特表 2024-546529 電気自動車及び水素自動車を充電するための統合システム

(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】2024-12-25

(54)【発明の名称】電気自動車及び水素自動車を充電するための統合システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241218BHJP

   B60L 53/50 20190101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

B60L53/50

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024536275

(86)(22)【出願日】2022-12-21

(85)【翻訳文提出日】2024-06-20

(86)【国際出願番号】 EP2022025586

(87)【国際公開番号】W WO2023117138

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】102021000032474

(32)【優先日】2021-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517029381

【氏名又は名称】ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ

【氏名又は名称原語表記】Ｎｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｉｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】パンデイ，マニーシュ

(72)【発明者】

【氏名】ガニガー，マンジュシュ

(72)【発明者】

【氏名】ワグ，ラフール

(72)【発明者】

【氏名】ゴヴィンダサム，ラケシュ

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125BC21

5H125BD17

5H125FF14

(57)【要約】

【解決手段】 電気エネルギーを生成するために発電機（１１）に機械的に結合されたガスタービンエンジン（１０）を備え、電気エネルギーは、電力スプリッタ（１１）によって第１の電気エネルギー（１２）と第２の電気エネルギー（１４）とに分割され、第１の電気エネルギー（１２）は、電気自動車を充電するために使用され、第２の電気エネルギー（１４）は、例えば電解槽（３０）を介して水素自動車を充電するために使用される、自動車充電システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車充電システム（１００）であって、
－ガスタービンエンジン（１０）と、
－発電機（９）と、
前記発電機（９）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に機械的に結合され、電気エネルギーを生成するように構成され、
－前記発電機（９）に電気的に結合された電力スプリッタ（１１）と、を備え、
前記電力スプリッタ（１１）は、前記発電機（９）のみによって生成された前記電気エネルギーを少なくとも第１の電気エネルギー（１２）と第２の電気エネルギー（１４）とに分割するように構成され、前記システムは、前記第１の電気エネルギー（１２）が電気自動車を充電するために使用され、前記第２の電気エネルギー（１４）が水素自動車を充電するために使用されるように構成される、自動車充電システム。

【請求項2】

前記ガスタービンエンジン（１０）は、時間的に一定の電気エネルギーを生成するように構成され、特に、常に公称電力で動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項3】

前記電力スプリッタ（１１）は、前記システムに接続された電気自動車及び水素自動車に応じて動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項4】

前記電力スプリッタ（１１）は、所定の戦略に従って動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項5】

自動車充電システム（１００）であって、前記自動車充電システムは更に、
－水の電気分解を行って水素を生成するように構成された電解槽（３０）と、
－少なくとも１つの電気自動車に結合されるように構成された電気自動車充電ステーション（２０）と、
－少なくとも１つの水素自動車に結合されるように構成された水素自動車充電ステーション（４０）と、を備え、
前記電気自動車充電ステーション（２０）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第１の電気エネルギー（１２）を受け取るように構成され、
前記電解槽（３０）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第２の電気エネルギー（１４）を受け取るように構成され、
前記水素自動車充電ステーション（４０）は、前記電解槽（３０）に流体結合されており、水素を受け取るように構成されている、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項6】

自動車充電システム（１００）であって、少なくとも１つの補助装置（４１、７１）を更に備え、
前記電力スプリッタ（１１）は、前記電気エネルギーを第１の電気エネルギー（１２）、第２の電気エネルギー（１４）及び第３の電気エネルギー（１３）に分割するように構成され、前記第３の電気エネルギー（１３）は、前記第１の電気エネルギー（１２）及び前記第２の電気エネルギー（１４）よりも小さく、
前記少なくとも１つの補助装置（４１、７１）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第３の電気エネルギー（１３）を受け取るように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項7】

自動車充電システム（１００）であって、前記電気自動車充電ステーション（２０）が、電気エネルギーを貯蔵するように構成された電気自動車貯蔵ユニット（２３）を備え、
前記電気貯蔵ユニット（２３）が、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第１の電気エネルギー（１２）を受け取るように構成されている、請求項５に記載の自動車充電システム。

【請求項8】

自動車充電システム（１００）であって、前記水素自動車充電ステーション（４０）は、水素を貯蔵するように構成された水素貯蔵ユニット（４３）を備え、

【請求項9】

前記水素貯蔵ユニット（４３）は、前記電解槽（３０）に流体結合され、水素を受け取るように構成される、請求項５に記載の自動車充電システム。

【請求項10】

自動車充電システム（１００）であって、前記水素自動車充電ステーション（４０）が、少なくともコンプレッサ（４１）を更に備え、
前記コンプレッサ（４１）は、前記電解槽（３０）に流体結合され、水素を受け取るように構成され、
前記コンプレッサ（４１）は、前記電解槽（３０）によって生成された水素を圧縮し、圧縮された水素を前記水素貯蔵ユニット（４３）に提供するように構成される、請求項７に記載の自動車充電システム。

【請求項11】

自動車充電システム（１００）であって、第１の電気モータ（４２）を更に備え、前記コンプレッサ（４１）は、前記第１の電気モータ（４２）に機械的に結合され、
前記第１の電気モータ（４２）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第３の電気エネルギー（１３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項８に記載の自動車充電システム。

【請求項12】

自動車充電システム（１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）は、燃焼を行い、排気ガス（１５）を生成し、前記自動車充電システム（１００）は、炭素捕捉ユニット（７０）を更に備え、
前記炭素捕捉ユニット（７０）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に流体結合され、排気ガス（１５）を受け入れるように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項13】

自動車充電システム（１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）は、燃焼を行い、排気ガス（１５）を生成し、前記自動車充電システム（１００）は、廃熱回収ユニット（５０）を更に備え、
前記廃熱回収ユニット（５０）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に流体結合され、排気ガス（１５）を受け取るように構成され、
前記廃熱回収ユニット（５０）は、好ましくは、熱水又は蒸気流（５１）の形態で排気ガス（１５）から電解槽（３０）に熱を伝達するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項14】

自動車充電システム（１００）であって、熱交換器（６０）を更に備え、
前記熱交換器（６０）は、前記熱水又は蒸気流（５１）の少なくとも一部から脱塩水流（６１）に熱を伝達するように構成され、
前記脱塩水（６１）の流れが、好ましくは前記電解槽（３０）に供給される、請求項１１に記載の自動車充電システム。

【請求項15】

自動車充電システム（１００）であって、前記炭素捕捉ユニット（７０）は、前記廃熱回収ユニット（５０）に流体結合され、前記廃熱回収ユニット（５０）から前記蒸気流（５３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項１０又は請求項１１に記載の自動車充電システム。

【請求項16】

自動車充電システム（１００）であって、ファン（７１）を更に備え、前記ファン（７１）は、前記ガスタービンエンジン（１０）から排気ガス（１５）を受け取り、前記排気ガス（１５）を炭素捕捉ユニット（７０）に吹き付けるように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項17】

自動車充電システム（１００）であって、第２の電気モータ（７２）を更に備え、前記第２の電気モータ（７２）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記電力スプリッタ（１１）から第３の電気エネルギー（１３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項１３に記載の自動車充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題は、電気自動車及び水素自動車を充電するための自動車充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

より持続可能な将来のために、内燃機関（ＩＣＥ）からグリーンモビリティへの移行が重要である。したがって、産業界のプレーヤーは、自動車技術の革新に焦点を当て、主に水素動力モビリティ及び電気動力モビリティを開発している。

【0003】

しかしながら、エネルギー移行に対するより多くの信頼を築くためにも、充電インフラストラクチャ及び効率的な充電ステーションの利用可能性は、モビリティ産業の転換において重要な役割を果たす。最大の課題のいくつかは、例えば、遠隔位置における充電インフラストラクチャの提供、及び充電される自動車の数に依存する様々な充電負荷をサポートする電気グリッドのインフラストラクチャの容量である。

【0004】

米国特許出願公開第２０２００１５６４８７（Ａ１）号として公開された特許文献から、電気エネルギーを生成するために蒸気タービンを使用して電気自動車を充電するためのシステム及び方法が知られている。システムは、電気グリッドに結合される。この文献によれば、蒸気タービンによって生成された電気エネルギーは、貯蔵ユニットに貯蔵することができ、ピークエネルギー需要（例えば、消費率が発電率を超えるとき）を満たすのを助けるために、電気グリッドに供給することができる。更に、生成された電気エネルギーは、電池が充電されるときに電気自動車の電池に「貯蔵」されてもよく、その後、自動車電池は、自動車電池内の電気エネルギーが電気グリッドに供給される「自動車対グリッド」システムで利用されてもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電気グリッドのインフラストラクチャを必要とせずに、任意の場所で、電気自動車又は水素自動車のいずれかを、同時にでも、柔軟に充電する充電システムを有することが望ましい。

【0006】

態様によれば、本明細書で開示される主題は、電気エネルギーを生成するために発電機に機械的に結合されたガスタービンエンジンを備える自動車充電システムに関する。電気エネルギーは、電力スプリッタによって第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとに分割される。第１の電気エネルギーは、電気自動車を充電するために使用され、第２の電気エネルギーは、特に電解槽を介して水素自動車を充電するために使用される。

【0007】

特に、本明細書に開示される主題は、「カーボンニュートラル」である、すなわち、（実質的な量の）炭素（例えば、炭酸ガスの形態）を大気中に注入しない、自動車充電システムに関する。これは、二酸化炭素を含まないガスを大気中に放出するために、ガスタービンエンジンによって排出された排気ガスを受け取り、その中に存在する二酸化炭素を捕捉するように構成された炭素捕捉ユニットをシステムに設けることによって達成される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本発明の開示される実施形態、及びそれに付随する利点の多くについて、添付図面に関連して考慮される場合、以下の発明を実施するための形態を参照することによってそれらがより良好に理解されるため、完全な理解が容易に得られるであろう。

【図1】図１は、電気自動車及び水素自動車を充電するための統合システムの実施形態の簡略図を示す。

【図2】図２は、図１の実施形態のより詳細な図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

態様によれば、本明細書に開示される主題は、自動車充電ステーションに設置することができ、外部からの電気エネルギー供給を必要とせずに、環境への影響を低減して、電気自動車及び水素自動車の両方を充電することができる自動車充電システムに関する。自動車充電システムは、電気エネルギーを生成するためのガスタービンエンジンを有し、電気エネルギーは、好ましくは時間的に一定であり、公称電力でのタービンの動作から生じる。次いで、電気エネルギーは、電気自動車充電専用のシステムの第１の部分と、水素自動車充電専用のシステムの第２の部分との間で適切に（典型的には可変に）分割される。電気エネルギーは、電気貯蔵ユニットに供給され、次いで、電気自動車充電ステーションのコンセントに接続された外部電気自動車に供給されてもよく、及び／又は水素貯蔵ユニットに供給される水素を生成するために電解槽に供給され、次いで、水素自動車充電ステーションの水素ディスペンサに接続された外部水素自動車に供給されてもよい。少量で一定の（すなわち、特に変動しない）量の電気エネルギーが、システムの補助装置、例えばコンプレッサ又はポンプ又はモータに供給されてもよい。

【0010】

有利には自動車充電システムは更に、ガスタービンエンジンによって排出された排気ガスを受け入れ、その中に存在する二酸化炭素を捕捉するように構成される炭素捕捉ユニットを備える。有利には、自動車充電システムは更に、電気分解の効率性を増加させるために、ガスタービンエンジンからの排気ガスの熱の一部を、電解槽に送られる脱塩水流に伝達するように構成される炭素捕捉ユニットの上流に廃熱回収ユニットを備える。

【0011】

次に、本開示の実施形態を詳述し、その例が図面に例示される。各実施形態は、本開示を限定するものではなく、本開示の説明として提供するものである。実際には、本開示の範囲又は趣旨から逸脱しない限り、本開示に様々な修正及び変形を加えることができるということが、当業者には明らかであろう。以下の説明では、同様の参照番号が、同じ又は同様の機能を実行する要素を示すために実施形態の図の例示に使用される。更に、例示を明確にするために、いくつかの参照符号は、全ての図において繰り返されない場合がある。

【0012】

図１及び図２は、電気自動車及び水素自動車を充電するための革新的な統合システムの実施形態を概略的に示す。自動車充電システムは、概して、参照番号１００で示される。明らかなように、図１及び図２は互いに対応しており、自動車充電システム１００と同じ構成要素を（部分的に）示している。図１は、自動車充電システム１００の簡略図を示し、電気エネルギー及び流体の主要な流れのみが強調され、他の流れは示されず（明確にするためにのみ）、図２は、自動車充電システム１００のより詳細な図を示す。図１及び図２において、電気エネルギーの流れは点線で表され、流体の流れは実線で表されていることに留意されたい。

【0013】

自動車充電システム１００は、典型的にはコンプレッサセクション１、燃焼器セクション２、及びエキスパンダセクション３を備えるガスタービンエンジン１０を備える。コンプレッサセクション１は、周囲の外気から吸入空気を吸い込み（コンプレッサセクション１に入る小さな矢印を参照）、コンプレッサセクション１の出口で圧縮空気流を生成する（コンプレッサセクション１から出る小さな矢印を参照）ように構成される。燃焼器セクション２は、コンプレッサセクション１から圧縮空気流を受け取り、外部供給源から燃料を受け取り、燃焼を実行するように構成される。エキスパンダセクション３は、図１及び図２に燃焼器セクション２とエキスパンダセクション３とを結ぶ細い矢印で示すように、燃焼器セクション２から燃焼ガスを受け取り、燃焼ガスを膨張させてエキスパンダセクション３の出口で排気ガスを生成し、その熱エネルギーを機械エネルギー（エキスパンダ回転）に変換するように構成されている。

【0014】

自動車充電システム１００は、特にエキスパンダセクション３に結合されたシャフトによってガスタービンエンジン１０に機械的に結合され、機械エネルギーを電気エネルギーに変換して電気エネルギーの出力を生成するように構成された発電機９を更に備える。特に、ガスタービンエンジン１０は、常に公称電力で動作するように構成される（すなわち、ガスタービンエンジン１０によって生成される電力は、通常の動作条件で生成されるものと同じである）。

【0015】

自動車充電システム１００は、発電機９に電気的に結合され、そこから（最終的には他のエネルギー源から）電気エネルギー出力を受け取るように構成された電力スプリッタ１１を更に備える。電力スプリッタ１１は、発電機９のみから生成された電気エネルギーを分割するように構成される。電力スプリッタ１１は、電気エネルギーを少なくとも第１の電気エネルギー１２と第２の電気エネルギー１４とに分割するように構成されている。好ましくは、電力スプリッタ１１は、電気エネルギーを、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４よりも小さい第３の電気エネルギー１３にも分割するように構成される。例えば、電力スプリッタ１１は、電気エネルギーを貯蔵するように構成された電気自動車貯蔵ユニット２３において特定の閾値エネルギーレベルに達するまで、発電機９から生成された電気エネルギーの一部である第１の電気エネルギー１２を電気自動車充電ステーション２０に主に送達するように構成され、次いで、電力スプリッタ１１は、発電機９から生成された電気エネルギーの一部である第２の電気エネルギー１４を水素自動車充電ステーション４０に主に送達するように構成される。発電機９から生成された電気エネルギーの残りの部分（複数可）（すなわち、上記の例で言及した主要部分ではない）は、システムをバランスさせるために、及び／又は電気エネルギーを１つ以上の補助装置に供給するために、供給されることに留意されたい。以下から明らかになるように、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４は、経時的に変化してもよく（発電機９によって生成される総電気エネルギー、すなわち、第１の電気エネルギー１２、第２の電気エネルギー１４、及び場合によっては第３の電気エネルギー１３の合計は、経時的に一定の状態である）、電気自動車及び水素自動車を充電（又はより正確には「再充電」）するためにそれぞれ使用される。以下では、これらをまとめて「充電電気エネルギー」と呼ぶが、第３の電気エネルギー１３は、経時的に実質的に一定であり、電力スプリッタ１１に電気的に結合された自動車充電システムの１つ以上の補助装置に電気エネルギーを供給するために有利に使用される。より有利には、第３の電気エネルギー１３は、ガスタービンエンジン１０の補助装置にエネルギーを供給するためにも使用される。例えば、ガスタービンエンジン１０の総電力出力が５．４ＭＷである場合、第３の電気エネルギーは０．６ＭＷであってもよく、第１の電気エネルギー及び第２の電気エネルギーは、以下でより良く説明されるように、特定の時間に自動車充電システム１００に現在結合されている外部負荷、すなわち電気自動車（複数可）及び／又は水素自動車（複数可）に応じて、及び／又は所定の戦略に従って、０ＭＷから４．８ＭＷまで変化してもよい。

【0016】

自動車充電システム１００は、電力スプリッタ１１に電気的に結合され、そこから第１の電気エネルギー１２を受け取るように構成された電気自動車充電ステーション２０を更に備える。電気自動車充電ステーション２０は更に、少なくとも１つの電気自動車に結合され、電気自動車に電気エネルギーを供給するように構成される。有利には、電気自動車充電ステーション２０は、電気自動車再充電のために電気自動車プラグを挿入することができるポート、特にコンセントを備える。

【0017】

有利には、電気自動車充電ステーション２０は、電気エネルギーを貯蔵するように構成された電気自動車貯蔵ユニット２３を備える。図１及び図２を非限定的に参照すると、電気自動車貯蔵ユニット２３は、電力スプリッタ１１に電気的に結合され（それらを接続する点線を参照）、そこから第１の電気エネルギー１２を受け取るように構成される。第１の電気エネルギー１２は、電気自動車貯蔵ユニット２３が電気エネルギーを連続的に供給されないように断続的であってもよいことに留意されたい。好ましくは、電気自動車貯蔵ユニット２３は、ユニットの容量レベルを測定するセンサを備えてもよい。更により有利には、電気自動車貯蔵ユニット２３は、ユニットの容量レベルが、例えば電気自動車貯蔵ユニット２３の最大容量の９０％に等しいとき（明確にするために、「高容量信号」と呼ぶ）、及び／又はユニットの容量レベルが、例えば電気自動車貯蔵ユニット２３の最大容量の１０％に等しいとき（明確にするために、「低容量信号」と呼ぶ）、信号（例えばアラーム又は警告）を送信することができるセンサを備えることができる。有利には、いずれかの信号又は好ましくは両方の信号に従って、電力スプリッタ１１は、第１の電気エネルギー１２の量を変化させることができる。

【0018】

自動車充電システム１００は、電力スプリッタ１１に電気的に結合された水素発生器を更に備え、１つ以上の化学物質及び電気から水素を生成するように構成される。有利には、水素発生器は、水の電気分解を行って水と電気から水素を発生させるように構成された電解槽３０である。図１及び図２を非限定的に参照すると、電解槽３０は、電力スプリッタ１１に電気的に結合され（それらを接続する点線を参照）、そこから第２の電気エネルギー１４を受け取るように構成される。第２の電気エネルギー１４は、電解槽３０に電気エネルギーを連続的に供給されないように断続的であってもよいことに留意されたい。既に述べたように、電解槽３０は、電気分解を実行するように構成されている。電解槽３０は、第２の電気エネルギー１４の形態の電気エネルギー、好ましくは熱水又は蒸気流５１を入力として受け取り、水素及び酸素３９を出力として生成する化学反応を実行する。酸素３９は、典型的には、周囲環境に放出されるか、又は貯蔵所に送られ（電解槽３０から出る小さな矢印を参照）、水素は、電解槽３０が流体結合されている水素自動車充電ステーション４０に提供される（点線領域４０に入る、電解槽３０から出る矢印を参照）。水素自動車充電ステーション４０は、少なくとも１つの水素自動車に結合され、水素自動車に水素を供給するように構成されている。有利には、水素自動車充電ステーション４０は、自動車タンクに水素を充填するために使用される水素ディスペンサを備える。

【0019】

有利には、水素自動車充電ステーション４０は、水素を貯蔵するように構成された水素自動車貯蔵ユニット４３を備える。図１及び図２を非限定的に参照すると、水素自動車貯蔵ユニット４３は、電解槽に流体結合され、そこから水素を受け取るように構成される。好ましくは、水素自動車貯蔵ユニット４３は、ユニットの容量レベルを測定するセンサを備えることができる。更により有利には、水素自動車貯蔵ユニット４３は、ユニットの容量レベルが例えば水素自動車貯蔵ユニット４３の最大容量の９０％に等しいとき（明確にするために、「高容量信号」と呼ぶ）、及び／又はユニットの容量レベルが例えば水素自動車貯蔵ユニット４３の最大容量の１０％に等しいとき（明確にするために、「低容量信号」と呼ぶ）、信号（例えばアラーム又は警告）を送信することができるセンサを備えることができる。有利には、いずれかの信号又は好ましくは両方の信号に従って、電力スプリッタ１１は、第２の電気エネルギー１４の量を変化させることができる。

【0020】

有利には、水素自動車充電ステーション４０は、電解槽３０に流体結合された少なくとも１つのコンプレッサ４１を更に備える。コンプレッサ４１は、電解槽３０から水素を受け取り、水素を圧縮し、圧縮された水素を水素貯蔵ユニット４３に提供するように構成される。圧縮効率を高めるために、複数ステージのコンプレッサ４１を用いて水素の圧縮を複数ステージに分割してもよいことに留意されたい。例えば、水素は、大気圧（典型的には約１バール）で電解槽３０によって生成され、各ステージが約２．６６の圧力比（すなわち、入口圧力と出口圧力との間の比）を有する６つの圧縮ステージを使用してコンプレッサ４１によって３５０バールまで圧縮されてもよい。コンプレッサ４１のおかげで、水素貯蔵ユニット４３内に圧縮された水素を貯蔵することが可能であり、実質的に、水素貯蔵ユニット４３内の水素の密度が増加されることを意味する。

【0021】

有利には、コンプレッサ４１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換してコンプレッサ４１を駆動するように構成された第１の電気モータ４２に機械的に結合される。好ましくは、第１の電気モータ４１は、電力スプリッタ１１に電気的に結合され（それらを接続する点線を参照）、そこから第３の電気エネルギー１３の少なくとも一部を受け取るように構成される。

【0022】

既に述べたように、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４は、ガスタービンエンジン１０の総電力出力の０％～１００％の範囲で経時的に変化してもよい。好ましくは、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４の各々は、発電機９の総電力出力から（経時的に実質的に一定である）第３の電気エネルギー１３を引いた値の０％～１００％、すなわち「充電電気エネルギー」の０％～１００％の範囲内で経時的に変化し得る。特に、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４は、システムに現在接続されている自動車に応じて（すなわち、自動車によって必要とされ、したがって電気自動車充電ステーション２０及び／又は水素自動車充電ステーション４０から「取られる」電気エネルギー及び／又は水素に応じて）変化してもよく、及び／又は所定の戦略に従って変化してもよい。所定の戦略は更に、電気自動車貯蔵ユニット２３及び／又は水素自動車貯蔵ユニット４３の１つ以上の容量信号に依存し得ることに留意されたい。

【0023】

可能性によれば、電力スプリッタ１１は、電気自動車充電ステーション２０及び／又は水素自動車充電ステーション４０のセンサから受信した１つ以上の信号に応じて、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４を変化させることができる。例えば、電力スプリッタ１１によって電気自動車貯蔵ユニット２３に供給される第１の電気エネルギー１２は、電気自動車貯蔵ユニット２３のセンサが低容量信号を送信し、電力スプリッタ１１によって電解槽３０に供給される第２の電気エネルギー１４が「充電電気エネルギー」の例えば５％又は０％であるとき、「充電電気エネルギー」の例えば９５％又は１００％であってもよい。信号を受信した後、所定の時間、例えば５分後、電力スプリッタ１１は、第１の電気エネルギー１２が「充電電気エネルギー」の例えば７０％又は８０％であり、第２の電気エネルギー１４が「充電電気エネルギー」の例えば３０％又は２０％であるように、発電機９からの電気エネルギーの分割を変化させることができる。信号を受信した後、別の所定の時間、例えば１０分後、電力スプリッタ１１は、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４の両方が、例えば「充電電気エネルギー」の５０％であるように、発電機９からの電気エネルギーの分割を変化させることができる。

【0024】

別の可能性によれば、電力スプリッタ１１によって電気自動車貯蔵ユニット２３に供給される第１の電気エネルギー１２は、電気自動車貯蔵ユニット２３のセンサが低容量信号を送信するとき（電力スプリッタ１１によって電解槽３０に供給される第２の電気エネルギー１４が、「充電電気エネルギー」の例えば５％又は０％であるとき）、「充電電気エネルギー」の例えば９５％又は１００％であってもよく、電気自動車貯蔵ユニット２３のセンサが高容量信号を送信するまで同じ状態である。そのとき、電力スプリッタ１１は、第１の電気エネルギー１２が「充電電気エネルギー」の例えば１０％又は２０％であり、第２の電気エネルギー１４が「充電電気エネルギー」の例えば９０％又は８０％であり、電気自動車貯蔵ユニット２３又は水素自動車貯蔵ユニット４３のセンサからの別の信号が送信されるまで同じ状態であるように、発電機９からの電気エネルギーの分割を変更することができる。実際、電力スプリッタ１１が電気エネルギーを電気自動車貯蔵ユニット２３及び／又は電解槽３０に供給している間、電気自動車充電ステーション２０及び／又は水素自動車充電ステーション４０は、充電される必要がある１つ以上の自動車に結合されてもよく、したがって、電気自動車貯蔵ユニット２３からの電気エネルギー又は水素自動車貯蔵ユニット４３からの水素を消費し、したがって、それぞれの貯蔵容量を減少させる。

【0025】

別の可能性によれば、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４は、所定のスケジュールに従って変化してもよい。実際には、例えば、システムがどこに位置するかに基づいて（例えば、ショッピングセンターの駐車場において、高速道路アプリケーション又は遠隔アプリケーション又は都市アプリケーションが存在し得る）、所定の電気エネルギースケジュールが存在し得る。スケジュールは、自動車充電システム１００の設置前に行われた予備調査の結果であり得ることに留意されたい。所定の電気エネルギースケジュールは、例えば、１日の時刻に基づいて第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４の量を設定することができる。典型的には、夜間に、電気エネルギー又は水素の需要は、昼間の需要よりも低い。したがって、スケジュールは、１日の異なる時刻における需要を考慮して、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４を設定することができる。

【0026】

別の可能性によれば、第１の電気エネルギー１２及び第２の電気エネルギー１４は、例えば、１日の時刻及び／又は曜日及び／又は１年の月に基づく所定のスケジュールに従って変化してもよい。他の適切な所定の戦略が、当業者によって考慮され得ることに留意されたい。

【0027】

有利には、自動車充電システム１００は、ガスタービンエンジン１０に、特にエキスパンダセクション３の出口に流体結合され、そこから排気ガス１５を受け取るように構成された炭素捕捉ユニット７０を更に備える。典型的には、炭素捕捉ユニット７０は、組成中に無視できない量のＣＯ２を有し、例えば、最近のＣＯ２排出量規制に従って、周囲環境に排出される前に浄化されなければならない排出ガス１５を受け取る。図１及び図２を非限定的に参照すると、炭素捕捉ユニット７０は、ユニットに入り、周囲環境のＣＯ２を含まない（又は無視できる量のＣＯ２を含む）排気ガス７９中に排出される排気ガス１５に対して炭素捕捉を行う。炭素捕捉ユニット７０によって捕捉されたＣＯ２ ７８は、他の有用な用途に使用されてもよいし、販売のためにＣＯ２貯蔵所に送られてもよい。好ましくは、炭素捕捉ユニット７０は、Ｂａｋｅｒ ＨｕｇｈｅｓによるＣｏｍｐａｃｔ Ｃａｒｂｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ（３Ｃ）である。

【0028】

有利には、自動車充電システム１００は、ガスタービンエンジン１０に、特にエキスパンダセクション３の出口に流体結合され、そこから排気ガス１５を受け取るように構成された廃熱回収ユニット５０を更に備える。好ましくは、廃熱回収ユニット５０は、熱水又は蒸気流５１の形態で排気ガス１５から電解槽３に熱を伝達するように構成される。

【0029】

有利には、自動車充電システム１００は、廃熱回収ユニット５０からの熱水又は蒸気流５１の少なくとも一部からの熱を、次いで電解槽３０に提供される脱塩水流６１に伝達するように構成された熱交換器６０を更に備える。図２を非限定的に参照すると、脱塩水流６１が熱交換器６０に入り、熱交換器６０によって加熱され、熱交換器６０は、熱水又は蒸気流５１の少なくとも一部から脱塩水流６１に熱を伝達する。

【0030】

有利には、炭素捕捉ユニット７０が存在する場合、炭素捕捉ユニット７０は、廃熱回収ユニット５０に流体結合され、蒸気流５１を受け取るように構成される。言い換えれば、炭素捕捉ユニット７０が存在する場合、流れ５１は蒸気流５１であり、その一部（図２の参照５３を参照）は炭素捕捉を行うために炭素捕捉ユニット７０に送られる。より有利には、炭素捕捉ユニット７０が存在する場合、受け取られた蒸気流５３の少なくとも一部は、ポンプ７５によって廃熱回収ユニット５０内で再循環される（図２の参照７７を参照）。更に有利には、熱交換器６０の出口における蒸気流５１は、脱塩水流６１に熱を伝達した後、ポンプ７５によって廃熱回収ユニット５０内で再循環される（図２の参照７６を参照）。

【0031】

有利には、自動車充電システムは、ガスタービンエンジン１０から排気ガス１５を受け取り、排気ガス１５を炭素捕捉ユニット７０に吹き付けるように構成されたファン７１を更に備える。好ましくは、廃熱回収ユニット５０及び炭素捕捉ユニット７０の両方が存在する場合、ファン７１は、廃熱回収ユニット５０の下流に配置され、廃熱回収ユニット５０にわたる圧力損失を克服するために、排気ガス１５を炭素捕捉ユニット７０に吹き付けるように構成される。

【0032】

有利には、ファン７１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換してファン７１を駆動するように構成された第２の電気モータ７２に機械的に結合される。好ましくは、第２の電気モータ７１は、電力スプリッタ１１に電気的に結合され、そこから第３の電気エネルギー１３の少なくとも一部を受け取るように構成される。

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-20

【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】

自動車充電システム（１００）であって、
－ガスタービンエンジン（１０）と、
－発電機（９）と、
前記発電機（９）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に機械的に結合され、電気エネルギーを生成するように構成され、
－前記発電機（９）に電気的に結合された電力スプリッタ（１１）と、を備え、
前記電力スプリッタ（１１）は、前記発電機（９）のみによって生成された前記電気エネルギーを少なくとも第１の電気エネルギー（１２）と第２の電気エネルギー（１４）とに分割するように構成され、前記システムは、前記第１の電気エネルギー（１２）が電気自動車を充電するために使用され、前記第２の電気エネルギー（１４）が水素自動車を充電するために使用されるように構成される、自動車充電システム。

【請求項2】

前記ガスタービンエンジン（１０）は、時間的に一定の電気エネルギーを生成するように構成され、特に、常に公称電力で動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項3】

前記電力スプリッタ（１１）は、前記システムに接続された電気自動車及び水素自動車に応じて動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項4】

前記電力スプリッタ（１１）は、所定の戦略に従って動作するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム（１００）。

【請求項5】

自動車充電システム（１００）であって、前記自動車充電システムは更に、
－水の電気分解を行って水素を生成するように構成された電解槽（３０）と、
－少なくとも１つの電気自動車に結合されるように構成された電気自動車充電ステーション（２０）と、
－少なくとも１つの水素自動車に結合されるように構成された水素自動車充電ステーション（４０）と、を備え、
前記電気自動車充電ステーション（２０）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第１の電気エネルギー（１２）を受け取るように構成され、
前記電解槽（３０）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第２の電気エネルギー（１４）を受け取るように構成され、
前記水素自動車充電ステーション（４０）は、前記電解槽（３０）に流体結合されており、水素を受け取るように構成されている、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項6】

自動車充電システム（１００）であって、少なくとも１つの補助装置（４１、７１）を更に備え、
前記電力スプリッタ（１１）は、前記電気エネルギーを第１の電気エネルギー（１２）、第２の電気エネルギー（１４）及び第３の電気エネルギー（１３）に分割するように構成され、前記第３の電気エネルギー（１３）は、前記第１の電気エネルギー（１２）及び前記第２の電気エネルギー（１４）よりも小さく、
前記少なくとも１つの補助装置（４１、７１）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第３の電気エネルギー（１３）を受け取るように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項7】

自動車充電システム（１００）であって、前記電気自動車充電ステーション（２０）が、電気エネルギーを貯蔵するように構成された電気自動車貯蔵ユニット（２３）を備え、
前記電気貯蔵ユニット（２３）が、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第１の電気エネルギー（１２）を受け取るように構成されている、請求項５に記載の自動車充電システム。

【請求項8】

自動車充電システム（１００）であって、前記水素自動車充電ステーション（４０）は、水素を貯蔵するように構成された水素貯蔵ユニット（４３）を備え、
前記水素貯蔵ユニット（４３）は、前記電解槽（３０）に流体結合され、水素を受け取るように構成される、請求項５に記載の自動車充電システム。

【請求項9】

自動車充電システム（１００）であって、前記水素自動車充電ステーション（４０）が、少なくともコンプレッサ（４１）を更に備え、
前記コンプレッサ（４１）は、前記電解槽（３０）に流体結合され、水素を受け取るように構成され、
前記コンプレッサ（４１）は、前記電解槽（３０）によって生成された水素を圧縮し、圧縮された水素を前記水素貯蔵ユニット（４３）に提供するように構成される、請求項７に記載の自動車充電システム。

【請求項10】

自動車充電システム（１００）であって、第１の電気モータ（４２）を更に備え、前記コンプレッサ（４１）は、前記第１の電気モータ（４２）に機械的に結合され、
前記第１の電気モータ（４２）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記第３の電気エネルギー（１３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項８に記載の自動車充電システム。

【請求項11】

自動車充電システム（１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）は、燃焼を行い、排気ガス（１５）を生成し、前記自動車充電システム（１００）は、炭素捕捉ユニット（７０）を更に備え、
前記炭素捕捉ユニット（７０）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に流体結合され、排気ガス（１５）を受け入れるように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項12】

自動車充電システム（１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）は、燃焼を行い、排気ガス（１５）を生成し、前記自動車充電システム（１００）は、廃熱回収ユニット（５０）を更に備え、
前記廃熱回収ユニット（５０）は、前記ガスタービンエンジン（１０）に流体結合され、排気ガス（１５）を受け取るように構成され、
前記廃熱回収ユニット（５０）は、好ましくは、熱水又は蒸気流（５１）の形態で排気ガス（１５）から電解槽（３０）に熱を伝達するように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項13】

自動車充電システム（１００）であって、熱交換器（６０）を更に備え、
前記熱交換器（６０）は、前記熱水又は蒸気流（５１）の少なくとも一部から脱塩水流（６１）に熱を伝達するように構成され、
前記脱塩水（６１）の流れが、好ましくは前記電解槽（３０）に供給される、請求項１１に記載の自動車充電システム。

【請求項14】

自動車充電システム（１００）であって、前記炭素捕捉ユニット（７０）は、前記廃熱回収ユニット（５０）に流体結合され、前記廃熱回収ユニット（５０）から前記蒸気流（５３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項１０又は請求項１１に記載の自動車充電システム。

【請求項15】

自動車充電システム（１００）であって、ファン（７１）を更に備え、前記ファン（７１）は、前記ガスタービンエンジン（１０）から排気ガス（１５）を受け取り、前記排気ガス（１５）を炭素捕捉ユニット（７０）に吹き付けるように構成される、請求項１に記載の自動車充電システム。

【請求項16】

自動車充電システム（１００）であって、第２の電気モータ（７２）を更に備え、前記第２の電気モータ（７２）は、前記電力スプリッタ（１１）に電気的に結合され、前記電力スプリッタ（１１）から第３の電気エネルギー（１３）の少なくとも一部を受け取るように構成される、請求項１３に記載の自動車充電システム。

【国際調査報告】