JP2015517292A - 急速充電ステーションを備える電気車両充電施設 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備える電気車両充電施設に関し、これは複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適している。また、本発明は、このような電気車両充電施設を運転する方法に関する。また、従来型の電気車両充電施設を改良して本発明に係る電気車両充電施設を創り出す方法に関する。エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）の機能は、需要シグナル（ＢＳ）を受信した後に、一般的な送電網（６）と電気車両充電施設（１）のＡＣ電力供給システム（２）のいずれもが並行して行われる急速充電の操作（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）によって過負荷となることがないように、ＡＣ電力供給システム（２）に電気的エネルギーの伝達（Ａ）を開始することである。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適した、少なくとも一つの負荷変動阻止用エネルギー貯蔵装置を有する電気車両充電施設に関する。また、そのような電気車両充電施設を運転する方法に関する。さらに、本発明に係る電気車両充電施設を創り出すために従来型の電気車両充電施設を改良する方法に関する。

電気駆動の電気車両は、内燃機関を備える従来型の車両と比べて、多くの局面において優れている。優れている点としては、例えば、はるかに効率が高いことのほか、電動モータのトルクや性能特性が好適であることや、ドライブトレーンの構造が通常より簡単となることや、地域レベルにおける環境汚染物質や騒音の点においてほとんど完全にエミッションフリーといえることなどが挙げられる。そのため、とりわけ都市圏においては、電気自動車はエミッションフリーの車両として非常に適している。しかしながら、当該車両のエネルギー貯蔵装置（典型的にはバッテリ）の充電容量が小さいため、昨今の電気車両は、その走行可能距離が、内燃機関を備える車両と比べて著しく短い。現時点においては、電気車両のバッテリを充電するには未だに長い時間（数時間）を要する。そのため、例えば、放電されたバッテリは、住宅で夜通し充電されるか、又は日中に作業場で充電される。より小型の電気車両では、バッテリ容量が小さく、簡単な手段（２３０Ｖ、１６Ａの規定のありふれた差込口）によって充電することができる。しかしながら、これらの充電手段を用いた場合、電気車両の活動範囲は毎日使われる充電施設の周辺の狭い範囲に限定される。より大型のバッテリを備える電気車両は、三相４００Ｖ、３２Ａ給電に対応している充電ステーションにおいても充電することができる。

電気車両が長い充電時間を伴うことなくより長距離にわたって移動できるようにするためには、例えば、放電されたバッテリを、バッテリ交換ステーションのネットワークにおいて、満充電の状態のバッテリに非常に迅速に交換することができる。しかしながら、これらのバッテリ交換ステーションは、いつでも十分な数の充電されたバッテリを利用可能にしておくために、手元にバッテリの在庫を豊富に備えておかなければならないであろう。それは、管理及び供給施設の点において骨の折れることであり、またコストのかかることであろう。

電気車両をよりユーザーフレンドリーなものとするために、より急速な充電（充電）を達成することを目指して努力が成されている。充電時間を１時間とすることは、これに要求される出力が利用でき、前記車両に充電装置が装備されていれば、容易に達成することができる。エネルギー容量が１２〜２０ｋＷｈのバッテリを搭載する従来型の車両を充電するためには、少なくとも１６Ａ（１１ｋＷｈ）又は３２Ａ（２２ｋＷｈ）の三相接続が必要である。しかしながら、充電時間がおよそ１時間であっても、長距離にわたって運転した電気車両を充電するのにしては時間がかかり過ぎなのである。いわゆる急速充電ステーションにおいては、１５０キロメートルを上回る距離を運転するのに必要なエネルギー（３０ｋＷｈ）を、１０〜２０分で、電力ネットワークから急速充電可能な車両のバッテリ（例えば、リチウムイオン電池）へと充電することができた。これにより、管理的・技術的な供給源である豊富な在庫のバッテリを手元に揃えたバッテリ交換ステーションが不要となると考えられた。しかしながら、一般的な送電網に存する制限（例えば、ネットワーク接続の主な供給のヒューズを介しての、流れることが可能な電気の流量の制限）があるため、非常な大電流を供給することは通常は不可能である。

独国特許出願ＤＥ１０２００８０５２８２７Ａ１には、充電に必要な電気的エネルギーを電気車両充電施設のその場で直接生成して供給することで、上述のような送電網の制限を克服した、独自の電気車両充電施設が記載されている。電気的エネルギーは、再生エネルギーを利用するシステム（例えば、ウィンドファーム）によって、電気車両充電施設のその場で生成され、それによって電気分解システムによりそれは水素の形で中間の蓄電所に蓄電される。車両用のバッテリを急速充電するための電気的エネルギーは、その後、燃料電池によって、水素エネルギー貯蔵装置から取り戻され、１００ｋＷを超える出力で電気車両充電施設の充電ステーションに供給される。例えば、２５０ｋＷの充電施設によれば、５分以内に、リチウムイオン電池に２０ｋＷｈのエネルギーを供給することができ、それは将来的に、電気車両の１５０〜２００キロメートルの走行距離へと変換される。これは、充電時間という点において顧客が満足できるものである。

中間のエネルギー貯蔵装置と組み合わせて電気的エネルギーを独自に（ローカルで）生成し、供給するためには、電気車両充電施設の一部としての、エネルギー生成ユニット、エネルギー貯蔵ユニット、及びエネルギー回収ユニットを協働運転させるための多大な技術的資源が必要とされる。そしてこれには莫大なコストがかかるのである。そのため、大きな充電電流を供給するためのより安価な解決策が望まれていた。そして、可能であれば、それは複数の車両用のバッテリを並行して充電するのに適したものであるべきである。とりわけ、一般的な送電網への電力接続を有する現存する充電施設を、上述の複雑な基板施設手段を要することなく適した急速充電ステーションへと改良することができれば望ましい。特に、充電施設に、広いスペースを占有する独自の稼働のためのエネルギー生成システムを付設するための必要な場所がない場合には、望ましい。

本発明の目的は、複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適した、信頼できる電気車両充電施設を提案することである。

この目的は、複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適した、ＡＣ電力供給システムを有する電気車両充電施設であって、少なくとも一つの急速充電ステーションを備え、当該急速充電ステーションは中継ポイントを経由して一般的な送電網へと接続される前記ＡＣ電力供給システムに接続され、そして、エネルギー貯蔵装置制御ユニットを有する少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備え、それによって、需要に応じて、前記一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーを貯蔵するために、そして前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに電気的エネルギーを伝達するために、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置はＡＣ／ＤＣトランスフォーマを経由して前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに接続され、それによって、付加的な電気的エネルギーの前記需要は前記電気車両充電施設の中の少なくとも一つの適切な手段によって決定され、そしてこの手段は適切な需要シグナルを前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットに伝達するように構成され、当該ユニットの機能は、前記需要シグナルを受信した後に、前記一般的な送電網と前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムのいずれもが並行して行われる前記急速充電の操作によって過負荷となることがないように、前記ＡＣ電力供給システムに電気的エネルギーの伝達を開始することである、電気車両充電施設によって達成される。

前記一般的な送電網（通常のＡＣネットワーク）は４００Ｖで運転され、例えば１６０ｋＷの容量を有する。昨今では、充電されるべき車両用の蓄電装置の充電状態及び蓄電容量に応じて、急速充電ステーションは、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムから一つの充電ステーション当たり例えば１００ｋＷまでの出力を引き出すことができる。急速充電操作において必要とされる電流は、短い時間の間において、許容される制限値を著しく超えるため、本発明に係る電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムは、例えばこのような高電流を許容するような送電線を装備するなどにより、適切に選択されなければならない。ここで、前記ＡＣ電力供給システムの技術的構成は、前記電気車両充電施設の急速充電ステーションの数及びタイプに依存し、装備した送電線を介して、急速充電操作（考えられる限りで複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電）を行っているときに予測される全電流が安全性の問題なく存在する全ての急速充電ステーションを流れることができるように寸法設定されるべきである。当業者が急速充電ステーションの数及びタイプを知っている場合、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムにおける適切な送電線を選択することができるであろう。前記電気車両充電施設への送電が前記一般的な送電網からのみ行われた場合、前記一般的な送電網の過負荷を招きかねない。さらに所定の環境下では、電力供給の崩壊をも引き起こしかねない。通常の一般的な送電網は、例えば１６０ｋＷを供給する。ただ一つの急速充電ステーションのみを運転させている場合においてさえも、当該急速充電ステーションをフルで出力し、一般的な送電網が弱い場合には、最新式の前記電気車両充電施設における前記一般的な送電網は過負荷となり得る。これはとりわけ、複数の急速充電ステーションを用いて複数の電気車両を並行して急速充電する場合に起こり得ることであり、特に高い出力で行われるときに起こり得ることである。

前記一般的な送電網は、中継ポイントにおいて、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに接続される。前記中継ポイントは、例えば負荷遮断器として構成することができ、又はメインサービスヒューズとして構成することもできる。メインサービスヒューズの場合、過負荷となったときに作動され、それにより前記電気車両充電施設の電力供給が中断される。電気車両充電施設においてより多くの急速充電ステーションが利用可能であればあるほど、とりわけ将来において予測される電気車両の数が上昇するため、付加的な予備のエネルギー貯蔵装置を有しない電気車両充電施設においては、過負荷状態がより頻繁に発生することとなる。その結果として、本発明に係る電気車両充電施設は、当該電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムへとＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して接続される少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備え、それにより電気的エネルギーを前記ＡＣ電力供給システムに伝達することができる。このようなエネルギー貯蔵装置は、複数の電気車両を同時に充電していて需要が増加したときに、例えば５００ｋＷ又はそれ以上（貯蔵容量による）の出力で簡単に供給することができる。その際、前記一般的な送電網から前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに電力を供給する必要はなく、そのため、前記一般的な送電網が過負荷となることもない。その結果、前記一般的な送電網に存する出力の制限（例えば、１６０ｋＷ）は、少なくとも所定の期間の間は克服される。この期間は、貯蔵容量及び負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の充電状態の相関的要素である。そのため、例えば前記電気車両のバッテリのような、車両用の蓄電装置のサイズによっては、より多くの電気車両を並行して充電することができ、より短い時間で充電することができる。一つの実施形態においては、前記電気車両充電施設は、前記ＡＣ電力供給システムの中において互いに並列に配置された複数の急速充電ステーションを備える。充電時間がより短くなったおかげで、そして／又は電気車両充電施設において多くの顧客が多数の急速充電ステーションを利用可能となったおかげで、前記電気車両充電施設の顧客により良いサービス（短縮された待ち時間）が提供できる。そのため、例えば、２５０ｋＷの充電ステーションは、２０ｋＷｈのエネルギーを充電したリチウムイオンバッテリを５分以内に提供することができ、あるいはそれよりも短い時間でより高い出力で提供することもできる。さらに、一般的な送電網の基本的施設は過負荷とはならない。その結果、電気車両充電施設に電力を供給するために一般的な送電網を拡張するのに高額をかけることを回避することができ、現存する電気車両充電施設の基本的施設を継続して使用することができる。負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は、これらのエネルギー貯蔵装置が放電される前に、急速充電で必要とされる出力を長い時間（例えば、一時間又はそれ以上）にわたって供給することができるような寸法設定とされる（それは、急速充電ステーションの数に委ねられる）。その結果、付加的なエネルギーの需要がない場合には十分なバッファ時間があり、これらの期間は前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の再充電（蓄電）に当てられる。

車両用の貯蔵装置は、例えば、電気から生じるエネルギーを貯蔵するのに適した、電気車両のフライホイールやその他の貯蔵装置とすることができる。一つの実施形態においては、車両用の蓄電装置は、電気車両のバッテリである。

前記ＡＣ電力供給システムへの電力の伝達（電気的エネルギーの伝達）とは対照的に、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は接続されたＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して、前記電気車両充電施設の電力需要（特に、前記一般的な送電網からの電気的充電操作において）を前記送電網が過負荷となることなくまかなえるようなより長期間にわたって、前記一般的な送電網から連続的に再充電することができる。このように、前記一般的な送電網は、電気の充電操作のために、そして前記エネルギー貯蔵装置の充電のために、前記電気車両充電施設から引き出された出力によりある程度均一に負担を負う。その結果、前記一般的な送電網から引き出された電力はより均一で予測可能なものとなり、それにより電気料金がより低くなって電力コストが減少する。本発明に係る電気車両充電施設に適したエネルギー貯蔵装置は、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置である。それは、前記エネルギー貯蔵装置からの複数の車両用の蓄電装置の充電を並行して行うための高負荷伝達の短い期間が、より低い負荷伝達又は全く負荷がない状態の期間へと交換されるからである。その結果、前記エネルギー貯蔵装置から引き出される負荷は時間の経過とともに大きく変化する。適切な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置とは、機械的なあるいは所定の電気的なエネルギー貯蔵装置であり、例えば、フライホイールエネルギー貯蔵装置、圧縮空気貯蔵装置、液体空気貯蔵装置、又は超コンデンサのようなものである。これに対して、バッテリは、電気車両充電施設における頻繁の負荷変動操作に対しては負荷変動阻止用が十分ではないので、バッテリはある程度まで適切であるに過ぎない。さらに、これらの貯蔵装置は、満貯蔵容量においては、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムへと電気的エネルギーを伝達することができる点においても、バッテリよりも優れている。これとは対照的に、バッテリは所定のレベルまでしか放電されるべきではない。それは、完全に放電してしまうとバッテリに損傷を与えてしまうからである。上述の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の場合には、そのようなことはない。さらに、負荷変動阻止用ではないエネルギー貯蔵装置は、電気車両充電施設に用いた場合、すぐに老朽化し、又は損傷を受ける。そのため、これらの負荷変動阻止用ではないエネルギー貯蔵装置は頻繁に交換されなければならず、そのため、電気車両充電施設において運転コストが増大し、また要する作業工程も増大し、また、複数を並行して充電する操作に電気車両充電施設を用いる利用性が減少する。

前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、前記電気車両充電施設における前記ＡＣ電力供給システムからのエネルギーの引き出し、及び前記ＡＣ電力供給システムへのエネルギーの伝達を制御する。エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、例えば、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の適切なハードウェアを適切なインターフェースを介して制御する制御コンピュータ（制御ＰＣ）である。一つの実施形態においては、前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の充電状態を考慮に入れて、消費予測に基づいて又は所定のプロフィールに基づいて、前記一般的な送電網からの電気を前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置に充電する。消費予測は、例えば、測定された消費の履歴に由来するものとすることができる。そのために、前記電気車両充電施設には、例えば消費センサが設けられており、好ましくは、当該消費センサは複数設けられている。これらのセンサは、接続された評価貯蔵ユニットに接続された充電ステーションの上に又はその中に配置される。エネルギーの伝達／貯蔵を制御するために、前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、データ線を介して評価貯蔵ユニットに接続される。これに代えて、前記エネルギー貯蔵装置の容量の標的の状態を定める、エネルギー貯蔵装置の充電プロフィールを特定することもできる。前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、エネルギーを伝達し又は受け取ることにより標的の状態に到達しようとする。しかしながら、送電網が過負荷となることを避けるために、需要に応じての前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力ネットワークへのエネルギーの伝達は、前記エネルギー貯蔵装置の充電よりも優先される。これに代えて、前記需要を決定するための手段を、消費センサの形で設けることもでき、そうすることにより、評価貯蔵ユニットを前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットの構成要素として配置することもできる。

付加的な電気的エネルギーの前記需要を決定する適切な手段であって、前記決定に応じて、前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットに需要シグナルを伝達する適切な手段は、当業者によって本発明の範囲内において適切な方法により選択することができる。適切な手段の例としては、例えば、前記電気車両充電施設の充電ステーション（急速充電ステーション）において電気車両を光学的に認識することにより、システムは電気車両充電施設に入って来る各電気車両を検出することができることである。急速充電ステーションにおける電気車両の検出、及びエネルギーの需要の結果として生じる見積もりは、前記急速充電ステーションの周りの地面に埋め込まれた誘導ループにより達成することができる。しかしながら、電気車両の車両用の蓄電装置の充電状態は不知であるため、これは予測される電力需要の非常に間接的で曖昧な見積もりを構成するに過ぎない。これに代わる適切な手段としては、電気充電操作をする前の電気車両の車両用の蓄電装置の充電状態は、前記車両用の蓄電装置に接続された充電ステーション（急速充電ステーション）によって決定することもできる。充電状態の決定は、同時に、充電されるべき電気車両の存在を検出するものとして用いることもできる。この方法によれば、電気充電操作における付加的な電気的エネルギーの需要をより正確に見積もることができる。好適な実施形態においては、付加的な電気的エネルギーの需要を決定する適切な手段は、一つ又はそれ以上の負荷センサとすることができ、それは少なくとも中継ポイントの上流において電気車両充電施設のＡＣ電力供給システムの中に設けられるものとすることができる。「中継ポイントの上流」との表現は、電力供給の一側であって、中継ポイントと急速充電ステーションの間、言い換えれば前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムの領域を指す。ここで、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力ネットワークにおける現実の電力要求が測定され、その測定結果により、前記送電網が過負荷となることを避けるために、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置から供給される電力が非常に正確に制御される。当業者は、本発明の範囲内で適切な負荷センサを選択することができ、それらを前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムの中の適切な場所に配置することができる。好ましくは、前記負荷センサは前記中継ポイントと前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの間に配置される。代替的な実施形態においては、前記負荷センサは前記充電ステーション（急速充電ステーション）の中に位置しているものとすることもできる。その場合、特定の充電ステーション（急速充電ステーション）から投入された負荷が各充電ステーション（急速充電ステーション）につき個別に測定され、そして続いてその測定データに基づいて、正確な消費予測を作成することができる。このように、前記負荷センサは消費センサとしても用いることができる。

一つの実施形態においては、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は、複数の貯蔵ユニットを有するフライホイールエネルギー貯蔵装置であり、各ユニットはフライホイールを有する。それにより、前記貯蔵ユニットはＤＣバスを介して互いに接続されており、また、前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに接続されている。複数の貯蔵ユニットにより、ふさわしく高容量のエネルギー貯蔵装置を創ることができ、それにより、適切な数の貯蔵装置を選択することにより、前記容量を前記電気車両充電施設の需要に適合したものとすることができる。フライホイールエネルギー貯蔵装置は、電気化学的な貯蔵装置と比べて低い燃焼荷重を有する。「燃焼荷重」という用語は、与えられた場所における可燃性の材料の量及びタイプを指し、単位面積当たりの表面に関連した加熱エネルギー値で表される。さらに、加圧空気のタンクや関連する線に損傷を受けた場合にも、圧縮空気貯蔵装置の場合と同様に、爆発する虞がない。前記フライホイールエネルギー貯蔵装置を封じ込めることにより、前記フライホイールの破壊に対して十分な保護が提供される。さらに、フライホイールエネルギー貯蔵装置は、負荷変動に起因して老朽化することがなく、そのため、必要とされるメンテナンスは他のエネルギー貯蔵装置と比べてごく僅かなものでありながら、前記フライホイールエネルギー貯蔵装置は非常に長い期間にわたって運転することができる。さらに、このような貯蔵装置は、如何なる放出物も一切発生させない（例えば、ＣＯ_２、騒音、又は有害物質）。このエミッションフリーのエネルギー貯蔵装置は、地理的制限なく、如何なる場所においても組み立てることができる。

好適な実施形態においては、前記フライホイールエネルギー貯蔵装置は、前記ＤＣバスの電圧が概ね前記フライホイールエネルギー貯蔵装置（とりわけ前記貯蔵ユニット）の充電状態とは無関係となるように構成されている。その結果、個々の貯蔵ユニットは、互いに独立して、需要に応じて放電することができる。

他の一つの実施形態においては、前記電気車両充電施設は、需要に応じて、前記一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーを貯蔵するために、そして前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに電気的エネルギーを伝達するために、それぞれ他のＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに接続される付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備える。このため、個々のエネルギー貯蔵装置をこの目的のために改良することを要することなく、貯蔵するエネルギーのための全容量を増加させることができる。このことは、必要なときにはいつでも容量を拡張することを促進し、この目的のために必要となる技術的対応を減少させる。例えば、既存のフライホイールエネルギー貯蔵装置に付加的な貯蔵装置を複雑に装備する場合等と比べて、技術的対応が減少するのである。さらに、本発明に係る電気車両充電施設は、前記ＡＣ電力供給システムの中に並列に配置された新たな付加的な急速充電ステーションを備えるものとすることもできる。これは、続いて必要となるより高い全体量のエネルギーは、需要の関数として、同様に豊富な資源を伴うことなく、付加的に装備された負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置により利用可能とすることができるからである。前記ＡＣ電力供給システムは、この目的のためにこれ以上適合される必要はない。好適な実施形態においては、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは、付加的な電気的エネルギーの前記需要を決定するための前記手段に充電管理ユニットを介して接続されており、そして前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の前記充電状態に応じて、前記一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーの前記貯蔵のために、また前記ＡＣ電力供給システムへの電気的エネルギーの前記伝達のために、前記充電管理ユニットは一つ又は複数の前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を選択し、そしてこの充電管理ユニットは従って前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の個々の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットを作動させる、ものである。その結果、前記エネルギー貯蔵装置は、需要に応じて、そして貯蔵容量に応じて、適切に操作することができる。

他の一つの実施形態においては、前記電気車両充電施設は、生成された電流のタイプに応じて、前記電気車両充電施設における前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの上流又は下流のいずれかにその電流を供給するように配置される一つ又はそれ以上のエネルギー生成ユニットを備える。このようなエネルギー生成ユニットは、例えば、光起電システム、ウィンドファーム、又は熱電併給プラント等である。ここで、「上流又は下流」という表現は、前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの配置に対する前記エネルギー生成ユニットの配置を指す。「前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの下流」との用語は、前記エネルギー生成ユニットが前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムの中のＡＣ側に接続されていることを指す。「前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの上流」との用語は、前記エネルギー生成ユニットが前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマと前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置との間のＤＣ側に接続されることを指し、例えば、前記電気車両充電施設のＤＣバスに接続されることを指す。前記エネルギー生成ユニットがＡＣ電流を供給するか、ＤＣ電流を供給するかに応じて、前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの下流（ＡＣ側）又は上流（ＤＣ側）に配置される。このような付加的なエネルギー生成ユニットは、前記電気車両充電施設が弱い一般的な送電網にのみ接続されている場合、例えば、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置に電気を充電するのに非常に長い期間を要するような場合に、とりわけ好適である。ここで、前記エネルギー生成ユニットは、前記一般的な送電網からの電気的エネルギーの提供の助けとなり、また、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置にエネルギーを再充電するときの助けとなる。エネルギーの提供を行うときに必要とされる又は望まれる助けのレベルは異なるから、前記エネルギー生成ユニットは非常に様々な寸法設定とすることができる。そして、本発明によれば、エネルギーはより小さなエネルギー生成ユニットからも供給されるものとすることもできる。当該エネルギー生成ユニットは、例えば、前記電気車両充電施設の地面の上に局所的に装備されるエネルギー生成ユニットとすることもできる。原則としては、電気車両充電施設は、上述の一般的な送電網に接続されていない構成であってもよい。ただし、これらの付加的なエネルギー生成ユニットが前記電気車両充電施設のＡＣ又はＤＣ電力供給ネットワークに十分な電気的エネルギーを伝達する場合に限る。このような実施形態においては、前記エネルギー生成ユニットが前記電気車両充電施設の前記一般的な電力ネットワークを構成する。この場合、少なくとも一つの前記エネルギー生成ユニットが、前記中継ポイントにおいて前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに、又は前記ＤＣバスに接続される。

また、本発明は、ＡＣ電力供給システムを有し、複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適しており、少なくとも一つの急速充電ステーション、好ましくは複数の急速充電ステーションを備えており、当該急速充電ステーションは中継ポイントを介して一般的な送電網に接続される前記ＡＣ電力供給システムに接続されており、そして前記ＡＣ電力供給システムにおいて付加的な電気的エネルギーの需要を決定する少なくとも一つの適切な手段に接続されるエネルギー貯蔵装置制御ユニットを有する少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備える、本発明に係る電気車両充電施設の運転方法に関する。当該方法は、次のステップを有する。
・前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置が未だ満充電の状態ではなく、そして前記適切な手段によっては前記電気車両充電施設における付加的な電気的エネルギーの需要が決定されなかったとき、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置はＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して前記一般的な送電網から充電される。
・前記適切な手段によって付加的な電気的エネルギーの前記需要が決定され、前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットに適切な需要シグナルが送信されたら、電気的エネルギーは前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置から前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムへと伝達され、その伝達は前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットにより開始され、そのため、前記一般的な送電網も、前記電気車両充電施設のＡＣ電力供給システムも、並行して行う急速充電の操作によっては過負荷にはならない。結果として、前記エネルギー貯蔵装置は、前記一般的な送電網の容量を超える出力を直接的に前記電気車両充電施設に供給するので、前記一般的な送電網から利用可能な出力を超えるより高い出力での急速充電操作に起因して電力需要が高まった場合も、そして／又は複数の電気車両を同時に充電しなければならない場合（需要の場合）も、前記一般的な送電網は過負荷とはならない。その結果、ほんの数分で複数の電気車両を並行して急速充電することが可能となる。これは、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置からの電気的エネルギーが前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに伝達されることなしには実現しなかったことである。より高い電力の需要がない期間においては、前記エネルギー貯蔵装置は前記一般的な送電網から再充電される。それにより、充電がより長い期間（前記電気車両の充電に必要な期間よりもずっと長い期間）にわたって行われる。その結果、前記エネルギー貯蔵装置に、その後の前記電気車両の急速充電において必要となるエネルギーを供給しておくことができ、また、これは前記一般的な送電網が過負荷とならないようにしつつ行うことができる。前記エネルギー貯蔵装置が、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムにこのように接続されているため、あらゆる電気車両充電施設において、当該電気車両充電施設の既存のＡＣ電力供給システムに改良を加えることなく、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を装備することが可能となる。

一つの実施形態においては、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の充電は、当該負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の充電状態を考慮に入れて、消費予測に基づいて又は所定のプロフィールに基づいて行われる。

当該方法のほかの一つの実施形態は、前記電気車両充電施設は付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を備え、それらはそれぞれ付加的なＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムへと接続され、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットは充電管理ユニットを介して、付加的な電気的エネルギーの前記需要を決定する前記手段へと接続される。前記方法は以下のステップを含む。
・前記ＡＣ電力供給システムにおいて付加的な電気的エネルギーの需要がないときは、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置の前記充電状態に応じて、前記一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーを貯蔵するための一つ又は複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置が前記充電管理ユニットによって選択される。
・前記ＡＣ電力供給システムへの電気的エネルギーの伝達のための一つ又は複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置が選択され、そして続いて、前記選択された負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置に付随するエネルギー貯蔵装置制御ユニットによって作動される。複数の分離した負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を用いることにより、個々のエネルギー貯蔵装置をこの目的のために改良することなく、貯蔵されるエネルギーの全容量を増大することができる。これは、モジュラー容積の順応を可能とする。前記充電管理ユニットにより適切な選択がされた後は（例えば、データ線を介して前記充電管理ユニットに接続されている適切な前記エネルギー貯蔵装置制御ユニットに選択シグナルを送ることにより）、個々のエネルギー貯蔵装置の需要に応じてそして充電状態に応じて、一つ、複数、又は全ての前記エネルギー貯蔵装置は前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムにエネルギーを伝達することができる。

また、本発明は、電気車両充電施設を改良する方法に関し、中継ポイントを介して前記一般的な送電網に接続される現存するＡＣ電力供給システムを有する電気車両充電施設を改良して、本発明に係る電気車両充電施設を創り出す方法であって、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置を有し、複数の車両用の蓄電装置を並行して急速充電するのに適しており、次のステップを備えるものである。
・現存するＡＣ電力供給システムがこの全電流に対して適切でない場合、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムを、並行して行う急速充電において予測される全電流に適合させる。
・前記需要に応じて、前記一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーを貯蔵するために、そして前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに電気的エネルギーを伝達するために、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマによって、前記電気車両充電施設の適合させられたと考えられるＡＣ電力供給システムに接続される。
・付加的な電気的エネルギーの前記需要を決定するための、好ましくは一つ又はそれ以上の負荷センサを備える適切な手段が、前記電気車両充電施設に組み込まれる。
・前記手段は前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置のエネルギー貯蔵装置制御ユニットに接続され、当該ユニットは前記決定された需要に基づいて電気的エネルギーの前記ＡＣ電力供給システムへの伝達を開始するように設けられ、そうすることにより、前記一般的な送電網も、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムも、前記並行して行う急速充電によっては過負荷とはならないようにされる。

エネルギーを伝達するために前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力ネットワークに付加的なエネルギー貯蔵装置を組み込む前に、まず、既存のＡＣ電力供給システムが接続されたエネルギー貯蔵装置を用いて並行して急速充電を行うときに流れると予想される電流に適合したものであるか否かを確認しなければならない。もし、前記ＡＣ電力供給システムがこれらの予測される電流に適したものではない場合、まず、適したふさわしいＡＣ電力供給システムを装備しなければならない。しかしながら、この装備作業は、中継ポイントまでの領域に制限される。なぜならば、高電流は一般的な送電網からは引き出されないが、むしろ前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置によって利用可能となるからである。前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置は、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマによって、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに組み込まれるため、従来型の電気車両充電施設を容易にエネルギー貯蔵装置と適合させることができ、それにより、前記一般的な送電網を過負荷とすることなく、そして、前記一般的な送電網をより高い電力需要に適合させることを要することなく、複数の電気車両を並行して急速充電することが可能となる。これは、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力ネットワークを改良することにより行われなければならない。さらに、前記エネルギー貯蔵装置を制御するための上述の構成要素のみが前記電気車両充電施設の前記電力ネットワークに組み込まれなければならない。接続された前記一般的な送電網は、以前と同じように継続して使用することができる。これにより、本発明に係る電気車両充電施設を創り出すために既存の電気車両充電施設を改良するときに必要とされる技術的資源が大幅に減少される。さらに、ほとんど全ての電気車両充電施設について改良を技術的に実現することが可能となる。本発明に係る電気車両充電施設を創り出すために改良を施すための上述の方法のステップは、本発明の範囲内において、当業者により上述したのとは異なる順番で実行することも可能である。

一つの実施形態においては、適切な需要の予想に基づいて、連結し、組み込み、接続することから成るステップを付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置に対して行うことができ、それらはその後、それぞれ他の一つのＡＣ／ＤＣトランスフォーマを介して、前記電気車両充電施設の前記ＡＣ電力供給システムに接続される。このように、異なった電力需要の場合においてさえも、あらゆる電気車両充電施設を、必要とする適切なエネルギー貯蔵装置により改良することができる。

本発明のこれらの及びその他の態様を、以下のように図面に詳細に示している。
最新式の電気車両充電施設。 本発明に係る電気車両充電施設の一実施形態。 複数の負荷変動阻止用エネルギー貯蔵装置を備える、本発明に係る電気車両充電施設の他の一つの実施形態。 フライホイールエネルギー貯蔵装置の形の、負荷変動阻止用エネルギー貯蔵装置の一実施形態。 本発明に係る電気車両充電施設を運転する方法の一実施形態。 本発明に係る電気車両充電施設を創り出すために、従来型の電気車両充電施設を改良する方法の一実施形態。

図１は、最新式の電気車両充電施設１−ＰＡを示している。当該電気車両充電施設１−ＰＡは、中継ポイント５（例えば、メインサービスヒューズ）で一般的な送電網６に４００Ｖ−ＡＣ及び１６０ｋＷで接続されるＡＣ電力供給システム２−ＰＡを有する。最新式の電気車両充電施設１−ＰＡは、一つ又はそれ以上の充電ステーション４１・４２・４３を有するものとすることができ、それらはオプションとして急速充電ステーションとして構成することができる。一般的な送電網６に関連する制限に起因して、高い充電の需要がある時はいつでも、充電ステーション４１・４２・４３を並行して用いることができず、そして／又は制限された充電出力でしか用いることができなかった。特に、電気車両充電施設１−ＰＡにおいて充電されるべき電気車両が多数存在するとき、充電のために長い待ち時間が発生し、それにより電気車両において長い待ち時間が発生する。このことにより、このような車両の運転可能な時間は非常に制限されてしまうのであった。ここでの構成要素Ｖは、急速充電ステーションではない、それ以外のすべての電力を消費するもの（例えば、電気車両充電施設の照明や、電気車両充電施設のその他の電気システムの運転）を総合したものを指す。

図２には、ＡＣ電力供給システム２を備える、本発明に係る電気車両充電施設１の一実施形態を示してある（破線で囲まれた領域として概略的に描いている）。当該施設は、電気車両３の複数の車両用の蓄電装置３１・３２・３３を並行して充電ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３するのに適している。ここで、ＡＣ電力供給システム２は、とりわけ３２Ａを上回るような大電流に適するように構成される。この実施形態においては、電気車両充電施設１は、中継ポイント５を経由して一般的な送電網６と接続されるＡＣ電力供給システム２まで引かれている三つの急速充電ステーション４１・４２・４３を備える。その他の実施形態においては、急速充電ステーションの数は非常に様々なものとすることができ、例えば、一つの急速充電ステーションから１０個又はそれ以上の急速充電ステーションまでの範囲とすることができる。さらに、電気車両充電施設１は少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７を備え、当該装置はエネルギー貯蔵装置制御ユニット８を有する。当該ユニットは、ここでは分離したユニットとして配置される。他の実施形態においては、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８は、エネルギー貯蔵装置７の構成要素として配置されるものとすることもできる。負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７は、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９を経由して、電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２に接続されている。そのため、一般的な送電網６から引き出された電気的エネルギーは貯蔵され（Ｓ）、そして需要Ｂに応じて、電気的エネルギーは電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２へと伝達される（Ａ）。付加的な電気的エネルギーの需要Ｂは、ここでは電気車両充電施設１の適切な手段１０としての負荷センサ１０により決定される。ここで、負荷センサは、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９と中継ポイント５の間に配置され、また、データ線を介してエネルギー貯蔵装置制御ユニット８に接続される。これは、前記ユニット８に負荷データを伝達するためである。負荷センサ１０は、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８に適切な需要を伝達するように構成されており、その需要に応じて需要シグナルＢＳを受信した後、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８は、適切な制御シグナルＳＴを介して、電気的エネルギーをＡＣ電力供給システム２へと伝達する（Ａ）のを開始する。そのとき、一般的な送電網６と電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２のいずれも、並行して行う急速充電ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３（破線矢印）によって過負荷とならないように、シグナルが送られる。続いて行われるエネルギー貯蔵装置７の充電Ｓは、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７の充電状態ＬＺを考慮して、消費予測ＶＶ又は所定のプロフィールＶＰに基づいて行うことができる。このために、消費センサ１２を手段として用いて（ここで、各急速充電ステーション４１・４２・４３に消費センサ１２が設けられている）、時間を経ての消費が測定され、そのデータはデータ線を介して評価貯蔵ユニット１３に伝達され、それにより消費予測ＶＶ又は所定のプロフィールＶＰが生成される。ここで、評価貯蔵ユニット１３は、消費予測ＶＶ又は所定のプロフィールＶＰを伝達するためにエネルギー貯蔵装置制御ユニット８に接続されており、そのため、前記評価貯蔵ユニット１３はエネルギー貯蔵装置７の充電Ｓを適切に制御している。他の実施形態においては、評価貯蔵ユニット１３は、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８の一部であるものとすることもできる。他の一つの実施形態においては、負荷センサ１０は同時に消費センサ１２としても用いることができる。ここで言及する構成要素Ｖは、急速充電ステーションではない、それ以外の電気車両充電施設１における電力を消費するもの（例えば、電気車両充電施設１の照明や、電気車両充電施設１のその他の電気システムの運転）を総合したものから全てのものを指す。

図３には、複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７を備える、本発明に係る電気車両充電施設１の他の一つの実施形態を示してある。急速充電ステーション４１・４２・４３、ＡＣ電力供給システム２、中継ポイント５、負荷センサ１０、消費センサ１２、需用家Ｖ、及び一般的な送電網６は全て、図２の実施形態に対応している。もちろん、図３の電気車両３における充電バッテリ３１・３２・３３のための急速充電ステーション４１・４２・４３の数は、同様に単に例として示したものに過ぎず、本発明に係る他の電気車両充電施設１において著しく異なる数とすることもできる。この実施形態においては、電気車両充電施設１は、それぞれ他の一つのＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９を介して電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２へと接続される三つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７を備える。これらは、一般的な送電網６から引き出された電気的エネルギーを貯蔵Ｓするために備えられ、そして需要Ｂに応じて、電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２に電気的エネルギーを伝達するために備えられる。負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７のエネルギー貯蔵装置制御ユニット８は、充電管理ユニット１１を介して、負荷センサ１０に接続されており、当該負荷センサ１０は付加的な電気的エネルギーの需要Ｂを決定するために設けられている。充電管理ユニット１１は、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７の充電状態ＬＺに応じて、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７のうちの一つ、複数、又は全部を選択（ＡＷ）することができるように、設けられている。これは、一般的な送電網６から引き出された電気的エネルギーを貯蔵Ｓするためであり、そして電気的エネルギーをＡＣ電力供給システム２へと伝達Ａするためである。そしてこれらのエネルギー貯蔵装置７は、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７に属するエネルギー貯蔵装置制御ユニット８によって適切に作動される。この実施形態においては、充電管理ユニット１１はただ一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７のみを電気的エネルギーの貯蔵Ｓ／伝達Ａのために選択しており、他の二つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７は、待機モードで残っている。ここで示されている負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７の数は電気車両充電施設１における一例に過ぎず、電気車両充電施設１の構成に応じて、また充電されるべき電気車両３の数に応じて、異なる数とすることもできる。さらに、この実施形態においては、図２に示されていた評価貯蔵ユニット１３は充電管理ユニット１１の構成要素として構成される。

図４には、フライホイールエネルギー貯蔵装置７の形の、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７の一実施形態を示してある。ここで、フライホイールエネルギー貯蔵装置７には、それぞれフライホイール７２を有する複数の貯蔵装置７１が備えられており、これらの貯蔵装置７１はＤＣバス７３を介して互いに接続されており、またＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９を経由して電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２へと接続されている。この実施形態においては、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８は、フライホイールエネルギー貯蔵装置７の構成要素として構成されているが、これの配置はフライホイールエネルギー貯蔵装置７に限定されるものではない。さらに、フライホイールエネルギー貯蔵装置７は、ＤＣバス７３の電圧が概ねフライホイールエネルギー貯蔵装置７及び貯蔵ユニット７１の充電状態ＬＳとは無関係なものとなるように構成することもできる。

図５は、本発明に係る電気車両充電施設１を運転する方法の一実施形態を示している。まず、負荷センサ１０は、ＡＣ電力供給システム２において付加的な電気的エネルギーの需要Ｂがあるか否かを決定する。もし需要があるのなら（Ｊ＝ｙｅｓ）、その需要は充電管理ユニット１１へと伝達され、それにより電気車両充電施設１の選択された負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７からＡＣ電力供給システム２への電気的エネルギーの伝達Ａのための適切な需要シグナルＢＳが、充電管理ユニット１１によって、対応するエネルギー貯蔵装置制御ユニット８へと伝達され、それはその後ＡＣ電力供給システム２へと電気的エネルギーの伝達Ａを開始する。その結果、急速充電操作ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３が行われたにも関わらず、電気車両充電施設１の一般的な送電網６も、ＡＣ電力供給システム２も、過負荷とはならない。これとは対照的に、負荷センサ１０によって電気的エネルギーの需要が決定されず（Ｎ＝ｎｏのとき）、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７が未だ満充電されていないとき（充電状態をチェックするとき、Ｊ＝ｙｅｓ）、その後負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７は、一般的な送電網６からＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９を経由して充電される。そのために、充電管理ユニット１１は、消費予測ＶＶ又は所定のプロフィールＶＰに基づいて、充電されるべきエネルギー貯蔵装置７を選択する（ＡＷ）。そうすることにより、その後、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８が適切な制御シグナルＳＴを用いているエネルギー貯蔵装置７を充電して、一般的な送電網６から引き出された電気的エネルギーをエネルギー貯蔵装置７へと貯蔵（Ｓ）することが開始される。周期的に又は連続的に、負荷センサ１０は再度、需要Ｂの存在又は不存在を充電管理ユニット１１に伝達する。それから、上述のステップが再び実行される。一つのエネルギー貯蔵装置７のみを含む実施形態においては、充電管理ユニット１１により実行されるステップは、エネルギー貯蔵装置制御ユニット８それ自体により実行されるものとすることもできる。その場合、エネルギー貯蔵装置７はただ一つであるので選択ＡＷは行われない。それ故に、この実施形態においては、所定の環境下では、充電管理ユニット１１が無いものとすることさえも可能である。

図６には、本発明に係る電気車両充電施設１を創り出すために従来型の電気車両充電施設１−ＰＡを改良する方法の一実施形態を示している。当該電気車両充電施設１−ＰＡは、中継ポイント５を経由して一般的な送電網６へと接続されるＡＣ電力供給システム２−ＰＡを有している。まず始めに、一つ又はそれ以上の急速充電ステーション４１・４２・４３を有する本発明に係る電気車両充電施設１の操作を行うに際して大電流を流すのにＡＣ電力供給システム２−ＰＡが適しているか否かを調べる。適していない場合（Ｎ＝ｎｏ）、電気車両充電施設１−ＰＡのＡＣ電力供給システム２−ＰＡを、並行して急速充電ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３するときに予測される電流の合計に適合させる。存在するＡＣ電力供給システム２−ＰＡがこの電流の合計に適している場合や、既にＡＣ電力供給システム２を構成している場合には、このステップは飛ばされる。続いて（又はこれに代えて、ＡＣ電力供給システムを適合させるのと並行して、又はその前に）、一般的な送電網６から引き出された電気的エネルギーを貯蔵（Ｓ）するために、そして、電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２に電気的エネルギーを伝達（Ａ）するために、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７は、電気車両充電施設１−ＰＡの考えられる限りでは適合されたＡＣ電力供給システム２に接続される。さらに、適切な手段１０（好ましくは一つ又はそれ以上の負荷センサを含む）であって、付加的な電気的エネルギーの需要Ｂを決定するものは、電気車両充電施設１−ＰＡの中に組み込まれ（Ｅ）、当該手段１０は、決定された需要Ｂに基づいて、電気的エネルギーのＡＣ電力供給システム２への伝達（Ａ）を開始することができるようにするために、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７のエネルギー貯蔵装置制御ユニット８に接続される（ＶＢ）。当てはまる場合には、この効果に対し需要予想の場合には、接続し（ＡＮ）、組み込み（Ｅ）、そして接続する（ＶＢ）ことから成るステップは、付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７において繰り返される。この付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置７はその後、付加的なＡＣ／ＤＣトランスフォーマ９を経由して、電気車両充電施設１のＡＣ電力供給システム２へとそれぞれ接続される。実施形態に応じて、電気的エネルギーの貯蔵（Ｓ）又は伝達（Ａ）のためにエネルギー貯蔵装置７を選択することを目的として、（複数の）負荷センサ１０と（複数の）エネルギー貯蔵装置制御ユニットの間に、一つ又はそれ以上の充電管理ユニット１１が付加的に装備される。上述の方法のステップが実行されたら、従来技術の電気車両充電施設１−ＰＡは、少しの技術的資源により改良されたものとなり、それにより本発明に係る電気車両充電施設１が創り出される。必要であれば、この改良された電気車両充電施設は、付加的なエネルギー貯蔵装置７及び／又は付加的な急速充電ステーションにより、適切に拡張されたものとすることができる。

ここに示された実施形態は、本発明を例示的に示したものに過ぎず、従って、実施形態に制限されるものと解釈してはならない。また、当業者により考え出される代替的な実施形態は、本発明の保護の範囲に包含される。

１ 本発明に係る電気車両充電施設
１−ＰＡ 最新式の電気車両充電施設
２ 電気車両充電施設のＡＣ電力供給システム
２−ＰＡ 最新式の電気車両充電施設のＡＣ電力供給システム
３ 電気車両
３１・３２・３３ 車両用の蓄電装置
４１・４２・４３ 急速充電ステーション
５ メインサービスヒューズ
６ 一般的な送電網（例えば、４００Ｖ、１６０ｋＷ）
７ 負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置
７１ エネルギー貯蔵装置の貯蔵ユニット
７２ 貯蔵ユニットのフライホイール
７３ エネルギー貯蔵装置のＤＣバス
８ エネルギー貯蔵装置制御ユニット
９ ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ
１０ 付加的な電気的エネルギーの需要を決定する手段
１１ 充電管理ユニット
１２ 電力消費を測定する消費センサ
１３ 消費を記録する評価貯蔵ユニット
Ａ 電気車両充電施設のＡＣ電力供給システムにおける電気的エネルギーの伝達
ＡＰ 電気車両充電施設のＡＣ電力供給システムの高電流への適合
ＡＮ エネルギー貯蔵装置７のＡＣ電力供給システムへの接続
ＡＷ 電気的エネルギーを貯蔵／伝達するための一つ／複数のエネルギー貯蔵装置７の選択
Ｂ 付加的な電気的エネルギーの需要
ＢＳ 需要シグナル
Ｅ ＡＣ電力供給システムへの手段１０の組み込み
ＬＺ 充電状態
Ｓ 一般的な送電網から引き出された電気的エネルギーの貯蔵
ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３ 急速充電
ＳＴ エネルギー貯蔵装置制御ユニットによるエネルギー貯蔵装置の作動／制御
Ｖ 電気車両充電施設の他の電力消費
ＶＢ 手段１０のエネルギー貯蔵装置制御ユニット８への接続
ＶＰ 所定のプロフィールＶＰ
ＶＶ 消費予測

Claims (15)

1. 複数の車両用の蓄電装置（３１・３２・３３）を並行して急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）するのに適した、ＡＣ電力供給システム（２）を有する電気車両充電施設（１）であって、少なくとも一つの急速充電ステーション（４１）を備え、当該急速充電ステーション（４１）は中継ポイント（５）を経由して一般的な送電網（６）へと接続される前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続され、そして、エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）を有する少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を備え、それによって、需要（Ｂ）に応じて、前記一般的な送電網（６）から引き出された電気的エネルギーを貯蔵（Ｓ）するために、そして前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に電気的エネルギーを伝達（Ａ）するために、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）はＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を経由して前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続され、それによって、付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）は前記電気車両充電施設（１）の中の少なくとも一つの適切な手段（１０）によって決定され、そしてこの手段（１０）は適切な需要シグナル（ＢＳ）を前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）に伝達するように構成され、当該ユニット（８）の機能は、前記需要シグナル（ＢＳ）を受信した後に、前記一般的な送電網（６）と前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）のいずれもが並行して行われる前記急速充電の操作（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）によって過負荷となることがないように、前記ＡＣ電力供給システム（２）に電気的エネルギーの伝達（Ａ）を開始することである、電気車両充電施設（１）。
2. 請求項１に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   当該電気車両充電施設（１）は、前記ＡＣ電力供給システム（２）の中に互いに並列に配置された複数の急速充電ステーション（４１・４２・４３）を備える、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）を決定するための前記適切な手段（１０）は一つ又はそれ以上の負荷センサ（１０）とすることができ、当該センサ（１０）は少なくとも前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）の中において前記中継ポイント（５）の上流に配置される、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）は、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の充電状態（ＬＺ）を考慮して、消費予測（ＶＶ）に基づいて又は所定のプロフィール（ＶＰ）に基づいて、前記一般的な送電網（６）から前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を充電する、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）は複数の貯蔵ユニット（７１）を有するフライホイールエネルギー貯蔵装置（７）であり、前記複数の貯蔵ユニット（７１）はそれぞれフライホイール（７２）を有し、それによって前記貯蔵ユニットは、ＤＣバス（７３）を介して互いに接続されており、また前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を介して前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続されている、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
6. 請求項５に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記フライホイールエネルギー貯蔵装置（７）は、前記ＤＣバスの電圧が概ね前記フライホイールエネルギー貯蔵装置（７）の充電状態（ＬＺ）とは無関係となるように構成され、とりわけ前記貯蔵ユニット（７１）の充電状態とは無関係となるように構成される、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記電気車両充電施設（１）は、前記需要（Ｂ）に応じて、前記一般的な送電網（６）からの電気的エネルギーを貯蔵（Ｓ）するために、また前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に電気的エネルギーを伝達（Ａ）するために、付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を備え、それらはそれぞれ他の一つのＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を介して前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続されている、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
8. 請求項７に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）は、付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）を決定するための前記手段（１０）に充電管理ユニット（１１）を介して接続されており、そして前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記充電状態（ＬＺ）に応じて、前記一般的な送電網（６）から引き出された電気的エネルギーの前記貯蔵（Ｓ）のために、また前記ＡＣ電力供給システム（２）への電気的エネルギーの前記伝達（Ａ）のために、前記充電管理ユニット（１１）は一つ又は複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を選択し、そしてこの充電管理ユニット（１１）は従って前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の個々の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）を作動させる、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電気車両充電施設（１）であって、
   前記車両用の蓄電装置（３１・３２・３３）は電気車両（３）のバッテリであることを特徴とする電気車両充電施設（１）。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の電気車両充電装置（１）であって、
    前記電気車両充電施設は、生成された電流のタイプに応じて、前記電気車両充電施設における前記ＡＣ／ＤＣトランスフォーマの上流又は下流のいずれかにその電流を供給するように配置される一つ又はそれ以上のエネルギー生成ユニットを備える、ことを特徴とする電気車両充電施設（１）。
11. 請求項１に記載の電気車両充電施設（１）の運転方法であって、ＡＣ電力供給システム（２）を有し、複数の車両用の蓄電装置（３１・３２・３３）を並行して急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）するのに適しており、少なくとも一つの急速充電ステーション（４１・４２・４３）を備えており、当該急速充電ステーション（４１・４２・４３）は中継ポイント（５）を介して一般的な送電網（６）に接続される前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続されており、そして前記ＡＣ電力供給システム（２）において付加的な電気的エネルギーの需要（Ｂ）を決定する少なくとも一つの適切な手段（１０）に接続されるエネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）を有する少なくとも一つの負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を備え、次のステップを備える、電気車両充電施設（１）の運転方法。
    ・前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）が未だ満充電の状態ではなく、そして前記適切な手段（１０）によっては前記電気車両充電施設（１）における付加的な電気的エネルギーの需要（Ｂ）が決定されなかったとき、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）はＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を介して前記一般的な送電網（６）から充電（Ｓ）される。
    ・前記適切な手段（１０）によって付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）が決定され、前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）に適切な需要シグナル（ＢＳ）が送信されたら、電気的エネルギーは前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）から前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システムへと伝達（Ａ）され、その伝達は前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）により開始され、そのため、前記一般的な送電網（６）も、前記電気車両充電施設（１）のＡＣ電力供給システム（２）も、並行して行う急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）の操作によっては過負荷にはならない。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記充電（Ｓ）は、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記充電状態（ＬＺ）を考慮して、消費予測（ＶＶ）に基づいて又は所定のプロフィール（ＶＰ）に基づいて行われる、ことを特徴とする方法。
13. 請求項１１又は請求項１２に記載の方法であって、前記電気車両充電施設（１）は付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を備え、それらはそれぞれ付加的なＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を介して前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）へと接続され、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記エネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）は充電管理ユニット（１１）を介して、付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）を決定する前記手段（１０）へと接続され、前記方法は以下のステップを含む、方法。
    ・前記ＡＣ電力供給システム（２）において付加的な電気的エネルギーの需要（Ｂ）がないときは、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）の前記充電状態（ＬＺ）に応じて、前記一般的な送電網（６）から引き出された電気的エネルギーを貯蔵（Ｓ）するための一つ又は複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）が前記充電管理ユニット（１１）によって選択（ＡＷ）される。
    ・前記ＡＣ電力供給システム（２）への電気的エネルギーの伝達（Ａ）のための一つ又は複数の負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）が選択（ＡＷ）され、そして続いて、前記選択された負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）は、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）に付随するエネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）によって作動（ＳＴ）される。
14. 中継ポイント（５）を介して前記一般的な送電網（６）に接続される現存するＡＣ電力供給システムを有する電気車両充電施設（１−ＰＡ）を改良して、請求項１に記載の電気車両充電施設（１）を創り出す方法であって、負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）を有し、複数の車両用の蓄電装置（３１・３２・３３）を並行して急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）するのに適しており、次のステップを備える方法。
    ・現存するＡＣ電力供給システム（２−ＰＡ）がこの全電流に対して適切でない場合、前記電気車両充電施設（１−ＰＡ）の前記ＡＣ電力供給システム（２−ＰＡ）を、並行して行う急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）において予測される全電流に適合させる。
    ・前記需要（Ｂ）に応じて、前記一般的な送電網（６）から引き出された電気的エネルギーを貯蔵（Ｓ）するために、そして前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に電気的エネルギーを伝達（Ａ）するために、前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）は、ＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）によって、前記電気車両充電施設（１−ＰＡ）の適合させられたと考えられるＡＣ電力供給システム（２）に接続される（ＡＮ）。
    ・付加的な電気的エネルギーの前記需要（Ｂ）を決定するための、好ましくは一つ又はそれ以上の負荷センサを備える適切な手段（１０）が、前記電気車両充電施設（１−ＰＡ）に組み込まれる（Ｅ）。
    ・前記手段（１０）は前記負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）のエネルギー貯蔵装置制御ユニット（８）に接続され（ＶＢ）、当該ユニットは前記決定された需要（Ｂ）に基づいて電気的エネルギーの前記ＡＣ電力供給システム（２）への伝達（Ａ）を開始するように設けられ、そうすることにより、前記一般的な送電網（６）も、前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）も、前記並行して行う急速充電（ＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３）によっては過負荷とはならないようにされる。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    適切な需要の予想に基づいて、連結し（ＡＮ）、組み込み（Ｅ）、接続する（ＶＢ）ことから成るステップを付加的な負荷変動阻止用のエネルギー貯蔵装置（７）に対して行うことができ、それらはその後、それぞれ他の一つのＡＣ／ＤＣトランスフォーマ（９）を介して、前記電気車両充電施設（１）の前記ＡＣ電力供給システム（２）に接続される、ことを特徴とする方法。

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