JP2023525071A - 電気自動車の充電ステーション - Google Patents

電気自動車の充電ステーション Download PDF

Info

Publication number
JP2023525071A
JP2023525071A JP2022567613A JP2022567613A JP2023525071A JP 2023525071 A JP2023525071 A JP 2023525071A JP 2022567613 A JP2022567613 A JP 2022567613A JP 2022567613 A JP2022567613 A JP 2022567613A JP 2023525071 A JP2023525071 A JP 2023525071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
processing unit
central processing
electric vehicle
ripple control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022567613A
Other languages
English (en)
Inventor
エルニ クリストフ
Original Assignee
ジュース・テクノロジー・アーゲー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジュース・テクノロジー・アーゲー filed Critical ジュース・テクノロジー・アーゲー
Publication of JP2023525071A publication Critical patent/JP2023525071A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14Balancing the load in a network
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/52The controlling of the operation of the load not being the total disconnection of the load, i.e. entering a degraded mode or in current limitation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58The condition being electrical
    • H02J2310/60Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/02Details
    • H04L12/10Current supply arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

電気自動車(10)を充電する装置(1)を提供する。当該装置(1)は、電力供給網(6)への接続部と、少なくとも一つの電気自動車(10)用の少なくとも一つの充電接続部(7)と、中央処理装置(3)とを備え、さらに、リップル制御受信機として構築され、電力供給網(6)内のリップル制御送信機からの低周波リップル制御信号を受信するように構成された受信装置(4)と、前記受信装置(4)からの制御信号を処理して前記中央処理装置(3)に伝達するリレー素子(5)とを備え、前記中央処理装置(3)が前記少なくとも一つの充電接続部(7)に接続された電気自動車(10)の充電電流を所定の時間内に選択的に減少させるように構成されている。

Description

本発明は、請求項1の前提部に記載の電気自動車充電装置に関する。
世界の自動車市場における電気自動車やハイブリッド車の普及に伴い、電力供給網、特に公共または民間の充電ステーションの運営事業者に対する技術的な要求も高まってきている。電力供給網または電気供給網は、需要者に電気エネルギーを供給するとともに発電所や他のエネルギー変換装置を相互に接続するように繊細に構築されている。需要と供給を的確に監視することで、欧州において230Vの系統電圧で50Hzの系統周波数を維持しつつ系統損失の低減を図っている。
エネルギー供給事業者のリソースが限られている中で効率的な負荷管理を可能にするため、ますます多くのエネルギー供給事業者が、電気自動車の充電ステーションさらには電気自動車専用の個々のプラグソケットを電力供給網から切断できないか検討を続けている。このプロセスは負荷遮断(Lastabwurf)とも呼ばれる。
例えば電気ボイラーシステムや太陽光発電システムのような特定の電気消費機器を接続/切断する方法として、既存の電力供給網を介して遠隔操作する、いわゆるリップル制御技術が考えられる。これによると、電力網を介して制御信号だけが中央のリップル制御送信機から分散されたリップル制御受信機へと伝送される。制御コマンドは通常の送電網電圧に所定の振幅で重畳された低周波域のパルス列によって伝送され、これにより所定のコードを伝送してパルス電文が生成される。
電気自動車の充電に必要な電流は比較的大きいため、フル負荷状態の充電ステーションやブラグソケットを上記のリップル制御技術により突然切断すると、機械的スイッチ素子にアークが発生する危険があり、充電ステーションや場合によっては電気自動車自体の導体接点やその他の部品の損傷につながるおそれがある。
そこで、本発明は、上記の欠点を少なくとも部分的に克服し、電気自動車充電時において、できるだけ損傷がなく抑制的で本質的にリスクのない負荷遮断および最適化された負荷管理を可能にする電気自動車充電装置を提供することを課題とする。
当該課題は請求項1の主題により解決される。また、有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
本発明によると、電力供給網への接続部と、少なくとも一つの電気自動車用の少なくとも一つの充電接続部と、中央処理装置と、リップル制御受信機として構築され、電力供給網内のリップル制御送信機からの低周波リップル制御信号を受信するように構成された受信装置と、前記受信装置からの制御信号を処理して前記中央処理装置に伝達するリレー素子と、を備え、前記中央処理装置が前記少なくとも一つの充電接続部に接続された電気自動車の充電電流を所定の時間内に選択的に減少させるように構成されている、電気自動車の充電のための装置が提供される。これによると、充電される電気自動車を特に緩やかに、抑制的に、かつ負荷のない最適な形で遮断する、すなわち送電網から切り離すことができる。急な切断をしないことで、電気自動車に、充電電流の減少または遮断に係る内部処理が開始できることを明確かつ注意深く知らせることができるようになる。さらに、実績のある信号技術を用いてコストを削減することができる。したがって、特別な通信機器を追加で設置する必要がない。
前記少なくとも一つの充電接続部に接続された電気自動車ごとに前記充電電流の減少量が異なることが好ましい。これによると、充電ステーションを連鎖的に停止させることができ、破損のリスクをさらに低減することができる。また、最適化された負荷管理の枠組みの中でさまざまな既存の充電電流に対して特別な考慮が可能となる。
前記リレー素子が半導体リレーであることが特に好ましい。半導体リレー(solid-state relays; SSR)は、電気機械式リレー(EMRs)に比べて小さくてプリント基板を大幅に省スペース化でき、可動部品がないためシステム信頼性が高く、制御電子機器が不要でスイッチバウンスがなく、特に出力電圧が低いといった利点がある。例えば、電気機械式リレーは10V以上の電圧でないと確実に切り替わらない。
また、前記中央処理装置がマイクロコントローラーであることが好ましい。このような部品は、柔軟にプログラムすることができ、容易に入手できて安価である。
前記受信装置は正または負の信号、すなわち、イエスまたはノー、0または1を明示する無電位接点を提供することが好ましい。前記受信装置はさらに、電力線通信(PLC)のようなキャリア周波数技術に従って有線回線網を通じて有線制御信号を受信するように構成されたリップル制御受信機、または無線回線網を通じて無線制御信号を受信するように構成されたリップル制御受信機であってもよい。例えば、前記制御信号は前記電力供給網から110Hzからおよそ2000Hzの周波数域における低周波リップル制御信号であってもよい。この周波数域ではあらかじめ決められたパルス列が多数存在し、それらは例えば関連するライブラリに収録されていてほとんどの電力供給事業者から入手することができる。
さらに、前記リレー素子の出力信号が3.5Vの電圧を超えないことが好ましい。これにより、上記のマイクロコントローラーのように3Vの通常制御電圧で動作する半導体部品の制御のための追加部品が不要となり、装置のコストを低く抑えることができる。
前記中央処理装置が前記少なくとも一つの充電接続部から空間的に切り離されて構築されている、かつ/または、前記充電接続部がウォールボックスとして構築されていることが好ましい。これにより、個々の充電ステーションや充電ソケットが自身の中央処理装置を個別に持つ必要がなく、接続されているすべてのエネルギー消費機器とエネルギー供給機器の電力管理を司る中央管理装置を建築物ごとに1個設ければ十分である。一例を挙げると、立体駐車場や地下駐車場にはエネルギー消費機器としての多数の電気自動車に対応した多数の充電ステーションがあり、オプションとして屋根に太陽光発電システムが設置される。
上記装置が各充電接続部への前記充電電流を前記所定の時間内に揃って(geordnet)ゼロに減少させるように構成されていることが好ましい。完全なる減少は抑制的な負荷遮断に相当するが、負荷管理の必要性に応じて充電電流を所定の残留充電電流まで規制することもできる。充電電流を完全にゼロにすることで、電気自動車を電力供給網から緩やかに、負荷をかけずに切り離すことができる。これにより、接点やスイッチング素子の損傷がほとんどなくなる。
特に前記中央処理装置がさらなるエネルギー消費機器および/またはエネルギー供給機器を制御するように構成されていることで、本発明に係る装置によって負荷管理の課題が解決される。本発明に係る装置は広く、例えば、ボイラーシステムや太陽光発電システムを抑制的に調整することも、あるいは電力供給網から切り離すこともできる。
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の実施形態の図から明らかにされる。
本発明に係る装置の好ましい実施形態の概略図である。 図1に図示した構成の詳細な部分図である。
図1は、本発明に係る電気自動車充電装置の好ましい実施形態を概略的に示す図である。装置1はハウジング2を備えており、ハウジング2内に、図示した実施形態ではマイクロコントローラーとして構築された中央処理装置3と、リップル制御受信機4として構築された受信装置と、および本実施形態では半導体リレーとして構築されたリレー素子5が配置されている。さらに、装置1は、ハウジング2外に配置された複数の充電接続部7(ここでは充電接続部は3つ)を備えている。本実施形態では、充電接続部7はウォールボックスとして構築されており、それぞれが電気自動車10に接続するためのタイプ2コネクタ9を備えている。なお、充電接続部7はハウジング2内に配置されていてもよい。これは特に、本発明に係る装置が、一戸建て住宅のガレージに電気自動車1台のみの充電接続部を有するように単独で設置される場合にはそうなるであろう。しかしながら、本実施形態は、多くの電気自動車10を充電するための大量の充電接続部7を有する充電ステーションが設置される立体駐車場や地下駐車場の例に向けられている。
リップル制御受信機4は、エネルギー供給事業者の電力供給網6に接続されている。電力供給網6には、電力供給網6を制御するための低周波リップル制御信号を送信するリップル制御送信機(図示せず)がある。リップル制御受信機4は、パルス電文として送信されたリップル制御信号をフィルタリングすることでリップル制御送信機の制御情報を取得して制御信号を出力する。代替的または追加的に、受信装置は、例えば、電力網を通じてPLC信号を受信し、無電位接点で制御信号を出力するキャリア周波数装置とすることもできる。また、受信装置は、4G、LTE、5G、WLANなどの無線回線網を通じて外部から信号を受信することも可能である。
本実施形態において、半導体リレーとして構築されたリレー素子5が受信装置4と中央処理装置3との間に配置されている。リレー素子5は、受信装置4から出力された制御信号を処理し、関連する充電接続部7に接続された電気自動車10の充電電流を減少させるよう中央処理装置3に信号を送る。受信装置4からの制御信号は異なるパルス列またはコードを含むことができ、即時負荷遮断、すなわちすべての充電プロセスを停止または切断するためのコードだけでなく、例えば、引き出し可能電力を特定の値まで減少または増加させるためのコードも含むことができる。このため、ここに示した好ましい実施形態では、リップル制御送信機は、電力供給網6からさまざまな周波数で異なる信号を送信することができるようになっている。これらは関連するライブラリに定義されており、リップル制御受信機4によるフィルタリングの後にリレー素子5においてパルス列として評価され、適当な方法で中央処理装置へ伝送される。
本実施形態では、リップル制御送信機が、接続されているすべての負荷機器を即時遮断する信号を送信する場合を例に説明する。これはリップル制御受信機の出力の無電位接点を通じて出力される。つまり、フル充電信号で通常の充電が示されるか、無信号で充電が(もはや)許可されずにすべての充電接続部をゼロに減らすことが示される。
マイクロコントローラーとして構築されている中央処理装置3において、即時負荷遮断のための例示的な信号が処理されて充電接続部7への出力またはライン8に関連する信号が与えられることで、各充電接続部7の充電電流が所定の期間、例えば10秒以内にゼロに減少する。これにより、ウォールボックス7や充電コネクタにおいて機械スイッチや接点にアーク放電が発生することなく部品の破損を回避できることで、抑制的な負荷遮断が可能となる。
図2は、図1に図示した構成の一部を示し、リップル制御受信機4、リレー素子5、および中央処理装置3への接続をより詳細に示す。リップル制御受信機4は一種のスイッチとして機能し、無電位出力にリップル制御信号のパルス列を出力する、すなわち本実施形態ではフル信号またはゼロを出力する。A1、A2は半導体リレー5の入力であり、本実施形態ではオムロン社製のG3RV-SR500-D AC230という製品である。製品名中のD AC230という記号は、230Vの入力交流電圧まで直流出力(DC出力)であることを示す。リップル制御受信機4の230Vのフル交流信号はリレー接点A1に接続され、入力A2は中性導体に接続されている。
リレー素子5内に電気部品が示されているが、可能な構成をシンボルで表現したに過ぎない。図2では半導体リレー5の重要な出力13、14のみが示されており、これらはPIN_1、PIN_2で表されるマイクロコントローラーや中央処理装置の論理入力に接続されている。この結果、例示的な負荷遮断のためのスイッチングロジックは次のようになる。
Figure 2023525071000002
この負荷遮断の0/1判定は、中央処理装置3における他のプログラミングでも実施可能であり、本発明はここに示した実施形態に限定されるものではない。例えば、マイクロコントローラーの一つ以上の論理入力を接続することができる。したがって、他の信号列は、受信装置4の出力信号としてリレー素子5を介して中央処理装置3に到達し、そこで、例えば、負荷低減、再起動、各々期間が異なる充電電流の一斉起動などの処理を行うことができる。
本実施形態で使用されるオムロン社製の半導体リレー5に替えて、受信装置4からの信号を評価して関連する制御信号を中央処理装置3に転送するような同じタイプの別の半導体コンポーネントを使用することも可能である。
本実施形態に示すようにライン8を通じて中央処理装置3に接続された充電接続部7は、接続された電気自動車10の充電電流を約10秒間で揃ってゼロまで規制し、続いて三相および中性導体のリレー接点を開くように制御される。これにより、コンタクターなどで急に遮断した場合でもアークの発生を防ぐことができる。これにより、充電接続部7や接続された電気自動車の機械的接点が損傷することがない。
本発明の主題により、損傷がなく抑制的で本質的にリスクのない負荷遮断およびそれにより電気自動車充電時の最適化された負荷管理を可能にする電気自動車充電装置が提供される。

Claims (11)

  1. 電力供給網(6)への接続部と、少なくとも一つの電気自動車(10)用の少なくとも一つの充電接続部(7)と、中央処理装置(3)とを備えた、電気自動車(10)の充電のための装置(1)であって、
    リップル制御受信機として構築され、電力供給網(6)内のリップル制御送信機からの低周波リップル制御信号を受信するように構成された受信装置(4)と、
    前記受信装置(4)からの制御信号を処理して前記中央処理装置(3)に伝達するリレー素子(5)と、をさらに備え、
    前記中央処理装置(3)が前記少なくとも一つの充電接続部(7)に接続された電気自動車(10)の充電電流を所定の時間内に選択的に減少させるように構成されている、ことを特徴とする装置(1)。
  2. 前記少なくとも一つの充電接続部(7)に接続された電気自動車(10)ごとに前記充電電流の減少量が異なる、ことを特徴とする請求項1に記載の装置(1)。
  3. 前記リレー素子(5)が半導体リレーである、ことを特徴とする請求項1ないし2のいずれかに記載の装置(1)。
  4. 前記中央処理装置(3)がマイクロコントローラーである、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の装置(1)。
  5. 前記受信装置(4)が電力線通信(PLC)のようなキャリア周波数技術に従って有線回線網を通じて有線制御信号を受信するように構成されている、ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の装置(1)。
  6. 前記受信装置(4)が無線回線網を通じて無線制御信号を受信するように構成されている、ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の装置(1)。
  7. 前記受信装置(4)が前記電力供給網から110Hzからおよそ2000Hzの周波数域における低周波リップル制御信号を受信するように構成されている、ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の装置(1)。
  8. 前記リレー素子(5)の出力信号が3.5Vの電圧を超えない、ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の装置(1)。
  9. 前記中央処理装置(3)が前記少なくとも一つの充電接続部(7)から空間的に切り離されて構築されている、かつ/または、前記充電接続部(7)がウォールボックスとして構築されている、ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の装置(1)。
  10. 各充電接続部(7)への前記充電電流を前記所定の時間内に揃ってゼロに減少させるように構成されている、ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の装置(1)。
  11. 前記中央処理装置(3)がさらなる電力源および電力消費機器を制御するように構成されている、ことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の装置(1)。
JP2022567613A 2020-05-15 2021-04-30 電気自動車の充電ステーション Pending JP2023525071A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020113235.2 2020-05-15
DE102020113235.2A DE102020113235A1 (de) 2020-05-15 2020-05-15 Ladestation für Elektrofahrzeuge
PCT/EP2021/061429 WO2021228587A1 (de) 2020-05-15 2021-04-30 Ladestation für elektrofahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023525071A true JP2023525071A (ja) 2023-06-14

Family

ID=75769616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022567613A Pending JP2023525071A (ja) 2020-05-15 2021-04-30 電気自動車の充電ステーション

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230191937A1 (ja)
EP (1) EP4149790A1 (ja)
JP (1) JP2023525071A (ja)
KR (1) KR20230012002A (ja)
CN (1) CN115605373A (ja)
AU (1) AU2021269714B2 (ja)
CA (1) CA3177084A1 (ja)
DE (1) DE102020113235A1 (ja)
WO (1) WO2021228587A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3132473A1 (fr) * 2022-02-08 2023-08-11 Valeo Systemes De Controle Moteur Borne de charge pour véhicule hybride ou électrique

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4877386B2 (ja) * 2009-12-14 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 電力管理システム
US9026813B2 (en) * 2010-11-22 2015-05-05 Qualcomm Incorporated Establishing a power charging association on a powerline network
JP5214764B2 (ja) * 2011-03-25 2013-06-19 株式会社東芝 電気自動車充電スケジューリングシステム
JP5858681B2 (ja) 2011-08-11 2016-02-10 株式会社東芝 電気自動車充電システム及び電気自動車充電装置
US9762078B2 (en) 2012-01-25 2017-09-12 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle charging system adaptor
US9290104B2 (en) 2012-08-24 2016-03-22 The Regents Of The University Of California Power control apparatus and methods for electric vehicles
DE102012218889A1 (de) 2012-10-17 2014-04-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von elektrischer Leistung
DE102013010774A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Rwe Ag Verfahren zum Betreiben einer Ladestation
DE102015102449A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Alpiq Intec Ag Energieübertragungssteuerung zwischen Energieversorgungsnetz und Endnutzereinrichtungen basierend auf Energiefluss und Netzqualität
US10183586B1 (en) * 2015-09-25 2019-01-22 Evercharge, Inc. Mixed-level electric vehicle supply equipment (EVSE) and associated charging methods for multi-type electric vehicles and non-electric vehicle devices
DE102017124469B4 (de) * 2017-09-28 2021-10-14 Engeln & Masnitza & Wagner GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Michael Masnitza, 90473 Nürnberg, Tobias Wagner, 81735 München, Johannes Engeln A, 85053 Ingolstadt) Modulare Vorrichtung zum zeitversetzten Laden von mehreren Elektrofahrzeugen an einer Ladestation
GB2576719A (en) 2018-08-28 2020-03-04 Welsengen Ltd Electrical vehicle charging apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230012002A (ko) 2023-01-25
CA3177084A1 (en) 2021-11-18
AU2021269714B2 (en) 2024-03-14
CN115605373A (zh) 2023-01-13
DE102020113235A1 (de) 2021-11-18
EP4149790A1 (de) 2023-03-22
WO2021228587A1 (de) 2021-11-18
AU2021269714A1 (en) 2022-12-08
US20230191937A1 (en) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9434268B2 (en) Electrical distribution system recharging station for electric vehicles
US7239810B2 (en) System for controlling an electrical device
CN103916074A (zh) 用于光伏系统的关闭系统和方法
KR101030771B1 (ko) Plc를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치
KR20160104349A (ko) 전력선 통신 케이블
JP2023525071A (ja) 電気自動車の充電ステーション
CN203850479U (zh) 一种插座、接线电路以及列车
KR20100035152A (ko) 전기자동차 배터리 충전장치
EP2811606A2 (en) Control unit for circuit breaker and controlling method thereof
CN111169300A (zh) 用于为电驱动的机动车的电池充电的装置
CN105308711B (zh) 用于飞行器的发电系统的辅助装置及方法
JP5962639B2 (ja) 交流電源切替装置
EP3633707A1 (en) Accessory device for low and medium voltage switching devices
US20150096171A1 (en) Method of installing generator with automatic transfer switch
RU2737965C1 (ru) Мультиконтактная коммутационная система с тремя силовыми контактными группами, соединенными в одну общую точку, и четырьмя выводами
CN209402237U (zh) 电控母联开关系统
CN103863340B (zh) 失电延时继电器型警惕控制方法
JP6997608B2 (ja) スイッチ回路コントロール装置
CN104600832A (zh) 一种大功率负载设备应急供电控制系统及其控制方法
CN113054873B (zh) 分布式变频箱及输送系统
CN216184940U (zh) 一种用于电动汽车的智能控制系统
EP4094975A1 (en) A high-power charging station for electric vehicles
EP3516934B1 (en) Lighting system configured to supply power to at least one power supply unit capable of supplying power to electronic devices or systems
CN108177613B (zh) 无触点智能低压配电盒
CN203104093U (zh) 三电源供电控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221104

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231205

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240611