を含む。この際、ステップ３０１及びステップ３０２はエネルギー貯蔵装置で行われる。そして、ステップ３０３は課金サーバによって行われる。

図６ｂを参照すると、この方法は電動車の回生電力を架線を介してエネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップ（Ｓ４０１）と、エネルギー貯蔵装置に貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップ（Ｓ４０２）と、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うために必要な課金情報を生成して課金サーバに伝達するステップ（Ｓ４０３）と、を含む。この際、ステップ４０１及びステップ４０２はエネルギー貯蔵装置で行われる。そして、ステップ４０３は課金情報算出装置１１によって行われる。

以下、本発明の実施例による課金方法を図４及び図６ａを参照して説明する。この課金方法は電動車９０、電動車９０に電力を供給する架線２０及び架線２０に連結されるエネルギー貯蔵装置１０を含む回生電力貯蔵システムを利用して電気自動車５０を充電するための電力を供給し、供給された電力に対して課金する方法である。この方法は電動車９０の回生電力を電動車９０に電気的に連結される架線２０を介してエネルギー貯蔵装置１０に貯蔵するステップ（Ｓ３０１）と、貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーション３０に供給するステップ（Ｓ３０２）と、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うステップ（Ｓ３０３）と、を含む。

この際、課金を行うステップ（Ｓ３０３）はエネルギー貯蔵装置１０に連結される課金サーバ４０によって行われる。前記供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金は、予め決定された時間の間に電気自動車充電ステーション３０，３１に供給された回生電力の供給費用に関する課金である。又は、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金は、電気自動車充電ステーション３０，３２を介して特定の電気自動車５０，５２に供給された回生電力の供給費用に関する課金である。

本発明の他の実施例による電気自動車充電用電力の課金システムについて図４を参照して説明する。この課金システムは電動車９０に電力を供給する架線２０に連結され、電動車９０の回生電力を架線２０を介して貯蔵するエネルギー貯蔵装置１０及びエネルギー貯蔵装置１０に連結される課金サーバ４０を含む。この際、エネルギー貯蔵装置１０は前記エネルギー貯蔵装置１０に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーション３０に供給する。また、課金サーバ４０は前記エネルギー貯蔵装置１０から供給される少なくとも一部の電力に関する課金を行う。

本発明のまた他の実施例による電気自動車充電用電力の課金システムについて図４及び図５ｃを参照して説明する。この課金システムは電気自動車充電用電力の課金を行う課金サーバ４０に提供される課金情報を生成するシステムである。このシステムは電動車９０に電力を供給する架線２０に連結されており、電動車９０の回生電力を架線２０を介して貯蔵するエネルギー貯蔵装置１０及びエネルギー貯蔵装置１０に連結される課金情報算出装置１１を含む。この際、エネルギー貯蔵装置１０は前記エネルギー貯蔵装置１０に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーション３０に伝達する。また、課金情報算出装置１１はエネルギー貯蔵装置１０から伝達される少なくとも一部の電力に関する課金に必要な情報を収集し、課金サーバ４０に伝達する課金情報を生成する。

本発明の更に他の実施例による電気自動車充電用電力提供システムについて図４を参照して説明する。このシステムは、電動車９０に電力を供給する架線２０と、架線２０を介して電動車９０の回生電力を貯蔵して電気自動車５０に電力を供給する電気自動車充電ステーション３０に連結されるエネルギー貯蔵装置１０を含む。この際、エネルギー貯蔵装置１０は電気自動車充電ステーション３０の要請に応じてエネルギー貯蔵装置１０に貯蔵されている回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーション３０に供給する。このシステムは電気自動車充電ステーション３０を更に含む。この際、電気自動車充電ステーション３０はエネルギー貯蔵装置１０及び三相４線式電源６１から変圧された電源に連結され、エネルギー貯蔵装置１０から供給される電力又は前記変圧された電源から供給される電力を利用して電気自動車５０を充電する。

この際、このシステムは電気自動車充電ステーション３０に供給される少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うのに必要な課金情報を生成し、エネルギー貯蔵装置１０に連結されている課金情報算出装置１１を更に含む。

この際、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金は、予め決定された時間の間に電気自動車充電ステーション３０，３１に供給された回生電力の供給費用に関する課金である。又は、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金は、電気自動車充電ステーション３０，３２を介して特定の電気自動車５０，５２に供給された回生電力の供給費用に関する課金である。

前記において、課金情報は供給した回生電力の量、供給した回生電力を供給した時刻及び供給した回生電力の需要者に対する情報を含む。

本発明の更に他の実施例による電気自動車充電用電力の課金方法について図４、図５ｃ及び図６ｂを参照して説明する。この方法は電動車９０、電動車９０に電力を供給する架線２０及び架線２０に連結されるエネルギー貯蔵装置１０を含む回生電力貯蔵システムを利用して電気自動車５０を充電するための電力を供給し、供給された電力に対して課金する方法である。この方法は電動車９０の回生電力を電動車９０に電気的に連結される架線２０を介してエネルギー貯蔵装置１０に貯蔵するステップ（Ｓ４０１）と、貯蔵された回生電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーション３０に供給するステップ（Ｓ４０２）と、供給された少なくとも一部の回生電力に関する課金を行うために必要な課金情報を生成して課金サーバ４０に伝達するステップ（Ｓ４０３）と、を含む。この際、このような課金情報は課金情報算出装置１１によって提供される。

本明細書において、「エネルギー緒総装置」とは、例えば電気化学的方法でエネルギーを充電する充電池を含む装置であってもよいが、それに限ることはない。架線から供給される電気エネルギーはエネルギー貯蔵装置の貯蔵モジュールに直接貯蔵されるか、電気機械的なエネルギー変換モジュールを経由して貯蔵モジュールに貯蔵される。エネルギー貯蔵装置は、例えば電気的な形態でエネルギーを外部に供給し、電気自動車に充電電力を供給するための貯蔵装置、回生エネルギーを貯蔵するための貯蔵装置及び大容量エネルギー貯蔵装置として使用されるが、それに限ることはない。

これまで本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の技術分野に属する者は本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な変更及び修正を容易に実施し得るはずである。

よって、開示された実施例は限られた観点ではなく説明的な観点で考慮されるべきであり、本発明の真の範囲は上述した説明ではなく特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差は本発明に含まれるものとして解析されるべきである。

Claims

電動車に電力を供給する架線と、
前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含み、
電動車間の運転時隔（ｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ）が予め決定された時隔より小さければ前記架線から供給される電力エネルギーの前記エネルギー貯蔵装置への流入を遮断する
電力エネルギー貯蔵システム。
前記電動車間の運転時隔に関する情報を含む制御装置を更に含み、前記エネルギー貯蔵装置は前記制御装置から前記電動車間の運転時隔に関する情報を有線又は無線の通信手段を介して受信する請求項１に記載の電力エネルギー貯蔵システム。
前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さい場合、前記架線の電圧が予め決定された電圧より大きければ前記架線から供給される電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に流入される請求項１に記載の電力エネルギー貯蔵システム。
前記電力エネルギーの少なくとも一部は前記架線に連結される電動車の回生電力を含む請求項１に記載の電力エネルギー貯蔵システム。
電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含むエネルギー貯蔵システムにおいて、前記エネルギー貯蔵装置に電力エネルギーを貯蔵する方法であって、
電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいのか否かをチェックするステップと、
前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さければ前記架線からの電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵方法に伝達されることを遮断するステップと、
を含む
電力エネルギー貯蔵方法。
前記エネルギー貯蔵システムは前記電動車間の運転時隔に関する情報を含む制御装置を更に含み、
前記チェックするステップは、前記エネルギー貯蔵装置が前記制御装置から前記電動車間の運転時隔に関する情報を有線又は無線の通信手段を介して受信するステップを含む
請求項５に記載の電力エネルギー貯蔵方法。
前記遮断するステップは、前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さい場合、前記架線の電圧が予め決定された電圧より大きいのか否かをチェックするステップを含み、
前記架線の電圧が前記予め決定された電圧より大きければ前記架線から供給される電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に流入される
請求項５に記載の電力エネルギー貯蔵方法。
電動車に電力を供給する架線と、
前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、
前記エネルギー貯蔵装置に連結される課金サーバと、
を含み、
電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さければ前記架線から供給される電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に流入されず、
前記電力エネルギー貯蔵装置は、前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電力の少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給し、前記課金サーバは、前記エネルギー貯蔵装置から供給される前記少なくとも一部の電力に対する課金を行う
電気自動車充電用電力の課金システム。
前記エネルギー貯蔵装置に連結される課金情報算出装置を更に含み、
前記課金情報算出装置は、前記エネルギー貯蔵装置から伝達される前記少なくとも一部の電力に関する課金に必要な情報を収集して前記課金サーバに伝達し得る課金情報を生成する
請求項８に記載の電気自動車充電用電力の課金システム。
前記電気自動車充電ステーションは前記エネルギー貯蔵装置及び三相４線式電源から変圧された電源に連結され、前記エネルギー貯蔵装置から供給される電力又は前記変圧された電源から供給される電力を利用して電気自動車を充電する請求項８に記載の電気自動車充電用電力の課金システム。
前記少なくとも一部の電力に対する課金は、前記電気自動車充電ステーションを介して特定の電気自動車に供給された電力に対する課金である請求項８に記載の電気自動車充電用電力の課金システム。
前記課金情報は供給した前記少なくとも一部の電力の量、前記少なくとも一部の電力を供給した時刻及び前記少なくとも一部の電力の需要者に対する情報を含む請求項９に記載の電気自動車充電用電力の課金システム。
電動車に電力を供給する架線と、前記架線に連結されて前記架線から電力エネルギーを供給されて貯蔵するエネルギー貯蔵装置と、を含むエネルギー貯蔵システムを利用して電気自動車を充電するための電力を供給し、前記供給された電力に対して課金する方法であって、
前記架線から電力エネルギーを供給されて前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵するステップと、
前記貯蔵された電力エネルギーの少なくとも一部を電気自動車充電ステーションに供給するステップと、
前記供給された前記少なくとも一部の前記貯蔵された電力エネルギーに関する課金を行うために必要な課金情報を生成して課金サーバに伝達するステップと、
を含み、
前記貯蔵するステップは、電動車間の運転時隔が予め決定された時隔より小さいのか否かをチェックするステップと、前記電動車間の運転時隔が前記予め決定された時隔より小さければ前記架線からの電力エネルギーが前記エネルギー貯蔵装置に伝達されることを遮断するステップと、を含む
電気自動車充電用電力の課金方法。
前記エネルギー貯蔵システムは前記電動車間の運転時隔に関する情報を含む制御装置を更に含み、
前記チェックするステップは、前記エネルギー貯蔵装置が前記制御装置から前記電動車間の運転時隔に関する情報を有線又は無線の通信手段を介して受信するステップを含む
請求項１３に記載の電気自動車充電用電力の課金方法。