特許 7556093 分配型高速充電装置及び充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】分配型高速充電装置及び充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240917BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 J

H02J7/00 301B

H02J7/02 B

H02J7/00 S

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023070406

(22)【出願日】2023-04-21

(65)【公開番号】P2024109504

(43)【公開日】2024-08-14

【審査請求日】2023-04-21

(31)【優先権主張番号】112103459

(32)【優先日】2023-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】522047310

【氏名又は名称】デクシン コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ル，ホルン

(72)【発明者】

【氏名】リ，クォウェイ

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５３－０５４７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６６９３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２ －１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力入力ポートと、
複数の電力出力ポートと、
設定する命令を受信するように構成された通信モジュールと、
前記電力入力ポート及び前記複数の電力出力ポートに接続され、前記電力入力ポートが受け取った初期電力を複数の変換比率に従って変換電力に変換し、変換電力を前記複数の電力出力ポートにそれぞれ転送するように制御されるように構成される電力変換モジュールと、
前記通信モジュール及び前記電力変換モジュールに接続され、前記設定する命令に従って前記複数の変換比率を調整するように構成されるマイクロコントローラと、を備え、
前記設定する命令は、前記複数の電力出力ポートの複数の電力パラメータを備え、前記マイクロコントローラは、前記複数の電力パラメータ及び前記初期電力に従って前記複数の変換比率を算出し、
前記マイクロコントローラは、前記設定する命令における前記複数の電力パラメータとして前記複数の電力出力ポートの各々の前もって設定される電力を選択するための複数の前もって設定される選択を、前記通信モジュールを介して外部装置に提供するようにさらに構成される、分配型高速充電装置。

【請求項2】

前記マイクロコントローラに接続され、前記分配型高速充電装置の温度を検知して検知結果を発生させるように構成される温度センサをさらに備え、
前記マイクロコントローラは、前記検知結果とともに、前記通信モジュールを介して状態命令を送信するようにさらに構成される、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項3】

前記マイクロコントローラに接続され、前記分配型高速充電装置の温度を検知して検知結果を発生させるように構成される温度センサと、
前記マイクロコントローラに接続され、前記マイクロコントローラから状態を示す表示命令を受信するように構成され、前記表示命令は、前記検知結果に従って前記マイクロコントローラによって発生される、表示モジュールと、をさらに備える、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項4】

前記マイクロコントローラに接続され、前記複数の電力出力ポートの複数の電力パラメータを検知して検知結果を発生させるように構成される電力センサをさらに備え、
前記マイクロコントローラは、前記検知結果とともに前記通信モジュールを介してパラメータ命令を送信するようにさらに構成される、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項5】

前記マイクロコントローラに接続され、前記複数の電力出力ポートの複数の電力パラメータを検知して検知結果を発生させるように構成される電力センサと、
前記マイクロコントローラに接続され、状態を示す表示命令を受け取るように構成され、前記表示命令は、前記検知結果に従って前記マイクロコントローラによって発生される、表示モジュールと、をさらに備える、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項6】

前記マイクロコントローラに接続され、発光ダイオードを含む表示モジュールをさらに備え、
前記設定する命令は、発光パラメータを含み、前記マイクロコントローラは、前記設定する命令に従って前記表示モジュールの発光ダイオードの発光状態を命令するする、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項7】

前記マイクロコントローラに接続され、外部装置から他の設定する命令を受信するように構成される信号転送ポートをさらに備え、前記他の設定する命令は、前記複数の電力出力ポートの、複数の第２電力パラメータ又は複数の第２順序パラメータを含み、前記マイクロコントローラは、前記複数の第２電力パラメータ及び前記初期電力に従って複数の変換比率を計算し、又は前記複数の第２順序パラメータ及び前記初期電力に従って複数の変換比率を計算するようにさらに構成される、請求項１に記載の分配型高速充電装置。

【請求項8】

前記通信モジュール又は前記信号転送ポートは、更新設定を受信し、前記更新設定を前記マイクロコントローラに転送するようにさらに構成され、前記マイクロコントローラは、前記更新設定に従ってファームウェアを更新するようにさらに構成される、請求項７に記載の分配型高速充電装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の分配型高速充電装置と、
前記分配型高速充電装置に前記通信モジュールを介して接続され、アプリケーションがインストールされ、前記アプリケーションは前記設定する命令を発生させるように構成される外部装置と、を備える、充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、充電装置に関し、特に、分配型高速充電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スマートフォンなどの機器が普及し、人々の日常生活において、充電装置の使用頻度が高くなっている。そのため、高速充電の技術も徐々に成熟してきた。今現在の高速充電技術は主に、安全な範囲で充電電力を増加させることによって急速充電の効果を実現する。

【0003】

今現在の高速充電装置は、多くの充電ポートを含むことができる。しかし、各充電ポートの充電電力は固定されており、使用時に柔軟性に欠ける原因となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本開示は、分配型高速充電装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一実施形態によれば、分配型高速充電装置は、電力入力ポートと、複数の電力出力ポートと、通信モジュールと、電力変換モジュールと、マイクロコントローラと、を備える。通信モジュールは、設定する命令を受信するように構成される。電力変換モジュールは、電力入力ポート及び電力出力ポートに接続され、電力入力ポートが受け取った初期電力を変換比率に従って変換電力に変換し、変換電力を複数の電力出力ポートにそれぞれ転送するように制御されるように構成される。マイクロコントローラは、通信モジュール及び電力変換モジュールに接続され、設定する命令に従って変換比率を調整するように構成される。

【0006】

本開示の一実施形態によれば、充電システムは、上述の分配型高速充電装置と、モバイル装置と、を備える。モバイル装置は分配型高速充電装置に接続され、アプリケーションはモバイル装置にインストールされ、アプリケーションは設定する命令を発生させるように構成される。

【0007】

上記構成をとおして、ここで開示される分配型高速充電装置及び充電システムは、通信モジュールを介して外部装置（例えば、ユーザのモバイル装置）から設定する命令を受信し、それに応じて各充電電力出力ポートの出力電力を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本開示は、以下に与えられる詳細な説明と、例示のためにのみ与えられそれゆえ本開示を限定するものではない以下のような添付の図面から、より十分に理解されるであろう。

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態の分配型高速充電装置を示すブロック図である。

【図2】図２は、本開示の他の実施形態の分配型高速充電装置を示すブロック図である。

【図3】図３は、本開示の一実施形態の分配型高速充電装置の外観を示す模式図である。

【図4】図４は、本開示の一実施形態の充電システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の十分な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。明細書で開示された説明、請求項及び図面によれば、当業者は、本発明の概念及び特徴を容易に理解することができる。以下の実施形態は、本発明の様々な側面をさらに説明するものであるが、本発明の範囲を限定することを意味するものではない。

【0011】

本開示の一実施形態の分配型高速充電装置のブロック図である図１を参照されたい。図１に示すように、分配型高速充電装置１０は、電力入力ポート１０１と、電力出力ポート１０２と、通信モジュール１０３と、マイクロコントローラ１０４と、電力変換モジュール１０５と、を備え、電力入力ポート１０１及び電力出力ポート１０２は電力変換モジュール１０５に電気的に接続され、通信モジュール１０３及び電力変換モジュール１０５はマイクロコントローラ１０４に電気的に接続される。

【0012】

電力入力ポート１０１は、初期電力を受け取るように構成されている。特に、電力入力ポート１０１は、プラグ又は電力線適応ポートであってよく、１１０Ｖ又は２２０Ｖの電力を受け取るように構成されている。電力出力ポート１０２は、充電電力を出力するように構成されている。特に、電力出力ポート１０２の各々は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタのタイプＡ又はタイプＣであってもよく、充電される電気デバイスに電気的に接続されるように構成される。通信モジュール１０３は、例えばブルートゥース（登録商標）モジュールであり、外部機器（例えばモバイル装置）から設定する命令を受信するように構成される。特に、通信モジュール１０３は、Ｂｌｕｅｔооｔｈ（登録商標） ｌоｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）ビーコン及び／又はｐｒｉｖａｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉоｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＡＰＩ）などの技術を有してもよく、設定する命令を受信するためにＢＬＥ ｇｅｎｅｒiｃ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ｐｒоｆｉｌｅ（ＢＬＥ ＧＡＴＴ）を使用し、及び／又はｐｒｉｖａｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉоｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅを介して放送機能を宣言する。

【0013】

マイクロコントローラ１０４は、設定する命令に従って変換比率を調整するように構成される。電力変換モジュール１０５は、例えば複数のＤＣ－ＡＣ回路やＤＣ－ＤＣ回路であり、マイクロコントローラ１０４によって制御され、電力入力ポート１０１が受け取った初期電力を変換電力（上述の充電電力である）に変換し、変換電力を電力出力ポート１０２にそれぞれ転送するように構成される。特に、設定する命令は、電力出力ポート１０２の電力パラメータ及び順序パラメータを含み、マイクロコントローラ１０４は、電力パラメータ及び初期電力に従って変換比率を計算し、又は順序パラメータ及び初期電力に従って変換比率を計算し、電力パラメータ及び電力出力ポート１０２は１対１の関係を有していてもよく、順序パラメータ及び電力出力ポート１０２は１対１の関係を有していてもよい。注目すべきは、マイクロコントローラ１０４及び電力変換モジュール１０５によって実行される電力供給は、電力送達（ＰＤ）高速充電又は急速充電（ＱＣ）高速充電をサポートしてもよいという点である。

【0014】

電力パラメータを含む設定する命令の実施形態では、電力パラメータは、分配型高速充電装置が出力し得るプリセット電力（例えば出力電力、出力電流など）に対応する一連のプリセットオプションに含まれてもよい。特に、マイクロコントローラ１０４は、ユーザが、設定する命令における電力パラメータとして、電力出力ポート１０２の各々の前もって設定される電力を選択するために、通信モジュール１０３を介して外部装置（例えば、モバイル装置）に前もって設定される選択を提供してもよい。マイクロコントローラ１０４は、初期電力の電圧又は電流と電力パラメータとに従って、電力出力ポート１０２の各々の変換比率を計算し、電力変換モジュール１０５は、変換比率に応じて電力出力ポート１０２の各々を通じて電力パラメータに対応する電力を出力する。より詳細には、電力変換モジュール１０５は、前もって設定される電力を発生させるために変換回路及び変換回路の組み合わせ回路を含んでもよく、各変換回路又はそれの組み合わせの動作は、初期電力を特定の変換比率で特定の電力又は電流をもつ充電電力に変換すると考えられてよい。電力パラメータを受け取った後、マイクロコントローラ１０４は、電力出力ポート１０２の各々の電力パラメータに従って変換比率を計算してもよく、対応する電力パラメータを満足する充電電力を出力しようと、特定の変換回路（又は変換回路の特定の組み合わせ）を、対応する電力出力ポート１０２に接続するために電力変換モジュール１０５内の回路接続関係を制御する。

【0015】

順序パラメータを含む設定する命令の実施形態において、順序パラメータは、電力出力ポート１０２の充電優先度を表してもよい。特に、最も高い優先度を有する電力出力ポート１０２は最大電力パラメータに対応してもよく、電力出力ポート１０２のうちより高い優先度を有する残りの電力出力ポート１０２はより高い電力パラメータに対応してもよく、マイクロコントローラ１０４は電力パラメータと初期電力の電圧又は電流に従って電力出力ポート１０２のそれぞれに対応する変換比率を計算し、電力変換モジュール１０５は、各変換比率に応じて電力出力ポート１０２のそれぞれから電力パラメータに対応する電力を出力する、ここで、電力パラメータに応じて変換比率を算出し電力変換を行う方法は、上述と同様であり、それらの説明はここで繰り返さなくてもよい。

【0016】

本開示のさらに他の実施形態の充電装置を示すブロック図である図２を参照されたい。図２に示すように、分配型高速充電装置１０’は、電力入力ポート１０１と、電力出力ポート１０２と、通信モジュール１０３と、マイクロコントローラ１０４と、電力変換モジュール１０５と、温度センサ１０６と、電力センサ１０７と、表示モジュール１０８と、信号転送ポート１０９と、を含み、電力入力ポート１０１、電力出力ポート１０２、通信モジュール１０３、マイクロコントローラ１０４及び電力変換モジュール１０５の接続及び機能は図１に示す分配型高速充電装置１０とほとんど同じである。したがって、ここではそれらの説明は繰り返さなくてもよい。温度センサ１０６、電力センサ１０７、表示モジュール１０８及び信号転送ポート１０９は、マイクロコントローラ１０４と接続されている。なお、上述した温度センサ１０６、電力センサ１０７、センサモジュール１０８及び信号転送ポート１０９は、オプションの部品であることに注意されたい。他の実施形態では、分配型高速充電装置は、これらの部品のうちの任意の１つ又は複数を含んでもよい。

【0017】

温度センサ１０６は、分配型高速充電装置１０’の温度を検知して検知結果を発生させるように構成される。図１に示された実施形態における動作以外に、マイクロコントローラ１０４は、さらに、温度検知結果を外部デバイスに提供するために、及び／又は表示モジュール１０８に転送しようと検知結果に従って表示命令を発生させるために、検知結果とともに通信モジュール１０３を介して状態命令を送信してもよい。

【0018】

電力センサ１０７は、分配型高速充電装置１０’の各々の電力出力ポート１０２の電力パラメータ（例えば、電圧、電流、又は電力）を検知して、検知結果を発生させるように構成される。図１に示された実施形態における動作以外に、マイクロコントローラ１０４は、さらに、電力パラメータの検知結果を外部デバイスに提供するために、及び／又は表示モジュール１０８に転送しようと検知結果に従って表示命令を発生させるために、検知結果とともに通信モジュール１０３を介してパラメータ命令を送信してもよい。

【0019】

表示モジュール１０８は、１つ以上の発光ダイオードを含んでもよく、マイクロコントローラ１０４から送信された、設定する命令及び／又は表示命令に従って発光ダイオードの発光状態を表示するように構成され、上述の変換比率に関連するパラメータに加えて、設定する命令は、発光ダイオードを制御するために発光制御パラメータをさらに含んでよく、表示命令は、温度センサ１０６及び／又は電力センサ１０７の検知結果に従って発生されてよい。特に、表示モジュール１０８は、独立して配置され、設定する命令及び／又は表示命令に従って異なる色の光（例えば、赤、緑、青）を放出することができる複数の発光ダイオードを含んでもよい。代わりに、表示モジュール１０８は、発光ダイオードディスプレイであってもよく、表示命令に従って、分配型高速充電装置１０’の内部温度及び／又は分配型高速充電装置１０’の充電モードを表示してもよい。加えて、マイクロコントローラ１０４は、表示パターン、発光タイミング制御、分配優先度の表示も設定してもよい。

【0020】

信号転送ポート１０９は、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続ポートであり、マイクロコントローラ１０４に接続され、外部装置（例えばパーソナルコンピュータ）から他の設定する命令を受け取るように構成され、他の設定する命令は、電力出力ポート１０２の電力パラメータ又は順序パラメータを含んでもよく、 マイクロコントローラ１０４は、電力パラメータと初期電力に応じて変換比率を計算してもよいし、順序パラメータと初期電力に応じて変換比率を計算してもよく、電力パラメータ、順序パラメータ、変換比率の設定や計算方法は、図１に示した実施形態の方法と同じでよいことから、ここでは繰り返さなくてもよい。加えて、通信モジュール１０３又は信号転送ポート１０９は、更新設定を受信し、更新設定をマイクロコントローラ１０４に送信するようにさらに構成されてもよく、マイクロコントローラ１０４は、更新設定に従ってファームウェアを更新するようにさらに構成されてもよい。

【0021】

図２及び図３を参照して、図３は、本開示の実施形態の分配型高速充電装置の外観を示す模式図である。以下では、図３に示された外観は、図２に示された分配型高速充電装置１０’のいくつかの部分を説明する例として用いることができる。図３に示された分配型高速充電装置は、図２に示されたすべての部品を含んでもよく、通信モジュール１０３、マイクロコントローラ１０４、電力変換モジュール１０５、温度センサ１０６及び電力センサ１０７は、ケースＣ内の１つ又は複数の回路基板に配置されてもよく、表示モジュール１０８は、第１組の発光ダイオード１０８＿Ａ及び第の組の発光ダイオード１０８＿Ｂを含んでもよい。

【0022】

図３に示すように、電力入力ポート１０１（例えば、プラグであるが、本開示はこれに限定されない）は、初期電力を受け取り、電力変換モジュール１０５の変換後に電力出力ポート１０２（例えば、Ｔｙｐｅ－Ｃコネクタであるが、本開示はこれに限定されない）を介して電力を出力するように構成される。温度センサ１０６は、充電装置内部の温度を検知し、検知結果をマイクロコントローラ１０４に送信する。検知結果が予め設定された条件（例えば、予め設定された温度より高い）を満たす場合、マイクロコントローラ１０４は、表示モジュール１０８に状態を提示するように命令し、例えば、表示モジュール１０８内の第１組の発光ダイオード１０８＿Ａに赤色光を発光させてもよい。電力センサ１０７は、電力出力ポート１０２の電力パラメータを検知し、マイクロコントローラ１０４は、例えば、電力出力ポート１０２のいずれか１つを流れる電流がある場合、表示モジュール１０８内の発光ダイオード１０８＿Ａの第１組における対応する発光ダイオードを発光させるなど、状態を提示するように指命令する。信号転送ポート１０９は、外部装置（例えば、コンピュータ）に接続して、充電装置のファームウェアの更新ファイルや設定する命令を取得してもよい。しかしながら、上述の説明は、あくまで本開示の実施の形態であり、本開示の複数のモジュールと表示モジュールの形態との間の関係は、前述のその特定の内容によって限定されるものではない。

【0023】

本開示の一実施形態の充電システムを示すブロック図である図４を参照されたい。図４に示すように、充電システム１は、分配型高速充電装置１０と、アプリケーションがインストールされるモバイル装置２０と、を含み、アプリケーションは、設定する命令を発生させるように構成される。特に、アプリケーションは、通信モジュール１０３において、ＢＬＥ Ｇｅｎｅｒiｃ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ（ＢＬＥ ＧＡＴＴ）を介して、及び／又はｐｒｉｖａｔｅＡＰＩを介して、分配型高速充電装置１０の通信モジュールと接続してもよく、表示モジュールにおいて、各電力出力ポートの電力パラメータを動的に制御し、及び／又は発光ダイオードの発光状態を制御してもよく、パラメータ命令及び／又は状態命令の受信により電力センサ及び／又は温度センサの検知結果を取得し、リアルタイムで分配型高速充電装置１０のすべての状態を取得しても良い。なお、図４では分配型高速充電装置１０を示しているが、図２に示した分配型高速充電装置１０’も図４に示した充電装置１に適用することができる。

【0024】

上述の構成により、ここに開示する分配型高速充電装置及び充電システムは、通信モジュールを介して外部装置（例えば、ユーザのモバイル装置）から設定する命令を受信し、それに従って各充電電力出力ポートの出力電力を調整することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】