JP6615399B1 - 電動移動体充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】地域内の直流の給電スポットを利用することができる電動移動体充電システムを提供する。【解決手段】直流電力供給設備１００は、１台又は２台以上の直流電源装置の出力部を同一の電力線に物理的接続して直流電源母線を構成する電源接続装置６０と、電動移動体を直流電源母線に物理的接続する第１の接続装置７１と、管理装置８０と、を含んでいる。管理装置８０は、第１の接続装置７１を介して電動移動体が直流電源母線に物理的接続されたときに通常充電モードを選択し、電動移動体に予め付与された識別情報を取得して、識別情報が直流電源母線に電気的接続可能な登録情報と判別したときに電動移動体に非走行モードを設定し、直流電源母線から電動移動体に必要量の直流電力を供給して電動移動体に搭載された電力貯蔵装置を充電し、電動移動体に必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、直流電源母線と電動移動体とを解列する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動移動体充電システムに関する。

ある地域の既設の風力発電設備については、ＦＩＴ（再生可能エネルギーの固定価格買取制度）の契約で定められた２０年間の電力系統への売電期間がまもなく終了する。売電期間終了後の風力発電設備の運用が望まれていた。

化石燃料価格の高騰、環境への配慮、地球温暖化防止などを背景に、大容量の蓄電池を搭載したプラグインハイブリッド電動車両、ピュア電動車両が注目され、その市場が急激に拡大している。この傾向がさらに加速するものと予測されている。

特開２０１６−１０３９７１号公報

しかしながら、電動車両は、所定の位置に配設する、長い充電時間を必要とする普通充電タイプか、短い充電時間で充電可能な急速充電タイプの給電設備を必要とする。特許文献１には、急速充電装置を連系して充電容量の確保が提案されている。既存の充電装置は、基本的に交流の商用電力系統から充電装置を介して電力供給を受けている。従って、充電環境を改善しようとすると、これらの商用電力系統に充電設備を新たに設置することを要し、大きなコスト負担となっている。

他方、既存の風力発電設備の有効活用を図るため、地域内での自家消費型への電力供給に切り替えて運用することが望まれていた。さらに、地域内には、太陽光発電設備、自家発電設備等が存在している。このため、発明者らは、既存の電動車両の充電方式に限定せず、地域内の発電設備を有効利用した電動移動体の充電方式及びその構成を検討した。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、地域内の直流の給電スポットを利用することができる電動移動体充電システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の電動移動体充電システムは、管理されたエリアにおいて、駆動用電動装置を回転駆動させて走行する電動移動体に直流電力を供給する直流電力供給設備を有する電動移動体充電システムであって、直流電力供給設備は、所定電圧の直流電力を供給する複数の直流電源装置と、直流電源装置の出力部を同一の電力線に物理的接続して直流電源母線を構成する電源接続装置と、電動移動体を直流電源母線に電力変換器を介さずに物理的接続する複数の第１の接続装置と、管理装置と、を含んでおり、管理装置は、第１の接続装置を介して電動移動体が直流電源母線に物理的接続されたときに通常充電モードを選択し、電動移動体に予め付与された識別情報を取得して、識別情報が直流電源母線に電気的接続可能な登録情報と判別したときに電動移動体に非走行モードを設定し、直流電源母線から電動移動体に必要量の直流電力を供給して電動移動体に搭載された電力貯蔵装置を充電し、電動移動体に必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、直流電源母線と電動移動体とを解列することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。

本発明によれば、電動移動体は、地域内の直流の給電スポットを利用することができる。

本実施形態に係る管理エリアの直流電力供給設備の構成を示す図である。 本実施形態に係る電動移動体の構成を示す図である。 本実施形態に係る管理装置の構成を示す図である。 記憶部の電動移動体管理情報の一例を示す図である。 記憶部の電動移動体充電情報の一例を示す図である。 本実施形態に係る選択装置の構成を示す図である。 本実施形態に係る電気的絶縁装置の構成を示す図である。 本実施形態に係る管理装置の処理部の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る管理装置の処理部の他の例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る管理エリアの必要量の管理情報の一例を示す図である。 本実施形態に係る管理エリアの給電スポットの他の構成を示す図である。 本実施形態に係る電動移動体の他の構成を示す図であり、走行モードにおいて（ａ）はエコモードの場合、（ｂ）パワーモードの場合である。

本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る管理エリアＡ１の直流電力供給設備１００の構成を示す図である。直流電力供給設備１００は、特定の管理エリアＡ１に電力を供給する１以上の再生可能エネルギーの風力発電設備である第１発電設備１０と、１以上の再生可能エネルギーの太陽光発電設備である第２発電設備２０と、熱機関を動作させて発電する１以上の第３発電設備３０と、商用電力系統４１の交流系統からの供給設備４０と、第１発電設備１０，第２発電設備２０、第３発電設備３０の余剰電力を蓄電・放電する蓄電設備５０と、直流電源装置の出力部を同一の電力線（直流電源母線ＤＬ）に物理的接続して直流電源母線ＤＬを構成する電源接続装置６０と、電動移動体Ｖを直流電源母線ＤＬに物理的接続する第１の接続装置７１と、管理エリアＡ１への電力供給量を制御する管理装置８０とを含んで構成されている。

第１発電設備１０は、風力発電機１１からの交流電力を電力変換器１２で所定電圧の直流電力に変換してから直流電源母線ＤＬに接続されている。同様に、第２発電設備２０は、太陽光発電機２１からの直流電力を電力変換器２２で所定電圧の直流電力に変換してから直流電源母線ＤＬに接続されている。第３発電設備３０は、熱機関を動作させて発電する発電機３１の交流電力を電力変換器３２で所定電圧の直流電力に変換してから直流電源母線ＤＬに接続されている。供給設備４０は、商用電力系統４１の交流電力を電力変換器４２で所定電圧の直流電力に変換してから直流電源母線ＤＬに接続されている。蓄電設備５０は、電力蓄電装置５１の直流電力を電力変換器５２で変換してから直流電源母線ＤＬに接続されている。なお、図１においては、供給設備４０は、系統内の電力需要が足りているため直流電源母線ＤＬから遮断されている。

直流電力供給設備１００は、さらに、電動移動体Ｖを直流電源母線ＤＬに物理的接続する第２の接続装置７２と、直流電源母線ＤＬと第２の接続装置７２との間に急速充電用電力変換器７０を備えている。

直流電源母線ＤＬには、第１の接続装置７１または第２の接続装置７２を介して、電動移動体Ｖに電力を供給するための１以上の接続部ＪＬ（給電スポット）を有する。電動移動体Ｖは、両端に接続部ＪＣ１，ＪＣ２（図２参照）を有するケーブルＣを介して電力供給を受ける。電動移動体ＶへのケーブルＣが接続されていない状態では、第１の接続装置７１または第２の接続装置７２は、遮断されている

第３発電設備３０は、例えば、木質ガス化発電機、液化天然ガス発電機、バイオガス発電機、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ケロシンエンジン、ロータリエンジン、ガスタービンによる発電設備等である。木質ガス化発電機は、廃棄する予定の間伐材等を利用して発電するため、直流電力供給設備１００において低コスト化が図れるというメリットがある。

第１発電設備１０及び第２発電設備２０の構成は、特に限定されるものではないが、第１発電設備１０及び第２発電設備２０は、再生可能エネルギーを利用した発電機であることが好ましく、第３発電設備３０は、発電コストが安い自家発電機であることが好ましい。

本実施形態では、管理エリア（地域）の既設の風力発電設備がＦＩＴ（再生可能エネルギーの固定価格買取制度）の契約で定められた２０年間の電力系統への売電期間がまもなく終了するため、売電期間終了後の風力発電設備を運用することを図った。風力発電設備、太陽光発電設備の運用を行うことにより、燃料コストを掛けずに地域内へ電力を供給することが可能となる。

また、風力発電設備及び太陽光発電設備における発電量が要求負荷に対して足りなくなった場合に、例えば、木質ガス化発電機において追炊き運転を行って発電出力を上げると共に、電力を追加で供給することができる。

管理装置８０は、第１の接続装置７１を介して電動移動体Ｖが直流電源母線ＤＬに物理的接続されたときに通常充電モードを選択し、電動移動体Ｖに予め付与された識別情報を取得して、識別情報が直流電源母線ＤＬに電気的接続可能な登録情報と判別したときに電動移動体Ｖに非走行モードを設定し、直流電源母線ＤＬから電動移動体Ｖに必要量の直流電力を供給して電動移動体Ｖに搭載された電力貯蔵装置４（図２参照）を充電し、電動移動体Ｖに必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、直流電源母線ＤＬと電動移動体Ｖとを解列する。

また、管理装置８０は、第２の接続装置７２を介して電動移動体Ｖが急速充電用電力変換器７０に物理的接続されたときに急速充電モードを選択し、識別情報を取得して、識別情報が急速充電用電力変換器７０に電気的接続可能な登録情報と判別したときに電動移動体Ｖに非走行モードを設定し、急速充電用電力変換器７０を介して、直流電源母線ＤＬから供給するより高圧な大容量の直流電力を電動移動体Ｖに必要量供給して電動移動体Ｖに搭載された電力貯蔵装置４（図２参照）を充電し、電動移動体Ｖに必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、直流電源母線ＤＬと電動移動体Ｖとを解列する。

図２は、本実施形態に係る電動移動体Ｖの構成を示す図である。電動移動体Ｖは、電力を供給して駆動用電動装置５を回転駆動させて走行する電動移動体である。電動移動体Ｖは、外部から直流電力を受電する第１の受電接続部Ｊ１と、第１の受電接続部Ｊ１から直流電力を受給して交流電力に変換する第１の電力変換器１と、電力を貯蔵し、駆動用電動装置５を回転駆動するのに必要な電力を供給する電力貯蔵装置４と、電力貯蔵装置４の直流電力を交流電力に変換する第２の電力変換器２と、第２の電力変換器２と第１の電力変換器１及び駆動用電動装置５との中間位置に配設され、第２の電力変換器２に第１の電力変換器１、又は、駆動用電動装置５、の何れを選択して接続する選択装置３と、第１の電力変換器１、第２の電力変換器２等を制御する制御装置７とを含んで構成されている。また、電動移動体Ｖは、電力貯蔵装置４に直結する第２の受電接続部Ｊ２を有している。

選択装置３は、電動移動体Ｖが走行時に、駆動用電動装置５を選択して第２の電力変換器２を介して電力貯蔵装置４に接続し、電動移動体Ｖが非走行時に第１の電力変換器１を選択して第２の電力変換器２を介して電力貯蔵装置４に接続する。

また、選択装置３は、電動移動体Ｖが走行時に、駆動用電動装置５を選択して、電力貯蔵装置４から出力される直流電力を第２の電力変換器２により交流電力に変換して駆動用電動装置５に供給し、電動移動体Ｖが非走行時に、第１の電力変換器１を選択して、準備された直流電力供給装置（本実施形態では、直流電力供給設備１００）から受給する直流電力を第１の電力変換器１により変換した交流電力を第２の電力変換器２に供給して直流電力に変換し、電力貯蔵装置４に供給して充電する。

図２の構成をさらに詳細に説明する。電動移動体Ｖは、外部から直流電力を受給する第１の受電接続部Ｊ１と、第１の受電接続部Ｊ１から第１の接続部Ｊ１１を介して受給する、直流電力を交流電力に変換する第１の電力変換器１と、電動移動体Ｖを走行させる駆動用電動装置５を回転駆動する駆動用電力を発生させる電力貯蔵装置４と、電力貯蔵装置４から第１の接続部Ｊ２１を介して、電力貯蔵装置４から供給される直流電力を交流電力に変換する第２の電力変換器２と、第２の電力変換器２の第２の接続部Ｊ２２に、第１の電力変換器１の第２の接続部Ｊ１２、又は、駆動用電動装置５の接続部Ｊ５、の何れかを選択して接続する選択装置３と、を含んでいる。

電動移動体Ｖは、非走行モードのときに、第１の受電接続部Ｊ１が第１の接続装置７１を介して直流電源母線ＤＬに物理的接続されると、識別情報を管理装置８０に送信するとともに、第１の受電接続部Ｊ１と直流電源母線ＤＬとの間で電気的接続が成立してから解列するまでの間、第１の受電接続部Ｊ１を介して直流電源母線ＤＬから受電した直流電力を第１の電力変換器１により交流電力に変換して、第２の電力変換器２に供給し、直流電力に変換して電力貯蔵装置４に供給して充電する。

また、電動移動体Ｖは、非走行モードのときに、第２の受電接続部Ｊ２が第２の接続装置７２を介して急速充電用電力変換器７０に物理的接続された場合、識別情報を管理装置８０に送信するとともに、第２の受電接続部Ｊ２と急速充電用電力変換器７０との間で電気的接続が成立してから解列するまでの間、第２の受電接続部Ｊ２を介して急速充電用電力変換器７０から受電した直流電力を電力貯蔵装置４に供給して充電する。

電動移動体Ｖは、非走行モードが解除されたときに、電力貯蔵装置４から出力される直流電力を第２の電力変換器２に供給して交流電力に変換し、駆動用電動装置５に供給して走行モードに移行する。

また、電動移動体Ｖは、回生ブレーキ装置（図示せず）を備え、走行モードにおいて、電力貯蔵装置４の出力が抑制されたときに、駆動用電動装置５により生じた電力を第２の電力変換器２を介して電力貯蔵装置４に供給して電力貯蔵装置４に充電するとよい。

図３は、本実施形態に係る管理装置８０の構成を示す図である。管理装置８０は、処理部８１、記憶部８２、入力部８３、表示部８４、通信部８５を有する。処理部８１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、第１の接続装置７１及び第２の接続装置７２を制御する第１／第２の接続装置制御部８１１、電動移動体Ｖの充電の必要量を算出する電動移動体の充電必要量算出部８１２、必要容量の電源を選択するため電源接続装置６０を制御する電源接続装置制御部８１３等を有している。

記憶部８２には、電動移動体Ｖの管理情報である電動移動体管理情報８２１（図４参照）、電動移動体Ｖの充電状態を示す電動移動体充電情報８２２（図５参照）、直流電源の管理情報である直流電源管理情報８２３等が記憶されている。

入力部８３は、キーボードやマウス等のコンピュータに指示を入力するための装置であり、プログラム起動等の指示を入力する。表示部８４は、ディスプレイ等であり、管理装置８０による処理の実行状況や実行結果等を表示する。通信部８５は、ネットワーク等を介して、他の装置と各種データやコマンドを交換する。

図４は、記憶部８２の電動移動体管理情報８２１の一例を示す図である。電動移動体管理情報８２１には、電動移動体管理ＩＤ（識別情報）、前記識別情報が有効か否かを示す有効可否情報、電動移動体Ｖの電力貯蔵装置４の最大貯蔵量、通常充電モードを許可するか否かを示す通常充電モード可否情報、急速充電モードを許可するか否かを示す急速充電モード可否情報、電動移動体Ｖの所有者情報、その所有者の連絡先等が含まれる。

図５は、記憶部８２の電動移動体充電情報８２２の一例を示す図である。電動移動体充電情報８２２には、電動移動体管理ＩＤ（識別情報）、電動移動体Ｖが接続された日時、通常充電モードか急速充電モードかの接続モード種別、接続許可された電動移動体Ｖの現在の電力貯蔵量、電動移動体の充電必要量算出部８１２で算出された必要量（＝最大貯蔵量−現在貯蔵量）、電動移動体Ｖが解列された日時、解列までに充電された充電量等が含まれる。

電動移動体の充電必要量算出部８１２は、電動移動体Ｖが解列された際に、充電した充電量も算出している。これにより、電動移動体管理ＩＤの所有者に対し、例えば、各電動移動体管理ＩＤについて充電量の累積充電量を算出し、月末に累積充電量に対する費用を請求することができる。

また、電動移動体の充電必要量算出部８１２は、接続された電動移動体Ｖの充電に必要な必要量を所定時間ごとに算出し、例えば時間ごとにに各電動移動体Ｖの合計を必要量の合計値（必要量合計値）として算出している。この必要量の合計値は、後記する直流電源装置の選択に判定する際に使用される値となる。

図６は、本実施形態に係る選択装置３の構成を示す図である。選択装置３は、３相の切替装置である。受電状態のときは、切替スイッチ３ｕ，３ｖ，３ｗは、第２の電力変換器２と第１の電力変換器１とが接続されており（実線参照）、受電状態でないときは、切替スイッチ３ｕ，３ｖ，３ｗは、第２の電力変換器２と駆動用電動装置５とが接続されている（破線参照）。

図７は、本実施形態に係る電気的絶縁装置６の構成を示す図である。適宜図２を参照する。従来の自動車用急速充電規格であるＣＨＡｄｅＭＯ規格（登録商標）では、系統電源（商用電源）と電気自動車との間を絶縁することが義務付けられている。これと類似形態とするため、図７では、第１の電力変換器１と第２の電力変換器２との間に電気的絶縁装置６を配置した。電気的絶縁装置６は、例えば、絶縁電圧変圧器である。

即ち、選択装置３と第１の電力変換器１の第２の接続部Ｊ１２との中間位置に、第１の電力変換器１の第２の接続部Ｊ１２と第２の電力変換器２の第２の接続部Ｊ２２とが接続されたときに、第１の電力変換器１と第２の電力変換器２とを電気的に絶縁する電気的絶縁装置６を配設している。

図８は、本実施形態に係る管理装置８０の処理部８１の一例を示すフローチャートである。適宜図１〜図３を参照する。処理部８１は、第１の接続装置７１の接続を検知か否かを判定する（ステップＳ８１）。処理部８１は、第１の接続装置７１の接続を検知した場合（ステップＳ８１，Ｙｅｓ）、通常充電モードを選択し（ステップＳ８２）、ステップＳ８３に進み、第１の接続装置７１の接続を検知しない場合（ステップＳ８１，Ｎｏ）、ステップＳ８１に戻る。

ステップＳ８３において、処理部８１は、接続された電動移動体Ｖから電動移動体管理ＩＤ（識別情報）を取得し、電動移動体管理情報１８１を参照して、登録情報と合致するか否かを判定する（ステップＳ８４）。登録情報と合致する場合（ステップＳ８４，Ｙｅｓ）、ステップＳ８５に進み、合致しない場合（ステップＳ８４，Ｎｏ）、電動移動体Ｖに登録されていない旨を通知し、ステップＳ８１に戻る。

ステップＳ８５において、処理部８１は、非走行モードに設定し、充電に必要な必要量を算出し、充電を開始する（ステップＳ８６）。充電を開始後、電動移動体Ｖからの解列指令信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ８７）、解列指令信号を受信しない場合（ステップＳ８７，Ｎｏ）、ステップＳ８８に進み、解列指令信号を受信した場合（ステップＳ８７，Ｙｅｓ）、ステップＳ８９に進む。

ステップＳ８８において、処理部８１は、電動移動体Ｖの最大貯蔵量に到達したか否かを判定し、最大貯蔵量に到達した場合（ステップＳ８８，Ｙｅｓ）、ステップＳ８９に進み、最大貯蔵量に到達していない場合（ステップＳ８８，Ｎｏ）、ステップＳ８７に戻る。ステップＳ８９において、処理部８１は、充電を終了し、非走行モードを解除する。そして、処理部８１は、第１の接続装置７１を遮断し（ステップＳ８Ｅ）、一連の処理を終了する。

図９は、本実施形態に係る管理装置８０の処理部８１の他の例を示すフローチャートである。適宜図１〜図３を参照する。処理部８１は、第２の接続装置７２の接続を検知か否かを判定する（ステップＳ９１）。処理部８１は、第２の接続装置７２の接続を検知した場合（ステップＳ９１，Ｙｅｓ）、急速充電モードを選択し（ステップＳ９２）、ステップＳ９３に進み、第２の接続装置７２の接続を検知しない場合（ステップＳ９１，Ｎｏ）、ステップＳ９１に戻る。

ステップＳ９３において、処理部８１は、接続された電動移動体Ｖから電動移動体管理ＩＤ（識別情報）を取得し、電動移動体管理情報１８１を参照して、登録情報と合致するか否かを判定する（ステップＳ９４）。登録情報と合致する場合（ステップＳ９４，Ｙｅｓ）、ステップＳ９５に進み、合致しない場合（ステップＳ９４，Ｎｏ）、電動移動体Ｖに登録されていない旨を通知し、ステップＳ９１に戻る。

ステップＳ９５において、処理部８１は、非走行モードに設定し、充電に必要な必要量を算出し、充電を開始する（ステップＳ９６）。充電を開始後、電動移動体Ｖからの解列指令信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ９７）、解列指令信号を受信しない場合（ステップＳ９７，Ｎｏ）、ステップＳ９８に進み、解列指令信号を受信した場合（ステップＳ９７，Ｙｅｓ）、ステップＳ９９に進む。

ステップＳ９８において、処理部８１は、電動移動体Ｖの最大貯蔵量に到達したか否かを判定し、最大貯蔵量に到達した場合（ステップＳ９８，Ｙｅｓ）、ステップＳ９９に進み、最大貯蔵量に到達していない場合（ステップＳ９８，Ｎｏ）、ステップＳ９７に戻る。ステップＳ９９において、処理部８１は、充電を終了し、非走行モードを解除する。そして、処理部８１は、第２の接続装置７２を遮断し（ステップＳ９Ｅ）、一連の処理を終了する。

管理装置８０は、同一の識別情報に対して、第１の接続装置７１により電気的接続が確立している間は第２の接続装置７２による電気的接続を設定せず、第２の接続装置７２により電気的接続が確立している間は第１の接続装置７１による電気的接続を設定しない。これにより、同一の識別情報における電動移動体Ｖに対し、通常充電モードと急速充電モードとの重複する充電モードの設定を回避することができる。

以上説明したように、管理装置８０は、識別情報に対応する電力貯蔵装置４の最大貯蔵量を紐付けて予め記憶部８２に記憶し、非走行モードのときに、最大貯蔵量と、電動移動体Ｖから取得した電力貯蔵装置４の現在貯蔵量と、の差分を算出して必要量を設定することができる。

管理装置８０は、非走行モードが設定された電動移動体Ｖに設定した必要量の合計値を算出し、必要量の合計値に応じて直流電源母線ＤＬに物理的接続された直流電源装置の中から必要なものを選択して直流電源母線ＤＬに電気的接続するとよい。これにより、合計必要量が増加したときに、直流電源からの供給を増加することができ、合計必要量が減少したときに、直流電源からの供給を減少することができる。

図１０は、本実施形態に係る管理エリアＡ１の必要量の管理情報８２４の一例を示す図である。管理装置８０は、時間ごとに電動移動体管理ＩＤの必要量を管理している。即ち、図１０では、図５に示した必要量（＝最大貯蔵量−現在貯蔵量）を時間ごとに管理し、時間ごとに合計値を必要量の合計値（必要量合計値）として管理している。具体的に説明すると、電動移動体管理ＩＤが「Ｖ０００００１」、「Ｖ０００００２」、「Ｖ００００５」の場合、普通充電タイプを利用し、８時間充電が必要であり、電動移動体管理ＩＤが「Ｖ０００００３」の場合、急速充電タイプを利用し、１時間の充電で終了する。また、電動移動体管理ＩＤが「Ｖ０００００４」、「Ｖ０００００５」、「Ｖ００１００３」、「Ｖ００１００４」、「Ｖ００１００５」の場合、普通充電タイプであるが、必要量に応じて、２時間、５時間、３時間、４時間、６時間となっている。従って、管理装置８０は、所定時間後の必要量の合計値に応じて、直流電源母線ＤＬに物理的接続された直流電源装置の中から必要なものを選択して直流電源母線ＤＬに電気的接続するとよい。なお、図１０では、１時間ごとの必要量の合計値を算出しているが、３０分ごとであってもよい。

管理装置８０は、識別情報ごとに現在貯蔵量を管理し、現在貯蔵量の値が対応する最大貯蔵量に到達したときに、又は、電動移動体Ｖから解列指令信号を受信したときに、対応する電動移動体Ｖの非走行モードを解除して直流電源母線ＤＬから解列することができる。

本実施形態の電動移動体Ｖは、ケーブルＣを介して、比較的低圧（例えば、ＤＣ２００Ｖ）の直流電源母線ＤＬから受電し、ＤＣ−ＡＣコンバータ（ＤＣ−ＡＣインバータともいう）としての第１の電力変換器１で交流電力に変換し、ＡＣ−ＤＣコンバータとしての第２の電力変換器２で高圧（例えば、ＤＣ３６０〜４００Ｖ）の直流電力に変換して電力貯蔵装置４に充電できる。従来、地域に比較的高価な急速充電装置を配置する必要があったが、本願発明では、電動移動体Ｖに第１の電力変換器１（ＤＣ−ＡＣコンバータ）及び選択装置３を配置することにより、急速ではないが、充電可能となる。また、地域内に給電スポットである接続部ＪＬ（図１参照）を多数設けてあれば、どこの接続部ＪＬからも、電動移動体Ｖに充電可能となる。急速充電が必要なときは、第２の接続装置７２、急速充電用電力変換器７０を介して、充電可能である。

（変形例）
図１に示す実施形態では、直流電源母線ＤＬは単一の場合について示したが、これに限定されるわけではない。直流電源母線ＤＬが分岐して、管理エリアに配置されていてもよい。

図１１は、本実施形態に係る管理エリアＡ２の給電スポットの他の構成を示す図である。図１１には、管理エリアＡ２において給電スポットを分岐直流母線に多数設けた構成を示す。管理エリアＡ２には、直流電源母線ＤＬから分岐直流母線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３が分岐されている。各分岐直流母線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３には、複数の接続部ＪＬがある。電動移動体Ｖは、どこの接続部ＪＬ（給電スポット）から随時充電可能となる。

管理エリアＡ２が、所定の市町村であれば、電力ケーブルで分岐直流母線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３等を配置すれば、予め登録された電動移動体Ｖは、充電装置場所まで移動せずに、近い接続部ＪＬ（給電スポット）から充電可能となる。また、電動移動体Ｖは、充電容量が少なくなった場合においても、近くの接続部ＪＬから充電可能となる。

また、管理エリアＡ２が、生産工場とすると、各生産工場内に電力ケーブルで分岐直流母線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３等を配置するとよい。図１に示す実施形態では、電動移動体Ｖとして、電気自動車等を図示したが、これに限定されない。電動移動体Ｖとして、工場内に配置されたバッテリー式のフォークリフト等であってもよい。

また、第３発電設備３０は、輸入品である天然ガスや石油を燃料とする発電機に比べ、元々廃棄することとなる地域内の間伐材等を利用した木質ガス化発電機であれば、輸送コスト等を考慮すればコストパフォーマンスにすぐれたものであることはいうまでもない。

図１２は、本実施形態に係る電動移動体Ｖの他の構成を示す図であり、走行モードにおいて（ａ）はエコモードの場合、（ｂ）パワーモードの場合である。図１２において、走行モード時において、第１の電力変換器１と第２の電力変換器２から駆動用電動装置５に電力供給できる構成について説明する。図１２において、配線は単線で模式的に回路を示している。

図１２は、図２と比較してＣ接点スイッチ８（第１のスイッチ）、Ａ接点スイッチ９（第２のスイッチ）が追加されている。Ｃ接点スイッチ８は、第１の受電接続部Ｊ１と第１の電力変換器１との間に配置している。Ａ接点スイッチ９は、第１の電力変換器１と駆動用電動装置５との間に配置し常時はオープン（ＯＦＦ）の状態である。

Ｃ接点スイッチ８は、第１の電力変換器１の第１の接続部Ｊ１１に共通端子（ＣＯＭ：コモン）を接続し、電力貯蔵装置４の出力部側にａ接点端子（ＮＯ：ノーマリオープン）、第１の受電接続部Ｊ１側にｂ接点端子（ＮＣ：ノーマリクローズ）を設けた。

図１２（ａ）のエコモードにおいて、Ｃ接点スイッチ８はｂ接点端子に接続されたままであり、さらに、Ａ接点スイッチ９もオープン（ＯＦＦ）のままである。駆動用電動装置５には、第２の電力変換器２を介して供給される交流電力のみが供給される。

図１２（ｂ）のパワーモードにおいて、Ｃ接点スイッチ８は、ａ接点端子に接続して電力貯蔵装置４からの出力を第１の電力変換器１に入力し、さらに、Ａ接点スイッチ９をクローズ（ＯＮ）して第１の電力変換器１の交流電力を駆動用電動装置５に供給する。これにより、このパワーモードにおいては、第１の電力変換器１及び第２の電力変換器２の交流電力が、ともに駆動用電動装置５に供給される。なお、第１の電力変換器１及び第２の電力変換器２から駆動用電動装置５に供給される交流電力の位相は、同期している。

本実施形態に係る直流電力供給設備１００によれば、燃料コストが不要となる既設の再生可能エネルギー発電機（例えば、風力発電機）によって、優先的に管理エリアへと電力を供給し、電力が不足する場合に、燃料を要する他の発電機（例えば、木質ガス化発電機）によって、追加的に管理エリアへと電力を供給することができる。これにより、コストを抑えつつ、電動移動体Ｖ等に安定した電力を供給することできる。

１ 第１の電力変換器
２ 第２の電力変換器
３ 選択装置
３ｕ，３ｖ，３ｗ 切替スイッチ
４ 電力貯蔵装置
５ 駆動用電動装置
６ 電気的絶縁装置
７ 制御装置
８ Ｃ接点スイッチ（第１のスイッチ）
９ Ａ接点スイッチ（第２のスイッチ）
１０ 第１発電設備
１１ 風力発電機
１２，２２，３２，４２，５２ 電力変換器
２０ 第２発電設備
２１ 太陽光発電機
３０ 第３発電設備
３１ 発電機
４０ 供給設備
４１ 商用電力系統
５０ 蓄電設備
５１ 電力蓄電装置
６０ 電源接続装置
７１ 第１の接続装置
７２ 第２の接続装置
８０ 管理装置
８１ 処理部
８１１ 第１／第２の接続装置制御部
８１２ 電動移動体の充電必要量算出部
８１３ 電源接続装置制御部
８２ 記憶部
８２１ 電動移動体管理情報
８２２ 電動移動体充電情報
８２３ 直流電源管理情報
８３ 入力部
８４ 表示部
８５ 通信部
１００ 直流電力供給設備
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 管理エリア
Ｃ ケーブル
ＤＬ 直流電源母線
ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３ 分岐直流母線
Ｊ１ 第１の受電接続部
Ｊ２ 第２の受電接続部
Ｊ１１，Ｊ２１ 第１の接続部
Ｊ１２，Ｊ２２ 第２の接続部
Ｊ５ 接続部
ＪＣ１，ＪＣ２ 接続部
ＪＬ 接続部（給電スポット）
Ｖ 電動移動体

Claims (10)

1. 管理されたエリアにおいて、駆動用電動装置を回転駆動させて走行する電動移動体に直流電力を供給する直流電力供給設備を有する電動移動体充電システムであって、
   前記直流電力供給設備は、
   所定電圧の直流電力を供給する複数の直流電源装置と、
   前記直流電源装置の出力部を同一の電力線に物理的接続して直流電源母線を構成する電源接続装置と、
   前記電動移動体を前記直流電源母線に電力変換器を介さずに物理的接続する複数の第１の接続装置と、
   管理装置と、を含んでおり、
   前記管理装置は、
   前記第１の接続装置を介して前記電動移動体が前記直流電源母線に物理的接続されたときに通常充電モードを選択し、前記電動移動体に予め付与された識別情報を取得して、前記識別情報が前記直流電源母線に電気的接続可能な登録情報と判別したときに前記電動移動体に非走行モードを設定し、前記直流電源母線から前記電動移動体に必要量の直流電力を供給して前記電動移動体に搭載された電力貯蔵装置を充電し、
   前記電動移動体に前記必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、前記直流電源母線と前記電動移動体とを解列する
   ことを特徴とする電動移動体充電システム。
2. 前記直流電力供給設備は、さらに、前記電動移動体を前記直流電源母線に物理的接続する第２の接続装置と、前記直流電源母線と前記第２の接続装置との間に急速充電用電力変換器を備え、
   前記管理装置は、
   前記第２の接続装置を介して前記電動移動体が前記急速充電用電力変換器に物理的接続されたときに急速充電モードを選択し、前記識別情報を取得して、前記識別情報が前記急速充電用電力変換器に電気的接続可能な登録情報と判別したときに前記電動移動体に非走行モードを設定し、前記急速充電用電力変換器を介して、前記直流電源母線から供給するより高圧な大容量の直流電力を前記電動移動体に必要量供給して前記電動移動体に搭載された電力貯蔵装置を充電し、
   前記電動移動体に前記必要量の直流電力を供給したときに非走行モードを解除し、前記直流電源母線と前記電動移動体とを解列する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動移動体充電システム。
3. 前記管理装置は、
   前記識別情報に対応する前記電力貯蔵装置の最大貯蔵量を紐付けて予め記憶部に記憶し、前記非走行モードのときに、前記最大貯蔵量と、前記電動移動体から取得した前記電力貯蔵装置の現在貯蔵量と、の差分を算出して前記必要量を設定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動移動体充電システム。
4. 前記管理装置は、
   前記非走行モードが設定された前記電動移動体に設定した所定時間ごとの前記必要量の合計値を算出し、前記所定時間ごとの必要量の合計値に応じて前記直流電源母線に物理的接続された前記直流電源装置の中から必要なものを選択して前記直流電源母線に電気的接続する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電動移動体充電システム。
5. 前記管理装置は、
   前記識別情報ごとに前記現在貯蔵量を管理し、前記現在貯蔵量の値が対応する前記最大貯蔵量に到達したときに、又は、前記電動移動体から解列指令信号を受信したときに、対応する前記電動移動体の非走行モードを解除して前記直流電源母線から解列する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電動移動体充電システム。
6. 前記電動移動体は、
   外部から直流電力を受電する第１の受電接続部と、
   前記第１の受電接続部から直流電力を受給して交流電力に変換する第１の電力変換器と、
   電力を貯蔵し、前記駆動用電動装置を回転駆動するのに必要な電力を供給する電力貯蔵装置と、
   前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換する第２の電力変換器と、
   前記第２の電力変換器と前記第１の電力変換器及び前記駆動用電動装置との中間位置に配設され、前記第２の電力変換器に前記第１の電力変換器、又は、前記駆動用電動装置、の何れを選択して接続する選択装置と、を含んでおり、
   前記電動移動体は、非走行モードのときに、
   前記第１の受電接続部が前記第１の接続装置を介して前記直流電源母線に物理的接続されると、前記識別情報を前記管理装置に送信するとともに、
   前記第１の受電接続部と前記直流電源母線との間で電気的接続が成立してから解列するまでの間、前記第１の受電接続部を介して前記直流電源母線から受電した直流電力を前記第１の電力変換器により交流電力に変換して、前記第２の電力変換器に供給し、直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に供給して充電する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動移動体充電システム。
7. 前記電動移動体は、前記電力貯蔵装置に直結する第２の受電接続部を有し、
   前記電動移動体は、非走行モードのときに、
   前記第２の受電接続部が前記第２の接続装置を介して急速充電用電力変換器に物理的接続された場合、前記識別情報を前記管理装置に送信するとともに、
   前記第２の受電接続部と前記急速充電用電力変換器との間で電気的接続が成立してから解列するまでの間、前記第２の受電接続部を介して前記急速充電用電力変換器から受電した直流電力を前記電力貯蔵装置に供給して充電する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動移動体充電システム。
8. 前記電動移動体は、非走行モードが解除されたときに、
   前記電力貯蔵装置から出力される直流電力を前記第２の電力変換器に供給して交流電力に変換し、前記駆動用電動装置に供給して走行モードに移行する
   ことを特徴とする請求項６に記載の電動移動体充電システム。
9. 前記管理装置は、同一の前記識別情報に対して、
   前記第１の接続装置により電気的接続が確立している間は前記第２の接続装置による電気的接続を設定せず、
   前記第２の接続装置により電気的接続が確立している間は前記第１の接続装置による電気的接続を設定しない
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動移動体充電システム。
10. 前記電動移動体は、さらに、
    前記第１の受電接続部と前記第１の電力変換器との中間位置に配設され、前記第１の電力変換器に前記第１の受電接続部、又は、前記電力貯蔵装置、の何れか選択して接続する第１のスイッチと、
    常時は非接続の前記第１の電力変換器と前記駆動用電動装置とを接続する第２のスイッチとを含んでおり、
    前記電動移動体は、常時は前記第１のスイッチは、前記第１の電力変換器に前記第１の受電接続部が接続されており、
    前記駆動用電動装置への電力供給を増加させるパワーモードの指令を受けた際に、前記第１のスイッチは、前記第１の電力変換器に前記電力貯蔵装置が接続されるとともに、前記第２のスイッチは、前記第１の電力変換器に前記駆動用電動装置が接続される
    ことを特徴とする請求項６に記載の電動移動体充電システム。

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