特開 2023-156628 車両用充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023156628

(43)【公開日】2023-10-25

(54)【発明の名称】車両用充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/35 20060101AFI20231018BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231018BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231018BHJP

【ＦＩ】

H02J7/35 H

H02J7/00 P

H02J1/00 301E

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022066103

(22)【出願日】2022-04-13

(71)【出願人】

【識別番号】509345925

【氏名又は名称】株式会社ティーエスピー

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(72)【発明者】

【氏名】伊賀 和久

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G165CA04

5G165DA07

5G165EA03

5G165FA01

5G165GA09

5G165HA17

5G165PA05

5G503AA06

5G503BA04

5G503BA07

5G503BB01

5G503FA06

(57)【要約】

【課題】発電事業者の送電線を利用することなく、付帯経費がかからない形態で、車両売電スタンドで、ＥＶ或いはプラグインハイブリッド車の蓄電器（二次電池）を急速充電する車両用充電システムを提供する。
【解決手段】車両が内蔵している蓄電器（二次電池）を充電する車両充電システムにおいて、前記充電器が設置されている敷地に近接して若しくは敷地内に設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記太陽光発電所から前記蓄電池までを自営線で送電すると共に、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両が内蔵している蓄電器を充電する車両充電システムにおいて、
前記充電器が設置されている敷地に近接して設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記太陽光発電所から前記蓄電池までを自営線で送電すると共に、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電するようになっていることを特徴とする車両用充電システム。

【請求項2】

前記太陽光発電所が高圧太陽光発電所であり、前記充電が急速充電である請求項１に記載の車両用充電システム。

【請求項3】

前記高圧太陽光発電所が、スーパー、ショップ、ホームセンターなどの建物の屋根若しくは屋上或いは立体駐車場の屋根若しくは屋上に設置されている請求項２に記載の車両用充電システム。

【請求項4】

車両が内蔵している蓄電器を充電する車両充電システムにおいて、
前記充電器が設置されている敷地内に設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電するようになっていることを特徴とする車両用充電システム。

【請求項5】

前記太陽光発電所が高圧太陽光発電所であり、前記充電が急速充電である請求項４に記載の車両用充電システム。

【請求項6】

車両が内蔵している蓄電器を充電する車両充電システムにおいて、
前記充電器が設置されている敷地と離れた場所に設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を送電して蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記蓄電池は前記充電器の敷地内に設置され、前記太陽光発電所から前記蓄電池までを自営線で送電すると共に、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電するようになっていることを特徴とする車両用充電システム。

【請求項7】

前記太陽光発電所が高圧太陽光発電所であり、前記充電が急速充電である請求項６に記載の車両用充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両用充電システムに関し、特に太陽光発電による電力によって電気自動車（ＥＶ(Electric Vehicle)）又はプラグインハイブリッド車等の、充電が必要な二次電池を備える車両を急速充電する車両用充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、二酸化炭素の排出量が地球規模で増加しており、温室効果ガスによる地球温暖化問題が深刻さを増している。そのため、二酸化炭素の排出が少ない社会、即ち低炭素社会の構築が世界的な課題となっている。低炭素社会を実現するための手段の１つとして、モータを動力源とする電気自動車（以下では、「ＥＶ」とする）の普及が急速に進みつつある。それに伴い、ガソリンスタンドと同様に、車両の蓄電器を短時間に充電できる充電施設（ＥＶ売電スタンド）の充実が要請されている。また、２０３５年までのカーボンニュートラルの国策により、国内も一気にＥＶが普及する様相を呈している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１７００９３号公報

【特許文献2】特開２０１９－１７０１２４号公報

【特許文献3】特開２０１４－７５９６９号公報

【特許文献4】特開２０１９－２０５２７８号公報

【特許文献5】特開２０１５－２２４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のＥＶの充電方法は、充電ポイント（充電ステーション）に送電線を使い、スタンド経営者が電気を供給するものが一般的である。しかし、発電事業者並びに一般社団法人日本卸電力取引所（Japan Electric Power Exchange (JEPX）)から充電電気の調達を行うと付帯経費がかかり、充電スタンド運営者の経営が厳しくなる。送電線を利用するだけで、発電原価以外に再生エネルギー賦課金、燃料調整費、託送料がかかり、充電事業経営者が赤字になる可能性が高い。また、日本国には、発電所の原材料は全て輸入に頼っているので、資材調達リスク、価格の高騰などが考えられ、安定したスタンドの経営ができない問題がある。

【0005】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、発電事業者の送電線を利用することなく、付帯経費がかからない形態で、充電用売電スタンドで、ＥＶ或いはプラグインハイブリッド車の蓄電器（二次電池）を急速充電する車両用充電システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、車両が内蔵している蓄電器（二次電池）を充電する車両充電システムに関し、本発明の上記目的は、前記充電器が設置されている敷地に近接して若しくは敷地内に設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記太陽光発電所から前記蓄電池までを自営線で送電すると共に、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電するようになっていることにより、或いは前記充電器が設置されている敷地と離れた場所に設置された太陽光発電所と、前記太陽光発電所で発電された電力を送電して蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に蓄電された電力に基づいて前記蓄電器を充電する複数の充電器とを具備し、前記蓄電池は前記充電器の敷地内に設置され、前記太陽光発電所から前記蓄電池までを自営線で送電すると共に、前記太陽光発電所で発電された電力で前記蓄電器を充電するようになっていることにより達成される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の車両用充電システムによれば、売電スタンドの設備の屋根若しくは屋上又は敷地内、或いは売電スタンド近くの敷地内、ホームセンターやショップ、立体駐車場などの屋根若しくは屋上に太陽光発電所（高圧太陽光発電所）を設置し、地産地消の電力の供給を行うことができる。また、本発明で設置する高圧太陽光発電所は、発電事業者の送電線を使用せず、自営線で対応する。発電事業者の送電線を使用しないので付帯費用がかからず、太陽光発電所で発電したクリーンな電力をＥＶ売電スタンドに供給できる。更に、電力の安定供給をするために、太陽光発電所に蓄電池を併設し、太陽光発電所で発電した電力の全てを蓄電池に蓄電し、蓄電池を通してＥＶの充電に電力を供給する。これにより、ＥＶの充電電力の安定供給は勿論のこと、地域住民の防災用非常電源としても使用し得るものであり、極めて公益性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態の概要を模式的に示す全体構成図である。

【図2】ＥＶ売電スタンドにおける車両充電の様子を示す外観構成図である。

【図3】本発明の第１実施形態の結線関係を示すブロック図である。

【図4】本発明の動作例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の第２実施形態の概要を模式的に示す全体構成図である。

【図6】本発明の第３実施形態の概要を模式的に示す全体構成図である。

【図7】本発明の第４実施形態の概要を模式的に示す全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、ＥＶなどの車両の蓄電器（二次電池）を急速充電する充電システムであり、充電電力の売電スタンドの設備建造物の屋根若しくは屋上又はスタンド敷地内、或いは売電スタンド近くの敷地内、ホームセンターやショップなどの屋根若しくは屋上に太陽光発電所を設置し、地産地消の電力の供給を目指すものである。消費者の農産物に対する安全・安心志向の高まりや、生産者の販売の多様化の取組が進む中で、消費者と生産者を結び付ける「地産地消」への期待が高まってきており、「地産地消」とは、主に農産物について、「地元で生産されたものを地元で消費する」という意味で使用されているが、本発明はこれを車両充電システムに適用しようとするものである。

【0010】

近年、ＥＶの普及と相俟って、ＥＶを充電するための充電器(Electric Vehicle Supply Equipment)を設置し、充電サービスを提供するＥＶ売電スタンド（サービスステーション）の設置も大きな課題となっている。そして、ＥＶの充電に要する時間は、当然蓄電器（二次電池）の仕様や充電器の性能によって異なるが、一般的に急速充電で数十分、普通充電で数時間程度である。本発明では、基本的に急速充電を対象とする。

【0011】

太陽光発電においては、定格出力が50kW未満の低圧発電(小規模発電)、定格出力が50kW以上～2000kW未満の高圧発電(大規模発電)及び特別高圧発電の３種類が存在するが、本発明では、電気事業法上で自家用電気工作物と定義されている高圧発電の太陽光発電所を設置して利用する。また、本発明で設置する高圧太陽光発電所は、発電事業者の送電線を使用せず、自営線で送電する。発電事業者の送電線を使用しないので付帯費用がかからず、太陽光発電所で発電したクリーンな電力をＥＶ売電スタンドに供給できる。更に、電力の安定供給をするために、太陽光発電所の近辺若しくは売電スタンド敷地に蓄電池を併設し、太陽光発電所で発電した電力の全てを蓄電池に蓄電し、蓄電池を通してＥＶの充電に電力を供給する。これは、ＥＶの充電電力の安定供給は勿論のこと、地域住民の防災用非常電源としても使用し得るものである。

【0012】

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0013】

図１は、本発明に係る車両用充電システムの第１実施形態を模式的に示しており、ＥＶ売電スタンド１００の敷地内には複数の充電器１０１～１０８が設置されている。充電器１０１～１０８は、それぞれ電源ユニットを収容した充電器本体と、電源ユニットから充電器本体の外部に引き出された充電ケーブルとを備え、充電ケーブルはＥＶの充電プラグに接続するためのコネクタを有している。ＥＶ売電スタンド１００の敷地内若しくは近くに蓄電池１４０が設置されており、蓄電池１４０には高圧太陽光発電所１１０、１２０及び１３０からクリーンエネルギーの電力が送電されて供給される。即ち、コンビニやスーパーマーケットなどのスーパー１１１の屋根若しくは屋上には高圧太陽光発電所１１０が設置され、発電された電力は自営線で蓄電池１４０に送電されて蓄電され、家電量販店などのショップ１２１の屋根若しくは屋上には高圧太陽光発電所１２０が設置され、発電された電力は自営線で蓄電池１４０に送電されて蓄電され、ＤＩＹセンターなどのホームセンター１３１の屋根若しくは屋上には高圧太陽光発電所１３０が設置され、発電された電力は自営線で蓄電池１４０に送電されて蓄電される。蓄電池１４０から各充電器１０１～１０８に電力が供給されて、各充電器１０１～１０８によりＥＶを充電する。蓄電池１４０を用いているので夜間の充電も可能であり、ＥＶ充電以外にも電力を供給することができる。

【0014】

図２はＥＶ１を充電する様子を示しており、ＥＶ売電スタンド１００の敷地内には蓄電池１４０が設置されると共に、近接して充電器１０１及び１０２が設置され、充電器１０１及び１０２にはそれぞれ充電ケーブル１０１Ａ及び１０２Ａが備えられている。充電のために来店したＥＶ１に対して、充電器１０２の充電ケーブル１０２Ａを充電プラグ２に差し込んで充電する。高速充電であるので、数十分で充電は終了する。

【0015】

図３は本発明の結線関係を示しており、高圧太陽光発電所１１０、１２０及び１３０で発電された各電力は、それぞれ自営線１１２，１２２及び１３２を経て蓄電池１４０内の合成部１４１に入力される。合成部１４１は入力される各電力が干渉しないようにしており、蓄電池ユニット１４２は各入力電力を蓄電する。蓄電池ユニット１４２に蓄電された電力は、充電器１０１～１０８内の各電源ユニット１０１Ｂ～１０８Ｂに送電され、各電源ユニット１０１Ｂ～１０８Ｂに接続されている充電ケーブル１０１Ａ～１０８Ａを用いて、充電ケーブル１０１Ａ～１０８Ａは各先端プラグをＥＶの充電プラグに挿入若しくは嵌着して充電する。

【0016】

このような構成において、その動作例を図４のフローチャートを参照して説明する。

【0017】

高圧太陽光発電所１１０、１２０及び１３０は太陽光を受光して発電し（ステップＳ１０）、それぞれ自営線１１２、１２２及び１３２を経て送電され（ステップＳ１１）、合成部１４１で合成され（ステップＳ１２）、蓄電池ユニット１４２に蓄電される（ステップＳ１３）。太陽の出ている昼間、このような発電、送電、蓄電が繰り返される。

【0018】

そして、ＥＶ売電スタンド１００にＥＶ１が来店し、例えば図２に示すように充電器１０２の充電ケーブル１０２ＢをＥＶ１の充電プラグに装着するとＥＶ充電が検知され（ステップＳ１４）、蓄電池ユニット１４２から充電器１０２の電源ユニット１０２Ｂに送電され（ステップＳ１５）、ＥＶ１が充電される（ステップＳ１６）。充電は、ＥＶ１の電池が十分充電されるまで継続される（ステップＳ１７）。

【0019】

なお、上述ではショッピングモールを想定し、スーパー１１１、ショップ１２１、ホームセンター１３１の屋根若しくは屋上に高圧太陽光発電所１１０、１２０、１３０を設置しているが、それらの内の単独でも良く、また、更に多くの高圧太陽光発電所を設置した構成であっても良い。スーパーやショップなどの建物に限定されるものでもなく、ＥＶ売電スタンド１００の近くの日当たりの良い建物であれば良い。

【0020】

図５は、本発明に係る車両用充電システムの第２実施形態を模式的に示しており、ＥＶ売電スタンド２００の敷地内に高圧太陽光発電所２１０が設置されると共に、充電器２０１～２０１１が設置されている。高圧太陽光発電所２１０には人が侵入しないようにする柵２３０が設けられており、発電された電力は蓄電池２２０に蓄電される。本例では充電器２０１～２０１１が設置されており、蓄電池２２０に蓄電された電力でＥＶを充電するようになっている。

【0021】

本例では、ＥＶ売電スタンド２００の敷地内に高圧太陽光発電所２１０を設置する構成であるので、敷地が広大な場合でないと実現できない。その反面、高圧太陽光発電所２１０と充電器２０１～２０１１との距離は短いので、送電の配線が容易で安価という利点がある。

【0022】

図６は、本発明に係る車両用充電システムの第３実施形態を模式的に示しており、大きな立体駐車場３００の屋根若しくは屋上に高圧太陽光発電所３５０が設置されている。本例では、立体駐車場３００の２階～４階が駐車場になっており、１階フロアーがＥＶ売電スタンドになっている。本例の場合も、高圧太陽光発電所３３０と充電器設置の１階との距離が短いので、送電の配線が容易で安価という利点がある。また、駐車場にＥＶ売電スタンドが併設されているので、ＥＶ利用者にとっては極めて便利である。

【0023】

上述の第１実施形態～第３実施形態では、同一敷地内若しくは近隣に太陽光発電所とＥＶ売電スタンドが設けられているオンサイトの構造であるが、図７に示すようにＥＶ売電スタンド敷地４５０と発電用敷地４００とが離れた場所（例えば５Km）になっているオフサイトの構造でも良い。本例では、発電用敷地４００に高圧太陽光発電所４１０、４２０及び４３０が設置され、発電された電力をそれぞれの自営線で、ＥＶ売電スタンド敷地４５０内の蓄電池４４０に送電して蓄電する。ＥＶ売電スタンド敷地４５０内には充電器４５１～４５５が設置されており、蓄電池４４０から充電器４５１～４５５に電力が供給される。

【0024】

なお、上述ではＥＶの充電について説明したが、プラグインハイブリッドの車両の蓄電器の充電にも同様に適用できる。

【符号の説明】

【0025】

１ ＥＶ
２ 充電プラグ
１００ ＥＶ売電スタンド
１０１～１０８ 充電器
１１０，１２０，１３０ 高圧太陽光発電所
１１１ スーパー
１２１ ショップ
１３１ ホームセンター
１４０ 蓄電池
１４１ 合成部
１４２ 蓄電池ユニット
２００ ＥＶ売電スタンド
２０１～２０１１ 充電器
２１０ 高圧太陽光発電所
２２０ 蓄電池
２３０ 柵
３００ 立体駐車場
４００ 発電用敷地
４５０ ＥＶ売電スタンド敷地

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】