JP2021175367A - 電気自動車のａｃ充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車のＡＣ充電システム及びその運用方法を提供する。【解決手段】電気自動車２２ａ〜２２ｎのＡＣ充電システム１０は、送配電網２０によって応用され、電力検出モジュール１１、ローカル給電モジュール１２ａ〜１２ｎ及びローカル充電制御モジュール１３を備える。電力検出モジュールは、送配電網の第二ローカル電力変換装置２０２に接続され、電力パラメータを生じる。ローカル給電モジュールは、送配電網の第二ローカル電力変換装置の電力出力側に接続され、制御可能な電力を電気自動車に出力する。ローカル充電制御モジュールは、電力検出モジュール及びローカル給電モジュールに接続され、電力パラメータに基づいてローカル給電モジュールからの制御可能な電力を制御する。【効果】これにより、数多くの電気自動車にＡＣ充電作業を同時に行う際、電気の過負荷が原因で送配電網の給電状況に影響を与えることを避けることができる。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、充電システム、特に電気自動車のＡＣ充電システムに関するものである。

電気エネルギーは使用上の利便性を有するだけでなく、世界中では分布範囲および密度が最も大きく、使用率が最も高いエネルギーである。電気を使用する電気自動車は走行中に排気ガスを排出しないことが特徴であり、ガソリンを使用する自動車と比べて燃費がよく、化石燃料の消耗を緩和することができる。また電気自動車はモーターの運転に伴って生じる音および廃熱が極めて少ないため、騒音問題およびヒートアイランドを効果的に改善することができる。従って、電気自動車に関わる議題は近年注目されるようになってきた。

電気自動車はモーターを駆動するための電気が充電式バッテリーによって供給される。バッテリーが切れた時、電気を維持するにはバッテリーの充電または交換作業を行わなければならない。現今の充電仕組みに基づいて電気自動車に充電作業を行う際、送配電網を介して電気自動車に低速充電または急速充電作業を行うことが一般的である。

電気自動車にＡＣ充電を充電スタンドで行う際、まず充電スタンド、送配電網および電気自動車を接続する。続いてドライバーの設定に従って充電を開始し、充電量が設定値に到るまで充電を持続させる。つまり、充電スタンドは設定した充電量に到るまで充電を自動的に停止することがない。現今の充電構成は以下の二つの問題がある。一つは充電スタンドの単価および設置費用を値下げしなければ充電スタンドの普及が難しいことである。もう一つは電気自動車の普及化に伴って充電に必要な電気自動車の台数が増加すれば送配電網の電気負荷が増大することである。とくに給電が厳しい状態下で一般の暮らし、都市機能および産業に給電すると同時に膨大な数の電気自動車に給電することを維持すれば、送配電網を崩壊させてしまう可能性がある。

台湾では、電気自動車に対応する３KWのＡＣ充電スタンドは単価が８００から１２００アメリカドル、即ち高単価商品であるため、充電スタンドを広範囲に設置することが難しい。

発電形態は発電および給電を同調する方式である。送配電網の送電状況は日常生活によって一日、週間および年間の変化を表示する。ピーク時間帯およびオフピーク時間帯の電力消費量の差は３０％が一般的であり、気候によって１５０％まで上がることもある。送配電網全体、発電の計画及び建設はピーク時間帯の負荷率を基づいて余裕が持てるように考慮されるが、電気消費の比較的大きい電気自動車に給電することが管理および制御できなければ、ピーク時間帯の送配電網を崩壊させる可能性がある。

百年近く持続していった電力施設建設は事業内容が土地確保、環境保護評価、建設費用予算および建設期間予定計画に明確に分けられ、計画から実行までの期間がかなり長い。つまり、給電が必要な電気自動車の台数が大幅に増加するために現有の発電構成の変更計画を立て、実行することは不可能である。それに対し、膨大な数の電気自動車に同時給電したことが原因で給電状況に深刻な影響を与えることを抑制できる自動車のＡＣ充電システムおよび充電管理を現有の送配電網構築の下で提供することは現今の重要な課題の一つである。

一方、２０１８年の中国の充電状況により、電気自動車および充電スタンドの比は３．８対１であった。つまり、駐車場は数少ない充電スタンドしか提供できなかった。駐車場で電気自動車を充電する際、ステップは下記のとおりである、

ステップ１は駐車場内の充電スタンドがある場所を確保し、充電スタンドの機能および支払いの機能が正常であるか否かを確認することである。確認ができたら、ステップ２に進む。ステップ２は電気スタンドのプラグを電気自動車に差し込む。続いて、ステップ３は充電パワーおよび充電量を確認し、支払い手続きを完了させる。ステップ４は電気自動車に充電を開始し、充電が満タンになると充電を停止する。

一般の電気製品に対し、電気自動車はバッテリー容量が大きいため、大きい充電力が必要であるだけでなく、充電時間が長い。電気自動車の充電技術はＤＣ(Direct current)を採用する急速充電方式およびＡＣ(Alternating current)を採用する低速充電方式に分けられる。急速充電方式は主に急速充電ステーションに応用される。低速充電方式は個別の充電スタンドに応用される。容量が３０ＫＷＨのバッテリーを８０％充電する場合、急速充電方式の充電時間は３０分から５０分である。容量が３０ＫＷＨのバッテリーを１００％充電する場合、低速充電方式の充電時間は５時間から１０時間である。

駐車場を出るときに電気自動車の電力を十分に保てれば走行中の電池切れを心配することがなくなる。一般の車両は運転停止時間が走行時間より長いため、運転停止時間帯に低速充電（即ちＡＣ充電）を行うことが合理的である。到るところで充電できることを実現させるために、充電スタンドの設置範囲を拡大しなければならない。

一日に運転時間が２時間前後、走行距離が８０キロ前後であることは多くの乗用車に求められる条件である。上述した条件を満足したうえで５Ｋｍ／ＫＷｈの電気自動車に８０キロを走行できる電力を提供することを例とすれば、１６ＫＷｈが必要である。電力量が３ＫＷであれば、充電時間が５．３時間以上である。つまり、電池の切れた電気自動車を満タンに充電する所要時間は一日の運転停止時間（２２時間）の２４％である。

電気自動車にＡＣ充電を行う場合、交流を直流に変換する車載ＡＣ−ＤＣ変換器が必要である。３ＫＷの車載ＡＣ−ＤＣ変換器の重さが７Ｋｇである。交流電流を増大させて充電速度を上げる場合、ＡＣ−ＤＣ変換器の容量を増大させなければならないため、車両の価額が高くなり、車両の重量および体積が大きくなる。３ＫＷの充電スタンドは２４％の運転停止時間、即ち５．３時間で電気自動車を満タンに充電できるため、充電力の高い車両用ＡＣ−ＤＣ変換器を車両に別途で搭載する必要なく、電気自動車の価額を下げ、機能を高めることができる。

高速道路を走行する電気自動車の充電形態がＤＣ急速充電方式またはバッテリー交換であることに対し、本発明は通勤および日常の買い物に使う電気自動車に対応し、単独稼働のＡＣ充電スタンドの代わりに複数の充電スタンドおよび一つの制御ユニットからなる電気自動車のＡＣ充電システムを提供することを主な目的とする。本発明の技術特徴により、駐車場の充電スタンドを完備させ、駐車中の電気自動車を充電し、電気自動車にバッテリーを満タンにさせた上で駐車場からでることが実現できる。ＡＣ充電システムは予め設定した作動方式によって送配電網の情報を統合するため、使用上の利便性を向上させ、送配電網および充電スタンドに不備であるという問題を解決することができる。

本発明は上述した電気自動車のＡＣ充電システムによる電気自動車のＡＣ充電システムの運用方法を提供することをもう一つの目的とする。

上述した課題を解決するため、電気自動車のＡＣ充電システムは送配電網によって応用される。送配電網は相互に接続する第一ローカル電力変換装置および第二ローカル電力変換装置を有する。第一ローカル電力変換装置の電力は第二ローカル電力変換装置の電力より大きい。電気自動車のＡＣ充電システムは電力検出モジュール、複数のローカル給電モジュールおよびローカル充電制御モジュールを備える。電力検出モジュールは第二ローカル電力変換装置に接続され、電力パラメータを生じる。複数のローカル給電モジュールはそれぞれローカル電源配線によって第二ローカル電力変換装置の電力出力側に接続され、電力出力ユニット、切替ユニットおよび電流検出ユニットを有する。電力出力ユニットは制御可能な電力を電気自動車に出力する。切替ユニットは電力出力ユニットおよび複数のローカル電源配線の間に別々に接続される。電流検出ユニットは電力出力ユニットの電流を検出する。ローカル充電制御モジュールは電力検出モジュールおよび複数のローカル給電モジュールに接続され、第二ローカル電力変換装置の電力に基づいて複数のローカル給電モジュールに制御可能な電力を出力させることを別々に制御する。

一実施形態において、複数の電気自動車がそれぞれケーブルによってローカル給電モジュールの電力出力ユニットに接続される際、ローカル充電制御モジュールは電力出力ユニットによって電気自動車に制御可能な電力を出力し、充電作業を行う。

一実施形態において、電力検出モジュールは第二ローカル電力変換装置の電力入力側に接続され、電力パラメータを生じる。電力パラメータは第二ローカル電力変換装置の電力を表示する。

一実施形態において、送配電網制御センターはグローバル充電制御モジュールによってそれぞれのローカル充電制御モジュールの総充電電力を制御し、第二ローカル電力変換装置の電力を調整する。

一実施形態において、ローカル給電モジュールはさらに接続検出ユニットを有する。外部電源コネクタを接続検出ユニットに差し込めば、接続検出ユニットはローカル充電制御モジュールに接続信号を送信する。ローカル充電制御モジュールは接続信号に基づいて切替ユニットに電力出力ユニットと送配電網とを接続させるため、電気ショックの発生を抑制することができる。接続検出ユニットは機械式スイッチ、磁気スイッチまたは電子接点などによる検出方式を採用する。電子接点は専用充電ケーブルの信号コネクタであってもよい。充電ケーブルを接続する際、信号コネクタは電子接点になり、回路を構成して接続信号を生じる。

一実施形態において、ローカル給電モジュールおよびローカル充電制御モジュールは有線または無線方式によって通信を行う。有線通信は電力線通信(Power Line Communication , PLC)などである。無線通信はWi-Fiやzigbee（登録商標）などである。

一実施形態において、充電システムはさらにローカル充電制御モジュールと接続するグローバル充電制御モジュールを有する。グローバル充電制御モジュールはローカル充電制御モジュールに接続されて遠隔制御情報をローカル充電制御モジュールに伝達する。ローカル充電制御モジュールは電力パラメータ、ローカル制御情報、車両状態情報および遠隔制御情報に基づいて複数のローカル給電モジュールの制御可能な電力を制御する。

一実施形態において、第一ローカル電力変換装置は変電所、配電用変電所または変圧器から構成される。第二ローカル電力変換装置は変圧器から構成される。

一実施形態において、電力出力ユニットはＡＣ電源出力ジャックである。ＡＣ電源出力ジャックは現地（国または地域）の電源電圧、例えば２２０Ｖから２４０Ｖに対応する。

一実施形態において、電力出力ユニットと電気自動車を接続するケーブルは電気自動車内に用意されたコードリールである。

一実施形態において、それぞれのローカル給電モジュールはローカル充電制御モジュールの制御を受けたうえで電気自動車を順番に充電する。

一実施形態において、それぞれの電力出力ユニットに制御可能な電力を出力させる方法は、下記のステップを含む。一つはローカル充電制御モジュールによって一つの電気自動車に一つの充電段階の電流情報を伝達することである。一つは指定した電気自動車によって一つの車載ＡＣ−ＤＣ変換器を制御することである。一つは充電段階の電流情報に基づいて充電指令を行うことである。一つは指定したローカル給電モジュールの電流検出ユニットによって指定した電気自動車の充電電流をローカル充電制御モジュールが受けることである。一つは指定した電気自動車の充電電流および充電段階の電流情報に関わる指令の誤差が許容範囲内であるか否かを確認し、誤差が許容範囲を超えた場合、ローカル充電制御モジュールが切替ユニットによって指定した電気自動車の充電作業を停止することである。

一実施形態において、充電作業を行う前にもう一つの作業は電気自動車とローカル充電制御モジュールの車両状態情報とを相互に対応させるか否かを確認することである。

ローカル充電制御モジュールは有線通信および無線通信によってユーザーまた車両とコミュニケーションを取ることができる。一方、マンマシンインタフェース（コンソール）はユーザーと対話したうえでローカル充電制御モジュールによって起動、中断、支払い手続きなどを完成させることができる。

一実施形態において、任意の一つのローカル電源配線の電力が一つの配線容量増大制御値まで上昇する際、ローカル充電制御モジュールはローカル電源配線に接続されるローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げる。任意の一つのローカル電源配線の電力が一つの配線容量減少制御値まで降下し、充電が必要になる際、ローカル充電制御モジュールはローカル電源配線に接続されるローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げる。

一実施形態において、配線容量の上昇制御値は配線容量の上限を超えないかそれに等しい。配線容量の降下制御値は配線容量の上昇制御値を超えないかそれに等しい。

上述した課題を解決するため、上述した電気自動車のＡＣ充電システムによる電気自動車のＡＣ充電システムの運用方法は下記のステップを含む。一つは電力検出モジュールによって第二ローカル電力変換装置の電力入力側の電力パラメータを検出することである。一つはローカル充電制御モジュールが起動信号に基づいて電気自動車との連絡ルードを作成することである。一つは外部パラメータに基づいて充電スケジュールを設定し、充電作業を行うことである。一つはローカル充電制御モジュールが中断信号に基づいて費用請求作業を行うことである。外部パラメータにおいて、遠隔制御情報は送配電網の制御センターおよび充電システムの制御センターがグローバル充電制御モジュールを介して提供するものである。

一実施形態において、電力パラメータが電力増大制御値まで上昇する際、ローカル充電制御モジュールはローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げる。電力パラメータが電力減少制御値まで降下し、充電が必要になる際、ローカル充電制御モジュールはローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げる。電力上昇制御値および電力降下制御値は第二ローカル電力変換装置の容量または遠隔制御情報の終端段階の給電容量情報によって決まり、数値が同じであってもよい。総充電電力の増減によって第二ローカル電力変換装置の安全性を確保したり、電力ネットワークの崩壊を抑制したりすることができる。

充電負荷の総電力を降下させる方法は下記のとおりであるが、下記に限定されない。一つは複数のローカル給電モジュールの導通するモジュールの数を減らすことによって総充電電力を下げることである。一つは複数のローカル給電モジュールのそれぞれのモジュールの充電電力を下げることによって総充電電力を下げることである。一つはローカル給電モジュールの一部分の導通するモジュールの数を減らし、別の一部分のモジュールの充電電力を下げることによって総充電電力を下げることである。

充電負荷の総電力を増大させる方法は下記のとおりであるが、下記に限定されない。一つは複数のローカル給電モジュールの導通するモジュールの数を増やすことによって充電負荷の総電力を上げることである。一つは複数のローカル給電モジュールのそれぞれのモジュールの充電電力を上げることによって充電負荷の総電力を上げることである。一つはローカル給電モジュールの一部分の導通するモジュールの数を増やし、別の一部分のモジュールの充電電力を上げることによって充電負荷の総電力を上げることである。

上述した課題を解決するため、別の一つの電気自動車のＡＣ充電システムは送配電網および住宅によって応用される。送配電網は相互に接続する第一ローカル電力変換装置および第二ローカル電力変換装置を有する。第一ローカル電力変換装置の電力は第二ローカル電力変換装置の電力より大きい。電気自動車のＡＣ充電システムは電力検出モジュール、一つ以上のローカル給電モジュール、ローカル充電制御モジュールおよび住宅電力メーターを備える。電力検出モジュールは第二ローカル電力変換装置に接続され、電力パラメータを生じる。ローカル給電モジュールはローカル電源配線によって第二ローカル電力変換装置の電力出力側に接続され、電力出力ユニット、切替ユニットおよび電流検出ユニットを有する。電力出力ユニットは電気自動車に制御可能な電力を出力し、充電作業を行う。切替ユニットは対応する電力出力ユニットおよびローカル電源配線の間に別々に接続される。電流検出ユニットは電力出力ユニットの電流情報を検出する。ローカル充電制御モジュールは電力検出モジュールに接続され、第二ローカル電力変換装置の電力に基づいてローカル給電モジュールに制御可能な電力を出力させることを別々に制御する。ローカル充電制御モジュールは電流検出ユニットで検出した電流情報に基づいて住宅用総充電電力量を算出する。住宅電力メーターは所在地のローカル給電モジュールと第二ローカル電力変換装置との間に設置され、住宅用総消費電力量を計量する。住宅用総消費電力量は住宅用総充電電力量および非住宅用総充電電力量に区別される。住宅用総充電電力量および非住宅用総充電電力量は別々に精算される。計算式は「非住宅用総充電電力量＝住宅用総消費電力量−住宅用総充電電力量」である。

一実施形態において、自家用車識別情報はローカル充電制御モジュールに記録される。ローカル充電制御モジュールは電力出力ユニットに接続された電気自動車が自家用車識別情報に対応するか否かを判断する。電力出力ユニットに接続された電気自動車が自家用車識別情報に対応すれば、ローカル充電制御モジュールは充電作業を開始する。

一実施形態において、第二ローカル電力変換装置と住宅電力メーターとの間の電源配線は既有の電源配線である。

上述した課題を解決するため、電気自動車のＡＣ充電システムの運用方法は電気自動車のＡＣ充電システムと送配電網とを組み合わせ、第二ローカル電力変換装置の電力を検出することである。電気自動車のＡＣ充電システムはそれぞれの電気自動車の充電電力を自動的に下げ、総出力電力を第二ローカル電力変換装置の容量より低くするか、出力電力を設定電力より低くすることによって送配電網の安定性を確保する。

一実施形態において、第二ローカル電力変換装置の総給電電力はユーザーの非総充電電力および電気自動車のＡＣ充電システムの総充電電力を含む。

一実施形態において、ローカル給電モジュールの出力電力は０と設定電力の範囲内に調整される。

上述した技術特徴をまとめてみると、本発明による電気自動車のＡＣ充電システムは電力検出モジュールによってローカル電力変換装置の電力パラメータを検出し、負荷状態を把握する。続いて、電力パラメータに基づいてＡＣ充電システムのローカル給電モジュールからの制御可能な電力の出力電力を制御する。電力パラメータが所定値まで増大する際、ローカル充電制御モジュールはローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げる。電力パラメータが所定値まで減少し、充電が必要になる際、ローカル充電制御モジュールはローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げる。上述した運用方式により、本発明はローカル電力変換装置を保護し、送配電網の使用効率を向上させることができる。また、本発明はローカル充電制御モジュールによって複数の電気自動車充電ジャックを制御するため、配電ネットワークを保護し、低単価の充電ジャックを使用し、オフピーク時間帯の電力を十分に利用することができる。

本発明の第１実施形態による電気自動車のＡＣ充電システムと送配電網を組み合わせる構築を示す模式図である。 本発明の第１実施形態での詳細な電力配線を示す模式図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明において電力検出モジュールと第二ローカル電力変換装置を組み合わせる構築を示す模式図である。 本発明の第２実施形態による電気自動車のＡＣ充電システムの運用状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態による電気自動車のＡＣ充電システムの運用状態を示す模式図である。 本発明においての第二ローカル電力変換装置の給電仕組みを示す模式図である。 本発明においての第二ローカル電力変換装置の給電仕組みを示す模式図である。 本発明による電気自動車のＡＣ充電システムの仕組みを示す模式図である。 本発明による電気自動車のＡＣ充電システムの仕組みを示す模式図である。 本発明による電気自動車のＡＣ充電システムの仕組みを示す模式図である。 本発明において第二ローカル電力変換装置の総電力と総充電電力の制御方法を示す関係図である。 図９Ａは、本発明の実施形態において時間、リアルタイム電力、平均電力および実効電力の関連性を示すグラフである。図９Ｂは、本発明の実施形態において時間、リアルタイム電力、平均電力および実効電力の関連性を示す表である。

以下、本発明による電気自動車のＡＣ充電システムを図面に基づいて説明する。

以下の実施形態において、接続方式は電気的接続方式を含む。電気的接続方式は電子部材、無線伝送または媒介装置によって電気的接続を行うことである。充電負荷は本発明による電気自動車のＡＣ充電システムが充電作業を行う際の負荷である。それ以外の電力負荷は非充電負荷である。総充電電力は電気自動車のＡＣ充電システムの充電作業に伴って発生する消費電力である。それ以外の消費電力、即ち非総充電電力および非充電負荷は一般向け消費電力および工業向け消費電力を含むが、これらに限定されない。
（第1実施形態）

図１に示すように、本発明の第1実施形態による電気自動車のＡＣ充電システム１０は送配電網（power grid）２０および複数の電気自動車２２ａから２２ｎによって応用される。電気自動車のＡＣ充電システム１０は電力検出モジュール１１、複数のローカル給電モジュール１２ａから１２ｎ、ローカル充電制御モジュール１３およびグローバル充電制御モジュール１４を備える。

送配電網２０は一つ以上の給電システムを有する。給電システム、即ちローカル電力配送ネットワークは発電システム、電力輸送システムおよび配電システムを含む。本実施形態において、送配電網２０は第一ローカル電力変換装置２０１、第二ローカル電力変換装置２０２および制御センター２０３を有する。

第一ローカル電力変換装置２０１および第二ローカル電力変換装置２０２は変圧器であり、それぞれ電力入力側および電力出力側を有する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、電力入力側は変圧器の一次巻線（primary winding）Ｗ１である。電力出力側は変圧器の二次巻線（secondary winding）Ｗ２である。第一ローカル電力変換装置２０１の電力出力側は第二ローカル電力変換装置２０２の電力入力側に接続される。第一ローカル電力変換装置２０１は第二ローカル電力変換装置２０２に２２ＫＶ級の第一電力ＰＷ１を出力する。第二ローカル電力変換装置２０２は２２ＫＶ級の第一電力ＰＷ１を第二電力ＰＷ２まで降下させた後、出力する。第二電力ＰＷ２は電圧レベルが３８０Ｖ、２２０Ｖおよび１１０Ｖであるが、これに限定されない。第一電力ＰＷ１および第二電力ＰＷ２はそれぞれ電力配線に対応するように配置される。

本実施形態において、電力レベルは上述に限定されず、国および地域の電力用規格によって違う。第一ローカル電力変換装置２０１および第二ローカル電力変換装置２０２は変圧器に限定されず、配電所または変電所であってもよい。

既有の電力配線に接続される電気設備は必ずしも同時に使用されるものではないため、電力配線の容量はそれに接続される電気設備の総容量より小さい。相互に接続する配線容量および負荷容量の関係、即ち配線と負荷の容量比は経験に基づいて適切な許容範囲を設計することによって決まる。それに対し、本発明は上述した技術特徴により本発明は充電設備の稼働状態を精密に制御し、電気自動車のＡＣ充電システムを一回の設置工事で完成させることができる。本発明において、電気配線は容量が比較的小さいが、これに限定されず、電気自動車の台数が増えれば配線の容量を増大させてもよいため、システムのイニシャルコストを節約することができる。言い換えれば、配線と負荷の容量比が比較的小さい配線を選択し、ローカル充電制御モジュールによって負荷電力を制御する方式は安全性の確保およびコストの節約が実現できる。図１Ｂに示すように、ローカル給電モジュールはローカル充電制御モジュールに制御される。本発明の技術特徴により、一つのローカル充電制御モジュールおよび複数のローカル給電モジュールを複数の駐車位置がある駐車場に設置し、電気自動車のＡＣ充電システムを構成する際、一回の工事ですべての駐車位置にローカル給電モジュールを配置することができるため、配置コストを削減することができる。電力配線ＰＷ２、ＰＷ２１、ＰＷ２１１、ＰＷ３に容量の比較的小さい配線を使用し、配線設置のための空間を保留すればコストを抑えることができる。詳しく言えば、電気自動車を３ＫＷ＠２２０Vで充電する際、電力配線ＰＷ２の容量は５７ＫＷ＠２６０Ａが必要である。電力配線ＰＷ２１の容量は３０ＫＷ＠１３６Ａが必要である。電力配線ＰＷ２３の容量は１２ＫＷ＠５５Ａが必要である。電力配線ＰＷ２２の容量は１５ＫＷ＠６８Ａが必要である。電力配線ＰＷ３の容量は１２ＫＷ＠５５Ａが必要である。充電負荷装置の容量は６９ＫＷ＠３１５Ａである。既有の第二ローカル電力変換装置２０２の容量が５０ＫＷである場合、充電負荷への供給上限、即ち充電負荷の許容容量は５０ＫＷの５０％、即ち２５ＫＷに設定される。充電負荷の許容容量即ち２５ＫＷが充電負荷装置の容量、即ち６９ＫＷの３６％である際、満車状態下で３６％の電気自動車は充電作業を受けることができる。ほかの６４％の電気自動車は「充電待ち」に維持される。従って、配線は負荷装置の容量の３４％を段階的に設計する、即ち、電力配線ＰＷ２を９１Ａ、電力配線ＰＷ２１を４８Ａ、電力配線ＰＷ２１１を１９Ａ、電力配線ＰＷ２２を２４Ａ、電力配線ＰＷ３を１９Ａに設定する方式を採用できる。配線の電力は配線に接続されるローカル給電モジュールの総充電電力であるため、すべての配線の負荷容量の上限を設定すれば、ローカル充電制御モジュールはすべての配線に対して充電待ちの電気自動車の台数および充電中の電気自動車の台数を制御し、設備コストの削減および安全性の保障を実現させることができる。

ローカル給電モジュール１２ｋから１２ｏに対応する駐車位置が駐車しやすい場所ですぐ満車状態になる場合、電力配線ＰＷ２２の容量を２４Ａから６８Ａに増大させ、ローカル充電制御モジュール１３の設定を変更する、即ち、異なる電源配線によって異なる充電容量比を設定することができる。本実施形態において、電力配線ＰＷ２２および別の電源配線は容量比が明らかに異なる。ローカル充電制御モジュールによって負荷電力を制御する方式は安全性の確保およびコストの節約が実現できる。

任意の一つの電源配線の電力が配線容量増大制御値まで上昇する際、ローカル充電制御モジュールは電源配線に接続されるローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げる。任意の一つの電源配線の電力が配線容量減少制御値まで降下し、充電が必要になる際、ローカル充電制御モジュールは電源配線に接続されるローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げる。配線容量増大制御値は配線容量上限に等しいまたはそれ以下である。配線容量減少制御値は配線容量増大制御値に等しいかそれ以下である。

新たな充電作業が増えれば配線容量が足りなくなる。また充電中の電気自動車のバッテリー容量の比較的大きいか、所有者が会員ランクの上の電気自動車を優先させることがよくあれば配線容量が足りなくなる。それに対し、任意の電源配線に対応するローカル給電モジュールの総充電電力を車両状態情報に基づいて増減させる方法は充電の順序を立てる方法より合理的である。本発明において、ローカル充電制御モジュールは通信方式によってすべての駐車位置にある車両状態情報を把握するため、すべての充電待ちの電気自動車の車両状態情報を比較し、指定した車両に対して充電電力の増減を決めることができる。言い換えれば、会員ランク、バッテリー容量、バッテリーの残量、駐車予定などの車両状態情報に基づいて充電電力の増減を決めることができる。

充電が必要な電気自動車の台数が増える際、第二ローカル電力変換装置２０２または電源配線の容量を増大させると同時にローカル充電制御モジュール１３の配線容量情報、配線容量増大制御値または配線容量減少制御値を変更し、系統性および拡大性を向上させれば、電気自動車の漸増に対応することができる。

図１Ａに示すように、送配電網制御センター２０３は総負荷情報Ｉ０４に基づいて負荷制御情報Ｉ０３を生じる。総負荷情報Ｉ０４は第一ローカル電力変換装置２０１および第二ローカル電力変換装置２０２の負荷状態またはいずれか一つの負荷状態を含む。送配電網制御センター２０３は送配電網２０の正常な作動を維持し、電力を適宜に調整することができる。送配電網制御センター２０３は単一段階の制御センターであるが、これに限定されず、複数の段階を含む制御センターであってもよい。

図１Ａおよび図２Ａに示すように、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の入力側、即ち変圧器の一次巻線Ｗ１に電気的に接続されて第一ローカル電力変換装置２０１の総負荷電力（または電力パラメータ）を検出する。計算式はＰ＝Ｖ（部品の両端の電位差）×Ｉ（電流）である。送配電網２０、即ち電源は電圧が定数値であり、電力が電流に比例するため、電流パラメータに基づいて電力パラメータを算出することができる。

電気自動車のＡＣ充電システム１０は充電総電力を制御して第二ローカル電力変換装置を保護することが目的である。そのために第二ローカル電力変換装置２０２の電力および総充電電力に関連する電力出力ユニットの充電電力を把握すれば、充電電力を変化させる必要がある際、正確な判断を下すことができる。総充電電力、非総充電電力および第二ローカル電力変換装置の電力の関係式はエリア電力変換装置の電力＝総充電電力＋非総充電電力である。上述した三つのパラメータのうちの二つのパラメータを明確にすれば計算式に基づいて第二ローカル電力変換装置の電力および総充電電力を算出することができる。また第二ローカル電力変換装置に充電負荷しかない場合、一つのパラメータを明確にすれば電力検出モジュールによって算出するか、それぞれの電流検出ユニットの電流の総計によって算出することができる。

第二ローカル電力変換装置２０２の電力および総充電電力は下記の方法に基づいて求められる。

図１Ａ、図２Ａ、図２Ｂおよび図４Ａに示すように、第二ローカル電力変換装置２０２の電力は電力検出モジュール１１によって検出される。総充電電力は電力出力ユニットに対応する電流検出ユニットの電流をローカル充電制御モジュール１３で合計することによって算出される。

図４Ｂに示すように、総充電電力は電力出力ユニットに対応する電流検出ユニットの電流をローカル充電制御モジュール１３で合計することによって算出される。電力検出モジュール１１ａは非総充電電力を検出する。第二ローカル電力変換装置２０２の電力は電力検出モジュール１１ａで検出した非総充電電力と総充電電力の合計によって算出される。

図４Ｂに示すように、総充電電力は電力検出モジュール１１ｂによって検出される。第二ローカル電力変換装置２０２の電力は電力検出モジュール１１ａで検出した非総充電電力および電力検出モジュール１１ｂで検出した総充電電力の合計によって算出される。この方法が二つの電力検出モジュールさえあればローカル給電モジュール内の電流検出ユニットが必要でなくなる。しかし、総充電電力を正確に制御できず、すべてのローカル給電モジュールの電流を確認できないことがこの方法の欠点である。

送配電網２０において、ローカル電力変換装置は伝送電力に対する消耗電力の比が非常に小さいため、総入力電力がほぼ総出力電力と同じである。図２Ｂに示すように、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の出力側、即ち変圧器の二次巻線Ｗ２に接続されてもよいため、同様にローカル電力変換装置の総電力を検出する機能を果たすことができる。第二ローカル電力変換装置２０２の出力側が多次巻線である場合、第二ローカル電力変換装置２０２の総電力はすべての出力側の電力の合計によって算出される。

図２Ａに示すように、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の入力側の一次巻線Ｗ１に接続されて送配電網２０を介して第二ローカル電力変換装置２０２の入力電圧、総入力電流、総入力負荷電力などの情報を取得する。言い換えれば、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の総入力負荷状態を検出する。図２Ｂに示すように、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の出力側の二次巻線Ｗ２に接続されて送配電網２０を介して第二ローカル電力変換装置２０２の二組の出力電圧、出力電流、算出した総出力負荷電力などの情報を取得する。言い換えれば、電力検出モジュール１１は第二ローカル電力変換装置２０２の総出力負荷状態を検出する。本実施形態において、電力検出モジュール１１は計器用変流器(current transformer)、ホール電流センサー(Hall current sensor)または電流検出抵抗器(current sense resistor)である。

図８に示すように、非総充電電力、即ちＸ軸において、ｘ１は２０ＫＷ、ｘ２は２５ＫＷ、ｘ３は３０ＫＷ、ｘ４は３５ＫＷである。総充電電力、即ちＹ軸において、ｙ１は１５ＫＷ、ｙ２は２０ＫＷ、ｙ３は２５ＫＷ、ｙ４は３０ＫＷである。変圧器定格電力Ｓ１は５５ＫＷ、電力増大制御値Ｓ２は５０ＫＷ、電力減少制御値Ｓ３は４０ＫＷである。本発明のもう一つの目的は第二ローカル電力変換装置２０２を保護することである。第二ローカル電力変換装置２０２、即ち変圧器は定格電力（または定格容量）Ｓ１によって保護される。第二ローカル電力変換装置２０２が正常に作動する際、第二ローカル電力変換装置２０２の負荷は容量を超えず、許容範囲内に電力増大制御値Ｓ２を生じる。許容範囲が０である際、Ｓ２はＳ１に等しい。ローカル電力変換装置の電力が電力増大制御値まで上昇する際、ローカル電力変換装置を保護するには充電負荷を下げることが必要である。例えば、図８に示すように、２０ＫＷ（ｙ２）の総充電電力に対し、非総充電電力が３０ＫＷ（ｘ３）まで増大する、即ち電力関係が座標（ｘ３,ｙ２）で表示される際、総充電電力を下げなければならない。

変圧器はコイルおよび鉄心から構成されるため、極めて短い時間内に負荷が容量を超えたことが原因で損壊することは発生しない。また非充電負荷の増減および時間は確実に予測できない。電力はリアルタイム電力（測定値）を採用するほかに単位時間あたりの電力を異なる方式に基づいて計算する方法を採用してもよい。例えば、平均電力（単位時間あたりの最大値および最小値の平均値）、実効電力（単位時間（time-based）内累積した電力の平均値）に基づいて計算する方法も採用できる。図９Ａに示すように、Ｘ軸時間が−６０ｓから＋６０ｓのリアルタイム電力は２０ＫＷである。Ｘ軸時間が＋６０ｓから＋１２０ｓのリアルタイム電力は２０ＫＷから４０ＫＷに上昇する。Ｘ軸時間が＋１２０ｓから＋１８０ｓのリアルタイム電力は４０ＫＷから２０ＫＷに降下する。Ｘ軸時間が＋１８０ｓ以降のリアルタイム電力は２０ＫＷに維持される。１２０秒の単位時間で電力を異なる方式によって計算する。

図８、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、Ｘ軸は時間であるのに対し、Ｙ軸は非リアルタイム充電電力である（図９Ａ参照）。電力増大制御値Ｓ２は５０ＫＷである。Ｘ軸時間が＋６０ｓの前の総充電電力は２０ＫＷである。図９Ｂに示すように、非総充電電力を制御する際、下記の三つの方法を採用することができる。一つ目の方法は、リアルタイム電力に基づいて非総充電電力を制御する際、Ｘ軸時間が＋９０ｓの時に充電負荷を降下させることが必要であり、Ｘ軸時間が＋１５０ｓ以降、状況に応じて充電負荷を２０ＫＷに復元させることができる。二つ目の方法は、平均電力に基づいて非総充電電力を制御する際、Ｘ軸時間が＋１２０ｓの時に充電負荷を降下させることが必要であり、Ｘ軸時間が＋２４０ｓ以降、状況に応じて充電負荷を２０ＫＷに復元させることができる。三つ目の方法は、実効電力に基づいて非総充電電力を制御する際、充電負荷を変化させず２０ＫＷに維持すればよい。上述をまとめてみると、本発明は総充電電力を制御することによってローカル電力変換装置を保護し、異なる方式によって電力を計算し、最良の効果を求めることができる。

図１Ａに示すように、ローカル給電モジュール１２ａから１２ｎはそれぞれローカル電源配線ＬＰＬを介して第二ローカル電力変換装置２０２の電力出力側に接続され、第二ローカル電力変換装置２０２からの第二電力ＰＷ２によって電気自動車２２ａから２２ｎに制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎを出力し、電気自動車２２ａから２２ｎの搭載バッテリーの充電作業を行う。

続いて、複数のローカル給電モジュールのうちの一つのローカル給電モジュール１２ａを挙げて説明を進める。ローカル給電モジュール１２ａは電力出力ユニット１２１ａ、切替ユニット１２２ａ、接続検出ユニット１２３ａおよび電流検出ユニット１２４ａを有する。

電力出力ユニット１２１ａはＡＣ電源コンセント（power outlet）であり、充電が必要な電気自動車２２ａに電気的に接続されて電力ＡＰａ出力し、電気自動車２２ａの搭載バッテリーの充電作業を行う。切替ユニット１２２ａは電力出力ユニット１２１ａおよび第二ローカル電力変換装置２０２の電力出力側の間に接続され、ローカル充電制御モジュールの指令に基づいて制御可能な電力の出力を制御する。接続検出ユニット１２３ａは電力出力ユニット１２１ａに接続され、電力出力ユニット１２１ａが別の物体に電気的に接続されるか否かを検出し、ローカル充電制御モジュール１３に検出結果を送信する。本実施形態において、別の物体は外部電源コネクタ、例えば電気自動車から引き出す電源ケーブルであってもよい。電流検出ユニット１２４ａは電力出力ユニット１２１ａとローカル電源配線ＬＰＬとの間に接続され、電力出力ユニット１２１ａの電流を検出し、電力出力ユニット１２１ａの充電電流に対応する情報をローカル充電制御モジュール１３に送信する。

本実施形態において、切替ユニット１２２ａは機械または半導体による接点からなる。機械による接点は継電器である。半導体による接点はトランジスタ、サイリスタおよび金属酸化物半導体電界効果トランジスタである。接続検出ユニット１２３ａは機械式スイッチ、磁気スイッチまたは電子接点などによって電気的接触を行う方式を採用する。電流検出ユニット１２４ａは電力検出モジュール１１と同じように計器用変流器、ホール電流センサーまたは電流検出抵抗器を採用する。

ローカル給電モジュール１２ｂから１２ｎの仕組みおよび機能はローカル給電モジュール１２ａと同じであるため、説明を省略する。

ローカル充電制御モジュール１３は電力検出モジュール１１およびローカル給電モジュール１２ａから１２ｎに別々に接続されると同時にローカル制御情報を記録する。ローカル制御情報は第二ローカル電力変換装置の容量および電源配線の容量などの情報を含むが、これに限定されない。ローカル充電制御モジュール１３はローカル電源配線ＬＰＬによってローカル給電モジュール１２ａから１２ｎに電気的に接続される。本実施形態において、相互に対応する切替ユニットおよび電力出力ユニットは単独でローカル充電制御モジュール１３に制御されたうえで制御可能な電力を出力する。つまり、それぞれのローカル給電モジュールから出力された制御可能な電力は同じであるか、異なる。ローカル充電制御モジュール１３とローカル給電モジュール１２ａから１２ｎの間は電力線通信技術に基づいて情報が伝送される。言い換えれば、電気自動車と電力出力ユニットとを電気的に接続した後、ローカル充電制御モジュール１３は電力線通信技術に基づいて電気自動車の車両状態情報を取得することができる。車両状態情報は車両識別情報、会員ランク、支払い情報、バッテリー容量、バッテリー残量、バッテリーの最大電力、駐車予定および充電表示などを含む。

ローカル充電制御モジュール１３はエリア内の電気自動車の充電作業に関わる情報（情報読み取り、料金比較、コスト計算、充電スケジュールなど）をプロセッサによって処理する。数百台の電気自動車を収容できる大型駐車場でも、電気自動車の充電作業に関わる情報量は限られる。現今のプロセッサの演算処理および演算速度は大幅に向上する。つまり、一つのローカル充電制御モジュール１３は大量のローカル給電モジュールに接続され、大量のローカル給電モジュールを制御できるため、充電コンセントを増やしたいとき、ローカル給電モジュールさえ増設すればよい。言い換えれば、充電コンセントを増やせば増やすほど平均単価が安くなる。

グローバル充電制御モジュール１４はローカル充電制御モジュール１３および送配電網２０に接続される。グローバル充電制御モジュール１４は送配電網制御センター２０３からの負荷制御情報Ｉ０３を受信し、ローカル充電制御モジュール１３に遠隔制御情報Ｉ０２を伝達する。ローカル充電制御モジュール１３は電力パラメータＩ０１、車両状態情報、ローカル制御情報および遠隔制御情報Ｉ０２に基づいてローカル給電モジュール１２ａから１２ｎの制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎを別々に制御する。送配電網制御センター２０３は負荷制御情報Ｉ０３に基づいてグローバル充電制御モジュール１４を介してローカル給電モジュール１２ａから１２ｎの出力電力を間接的に制御するため、送配電網２０の崩壊を避けることができる。別の実施形態において、グローバル充電制御モジュール１４およびローカル充電制御モジュール１３は統合式モジュールであってもよい。

遠隔制御情報Ｉ０２は終端段階の給電容量情報、時間と電気料金の情報、車両識別情報、会員ランク、支払い情報などを含む。ローカル充電制御モジュール１３はグローバル充電制御モジュール１４を介して遠隔制御情報Ｉ０２を取得する。終端段階の給電容量情報および時間と電気料金の情報などは送配電網制御センター２０３から発信される。車両識別情報、会員ランクおよび支払い情報などは充電システム制御センター１５から発信される。充電システム制御センター１５はすべての電気自動車のＡＣ充電システム情報を統合し、登録した新規加入の情報をそれぞれのＡＣ充電システムに伝送する。上述した技術特徴により、ローカル充電制御モジュール１３およびグローバル充電制御モジュール１４は会員ランクの一番上の電気自動車の充電権益を確保し、送配電網２０の総負荷を維持し、過負荷（overload）が原因で送配電網２０を崩壊させることを抑制することができる。
（第２実施形態）

第1実施形態による電気自動車のＡＣ充電システム１０は独立の駐車場または一つのエリア内の駐車場所などに応用される。電気自動車のＡＣ充電システム１０の配線およびすべてのユニットは数多くの駐車場所に対応するように配置される。続いて、本発明の第２実施形態による電気自動車のＡＣ充電システム１０の運用方法はステップＰ０１からステップＰ０６を含む。電気自動車では、対応するＡＣ充電システムと、車両識別情報、会員ランク、支払い情報、信号起動方式などを確認するハードウェアとを設置することが必要である。

ステップＰ０１は電源ケーブルと通信通路とを接続する接続作業である。詳しく言えば、電源ケーブルによって電気自動車２２ａと電力出力ユニット１２１ａとを接続する。本発明は充電コンセントの数を電気自動車の台数の二倍以上に設定する。しかし既有の充電スタンドはコード付きプラグを使用するため、管理が難しい。従って、電気自動車側にコード付きプラグ、例えばコードリール（ケーブルを自動的に巻き取るリール）を備えれば最も好ましい。コードリールは電源ケーブルを所定の部位に自動的に巻き取って収容するユニットである。

ローカル充電制御モジュールが起動信号をキャッチすると信号の接続を開始する。詳しく言えば、ローカル充電制御モジュールは起動信号に基づいて充電の設定および操作を開始する。起動信号は作業員によって発信される。詳しく言えば、作業員は電源コネクタを電力出力ユニットに差し込んで接続検出ユニットを介して起動信号を発信する方式、携帯電話またはヒューマンマシンインターフェースによって起動信号を発信する方式、電力線通信技術に基づいて電気自動車の充電ケーブルを介して起動信号を発信する方式または無線通信に基づいて電気自動車を介して起動信号を発信する方式を採用することができる。

ステップＰ０２は連絡ルードを立ち上げることである。詳しく言えば、ローカル充電制御モジュール１３は起動信号に基づいて有線伝送方式または無線伝送方式を介して電気自動車２２ａとの連絡ルードを立ち上げる。本発明はローカル充電制御モジュール１３および電気自動車の車両制御ユニット（Vehicle Control Unit）によって充電の設定および操作を自動的に進めることができるため、使用に便利である。

本実施形態において、起動信号を発信する際、電源コネクタを電力出力ユニットに差し込んで接続検出ユニットを介して起動信号を発信する。続いて、電気自動車が駐車位置に入った後、電気自動車と充電ケーブルとを接続すれば、ローカル充電制御モジュールはすべての充電作業および費用精算などを自動的に完了させるため、使用上の利便性を向上させることができる。

ローカル充電制御モジュールと電気自動車は電力線通信技術などの有線通信、またはWi-Fi、zigbee（登録商標）、基地局などの無線通信によって連絡ルードを立ち上げる。ローカル充電制御モジュール１３は連絡ルードによって電気自動車２２ａとのコミュニケーションを取ることができる。電気自動車のドライバーはモバイルアプリを使用し、電気自動車を介して連絡ルードを通って充電請求を提出することができる。

ステップＰ０３はパラメータを整合することである。詳しく言えば、ローカル充電制御モジュール１３は連絡ルードによって電気自動車２２ａの車両状態情報を取得し、車両状態情報中の車両識別情報がローカル充電制御モジュール１３内の車両識別情報と一致し、有効であるか否かを確認する。続いて電力パラメータＩ０１、遠隔制御情報Ｉ０２、ローカル制御情報および車両状態情報などを整合する。続いて予め設定した演算方法に基づいて充電スケジュールを作成し、充電スケジュールに従って電気自動車２２ａから２２ｎに制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎを順番に提供すれば、送配電網２０の全体負荷に応え、それぞれの電気自動車のニーズを満たすことができる。充電スケジュールを作成する演算方法はシステム内に予め設定され、後続作業においてグローバル充電制御モジュール１４の遠隔操作によって修正されることができる。演算方法は会員ランクの順に従って充電スケジュールを作成することもできる。例えば、充電作業全体の前半において会員ランクが上位の電気自動車を優先し、すべての電気自動車のバッテリーを満タンの半分まで充電し、充電作業全体の後半において会員ランクが上位の電気自動車を優先し、すべての電気自動車のバッテリーを満タンになるまで充電する。

ローカル充電制御モジュール１３は充電スケジュールに従ってそれぞれの電気自動車に充電作業の開始および停止、充電電力の増減を行う。本実施形態において、電力パラメータＩ０１、電力出力ユニットに対応する車両の台数、ローカル制御情報Ｉ０５、車両状態情報または遠隔制御情報Ｉ０２は即時更新されるため、充電スケジュールは常に情報の更新に伴って更新される。詳しく言えば、駐車場内の任意の電気自動車が満タンになるまで充電され、駐車位置から出るまで、「充電待ち／充電許可／充電待ち／充電許可など」の表示は持続的に繰り返される。

充電スケジュールはそれぞれの電気自動車に充電開始、充電停止、充電電力の増減などを行う順序を表示する。充電スケジュールによって電気自動車の総充電電力を制御し、非電気自動車向け総電力をローカル電力変換装置の容量または終端段階の給電容量より小さくすれば、送配電網２０の安全性を確保することができる。ローカル電力変換装置のリアルタイム電力は電力検出モジュールによって検出される。

ステップＰ０４は充電作業を行うことである。ローカル充電制御モジュール１３は電力検出モジュール１１からの電力パラメータＩ０１に基づいて第一ローカル電力変換装置２０１の電力を判断する。第一ローカル電力変換装置２０１の電力が電力増大制御値まで上昇する際、ローカル充電制御モジュール１３はローカル給電モジュール１２ａから１２ｎの総充電電力（即ち電気自動車２２ａから２２ｎに供給する制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎ）を自動的に下げる。総充電電力はローカル給電モジュール１２の総出力電力を０まで降下させることができる。言い換えれば、ローカル給電モジュール１２の出力電力は０と設定電力の範囲内に調整される。設定電力はローカル電力変換装置の容量であってもよい。或いは人員で設定される。ローカル充電制御モジュール１３は総充電電力の最大値と０の範囲内に総充電電力を調整し、ローカル電力変換装置および送配電網２０の安全性を確保する。つまり、送配電網が過負荷になる際、ローカル充電制御モジュール１３は出力電力が０になるまで総充電電力を自動的に下げ、送配電網２０の過負荷を解除し、送配電網２０の安全性を確保する。電気自動車２２ａから２２ｎのバッテリーが満タンになる前に、ローカル充電制御モジュール１３は電気自動車２２ａから２２ｎに対する充電電流を下げたり、充電作業を停止したりすることによって充電効率を最良の状態に維持することができる。

ローカル充電制御モジュール１３は電力検出モジュール１１からの電力パラメータＩ０１に基づいて第二ローカル電力変換装置２０２の電力を判断する。第二ローカル電力変換装置２０２の電力が電力減少制御値まで降下する際、ローカル充電制御モジュール１３はローカル給電モジュール１２ａから１２ｎの総充電電力（即ち電気自動車２２ａから２２ｎに供給する制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎ）を自動的に上げる。

ローカル充電制御モジュール１３によって電力出力ユニットの充電電流（電力）を制御する際、ローカル給電モジュールの電力出力ユニットは電気自動車を指定し、指定駐車位置に駐車させる。続いてローカル充電制御モジュール１３は指定した電気自動車に一つの段階の充電電流情報を連絡ルードによって伝送する。続いて指定した電気自動車は車載ＡＣ−ＤＣ変換器を制御すると同時に充電段階の電流情報による充電指令を執行する。続いてローカル充電制御モジュール１３はローカル給電モジュールの電流検出ユニットを指定し、指定した電気自動車の充電電流を検出すると同時に、指定した電気自動車の充電電流および充電段階の電流情報に関わる指令の誤差が許容範囲内であることを確認できたら、充電電流の制御作業を完了させる。誤差が許容範囲を超えた場合、ローカル充電制御モジュールは指定した電気自動車の充電作業を切替ユニットによって停止する。つまり、ローカル充電制御モジュールは充電電流を制御することによってそれぞれの充電コンセントを制御することができる。

ローカル充電制御モジュールは指定した電力出力ユニットを順番に制御する。電力出力ユニット１２１ａから１２１ｎからの制御可能な電力ＡＰａからＡＰｎはローカル充電制御モジュールに求められた電力まで調整される。第二ローカル電力変換装置２０２は電源である。電力出力ユニット１２１の電流および電力は直線状関係を保つため、取得した電流情報は取得した電力情報に対応する。

電気自動車のＡＣ充電システムは充電作業を順番に行う。詳しく言えば、それぞれの電気自動車との間に連絡ルードが立ち上がった後、駐車位置の状態は「充電待ち」と「充電許可」の間に維持され、「充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち」、「充電待ち／充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち」、「充電待ち／充電許可／充電待ち／充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち」、「充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち／充電許可」などを表示する。「充電許可」とは電気自動車を電力出力ユニットに接続し、充電できることである。「充電待ち」とは電気自動車を電力出力ユニットに接続してもまだ充電できないことである。上述をまとめてみると、本発明によるＡＣ充電システムによって電気自動車を充電する際、電気自動車は本発明によるＡＣ充電システムに制御されたうえで「充電待ち」と「充電許可」の間の状態に維持される。

「充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち／充電許可」は特殊状態である。詳しく言えば、燃料車の空調を起動するには燃料車のエンジンを起動しなければならない。遠隔操作によってエンジンを起動する方法は排気ガスが発生し、ある程度のリスクが残るため、採用できない。それに対し、電気自動車の空調システムはバッテリーによって稼働するため、電気自動車を運転する前に遠隔操作によって空調および充電モジュールを同調起動し、バッテリー容量の消耗を減少させることができる。しかし、電気自動車のバッテリーが満タンに充電された後、電気自動車が充電状態に入ることが発生する。それに対し、「充電許可（満タンまで充電する）／充電待ち／充電許可」はこのような現象に対応するために設計される。

本実施形態において、充電スケジュールが充電作業を順番に行う方式である際、ＡＣ充電システムの電力出力ユニット１２１ａから１２１ｎの総容量は第二ローカル電力変換装置２０２の容量より大きいため、過負荷は発生しない。ＡＣ充電システムは充電作業を順番に行う方式であるため、システム内の配線容量は接続した電力出力ユニット１２１ａから１２１ｎの総容量より小さい。上述した技術特徴により、充電コンセントの平均単価および設置コストを下げることができる。

ローカル充電制御モジュール１３によって電気自動車の総充電電力を電力０に降下させる際、電気自動車のＡＣ充電システムは負荷が０になり、電源が切られる。このとき電気自動車のＡＣ充電システムを既有の送配電網に加えて応用することができる。同時にローカル電力変換装置の安全性を確保し、送配電網の崩壊を避け、送配電網の余分な電力を効率よく利用し、電気自動車を充電することができる。

電力出力ユニットの充電電流を最大電力（ｏｎ）または０電力（ｏｆｆ）に維持するか、０電力と最大電力の間に維持することができる。

ステップＰ０５は充電作業を中断することである。詳しく言えば、電気自動車のドライバーが充電作業終了を決めれば、中断信号を発信し、充電作業を終了させる。信号が中断される際、電気自動車２２ａおよび電力出力ユニット１２１ａの電源ケーブルの接続は中断される。中断信号を発信する際、人員は電力出力ユニットから電源ケーブルを抜き出す。続いて接続検出ユニット、携帯電話、ヒューマンマシンインターフェースを介して中断信号を発信するか、電気自動車から無線方式または有線方式によって中断信号を発信する。或いは電気自動車が駐車位置を出て連絡ルードを中断すればよい。

ステップＰ０６は費用請求作業を行うことである。充電作業が終了すれば、ローカル充電制御モジュール１３は費用請求作業を行う。費用請求作業は電気自動車の充電電力、充電時間、時間率などの充電情報に基づいて費用を計算し、費用情報を作成することである。費用を支払する際、ローカル充電制御モジュール１３に接続されるヒューマンマシンインターフェースを介して支払する方式、携帯電話を介して支払する方式、グローバル充電制御モジュールに費用情報を送信し、指定した口座から費用を支払する方式などを選択できる。

上述した技術特徴により、本発明は設置コストおよび充電コンセントの平均単価を下げ、すべての駐車位置に充電コンセントを備えることができるため、燃料車が充電可能な駐車位置を占有する、充電が完了した電気自動車が駐車位置を占有するという問題は解決される。駐車場を管理する側は管理の便をはかり、充電サービスの提供に伴って収入を増加させることができる。またすべての駐車位置に充電コンセントを備えれば、駐車位置から車両を移動させる前に充電費用の支払いを完了させることができる。言い換えれば、ドライバーが充電ケーブルの接続および中断さえ行えば、ローカル充電制御モジュールは充電作業を自動的に処理し、使用上の利便性を向上させることができる。

本発明に対して、既有の充電スタンドの費用請求作業は下記のとおりである。充電作業を行う前に充電金額を決めて入金する。続いて充電作業を開始し、充電金額に相当する容量に至ると充電作業が終了する。本発明のもう一つの課題は充電コンセントが足りないという問題を解決することである。既有のローカル電力変換装置の容量が足りなく、安全性を確保できない場合、ピーク時間帯の発電容量および配電容量が足りない場合、または発電容量および配電容量を増大させるには時間がかなり掛かる場合、すべての駐車位置に充電コンセントを備えても大量の電気自動車の充電作業を同時に行うことが難しい。上述した問題を解決する方法は充電作業を順番に行い、容量が足りないという問題を解除することである。本発明の技術特徴の一つは充電コンセントに接続された充電待ちの電気自動車を順番に充電できることである。充電作業が順番に行われるため、充電作業が完了しなければ充電費用を計算できない。従って、充電作業が終了した後、充電容量に基づいて充電費用を計算することが本発明のもう一つの技術特徴である。上述した技術特徴により、連絡ルードが立ち上がった後、充電作業を行う前にローカル充電制御モジュールに接続された車両の車両状態情報が有効であるか否かを確認し、費用を請求できないという問題を排除することができる。

電気自動車のＡＣ充電システムの技術特徴は下記のとおりである。一つは電力検出モジュールによってターミナルデバイス（第二ローカル電力変換装置）の電力（または電流）を確認することである。一つは充電負荷を制御する、即ちそれぞれのローカル給電モジュールの充電電力を順番に制御することによって第二ローカル電力変換装置の安全性を確保することである。一つはすべてのローカル給電モジュールに電流検出ユニットおよび切替ユニットを配置することによってすべての電力出力ユニットの充電負荷電力を調整し、総充電電力を制御することである。

電気自動車のＡＣ充電システムを運用すれば下記の問題を解決できる。一つは一つの充電制御モジュールと複数の給電モジュールとを組み合わせることによって充電コンセントが足りないという問題を解決でき、充電コンセントの平均単価が下がることである。一つは電力検出モジュールによって第二ローカル電力変換装置の電力を検出し、送配電網の安全性を確保することができる。一つは充電作業を順番に行い、総充電電力の増減を自動的に行うことによって送配電網の容量に関わる問題を解決することができる。一つは電力出力ユニットおよび電流検出ユニットによってすべてのコンセントの電力を検出し、充電電力の制御に関わる問題を解決することができる。一つは充電ケーブルの接続が中断される時に費用計算を開始する方式によって充電費用の計算に関わる問題を解決することができる。

通勤用車両は職場および住宅の駐車場を利用することが一般的である。住宅の駐車場は自宅の車庫およびその周辺の駐車場を含む。すべての住宅の駐車場に電気自動車用充電コンセントを完備すれば電気自動車を普及させることができる。電気自動車のＡＣ充電システムは住宅の駐車場にも適用できる。電気自動車のＡＣ充電システムは住宅向け充電サポートを提供し、住宅の電気自動車を順番に充電することによってローカル電力変換装置または送配電網の安全性を確保し、ユーザーにお得な電気料金で電気自動車を充電させることができる。住宅向け給電配置方式は一つのローカル電力変換装置によって複数の住宅に給電することが一般的である。ローカル電力変換装置と住宅との間の配線は十分に利用できるため、電気自動車のＡＣ充電システムの設置コストの削減が実現できる。
（第３実施形態）

図３Ａに示すように、本発明の第３実施形態による電気自動車のＡＣ充電システム３０は住宅に応用され、構造が第１実施形態による電気自動車のＡＣ充電システム１０とほぼ同じである。電気自動車のＡＣ充電システム３０は電力検出モジュール３１、ローカル給電モジュール３２ａ、ローカル充電制御モジュール３３およびグローバル充電制御モジュール３４を備える。既有の住宅配線ＰＷ３および住宅向け電力量計装置（即ち住宅電力メーター）３５の前の配線はローカル給電モジュール３２ａに接続される。

図３Ｂに示すように、本実施形態において、電力検出モジュール３１およびローカル充電制御モジュール３３は住宅周辺のローカル電力変換装置４０２に接続される。ローカル電力変換装置４０２は第１実施形態においての第二ローカル電力変換装置２０２と同じである。ローカル給電モジュール３２ａは既有の住宅配線ＰＷ３によって住宅電力メーター３５に設置され、設置場所が屋内、車庫、住宅の駐車場の所定の位置またはよく利用する駐車位置の近くである。電気自動車のＡＣ充電システム３０はローカル電力変換装置４０２と住宅との間の住宅配線によって運用される。住宅配線はローカル電力変換装置４０２から住宅電力メーター３５を通って住宅電力メーター３５からさらに広がっていく内部電源配線であってもよい。ローカル給電モジュール３２ａはローカル電力変換装置４０２に電気的に接続される。

ローカル給電モジュール３２ａはローカル充電制御モジュール３３に制御されたうえで電力出力ユニット１２１および送配電網を相互に導通させ、自家用車識別情報をローカル充電制御モジュール３３に記録する。ローカル充電制御モジュール３３は住宅の駐車場の電源コンセントによって記録した自家用車に充電作業を行う。住宅の駐車場の電源コンセントは充電専用コンセントになる。自家用車識別情報はグローバル充電制御モジュール３４によって即時更新される。

住宅の駐車場が住宅の敷地に近い任意の場所である場合、延長コード３６をローカル給電モジュール３２ａの電力出力ユニット１２１に接続すれば電気自動車５２ａを充電することができる。ローカル充電制御モジュール３３は接続検出ユニット１２３ａ、電流検出ユニット１２４ａおよび連絡ルードによって安全充電を確保することができる。

電力量計装置を設置する際、スマートメーターの設置条件を満たせばスマートメーターを選択することもできる。スマートメーターは費用が時間帯割引であり、計算方法が累積計算方法である。それに対して、本発明はローカル充電制御モジュール３３によって充電時間を制御するため、スマートメーターを設置しなくても、使用料金は時間帯割引によって計算される。また総充電電力量と非総充電力は別々に精算されるため、累積計算方法によって費用が増加することを排除することができる。

本発明は電気自動車のＡＣ充電システム３０と住宅電力配線とを組み合わせて使用し、ローカル給電モジュール３２ａを住宅電力メーター３５の後に設置する、即ちローカル給電モジュール３２ａとローカル電力変換装置４０２との間に住宅電力メーター３５を位置させることができる。ローカル充電制御モジュール３３はローカル給電モジュール３２ａの電流検出ユニットによって車両充電電力を検出する。続いてローカル充電制御モジュール３３は充電電力、充電時間、時間率などの情報に基づいて住宅用総充電電力量および住宅用充電費用などの情報を作成し、続いて住宅用充電費用情報をグローバル充電制御モジュール３４に伝送し、指定の口座から自動的に引き落とすことを通知させる。上述した技術特徴により、電気自動車を住宅で充電する際、時間帯割引を利用することができるだけでなく、送配電網を崩壊させず送配電網の使用効率を向上させることができる。

住宅用総消費電力量は住宅電力メーターの記録に基づいて取得され、住宅用総充電電力量および非住宅用総充電電力量に区別される。住宅用総充電電力量および非住宅用総充電電力量は別々に精算される。計算式は「非住宅用総充電電力量＝住宅用総消費電力量−住宅用総充電電力量」である。それぞれの総電力量は同じ時間帯によって計算される。

グローバル充電制御モジュール３４は電気自動車の充電費用および住宅用総充電電力量を別々に計算すると同時に住宅用総充電電力量を送配電網制御センターに伝送する。送配電網制御センターは住宅用総消費電力量から住宅用総充電電力量を引いて非住宅用総充電電力量を算出し、非住宅用総充電電力量に基づいて電気料金を計算するため、電気自動車に使った充電電力を住宅用消費電力量に加算することがない。

上述した運用方式により、時間帯割引を利用し、電気料金を別々に計算し、既有の電気配線を利用することができるだけでなく、設置コストを低減し、ローカル給電モジュールを簡単に設置することができる。言い換えれば、電気自動車のＡＣ充電システムを住宅の駐車場の充電コンセントに応用する方式は電気自動車の充電費用が安くなるだけでなく、オフピークの送配電網の電力使用率を増大させることができる。

図４Ａに示すように、第二ローカル電力変換装置２０２の二次巻線Ｗ２はローカル給電モジュール１２の充電負荷および第三者向け電力消費者２４に別々に接続される。第三者向け電力消費者２４は一般向け電力消費者２４１または工業向け電力消費者２４２などであり、本発明による電気自動車のＡＣ充電システム３０の制御範囲内ではないため、一つの変圧器として説明される。その構築は一つの都市または一つの国のローカル送配電網に広がってもよい。

図５に示すように、グローバル充電制御モジュール１４は複数のローカル充電制御モジュール１３に接続される。すべてのローカル充電制御モジュール１３は複数のローカル給電モジュール１２に接続される。上述した構造特徴により、地域管理を構成することができる。

図６に示すように、複数のグローバル充電制御モジュール１４は相互に接続され、ＡＣ充電システムを構成する。上述した構造特徴により、大量の電気自動車を同時に充電する際、送配電網の負荷を効果的に調整することができる。

図７に示すように、別の一つの実施形態において、複数のグローバル充電制御モジュール１４と複数のローカル充電制御モジュール１３は結合し、統合型モジュールになる。別のローカル充電制御モジュールは有線または無線方式によって統合型モジュールと連絡を取ることができる。統合型モジュールのグローバル充電制御モジュールは有線または無線方式によって別のグローバル充電制御モジュールと接続することができる。

本発明による電気自動車のＡＣ充電システムおよび充電管理方法により、送配電網制御センターはグローバル充電制御モジュールを介して終端のローカル電力変換装置の充電電力を制御し、送配電網の負荷状態を調整することができる。詳しく言えば、ローカル充電制御モジュールは電力検出モジュールによってローカル電力変換装置の電力を検出する。続いてローカル充電制御モジュールはグローバル充電制御モジュールを介してローカル電力変換装置の電力および総充電電力などの情報を送配電網制御センターに伝送する。送配電網制御センターは取得した情報および送配電網の給電量に基づいて分配し、送配電網の各段階の給電容量情報をグローバル充電制御モジュールに伝送する。続いてグローバル充電制御モジュールは分配処理を終了させ、終端段階の給電容量情報をローカル充電制御モジュールに伝送する。続いて、ローカル充電制御モジュールは取得した情報に基づいて総充電電力を制御する。上述したシステムおよび管理方法により、送配電網制御センターはすべての充電負荷を調節し、消費電力の比較的大きい電気自動車およびその充電電力量をピーク時間帯およびオフピーク時間帯において制御し、送配電網の崩壊を避けることができるだけでなく、経済効果を最大化することができる。

本発明による電気自動車のＡＣ充電システムおよび充電管理方法は下記の効果を達成できる。一つ目は、給電側は各地の電気自動車のＡＣ充電システムを介して全ての充電負荷および非充電負荷に関連する情報を取得し、すべての充電負荷を制御することができる。電力消費側は送配電網の発電力および電力分配機能を十分に利用し、エネルギーの使用効率を向上させることができる。二つ目は、ローカル充電制御モジュールは電力検出モジュールによって第二ローカル電力変換装置の電力を検出し、ローカル給電モジュールの電流検出ユニットによって総充電電力を検出し、充電作業を順番に行い、充電作業を自動的に停止するため、ローカル電力変換装置の安全性を確保することができる。三つ目は、電力消費側の設置コストおよび充電コンセントの単価が低いため、すべての駐車位置に充電コンセントを完備し、充電作業を順番に行うことが実現できる。四つ目は、充電設定操作の自動化を実現させて操作を簡単化することができると同時に駐車場の管理側に管理の利便性を提供することができる。五つ目は、電気自動車の充電作業を行う際、送配電網に必要な電力に応じて充電作業の停止および開始を自動的に制御し、電力を柔軟的に調整することができる。

電気自動車を普及させるには、送配電網の端末変圧器の容量が足りない、ピーク時間帯およびオフピーク時間帯において送配電網の電力使用量を調整する、充電コンセントが足りないという問題を解決しなければならない。その解決方法は下記の通りである。

端末変圧器（第二ローカル電力変換装置）の容量が足りないという問題を解決する方法は、電気自動車のＡＣ充電システムによってローカル電力変換装置の出力電力を監視し、電気自動車の総充電電力を自動的に降下させるか遮断することである。総充電電力が電力０に降下する、即ち電気自動車のＡＣ充電システムが静止状態になる際、充電システムと任意の端末変圧器とを接続しても端末変圧器の過負荷が発生し、安全問題を引き起こすことはない。

ピーク時間帯およびオフピーク時間帯において送配電網の電力使用量を調整する方法は下記の通りである。送配電網の給電容量が足りないピーク時間帯には、電気自動車のＡＣ充電システムは送配電網情報に基づいて電気自動車の充電負荷を自動的に降下させる（または遮断する）ため、大量の電気自動車が充電コンセントに接続されても送配電網を崩壊させることはない。オフピーク時間帯には、電気自動車のＡＣ充電システムは送配電網情報に基づいて電気自動車の充電負荷を自動的に増大させ、発電および送配電網の効率を増加させる。

充電コンセントが足りないという問題を解決する方法は下記の通りである。一つのローカル充電制御モジュールで複数のコンセントを制御し、電気自動車側に充電ケーブルを配置させる方式を採用すれば充電コンセントを低コストで設置できる。既有の配線回路を利用すれば設置コストの削減、充電ステップおよびそれに関連する設備の簡単化が実現できる。

本発明は従来の応用技術に優れた特徴が下記の通りである。１）、本発明は充電中の充電コンセントを非充電負荷電力に対応させ、第二ローカル電力変換装置の容量および送配電網の容量に基づいて送配電網の任意の端子を介して充電負荷の増減を自動的に行い、送配電網との連結によってシステム化を実現させるため、単独稼働の充電スタンドに比べて、送配電網の安全性および効率が高い。２）、本発明の充電方式は電気自動車側から電源ケーブルを引き出し、充電コンセントに接続し、充電作業を順番に行うことである。充電作業を順番に行う際、案内ランプは「充電待ち」と「充電許可」を交互に持続的に表示する。つまり、一つの充電作業が終わってから次の充電作業が始まる。３）、本発明の費用請求方法は充電作業が完了した後、費用精算作業を起動することであるため、入金金額に応じて充電する先払い方式の充電スタンドと比べて柔軟性がある。４）、本発明は外部で稼働する制御センターによって複数のコンセントを制御する方式を採用するため、単独稼働の充電スタンドと比べて設置コストが低く、環境にやさしい。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０、３０：ＡＣ充電システム、
１１、１１ａ、１１ｂ：電力検出モジュール、
１２、１２ａから１２ｗ：ローカル給電モジュール、
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｎ：電力出力ユニット、
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｎ：切替ユニット、
１２３ａ：接続検出ユニット、
１２４ａ：電流検出ユニット、
１３：ローカル充電制御モジュール、
１４、３４：グローバル充電制御モジュール、
１５：充電システム制御センター、
２０：送配電網、
２０１：第一ローカル電力変換装置
２０２：第二ローカル電力変換装置
２０３：送配電網制御センター
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｎ、５２ａ：電気自動車
２４：第三者向け電力消費者
２４１：一般向け電力消費者
２４２：工業向け電力消費者
３５：住宅電力メーター
３６：延長コード
４０２：ローカル電力変換装置
ＡＰａ、ＡＰｂ、ＡＰｎ：制御可能な電力
Ｉ０１：電力パラメータ
Ｉ０２：遠隔制御情報
Ｉ０３：負荷制御情報
Ｉ０４：総負荷情報
Ｉ０５：ローカル制御情報
ＬＰＬ：ローカル電源配線
ＰＷ１：第一電力
ＰＷ２：第二電力
ＰＷ２１、ＰＷ２２、ＰＷ２１１，ＰＷ２３：電力配線
ＰＷ３：住宅配線
Ｓ１：変圧器定格電力
Ｓ２：電力増大制御値
Ｓ３：電力減少制御値
Ｗ１：一次巻線
Ｗ２：二次巻線
Ｘ軸（ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４）：非総充電電力
Ｙ軸（ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４）：総充電電力

Claims (10)

1. 送配電網によって応用され、電力検出モジュール、複数のローカル給電モジュールおよびローカル充電制御モジュールを備える電気自動車のＡＣ充電システムであって、
   前記送配電網は相互に接続する第一ローカル電力変換装置および第二ローカル電力変換装置を有し、前記第一ローカル電力変換装置の電力は前記第二ローカル電力変換装置の電力より大きく、
   前記電力検出モジュールは前記第二ローカル電力変換装置に接続され、電力パラメータを生じ、
   複数の前記ローカル給電モジュールはそれぞれローカル電源配線によって前記第二ローカル電力変換装置の電力出力側に接続され、電力出力ユニット、切替ユニットおよび電流検出ユニットを有し、前記電力出力ユニットは制御可能な電力を出力し、前記切替ユニットは対応する前記電力出力ユニットおよび前記ローカル電源配線の間に別々に接続され、前記電流検出ユニットは前記電力出力ユニットの電流を検出し、
   前記ローカル充電制御モジュールは前記電力検出モジュールに接続され、前記第二ローカル電力変換装置の電力に基づいて複数の前記ローカル給電モジュールに可能な電力を出力させることを別々に制御し、
   数多くの電気自動車はケーブルによって前記ローカル給電モジュールの前記電力出力ユニットに接続され、前記電力出力ユニットは前記ローカル充電制御モジュールに制御されたうえで数多くの前記電気自動車に制御可能な電力を出力し、充電作業を行うことを特徴とする電気自動車のＡＣ充電システム。
2. 前記第二ローカル電力変換装置の電力が電力増大制御値まで上昇する際、前記ローカル充電制御モジュールは前記ローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げ、
   前記第二ローカル電力変換装置の電力が電力減少制御値まで降下し、充電が必要になる際、前記ローカル充電制御モジュールは前記ローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
3. さらに送配電網制御センターを備え、
   前記送配電網制御センターは、グローバル充電制御モジュールによって前記ローカル充電制御モジュールの総充電電力を制御し、前記第二ローカル電力変換装置の電力を調整することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
4. 前記ローカル給電モジュールはさらに接続検出ユニットを有し、
   前記接続検出ユニットは前記電力出力ユニットが外部電源コネクタに接続されるか否かを検出し、
   前記電力出力ユニットが前記外部電源コネクタに接続されなければ、前記ローカル給電モジュールは制御可能な電力を供給できないことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
5. 前記電力出力ユニットと前記電気自動車を接続する前記ケーブルは前記電気自動車内に用意されたコードリールであることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
6. 前記ローカル給電モジュールは前記ローカル充電制御モジュールに制御されたうえで前記電気自動車に前記充電作業を順番に行い、
   前記充電作業を順番に行う際、前記電気自動車は対応する前記電力出力ユニットに電気的に接続され、前記電力出力ユニットは充電執行待ちまたは充電執行中の状態に維持されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
7. それぞれの前記電力出力ユニットに制御可能な電力を出力させる方法は、
   前記ローカル充電制御モジュールによって数多くの前記電気自動車から一つの前記電気自動車を指定し、充電段階の電流情報を伝達するステップと、
   指定した前記電気自動車によって車載ＡＣ−ＤＣ変換器を制御すると同時に、前記充電段階の前記電流情報に基づいて充電指令を行うステップと、
   指定した前記ローカル給電モジュールの前記電流検出ユニットによって指定した前記電気自動車の充電電流を前記ローカル充電制御モジュールが受けるステップと、
   指定した前記電気自動車の充電電流および前記充電段階の前記電流情報に関わる指令の誤差が許容範囲内であるか否かを確認し、前記誤差が前記許容範囲を超えた場合、指定した前記電気自動車の前記充電作業を前記ローカル充電制御モジュールが前記切替ユニットによって停止するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
8. さらに前記充電作業を行う前に、数多くの前記電気自動車の車両状態情報が正確であるか否か、有効であるか否かを前記ローカル充電制御モジュールによって確認する作業を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
9. 任意の一つの前記ローカル電源配線の電力が一つの配線容量増大制御値まで上昇する際、前記ローカル充電制御モジュールは前記ローカル電源配線に接続される前記ローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に下げ、
   任意の一つの前記ローカル電源配線の電力が一つの配線容量減少制御値まで降下し、充電が必要になる際、前記ローカル充電制御モジュールは前記ローカル電源配線に接続される前記ローカル給電モジュールの総充電電力を自動的に上げることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のＡＣ充電システム。
10. 送配電網および住宅によって応用され、電力検出モジュール、一つ以上のローカル給電モジュール、ローカル充電制御モジュールおよび住宅電力メーターを備える電気自動車のＡＣ充電システムであって、
    前記送配電網は相互に接続する第一ローカル電力変換装置および第二ローカル電力変換装置を有し、前記第一ローカル電力変換装置の電力は前記第二ローカル電力変換装置の電力より大きく、
    前記電力検出モジュールは前記第二ローカル電力変換装置に接続され、電力パラメータを生じ、
    一つ以上の前記ローカル給電モジュールはローカル電源配線によって前記第二ローカル電力変換装置の電力出力側に接続され、電力出力ユニット、切替ユニットおよび電流検出ユニットを有し、前記電力出力ユニットは電気自動車に制御可能な電力を出力し、充電作業を行い、前記切替ユニットは対応する前記電力出力ユニットおよび前記ローカル電源配線の間に別々に接続され、前記電流検出ユニットは前記電力出力ユニットの電流情報を検出し、
    前記ローカル充電制御モジュールは前記電力検出モジュールに接続され、前記第二ローカル電力変換装置の電力に基づいて一つ以上の前記ローカル給電モジュールに制御可能な電力を出力させることを別々に制御し、
    前記ローカル充電制御モジュールは前記電流検出ユニットで検出した電流情報に基づいて住宅用総充電電力量を算出し、
    前記住宅電力メーターは所在地の前記ローカル給電モジュールと前記第二ローカル電力変換装置との間に設置され、住宅用総消費電力量を計量し、
    前記住宅用総消費電力量は前記住宅用総充電電力量および非住宅用総充電電力量に区別され、前記住宅用総充電電力量および前記非住宅用総充電電力量は別々に精算され、計算式は「前記非住宅用総充電電力量＝前記住宅用総消費電力量−前記住宅用総充電電力量」であることを特徴とする電気自動車のＡＣ充電システム。

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