JP6968851B2

JP6968851B2 - 充電スタンド

Info

Publication number: JP6968851B2
Application number: JP2019157887A
Authority: JP
Inventors: 賢治日下部; 大貴石山
Original assignee: 東電タウンプランニング株式会社
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: JP2021036744A

Description

本発明は、電気自動車(Electric Vehicle）や、プラグインハイブリッド自動車（Plug-in Hybrid electric Vehicle）等の電動車両に充電するための充電スタンドに関する。

地球温暖化や都市の大気汚染等に対する環境意識の高まりから、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両の普及が推進されている。

しかしながら、電動車両の現在の普及状況は、自動車全体の販売台数に較べると少なく、期待されるレベルには達していない。電動車両の普及が進まない要因には、蓄電池を含む車両価格が高価であることや、一充電当たりの走行距離が短い等の車両側の問題と、急速充電スタンド（以下、単に充電スタンドともいう。）不足というインフラ側の問題がある。車両側の問題については、国内外の車両メーカの技術開発が進んでおり、今後とも改良が期待できることから、普及の阻害要因としては解消される方向にある。

一方、インフラとしての充電スタンドは増加傾向にあるものの、未だ電動車両が本格普及するためには、極めて不十分な状況にある。いつでも、どこでも、誰でも利用できる状況ではない。

従来、日本では電力の需要者である家庭や中小規模の企業が電力会社から受電する場合、１００Ｖ／２００Ｖの電圧で受電する低圧受電と、６，６００Ｖの電圧で受電する高圧受電とがある。このことから、充電スタンドを設置するときも、低圧受電による場合と高圧受電による場合とがある。

低圧受電により充電スタンドを設置する場合、充電スタンドを設置する敷地内に建屋が存在することが多いことから、電力会社の配電線から架空配線によって受電し、分電盤を経由して建屋の外側壁に取り付けられた急速充電器や、自立型の急速充電器に電力を供給している。したがって、設置工事が小規模で済むことから工事期間が短く、工事費用も少ないというメリットがある。その一方、低圧受電においては、契約電力が５０ｋＷ未満という制限により小容量の急速充電器しか設置できないため、同時に充電できる電動車両は原則として１台ということになる。しかし、車両１台だけしか充電できない充電スタンドでは利便性に欠ける。

従来から国内では急速充電器に関してＣＨＡｄｅＭＯ協議会によって標準化が図られ、交流電圧２００Ｖ、電力容量５０ｋＷの急速充電器が標準仕様として複数のメーカから販売されている。また、電力容量が１０ｋＷや２０ｋＷといった小容量の急速充電器も販売されている。このような小容量の急速充電器であれば、低圧受電でも複数台の急速充電器を設置できるが、小容量の急速充電器では充電時間が長くなり利便性に欠ける。

高圧受電により充電スタンドを設置する場合、契約電力が５０ｋＷを超える受電が可能であり、大容量の急速充電器を設置することができる。高圧受電により充電スタンドを設置する場合の従来例を示したのが図４である。６，６００Ｖの電圧で受電する場合、敷地内に電柱２を立設するとともに、キュービクル51、分電盤52および急速充電器７が別々に設置される。そして、電柱〜キュービクル〜分電盤〜急速充電器間は、地中埋設配線53によって接続される。キュービクルや分電盤については、複数のメーカによって異なる容量の機器がシリーズ化され、標準品として販売されている。

一方、急速充電器については、電力容量が５０ｋＷを超えるものは、現在のところ国内メーカから標準品として販売されていないが、すでに海外では電力容量が１５０ｋＷや３５０ｋＷといった大容量の急速充電器が販売されている。また、国内でも一部の業者が大容量の急速充電器を海外から輸入して設置している例がある。

今後、電動車両の普及が進展すると、車両１台だけしか充電できない小容量の充電スタンドでは利用者の不満が高まることが予想される。また、電動車両への充電にはある程度の充電時間が必要であることから、近年では充電時間の短縮化を求めるユーザーの要望が高まっている。さらに、海外の急速充電器メーカにおいて、入力電圧４００Ｖの急速充電器が標準品として販売されている事情もあり、急速充電器を高圧受電により設置したいとの要望は少なくない。

ここで、一般的に日本の都市部では駐車場の土地スペースに余裕がなく、充電スタンドではないが、コンビニエンスストア等では駐車場の駐車台数を確保すべく、変電設備を電柱上に設けて高圧受電している例がある（例えば、特許文献１）。

特開２００８−７２８８８号公報

電力容量が５０ｋＷを超える大容量の急速充電器を設置する場合、高圧受電でなければ対応できない。図４に示した従来技術では、６，６００Ｖの電圧で受電すべく、敷地内に電柱を立設するとともに、キュービクル、分電盤および急速充電器を別々に設置していた。しかし、このようにキュービクルや分電盤を地上に設置すると、地中埋設配線工事を行う必要があることから、工事期間が長くなり、工事費用も高額になる。また、日本の都市部では駐車場の土地スペースに余裕がないため、高圧受電設備であるキュービクルを地上に設置すると、キュービクルのために１台分の駐車スペースを充当しなければならない。これらのことが大容量の急速充電器を設置する場合の障害となっていた。

特許文献１の発明においては、変電設備である標準品のキュービクルを、そのままの状態で１本の電柱上に取り付けて省スペースを図っている。しかし、キュービクルは２００ｋｇを超える重量物であり、地震や台風の襲来時に電柱が傾くなど安全性という点で十分でなかった。また、高圧受電設備については、選任された電気主任技術者など取扱い者以外の者が近づいて、感電事故等を起こさないよう安全性に十分配慮する必要がある。その一方、取扱い者による定期的な点検や保守のし易さが求められる。かかる点において、従来技術では十分でなかった。

そこで、本発明は、狭小な敷地スペースであっても、高圧受電により大容量の充電スタンドが設置可能で、しかも地中埋設配線工事が不要で、設置工事期間も短く、設置工事費が低コストで、安全性が高く、点検・保守が容易な充電スタンドを提供することを目的とする。

本発明は、電動車両用の充電スタンドが設置される敷地内において、電力会社から架空受電するために複数の電柱を立設し、前記複数の電柱間に第１の架台と第２の架台とを備え、前記第１の架台に充電器を設けるとともに、前記第２の架台に変圧器を設け、電力会社の配電線から高圧受電することを特徴とする充電スタンドであり、前記第１の架台は前記電柱が立設される地面高さに備えられ、前記第２の架台は地面から４ｍ超の高さに備えられる。また、前記第１の架台は、前記複数の電柱を結ぶ横部材の片側に充電器載置台を有し、前記第２の架台の上面に踏板を設けるとともに、側面に手摺を設けたものである。さらに、前記充電器が複数の電動車両に同時に充電可能な急速充電器であることを特徴とする充電スタンドである。

本発明によれば、狭小な敷地スペースであっても、高圧受電により大容量の急速充電器を設置でき、同時に複数台の電動車両に対して急速充電可能な受電スタンドを提供できる。また、駐車スペースを有効利用することができ、地中埋設配線工事が不要で設置工事期間が短く、設置工事費用も安い充電スタンドを提供することができる。さらに、安全性が高く、点検・保守が容易な充電スタンドを提供できる。

本発明の実施例を示す電柱を含む充電スタンドの正面図である。本発明の実施例を示す第１の架台の平面図である。本発明の実施例を示す第２の架台の平面図である。従来技術の高圧受電による充電スタンドの構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す充電スタンド１の正面図である。電動車両に充電するための駐車スペースを有する敷地内には、２本のコンクリート製の電柱２が立設される。２本の電柱２は、敷地の利用効率を考慮して敷地の境界近くの空きスペースに立設される。電柱２は、コンクリート製のものに限定されないが、購入コストや耐久性を考慮すると、コンクリート製の電柱が適している。２本の電柱２は、内側間隔が１５９０ｍｍとなるようにして立設される。このような間隔にすると、後述する架台の部材として標準部材を使用することができ、納期や部材調達コストの点で有利となる。

立設された２本の電柱２の地面高さの位置には、第１の架台３が水平に取り付けられる。また、立設された２本の電柱２の地面からの高さが４ｍ超の位置には、第２の架台４が水平に取り付けられる。第２の架台４を地面から４ｍ超の位置に取り付けるのは、高圧受電設備規定に適合させるためである。

図２は、第１の架台３を示す平面図である。第１の架台３は、２本の電柱２を結ぶ横部材５の片側に充電器載置台６を有し、この充電器載置台６上に急速充電器７が載置・固定される。このような構成とするのは、第１の架台３に設置される急速充電器７による電動車両への充電操作や、保守点検等の作業性を良くするためである。また、第１の架台３を地面高さで設けることにより、架台上に重量物である急速充電器７を載置しても架台に曲げモーメントが作用しないため、架台の電柱２に対する取り付け強度が問題にならない利点がある。

第１の架台３を構成する部材には、標準的な型鋼を用いることができる。ただし、第１の架台３は地面上に位置するため、雨水や融雪剤などに対処するため耐候性の高い防錆処理が施される。例えば、厚い溶融亜鉛メッキが施される。第１の架台３の電柱２への取り付けは、Ｕ字ボルト８を用いて行うことができる。Ｕ字ボルト８にも架台と同様の防錆処理が施される。

本発明によれば、急速充電器７として電力容量５０ｋＷを超えるものを設置することができる。高圧受電によるメリットであり、海外から輸入された大容量の急速充電器であっても設置することができる。また、国内メーカの標準品である電力容量５０ｋＷの急速充電器を複数台設置することができる。

図３は、第２の架台４を示す平面図である。第２の架台４は平面視において、２本の電柱２を囲み込むように形成されている。このような構成とするのは、２本の電柱２の中心を結ぶ線に対し変圧器９を対称位置に載置して重量バランスを良くするためである。また、このような配置とすることで、架台上に重量物である変圧器９を載置しても、架台に余計な曲げモーメントが作用せず、変圧器９を安全に設置することができる。

第２の架台４の上面には、変圧器９の点検・保守を安全に行うための踏板11が張設されている。踏板11には点検・保守など取扱者の安全を確保すべく滑り難い金網材等が用いられる。また、高所での安全を確保すべく、踏板11の両側には手摺12が設けられている。第２の架台４を構成する構造部材には、大型柱上変圧器用の標準的な型鋼を用いることができる。これらの部材にも溶融亜鉛メッキ等の防錆処理が施される。

２本の電柱２のうちの１本には、地上から１.８ｍを超える部位に、第２の架台４に登るための足場部材13が所定間隔で設けられている。また、他の１本の電柱２には電力会社の配電線14から高圧受電するため、以下のような受電機器が取り付けられている。

電柱２の最上部には、高圧配電線用碍子15を支持固定する腕金16が取り付けられている。この腕金16の下部には、架空線用高圧気中遮断器(AOG)17が取り付けられている。電力会社の配電線14から架空線用高圧気中遮断器17の一次側端子までの配線工事は、電力会社の責任で施工される。一方、架空線用高圧気中遮断器17の二次側端子以降の配線工事は需要者側の責任で施工される。

架空線用高圧気中遮断器17より少し下となる位置の電柱２の側面には、計器用変成器(VCT)18が取り付けられ、計器用変成器18の一次側端子と架空線用高圧気中遮断器17の二次側端子とは、適正な電力用ケーブル19で接続される。また、計器用変成器18の二次側端子と、第２の架台４上に載置された変圧器９の一次側端子との間も適正な電力用ケーブル19で接続される。その結果、電力会社の配電線14から変圧器９の一次側端子までは、６，６００Ｖの三相交流電圧で電力が供給されることになる。

変圧器９には、充電スタンド１のニーズに適した種々の仕様の変圧器を採用することができる。もっとも多いのは二次側電圧が２００Ｖの変圧器であるが、例えば海外メーカ製の急速充電器を採用する場合には、二次側電圧が４００Ｖまたは４４０Ｖの変圧器を使用することで対応できる。

変圧器９の下方で、地面から１.８ｍとなる位置の電柱２の側面には、計器箱21が取り付けられている。計器箱21の内部には、図示していないが、電力量計(WHM)が取り付けられ、適正なケーブルで接続されている。

さらに、計器箱21の下方の電柱２の側面には、配電盤としてのキャビネット22が取り付けられている。キャビネット22の内部には、図示していないが、漏電遮断器(ELCB)もしくは配線用遮断器(MCCB)が取り付けられ、適正なケーブルで接続されている。配線用遮断器の一つは、急速充電器７の電源端子に接続され、配線用遮断器と急速充電器７の電源端子間とを接続する電力用ケーブルは電線管23で保護されている。また、急速充電器７のアース端子およびキャビネットは、適正なアース線24により接地されている。

以上説明したように、本発明によれば、狭小な敷地であってもスペースを有効利用することができ、高圧受電により大容量の急速充電器を設置できる。また、地中埋設配線工事が不要で設置工事期間が短く、設置工事費用も低い充電スタンドを提供することができる。さらに、安全性が高く、点検・保守が容易な充電スタンドを提供できる。また、変圧器が地上４ｍ超の高さに取り付けられるので、部外者侵入防止柵を設けなくても高圧受電の安全を確保することができる。

本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。たとえば、上述した実施例では、複数の電柱間に第１の架台を備え、この第１の架台上に急速充電器を設けているが、敷地形状等の都合から急速充電器を電柱から少し離れた場所に設置することもできる。したがって、第１の架台を複数の電柱間に備えることは本発明の必須構成要素ではない。

本発明に係る充電スタンドは、電動車両に充電するための急速充電スタンドとして利用することができる。

１充電スタンド
２電柱
３第１の架台
４第２の架台
５横部材
６充電器載置台
７充電器（急速充電器）
９変圧器
11 踏板
12 手摺
14 配電線

Claims

電動車両用の充電スタンドが設置される敷地内において、電力会社から架空受電するために複数の電柱を立設し、
前記複数の電柱間に第１の架台と第２の架台とを備え、前記第１の架台に充電器を設けるとともに、前記第２の架台に変圧器を設け、
前記第１の架台は、前記複数の電柱を結ぶ横部材の片側に充電器載置台を有するとともに、前記電柱が立設される地面高さに備えられ、前記充電器載置台に重量物である充電器を載置しても架台に曲げモーメントが作用せず、
前記第２の架台は地面から４ｍ超の高さに備えられ、
電力会社の配電線から高圧受電することを特徴とする充電スタンド。
前記第２の架台の上面に踏板を設けるとともに、側面に手摺を設けたことを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
前記充電器が複数の電動車両に同時に充電可能な急速充電器であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電スタンド。