JP2023059643A - Ev充電システム - Google Patents

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邦雄 野田
Kunio Noda
尚之 藤本
Naoyuki Fujimoto
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Abstract

【課題】利用しようとする充電ユニットの充電スケジュールを確実に把握し、時間帯別に同時充電可能数を調整できるEV充電システムを提供する。【解決手段】EVに充電を行うための複数の充電ユニット1と、各充電ユニット1を制御するための子機2、親機3、ユーザ端末及びクラウドサーバ等を有し、共通系統L1、専用系統L2及び外部専用系統L3から各充電ユニット1に電力を供給するEV充電システムであって、子機2と親機3間で情報を送受信でき、かつ、親機3及びユーザ端末とクラウドサーバとの間でインターネット回線を利用して情報を送受信する。クラウドサーバは、年間を通した日付帯毎及び時間帯毎に、他の受電設備Rで利用される電力の平均値を考慮した上で、供給可能な最大容量を決定して充電スケジュールを作成し、ユーザ端末に最大容量がどのように変化するかを表示させる。【選択図】図1

Description

本発明は、電気自動車又はプラグインハイブリッド車(以下「EV」という。)に充電する充電ユニットを建物の共用部に複数台設けてあるEV充電システムに関する。
EVの普及に伴い、商業施設や集合住宅において、複数台の充電ユニットを設置した駐車設備が増加している。特に、マンション等の集合住宅では、今後、一度に複数台のEVに対して充電できるようにする必要性が増してくるものと予想される。
そして、特許文献1(特開2013-188031号公報)には、電気自動車への充電希望時刻等をユーザが入力するための操作部(8)、インタフェース部(71)、データ記憶部(72)、プログラムメモリ(73)及びCPU(74)を有するホームゲートウェイ(7)を備え、ホームゲートウェイ(7)と分電盤(20)や車両用充電器(2)等とをLAN(25)を介して相互に通信可能として、CPU(74)で車上バッテリー(1)の充電計画を立案したり、複数の加入者宅全体で消費される充電のための電力を、集合住宅あるいは地域単位での供給能力の許容値内に抑えたりすることが記載されている(特に、段落0020、0023~0027、0036、0058及び図2、3を参照)。
また、特許文献2(特開2014-057448号公報)には、複数の電力管理集合体(2)のいずれかが電気自動車(36)へ充電を行うための充電ステーション(35)を有している点、余剰電力が多く出る時間帯に中央蓄電池(32)に蓄電して電気自動車(36)への充電を行う点、同時に充電可能な電気自動車(36)の台数を予約モニターに表示する点及び需要家(21)は予約モニターを見て充電ステーション(35)の使用予約をすることができる点等が記載されている(特に、段落0033、0042及び図1を参照)。
さらに、特許文献3(特開2014-073065号公報)には、電気自動車の普及に合わせて充電器を段階的に増設し、必要に応じて契約容量を変更できるようにし、集合住宅等の駐車設備を経済的に運営する点が記載され(特に、要約、段落0020、0021及び図3を参照)、特許文献4(特開2020-018104号公報)には、各ユーザのスマホ(13)からの通知に応じて、対応する充電器(32)への充電コマンドを充電制御装置(30)に送信する点、事業所の電力供給の制約条件を満たすように充電器毎の充電制御を実行する点及びスマホ(13)における個人課金の仕組みを利用して自動課金を行う点等が記載されている(特に、段落0029、0034、0050、0057及び図1、2を参照)。
しかし、特許文献1のエネルギー管理システムにおいては、段落0054に記載されているように、複数のユーザからの充電予約を受けた後に予約量の合計が電力上限を超過するケースでは事後的に充電計画の調整が行われるため、ユーザは予約時点において予約どおりに充電が行われるか分からず、充電開始時間前後にチェックする必要があった。
また、特許文献2の電力融通制御システムにおいては、同時に充電可能な電気自動車(36)の台数を予約モニターに表示し、需要家(21)は予約モニターを見て充電ステーション(35)の使用予約をすることができるが、そのためには相当の容量を有する中央蓄電池(32)が必要であり、システム全体のコストが高くなってしまうという問題があった。
そして、特許文献3の電気自動車充電システムは、各充電器の稼働を制御して合計電力消費量が契約容量を超過しないようにするものであって、容量が変動するものではない。
さらに、特許文献4の充電制御装置においては、電力供給の制約条件に基づいて充電制御を実行するが、電力供給の制約条件は段落0011及び0051等の記載から分かるように、刻々変動するので特許文献1のエネルギー管理システムと同様、充電器(32)を利用するユーザは予定どおりに充電が行われるか分からないという問題があった。
特開2013-188031号公報(特許第5780984号公報) 特開2014-057448号公報(特許第6051404号公報) 特開2014-073065号公報 特開2020-018104号公報
本発明の第1の課題は上記の問題を解決し、EVに充電する充電ユニットを利用するユーザが、利用開始時点において、利用しようとする充電ユニットの充電スケジュールを確実に把握できるようにすることである。
また、本発明の第2の課題は、時間帯毎の充電可能容量と、利用するユーザの数又は充電ユニットの数に応じて、同時充電可能数を調整できるようにすることである。
さらに、本発明は、ユーザが事前に充電ユニットの利用予約を行うことができ、かつ、利用予約時点において利用しようとする充電ユニットの充電スケジュールを確実に把握できるようにすることを第3の課題とし、ユーザ数や充電ユニットの増加に伴って充電容量が不足する状況になった場合でも容易に充電容量を拡張できるようにすることを第4の課題とする。
請求項1に係る発明は、配電網から電力が供給される複数の充電ユニットを有するEV充電システムであって、
前記配電網から電力を供給する配電系統は、既存トランスから分岐し他の受電設備及び前記複数の充電ユニットに配電する共通系統と、前記既存トランスから分岐し前記複数の充電ユニットのみに配電する専用系統とからなり、
前記複数の充電ユニットの各々に設置されている子機と、
前記子機との間で情報を送受信することができる親機と、
前記EV充電システムを利用可能なユーザが操作可能なユーザ端末と、
前記親機及び前記ユーザ端末との間で情報を送受信することができるサーバとを備え、
前記ユーザ端末は、
前記複数の充電ユニットのうちのいずれか一つを指定する充電ユニット指定手段と、
前記充電ユニット指定手段で指定した充電ユニットへの通電開始又は通電停止を指令する通電指令情報を入力することができる通電指令入力手段と、
前記充電ユニット指定手段で指定された充電ユニット指定情報を前記サーバへ送信する充電ユニット指定情報送信手段と、
前記通電指令入力手段で入力された通電指令情報を前記サーバへ送信する通電指令情報送信手段を有し、
前記サーバは、前記充電ユニット指定情報送信手段から送信された充電ユニット指定情報及び前記通電指令情報送信手段から送信された通電指令情報に基づいて、充電ユニット制御情報を前記親機に送信する充電ユニット制御情報送信手段を有し、
前記親機は、前記サーバから送信された充電ユニット制御情報に基づいて、通電開始又は通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニットに対応する子機へ送信する通電指示情報送信手段を有し、
前記子機は、
前記通電指示情報送信手段から送信された通電指示情報に基づいて、対応する充電ユニットからEVへの通電開始及び通電停止を制御する通電制御手段と、
前記対応する充電ユニットにおける現況を示す通電制御情報を所定時間毎に前記親機へ送信する通電制御情報送信手段を有し、
前記親機は、全子機の前記通電制御情報送信手段から送信された通電制御情報を前記サーバへ転送する通電制御情報転送手段を有し、
前記サーバは、
前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報に基づいて、対応する充電ユニットの現況及び使用した電力量を含む利用情報を前記ユーザ端末に送信する利用情報送信手段と、
前記共通系統及び前記専用系統から前記複数の充電ユニットに供給可能な最大容量を、予め日付帯毎及び時間帯毎に決定する時系列最大容量決定手段と、
前記時系列最大容量決定手段が決定した日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報を前記ユーザ端末に送信する容量情報送信手段を有し、
前記ユーザ端末は、
前記利用情報送信手段から送信された利用情報に基づいて、対応する充電ユニットの現況及び使用した電力量を表示する利用情報表示手段と、
前記容量情報送信手段から送信された時間帯別充電可能容量情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量を表示する充電可能容量表示手段を有していることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のEV充電システムにおいて、
前記ユーザ端末は、
利用希望電流量を入力することができる電流量入力手段と、
前記電流量入力手段で入力された電流量情報を前記サーバへ送信する電流量情報送信手段を有し、
前記充電ユニット制御情報送信手段は、前記充電ユニット指定情報、前記通電指令情報及び前記電流量情報送信手段から送信された電流量情報に基づいて、充電ユニット制御情報を前記親機に送信し、
前記通電指示情報は、通電開始及び電流量又は通電停止を指示する情報であり、
前記通電制御手段は、前記対応する充電ユニットからEVへの通電開始、電流量及び通電停止を制御し、
前記通電制御情報は、前記対応する充電ユニットにおける現況及び電流量を示す情報であり、
前記利用情報表示手段は、対応する充電ユニットの現況、電流量及び使用した電力量を表示することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のEV充電システムにおいて、
前記通電指令入力手段は、前記充電ユニット指定手段で指定した充電ユニットへの通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を入力することができる日時入力手段を有し、
前記通電指令情報送信手段は、前記日時入力手段で入力された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を指定する通電指令情報を前記サーバへ送信し、
前記充電ユニット制御情報送信手段は、前記充電ユニット指定情報及び前記通電指令情報に基づいて、前記通電指令情報で指定された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻に、充電ユニット制御情報を前記親機に送信し、
前記容量情報送信手段は、前記時系列最大容量決定手段が決定した日付帯毎及び時間帯毎の最大容量、前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報及び全ユーザ端末の前記通電指令情報送信手段から送信された通電指令情報に基づいて、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を前記ユーザ端末に送信し、
前記充電可能容量表示手段は、前記容量情報送信手段から送信された日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量情報に基づいて、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を表示することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1~3のいずれかに記載のEV充電システムにおいて、
前記配電系統は、前記共通系統と、前記専用系統と、前記既存トランスとは異なる外部トランスから分岐し前記複数の充電ユニットのみに配電する外部専用系統とからなることを特徴とする。
請求項1に係る発明において前提としている配電網から電力を供給する配電系統は、既存トランスから分岐し他の受電設備及び複数の充電ユニットに配電する共通系統を含んでいるため、時間帯によって他の受電設備(住宅や事業所等)で消費される電力が変動し、複数の充電ユニットに供給できる充電のための電力容量が変動する。
しかし、請求項1に係る発明によれば、親機及びユーザ端末との間で情報を送受信することのできるサーバが、共通系統及び専用系統から複数の充電ユニットに供給可能な最大容量を、予め日付帯毎及び時間帯毎に決定する時系列最大容量決定手段を有しているとともに、その日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに全子機から親機に送信され親機からサーバに転送された各充電ユニットの現況を示す通電制御情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報をユーザ端末に送信する容量情報送信手段を有しているため、充電ユニットを利用するユーザは、利用開始時点において利用しようとする充電ユニットの充電スケジュールを確実に把握できる。
請求項2に係る発明によれば、請求項1に係る発明による効果に加えて、ユーザ端末は利用希望電流量を入力することができる電流量入力手段と、入力された電流量情報をサーバへ送信する電流量情報送信手段を有し、サーバは受信した電流量情報等に基づいて充電ユニット制御情報を親機に送信し、親機は受信した充電ユニット制御情報に基づいて通電開始及び電流量又は通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニットに対応する子機へ送信し、子機は送信された通電指示情報に基づいて対応する充電ユニットからEVへの通電開始、電流量及び通電停止を制御するので、時間帯毎の充電可能容量と、利用するユーザの数又は充電ユニットの数に応じて、同時充電可能数を調整できる。
請求項3に係る発明によれば、請求項1又は2に係る発明による効果に加えて、ユーザ端末は充電ユニットへの通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を指定する通電指令情報をサーバへ送信し、サーバは通電指令情報で指定された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻に充電ユニット制御情報を親機に送信するとともに、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量をユーザ端末に送信し、ユーザ端末は日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を表示するので、ユーザが事前に充電ユニットの利用予約を行うことができ、かつ、利用予約時点において利用しようとする充電ユニットの充電スケジュールを確実に把握できる。
請求項4に係る発明によれば、請求項1~3に係る発明による効果に加えて、配電系統は、共通系統と、専用系統と、既存トランスとは異なる外部トランスから分岐し複数の充電ユニットのみに配電する外部専用系統とからなるので、ユーザや充電ユニットの増加に伴って充電容量が不足する状況になった場合でも容易に充電容量を拡張できる。
実施例1に係るEV充電システムの概念図。 実施例1に係るEV充電システムのブロック図。 複数の充電ユニットに供給可能な時間帯毎の最大容量の一例を示す図。 実施例1における充電開始から充電終了までの手順を示す説明図1。 実施例1における充電開始から充電終了までの手順を示す説明図2。 実施例1における充電開始から充電終了までの手順を示す説明図3。 実施例2に係るEV充電システムのブロック図。 供給可能な最大容量を変えずに充電可能台数を増加させる例を示す図。 実施例3に係るEV充電システムのブロック図。
以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。
実施例1に係るEV充電システムの概念図を図1に、ブロック図を図2に示す。
実施例1のEV充電システムは、配電網から電力が供給され、EVに充電を行うための複数の充電ユニット1と、これらの充電ユニット1を制御するための子機2や親機3等を有するものであって、次の各手段を備えている。
(1)既存トランスTr1から分岐し他の受電設備R(住宅や事業所等)及び複数の充電ユニット1に配電する共通系統L1と、既存トランスTr1から分岐し複数の充電ユニット1のみに配電する専用系統L2と、既存トランスTr1とは異なる外部トランスTr2から分岐し複数の充電ユニット1のみに配電する外部専用系統L3とからなる配電系統。
(2)複数の充電ユニット1の各々に設置されている子機2。
(3)各子機2と通信線で接続され、各種の情報を送受信可能な親機3。
(4)EV充電システムを利用可能なユーザが操作可能なユーザ端末4。
(5)親機3及びユーザ端末4との間で、インターネット回線を利用して情報を送受信することができるクラウドサーバ5。
次に、図2に示す実施例1に係るEV充電システムのブロック図を用いて、子機2、親機3、ユーザ端末4及びクラウドサーバ5の構成について説明する。
<子機2> 子機2は、親機3から送信された通電指示情報(後述)に基づいて、対応する充電ユニット1のスイッチをオン又はオフすることで、同充電ユニット1からEVへの通電開始及び通電停止を制御する通電制御手段21と、対応する充電ユニット1の現況(EVが接続されているか否か、スイッチのオンオフ及びEVへの充電電流値)を示す通電制御情報を所定時間毎に親機3へ送信する通電制御情報送信手段22を有している。
なお、EVへの充電電流値は、一定値(通常は15A)となるように制御するが、EVのバッテリーが満充電に近くなると充電電流値が低下するので、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下となった時点で充電ユニット1のスイッチをオフするために、充電ユニット1には充電電流値を測定する電流計が設けてある。また、充電ユニット1にはスイッチと電流計だけでなく、EVの充電プラグが接続されたこと及び引き抜かれたことを、電流値の変化又は電圧値の変化等によって検知する接続検知回路も設けてある。
ただし、充電電流値がしきい値以下となった時点で充電ユニット1のスイッチをオフする必要がない場合、接続検知回路のみを設けても良く、EVの充電プラグが接続されたこと及び引き抜かれたことは電流計でも検知可能なので電流計のみを設けても良く、充電電流値及びEVの充電プラグが接続されたことを検知する必要がない場合、電流計に代えて積算電力計を設けても良い。
<親機3> 親機3は、クラウドサーバ5から送信された充電ユニット制御情報(後述)に基づいて、通電開始又は通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する通電指示情報送信手段31と、全子機2の通電制御情報送信手段22から送信された通電制御情報をクラウドサーバ5へ転送する通電制御情報転送手段32を有している。
<ユーザ端末4> ユーザ端末4は、複数の充電ユニット1のうちのいずれか一つを指定する充電ユニット指定手段41、充電ユニット指定手段41で指定した充電ユニット1への通電開始又は通電停止を指令する通電指令情報を入力することができる通電指令入力手段42、充電ユニット指定手段41で指定された充電ユニット指定情報をクラウドサーバ5へ送信する充電ユニット指定情報送信手段43、通電指令入力手段42で入力された通電指令情報をクラウドサーバ5へ送信する通電指令情報送信手段44、クラウドサーバ5から送信された利用情報(後述)に基づいて、対応する充電ユニット1の現況及び使用した電力量を表示する利用情報表示手段45及びクラウドサーバ5から送信された時間帯別充電可能容量情報(後述)に基づいて、現在から特定時間後(例えば24時間後)までにおける時間帯毎の充電可能容量を表示する充電可能容量表示手段46を有している。
そして、ユーザ端末4は、汎用のスマートフォンに専用のアプリケーションソフトをインストールしたものであり、インターネット回線を利用してクラウドサーバ5との間で各種の情報を送受信することができるようになっている。また、専用のアプリケーションソフトによって、画面上に充電ユニット1を指定するためのボタンや充電ユニット1への通電開始又は通電停止を指令するためのボタンが表示され、それらのボタンをユーザがタッチすることで所望の情報を入力でき、さらに、クラウドサーバ5から送信された各種の情報に基づいて、対応する充電ユニット1の現況、EVの充電に使用した電力量及び時間帯毎の充電可能容量等の情報が出力されるようになっている。
なお、充電ユニット指定手段41は、ユーザ端末4と充電ユニット1が1対1に対応している場合には、適時に予め記憶させた充電ユニット指定情報を出力する手段で良いが、ユーザ端末4と充電ユニット1が1対1に対応していない場合には、ユーザが空いている充電ユニット1を確認して充電ユニット指定情報を選択又は入力する手段となる。
<クラウドサーバ5> クラウドサーバ5は、ユーザ端末4の充電ユニット指定情報送信手段43から送信された充電ユニット指定情報及び通電指令情報送信手段44から送信された通電指令情報に基づいて、充電ユニット制御情報を親機3に送信する充電ユニット制御情報送信手段51、親機3の通電制御情報転送手段32から転送された通電制御情報に基づいて、対応する充電ユニット1の現況及び使用した電力量を含む利用情報をユーザ端末4に送信する利用情報送信手段52、共通系統L1、専用系統L2及び外部専用系統L3から複数の充電ユニット1に供給可能な最大容量を、予め日付帯毎及び時間帯毎に決定する時系列最大容量決定手段53及び時系列最大容量決定手段が決定した日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに通電制御情報転送手段32から転送された通電制御情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報をユーザ端末4に送信する容量情報送信手段54を有している。
そして、時系列最大容量決定手段53は、年間を通した日付帯毎及び時間帯毎に、複数の充電ユニットが設けられる建物で利用される電力の最大値を考慮した上で、複数の充電ユニット1に供給可能な最大容量を決定する。
そのため、事前に供給可能な最大容量がどのように変化するかを提示することができ、通常はその最大容量を変更する必要がないので、ユーザは利用開始時点においてEVのバッテリーが何時頃までに満充電になるか容易に推測できる。
また、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下となった時点で充電ユニット1のスイッチをオフするため、ユーザ端末4から通電停止を指令する通電指令情報が送信されなくても、充電電流値がしきい値以下になると、充電ユニット制御情報送信手段51から通電停止を指令する充電ユニット制御情報が親機3に送信されるようになっている。
さらに、クラウドサーバ5は、ユーザ端末4から送信された充電ユニット指定情報及び通電指令情報に基づいて、指定された充電ユニット1における充電スケジュールを作成し、そのスケジュールに従って充電ユニット制御情報を親機3に送信するが、作成した充電スケジュール又は充電終了時刻の情報をユーザ端末4に送信するとより良い。
そうした場合には、ユーザ端末4は、受信した情報に基づいて、充電終了までのスケジュール(スイッチのオンオフ)又は充電終了時刻を表示又は音声でユーザに報知する。
図3は、或る日付において時系列最大容量決定手段53で決定された複数の充電ユニット1に供給可能な時間帯毎の最大容量の一例を示す図である。
この図は9台の充電ユニット1を設置したEV充電システムにおける例を示し、共通系統L1は、0時~7時と23時~24時の深夜から朝にかけて最大45Aの電力を供給可能、専用系統L2及び外部専用系統L3は、常時最大45Aの電力を供給可能である。
すなわち、この例の場合、0時~7時と23時~24時の時間帯には、全ての充電ユニット1において各々最大15Aの電力を供給でき、7時~23時の時間帯には、6台の充電ユニット1において各々最大15Aの電力を供給できる。
そのため、7時~23時においてユーザが充電開始を希望しても、6台の充電ユニット1において既に充電が行われている場合には、充電中の充電ユニット1のいずれかが充電完了又は通電停止となるまでは充電を開始することができない。
そこで、そのような場合には、クラウドサーバ5は、対応する充電ユニット1の現況(充電開始待ち状態であること)を含む利用情報をユーザ端末4に送信するが、充電開始可能となる時間が分かれば、その情報を利用情報に含めても良い。
なお、図3では23時~24時の時間帯における共通系統L1からの最大容量をずっと0Aに設定してあったが、例えば14時~17時の時間帯における共通系統L1からの最大容量を15Aにする等、細かく最大容量の設定を変化させても良い。
図4は、実施例1における充電開始から充電終了までの手順(シーケンス)を説明する図のうちの、EVへ充電開始してから連続して充電が継続され、満充電になって充電が終了する場合における手順を示す説明図1である。
<充電開始時>
ユーザがユーザ端末4から通電開始を指令する通電指令情報を入力すると、同通電指令情報がクラウドサーバ5に送信される。
通電指令情報入力前又は後に、ユーザがEVのプラグを充電ユニット1のコンセントに接続すると、微電流又は電圧等によって接続が検知され、子機2から親機3を介してクラウドサーバ5にEVが接続されたことを示す通電制御情報が送信される。
クラウドサーバ5は、ユーザ端末4から充電ユニット指定情報及び通電開始を指令する通電指令情報を受信すると、これらの情報を参照するとともに、日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに親機3から転送された全子機2からの通電制御情報に基づいて、指定した充電ユニット1への充電スケジュールを作成する。
そして、クラウドサーバ5は、EVが接続されたことを示す通電制御情報を受信し、かつ、作成した充電スケジュールで充電可能な状態になると、指定された充電ユニット1への通電開始を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
親機3は、充電ユニット制御情報を受信すると、通電開始を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
子機2は、通電開始を指示する通電指示情報を受信すると、充電ユニット1のスイッチをオンし、通電制御情報(スイッチオン)を親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(スイッチオン)を受信すると、充電ユニット1の現況(通電開始)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(通電開始)を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(通電開始)を表示する。利用情報の送信は、メールを用いても良いし、EVシステム用のアプリを用いて行っても良い。
なお、ユーザ端末から充電ユニット指定情報が送信されると、クラウドサーバ5は、日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに親機3から転送された通電制御情報に基づいて、現在から特定時間後まで(例えば、24時間後まで)における時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報をユーザ端末4に送信し、ユーザ端末4は、時間帯毎の充電可能容量を表示するので、ユーザは、指定した充電ユニット1への通電開始を指令する通電指令情報を入力する前に、充電がどのように実行されるかを予想することができる。
<充電中>
通電が開始されると、子機2は、対応する充電ユニット1の現況(EVへの充電電流値)を示す通電制御情報を、所定時間毎(例えば、15分毎)に親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(充電電流値)を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を表示する。
そして、EVのバッテリーが満充電に近づくと、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下となる。
<充電終了時>
クラウドサーバ5は、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下となったことを示す通電制御情報(充電電流値)を受信すると、指定された充電ユニット1の通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
親機3は、通電停止を指令する充電ユニット制御情報を受信すると、通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
子機2は、通電停止を指示する通電指示情報を受信すると、充電ユニット1のスイッチをオフし、通電制御情報(スイッチオフ)を親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(スイッチオフ)を受信すると、利用履歴を作成した後、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用した電力量等を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用した電力量等を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用電力量等を表示する。
なお、使用電力量に代えて又は加えて充電時間や使用料金を表示しても良い。
図5は、実施例1における充電開始から充電終了までの手順(シーケンス)を説明する図のうちの、EVへ充電開始してから一旦通電が停止され、通電が再開された後に満充電となって充電が終了する場合における手順を示す説明図2である。
なお、充電開始時及び充電終了時の手順は図4に示す手順と同じなので、充電中における手順のみについて説明する。
<充電中>
通電が開始されると、子機2は、対応する充電ユニット1の現況(EVへの充電電流値)を示す通電制御情報を、所定時間毎(例えば、15分毎)に親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(充電電流値)を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を表示する。
その後、作成したスケジュールに従って一旦充電を停止する場合や、天災や事故等によって充電を停止しなければならない場合、クラウドサーバ5は、指定された充電ユニット1の通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
親機3は、充電ユニット制御情報を受信すると、通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
子機2は、通電停止を指示する通電指示情報を受信すると、充電ユニット1のスイッチをオフし、通電制御情報(スイッチオフ)を親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(スイッチオフ)を受信すると、充電ユニット1の現況(通電停止)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(通電停止)を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(通電停止)を表示する。
さらに、作成したスケジュールに従って通電を再開する場合や、電力の回復等によって通電を再開できるようになった場合、クラウドサーバ5は、指定された充電ユニット1の通電開始を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
親機3は、充電ユニット制御情報を受信すると、通電開始を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
子機2は、通電開始を指示する通電指示情報を受信すると、充電ユニット1のスイッチをオンし、通電制御情報(スイッチオン)を親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(スイッチオン)を受信すると、充電ユニット1の現況(通電開始)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
通電が再開されると、子機2は、対応する充電ユニット1の現況(EVへの充電電流値)を示す通電制御情報を、所定時間毎(例えば、15分毎)に親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(充電電流値)を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(充電電流値)を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(充電電流値)を表示する。
そして、EVのバッテリーが満充電に近づくと、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下となる。
図6は、実施例1における充電開始から充電終了までの手順(シーケンス)を説明する図のうちの、EVへ充電開始してから連続して充電が継続されているとき、EVへ充電開始してから一旦通電が停止されているとき又は通電が再開されて充電が継続されているときに、ユーザの希望等により充電を終了させる場合における手順を示す説明図3である。
なお、充電開始時の手順は図4に示す手順と同じ、EVへ充電開始してから連続して充電が継続されているときにおける充電中の手順は図4に示す手順と途中まで同じ、EVへ充電開始してから一旦通電が停止されているとき又は通電が再開されて充電が継続されているときにおける充電中の手順は図5に示す手順と途中まで同じなので、図6では充電終了時における手順のみについて説明する。
<充電終了時>
充電中に通電停止を希望するユーザがユーザ端末4から通電停止指令を入力すると、指定した充電ユニット1への通電停止を指令する通電指令情報がクラウドサーバ5に送信される。
クラウドサーバ5は、通電停止を指令する通電指令情報を受信すると、指定された充電ユニット1の通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
親機3は、充電ユニット制御情報を受信すると、通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
子機2は、通電停止を指示する通電指示情報を受信すると、充電ユニット1のスイッチをオフし、通電制御情報(スイッチオフ)を親機3経由でクラウドサーバ5に送信する。
クラウドサーバ5は、通電制御情報(スイッチオフ)を受信すると、利用履歴を作成した後、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用した電力量等を知らせる利用情報をユーザ端末4に送信する。
ユーザ端末4は、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用した電力量等を知らせる利用情報を受信すると、充電ユニット1の現況(通電停止)と使用電力量等を表示する。
なお、ユーザが充電中に通電停止を希望する場合だけでなく、EVの充電プラグが過誤や事故により抜けてしまった場合にも、子機2から親機3を介してクラウドサーバ5にEVの充電プラグが引き抜かれたことを示す通電制御情報や充電電流値がほぼ0Aとなったことを示す通電制御情報(充電電流値)が送信される。
クラウドサーバ5は、そのような情報を受信すると、対応する充電ユニット1の通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信し、その後は、上記と同様の手順が行われるので、ユーザに通電が停止されたことを知らせることができる。
図7は、実施例2に係るEV充電システムのブロック図である。
実施例2に係るEV充電システムは、実施例1のEV充電システム(図2)のユーザ端末4に電流量入力手段47と電流量情報送信手段48が追加され、クラウドサーバ5から親機3に送信される充電ユニット制御情報及び親機3から子機2に送信される通電指示情報が、充電する際における電流量に関する情報を含んでおり、子機2の通電制御手段21が対応する充電ユニット1からEVへの通電開始、電流量及び通電停止を制御する点で相違しているが、その他の構成は実施例1とほぼ同じである。
そのため、実施例1と実施例2のEV充電システムに共通する構成に対しては同じ番号を用い、実施例1と全く同じ構成及び機能については説明を省略する。
<子機2> 実施例1における通電制御手段21は、対応する充電ユニット1からEVへの通電開始及び通電停止を制御するだけであったが、実施例2における通電制御手段21は、親機3から送信された通電指示情報(後述)に基づき、同充電ユニット1のスイッチをオン又はオフするだけでなく電流量加減手段を制御することにより、同充電ユニット1からEVへの通電開始、電流量及び通電停止を制御する。
なお、EVへの充電電流値は、通電指示情報で指示された電流値を保つように制御するが、15A又は7.5Aのいずれかとなるように指示されるのが通常である。
<親機3> 実施例1における通電指示情報送信手段31は、通電開始又は通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニット1に対応する子機2へ送信するものであったが、実施例2における通電指示情報送信手段31は、クラウドサーバ5から送信された充電ユニット制御情報(後述)に基づいて、通電開始及び電流量又は通電停止を指示する通電指示情報を同充電ユニット1に対応する子機2へ送信する。
<ユーザ端末4> 実施例2におけるユーザ端末4には、電流量入力手段47と電流量情報送信手段48が追加され、充電ユニット指定手段41で指定した充電ユニット1によってEVを充電する際における利用希望電流量を入力するとともに、電流量入力手段47で入力された電流量情報を電流量情報送信手段48でクラウドサーバ5へ送信する。
そして、利用情報表示手段45は、クラウドサーバ5から送信された利用情報(後述)に基づいて、対応する充電ユニット1の現況、電流量及び使用した電力量を表示する。
<クラウドサーバ5> 実施例1における充電ユニット制御情報送信手段51は、ユーザ端末4から送信された充電ユニット指定情報及び通電指令情報に基づいて、通電開始又は通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信するものであったが、実施例2における充電ユニット制御情報送信手段51は、ユーザ端末4の充電ユニット指定情報送信手段43から送信された充電ユニット指定情報、通電指令情報送信手段44から送信された通電指令情報及び電流量情報送信手段48から送信された電流量情報に基づいて、通電開始及び電流量又は通電停止を指令する充電ユニット制御情報を親機3に送信する。
また、実施例1における利用情報送信手段52は、親機3から転送された通電制御情報に基づいて、対応する充電ユニット1の現況及び使用した電力量を含む利用情報をユーザ端末4に送信するものであったが、実施例2における利用情報送信手段52は、親機3の通電制御情報転送手段32から転送された通電制御情報に基づいて、同充電ユニット1の現況、電流量及び使用した電力量を含む利用情報をユーザ端末4に送信する点で異なる。
なお、実施例1におけるクラウドサーバ5では、充電電流値がしきい値(通常は10A)以下になったら、充電ユニット制御情報送信手段51から通電停止を指令する充電ユニット制御情報が親機3に送信されるようになっていたが、実施例2におけるクラウドサーバ5では、充電電流値を低く制御することがあるので、より低いしきい値(通常は5A)以下になったら、充電ユニット制御情報送信手段51から通電停止を指令する充電ユニット制御情報が親機3に送信されるようになっている。
図8は、供給可能な最大容量を変えずに充電可能台数を増加させる例を示す図である。
すなわち、図3と同様、時系列最大容量決定手段53で決定された複数の充電ユニット1に供給可能な時間帯毎の最大容量は、0時~7時と23時~24時の時間帯は135A、7時~23時の時間帯は90Aであるが、実施例2に係るEV充電システムでは、1台の充電ユニット1に供給する電流量を例えば7.5Aに制限することができるため、0時~7時と23時~24時の時間帯では、最大18台の充電ユニット1においてEVへの充電を行うことができ、7時~23時の時間帯では、最大12台の充電ユニット1においてEVへの充電を行うことできる。
そのため、実施例2によれば、供給可能な最大容量を変えることなく、同時に充電できる充電ユニット1の数を増やすことができる。
そして、図8は、16台の充電ユニット1が設置されている場合を想定し、それらをフル稼働させるときに、各充電ユニット1に対して設定する電流量の例を示している。
図9は、実施例3に係るEV充電システムのブロック図である。
実施例3に係るEV充電システムは、実施例1におけるEV充電システム(図2)のユーザ端末4の通電指令入力手段42に日時入力手段49を追加した点と、ユーザ端末4からクラウドサーバ5に送信される通電指令情報が、通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を指定する情報を含んでおり、その通電指令情報で指定された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻に、充電ユニット制御情報がクラウドサーバ5から親機3に送信される点並びにクラウドサーバ5からユーザ端末4に日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量情報が送信され、その充電可能容量情報に基づいてユーザ端末4で日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を表示する点で相違し、加えて実施例1の各子機2と親機3は通信線で接続されていたのに対して、実施例3の各子機2と親機3は無線回線で接続されている点で相違しているが、その他の構成は実施例1とほぼ同じである。
そのため、実施例1と実施例3のEV充電システムに共通する構成に対しては同じ番号を用い、実施例1と全く同じ構成及び機能については説明を省略する。
<子機2及び親機3> 実施例1の各子機2と親機3とは通信線で接続されていたが、実施例3の各子機2と親機3とは無線回線で接続されている。ただし、両者間で各種の情報を送受信することができる点は、実施例1、3ともに同じである。
なお、実施例1及び2において各子機2と親機3とを無線回線で接続しても良く、逆に実施例3において各子機2と親機3とを通信線で接続しても良い。
<ユーザ端末4> 実施例3における通電指令入力手段42には日時入力手段49が追加され、日時入力手段49で入力された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を指定する通電指令情報を、通電指令情報送信手段44でクラウドサーバ5へ送信することができるようになっている。
また、実施例1における充電可能容量表示手段46は、クラウドサーバ5から送信される時間帯別充電可能容量情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量を表示するものであったが、実施例3における充電可能容量表示手段46は、クラウドサーバ5の容量情報送信手段54からユーザ端末4に送信される日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量情報に基づいて、通電開始及び通電停止を予約しようとしている日時付近における日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を表示することができる。
<クラウドサーバ5> 実施例1における充電ユニット制御情報送信手段51は、ユーザ端末4から送信された充電ユニット指定情報及び通電指令情報に基づいて、それらの情報を受信すると充電ユニット制御情報をすぐに親機3へ送信するものであったが、実施例3における充電ユニット制御情報送信手段51は、ユーザ端末4の充電ユニット指定情報送信手段43から送信された充電ユニット指定情報及び通電指令情報送信手段44から送信された通電指令情報に基づいて、充電ユニット制御情報を通電指令情報で指定された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻に親機3へ送信する。
また、実施例1における容量情報送信手段54は、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報をユーザ端末4に送信するものであったが、実施例3における容量情報送信手段54は、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量情報をユーザ端末4に送信する。
実施例1~3の変形例を列記する。
(1)実施例1~3においては、配電系統は、共通系統L1と、専用系統L2と、外部専用系統L3とからなっていたが、ユーザや充電ユニット1の数が少ない場合には、外部専用系統L3を設けなくても良い。
(2)実施例1~3においては、ユーザ端末4をアプリケーションソフトがインストールされているスマートフォンとしたが、専用の携帯端末やアプリケーションソフトがインストールされているパソコン(ユーザの自宅等に設置されているもの)としても良い。
(3)実施例1~3においては、親機3及びユーザ端末4との間で、インターネット回線を利用して情報を送受信することができるクラウドサーバ5を用いたが、親機3及びユーザ端末4との間で、適宜の回線(無線でも有線でも良い)を利用して情報を送受信することができるサーバを用いても良い。
(4)実施例1~3においては、充電電流値がしきい値以下になったら、充電ユニット制御情報送信手段51から通電停止を指令する充電ユニット制御情報が、クラウドサーバ5から親機3に送信されるようになっていたが、そのような機能は省略しても良い。
また、通電停止を指令する充電ユニット制御情報を送信する代わりに、ユーザ端末4でバッテリーが満充電になっていることを報知するようにしても良い。
1 充電ユニット 2 子機 3 親機 4 ユーザ端末
5 クラウドサーバ 21 通電制御手段 22 通電制御情報送信手段
31 通電指示情報送信手段 32 通電制御情報転送手段
41 充電ユニット指定手段 42 通電指令入力手段
43 充電ユニット指定情報送信手段 44 通電指令情報送信手段
45 利用情報表示手段 46 充電可能容量表示手段
47 電流量入力手段 48 電流量情報送信手段 49 日時入力手段
51 充電ユニット制御情報送信手段 52 利用情報送信手段
53 時系列最大容量決定手段 54 容量情報送信手段
EV 電気自動車又はプラグインハイブリッド車
L1 共通系統 L2 専用系統 L3 外部専用系統
R 他の受電設備 Tr1 既存トランス Tr2 外部トランス

Claims (4)

  1. 配電網から電力が供給される複数の充電ユニットを有するEV充電システムであって、
    前記配電網から電力を供給する配電系統は、既存トランスから分岐し他の受電設備及び前記複数の充電ユニットに配電する共通系統と、前記既存トランスから分岐し前記複数の充電ユニットのみに配電する専用系統とからなり、
    前記複数の充電ユニットの各々に設置されている子機と、
    前記子機との間で情報を送受信することができる親機と、
    前記EV充電システムを利用可能なユーザが操作可能なユーザ端末と、
    前記親機及び前記ユーザ端末との間で情報を送受信することができるサーバとを備え、
    前記ユーザ端末は、
    前記複数の充電ユニットのうちのいずれか一つを指定する充電ユニット指定手段と、
    前記充電ユニット指定手段で指定した充電ユニットへの通電開始又は通電停止を指令する通電指令情報を入力することができる通電指令入力手段と、
    前記充電ユニット指定手段で指定された充電ユニット指定情報を前記サーバへ送信する充電ユニット指定情報送信手段と、
    前記通電指令入力手段で入力された通電指令情報を前記サーバへ送信する通電指令情報送信手段を有し、
    前記サーバは、前記充電ユニット指定情報送信手段から送信された充電ユニット指定情報及び前記通電指令情報送信手段から送信された通電指令情報に基づいて、充電ユニット制御情報を前記親機に送信する充電ユニット制御情報送信手段を有し、
    前記親機は、前記サーバから送信された充電ユニット制御情報に基づいて、通電開始又は通電停止を指示する通電指示情報を指定された充電ユニットに対応する子機へ送信する通電指示情報送信手段を有し、
    前記子機は、
    前記通電指示情報送信手段から送信された通電指示情報に基づいて、対応する充電ユニットからEVへの通電開始及び通電停止を制御する通電制御手段と、
    前記対応する充電ユニットにおける現況を示す通電制御情報を所定時間毎に前記親機へ送信する通電制御情報送信手段を有し、
    前記親機は、全子機の前記通電制御情報送信手段から送信された通電制御情報を前記サーバへ転送する通電制御情報転送手段を有し、
    前記サーバは、
    前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報に基づいて、対応する充電ユニットの現況及び使用した電力量を含む利用情報を前記ユーザ端末に送信する利用情報送信手段と、
    前記共通系統及び前記専用系統から前記複数の充電ユニットに供給可能な最大容量を、予め日付帯毎及び時間帯毎に決定する時系列最大容量決定手段と、
    前記時系列最大容量決定手段が決定した日付帯毎及び時間帯毎の最大容量並びに前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量に関する時間帯別充電可能容量情報を前記ユーザ端末に送信する容量情報送信手段を有し、
    前記ユーザ端末は、
    前記利用情報送信手段から送信された利用情報に基づいて、対応する充電ユニットの現況及び使用した電力量を表示する利用情報表示手段と、
    前記容量情報送信手段から送信された時間帯別充電可能容量情報に基づいて、現在から特定時間後までにおける時間帯毎の充電可能容量を表示する充電可能容量表示手段を有している
    ことを特徴とするEV充電システム。
  2. 前記ユーザ端末は、
    利用希望電流量を入力することができる電流量入力手段と、
    前記電流量入力手段で入力された電流量情報を前記サーバへ送信する電流量情報送信手段を有し、
    前記充電ユニット制御情報送信手段は、前記充電ユニット指定情報、前記通電指令情報及び前記電流量情報送信手段から送信された電流量情報に基づいて、充電ユニット制御情報を前記親機に送信し、
    前記通電指示情報は、通電開始及び電流量又は通電停止を指示する情報であり、
    前記通電制御手段は、前記対応する充電ユニットからEVへの通電開始、電流量及び通電停止を制御し、
    前記通電制御情報は、前記対応する充電ユニットにおける現況及び電流量を示す情報であり、
    前記利用情報表示手段は、対応する充電ユニットの現況、電流量及び使用した電力量を表示する
    ことを特徴とする請求項1に記載のEV充電システム。
  3. 前記通電指令入力手段は、前記充電ユニット指定手段で指定した充電ユニットへの通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を入力することができる日時入力手段を有し、
    前記通電指令情報送信手段は、前記日時入力手段で入力された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻を指定する通電指令情報を前記サーバへ送信し、
    前記充電ユニット制御情報送信手段は、前記充電ユニット指定情報及び前記通電指令情報に基づいて、前記通電指令情報で指定された通電開始の日付及び時刻並びに通電停止の日付及び時刻に、充電ユニット制御情報を前記親機に送信し、
    前記容量情報送信手段は、前記時系列最大容量決定手段が決定した日付帯毎及び時間帯毎の最大容量、前記通電制御情報転送手段から転送された通電制御情報及び全ユーザ端末の前記通電指令情報送信手段から送信された通電指令情報に基づいて、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を前記ユーザ端末に送信し、
    前記充電可能容量表示手段は、前記容量情報送信手段から送信された日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量情報に基づいて、日付帯毎及び時間帯毎の充電可能容量を表示する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のEV充電システム。
  4. 前記配電系統は、前記共通系統と、前記専用系統と、前記既存トランスとは異なる外部トランスから分岐し前記複数の充電ユニットのみに配電する外部専用系統とからなる
    ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のEV充電システム。
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