特表 2024-521036 燃料電池システムを備えた電気車両用充電ステーション

(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】2024-05-28

(54)【発明の名称】燃料電池システムを備えた電気車両用充電ステーション

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240521BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20240521BHJP

   B60L 53/54 20190101ALI20240521BHJP

   B60L 53/53 20190101ALI20240521BHJP

   B60L 53/57 20190101ALI20240521BHJP

   C01B 3/00 20060101ALI20240521BHJP

   B63G 8/08 20060101ALI20240521BHJP

   B63C 11/48 20060101ALI20240521BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 303E

H02J7/00 P

H01M8/00 A

H01M8/00 Z

B60L53/54

B60L53/53

B60L53/57

C01B3/00 Z

B63G8/08 A

B63C11/48 D

B63C11/00 B

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023568489

(86)(22)【出願日】2022-05-02

(85)【翻訳文提出日】2023-12-07

(86)【国際出願番号】 NO2022050101

(87)【国際公開番号】W WO2022235167

(87)【国際公開日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】20210549

(32)【優先日】2021-05-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO

(31)【優先権主張番号】20211295

(32)【優先日】2021-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】523417491

【氏名又は名称】ペトロ、ウェル、サービシズ、アクティーゼルスカブ

【氏名又は名称原語表記】Ｐｅｔｒｏ Ｗｅｌｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(72)【発明者】

【氏名】ビビアン、ラルスゴールド－インゲブリクトセン

(72)【発明者】

【氏名】ビョルン、ビェルケ

【テーマコード（参考）】

4G140

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

4G140AB01

5G503AA04

5G503AA05

5G503AA06

5G503AA07

5G503BB05

5G503DA06

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC24

5H125BE02

5H125DD02

5H125EE61

5H125FF14

(57)【要約】

本発明は、電気車両用充電ステーション（１）に関する。充電ステーション（１）は、液化水素の貯蔵部（２）と、貯蔵部（２）からの水素を用いて電気エネルギーを生成する変換部（３）と、変換部（３）によって生成された電気エネルギーを貯蔵するためのバッテリーシステム（４）とを備える。充電ステーション（１）はまた、バッテリーシステム（４）からの電気エネルギーで電気車両（６）を充電する少なくとも１つの充電パイル（５）も備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気車両用充電ステーション（１）であって、
液化水素の貯蔵部（２）と、
前記貯蔵部（２）からの水素を用いて電気エネルギーを生成する変換部（３）と、
前記変換部（３）によって生成された電気エネルギーを貯蔵するためのバッテリーシステム（４）と、
前記バッテリーシステム（４）からの電気エネルギーで電気車両（６）を充電するための少なくとも１つの充電パイル（５）とを備える、充電ステーション（１）。

【請求項2】

前記貯蔵部（２）、前記変換部（３）、および前記バッテリーシステム（４）、並びに、任意で前記少なくとも１つの充電パイル（５）が、地下に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項3】

前記変換部（３）が少なくとも１つの燃料電池を備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項4】

前記バッテリーシステム（４）は複数のバッテリーを備え、各充電パイル（５）が少なくとも２つのバッテリーに接続されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項5】

補助電源（８）を更に備え、前記補助電源（８）は、好ましくは、太陽電池パネルの配列および／または１つ以上の風力タービンを備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項6】

電気車両（６）の自律的または半自律的充電のための自動充電システム（５ｃ）を更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項7】

前記充電パイル（５）は、前記充電パイル（５）を電気車両（６）に自動的に接続するためのロボット式充電接続部（５ｂ）を備え、前記ロボット式充電接続部は、前記自動充電システム（５ｃ）によって制御される、請求項６に記載の充電ステーション（１）。

【請求項8】

前記自動充電システム（５ｃ）は、充電ステーション（１）の動作及び効率を最適化するように構成された自己学習コンポーネントを含む機械可読命令を含む、請求項６または７に記載の充電ステーション（１）。

【請求項9】

電気車両用の飛行場であって、請求項１～８のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気飛行機、電気ドローンおよび／または電気ヘリコプターである、飛行場。

【請求項10】

電気車両用の係留所であって、請求項１～８のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフトおよび／または電気水上機である、係留所。

【請求項11】

電気車両（６）の充電用システムであって、
水素を生成および液化する製造施設と、
請求項１～８のいずれか一項に記載の少なくとも１つの充電ステーション（１）と、
液化水素を前記製造施設から前記少なくとも１つの充電ステーション（１）に輸送するための輸送車両（７）とを備える、システム。

【請求項12】

電気車両（６）は、電気自動車、電気バス、電気バイク、電気トラック、電気スクーター、電気自転車、電気飛行機、電気ドローン、電気ヘリコプター、電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフト、または電気水上機である、前記電気車両（６）を充電するための、請求項１～８のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）または請求項１１に記載のシステムの使用。

【請求項13】

電気車両（６）を充電する方法であって、
請求項１～８のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を提供することと、
液化水素を前記貯蔵部（２）に貯蔵することと、
液化水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換することと、
前記電気エネルギーを前記バッテリーシステム（４）に貯蔵することと、
前記バッテリー（４）からの電気エネルギーを用いて、前記充電パイル（５）で電気車両（６）を充電することとを含む、方法。

【請求項14】

液体水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換するステップは、
前記貯蔵部（２）内の前記液化水素を水素ガスに気化させることと、
前記水素ガスを前記変換部（３）に供給することと、
前記変換部（３）内の燃料電池で前記水素ガスを電気エネルギーに変換することとを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

電気車両（６）を充電するステップは、自律的または半自律的に実行される、請求項１３または１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気車両用充電ステーション、電気車両用充電システム、充電ステーションまたはシステムの使用、および電気車両の充電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ボート、自動車、飛行機などの電気車両は、世界の温室効果ガス排出量削減を目指す上で重要な役割を担っている。政府の優遇策や運用コストの低さに後押しされ、電気車両の台数は近年着実に増加している。しかし、電気車両の数の増加に伴い、多くの車両が同時に充電を必要とし得るため、電力網への負荷が大きくなる。さらに、最近の電気車両の多くは、航続距離を伸ばしたり、フェリーやトラックなどの大型車両に電力を供給したりするために、より大きなバッテリーを搭載している。このような大型バッテリーの充電は、電力網への負荷を更に増大させる。加えて、概して充電時間を短縮することも求められている。長い充電時間は、電気車両の主な欠点の１つと考えられている。充電時間を短縮するためには、通常２００ｋＷ以上の高出力充電器が必要である。しかし、高出力充電器による急速充電は、電力網に更に大きな負荷をかけることになる。そのため、多数の電気車両を同時に充電すると、電力網の処理能力を超える需要が発生する可能性がある。

【0003】

電気車両の充電に関する更なる問題は、遠隔地で生じる。遠隔地では、電気車両の充電に対応できる電力インフラが不足している、または全く存在しない可能性がある。さらに、電力網や電力供給が不安定な人口密集地では、充電が長時間中断されることもある。これらの要因は、電気車両による移動に深刻な影響を及ぼし、特定の地域では電気自動車などの電気車両の使用を完全に妨げることさえある。電力網が充分に発達している地域であっても、電気車両とその他の電力を大量に消費する活動の両方による需要の増加は、電力網の障害につながる可能性がある。その結果、電気車両の充電能力に悪影響が及ぶ可能性がある。

【0004】

一つの解決策は、電気車両用の充電ステーションに電力を供給するためのバックアップとして、発電機に頼ることである。しかし、発電機は通常、ディーゼルなどの化石燃料で稼働するため、温室効果ガスの排出や周囲の大気汚染の原因となる。もう一つの解決策は、充電ステーションのある場所で再生可能エネルギーを直接生産することである。しかし、再生可能エネルギーを直接生産する典型的な手段は、風力発電または太陽光発電に依存している。風力発電も太陽光発電も、必要な量の電力を生み出すためには設備やインフラに多額の投資を必要とする。そのような構造物を設置するスペースも資金もないかもしれない。さらに、これらの再生可能エネルギー源は、全ての地理的な場所や気候に適しているとは限らない。

【0005】

つまり、あらゆる種類の電気車両の急速充電に必要な高出力を供給できる一方で、電力網に依存せず、排出ガスを出さない、改善された充電ステーションが明らかに必要とされている。さらに、この充電ステーションは、化石燃料による発電や、風力発電や太陽光発電による発電の欠点を克服する必要がある。

【発明の概要】

【0006】

本発明は、請求項１に記載の電気車両用充電ステーションおよび請求項１１に記載の電気車両用充電システムに関する。本発明はまた、請求項１２に記載の充電ステーションまたはシステムの使用、および請求項１３に記載の電気車両の充電方法にも関する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる充電ステーションを概略的に示す。

【0008】

【図2】図２は、本発明に係わる充電ステーションの更なる詳細を概略的に示す。

【0009】

【図3】図３は、本発明に係わる自動充電システムを概略的に示す。

【0010】

【図4A】図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係わる充電ステーションを概略的に示す。

【0011】

【図4B】図４Ｂは、本発明の第２の実施形態に係わる充電ステーションの上面図を概略的に示す。

【0012】

【図5】図５は、本発明の第３の実施形態に係わる充電ステーションを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、電気車両６を充電するための、本発明の第１の実施形態に係わる充電ステーション１を概略的に示している。更なる詳細は、図２および図３に概略的に示されている。図１、図２、図３、および他の全ての図面において、同様の参照記号は同様の構成要素を示す。充電ステーション１は、液化水素の貯蔵部２と、液化水素から電気エネルギーを生成する変換部３とを備える。有利なことに、液体水素は他の場所で製造することができ、その後、現在の化石燃料用の充電ステーションと同様に、輸送車両で充電ステーションまで輸送することができる。さらに、液体水素は、気体状の加圧水素に比べて貯蔵容積が少なくて済む。これにより、サプライチェーンにおいて高い効率が達成されるとともに、充電ステーションにおける貯蔵容積の需要も低減される。充電ステーション１は、変換部３からの電気エネルギーを貯蔵するためのバッテリーシステム４を更に備える。そして、充電ステーション１は、バッテリーシステム４からの電気エネルギーで電気車両６を充電するための少なくとも１つの充電パイル５を備える。第１の実施形態では、電気車両６は、電気自動車、電気バス、電気バイク、電気トラック、電気スクーター、または電気自転車など、如何なる種類の電気車両であってもよい。

【0014】

貯蔵部２、変換部３、バッテリーシステム４は地下に設置されるのが好ましい。地下とは、地表が人工構造物を含む場合には、地表面化を含むと理解される。図１および図２の点線は地表面レベルを示す。変換部３およびバッテリーシステムは、交流電流の入出力を伴わず、直流電流のみを利用し得る。有利なことに、ＡＣ－ＤＣ変換を回避することにより、充電ステーションの効率が向上する。充電ステーション１は、少なくとも２００ｋｗ、好ましくは少なくとも４００ｋｗ、より好ましくは少なくとも８００ｋｗ、最も好ましくは少なくとも１０００ｋｗの充電容量を有し得る。有利なことに、充電ステーションは、大容量バッテリーを搭載した電気車両を充電するのに充分な容量を有する。更に有利なことに、充電ステーションは、グリッドベースの充電ステーションが経験するような充電容量の低下を経験することなく、複数の電気車両を同時に充電するのに充分な容量を有する。これにより、本発明に係わる充電ステーションは、電力網に依存することなく、また電力網に負荷をかけることなく、排出ガスのない高出力の充電を提供することができる。

【0015】

貯蔵部２、変換部３、およびバッテリーシステム４は、地下に設置されるのが好ましい。これによって、有利なことに、液体水素の極低温貯蔵に対する周囲温度の変化の影響が低減される。さらに、地下に設置することで、貯蔵部２、変換部３、およびバッテリーシステム４を風雨からより良く保護する。また、地下に設置することで、水素の可燃性に関して、充電ステーションの利用者や運営者の安全性も向上する。そして、地下に設置することで、地上スペースの必要性が減少し、これは、人口密集地や急峻な地形の山岳地帯など、利用可能なスペースが少ない場所で特に有利である。好ましくは、貯蔵部２、変換部３およびバッテリーシステム４を収容するために、地下に室９を設けてもよい。室９は、壁、床、および場合によっては屋根を備えてもよく、これらは全て、コンクリートまたは鉄筋コンクリートなどの耐火性材料または耐火性材料で形成されるのが好ましい。好ましくは、屋根はアクセスポイントを備えてもよく、メンテナンスのために室９にアクセスできるようにする。

【0016】

図１および図２を参照すると、貯蔵部２は、好ましくは液化水素用の１つまたは複数の槽を備える。液化水素は、－２５２．９℃以下、１バールの圧力で貯蔵される。したがって、各槽は、外槽に吊り下げられた内槽を備える多層断熱構造を備える。内槽と外槽の間の空間は真空であってもよい。１つまたは複数の槽の周りの貯蔵部２内の空間は、窒素などの不活性ガスで満たされていてもよい。それにより、貯蔵部内での漏洩時に水素と空気との爆発性混合物の形成が防止され得る。貯蔵部２は充填口を更に備え、この充填口を介して、以下に詳述するように、貯蔵部２に液体水素を充填することができる。充填口は、第１の槽に連結されていてもよい。その後、全ての槽が１つの充填口から充填されるように、更なる槽が第１の槽に連結されてもよい。あるいは、各槽に個別の充填口を設けて、貯蔵部２の各槽を個別に充填できるようにしてもよい。貯蔵部２は、充填管２ａを更に備える。充填口、または複数の槽の各充填口は、貯蔵部２から延びる充填管２ａに接続されている。液体水素を貯蔵部２に供給するために、液体水素輸送用トラックのような車両７を充填管２ａに連結することができる。

【0017】

貯蔵部２は、水素ガスを貯蔵部２から変換部３に送るための抽出システムを更に備える。抽出システムは、貯蔵部２の少なくとも１つの槽に設置された、少なくとも１つの水素ガスの入口を備える。貯蔵部２は、各槽の温度を制御するための貯蔵制御システム２ｃを更に備える。貯蔵制御システム２ｃは、少なくとも１つのセンサと中央処理装置（ＣＰＵ）とを含み得る。少なくとも１つのセンサは、温度センサと、選択的に圧力センサとを含んでいてもよい。各槽の温度を制御することにより、水素ガスの気化が制御され、それにより、貯蔵部２から変換部３への水素ガスの供給が制御される。貯蔵部２は、貯蔵部２と変換部３とを接続する少なくとも１本の供給管２ｂを更に備えている。水素ガスは、貯蔵部２から供給管２ｂを通って変換部３に供給される。供給管２ｂには、変換部３への水素ガスの流れを止めるための遮断弁が設けられている。

【0018】

変換部３は筺体を備える。筺体には、大気から変換部３に空気を取り入れるための少なくとも１つの入口３ａが設けられている。少なくとも１つのコンプレッサが、空気を加圧するために、少なくとも１つの入口３ａに連結されていてもよい。更なるコンプレッサが供給管２ｂに連結され、変換部３への、および変換部３内での水素ガスの流れを制御する。変換部３は、水素と酸素を電気エネルギーに変換するための少なくとも１つの燃料電池を更に備える。燃料電池は、アノードとカソードとの間に配置された触媒を含む燃料電池スタックを備えていてもよい。少なくとも１つの燃料電池は、供給管２ｂおよび少なくとも１つの入口３ａに結合されている。これにより、水素ガスと空気が少なくとも１つの燃料電池に供給される。変換部３は、燃料電池から未変換の水素ガスを再循環させるための再循環回路を更に備えていてもよい。さらに、変換部３は、過剰な酸素を大気中に排出するための少なくとも１つの排気口３ｂを備え得る。変換部３は、変換部３、貯蔵部２、および／またはバッテリーシステム４に冷却空気を流入させるための少なくとも１つの冷却入口３ｃを更に備え得る。変換部３は、燃料電池からの残留水を排出するための排出口を更に備え得る。残留水は、水素変換プロセスから生じる。変換部３は、少なくとも１つの燃料電池およびバッテリーシステム４に結合された少なくとも１つのＤＣ－ＤＣ変換器を更に備え得る。さらに、変換部３は、変換部３の動作を制御するための変換制御システム３ｄを備え得る。変換制御システム３ｄは、少なくとも１つのセンサと中央処理装置（ＣＰＵ）とを備え得る。少なくとも１つのセンサは、温度センサ、圧力センサ、光センサ、または任意のその他の適切なセンサを備え得る。変換部３を駆動するのに必要なエネルギーは、バッテリーシステム４、燃料電池による直接供給、または以下に詳述する補助電源８によって供給することができる。

【0019】

バッテリーシステム４は、１つ以上のバッテリー、好ましくは大容量バッテリーを備え得る。バッテリーシステム４は、少なくとも１００ｋｗ、好ましくは少なくとも４００ｋｗ、より好ましくは少なくとも８００ｋｗ、最も好ましくは少なくとも１０００ｋｗの充電容量を有する。バッテリーシステム４は、１本以上の電源ケーブル４ａによって変換部３に連結されている。バッテリーシステム４は、変換部３から電力を受け取る。バッテリーシステム４はまた、少なくとも１つの充電パイル５に電力を供給するために、１本以上の電源ケーブル４ｂで充電パイル５に連結されている。バッテリーシステム４は、各充電パイル５に対して少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、より好ましくは少なくとも３つのバッテリーを備え得る。好ましくは、１つのバッテリーが充電パイル５に電力を供給し、１つのバッテリーが充電パイル５に予備容量を供給し、１つのバッテリーが同時に変換部３によって充電され得る。バッテリーシステム４は、変換部３、充電ステーションの照明、および／または様々な制御システムを駆動するための１つまたは複数の追加バッテリーを含んでいてもよい。バッテリーシステム４は、バッテリー冷却システムを更に含んでいてもよい。バッテリー冷却システムは、冷却入口３ｃから冷却空気を受け取ることができる。バッテリーシステム４は、バッテリーシステム４の動作を制御するためのバッテリー制御システム４ｃも備え得る。バッテリー制御システム４ｃは、温度センサまたは光学センサなどの１つまたは複数のセンサを備え得る。バッテリー制御システムは、ＤＣ－ＤＣ変換器と、中央処理装置（ＣＰＵ）とを更に備え得る。

【0020】

少なくとも１つの充電パイル５は、１本以上の電源ケーブル４ｂでバッテリーシステム４に結合されている。充電パイル５に結合されると、電気車両６は、充電パイル５を介して、バッテリーシステム４から電力を受け取る。各充電パイル５は、バッテリーシステム４の少なくとも２つのバッテリーに結合させることができる。充電パイル５は、少なくとも１つの充電接続部を備える。各充電接続部には、電気車両６に接続するためのプラグが設けられている。少なくとも１つの充電パイル５は、最大１０００ｋＷ以上の充電容量に対応することができる。充電接続部は、手動充電接続部５ａであってもよい。手動充電接続部５ａは、利用者または運営者によって電気車両６に接続され得る。代替的または追加的に、充電ステーション１は、図３に概略的に示す自動充電システム５ｃを構え得る。自動充電システム５ｃは、中央処理装置（ＣＰＵ）を含んでいてもよい。自動充電システム５ｃはまた、コントロールパネル、タブレット、またはスマートフォン上で実行されるアプリケーションなどのユーザインターフェイスを含んでいてもよい。有利なことに、電気車両６の充電は、自動充電システム５ｃによって自律的にまたは半自律的に実行され得る。自動充電システム５ｃは、電気車両６を自動認識するため、および／または充電ステーション１の遠隔操作を可能にするためのセンサアセンブリ５ｄを含み得る。センサアセンブリは、光学センサ、レーダ、ライダ、または物体認識および監視のための他の適切なセンサを含み得る。自動充電システム５ｃはまた、充電ステーション１に接近する電気車両６および／または充電ステーション１に配置された電気車両６と無線通信するための、通信モジュール５ｅを含むことができる。自動充電システム５ｃは、例えば、接近する電気車両６に対して、どの充電パイル５が利用可能か、またはまもなく利用可能になるかを通信することができる。有利なことに、それによって、待ち時間を最短に抑えながら、電気車両６の効率的な充電が達成される。通信モジュール５ｅは、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または近距離無線を介して電気車両６と無線通信することができる。自動充電システム５ｃは、充電パイル５を電気車両６に自律的に接続するためのロボット充電接続部５ｂを更に含んでいてもよい。ロボット充電接続部５ｂは、ロボットアームを備えていてもよい。ロボット充電接続部５ｂは、自動充電システムによって駆動および制御されてもよい。自動充電システム５ｃは、好ましくは、マシンビジョンアセンブリ５ｄおよび／または通信モジュール５ｅによって供給されるデータに基づいて、ロボット充電接続部５ｂを制御する。自動充電システム５ｃは、少なくとも１つのバッテリーシステム４、補助電源８、および／または電力網によって電力を供給され得る。自動充電システム５ｃは、貯蔵制御システム２ｃ、変換制御システム３ｄ、バッテリー制御システム４ｃ、および／または補助電源８を更に制御することができる。

【0021】

使用時、ロボット充電接続部５ｂは、充電パイル５を充電パイル５の近傍に位置する電気車両６に自動的に接続する。電気車両６は、バッテリーシステム４からの電気エネルギーで充電され得る。通信モジュール５ｅは、必要な充電レベルを示すデータを電気車両６から無線で受信することができる。その後、自動充電システム５ｃは、ロボット充電接続部５ｂに必要な量の電力を供給するよう、バッテリー制御システム４ｃに指示することができる。自動充電システム５ｃはまた、変換制御システム３ｄに、必要に応じてバッテリーシステム４を充電または再充電するよう指示することもできる。そして、自動充電システム５ｃは、補助電源８からの電力供給を開始または停止することができる。これによって、有利なことに、充電ステーションの最適化された操作が達成され得る。充電が完了すると、ロボット充電接続部５ｂは、電気車両６から自動的に切り離される。支払いは、電気車両６が通信モジュール５ｅを介して、自動充電システムまたは遠隔支払設備に対して無線で行うことができる。

【0022】

自動充電システム５ｃは、貯蔵制御システム２ｃ、変換制御システム３ｄ、バッテリー制御システム４ｃ、自動充電システム５ｃ、および／または補助電源８の動作を制御するための機械可読命令を含んでいてもよい。機械可読命令は、ニューラルネットワークや人工知能などの自己学習コンポーネントを含んでいてもよい。自己学習コンポーネントは、充電ステーション１の動作および効率を最適化するように構成され得る。そのために、自己学習コンポーネントは、周囲温度、周囲圧力、風速および／または太陽放射などの環境変数を監視することによって、データを収集し得る。自己学習コンポーネントはまた、車両数や車両バッテリー容量などの充電変数を経時的に監視することもできる。自己学習コンポーネントは、データに基づいて、貯蔵制御システム２ｂ、変換部３、バッテリーシステム４、自動充電システム５ｃ、および／または補助電源８によって利用される動作命令を生成することができる。有利には、変換部の最適な動作と、バッテリーシステムの最適な充電サイクルが達成される。更に有利なことに、充電ステーションで充電する電気車両に対して、最適化された充電電力および充電時間が達成され得る。このような最適化された充電サイクルおよび充電電力は、季節、平日、または時間帯などによって、時間と共に変化することがある。

【0023】

充電ステーション１は、補助電源８を更に備え得る。補助電源８は、好ましくは、太陽電池パネルの配列や１つ以上の風力タービンなどの再生可能エネルギー源を備え得る。補助電源８からの電力は、少なくとも１つのバッテリーシステム４を充電するためのバックアップとして機能し得る。代替的にまたは追加的に、補助電源８からの電力は、自動充電システム５ｃ、変換部３、貯蔵制御システム２ｃ、変換制御システム３ｄ、バッテリー制御システム４ｃ、および／または充電ステーションの照明など、充電ステーション１の非充電機能を駆動し得る。

【0024】

図４Ａに概略的に示す本発明の第２の実施形態によれば、充電ステーション１は飛行場に設置される。飛行場は、滑走路、飛行場、空港、または軍事基地であってもよい。電気車両６は、電気飛行機、電気ドローン、電気ヘリコプターであってもよい。第２の実施形態では、室９は、貯蔵部２および変換部３を保持する第１の室９ａから構成されてもよい。室９は、バッテリー４を保持する第２の室９ｂを更に備えていてもよい。室は、充電パイル５を保持する第３の室９ｃを更に備えていてもよい。好ましくは、第１の室９ａ、第２の室９ｂおよび第３の室９ｃは地下に設置される。第３の室９ｃはハッチ９ｄで閉鎖可能である。充電パイル５を地下の室に設置することにより、飛行場における電気車両の操縦性に影響を与えない。第１の室９ａ、第２の室９ｂ、および第３の室９ｃのそれぞれは、図４Ｂに上方から概略的に示されているように、好ましくは互いにある程度の距離を置いて配置される。それにより、有利なことに、操作上の安全性がより高い水準で達成され、漏洩や火災に関する危険性が低減される。あるいは、第１の室９ａ、第２の室９ｂ、および第３の室９ｃのうちの２つ以上が、１つの室に組み合わされる。

【0025】

図５に概略的に示す本発明の第３の実施形態によれば、本発明による電気充電ステーション１は係留所に設置される。係留所は、桟橋、浮桟橋、岸壁、埠頭、またはドックであってもよい。第３の実施形態では、電気車両６は、電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフト、または電気水上機であってもよい。室９は、図５に概略的に示すように、係留所に一体化されていてもよい。室９は、貯蔵部２と変換部３を収容する第１の室９ａを備え得る。室９は、バッテリー４を収容する第２の室９ｂを更に備え得る。第１の室９ａと第２の室９ｂのそれぞれは、地下に設置されてもよい。第１の室９ａと第２の室９ｂは、例えば、図５に概略的に示すように、浮桟橋のそれぞれの部分に一体化され得る。それによって、有利なことに、温度制御と冷却が改善され、液体水素の貯蔵に対する周囲温度の変化の影響が更に低減される。

【0026】

電気車両充電用システムは、液体水素の製造施設と、本発明による少なくとも１つの充電ステーション１とを備える。システムは、極低温トラックなどの少なくとも１台の輸送車両７を更に備える。製造施設は水素を製造し、製造された水素を液化する。輸送車両７には液体水素が充填される。輸送車両７は、製造施設から少なくとも１つの充電ステーション１まで液体水素を輸送する。充電ステーション１で、輸送車両７は液体水素を貯蔵部２に降ろす。液化水素は、充填管２ａを通して貯蔵部２に供給される。

【0027】

本発明による電気車両６を充電する方法は、充電ステーション１を設けることと、液化水素を貯蔵部２に貯蔵することとを含む。本方法は、貯蔵部２からの液化水素を変換部３で電気エネルギーに変換するステップと、電気エネルギーをバッテリーシステム４に貯蔵するステップとを更に含む。本方法はまた、充電パイル５においてバッテリー４からの電気エネルギーで電気車両６を充電するステップを含む。液化水素を電気エネルギーに変換するステップは、貯蔵部２内の液化水素から水素ガスを沸騰させ、水素ガスを変換部３に供給することを含む。水素ガスは、貯蔵部２から供給管２ｂを通って変換部３に供給される。水素ガスは、変換部３内の燃料電池で電気エネルギーに変換される。水素ガスは、燃料電池内で酸素と混ぜ合わされ、電気エネルギーを生成する。電気車両６を充電するステップは、自動充電システム５ｃを用いて電気車両６を自律的に充電することを更に含んでいてもよい。自動充電システム５ｃは、ロボット充電接続部５ｂを利用して、充電パイル５を電気車両６に自動的に接続し、電気車両６に自律的または半自律的充電を行うことができる。自律充電では人間の操作は必要ない。半自律的充電では、多少の人間の操作を必要とし、利用者または運営者によって制御または部分的に制御される場合がある。運営者は、充電ステーション１から離れた場所にいてもよい。代替的または追加的に、手動充電が行われてもよい。電気車両は、電気自動車、電気バス、電気バイク、電気トラック、電気スクーター、電気自転車などの道路走行車両であってもよい。あるいは、電気車両は、電気飛行機、電気ドローン、または、電気ヘリコプターであってもよい。あるいは、電気車両６は、電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフト、または電気水上機であってもよい。

【符号の説明】

【0028】

１ 充電ステーション
２ 貯蔵部
２ａ 充填管
２ｂ 供給管
２ｃ 貯蔵制御システム
３ 変換部
３ａ 入口
３ｂ 排気口
３ｃ 冷却入口
３ｄ 変換制御システム
４ バッテリーシステム
４ａ 電源ケーブル
４ｂ 電源ケーブル
４ｃ バッテリー制御システム
５ 充電パイル
５ａ 手動充電接続部
５ｂ ロボット充電接続部
５ｃ 自動充電システム
５ｄ センサアセンブリ
５ｅ 通信モジュール
６ 電気車両
７ 輸送車両
８ 補助電源
９ 室
９ａ 第１室
９ｂ 第２室
９ｃ 第３室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気車両用充電ステーション（１）であって、
液化水素の貯蔵部（２）と、
前記貯蔵部（２）からの水素を用いて電気エネルギーを生成する変換部（３）と、
前記変換部（３）によって生成された電気エネルギーを貯蔵するためのバッテリーシステム（４）と、
前記バッテリーシステム（４）からの電気エネルギーで電気車両（６）を充電するための少なくとも１つの充電パイル（５）とを備える、充電ステーション（１）。

【請求項2】

前記貯蔵部（２）、前記変換部（３）、および前記バッテリーシステム（４）、並びに、任意で前記少なくとも１つの充電パイル（５）が、地下に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項3】

前記変換部（３）が少なくとも１つの燃料電池を備える、請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項4】

前記バッテリーシステム（４）は複数のバッテリーを備え、各充電パイル（５）が少なくとも２つのバッテリーに接続されている、請求項１のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項5】

補助電源（８）を更に備え、前記補助電源（８）は、好ましくは、太陽電池パネルの配列および／または１つ以上の風力タービンを備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項6】

電気車両（６）の自律的または半自律的充電のための自動充電システム（５ｃ）を更に備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項7】

前記充電パイル（５）は、前記充電パイル（５）を電気車両（６）に自動的に接続するためのロボット式充電接続部（５ｂ）を備え、前記ロボット式充電接続部は、前記自動充電システム（５ｃ）によって制御される、請求項６に記載の充電ステーション（１）。

【請求項8】

前記自動充電システム（５ｃ）は、充電ステーション（１）の動作及び効率を最適化するように構成された自己学習コンポーネントを含む機械可読命令を含む、請求項６に記載の充電ステーション（１）。

【請求項9】

電気車両用の飛行場であって、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気飛行機、電気ドローンおよび／または電気ヘリコプターである、飛行場。

【請求項10】

電気車両用の係留所であって、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフトおよび／または電気水上機である、係留所。

【請求項11】

電気車両（６）の充電用システムであって、
水素を生成および液化する製造施設と、
請求項１～４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの充電ステーション（１）と、
液化水素を前記製造施設から前記少なくとも１つの充電ステーション（１）に輸送するための輸送車両（７）とを備える、システム。

【請求項12】

電気車両（６）は、電気自動車、電気バス、電気バイク、電気トラック、電気スクーター、電気自転車、電気飛行機、電気ドローン、電気ヘリコプター、電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフト、または電気水上機である、前記電気車両（６）を充電するための、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）または請求項１１に記載のシステムの使用。

【請求項13】

電気車両（６）を充電する方法であって、
請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を提供することと、
液化水素を前記貯蔵部（２）に貯蔵することと、
液化水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換することと、
前記電気エネルギーを前記バッテリーシステム（４）に貯蔵することと、
前記バッテリー（４）からの電気エネルギーを用いて、前記充電パイル（５）で電気車両（６）を充電することとを含む、方法。

【請求項14】

液体水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換するステップは、
前記貯蔵部（２）内の前記液化水素を水素ガスに気化させることと、
前記水素ガスを前記変換部（３）に供給することと、
前記変換部（３）内の燃料電池で前記水素ガスを電気エネルギーに変換することとを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

電気車両（６）を充電するステップは、自律的または半自律的に実行される、請求項１３に記載の方法。

【手続補正書】

【提出日】2024-02-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気車両用充電ステーション（１）であって、
液化水素の貯蔵部（２）と、
前記貯蔵部（２）からの水素を用いて電気エネルギーを生成する変換部（３）と、
前記変換部（３）によって生成された電気エネルギーを貯蔵するためのバッテリーシステム（４）と、
前記バッテリーシステム（４）からの電気エネルギーで電気車両（６）を充電するための少なくとも１つの充電パイル（５）とを備える、充電ステーション（１）。

【請求項2】

前記貯蔵部（２）、前記変換部（３）、および前記バッテリーシステム（４）、並びに、任意で前記少なくとも１つの充電パイル（５）が、地下に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項3】

前記変換部（３）が少なくとも１つの燃料電池を備える、請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項4】

前記バッテリーシステム（４）は複数のバッテリーを備え、各充電パイル（５）が少なくとも２つのバッテリーに接続されている、請求項１に記載の充電ステーション（１）。

【請求項5】

補助電源（８）を更に備え、前記補助電源（８）は、好ましくは、太陽電池パネルの配列および／または１つ以上の風力タービンを備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項6】

電気車両（６）の自律的または半自律的充電のための自動充電システム（５ｃ）を更に備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）。

【請求項7】

前記充電パイル（５）は、前記充電パイル（５）を電気車両（６）に自動的に接続するためのロボット式充電接続部（５ｂ）を備え、前記ロボット式充電接続部は、前記自動充電システム（５ｃ）によって制御される、請求項６に記載の充電ステーション（１）。

【請求項8】

前記自動充電システム（５ｃ）は、充電ステーション（１）の動作及び効率を最適化するように構成された自己学習コンポーネントを含む機械可読命令を含む、請求項６に記載の充電ステーション（１）。

【請求項9】

電気車両用の飛行場であって、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気飛行機、電気ドローンおよび／または電気ヘリコプターである、飛行場。

【請求項10】

電気車両用の係留所であって、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を備え、前記電気車両（６）は電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフトおよび／または電気水上機である、係留所。

【請求項11】

電気車両（６）の充電用システムであって、
水素を生成および液化する製造施設と、
請求項１～４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの充電ステーション（１）と、
液化水素を前記製造施設から前記少なくとも１つの充電ステーション（１）に輸送するための輸送車両（７）とを備える、システム。

【請求項12】

電気車両（６）は、電気自動車、電気バス、電気バイク、電気トラック、電気スクーター、電気自転車、電気飛行機、電気ドローン、電気ヘリコプター、電気船舶、電気潜水ドローン、電気潜水艦、電気ホバークラフト、または電気水上機である、前記電気車両（６）を充電するための、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）の使用。

【請求項13】

電気車両（６）を充電する方法であって、
請求項１～４のいずれか一項に記載の充電ステーション（１）を提供することと、
液化水素を前記貯蔵部（２）に貯蔵することと、
液化水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換することと、
前記電気エネルギーを前記バッテリーシステム（４）に貯蔵することと、
前記バッテリー（４）からの電気エネルギーを用いて、前記充電パイル（５）で電気車両（６）を充電することとを含む、方法。

【請求項14】

液体水素を前記変換部（３）で電気エネルギーに変換するステップは、
前記貯蔵部（２）内の前記液化水素を水素ガスに気化させることと、
前記水素ガスを前記変換部（３）に供給することと、
前記変換部（３）内の燃料電池で前記水素ガスを電気エネルギーに変換することとを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

電気車両（６）を充電するステップは、自律的または半自律的に実行される、請求項１３に記載の方法。

【国際調査報告】