JP2022152056A - 給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの利便性が高い給電システムを提供する。
【解決手段】給電システム１において、地面Ｆ１下に収納可能な給電設備（充電スタンド３００）が、可動部３０１、電源回路３１０、及び制御装置３３０を備える。可動部３０１は、コネクタ３１１を備えるアーム３１２を有し、アーム３１２が地面Ｆ１下に収納された第１位置と、アーム３１２が地面Ｆ１上に露出した第２位置とを含む可動範囲内を変位可能に構成される。電源回路３１０は、アーム３１２のコネクタ３１１に電力を供給するように構成される。制御装置３３０は電源回路３１０を制御するように構成される。
【選択図】図１

Description

本開示は、給電システムに関し、特に、地面下に収納可能な給電設備を備える給電システムに関する。

特許第５４７５４０７号公報（特許文献１）には、地面下に収納可能な給電設備を備える給電システムが開示されている。この給電システムにおける給電設備は、ベースポール（固定部）と充電用ポール（可動部）とを備える。ユーザは、地面下に収納された充電用ポールの頂面（天面部）に設けられた取っ手を持ち、充電用ポールを上に引っ張ることで、充電用ポールを地面上に引き出すことができる。充電用ポールはコンセントを備える。ユーザが電気自動車の充電用プラグ（給電ケーブルのプラグ）をコンセントに接続する。

特許第５４７５４０７号公報

上記特許文献１に記載される給電システムでは、給電ケーブルをユーザ側で用意することが求められる。しかし、ユーザが常に給電ケーブルを持っているとは限らない。そこで、給電システム側に給電ケーブルを用意しておくことが考えられる。たとえば、上記特許文献１に記載される給電システムにおいて、給電ケーブルを充電用ポールに巻き付けておく形態が考えられる。

しかし、上記形態によっても、必ずしもユーザの利便性が向上するとは限らない。充電用ポールに対する給電ケーブルの巻き付け方はユーザによって異なり、給電ケーブルの巻き付け方によっては、充電用ポールの上昇時に給電ケーブルが引っ掛かる可能性がある。給電設備を使用するときに給電ケーブルの引っ掛かりが生じることは、ユーザにとって煩わしく、ユーザの利便性を低下させる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ユーザの利便性が高い給電システムを提供することである。

本開示に係る給電システムは、地面下に収納可能な給電設備を備える。給電設備は、次に示す可動部、電源回路、及び制御装置を備える。可動部は、コネクタを備えるアームを有し、アームが地面下に収納された第１位置と、アームが地面上に露出した第２位置とを含む可動範囲内を変位可能に構成される。電源回路は、アームのコネクタに電力を供給するように構成される。制御装置は電源回路を制御するように構成される。

上記給電システムでは、給電設備がケーブルの代わりにアームを備える。アームは、電源回路から電力の供給を受けるコネクタを備える。給電対象に対してケーブルのコネクタではなくアームのコネクタが接続されることで、上記給電設備は給電対象に対して給電を行なうことができる。給電システム側にアームが設けられていることで、給電ケーブルを持っていないユーザも上記給電設備を使用することができる。アームは、構造設計によって、材質（硬さ）、軸の方向（運動の方向）、軸の数（自由度）、及び可動範囲などを調整できる。アームの引っ掛かりが抑制されるようにアームの動きを制限することで、可動部が第１位置から第２位置へ上昇するときのアームの引っ掛かりは抑制される。このように、上記構成によれば、ユーザの利便性が高い給電システムを提供できる。

上記アームは、多関節アームであってもよい。各関節は手動で動くように構成されてもよい。上記アームは、シリアルリンク式のアームであってもよい。上記アームは垂直多関節アーム（たとえば、６軸の垂直多関節アーム）であってもよい。

可動部は、上記アームを複数本有してよい。可動部が複数本のアームを有することで、ユーザがいずれのアームを使用するか選択できるようになる。また、給電設備は、複数本のアームを用いて、複数の給電対象に対して同時に給電を行なうように構成されてもよい。アームは引っ掛かりにくいため、複数本のケーブルが設けられた形態よりも、複数本のアームが設けられた形態のほうが、給電設備の不具合は生じにくい。

給電システムは、可動部を動かすアクチュエータをさらに備えてもよい。上記制御装置は、電源回路だけでなくアクチュエータも制御するように構成されてもよい。

給電設備は、地面から下方へ延びる凹部の底面に設置されてもよい。アーム収納部（アームを収納するためのスペース）が、凹部における可動部の周囲に設けられてもよい。さらに、凹部の上端角（開口の縁）にテーパ（傾斜面）が設けられてもよい。可動部の下降時にアーム収納部の外側に位置するアームがテーパに当たってアーム収納部に押し戻されるように、上記テーパが形成されてもよい。あるいは、アーム収納部は可動部の内部に設けられてもよい。

給電設備は、車両に搭載された蓄電装置を充電するように構成される車両用給電設備（ＥＶＳＥ：Electric Vehicle Supply Equipment）であってもよい。上記アームのコネクタは、車両のインレットに接続可能に構成されてもよい。給電設備は、電力系統から供給された電力を車両に供給するように構成されてもよい。給電設備は、車両から供給された電力を電力系統へ逆潮流するように構成されてもよい。給電設備は、エネルギーマネジメントに利用されてもよい。

本開示によれば、ユーザの利便性が高い給電システムを提供することが可能になる。

本開示の実施の形態に係る給電システムの概略構成を示す図である。 図１に示した可動部（アームを含む）の構造について説明するための図である。 図１に示した給電設備が地面下に収納された状態を示す図である。 図１に示した給電設備の可動部が上昇した状態を示す図である。 図１に示した給電設備の第１のレイアウト例を示す平面図である。 図１に示した給電設備の第２のレイアウト例を示す平面図である。 第１変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。 第１変形例に係る給電システムの動作について説明するための図である。 第２変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。 図９に示したテーパ付近の拡大図である。 第３変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、この実施の形態に係る給電システムの概略構成を示す図である。図１を参照して、この実施の形態に係る給電システム１は、充電スタンド３００を備える。充電スタンド３００は、ＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）に相当する。

充電スタンド３００は、可動部３０１と、固定部３０２とを備える。可動部３０１及び固定部３０２の各々は、円筒状の筐体を有する。可動部３０１の筐体は、固定部３０２の筐体よりも大きな直径を有し、各筐体の中心軸が一致するように固定部３０２の筐体の外側に配置される。各筐体の材料は、金属であってもよいし、プラスチックであってもよい。各筐体の表面に防水処理が施されてもよい。可動部３０１は、固定部３０２の外周面に沿って鉛直方向（上下方向）に変位可能に設けられる。固定部３０２は、筐体内に、電源回路３１０と、アクチュエータ３２０と、制御装置３３０とを有する。可動部３０１は、アクチュエータ３２０によって駆動され、固定部３０２に対して相対的に変位する。

可動部３０１は、アーム３１２を有する。アーム３１２の第１端にはコネクタ３１１が設けられている。アーム３１２の第２端（第１端とは反対側の端）は、可動部３０１の筐体に接続されている。アーム３１２のコネクタ３１１は、図示しない電線（アーム３１２、可動部３０１の筐体、及び固定部３０２の筐体の各々の内部を通る電線）を介して、電源回路３１０に接続されている。

電源回路３１０は、交流電源３５０から電力の供給を受けて、可動部３０１（より特定的には、アーム３１２のコネクタ３１１）に電力を供給するように構成される。電源回路３１０は、電力変換回路を含み、ＥＶＳＥ側の充電器として機能する。交流電源３５０は、電源回路３１０に交流電力を供給する。交流電源３５０は、商用電源（たとえば、電力会社によって提供される電力系統）であってもよい。電源回路３１０は、制御装置３３０によって制御される。

アクチュエータ３２０は、可動部３０１に直接的又は間接的に動力を与えて、鉛直方向に可動部３０１を動かすように構成される。アクチュエータ３２０は、電源回路３１０から供給される電力を用いて動力を発生させる電動アクチュエータであってもよい。可動部３０１の変位機構はラックピニオン式であってもよい。たとえば、可動部３０１にラックギヤが固定され、ラックギヤに噛み合わされたピニオンギヤをアクチュエータ３２０が回転駆動するように構成されてもよい。あるいは、ピストンに接続されるロッドが可動部３０１に固定され、アクチュエータ３２０が油圧でピストンを動かすように構成されてもよい。あるいは、アクチュエータ３２０は、電力を用いて磁力を発生させて、磁力を利用して直接的に可動部３０１に動力を与えてもよい。アクチュエータ３２０は、制御装置３３０によって制御される。

制御装置３３０はコンピュータであってもよい。制御装置３３０は、プロセッサ３３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３２、記憶装置３３３、及びタイマ３３４を含んで構成される。プロセッサ３３１としては、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）を採用できる。記憶装置３３３は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置３３３には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ）が記憶されている。この実施の形態では、記憶装置３３３に記憶されているプログラムをプロセッサ３３１が実行することで、充電スタンド３００における各種制御が実行される。ただし、充電スタンド３００における各種制御は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で実行することも可能である。なお、制御装置３３０が備えるプロセッサの数は任意であり、所定の制御ごとにプロセッサが用意されてもよい。

タイマ３３４は、設定時刻の到来をプロセッサ３３１に知らせるように構成される。タイマ３３４に設定された時刻になると、タイマ３３４からプロセッサ３３１へその旨を知らせる信号が送信される。タイマ３３４は、ハードウェア（タイマ回路）であってもよいし、ソフトウェアによって実現されてもよい。また、制御装置３３０は、制御装置３３０に内蔵されるリアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路（図示せず）を利用して現在時刻を取得できる。

可動部３０１は、タッチパネルディスプレイ３１３と、通信装置３１４とをさらに備える。タッチパネルディスプレイ３１３は、ユーザからの入力を受け付けたり、各種情報を表示したりする。タッチパネルディスプレイ３１３は、制御装置３３０によって制御される。通信装置３１４は、サーバ６００と無線通信可能に構成される。通信装置３１４は、サーバ６００以外の通信装置とも通信可能に構成されてもよい。通信装置３１４は、充電スタンド３００の外部から受信した情報を制御装置３３０に伝達する。制御装置３３０は、通信装置３１４を通じて、充電スタンド３００の状態をサーバ６００へ逐次送信する。

サーバ６００は、制御装置と記憶装置と通信装置と（いずれも図示せず）を含んで構成される。制御装置は、プロセッサを含み、所定の情報処理を行なうように構成される。記憶装置は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置は各種通信Ｉ／Ｆを含む。制御装置は、通信装置を通じて外部と通信するように構成される。サーバ６００は、充電スタンド３００に加えて、後述する携帯端末１００とも通信可能に構成される。

サーバ６００には、複数の車両（後述する車両２００を含む）と複数のユーザ（後述する車両２００のユーザを含む）と複数のＥＶＳＥ（充電スタンド３００を含む）とが登録されている。また、ユーザとともにユーザ端末（後述する携帯端末１００を含む）も、サーバ６００に登録されている。サーバ６００は、登録された各ユーザの情報（以下、「ユーザ情報」とも称する）と、登録された各車両の情報（以下、「車両情報」とも称する）と、登録された各ＥＶＳＥの情報（以下、「ＥＶＳＥ情報」とも称する）とを管理するように構成される。ユーザ端末に関する情報は、ユーザ情報及び車両情報の少なくとも一方に含まれる。ユーザ情報、車両情報、及びＥＶＳＥ情報は、サーバ６００の記憶装置に記憶される。

ユーザを識別するための識別情報（ユーザＩＤ）がユーザごとに付与されており、サーバ６００はユーザ情報をユーザＩＤで区別して管理している。ユーザＩＤは、ユーザ端末を識別する情報（端末ＩＤ）としても機能する。ユーザ情報には、たとえば、ユーザが携帯する携帯端末の通信アドレス及び位置情報と、ユーザに帰属する車両を識別する情報（車両ＩＤ）とが含まれる。また、車両を識別するための識別情報（車両ＩＤ）が車両ごとに付与されており、サーバ６００は車両情報を車両ＩＤで区別して管理している。車両情報には、たとえば、車両の仕様（たとえば、充電に関するスペック）と、サーバ６００がユーザ端末から受信した情報（たとえば、車両の走行計画）とが含まれる。さらに、ＥＶＳＥを識別するための識別情報（ＥＶＳＥ－ＩＤ）がＥＶＳＥごとに付与されており、サーバ６００はＥＶＳＥ情報をＥＶＳＥ－ＩＤで区別して管理している。ＥＶＳＥ情報には、ＥＶＳＥの位置と、ＥＶＳＥの接続状態（プラグイン状態／プラグアウト状態）と、プラグイン状態のＥＶＳＥと車両との組合せ（車両ＩＤ及びＥＶＳＥ－ＩＤ）と、ＥＶＳＥの給電状態（給電中／給電停止）とが含まれる。

可動部３０１は、軸部Ｐ１と傘部Ｐ２とを有する。軸部Ｐ１は、前述の筐体に相当する。軸部Ｐ１（筐体）の側面Ｆ３には、アーム３１２が取り付けられている。傘部Ｐ２は、軸部Ｐ１の上端に設けられている。可動部３０１の頂面Ｆ２は、傘部Ｐ２の表面に相当する。軸部Ｐ１と傘部Ｐ２とは、互いに一体的に形成されていてもよいし、互いに別体で形成された後で接合されてもよい。軸部Ｐ１と傘部Ｐ２とは、同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。

図２は、可動部３０１（アーム３１２を含む）の構造について説明するための図である。図２を参照して、可動部３０１の頂面Ｆ２は、ドーム状（半球状）に形成されている。頂面Ｆ２は、傘部Ｐ２の縁に向かって低くなる傾斜面を有する。こうした構造により、可動部３０１の上からの荷重に対する耐性が高くなる。また、傘部Ｐ２は、軸部Ｐ１の側面Ｆ３よりも外側に突出した鍔部Ｐ４を有する。鍔部Ｐ４の下端面Ｆ４には、シール部材ＳＬが設けられている。シール部材ＳＬは、たとえばＯリングである。この実施の形態では、シール部材ＳＬが弾性材料（たとえば、ゴム材料）で形成される。

アーム３１２は、リンク（骨部）及びジョイント（関節部）の組合せで構成される。アーム３１２における各ジョイントは、ある水準以上の力が加えられていないときに形態を保持する。このため、アーム３１２に力が加えられていないときにはアーム３１２は静止状態を維持する。ユーザは、アーム３１２に上記水準以上の力を加えて、各ジョイントで各リンクを動かすことができる。ユーザは、アーム３１２を手で持って動かすことができる。

この実施の形態に係るアーム３１２は、シリアルリンク式のアームであり、より特定的には６軸の垂直多関節アームである。アーム３１２は、リンクＬｋ１～Ｌｋ６がジョイントＪｔ１～Ｊｔ６によって直列に接続されて構成されている。ジョイントＪｔ１～Ｊｔ６の各々は、軸周りに回転自在にリンクを連結する回転関節である。ただし、直動関節を適宜追加してもよい。また、軸の数も適宜変更可能である。

アーム３１２の材料としては、たとえば軽くて強い材料が選定される。アーム３１２の材料は、金属（合金を含む）、セラミック材料、高分子材料、ガラス繊維、炭素繊維、又はこれらの組合せであってもよい。アーム３１２の材料は、ジェラルミン、アルミニウム合金、チタン合金、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、又はＦＲＭ（繊維強化金属）であってもよい。アーム３１２の部位ごとに材料を変えてもよい。アーム３１２の表面に防水処理が施されてもよい。

図３は、充電スタンド３００が地面Ｆ１下に収納された状態（以下、「収納状態」とも称する）を示す図である。図３を参照して、充電スタンド３００は、地面Ｆ１下に収納可能に構成される。充電スタンド３００は、地下式給電設備（地面下に収納可能な給電設備）に相当する。充電スタンド３００は、地面Ｆ１下に収納できるため、街中に設置されても景観を損ないにくい。

充電スタンド３００は、地面Ｆ１から下方へ延びる凹部Ｒ１に設置されている。収納状態では、凹部Ｒ１の内側に充電スタンド３００の略全体が収納される。固定部３０２は、凹部Ｒ１の底面に固定されている。

凹部Ｒ１における可動部３０１の周囲にはアーム収納部Ｐ３が設けられている。アーム収納部Ｐ３は、アーム３１２を収納するためのスペースに相当する。収納状態では、アーム３１２の全体が地面Ｆ１下に収納される。より具体的には、コネクタ３１１が下向きで各リンクが鉛直方向に真っ直ぐ伸びた状態のアーム３１２がアーム収納部Ｐ３に収納される。アーム３１２がアーム収納部Ｐ３に収納可能な状態になったか否かを検出するセンサが設けられてもよい。

収納状態では、傘部Ｐ２が地面Ｆ１に押し付けられ、傘部Ｐ２と地面Ｆ１との間のシール部材ＳＬ（図２）が圧縮される。そして、圧縮されたシール部材ＳＬにより、傘部Ｐ２と地面Ｆ１との間がシールされる。これにより、雨が降ったときに凹部Ｒ１への水の侵入が抑制される。

図４は、可動部３０１が上昇した状態を示す図である。図４を参照して、可動部３０１は、軸部Ｐ１の上端の位置Ｚｘ（シール部材ＳＬの位置）を変えるように鉛直方向に変位（上昇及び下降）する。以下では、説明の便宜上、可動部３０１の軸部Ｐ１の上端の位置Ｚｘを、可動部３０１の位置とみなす。

可動部３０１は可動範囲Ｒ２内を変位するように構成される。可動範囲Ｒ２の下限位置Ｚ１は、地面Ｆ１と同じ高さである。可動部３０１の位置が下限位置Ｚ１であるときには、可動部３０１の略全体（傘部Ｐ２以外の部分）が地面Ｆ１下に収納される（図３参照）。可動範囲Ｒ２の上限位置Ｚ２は、一般的な車両のインレットの高さに対して十分高い位置に設定される。可動部３０１の位置が上限位置Ｚ２であるときには、可動部３０１のアーム３１２が地面Ｆ１上に露出する。また、可動部３０１の位置が上限位置Ｚ２よりも低い位置（たとえば、図４に示す位置Ｚｘ）であっても、アーム３１２は地面Ｆ１上に露出し得る。このように、可動範囲Ｒ２は、アーム３１２が地面Ｆ１下に収納された第１位置（たとえば、下限位置Ｚ１）と、アーム３１２が地面Ｆ１上に露出した第２位置（たとえば、上限位置Ｚ２）とを含む。この実施の形態では、下限位置Ｚ１が地面Ｆ１と同じ位置であるが、下限位置Ｚ１は、地面Ｆ１よりも下の位置に設定されてもよい。

図４に示す車両２００は、充電スタンド３００を利用可能に構成される。車両２００は、バッテリ２１０と、バッテリ２１０に蓄えられた電力を用いて走行するための機器（たとえば、後述するモータジェネレータ２２１及びインバータ２２２）と、充電スタンド３００を利用してバッテリ２１０を充電するための機器（たとえば、後述するインレット２１１及び充電器２１２）とを備える電動車両である。この実施の形態に係る車両２００は、エンジン（内燃機関）を備えない電気自動車（ＥＶ）である。

図４に示す携帯端末１００は、車両２００のユーザが携帯する携帯端末に相当する。携帯端末１００はコンピュータを内蔵する。この実施の形態では、携帯端末１００として、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォンを採用する。ただしこれに限られず、携帯端末１００としては、任意の携帯端末を採用可能であり、タブレット端末、ウェアラブルデバイス（たとえば、スマートウォッチ）、又は電子キーなども採用可能である。

携帯端末１００は、充電スタンド３００及びサーバ６００（図１）の各々と無線通信可能に構成される。携帯端末１００には所定のアプリケーションソフトウェア（以下、単に「アプリ」と称する）がインストールされている。携帯端末１００は、車両２００のユーザによって携帯され、上記アプリを通じて充電スタンド３００及びサーバ６００の各々と情報のやり取りを行なうことができる。ユーザは、たとえば携帯端末１００のタッチパネルディスプレイを通じて、上記アプリを操作できる。また、携帯端末１００のタッチパネルディスプレイは、車両２００のユーザに対して情報を報知可能に構成される。

車両２００は、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する）２３０及び通信機器２４０をさらに備える。ＥＣＵ２３０は、コンピュータであってもよい。ＥＣＵ２３０は、プロセッサ、ＲＡＭ、及び記憶装置（いずれも図示せず）を備える。記憶装置に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することで、各種車両制御が実行される。ただし、車両制御は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で実行することも可能である。

ＥＣＵ２３０は、通信機器２４０を通じて、車両２００の外部と通信を行なうように構成される。通信機器２４０は、各種通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）を含んで構成される。通信機器２４０は、サーバ６００（図１）と無線通信するための通信Ｉ／Ｆを含んでもよい。サーバ６００は、バッテリ２１０の充電中に充電スタンド３００を経由して車両２００と通信するように構成されてもよい。また、車両２００に搭載された通信機器２４０と携帯端末１００とは相互に無線通信するように構成される。ＥＣＵ２３０は、無線通信により携帯端末１００を制御して、ユーザに対する報知を携帯端末１００に行なわせることができる。通信機器２４０と携帯端末１００との通信は、近距離通信（たとえば、車内及び車両周辺の範囲での直接通信）であってもよい。

バッテリ２１０は、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池のような二次電池を含んで構成される。二次電池は、組電池であってもよいし、全固体電池であってもよい。なお、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタのような他の蓄電装置を採用してもよい。

車両２００は、バッテリ２１０の状態を監視する監視モジュール２１０ａをさらに備える。監視モジュール２１０ａは、バッテリ２１０の状態（たとえば、電圧、電流、及び温度）を検出する各種センサを含み、検出結果をＥＣＵ２３０へ出力する。監視モジュール２１０ａは、上記センサ機能に加えて、ＳＯＣ（State Of Charge）推定機能、ＳＯＨ（State of Health）推定機能、セル電圧の均等化機能、診断機能、及び通信機能をさらに有するＢＭＳ（Battery Management System）であってもよい。ＥＣＵ２３０は、監視モジュール２１０ａの出力に基づいてバッテリ２１０の状態（たとえば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ、及び内部抵抗）を取得することができる。

車両２００は、電動走行のためのモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と称する）２２１及びインバータ（以下、「ＩＮＶ」と称する）２２２を備える。ＭＧ２２１は、たとえば三相交流モータジェネレータである。ＭＧ２２１は、ＩＮＶ２２２によって駆動され、車両２００の駆動輪Ｗを回転させるように構成される。ＩＮＶ２２２は、ＥＣＵ２３０によって制御される。ＩＮＶ２２２は、バッテリ２１０から供給される電力を用いてＭＧ２２１を駆動する。また、ＭＧ２２１は、回生発電を行ない、発電した電力をＩＮＶ２２２を経由してバッテリ２１０に供給する。なお、車両２００の駆動方式は、図４に示される前輪駆動に限られず、後輪駆動又は４輪駆動であってもよい。

車両２００は、接触充電のためのインレット２１１及び充電器２１２を備える。インレット２１１は、充電スタンド３００のアーム３１２のコネクタ３１１が接続可能に構成される。インレット２１１及びコネクタ３１１の双方には接点が内蔵されており、インレット２１１にコネクタ３１１が取り付けられると接点同士が接触して、インレット２１１とコネクタ３１１とが電気的に接続される。以下では、コネクタ３１１がインレット２１１に接続された状態（すなわち、充電スタンド３００と車両２００とがアーム３１２を介して電気的に接続された状態）を、「プラグイン状態」と称する。また、コネクタ３１１がインレット２１１に接続されていない状態（すなわち、充電スタンド３００と車両２００とが電気的に接続されていない状態）を、「プラグアウト状態」と称する。

充電器２１２は電力変換回路（図示せず）を備える。電力変換回路は、車両外部からインレット２１１に供給された電力を、バッテリ２１０の充電に適した電力に変換する。充電器２１２は、たとえばインレット２１１から交流電力が供給される場合に、供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１０に供給する。充電器２１２は、ＥＣＵ２３０によって制御される。

車両２００のユーザは、携帯端末１００を用いて充電スタンド３００を遠隔操作することができる。この実施の形態では、充電スタンド３００の制御装置３３０が、携帯端末１００と無線通信して、携帯端末１００からの指示に従い、電源回路３１０及びアクチュエータ３２０を制御するように構成される。ユーザは、携帯端末１００のタッチパネルディスプレイを通じて、充電スタンド３００に対する指示を携帯端末１００に入力できる。こうした入力が行なわれると、ユーザからの指示を示す指示信号が携帯端末１００から充電スタンド３００へ送信される。充電スタンド３００が携帯端末１００からの指示信号を受信すると、充電スタンド３００の制御装置３３０が、その指示信号が示す指示（すなわち、ユーザからの指示）に従い、電源回路３１０及びアクチュエータ３２０を制御する。

たとえば、ユーザが、携帯端末１００のアプリを立ち上げ、サーバ６００（図１）に対するユーザ認証を成功させると、携帯端末１００がアプリのホーム画面（図示せず）を表示する。これにより、携帯端末１００は、充電スタンド３００を遠隔操作できるようになる。たとえば、上記ユーザ認証が成功したときに、携帯端末１００の位置（たとえば、携帯端末１００に搭載された測位機能によって検出された緯度及び経度）がサーバ６００に送信されてもよい。そして、サーバ６００が、携帯端末１００の近くに存在するＥＶＳＥ（たとえば、携帯端末１００に最も近いＥＶＳＥ、又は携帯端末１００の位置から所定距離以内のＥＶＳＥ）の遠隔操作を携帯端末１００に許可してもよい。

充電スタンド３００は、未使用の場合には、収納状態（たとえば、図３に示す状態）になっている。このため、充電スタンド３００が街中に設置されても景観を損なわない。以下、車両２００のユーザが携帯端末１００を用いて充電スタンド３００を遠隔操作してバッテリ２１０の充電を行なう作業の流れの一例について説明する。

ユーザは、収納状態の充電スタンド３００近くの駐車スペースに車両２００を駐車した後、携帯端末１００の上記アプリを立ち上げる。そして、ユーザは、携帯端末１００を操作することにより収納状態の充電スタンド３００を遠隔操作して、可動部３０１を上昇させる。たとえば、ユーザは、アーム３１２のコネクタ３１１を車両２００のインレット２１１に接続しやすい位置（たとえば、図４に示す位置Ｚｘ）まで可動部３０１を上昇させる。これにより、充電スタンド３００はプラグイン可能な状態になる。以下、プラグイン可能な位置まで可動部３０１が上昇した状態を、「上昇状態」とも称する。

ユーザは、たとえば図４に示す上昇状態の充電スタンド３００において、可動部３０１のアーム３１２を手動で動かし、車両２００に向かってアーム３１２を伸ばす。そして、ユーザは、アーム３１２のコネクタ３１１を車両２００のインレット２１１に接続する。これにより、車両２００及び充電スタンド３００がプラグイン状態になる。プラグイン状態では、車両２００と充電スタンド３００との間での通信が可能になるとともに、車両２００と充電スタンド３００との間での電力の授受が可能になる。車両２００のＥＣＵ２３０は、たとえばアーム３１２内の通信線（図示せず）を介して、充電スタンド３００の制御装置３３０と通信する。

ユーザは、プラグイン状態の充電スタンド３００を遠隔操作して、充電スタンド３００に給電を実行させる。充電スタンド３００は、ユーザからの指示に従い、給電を開始する。具体的には、充電スタンド３００において、電源回路３１０が、交流電源３５０から供給される交流電力を、車両２００に対する給電に適した交流電力に変換（たとえば、変圧）し、変換後の電力をアーム３１２に供給する。プラグイン状態では、電源回路３１０からアーム３１２に供給される電力が、車両２００のインレット２１１に入力される。そして、車両２００においてバッテリ２１０の充電が行なわれる。具体的には、インレット２１１に入力された電力は、充電器２１２を経てバッテリ２１０に供給される。バッテリ２１０の充電中は、制御装置３３０が給電電力を調整するように電源回路３１０を制御するとともに、ＥＣＵ２３０が充電電力を調整するように充電器２１２を制御する。このように、充電スタンド３００は、車両に搭載された蓄電装置を充電するように構成される。

その後、バッテリ２１０の充電が完了すると、ユーザは、携帯端末１００を用いて、給電停止を指示する停止指示を充電スタンド３００に送る。ただし、バッテリ２１０が満充電状態になったときには、ＥＣＵ２３０から制御装置３３０へ自動的に停止指示が送られる。充電スタンド３００は、停止指示に従い、給電を停止する。その後、ユーザは、車両２００のインレット２１１からアーム３１２のコネクタ３１１を引き抜いて、アーム３１２をアーム収納部Ｐ３に収納可能な状態（この実施の形態では、コネクタ３１１が下向きで各リンクが鉛直方向に真っ直ぐ伸びた状態）にする。これにより、車両２００及び充電スタンド３００がプラグアウト状態になる。ユーザがアーム３１２をアーム収納部Ｐ３に収納可能な状態にすると、制御装置３３０は、可動部３０１を可動範囲Ｒ２の下限位置Ｚ１まで下降させる。こうして、充電スタンド３００は再び収納状態になる。

なお、ユーザは、タッチパネルディスプレイ３１３に対して給電開始及び給電停止の指示を入力することもできる。制御装置３３０は、タッチパネルディスプレイ３１３に入力された指示に従い、電源回路３１０を制御する。また、タッチパネルディスプレイ３１３は、充電スタンド３００の給電状態（給電中／給電停止）を表示する。また、携帯端末１００から充電スタンド３００の制御装置３３０への指示は、携帯端末１００から直接的に充電スタンド３００に送られてもよいし、携帯端末１００から他の装置（たとえば、サーバ６００）を経由して充電スタンド３００に送られてもよい。

図１～図４に示した構成を有する充電スタンド３００は、複数箇所に設置されてもよい。これらの充電スタンド３００は、充電スタンド３００同士で相互通信可能に構成されてもよい。通信方式は、無線でも有線でもよい。以下、図５及び図６を用いて、複数の充電スタンド３００のレイアウト例について説明する。

図５は、充電スタンド３００の第１のレイアウト例を示す平面図である。図５を参照して、この例では、駐車場内において複数の駐車スペース６１０が横並び（横列）になるように仕切り線Ｌ１によって区画されている。これら駐車スペース６１０の短手方向（長手方向に直交する方向）に沿って歩道７１０が設けられている。歩道７１０は、各駐車スペース６１０に隣接する。歩道７１０において各駐車スペース６１０に隣接する位置には、充電スタンド３００が設置されている。充電スタンド３００は、駐車スペース６１０ごとに設けられている。これらの充電スタンド３００は、歩道７１０に沿って並んでいる。

図６は、充電スタンド３００の第２のレイアウト例を示す平面図である。図６を参照して、この例では、駐車場内において複数の駐車スペース６２０が縦並び（縦列）になるように仕切り線Ｌ２によって区画されている。これら駐車スペース６２０の長手方向に沿って歩道７２０が設けられている。歩道７２０は、各駐車スペース６２０に隣接する。歩道７２０において各駐車スペース６２０に隣接する位置には、充電スタンド３００が設置されている。充電スタンド３００は、駐車スペース６２０ごとに設けられている。これらの充電スタンド３００は、歩道７２０に沿って並んでいる。

図１及び図２に示したように、可動部３０１の頂面Ｆ２が有する傾斜面は、緩やかな傾斜面であるため、収納状態において傘部Ｐ２の周縁に急峻な段差は形成されない。このため、充電スタンド３００が歩道に配置された形態においても、可動部３０１の頂面Ｆ２（傘部Ｐ２）は歩行者の通行を妨げにくい。また、可動部３０１の頂面Ｆ２がドーム状に形成されることによって、可動部３０１の上からの荷重に対する耐性が高くなる。このため、歩行者が可動部３０１の頂面Ｆ２の上に乗ったことに起因する可動部３０１の故障は抑制される。

以上説明したように、この実施の形態に係る給電システム１では、充電スタンド３００（地下式給電設備）が可動部３０１を備える。可動部３０１は、コネクタ３１１を備えるアーム３１２を有し、アーム３１２が地面Ｆ１下に収納された第１位置と、アーム３１２が地面Ｆ１上に露出した第２位置とを含む可動範囲Ｒ２（図４）内を変位可能に構成される。アーム３１２は、関節部（たとえば、図２に示したジョイントＪｔ１～Ｊｔ６）によって動き、ケーブルよりも動きが制限される。また、可動部３０１が動くときには、基本的には、アーム３１２が真っ直ぐ伸びた状態（図３参照）になっている。このため、上記構成によれば、可動部３０１が第１位置から第２位置へ上昇するときのアーム３１２の引っ掛かりは抑制される。このように、上記構成によれば、ユーザの利便性が高い給電システムを提供できる。

また、充電スタンド３００は、可動部３０１を動かすアクチュエータ３２０を備える。このため、ユーザが可動部３０１を引っ張り上げなくても、アクチュエータ３２０によって可動部３０１のアーム３１２を地面Ｆ１上に露出させることができる。

可動部は、複数本のアームを有してよい。以下、図７及び図８を用いて、図１に示した給電システムの第１変形例について、上記実施の形態との相違点を主に説明する。

図７は、第１変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。図７を参照して、第１変形例に係る給電システム１Ａは充電スタンド３００Ａを備える。充電スタンド３００Ａは可動部３０１Ａと固定部３０２Ａとを備える。可動部３０１Ａ及び固定部３０２Ａはそれぞれ、基本的には上記実施の形態における可動部３０１及び固定部３０２（図１）に準ずる機能を有するが、次に示す特徴も有する。

可動部３０１Ａは、コネクタ３１１Ａを備えるアーム３１２Ａと、コネクタ３１１Ｂを備えるアーム３１２Ｂとを有する。アーム３１２Ａ及び３１２Ｂの各々は、たとえば図２に示した構造を有する。ただし、アーム３１２Ａとアーム３１２Ｂとは、互いに反対向きに設けられ、互いに反対向きに伸びるように構成される。凹部Ｒ１における可動部３０１Ａの周囲には、アーム３１２Ａを収納するためのアーム収納部Ｐ３Ａと、アーム３１２Ｂを収納するためのアーム収納部Ｐ３Ｂとが設けられている。固定部３０２Ａの電源回路３１０は、コネクタ３１１Ａとコネクタ３１１Ｂとに個別に電力を供給するように構成される。コネクタ３１１Ａとコネクタ３１１Ｂとで、電源回路３１０から供給される電力（すなわち、電圧及び電流の少なくとも一方）が異なってもよい。固定部３０２Ａの制御装置３３０は、電源回路３１０からコネクタ３１１Ａへの電力供給と、電源回路３１０からコネクタ３１１Ｂへの電力供給とを、個別に制御するように構成される。

図８は、第１変形例に係る給電システムの動作について説明するための図である。図８を参照して、第１変形例に係る充電スタンド３００Ａは、たとえば歩道７３０に設置される。充電スタンド３００Ａのアーム３１２Ａ側とアーム３１２Ｂ側とには、それぞれ歩道７３０に隣接するように駐車スペース６３０及び６４０が設けられている。充電スタンド３００Ａは、駐車スペース６３０に駐車された車両に対してはアーム３１２Ａによって給電を行ない、駐車スペース６４０に駐車された車両に対してはアーム３１２Ｂによって給電を行なうように構成される。車両２００のユーザは、アーム３１２Ａ及び３１２Ｂのいずれを使用するか選択できる。たとえば、アーム３１２Ａを使用してバッテリ２１０の充電を行なう場合には、ユーザは駐車スペース６３０に車両２００を駐車する。また、充電スタンド３００Ａは、アーム３１２Ａ及び３１２Ｂを用いて、駐車スペース６３０及び６４０の各々に駐車された車両に対して同時に給電を行なうように構成されてもよい。

収納時におけるアームの状態は、図３に示した状態に限られず、適宜変更可能である。以下、図９及び図１０を用いて、図１に示した給電システムの第２変形例について、上記実施の形態との相違点を主に説明する。

図９は、第２変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。図９を参照して、第２変形例に係る給電システム１Ｂは充電スタンド３００Ｂを備える。充電スタンド３００Ｂは可動部３０１Ｂと固定部３０２Ｂとを備える。可動部３０１Ｂ及び固定部３０２Ｂはそれぞれ、基本的には上記実施の形態における可動部３０１及び固定部３０２（図１）に準ずる機能を有するが、次に示す特徴も有する。

充電スタンド３００Ｂは凹部Ｒ１Ａ内に設置されている。可動部３０１Ｂのアーム３１２は、コネクタ３１１が上向きで各リンクが鉛直方向に真っ直ぐ伸びた状態でアーム収納部Ｐ３に収納される。また、凹部Ｒ１Ａの上端角（開口の縁）にはテーパＦ５が設けられている。テーパＦ５は、可動部３０１Ｂの軸部Ｐ１に近づくほど低くなる傾斜面である。

図１０は、テーパＦ５付近の拡大図である。図１０を参照して、可動部３０１Ｂの下降時にアーム収納部Ｐ３の外側に位置するアーム３１２はテーパＦ５に当たってアーム収納部Ｐ３に押し戻される。アーム３１２は、押し戻された力で軸部Ｐ１に押し付けられて真っ直ぐになり、アーム収納部Ｐ３に収納される。こうした構造により、アーム３１２の収納性を向上させることができる。

アーム収納部は可動部の内部に設けられてもよい。図１１は、第３変形例に係る給電システムの構成について説明するための図である。図１１を参照して、第３変形例に係る給電システム１Ｃは充電スタンド３００Ｃを備える。充電スタンド３００Ｃは可動部３０１Ｃと固定部３０２Ｃとを備える。可動部３０１Ｃ及び固定部３０２Ｃはそれぞれ、基本的には上記実施の形態における可動部３０１及び固定部３０２（図１）に準ずる機能を有するが、次に示す特徴も有する。

充電スタンド３００Ｃは凹部Ｒ１Ｂ内に設置されている。可動部３０１Ｃは傘部Ｐ２（図１）を有しない。収納状態では、可動部３０１Ｃの頂面（軸部Ｐ１の頂面）と地面Ｆ１とが面一になる。可動部３０１Ｃの軸部Ｐ１には、アーム収納部Ｐ５が設けられている。アーム収納部Ｐ５は、たとえば可動部３０１Ｃの円筒状の筐体の一部が加工されることにより可動部３０１Ｃの側面に形成された凹部である。可動部３０１Ｃのアーム３１２は、アーム収納部Ｐ５の下面Ｆ６（水平面）に取り付けられている。アーム収納部Ｐ５は、可動部３０１Ｃの内部に位置する。凹部Ｒ１Ｂにおける可動部３０１Ｃの周囲には、アーム３１２を収納するためのスペースは設けられていない。可動部３０１Ｃの筐体の外周面と凹部Ｒ１Ｂの内壁との隙間にシール部材が設けられてもよい。

上記実施の形態では、可動部３０１の頂面Ｆ２がドーム状に形成されているが、頂面Ｆ２は、錐体状（たとえば、円錐状又は角錐状）又は錐台状（たとえば、円錐台状又は角錐台状）に形成されてもよい。可動部３０１の頂面Ｆ２が錐体状又は錐台状に形成された場合にも、可動部３０１の上からの荷重に対する耐性は高くなる。

アクチュエータ３２０は、可動部３０１を昇降させるだけでなく、可動部３０１（アーム３１２を含む）を円筒状の筐体の中心軸周りに回転させるように構成されてもよい。

上記実施の形態では、アーム３１２における各関節（各ジョイント）が手動で動くように構成される。ただしこれに限られず、各関節（各ジョイント）を動かすアクチュエータを設けてもよい。たとえば、軸ごとにジョイント及びリンクを回転させるアクチュエータ（たとえば、モータ）を設けてもよい。アーム３１２における各関節（各ジョイント）を動かすアクチュエータは、制御装置３３０によって制御されてもよい。

アームの構造は、図２に示した構造に限られない。たとえば、垂直多関節アームに代えて、水平多関節アームが採用されてもよい。また、多関節型アームではなく座標軸型アームが採用されてもよい。また、シリアルリンク式のアームではなく、パラレルリンク式のアームが採用されてもよい。

車両の構成は、図４に示した構成に限られない。たとえば、車両は、ＤＣ（直流）充電可能に構成されてもよい。給電設備は、ＤＣ方式の地下式給電設備であってもよい。充電器２１２の電力変換回路は、車両ではなく給電設備に搭載されてもよい。

車両は、ＥＶに限られず、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）であってもよい。車両は、乗用車に限られず、バス又はトラックであってもよい。車両は、自動運転可能に構成されてもよいし、飛行機能を備えてもよい。車両は、無人で走行可能な車両（たとえば、無人搬送車（ＡＧＶ）又は農業機械）であってもよい。

給電設備が充電する蓄電装置は、車両以外の移動体（船、飛行機、ドローン、歩行ロボット等）に搭載された蓄電装置であってもよいし、定置式のＥＳＳ（Energy Storage System）であってもよい。

上記の各種変形例は任意に組み合わせて実施されてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 給電システム、１００ 携帯端末、２００ 車両、２１０ バッテリ、２１０ａ 監視モジュール、２１１ インレット、２１２ 充電器、２２１ モータジェネレータ、２２２ インバータ、２３０ ＥＣＵ、２４０ 通信機器、３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ 充電スタンド、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ 可動部、３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ 固定部、３１０ 電源回路、３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ コネクタ、３１２，３１２Ａ，３１２Ｂ アーム、３１３ タッチパネルディスプレイ、３１４ 通信装置、３２０ アクチュエータ、３３０ 制御装置、３３１ プロセッサ、３３２ ＲＡＭ、３３３ 記憶装置、３３４ タイマ、３５０ 交流電源、６００ サーバ、６１０，６２０，６３０，６４０ 駐車スペース、７１０，７２０，７３０ 歩道、Ｆ１ 地面、Ｆ２ 頂面、Ｆ３ 側面、Ｆ４ 下端面、Ｆ５ テーパ、Ｆ６ 下面、Ｐ１ 軸部、Ｐ２ 傘部、Ｐ３，Ｐ３Ｂ，Ｐ３Ａ，Ｐ５ アーム収納部、Ｐ４ 鍔部、Ｒ１，Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂ 凹部、ＳＬ シール部材。

Claims (1)

1. 地面下に収納可能な給電設備を備える給電システムであって、
   前記給電設備は、
   コネクタを備えるアームを有し、前記アームが地面下に収納された第１位置と、前記アームが地面上に露出した第２位置とを含む可動範囲内を変位可能に構成される可動部と、
   前記コネクタに電力を供給する電源回路と、
   前記電源回路を制御する制御装置とを備える、給電システム。

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