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特表2022-512682スマート充電ケーブル

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(54)【発明の名称】スマート充電ケーブル

(51)【国際特許分類】

H02J 7/00 20060101AFI20220131BHJP

B60L 50/60 20190101ALI20220131BHJP

B60L 53/16 20190101ALI20220131BHJP

B60L 53/62 20190101ALI20220131BHJP

B60L 53/65 20190101ALI20220131BHJP

B60L 53/66 20190101ALI20220131BHJP

B60L 58/10 20190101ALI20220131BHJP

H02G 11/00 20060101ALN20220131BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

H02J7/00 P

B60L50/60

B60L53/16

B60L53/62

B60L53/65

B60L53/66

B60L58/10

H02G11/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021520191

(86)(22)【出願日】2019-10-11

(85)【翻訳文提出日】2021-05-27

(86)【国際出願番号】 CA2019051456

(87)【国際公開番号】W WO2020073138

(87)【国際公開日】2020-04-16

(31)【優先権主張番号】62/744,322

(32)【優先日】2018-10-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521146436

【氏名又は名称】ディーシーベルインコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヴァヘディ、ハニ

(72)【発明者】

【氏名】フォーゲット、マルク－アンドレ

(72)【発明者】

【氏名】デノム、ロナルド

【テーマコード（参考）】

5G371

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G371AA01

5G371AA05

5G371BA01

5G371BA07

5G371CA07

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC23

5H125AC24

5H125BC01

5H125BC21

5H125BC22

5H125BE02

5H125CC06

5H125DD02

5H125EE41

5H125EE51

5H125FF12

5H125FF13

(57)【要約】

一態様において、本開示は、２本の導体のみを使用して、ＡＣ及びＤＣの両方の電気自動車を充電するためのシステムであって、一方がコネクタに取り付けられ、他方がプラグに取り付けられている２つの端部を有するケーブルであって、ケーブルの一方の端部から他方の端部まで延伸する２本の充電導体のみを有するケーブルと、電流をＡＣ又はＤＣ入力から受信し、それを電流のタイプに基づいてＡＣ又はＤＣ出力に導き、対応するポートが利用可能でない場合に電流を停止するための１つ以上のスイッチとを備えるシステムを提供する。システムはまた、コネクタの間違ったポートへの電流の供給を防ぐための制御機構を有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気自動車を充電するためのシステムであって、
第１の端部及び第２の端部を有するケーブルであって、前記ケーブルは、要求に応じてＡＣ及びＤＣ電流の両方を伝導することができる第１及び第２の導体を備え、各々が前記第１の端部から前記第２の端部まで延伸する、ケーブルと、
前記第１の端部を電源に接続するためのプラグと、
前記第２の端部を前記電気自動車に接続するためのコネクタと
を備え、
前記電流のタイプを検出するための感知システム、及びＡＣ又はＤＣアダプタが前記電流の前記タイプに従って前記コネクタに接続することを許可する機構、
前記電流のタイプを検出する感知システム、前記電源のＡＣ又はＤＣ入力から前記電流を受信するための前記プラグの第１のスイッチ、前記電流をＡＣ及びＤＣポートに導くための前記コネクタの第２のスイッチ、及び前記電流の前記タイプに従って前記第１及び第２のスイッチを制御するための制御ユニットであって、前記電流の前記タイプが前記電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に前記電流を停止するように構成された制御ユニット、並びに
前記電流のタイプを検出する感知システム、及び前記電流の前記タイプが前記電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に前記電流を停止するためにスイッチを制御するように構成された制御ユニット
のうちの１つによって更に特徴付けられる、システム。

【請求項2】

前記感知システムは、前記電気自動車の充電ポートのＩＤを読み取り、前記スイッチ及びそれに応じて前記電流を供給するための電源と自動車電流情報を通信するためのＩＤリーダーである、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記感知システムは、前記スイッチを制御して、それに応じて前記電流を供給するために前記電流を導く前記制御ユニットに前記電流の前記タイプを通信する、前記ケーブルに取り付けられた電流センサである、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

Ｂ及びＣの前記制御ユニットは、前記電流のタイプ及び前記電気自動車への前記電流を選択するために、エンドデバイスと通信する、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ケーブルは、前記第１の端部から前記第２の端部まで延伸する保護接地導体を更に備える、請求項１～４の何れか一項に記載の充電システム。

【請求項6】

前記ケーブルは、前記電源と前記電気自動車との間でデータを転送する、前記第１の端部から前記第２の端部まで延伸する少なくとも１本の信号ケーブルを更に備える、請求項１～５の何れかに記載の充電システム。

【請求項7】

前記ケーブルは、
前記電気自動車の信号ケーブル及び前記保護接地導体に接続するように構成された第１の位相ロックループ、並びに
前記電源の信号ケーブル及び前記保護接地導体に接続するように構成された第２の位相ロックループ
を更に備え、前記第１の位相ロックループ及び前記第２の位相ロックループは、前記保護接地導体を介して前記電源と前記電気自動車との間で信号を送信する、請求項５に記載の充電システム。

【請求項8】

コネクタアダプタを更に備え、前記コネクタは、前記電気自動車の前記充電ポートに接続するために、コネクタアダプタを使用する、請求項１～７の何れか一項に記載の充電システム。

【請求項9】

生体認証システムを更に備え、前記コネクタは、前記電源から前記電気自動車への電流を許可する前にユーザの身元を確認するために、前記生体認証システムを使用する、請求項１～８の何れか一項に記載の充電システム。

【請求項10】

ＡＣ及びＤＣ充電のための充電ケーブルであって、前記充電ケーブルは、
要求に応じてＡＣ電流及びＤＣ電流の両方を伝導することができる第１及び第２の充電導体であって、各々が前記ケーブルの第１の端部から前記ケーブルの第２の端部まで延伸する、第１及び第２の充電導体と、
ＡＣポート及びＤＣポートを有する前記第２の端部に取り付けられたコネクタと
を備え、
前記電流のタイプを検出するための感知システム、及びＡＣ又はＤＣアダプタが前記電流の前記タイプに従って前記コネクタに接続することを許可する機構、
前記電流のタイプを検出する感知システム、前記電源のＡＣ又はＤＣ入力から前記電流を受信するための前記プラグの第１のスイッチ、前記電流をＡＣ及びＤＣポートに導くための前記コネクタの第２のスイッチ、及び前記電流の前記タイプに従って前記第１及び第２のスイッチを制御するための制御ユニットであって、前記電流の前記タイプが前記電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に前記電流を停止するように構成された制御ユニット、並びに
前記電流のタイプを検出する感知システム、及び前記電流の前記タイプが前記電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に前記電流を停止するためにスイッチを制御するように構成された制御ユニット
のうちの１つによって更に特徴付けられる、充電ケーブル。

【請求項11】

前記電気自動車の充電ポートのＩＤを読み取り、前記スイッチ及びそれに応じて前記電流を供給するための電源と自動車電流情報を通信するためのＩＤリーダーを更に備える、請求項１０に記載の充電ケーブル。

【請求項12】

前記電源と前記電気自動車との間でデータを転送する、前記第１の端部から前記第２の端部まで延伸する保護接地導体を更に備える、請求項１０又は１１に記載の充電ケーブル。

【請求項13】

前記電源と前記電気自動車との間でデータを転送する、前記第１の端部から前記第２の端部まで延伸する少なくとも１本の信号ケーブルを更に備える、請求項１０～１２の何れか一項に記載の充電ケーブル。

【請求項14】

前記電気自動車の信号ケーブル及び前記保護接地導体に接続するように構成された第１の位相ロックループ、並びに
前記電源の信号ケーブル及び前記保護接地導体に接続するように構成された第２の位相ロックループ
を更に備え、前記第１の位相ロックループ及び前記第２の位相ロックループは、前記保護接地導体を介して前記電源と前記電気自動車との間で信号を送信する、請求項１１～１３の何れか一項に記載の充電ケーブル。

【請求項15】

生体認証システムを更に備え、前記コネクタは、前記電源から前記電気自動車への電流を許可する前にユーザの身元を確認するために、前記生体認証システムを使用する、請求項１０～１４の何れか一項に記載の充電ケーブル。

【請求項16】

前記少なくとも１本の信号ケーブルの数は、前記電気自動車と前記電源との間で使用される前記任意の通信プロトコルのタイプに基づいて決定される、請求項６に記載の充電システム。

【請求項17】

前記少なくとも１本の信号ケーブルの数は、前記電気自動車と前記電源との間で使用される前記任意の通信プロトコルのタイプに基づいて決定される、請求項１３に記載の充電ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は、２０１８年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／７４４，３２２号からの優先権を主張し、その明細書は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本出願の主題は、概して、例えば、電気自動車で使用されるようなバッテリ充電システムの分野に関連し、より具体的には充電ケーブルの分野に関連する。

【背景技術】

【0003】

近年、世界で運転される自動車の数が急増している。電気自動車（ＥＶ）は、炭素排出量及び大気汚染を削減する効果的な方法の１つとしてますます検討されている。これにより、多くの法域で自動車による大気汚染を規制する法律が可決された。このような規制は年々厳しくなっている。

【0004】

現在、典型的な電気自動車（ＥＶ）は、バッテリバンク及びバッテリ充電システムを備える。バッテリバンクは通常、バッテリを充電するために直流（ＤＣ）入力を要求する。そのために、家庭で通常見られるＡＣ電源をバッテリバンクのＤＣ入力に変換するオンボードの充電回路が提供される。ほとんどのＥＶモデルはまた、オンボードのＡＣ－ＤＣコンバータをバイパスするＤＣ充電を提供する。

【0005】

充電モードが、ＥＶと充電ステーションとの間の安全通信プロトコルを画定する。これらの基準は、概して、世界中で類似している。モード１のケーブルが、ＥＶの接続に関連する安全対策なしで、単純な延長コードを使用して標準のＡＣ電源コンセントからの家庭用充電のために一般的に使用される。モード１のコネクタは、ＩＥＣ６１８５１－１からの制御ピンを要求せず、米国等の一部の国では、モード１の充電は国の条例によって禁止されている。主な理由は、要求される接地が全ての国内設備に存在せず、モード２が暫定的な解決策として画定されたからである。

【0006】

通常、標準のＡＣ電源コンセントからの家庭用充電のために使用されるが、「臨時使用ケーブル」としても既知の特別なケーブル内ＥＶ供給装置（ＥＶＳＥ）を有する、モード２のケーブルが、製造者からＥＶと共に供給される。このケーブルは、ケーブル内の残留電流デバイス（ＲＣＤ）、過電流保護、過熱保護、壁のコンセントからの保護接地検出を提供する。しかし、多くの自動車の相手先ブランド製造者（ＯＥＭ）は、継続的に使用するために、ＥＶ所有者のガレージに適切なモード３の家庭用充電ステーション（「ウォールボックス」）を設置することを主張する。モード３は、公共の場所又は自宅の何れかに有線のＡＣ充電ステーションを提供し、モード２より高い電力レベルを許可する。安全プロトコルは通常、モード２に類似する。ＩＥＣ６１８５１－１によると、モード３のコネクタは、ケーブルの両側にある範囲の制御ピン及び信号ピンを要求する。モード４は、公共の場所又は自宅の何れかに有線のＤＣ充電ステーションを提供する。ＤＣ充電ステーションにおいては、充電器は、車両の一部ではなく、充電ステーションの一部である。

【0007】

説明されたように、幾つかの異なる世界標準があり、同じケーブルを使用してＡＣモード又はＤＣモードの両方で自動車を充電する柔軟性を提供することができる新しいコンボプラグの採用に向けて多くの努力が払われてきた。現在、ＤＣ、ＡＣ、アース、及び制御を送信するための複数のワイヤを有することに起因して、通常は重く、操作が困難であるコンボプラグ及びケーブルの様々なバージョンがある。

【0008】

更に、互いに互換性のないコンボプラグ及びワイヤの様々なバージョンがまだ存在する。その上、これらのプラグ及びケーブルのタイプは、充電中に充電ケーブルが盗まれるリスクを低減することができる結合構造を有さない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記を考慮すると、先行技術の上記の問題点を克服し、操作するのに便利であるだけでなく、直流電流及び交流電流の両方を選択的に受信することができる、充電ステーションから電気自動車にエネルギーを伝達するためのケーブルアセンブリの必要性が存在することが明らかである。本発明は、本開示が与えられると当業者に明らかになるであろう他の必要性と共に、当技術分野におけるこれらの必要性に対処する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示は、とりわけ、本開示が与えられると当業者に明らかになるであろう当技術分野における上記の必要性のための新規で革新的な解決策を提供する。

【0011】

１つの広い態様においては、本開示は、電気自動車を充電するためのシステムであって、第１の端部及び第２の端部を有するケーブルを備えるシステムを提供する。ケーブルは、要求に応じてＡＣ電流及びＤＣ電流の両方を伝導することができる第１及び第２の導体を備え、各々が第１の端部から第２の端部まで延伸する。プラグが、ケーブルの第１の端部を電源に接続し、コネクタが、第２の端部を電気自動車に接続する。幾つかの実施形態においては、このような接続は、コネクタアダプタ又はプラグアダプタのようなアダプタを必要としてもよい。

【0012】

幾つかの実施形態においては、システムは、電流のタイプを検出するための感知システム、及びＡＣ又はＤＣアダプタが電流のタイプに従ってコネクタに接続することを許可する機構を更に備える。

【0013】

幾つかの代替の実施形態においては、システムは、電流のタイプを検出するための感知システム、電源のＡＣ又はＤＣ入力から電流を受信するためのプラグの第１のスイッチ、電流をＡＣ及びＤＣポートに導くためのコネクタの第２のスイッチ、及び電流のタイプに従って第１及び第２のスイッチを制御するための制御ユニットを更に備える。制御ユニットは、電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するように構成されている。

【0014】

幾つかの実施形態においては、システムは、電流のタイプを検出する感知システム、及び電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するためにスイッチを制御するように構成された制御ユニットを備える。

【0015】

一実施形態においては、感知システムは、電気自動車の充電ポートのＩＤを読み取り、スイッチ及びそれに応じて電流を供給するための電源と自動車電流情報を通信するためのＩＤリーダーであってもよい。

【0016】

一代替の実施形態においては、感知システムは、スイッチを制御して、それに応じて電流を供給するために電流を導く制御ユニットに電流のタイプを通信する、ケーブルに取り付けられた電流センサであってもよい。

【0017】

一代替の実施形態においては、制御ユニットは、電流のタイプ及び電気自動車への電流を選択するために、エンドデバイスと通信してもよい。

【0018】

一代替の実施形態においては、ケーブルは、第１の端部から第２の端部まで延伸する保護接地導体を更に備えてもよい。ケーブルはまた、第１の端部から第２の端部まで延伸する１本以上の信号ケーブルを有してもよく、電源と電気自動車との間でデータを転送する。

【0019】

一態様においては、システムは、電気自動車の信号ケーブル及び保護接地導体に接続するように構成された第１の位相ロックループ、並びに電源の信号ケーブル及び保護接地導体に接続するように構成された第２の位相ロックループを更に備えてもよいケーブルを有する。第１の位相ロックループ及び第２の位相ロックループは、保護接地導体を介して電源と電気自動車との間で信号を送信する。

【0020】

幾つかの実施形態においては、システムは、コネクタアダプタを備えてもよく、コネクタは、電気自動車の充電ポートに接続するために、コネクタアダプタを使用する。

【0021】

一実施形態においては、システムは、電源から電気自動車への電流を許可する前にユーザの身元を確認するために使用される生体認証システムを更に備える。

【0022】

別の広い態様においては、本開示は、２本の充電導体のみを有するＡＣ及びＤＣ充電のための充電ケーブルを提供する。ケーブルは、要求に応じてＡＣ及びＤＣの両方を伝導することができる第１及び第２の導体であって、各々が第１の端部から第２の端部まで延伸する、第１及び第２の導体と、ＡＣポート及びＤＣポートを有する第２の端部に取り付けられたコネクタとを備える。

【0023】

幾つかの実施形態においては、ケーブルは、電流のタイプを検出するための感知システム、及びＡＣ又はＤＣアダプタが電流のタイプに従ってコネクタに接続することを許可する機構を更に備える。

【0024】

幾つかの代替の実施形態においては、ケーブルは、電流のタイプを検出するための感知システム、電源のＡＣ又はＤＣ入力から電流を受信するためのプラグの第１のスイッチ、電流をＡＣ及びＤＣポートに導くためのコネクタの第２のスイッチ、及び電流のタイプに従って第１及び第２のスイッチを制御するための制御ユニットであって、電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するように構成された制御ユニットを備える。

【0025】

一他の実施形態においては、ケーブルは、電流のタイプを検出する感知システム、及び電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するためにスイッチを制御するように構成された制御ユニットを有する。

【0026】

一実施形態においては、ケーブルは、電気自動車の充電ポートのＩＤを読み取り、スイッチ及びそれに応じて電流を供給するための電源と自動車電流情報を通信するためのＩＤリーダーを有してもよい。

【0027】

幾つかの実施形態においては、ケーブルは、電源と電気自動車との間でデータを転送する、第１の端部から第２の端部まで延伸する保護接地導体及び／又は１本以上の信号ケーブルを備えてもよい。

【0028】

一実施例においては、ケーブルは、電気自動車の信号ケーブル及び保護接地導体に接続するように構成された第１の位相ロックループ、並びに電源の信号ケーブル及び保護接地導体に接続するように構成された第２の位相ロックループを更に備えてもよい。第１の位相ロックループ及び第２の位相ロックループは、保護接地導体を介して電源と電気自動車との間で信号を送信する。

【0029】

一実施形態においては、ケーブルは、電源から電気自動車への電流を許可する前にユーザの身元を確認するために使用される生体認証システムを更に備える。

【0030】

本実施例は、以下のような添付の図面を参照することにより良好に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施形態による、２つの導体のみを使用してＡＣ及びＤＣ充電の両方を提供することができる電気自動車充電システムの概略図を示す。

【図2A】電気自動車にＡＣ及びＤＣ電流の両方を供給することができる外側ジャケット及び２本の導体を有するケーブルの断面図を示す。

【図2B】電気自動車にＡＣ及びＤＣ電流の両方を供給することができる外側ジャケット、２本の導体、及びアース接地導体を有する、本開示の一実施形態に従って開示されるケーブルの断面図を示す。

【図2C】電気自動車にＡＣ又はＤＣ電流を供給することができる外側ジャケット、２本の導体、アース接地導体、及び２本の通信導体を有する、本開示の一実施形態に従って開示されるケーブルの断面図を示す。

【図3】ＡＣ及びＤＣ充電の両方を提供することができる電気自動車充電システムの概略図を示し、本発明の実施形態によるシステムを制御するために、遠隔装置が使用される。

【図4A】ＩＤリーダー／コントローラが、電源及び車両と通信し、２つのスイッチを制御してそれに応じて車両に電流を供給する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図4B】図４Ａに示されるシステムが電流を供給するために取るステップのフローチャートである。

【図4C】プラグアダプタ及びコネクタアダプタが、ケーブルが特定の電流のタイプを受け取り、それに応じてそれを車両に供給することのみを許可する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図5A】制御ユニットが、電気自動車及び電源と通信し、それに応じてスイッチを制御する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図5B】図５Ａに示されるシステムが電流を供給するために取るステップのフローチャートである。

【図6A】制御ユニットが、電流センサと通信して、２つのスイッチを制御し、電源から受け取った電流を電気自動車に供給する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図6B】図６Ａに示されるシステムが電流を供給するために取るステップのフローチャートである。

【図7】制御ユニットが、電流センサ及びユーザインターフェースと通信して、それに応じて２つのスイッチを制御する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図8】システムが、車両を充電するために要求されるユーザの情報を保持するためにメモリを有する、本開示の一実施形態によるシステムのブロック図を示す。

【図9】ケーブルを固定するためにロック機構を有する電気自動車充電システムの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本明細書全体を通して、「一実施形態」、「実施形態」、又は同様の言語に対する言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。この結果、本明細書全体を通して、「一実施形態において」、「実施形態において」という語句、及び同様の言語の出現は、必ずしもそうではないが、全てが同じ実施形態を指してもよい。

【0033】

更に、本発明で説明される特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更及び変形が行われることができることは当業者には明らかであろう。この結果、本発明は、本発明の変更及び変形に、それらが添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあるという条件で及ぶことが意図される。これより、本発明の好ましい実施形態を詳細に参照する。

【0034】

１つの広い態様においては、本開示は、電気自動車を充電するためのシステム１００を提供する。システム１００は、第１の端部及び第２の端部を有するケーブル１０２を備える。ケーブルは、要求に応じてＡＣ電流及びＤＣ電流の両方を伝導することができる第１の導体２０４ａ及び第２の導体２０４ｂを備え、各々が第１の端部から第２の端部まで延伸する。プラグ１０８が、第１の端部を電源４０４に接続し、コネクタ１０４が、第２の端部を電気自動車に接続する。幾つかの実施形態においては、このような接続は、コネクタアダプタ４３０又はプラグアダプタ４３２のようなアダプタを必要としてもよい。

【0035】

システム１００は、Ａ）電流のタイプを検出するための感知システム、及びＡＣ又はＤＣアダプタが電流のタイプに従ってコネクタに接続することを許可する機構、Ｂ）電流のタイプを検出する感知システム、電源のＡＣ又はＤＣ入力から電流を受信するためのプラグの第１のスイッチ、電流をＡＣ及びＤＣポートに導くためのコネクタの第２のスイッチ、及び電流のタイプに従って第１及び第２のスイッチを制御するための制御ユニットであって、電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するように構成された制御ユニット、又はＣ）電流のタイプを検出する感知システム、及び電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能ではない場合に電流を停止するためにスイッチを制御するように構成された制御ユニットのうちの１つによって更に特徴付けられる。

【0036】

【0037】

【0038】

一代替の実施形態においては、制御ユニットは、電流のタイプ及び電気自動車への電流を選択するために、エンドデバイスと通信してもよい。

【0039】

【0040】

【0041】

【0042】

【0043】

【0044】

【0045】

【0046】

【0047】

【0048】

幾つかの実施形態においては、ケーブルは、電源と電気自動車との間でデータを転送する、第１の端部から第２の端部まで延伸する保護接地導体及び／又は少なくとも１本の信号ケーブルを備えてもよい。

【0049】

【0050】

【0051】

一実施形態においては、ＩＤリーダー／コントローラは、感知システム及び制御ユニットとして作動してもよい。ＩＤリーダー／コントローラは、電源と通信し、電気自動車の充電ポートのＩＤに従って対応する電流のタイプを電源に供給させるために２つのスイッチを制御する。

【0052】

別の態様においては、制御ユニットは、電流センサを使用して、又は電源との通信を介して電流のタイプを決定し、電流をＡＣポート又はＤＣポートに導くために１つ以上のスイッチを制御する。

【0053】

代替の実施形態においては、制御ユニットは、電流のタイプを選択するために、アプリケーションを介してモバイルデバイスのようなエンドデバイスと通信し、ケーブルのＡＣ又はＤＣ出力に電流を導くために、１つ以上のスイッチを制御する。

【0054】

別の態様においては、本開示は、各々がケーブルの一方の端部から他方の端部まで延伸する２本の充電導体のみを使用して、ＡＣ及びＤＣの両方を充電することができる充電ケーブルを提供する。ケーブルはまた、ケーブルの一方の端部に取り付けられたＡＣポート及びＤＣポートを有するコネクタ、並びに電流のタイプに対応するＡＣ及びＤＣ出力ポートの１つに電流を導くための１つ以上のスイッチを有する。制御ユニットは、スイッチを制御し、電流のタイプが電気自動車によって受け入れ可能でない場合に電流を遮断することができる。

【0055】

別の実施形態においては、制御ユニットは、電源及び／又は電気自動車と直接通信することによって電流のタイプを決定し、それに応じて電流を自動車に供給するためにスイッチを制御する。

【0056】

幾つかの実施形態においては、電流センサ６０２は、スイッチを制御してそれに応じて電流を導き、供給する制御ユニットに電流情報を通信するシステム１００に取り付けられてもよい。

【0057】

幾つかの実施形態においては、制御ユニットは、電流のタイプを選択し、１つ以上のスイッチを制御して、電流をＡＣポート又はＤＣポートに導くために、モバイルデバイス３０２又は任意の他の無線対応デバイスと通信してもよい。これは、モバイルデバイスのアプリケーション又はブラウザを介して容易に実装されてもよい。

【0058】

別の態様においては、本開示は、一方の端部にコネクタ及び他方の端部にプラグを有するケーブル、コントローラ、及び電源から供給された電流を認識して、適切なケーブルのＡＣ又はＤＣ出力ポートに導くための能力を提供する１つ以上のスイッチを提供する。

【0059】

更に、本開示は、電気自動車への電流の供給に関して誤りがある場合に電流を遮断するための能力を有するケーブルを提供する。例えば、ＡＣ充電機能のみを有する自動車がＤＣ電源に接続されている場合に、ケーブルは、電流が流れることを許可しない。この安全機能は、ＥＶ及び／又は電源によって提供される任意の安全機構と独立して又は共同で作動することができる。

【0060】

システムは、電源から電流を受信し、２本の導体を介してコネクタに導く。電流のタイプを認識し、電気自動車によって受け入れ可能である電流と互換性があることを保証した後、システムは、電流を、更に電気自動車の対応するポートに直接接続し、又は電気自動車の対応するポートまで進むアダプタに接続するコネクタの対応するＡＣ又はＤＣポートに向かってリダイレクトする。

【0061】

当技術分野で既知の任意の導体のタイプが異なる実施形態において使用されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。導体のタイプの幾つかの典型的な実施例は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（ＡＬ）である。銅は、アルミニウムより密度が高く重いが、アルミニウムより導電性が高く、従って、アルミニウム導体は、電気的に同等の銅導体の約１．６倍の断面積を有するが、銅導体の半分の重量である。使用される導体のタイプの選択は、ケーブル１０２の重量に影響を及ぼす場合があるが、それは、本システムが機能する方法に影響を及ぼさない。

【0062】

更に、ケーブル１０２は、予期しない要求及び起こりうる過負荷状態に耐えることができるシステムにおいて、連続的で支障のない操作で、適切な電力を安全に提供するという基本的な目的で、当技術分野で既知の様々な断熱材、土台、充填材、防御手段、及びシースのタイプから利益を得てもよいことが、当業者によって理解されるであろう。

【0063】

これより、一方の端部にコネクタ１０４、及び他方の端部にプラグ１０８を有するケーブル１０２を備える例示的な自動車充電システム１００を示す図１を参照する。

【0064】

図１に示されるように、幾つかの実施形態においては、コネクタ１０４は、電気自動車１２０の対応するポート１２２に接続するためにコネクタアダプタ１０６に接続し、プラグ１０８はまた、電源に接続するためにプラグアダプタ（図１には示されていない）に接続することができる。

【0065】

代替の実施形態においては、コネクタ１０４及びプラグ１０８は、電気自動車１２０の対応するポート１２２又は電源４０４に直接接続してもよい。ケーブル１０２が、ＡＣ及びＤＣ電流の両方を供給することができる電源に直接接続してもよく、幾つかの実施形態においては、プラグ１０８の必要がないことが当業者によって理解されるであろう。プラグ１０８は、ケーブル１０２を電源に対して接続及び切断する能力をユーザに提供し、このように、ケーブル１０２をより携帯可能にし、自動車１２０内に保管することをより容易にする。

【0066】

図３を参照すると、幾つかの実施形態においては、システム１００は、ユーザにバッテリが充電されていることを知らせ、支払いを行うための財務情報、自動車が受け入れる電流、必要な電圧、充電に要求される時間、及びその他の指示のような他の情報を通信するためのモバイルアプリケーションを使用して、エンドデバイス又はモバイルデバイス３０２と通信することができる。

【0067】

一実施形態においては、システムは、モバイルデバイス３０２と通信することができる無線通信モジュールを有する。代替的に、幾つかの実施形態においては、システムは、電気自動車１２０又は電源の無線ネットワークとの接続を介してモバイルデバイス３０２と相互作用してもよい。

【0068】

その上、一実施形態においては、モバイルデバイス３０２は、トランザクションを承認し、ケーブルを認証し、ユーザの財務情報を転送し、電流のタイプを選択し、充電ステータス、支払われる金額、又はその他の情報のような任意の情報を受信するために、システム１００を介して電源と通信することができる。これは、通信導体２０８ａ及び２０８ｂを使用して達成されてもよい。

【0069】

図２Ａは、外側ジャケット２０２と、電気自動車１２０にＡＣ又はＤＣを供給することができる導体２０４ａ及び２０４ｂとを有する、ケーブル１０２の断面図を示す。

【0070】

図２Ｂは、２つの導体２０４ａ及び２０４ｂに加えて、ケーブル１０２がアース接地導体２０６を有する、本発明の実施形態を示す。電気機器の露出した導電性部分のアース接地接続は、電気絶縁の障害が発生した場合に、接続されたデバイスの露出した導電性表面をアース電位に近づけることによって、感電から保護するのに役立つ。障害が発生すると、電力システムからアースに電流が流れる。電流は、過電流保護ヒューズ又は回路ブレーカーを動作させるのに十分な高さであってもよく、そして、回路が遮断される。露出した表面の電圧が高すぎないことを保証するために、アースへの接続のインピーダンス（抵抗）を通常の回路インピーダンスに対して低く保つ必要がある。

【0071】

図２Ｃは、２つの導体２０４ａ及び２０４ｂ並びにアース接地導体２０６に加えて、ケーブル１０２が、システム１００で電源４０４と自動車１２０との間で情報を転送するために使用されてもよい２つの通信導体２０８ａ及び２０８ｂを有する、本開示の実施形態を示す。

【0072】

ここで、図４Ａを参照すると、幾つかの実施形態においては、プラグ１０８は、ＡＣ入力４１１及びＤＣ入力４１０と、それらを導体２０４ａ及び２０４ｂに接続するスイッチＡ４０９とを備える。反対側では、コネクタ１０４は、電気自動車１２０の充電ポート（図４Ａには示されていない）のＩＤを読み取って、自動車が必要とし、又は受け取ることできる電流のタイプを認識するその感知システムとして、ＩＤリーダー／コントローラ４０２を有する。ＩＤリーダー／コントローラ４０２は、ＲＦＩＤリーダー及び光学ＩＤリーダーのような当技術分野で既知の任意のタイプのＩＤリーダーであってもよい。続いて、それがＩＤリーダーを介して受信する情報を使用して、システム１００は、電気自動車１２０がＡＣ／ＤＣ入力４１０を介して正しい電流のタイプを受信することを保証する。これは、ＩＤリーダー／コントローラ４０２、電源４０４、並びにスイッチ４０８及び４０９の間の通信を介して達成されてもよい。

【0073】

図４Ｂは、図４Ａに示されるシステム１００が電流をリダイレクトするために取るステップのフローチャートを示す。システム１００が電気自動車１２０に接続された後、ＩＤリーダー／コントローラ４０２は、自動車のＩＤ情報を読み取り、それを電源４０４並びにスイッチ４０８及び４０９に報告する。そして、電源４０４は、要求された電流のタイプを供給し、スイッチ４０８及び４０９は、自動車のＩＤ情報によって提供される情報に応じて、電流を適切な出力にレダイレクトする。

【0074】

ＩＤ情報が、自動車の所有者の財務情報のような他の情報を含んで、ユーザがこのような情報を入力することを要求することなく、自動車の充電を容易にしてもよいことが当業者によって理解されるであろう。幾つかの実施形態においては、ＩＤ情報は、トランザクションを確認するためにモバイルアプリケーションを使用する（アプリケーションにおいて生体認証測定、ピンコード、等を使用する）、又はケーブル、自動車、若しくは電源にピン保護若しくは生体認証セキュリティ測定を直接インストールさせる、等の他の認証方法と組み合わせて使用されてもよい。

【0075】

図４Ｃに示されるように、代替の実施形態においては、システム１００は、特定の電流のタイプが導体２０４ａ及び２０４ｂを流れることを許可するための感知システムとして作動するコネクタアダプタ４３０及びプラグアダプタ４３２を有してもよい。この実施形態においては、ＡＣ又はＤＣアダプタがケーブルの一方の端部に接続される場合には、機械的又は電気的接続機構は、異なるアダプタのタイプが他方の端部に接続されることを許可しない。例えば、ユーザがＡＣプラグアダプタをケーブルに接続する場合には、それは、接続ピンを他方の端部に移動させるソレノイドをアクティブにし、ＡＣコネクタアダプタのみがケーブルに接続されることを許可する。

【0076】

異なる実施形態においては、２つのアダプタの接続機構が、作動し、ケーブルのような機械的機構を機械的に使用することによって、又はアース接地導体２０６、データケーブル２０８ａ及び２０８ｂ、追加のケーブルを使用して、若しくは無線的に電気的に信号を転送することによって相互に接続してもよいことが当業者には理解されるであろう。

【0077】

別の実施形態においては、図５Ａに示されるように、自動車充電システム１００は、スイッチ５０２を制御することができる制御ユニット５０２を有する。コントローラ５０２は、導体２０４ａ及び２０４ｂを流れる電流のタイプを認識するための感知システムとして作動する電源と通信し、そして、電流をコネクタ１０４の対応するＡＣ出力４１２又はＤＣ出力４１４に導き、それから電気自動車１２２に導くために、スイッチ５０４を制御する。電気自動車が電源４０４から送られる電流のタイプを受信することができない場合には、コントローラ５０２は、それを認識し、スイッチ５０４を制御して、電流を遮断し、間違った電流のタイプを自動車に送ることを回避する。この能力は、電気自動車１２０及びその充電システムへの起こり得る損傷を防ぐために、システム１００に追加のセキュリティ層を提供する。

【0078】

図５Ｂは、図５Ａに示されるシステム１００が電流をリダイレクトするために取るステップのフローチャートを示す。システム１００が電気自動車１２０に接続された後、制御ユニット５０２は、自動車１２０と、それが受け入れる電流のタイプに関して要求される情報を取得するために通信する。制御ユニット５０２は、制御ユニット５０２と通信することによって、電源４０４によって供給される電流のタイプに関する情報を受信する。電流が電気自動車１２０によって受け入れ可能である場合には、制御ユニット５０２は、スイッチ４０８に、それに応じてそれを適切な出力にリダイレクトするために指示する。そうでない場合には、それは、任意の望ましくない事故を回避するために、電気自動車１２０への電流を遮断する。一実施形態においては、制御ユニット５０２は、電源４０４から適切な電流のタイプを要求することができる。

【0079】

別の実施形態においては、図６Ａに示されるように、システム１００自体は、ケーブルが受信する電流のタイプを認識し、スイッチ４０８及び４０９を制御して、それに応じて電流を対応する出力４１２又は４１４に導くために、電流のタイプを制御ユニット５０２に知らせるその感知システムとしてＡＣ／ＤＣセンサ６０２を有する。

【0080】

センサ６０２を当技術分野で既知の任意の種類の電流センサにすることができ、システム１００における任意の場所に設置してもよいことが当業者によって理解されるであろう。図６Ｂは、図６Ａに示されるシステム１００が電流をリダイレクトするために取るステップのフローチャートを示す。システム１００が電気自動車１２０に接続された後、制御ユニット５０２は、自動車１２０と、それが受け入れる電流のタイプに関して要求される情報を取得するために通信する。制御ユニット５０２は、電流センサ６０２を使用して供給される電流のタイプを検出する。電流が電気自動車１２０によって受け入れ可能である場合には、制御ユニット５０２は、スイッチ４０８及び４０９に、それに応じてそれを適切な出力にリダイレクトするために指示する。そうでない場合には、任意の望ましくない事故を回避するために、制御ユニット５０２は、電気自動車１２０への電流を遮断する。

【0081】

更に、スイッチ５０４が、それに埋め込まれた電流センサ６０２及び制御ユニット４０２を有してもよいことが当業者によって理解されるであろう。

【0082】

図７に示されるように、幾つかの実施形態においては、ユーザインターフェース７０２が、通信し、システム１００、電源４０４、及び電気自動車１２０の別の要素を制御するために使用されることができる。ユーザインターフェースは、システム１００に指示を与えるために、制御ユニット５０２と通信してもよい。１つの代替の実施形態においては、制御ユニット５０２は、充電プロセスを制御するために、ユーザインターフェース７０２に埋め込まれてもよい。

【0083】

異なる実施形態においては、ユーザインターフェース７０２は、無線でシステムと通信し、有線接続を使用してシステムに接続し、又はシステムの一部に埋め込まれてもよい。

【0084】

図８に示されるように、幾つかの実施形態においては、システム１００は、ユーザのクレジットカード又は所有者の他の財務のような情報を格納するためのメモリ８０２を有する。コントローラ５０２は、システムのメモリ７０２から財務情報又は任意の他の情報を検索し、必要に応じて、この情報を電源４０４、電気自動車１２０、又はユーザインターフェース７０２と通信することができる。この特徴は、財務情報を入力する必要なしに、ケーブル１０２を接続して電気自動車１２０の充電を開始するための能力をユーザに提供する。異なる実施形態においては、財務情報の認証は、電源４０４によって直接、又はユーザインターフェース７０２若しくは電気自動車１２０を介して行われてもよい。

【0085】

図９を参照すると、幾つかの実施例においては、システム１００は、ケーブル１０２を電源ステーションにロックするための供給ロックシステム９０２、自動車１２０への自動車ロック機構９０４、又は両方に更に備えてもよい。ロックシステムは、承認されていないユーザがケーブル１０２を切断することを許可せず、或いはケーブルの任意の承認されていない切断時に警報を開始するより高度な電子ロックシステムに南京錠を追加するための単純な場所と同じくらい単純である単純な物理的ロックとすることができる。更に、ロックシステムは、制御システム５０２を介してモバイルデバイス１４０に更に接続し、ケーブル１０２を切断する任意の承認されていない試みについて所有者に警告することができる。

【0086】

幾つかの実施形態においては、本開示は、承認されたユーザが充電し、ケーブルを自動車又は充電ステーションの電源に接続し、又はケーブルをそれから切断することのみを許可するために、コネクタ１０４における生体認証識別子ロックシステムを使用してもよい。承認されたユーザの生体認証情報は、メモリ６０２に記憶される。指紋リーダーのような生体認証識別リーダーが、システムを使用しようとする人の指紋を読み取るために、コネクタ１０４において使用されてもよく、その指紋をコントローラ４０２と通信する。コントローラ４０２は、この情報がメモリ６０２に格納されるような承認された人の１人に属するか否かを確認し、電流を許可するためにスイッチ４０４を制御し、及び／又はケーブルが切断されることを許可するためにロックシステムを制御する。これは、ユーザに、ケーブル１０２が盗まれることなく、又は別の電気自動車を充電するために使用されることなく、公共の場所で充電している間に自動車を無人のままにするための能力を提供する。

【0087】

上記の説明は特定の実施例を参照して提供されたが、これは、本発明を例示することを目的とし、限定することを目的としない。

【図1】