JP2022176651A - 給電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】水没による地下式給電設備の故障を抑制する。【解決手段】固定部及び可動部を備える地下式給電設備において、固定部は、外部から水が浸入しないように防水シールされた密閉空間Ｒ２を内部に有する筐体Ｐ１００を備える。可動部は、一端面が塞がれるとともに他端面が開放された筒体（軸部Ｐ１）を備える。可動部の筒体は、給電口Ｐ１０を有し、筐体Ｐ１００の側面に対して摺動するように筐体Ｐ１００に被せられている。密閉空間Ｒ２には、給電口Ｐ１０に電力を供給する電源回路３５０が収容されている。そして、電源回路３５０につながる電線４３０が、密閉空間Ｒ２の出入口の防水シール部Ｐ３２を通り抜け、給電口Ｐ１０につながっている。【選択図】図２

Description

本開示は、給電設備に関し、特に、地面下に収納可能な給電設備に関する。

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が開示されている。この給電設備は、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、地面下に収容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もち、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。

特許第５４７５４０７号公報

ところで、地面下に収納可能な給電設備（以下、「地下式給電設備」とも称する）は、地面下に収納された状態で水没してしまう可能性がある。水没は給電設備の寿命を低下させる要因となり得る。給電設備の防水性が不十分であると、水没によって給電設備が故障しやすくなる。

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、水没による地下式給電設備の故障を抑制することである。

本開示に係る給電設備は、固定部及び可動部を備え、地面下に収納可能に構成される。固定部は、外部から水が浸入しないように防水シールされた密閉空間を内部に有する筐体を備える。可動部は、一端面が塞がれるとともに他端面が開放された筒体を備える。可動部の筒体は、給電口を有し、固定部の筐体の側面に対して摺動するように固定部の筐体に被せられている。上記密閉空間には、上記給電口に電力を供給する電源回路が収容されている。そして、電源回路につながる電線が、密閉空間の出入口の防水シール部を通り抜け、給電口につながっている。

上記給電設備では、固定部の筐体内に設けられた電源回路が、固定部の外側の可動部（詳しくは、固定部に被せられた筒体）に設けられた給電口に電力を供給する。上記構成では、防水シールされた密閉空間に電源回路が収容されている。このため、電源回路が浸水しにくくなる。また、電源回路につながる電線は、密閉空間の出入口の防水シール部を通り抜けて給電口につながっている。こうした構成により、密閉空間の防水性を保ちながら、電源回路と給電口とを電線でつなぐことができる。上記構成によれば、給電設備の電源系統の防水性を向上させることができる。そして、給電設備の電源系統の防水性が向上することで、水没による地下式給電設備の故障（特に、電気特性の不良）が抑制される。

給電口は、電力を出力する部分である。給電口は給電ケーブルへ電力を出力してもよい。給電口は、電源回路から電力の供給を受け、給電口につながる給電ケーブルへ電力を出力してもよい。給電ケーブルは、給電口に対して着脱可能であってもよい。給電口は、給電ケーブルの第１端（たとえば、プラグ）に接続可能なコネクタ（たとえば、コンセント）であってもよい。給電ケーブルの第２端は、車両のインレットに接続可能に構成されてもよい。

固定部の筐体と可動部の筒体との摺動部位にシール部材がさらに設けられてもよい。こうした構成によれば、二重シール構造によって給電設備の電源系統の防水性をさらに向上させることができる。筒体の内外を空気が移動（出入り）できなくなると、気圧により筒体の動きが妨げられる可能性があるため、空気は通すが水は通さないフィルタを可動部の筒体に設けてもよい。

上記電源回路を制御する制御装置が、上記密閉空間にさらに収容されてもよい。また、可動部を動かすアクチュエータが、上記密閉空間にさらに収容されてもよい。電源回路及びアクチュエータは、共通の制御装置によって制御されてもよい。

可動部は、給電口が地面下に位置する第１状態と、給電口が地面上に位置する第２状態とを含む可動範囲内を変位可能に構成されてもよい。固定部は、地面から下方に延びる凹部の底面に設置されてもよい。

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。給電設備は、電力網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。

本開示によれば、水没による地下式給電設備の故障を抑制することが可能になる。

本開示の実施の形態に係る給電設備の概略構成を示す図である。 本開示の実施の形態に係る給電設備において、可動部の軸部と固定部の筐体との各々の内部構造を示す図である。 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。 図１に示した給電設備の変形例を示す図である。 図７に示した変形例に係る給電設備が備える可動部の筒体の内部構造を示す図である。

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設備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。この実施の形態に係る充電スタンド３００は、本開示に係る「給電設備」の一例に相当する。

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。充電スタンド３００は、地下（地面Ｆ１の下）に収納可能に構成される。充電スタンド３００が使用されないときには、可動部３０１の略全体が地下に収納される。充電スタンド３００は、地下式給電設備（地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から下方へ延びる凹部Ｒ１１に設置されている。固定部３０２は、凹部Ｒ１１の底面に固定されている。この実施の形態では、固定部３０２の全体が地下に位置する。固定部３０２は、角柱状の筐体と、筐体内に設けられた制御装置３３０、アクチュエータ３４０、及び電源回路３５０とを有する。詳細は後述するが、固定部３０２の筐体は、外部から水が浸入しないように防水シールされた密閉空間を内部に有する。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。筐体の表面に防水処理が施されてもよい。

制御装置３３０は、アクチュエータ３４０及び電源回路３５０を制御するように構成される。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。

電源回路３５０は、交流電源ＰＧから電力の供給を受けて、可動部３０１の給電口Ｐ１０に電力を供給するように構成される。電源回路３５０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ＰＧは、地下に設けられたトンネルＲ１２内の電線４１０に交流電力を供給する。電源回路３５０は電線４２０を介して電線４１０と電気的に接続されている。交流電源ＰＧは電線４１０及び４２０を通じて電源回路３５０に交流電力を供給する。交流電源ＰＧ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３５０は、制御装置３３０によって制御される。

アクチュエータ３４０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３４０は、電源回路３５０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３４０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３４０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３４０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。

可動部３０１は、アクチュエータ３４０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、軸部Ｐ１と中間部Ｐ２と傘部Ｐ３とを含む。軸部Ｐ１と中間部Ｐ２と傘部Ｐ３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は、一端面（上端面）が塞がれるとともに他端面（下端面）が開放された筒体である。軸部Ｐ１は、固定部３０２の筐体の形状に対応するように成形されている。具体的には、軸部Ｐ１は、固定部３０２の筐体（角柱状の筐体）に対応する角筒状の外形を有する。軸部Ｐ１（筒体）の内径は固定部３０２の筐体の外径よりも大きい。軸部Ｐ１は、固定部３０２の筐体の側面に対して摺動するように固定部３０２の筐体に被せられている。可動部３０１の軸部Ｐ１と固定部３０２の筐体とは、互いの中心軸が一致するように配置される。この実施の形態では、可動部３０１の軸部Ｐ１と固定部３０２の筐体との各々の横断面が多角形状を有する。しかしこれに限られず、可動部３０１の軸部Ｐ１と固定部３０２の筐体との各々の横断面は円形状であってもよい。

軸部Ｐ１は給電口Ｐ１０を有する。給電口Ｐ１０は、軸部Ｐ１の上端面に配置されている。また、軸部Ｐ１の上端には中間部Ｐ２が接続されている。中間部Ｐ２は、給電ケーブル３１０を収納するためのスペース（以下、「ケーブル収納部Ｒ１」と称する）を有する。ケーブル収納部Ｒ１の床面は軸部Ｐ１の上端面に相当し、給電口Ｐ１０はケーブル収納部Ｒ１の床面に位置する。

給電ケーブル３１０はコネクタ３１１及びケーブル３１２を有する。ケーブル３１２の第１端にはコネクタ３１１が設けられている。ケーブル３１２の第２端（第１端とは反対側の端）は給電口Ｐ１０につながっている。ケーブル収納部Ｒ１は、床面と複数の側壁と天井とで囲まれており、１つの側壁に設けられた開口部から給電ケーブル３１０を出し入れできるようになっている。ケーブル収納部Ｒ１を開閉するリッドが上記開口部に設けられてもよい。また、給電ケーブル３１０がケーブル収納部Ｒ１に収納されたか否かを検出するセンサが、ケーブル収納部Ｒ１に設けられてもよい。

可動部３０１は、タッチパネルディスプレイ３２２及び通信装置３２３を備える。この実施の形態では、タッチパネルディスプレイ３２２及び通信装置３２３が、中間部Ｐ２に設けられている。タッチパネルディスプレイ３２２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３２２は、給電に関する指示（たとえば、給電開始及び給電停止の指示）を受け付けるように構成される。また、タッチパネルディスプレイ３２２は、充電スタンド３００の給電状態（給電中／給電停止）を表示するように構成される。タッチパネルディスプレイ３２２は、制御装置３３０によって制御される。通信装置３２３は、無線通信可能に構成される。通信装置３２３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。

中間部Ｐ２の上端には傘部Ｐ３が接続されている。可動部３０１の頂面Ｆ２は、傘部Ｐ３の表面に相当する。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Ｐ３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、頂面Ｆ２の傾斜面は雨水を充電スタンド３００から遠ざけるように作用する。また、傘部Ｐ３は、軸部Ｐ１の側面よりも外側に突出した鍔部を有する。鍔部の下端面には、シール部材３２１が設けられている。シール部材３２１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３２１が弾性材料（たとえば、ゴム材料）で形成される。

図２は、可動部３０１の軸部Ｐ１と固定部３０２の筐体との各々の内部構造を示す図である。図１とともに図２を参照して、固定部３０２の筐体Ｐ１００は、外部から水が浸入しないように防水シールされている。すなわち、筐体Ｐ１００は、防水シールされた密閉空間Ｒ２を内部に有する。密閉空間Ｒ２には、制御装置３３０、アクチュエータ３４０、及び電源回路３５０が収容されている。図２には電源回路３５０のみが示されているが、固定部３０２の筐体Ｐ１００内には、電源回路３５０だけでなく制御装置３３０及びアクチュエータ３４０も収容されている。

トンネルＲ１２は、電線管４００が地中に埋設されることによって電線管４００の内側に形成される。電線管４００は地中埋設配管に相当する。電線管４００は、たとえば硬質ポリエチレン製のＦＥＰ（Flexible Electric Pipe）である。ただしこれに限られず、電線管４００は、強化プラスチック複合管であってもよいし、ポリエチレン二層被覆鋼管であってもよいし、金属管であってもよいし、複数種の管の組合せであってもよい。

トンネルＲ１２内には電線４１０が設けられている。電線４１０は、たとえば配電網を形成する。電線４１０は、交流電源ＰＧの電力を所定の地域内の各需要家に配電するように構成される。

電線管４００の表面には、防水シール部Ｐ４０（電線管４００の出入口に相当）が設けられている。また、筐体Ｐ１００の下端面Ｆ１０１には、防水シール部Ｐ３１（密閉空間Ｒ２の出入口に相当）が設けられている。電線４２０は、トンネルＲ１２内の電線４１０と筐体Ｐ１００内の電源回路３５０とをつないでいる。電線４２０の一端は電線４１０に接続されている。そして、電線４２０は防水シール部Ｐ４０及びＰ３１を通り抜け、電線４２０の他端が電源回路３５０に接続されている。防水シール部Ｐ４０及びＰ３１の各々は、電線４２０のための配線孔（図２に示す例では、３つの配線孔）と、各配線孔に設けられた防水シール部材（たとえば、ゴム製のワイヤシール）とを有する。

筐体Ｐ１００の上端面Ｆ１０２には、防水シール部Ｐ３２（密閉空間Ｒ２の出入口に相当）が設けられている。電源回路３５０につながる電線４３０は、防水シール部Ｐ３２を通り抜け、給電口Ｐ１０（軸部Ｐ１の出入口に相当）につながっている。すなわち、電線４３０の一端は電源回路３５０に接続され、電線４３０の他端は給電口Ｐ１０に接続されている。給電口Ｐ１０にも防水シール部材が設けられている。すなわち、給電口Ｐ１０は防水シール部に相当する。防水シール部Ｐ３２及び給電口Ｐ１０の各々は、電線４３０のための配線孔（図２に示す例では、３つの配線孔）と、各配線孔に設けられた防水シール部材（たとえば、ゴム製のワイヤシール）とを有する。

電源回路３５０と給電口Ｐ１０とをつなぐ電線４３０は、防水シール部材によって防水シール部Ｐ３２及び給電口Ｐ１０の各々に固定される。可動部３０１（軸部Ｐ１を含む）が上昇したときに、電線４３０は給電口Ｐ１０に引っ張られる。この実施の形態では、可動部３０１の上昇時に過度なストレスが電線４３０にかからないように電線４３０の長さに余裕を持たせている。可動部３０１の高さが低い場合には電線４３０が余り、電線４３０の余った部分Ｐ２０が軸部Ｐ１内の筐体Ｐ１００の上方（上端面Ｆ１０２と上端面Ｆ１０４との間）に収納される。

軸部Ｐ１の下端面Ｆ１０３（開口面）には、防水シール部材Ｐ１１が設けられている。具体的には、リング状の防水シール部材Ｐ１１（たとえば、Ｏリング）が下端面Ｆ１０３の縁に取り付けられている。防水シール部材Ｐ１１を保持するための溝が下端面Ｆ１０３の縁に形成されてもよい。

防水シール部材Ｐ１１は、固定部３０２の筐体Ｐ１００と可動部３０１の軸部Ｐ１との摺動部位（すなわち、筐体Ｐ１００の外周面と軸部Ｐ１の内周面との隙間）に位置する。防水シール部材Ｐ１１は、筐体Ｐ１００の側面を上下に摺動する。防水シール部材Ｐ１１は、筐体Ｐ１００の側面と接触し、摺動部位からの水の侵入を抑制する。充電スタンド３００は、筐体Ｐ１００（密閉空間Ｒ２）の外側にも、防水シール構造を有する。こうした二重シール構造によって充電スタンド３００の電源系統（特に、電源回路３５０）の防水性が向上する。

上記のように防水シール部材Ｐ１１が設けられることによって軸部Ｐ１（筒体）の内外を空気が移動（出入り）できなくなると、気圧により可動部３０１（軸部Ｐ１を含む）の動きが妨げられる可能性がある。そこで、この実施の形態では、軸部Ｐ１の上端面Ｆ１０４に呼吸穴Ｐ１２が形成されている。呼吸穴Ｐ１２には、空気は通すが水は通さないフィルタ（たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）多孔質膜）が設けられている。呼吸穴Ｐ１２が空気の移動を許容することにより、可動部３０１の動きがスムーズになる。ただし、呼吸穴Ｐ１２は必須の構成ではない。たとえば、防水シール部材Ｐ１１が、摺動時には空気を通し、静止状態において空気を通さないように構成されてもよい。また、摺動部位からの水の侵入が少ない形態では、防水シール部材Ｐ１１が割愛されてもよい。

交流電源ＰＧは、電線４１０及び４２０を通じて電源回路３５０に電力を供給する。電源回路３５０は、電線４２０から入力される電力に所定の電力変換を行ない、変換後の電力を電線４３０へ出力する。電源回路３５０から電線４３０へ出力された電力は、給電口Ｐ１０に供給される。このように、電源回路３５０は、給電口Ｐ１０に電力を供給するように構成される。軸部Ｐ１内の電線４３０は、給電口Ｐ１０で軸部Ｐ１の外側の給電ケーブル３１０（図１）につながっている。軸部Ｐ１内の電線４３０と給電ケーブル３１０内の電線とはシームレスにつながっていてもよい。給電口Ｐ１０は、電源回路３５０から電力の供給を受け、給電口Ｐ１０につながる給電ケーブル３１０へ電力を出力する。

以下、図３及び図４を用いて、充電スタンド３００の動作について詳述する。図３は、収納状態の充電スタンド３００を示す図である。収納状態は、充電スタンド３００が地面Ｆ１下に収納された状態である。

図３を参照して、収納状態では、凹部Ｒ１１の内側に充電スタンド３００の略全体が収納される。収納状態では、傘部Ｐ３が地面Ｆ１に押し付けられ、傘部Ｐ３と地面Ｆ１との間のシール部材３２１（図２）が圧縮される。そして、圧縮されたシール部材３２１により、傘部Ｐ３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Ｒ１１への水の侵入が抑制される。

図３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の一例に相当する。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３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。

この実施の形態に係る給電システムは、サーバ６００をさらに備える。携帯端末１００は、充電スタンド３００及びサーバ６００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と無線通信するための通信Ｉ／Ｆを含んでもよい。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３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、給電ケーブル３１０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、給電設備と車両とが給電ケーブル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、給電設備と車両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。

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、携帯端末１００及び充電スタンド３００の各々と通信可能に構成される。また、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。

図４は、可動部３０１が上昇した状態の充電スタンド３００を示す図である。図４を参照して、可動部３０１は、傘部Ｐ３の下端の位置Ｚｘ（シール部材３２１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の傘部Ｐ３の下端の位置Ｚｘを、可動部３０１の位置とみなす。

可動部３０１は可動範囲Ｒ１００内を変位するように構成される。可動範囲Ｒ１００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Ｐ３以外の部分）が地面Ｆ１下に収納される（図３参照）。可動範囲Ｒ１００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の給電口Ｐ１０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、給電口Ｐ１０は地面Ｆ１上に露出し得る。このように、可動範囲Ｒ１００は、給電口Ｐ１０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、給電口Ｐ１０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。

再び図３を参照して、通信装置３２３は、サーバ６００及び携帯端末１００の各々と無線通信可能に構成される。制御装置３３０は、通信装置３２３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には、複数の車両（車両２００を含む）と複数のユーザ（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（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。

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、アクチュエータ３４０及び電源回路３５０を制御するように構成される。ユーザは、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、アクチュエータ３４０及び電源回路３５０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に対する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、給電ケーブル３１０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のケーブル収納部Ｒ１から給電ケーブル３１０を取り出して、給電ケーブル３１０を車両２００に向かって伸ばす。そして、ユーザは、給電ケーブル３１０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は給電ケーブル３１０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３５０が、交流電源ＰＧ（図１）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、変換後の電力を給電口Ｐ１０に供給する。プラグイン状態では、電源回路３５０から給電口Ｐ１０に供給される電力が、給電ケーブル３１０を通じて、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３５０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から給電ケーブル３１０のコネクタ３１１を引き抜いて、給電ケーブル３１０をケーブル収納部Ｒ１に収納する。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。ユーザが給電ケーブル３１０をケーブル収納部Ｒ１に戻すと、制御装置３３０は、可動部３０１を可動範囲Ｒ１００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３２２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３２２に入力された指示に従い、電源回路３５０を制御する。また、タッチパネルディスプレイ３２２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。

可動部３０１の頂面Ｆ２（図１参照）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Ｐ３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Ｐ３）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。

複数の充電スタンド３００（たとえば、図５又は図６に示した各充電スタンド３００）が、図１に示した電線４１０と電気的に接続されてもよい。複数の充電スタンド３００が共通の電線４１０（配電網）から電力の供給を受けるように構成されてもよい。

以上説明したように、この実施の形態に係る充電スタンド３００（地下式給電設備）は、図１及び図２に示した可動部３０１及び固定部３０２を備える。固定部３０２は、外部から水が浸入しないように防水シールされた密閉空間Ｒ２を内部に有する筐体Ｐ１００を備える。可動部３０１は、一端面が塞がれるとともに他端面が開放された筒体（軸部Ｐ１）を備える。軸部Ｐ１は、給電口Ｐ１０を有し、筐体Ｐ１００の側面に対して摺動するように筐体Ｐ１００に被せられている。密閉空間Ｒ２には、給電口Ｐ１０に電力を供給する電源回路３５０が収容されている。そして、電源回路３５０につながる電線４３０が、密閉空間Ｒ２の出入口の防水シール部Ｐ３２を通り抜け、給電口Ｐ１０につながっている。

上記構成では、防水シールされた密閉空間Ｒ２に電源回路３５０が収容されているため、電源回路３５０が浸水しにくくなる（図２参照）。また、電源回路３５０につながる電線４３０が、密閉空間Ｒ２の出入口の防水シール部Ｐ３２を通り抜けて給電口Ｐ１０につながっているため、密閉空間Ｒ２の防水性を保ちながら電源回路３５０と給電口Ｐ１０とを電線４３０でつなぐことができる（図２参照）。上記構成によれば、充電スタンド３００の電源系統の防水性を向上させることができる。そして、充電スタンド３００の電源系統の防水性が向上することで、水没による充電スタンド３００の故障（特に、電気特性の不良）が抑制される。

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３４０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３４０によって可動部３０１の給電口Ｐ１０を地面Ｆ１上に露出させることができる。

給電ケーブルは、給電口に対して着脱可能であってもよい。図７は、図１に示した給電設備の変形例を示す図である。図７を参照して、この変形例では、給電ケーブル３１０（図１）の代わりに給電ケーブル３１０Ａが採用される。給電ケーブル３１０Ａは、給電口Ｐ１０Ａに対して着脱可能に構成される。

給電ケーブル３１０Ａは、コネクタ３１１Ａ、ケーブル３１２Ａ、及びプラグ３１３Ａを有する。給電ケーブル３１０Ａにおいては、ケーブル３１２Ａの両端に位置する第１端、第２端に、それぞれコネクタ３１１Ａ、プラグ３１３Ａが設けられている。

充電スタンド３００Ａは、可動部３０１（図１）の代わりに可動部３０１Ａを備える。可動部３０１Ａは、軸部Ｐ１Ａと傘部Ｐ３とを含む。軸部Ｐ１Ａは、中間部Ｐ２（図１）を介さず、傘部Ｐ３と直接的に接続されている。タッチパネルディスプレイ３２２及び通信装置３２３は、軸部Ｐ１Ａに設けられている。また、軸部Ｐ１Ａの側面に給電口Ｐ１０Ａが設けられている。給電口Ｐ１０Ａは、給電ケーブル３１０Ａのプラグ３１３Ａ（コンセントプラグ）と接続可能なＡＣコンセント（交流電力用コンセント）である。給電ケーブル３１０Ａのプラグ３１３Ａが給電口Ｐ１０Ａに接続されるとともに、給電ケーブル３１０Ａのコネクタ３１１Ａが車両のインレット（たとえば、図３に示したインレット２１１）に接続されることで、充電スタンド３００Ａはプラグイン状態になる。プラグイン状態では、給電口Ｐ１０Ａから出力される交流電力が、給電ケーブル３１０Ａを通じて、車両（たとえば、図３に示した車両２００）に供給される。

図８は、図７に示した変形例に係る充電スタンド３００Ａが備える可動部３０１Ａの軸部Ｐ１Ａ（筒体）の内部構造を示す図である。図８を参照して、この変形例では、給電口Ｐ１０Ａだけでなく呼吸穴Ｐ１２も軸部Ｐ１Ａの側面に設けられている。そして、給電口Ｐ１０Ａには防水シール部材（たとえば、防水パッキン）が設けられている。給電口Ｐ１０Ａは防水コンセントである。また、軸部Ｐ１Ａの下端面Ｆ１０３（開口面）の縁には、筐体Ｐ１００の側面を上下に摺動する防水シール部材Ｐ１１が設けられている。このように、充電スタンド３００Ａは、筐体Ｐ１００（密閉空間Ｒ２）の外側に防水シール構造を有する。こうした二重シール構造によって充電スタンド３００Ａの電源系統（特に、電源回路３５０）の防水性が向上する。

上記実施の形態及び変形例では、可動部３０１の頂面Ｆ２（排水頂面）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。

車両の構成は、図３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。給電設備は、車両から供給された電力を電力網（たとえば、電線４１０）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。

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。

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。

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 充電スタンド、３０１，３０１Ａ 可動部、３０２ 固定部、３１０，３１０Ａ 給電ケーブル、３３０ 制御装置、３４０ アクチュエータ、３５０ 電源回路、４００ 電線管、４１０，４２０，４３０ 電線、６００ サーバ、Ｆ１ 地面、Ｆ２ 頂面、Ｆ１０１，Ｆ１０３ 下端面、Ｆ１０２，Ｆ１０４ 上端面、Ｐ１，Ｐ１Ａ 軸部、Ｐ２ 中間部、Ｐ３ 傘部、Ｐ１０，Ｐ１０Ａ 給電口、Ｐ１１ 防水シール部材、Ｐ１２ 呼吸穴、Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４０ 防水シール部、Ｐ１００ 筐体、ＰＧ 交流電源、Ｒ１ ケーブル収納部、Ｒ２ 密閉空間、Ｒ１１ 凹部、Ｒ１２ トンネル。

Claims (1)

1. 固定部及び可動部を備え、地面下に収納可能な給電設備であって、
   前記固定部は、外部から水が浸入しないように防水シールされた密閉空間を内部に有する筐体を備え、
   前記可動部は、一端面が塞がれるとともに他端面が開放された筒体を備え、
   前記可動部の前記筒体は、給電口を有し、前記固定部の前記筐体の側面に対して摺動するように前記固定部の前記筐体に被せられ、
   前記密閉空間には、前記給電口に電力を供給する電源回路が収容されており、
   前記電源回路につながる電線が、前記密閉空間の出入口の防水シール部を通り抜け、前記給電口につながっている、給電設備。

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