JP2012186995A

JP2012186995A - 街灯及びパーキングメータにより電動車バッテリに充電するシステム

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Publication number: JP2012186995A
Application number: JP2012050572A
Authority: JP
Inventors: Min-Gang Yoo; 劉▲敏▼強
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-09-27

Abstract

【課題】電力網から電力供給される公共固定物、例えば、街灯又はパーキングメータを介し、電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供する。
【解決手段】
本システムは、固定物上に設置される修正装置を含み、固定物を車両バッテリ充電ステーションに変換させ、この装置は、電力インタフェースモジュールを含み、それが固定物に電力供給する電力網に接続可能な新型鍵化電力出力コンセントを有する。この充電システムは、鍵化プラグを有する車載車両充電制御システムを含み、このプラグ及び前記電力出力コンセントが相補し、且つこのコンセントに挿入して初めて電力を取り出すことができる。このプラグは、車両充電器電気ケーブルの入力端に位置し、車両充電器電気ケーブルの出力端が車載車両充電制御システムに接続し、且つ充電ステーションアクセスイネーブル装置に挿入される時、初めて充電電流接触器を駆動し、充電電流がコンセントから車両内のバッテリに伝送させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、完全電動車(all-electric vehicles)及びハイブリッド車(hybrid vehicles)のバッテリに対し充電する方法及び装置に関し、特に、街灯、パーキングメータ又はその類に供給する既存電力を利用し、車両バッテリに対し充電し、車載装置を転用し、充電費用を支払う方法及び装置に関する。

内燃機を動力とする車両数の絶え間ない増加により生じた空気汚染は、世界各地の人々に代替え車両の使用を促し、それは、車両上に設置した車載バッテリで駆動する電動モータを利用する完全電動車を含んでいる。ハイブリッド車も車載バッテリで駆動する電動モータを主要動力としているが、依然として、１つの小さく、低動力、低汚染の内燃機を有し、それは、車両の駆動に用いることができ、或いは、車両起動中、バッテリの大量放電時にバッテリに対し再充電することができる。

ハイブリッド車及び完全電動車は、何れも経常的にそれらの車載バッテリに再充電する必要があり、再充電は、通常は、車両の基地にて１本の電気ケーブルを介して行い、電気ケーブルの内部端点が車上に位置するバッテリ充電器モジュールに接続する。電気ケーブルの外部端点は、１つの標準電力プラグを設け、それは、よく見る電力コンセントに挿入するか、専用のコンバータボックス又は充電装置により、都市電力網に接続することができる。

車載バッテリ駆動車両の使用は、日増しに増え、車両が使用者の居住地又は基地から離れている時、電動車の使用者の車両バッテリに再充電する充電施設に対する要求も益々多くなっている。このような要求に応じるため、政府機関は、既に高速道路又は道路に沿って、多くの地点に充電ステーションを構築している。しかしながら、電動車用の充電ステーションを、設置、構築及び維持する為の費用は、相當高く、これは、この種の施設が非常に少なく且つ設置間隔が大きいことの主な原因となっている可能性がある。

経常的に使用する電動車の数量が徐々に増加し、電動車の使用者が利用可能な公用充電ステーションの数量に欠くことにより、政府及び電動車の使用者が同様に直面する問題が急速に増加している。従って、政府機関は、都市電力網を利用可能な既存物件により大量に必要とされる電動車再充電ステーションを提供することを期待されており、また政府にとって、これは、最低消費である。本発明が提供する方法及び装置は、既存の都市施設、例えば、街灯及びパーキングメータを使用し、大量の充電ステーションとして、電力を電動車の充電バッテリに伝送し、それにより政府機関が消費する投資コストを低減するためのものであり、それがもたらす有利な条件が本発明の動機の所在である。

本発明の目的は、街路及び道路上に停車する電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、都市固定物、例えば、街灯又はパーキングメータに供給する電力をバッテリ充電電流の供給元として利用する電動車バッテリ充電システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、付属電力インタフェースモジュールを含み、都市電力網が電力供給する既存の街灯、パーキングメータ又はその類の固定物に更新取り付けに便利であり、それに電動車バッテリ電力供給ステーションの機能を持たせると同時に、更に本来の想定する機能、例えば、街路の照明又はパーキングの料金回収を実行させることができる電動車バッテリ充電システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、既存の都市施設又は固定物、例えば、パーキングメータ又は街灯の付属電力コンセントへの更新取り付けに便利であり、車載装置部材を使用し、政府機関が既存の都市施設上に支払い認証及び課金設備を取り付ける必要がなく、車両のバッテリ充電に提供した電力の電気料金を取得することができる電動車バッテリ充電システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、歩道の電動車バッテリ充電ステーションとして修正され、鍵化（keyed）電力出力コンセントを付加し、これにより、電力がただ相補的に鍵化プラグに出力され、それが車両充電器の電気ケーブルを介して車載装置に接続し、且つ政府機関又はその他の公認販売代理店へ予め支払いを行っている時、初めてこのコンセントから電力を取得することができる歩道上のパーキングメータ又は街灯により街路又は道路上の電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、停車完了時、車両の車両充電器から延伸する電気ケーブルの末端の鍵化プラグを使用し、パーキングメータ又は街灯の鍵化コンセントへ挿入延伸し、この装置は、車量が電源充電を受ける時に移動することを防止することに用いるが、バッテリが電力を供給する車両周辺機器、例えば、空調、ラジオ及びライトは、依然として動作可能な車載連動セイフティインタロックモジュール(safety interlock module)を含むパーキングメータ又は街灯により電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、表示装置に表示し、且つ車両外から明確に見ることができる停車及び/又は充電の支払いライセンス確認メッセージを発生し、且つ/又は支払実行機関の無線トランスポンダ質問装置 (transponder interrogation device)により使用するパーキングメータ又は街灯により電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、車両から延伸する車両充電器電気ケーブルの末端に位置し、非接触式鍵装置の多端電気プラグを有し、充電電力を出力する電気コンセント上の相補鍵装置に合わせ、パーキングメータ又は街灯内の電力網の導線の電気ケーブルの末端に位置し、車両充電器の電気ケーブルプラグの鍵装置がコンセントへ正確なパスワードを提供する時、初めて電力をコンセント電気ケーブルから車両充電器電気ケーブルに伝送させる電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、車載充電電気ケーブルの末端に位置し、非接触式鍵装置を有するプラグを利用し、パーキングメータ又は街灯から延伸する電気ケーブル末端の電気コンセント上に位置する相補鍵装置を合わせ、コンセント内の起動器を動作させ、カバー板を移動させ、このカバー板を、車両電気ケーブルプラグを電力源コンセントに挿入させる遮るもののない領域の進入通路を覆うことに用いる電動車のバッテリに対し充電するシステムを提供することである。

当業者にとって、付属の明細書、図面及び請求項を詳細に閲読することによって、本発明の異なる目的、利点及び最も重量な創新的特徴を明確に理解することができる。

理解すべきこととして、ここでは、本発明がこれら目的を徹底的に達成することができることを開示し、前記する利点も提示するが、ここで記載する本発明の特色は、好適実施例を説明するだけである。従って、本発明の専有権利範囲及び基本的権利は、記載される実施例の詳細により制限されるものではない。本発明のここでの記載に基づき、合理的に導き出すことができる均等、修正及び変形は、何れも本発明の請求項に定義する範囲に属する。

簡単に説明すると、本発明は、電動車バッテリに対し充電するシステムを含み、それは、既存の都市施設又は固定物、例えば、街灯及びパーキングメータに供給する電力を利用するものである。本発明に基づき、都市固定物、例えば、街路又は道路に接近し、且つ電力網から電力供給されるパーキングメータ又は街灯は、最小程度の修正又は更新を経て、この施設又は固定物に電動車充電ステーションの機能を持たせると同時に、この固定物が依然として既存機能、例えば、街灯又はパーキングメータ等の実行を持続することができる。最小程度の修正は、固定物上に充電ステーションの電気ケーブルを追加することを含み、それは、修正されて、充電ステーションの電気ケーブル内部端の導線に接続し、且つ固定物内部の電力網導線の負荷端に並列し、その供給端が都市電力網に接続される。

都市固定物上に更新取り付けされる充電ステーションの電気ケーブルは、充電ステーションの電気ケーブルの外側負荷端に位置する１つの新規な鍵化された防破壊且つ耐候性を具える充電電力を出力する電気コンセントを含む。この出力充電電力のコンセントは、電動機械スイッチ又は固体電子スイッチ、及び導電性及び伝導性を具備する新型鍵化ピンを含み、それは、新型構造設計を具備する正確鍵化プラグのみがコンセントから電力を取り出すことができる。このプラグは、更に、本発明のその他の部分を含んでいる。

本発明に基づき、ただ製造時又は部品市場を介してこのシステムを既に取り付けた新型車載部材を有し、且つそれが車載車両充電制御システムを含むもののみ、鍵化電気コンセントから電力を獲得することができる。この車載車両充電制御システムは、車内に設置する電子・電気機器部材を含み、それは、車両充電器電気ケーブルに接続し、車両充電器電気ケーブルの外部入力端新型鍵化プラグを設ける。

本発明に基づき、車載車両充電制御システムの車載部材は、充電電流制御器モジュールを含み、それは、既存の主要なバッテリ組又は主バッテリ組への供給を制御し、車両の充電電流を駆動し、補助バッテリも同様である。この充電電流制御器モジュールは、充電ライセンス又は充電ステーションアクセス信号を自動パワーオフ（Automatic Power Off,APO）モジュール内に設置する電磁又は固体電動スイッチに与え、ＡＰＯモジュールは、車内の充電器の電気ケーブル及び主要な主バッテリ組と直接接続する。

ただ政府機関又はその他の公認代理機構が発行する磁気的又は電気的コードを有する充電プリペイドカード、例えば、加入者識別モジュール (Subscriber Identity Module,SIM)カードが、充電電流制御器モジュールのカードリーダスロットに挿入される時のみ、充電ライセンス信号がＡＰＯ電動スイッチ継電器を起動し、充電電流を充電ステーションの電力出力コンセントから車両バッテリに伝送させる。

充電電流制御器モジュールは、電動車充電ステーションから取り出した充電量を予め設定された各単位電力に必要な費用と乗算し、比率に応じて充電カード内のプリペイド金額の残額中から差し引きを行う。

充電カード内に残額があれば、ＡＰＯは、充電電流制御器モジュールの信号により起動され、電流を街灯又はパーキングメータ上に取り付けた充電ステーションコンセントからこの装置を取り付けた車両に伝導させることができる。

本発明に基づき、都市施設又は固定物、例えば、パーキングメータ又は街灯が伝送する電流は、電動車使用者のプリペイドに基づき、電流が車両に伝送され、車上に位置する電量計又はクーロン充電計が充電カード上の残額の一定数量を差し引き、この数量は、車両に伝送した電量又は充電量を各単位充電量及び電量の費用率に乗算したものに等しく、例えば、何新台湾ドル又は何円として換算される。充電カード上の残額が０まで減少した場合、充電電流制御器モジュールがＡＰＯ内の電動スイッチに提供した充電ステーションにアクセスさせるイネーブル信号が除去され、電流が充電器コンセントから特定車両上に取り出されることを防止される。

車上の充電電流制御器モジュールは、更に、過剰量充電又はバッテリオーバフロー（battery overflow）センサ入力ポートを有し、車両バッテリに接続し、且つ充電電流制御器モジュールに入力する過剰量充電、充電速度又は過剰電圧センサが、バッテリ充電速度が過度に速い状況、充電過剰量又は過剰電圧の状況を検出した場合、ＡＰＯに与えた充電イネーブル信号を除去し、充電を停止させる。

本発明の電動車充電装置及びシステムの好適実施例において、車両に１つの補助バッテリを提供し、或いは好ましくは、２つの補助バッテリを提供する。車両牽引モータを駆動する主バッテリが充電されている時、車両の使用者の安全、便利及び快適の為、補助バッテリは、自動車のオプション部材、例えば、ライト、ラジオ及び空調を駆動することに用いられることができる。

同様に本発明に基づき、車両が、例えば、既に充電ステーション機能を有するように修正されたパーキングメータ近傍に寄せて停車される時、１つ又は複数の選定された補助バッテリの充電を選択することができる。従って、本発明の好適実施例において、主バッテリ、第１補助バッテリ又は第１及び第２補助バッテリの組み合わせの選択があり、充電電流制御器モジュールの制御パネル上に位置するセレクタスイッチを操作することにより充電することができる。例えば、第１主バッテリ充電スイッチを操作することによって、車上の主バッテリを高費用率、例えば、毎時間２米ドルで、相応する高電流速度で充電させることができる。同様に、１つ又は２つの補助バッテリに対し充電する必要がある時、充電電流制御器モジュールの制御パネルが中レベルの充電電流を２つ又は１つの補助バッテリの第２及び第３スイッチに伝送し、且つその費用率は、それぞれ、例えば、毎時間１米ドル又は毎時間５０米セントである。

本発明に基づき、車上に取り付けた車載車両充電制御システムは、連動セキュリティロックメカニズムを含み、車両の充電コンセントが街路の充電ステーションのコンセントに挿入される時、電力が車両牽引モータに供給されることを回避する。本発明の好適実施例において、連動セキュリティロックメカニズムの実施は、車両バッテリ及び牽引モータ制御器を直列接続する車両ドライブイネーブルモジュール(drive enable module)を介する。車両充電器の電気ケーブル末端のプラグが街路の充電ステーションのコンセントから外され、充電電流制御器モジュール上の同様構造のコンセントに挿入されない限り、車両ドライブイネーブルモジュールは、電流を車両駆動モータに伝送することを防止することに用い、且つこのプラグが充電電流制御器モジュールのコンセントに挿入される時、初めてイネーブル信号をドライブイネーブルモジュールに提供する。

好ましくは、本発明に基づく街灯又はパーキングメータが車両バッテリに充電するシステムは、更に、認証装置を含み、それは、警察、パーキング費用回収員又はその他の支払い実行者にこの充電ステーションに接続する車両が合法的に認可されて充電ステーションから電力を受けていることを確認させることに用いる。本発明の１つの実施例において、この認証装置は、可視である表示装置から構成され、それは、車内に取り付けられ、且つ執行者が車窓を介して見ることができるようにしている。この表示装置は、この電力を受けた車両が既に費用を支払っており、合法的に認可された停車可能なパーキングメータのある位置であることを確認することができる。街路の充電システム装置上の部材は、更に選択的に無線レスポンダを含むことができ、それは、無線又は赤外線周波数を介して動作し、歩行者又はパトロールカー上の執行者がレスポンダ質問装置のガンタイプのレーダを使用し、この無線レスポンダを調べ、この車両が充電電力を受けることを認可されていることを確認することができる。

本発明に基づき、電動車充電システムは、選択的に増強手段を含むことができ、例えば、電力出力コンセント上に電子連動ロック継電器を付加し、それは、車両充電器の電気ケーブル末端のプラグが正確なパスワードを保存したＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification,RFID)チップを必要として初めて電流をプラグに伝送させることができる。このコンセントは、選択的に安全カバー板を含むことができ、それは、コンセントの進入通路を覆い、雨水、雪又はその類をブロックすることに用い、更に、コンセントの安全性を強化し、損壊又は認可を経ない使用を防止する。本実施例において、安全カバー板は、コンセント内の電動機械駆動器、例えば、電動モータ又は電磁弁を介して動作することができ、それは、正確なパスワードを含む機械的、磁気的又は電気的鍵、例えば、ＲＦＩＤチップがコンセントに提供される時、初めて又は制御回路を介してエネルギーを供給される。

更なる安全性の為、電力トランク及び電気コンセントの間に配置される電気ケーブルは、短縮されることができ、且つコンセントは、パーキングメータ又は灯ポールの支柱上に堅固に取り付けられる。

本発明に基づき、充電システムは、更に、選択的に光ファイバ電力供給スイッチを含み、この光ファイバ電力供給スイッチは、２本の光ファイバ及びそれと適合するプリズムを含み、光ファイバは、充電ステーションの電気ケーブルのコンセント上に配置され、適合するプリズムは、車両の充電器の電気ケーブルのプラグ上に配置される。

上記のように、本発明が提示する充電システムは、十分な安全性を有し、充電ステーションと接続している電気ケーブルが外される前に運転して離れることを回避することができる。プラグとコンセントの互いに対となる構造は、完全な安全性を具備し、子供が遊んでいて、誤って触れて感電することを回避することができ、電力を盗用する行為を防止することもできる。また、充電電流制御器モジュール上に設置する複数の（橋渡しせず、通電しない）スイッチのオン又はオフの他種の組み合わせを介して、異なる状況に応じて異なる費用率を選択することができ、且つ関係者が装置を手に持って無線方式で検査することができる。また、このシステムは、高額金銭を費やして複雑な電動車用の充電ステーションを建造する必要がなく、ただ有限の消費のみを要し、街灯又はパーキングメータ上で僅かな修正を行い、それを電動車充電ステーションとすることができる。

本発明の好適実施例の街灯及びパーキングメータにより電動自動車のバッテリに対し充電するシステムの説明図である。図１Ａの装置部材が車両に対し充填するシステムの拡大局部の透明図である。図１Ａ及び図１Ｂのシステムのブロック図である。新型の防破壊且つ耐候性のコンセントの透視図であり、それは、図１Ａ及び図１Ｂのシステム及び装置の一部分を含む。図３のコンセントに使用するプラグの透視図であり、それは、図１Ａ及び図１Ｂのシステム及び装置の一部分を含む。図３のコンセント及び図４のプラグの局部概略図である。図３のコンセント及び図４のプラグのブリッジコネクタの２ピンと対になるコンセントスロットの第１形態の局部概略図である。図３のコンセント及び図４のプラグのブリッジコネクタの２ピンと対になるコンセントスロットの第２形態の局部概略図である。図５のコンセント及びスロットの他種の実施例の概略図である。図１Ａ及び図１Ｂのシステム及び装置の説明図であり、それは、本システムの車載部材を示している。図９が示す選択可能な磁性結合器の縦方向断面の局部概略図である。図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図９のシステムの自動化が示す選択可能な磁性結合器の縦方向断面の局部概略図である。図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図９のシステムの車載充電電流制御器モジュールの説明図である。図５のコンセント及びプラグに光ファイバ電源供給スイッチを増設した局部概略図である。

本発明の目的、特徴及び利点を当業者に分かり易くする為、下記に好適実施例を挙げ、図面に合わせ、詳細に説明を行う。

図１〜図１２は、本発明の街灯及びパーキングメータが電動車バッテリに対し充電するシステムを説明している。

先ず、図１Ａを参照し、それが示す街路又は道路Ａは、路面Ｂ、縁石Ｃ及び縁石Ｃに近隣する支柱Ｅを有する街灯Ｄ及び支柱Ｇを有するパーキングメータＦを含む。図１Ａ及び図１Ｂを参照し、電動車両Ｈのバッテリに対し充電する充電システム２０を見ることができ、それは、街灯Ｄ及び/又はパーキングメータＦを、二重機能を有する固定物の更新又は修正装置２１に変換し、それに街路を照明するか、パーキング費用を回収する既存機能を持たせることができる以外に、更に電動車の充電ステーション２２とする機能を持たせることができる。

図１Ａ以外に、更に、図１Ｂを参照し、最適な方式を見ることができ、電動車のバッテリに対し充電することに用いるシステム２０は、充電ステーション２２以外に電動車両Ｈ上に取り付ける１つの車載車両充電制御システム２３を含み、それは、充電ステーション２２と完全な充電システム２０を構成する。

図１Ｂ及び図２に示すように、充電ステーション２２は、複数の導線２５を有する複数導線絶縁充電ステーション電気ケーブル２４、例えば、ホット線２５−Ｈ、ニュートラル線２５−Ｎ及びグランド線２５−Ｇを含んでおり、それは、街灯Ｄの支柱Ｅ又はパーキングメータＦの支柱Ｇの既存電力網の相応する導線と並列接続する。

図１Ｂを参照することにより最適な方式を見ることができ、充電ステーション電気ケーブル２４は、灯支柱Ｅ又はパーキングメータ支柱Ｇの開口２６を貫通して伸出し、且つこの充電ステーション電気ケーブル２４外側末端には、１つの新型設計及び構造の鍵化電力コンセント２７を有する。図中から見て、充電ステーション電気ケーブル２４及び開口２６の間に更に一定の距離を有するが、コンセント２７は、支柱Ｅ又は街灯Ｄのその他の部分に選択的に直接取り付けるか、支柱Ｇ又はパーキングメータの支柱Ｇのその他の構造体上に直接取り付け、更に電気ケーブルを固定し、破壊防止とすることもできる。

図１Ｂ及び図２を参照し、最適な方式を見ることができ、本発明に基づき、充電システム２０の車載車両充電制御システム２３は、一組の充電電流制御器モジュール２８及び車両充電器電気ケーブル２９のアセンブリを含む。図２に示し、詳細は下方に記載するように、車両充電器電気ケーブル２９アセンブリの内部負荷端は、ＡＰＯモジュール３０及び充電電流制御器モジュール２８を介して車両Ｈ内の主バッテリ３１及び補助バッテリ３２，３３に接続する。

図３〜図７は、本発明の電動車充電システム２０の新型防破壊及び耐候性のコンセント及びプラグの配置詳細である。図３及び図４に示すように、電動車充電システム２０は、充電ステーション電気ケーブル２４外側末端に位置する充電ステーションコンセント２７、及び車両充電器電気ケーブル２９アセンブリ外側末端に位置する車両充電器電気ケーブルプラグ３５を含む。

図３に示すように、コンセント２７は、ブロック状構造体３６を含み、それは、耐久性があり且つ絶縁的なポリマー、例えば、硬質ゴムから製造される。構造体３６は、横向き前表面３７から内向きに延伸する多辺形凹溝３８を含み、それは、構造体３６の外部左、右側壁３９，４０の間において、側面から中央位置へ側面において変位を行う。同様に、図３に示すように、構造体３６は、好適には、側面が対称でない形状を有し、平面から垂直に上向きに突出する垂直左側壁、矩形平面基板、矩形上側表面及び右側壁を含み、この右側壁は、構造体３６の垂直中心平面に向けて上向きに内向きに傾斜する。

図３に示すように、コンセント２７の多辺形の凹溝３８は、構造体３６の外部左側壁３９と平行に配置される内部左側壁４３と、外部底側壁４１と平行に配置される内部底側壁４４と、傾斜外部右側壁４０と平行に配置される傾斜内部右側壁４５と、コンセント構造体３６の外部上側壁４２と平行に配置される内部上側壁４６と、を有する。

同様に、図３に示すように、構造体の前表面３７に位置する凹溝３８の横断面は、不規則な台形であり、それは、互いに平行な水平上側及び底側、垂直な左側及び上向き内向きに傾斜する右側を有する。

図３に示すように、コンセント２７の台形凹溝３８は、コンセント２７の構造体３６の前表面３７から後ろ向き又は内向きに後方横向きに配置される垂直内部末端壁又は仕切り板４７まで延伸する。

コンセント構造体３６後方の垂直な仕切り板４７は、その前表面４７Ａから垂直に内向きに複数の導電スリーブ溝又はスロット４８，４９，５０，５１，５２，５３を延伸する。

図４に示すように、スロット４８〜５３の好適な配置は、３組が垂直に対を成すスロットであり、左側の一対が上側スロット４８及び下側スロット４９を含み、中間の一対が上側スロット５０及び下側スロット５１を含み、右側の一対は、上側スロット５２及び下側スロット５３を含む。しかしながら、理解すべきこととして、この６個のスロット４８〜５３は、選択的に異なる配置であることができ、例えば、それは、単一の水平配列であることもできる。この種の交換可能な、水平配列の選択的配置は、図５に示すようであり、それは、主に図３に示すコンセント２７の半面図の説明上の利便性に基づき、この配置を行っている。

図３及び図４を同時に参照し、車両の充電器の電気ケーブルのプラグ３５は、ブロック状の構造体５４を有し、それは、耐久性を有し且つ絶縁の材質、例えば、硬質ゴムで製造される。構造体５４は、平坦且つ矩形平面である基板又は底側壁５５、形状が類似する上側壁５６及び垂直向き且つ矩形をなす後方横向き表面５７を有する。

図４に示すように、プラグ３５の構造体５４は、矩形であり且つ垂直向きの左側壁５８と、底側壁５５及び上側壁５６の間に配置され且つ矩形である右側壁５９と、を有し、且つ右側壁５９は、プラグの構造体５４の垂直縦方向中心平面へ向けて上向き内向きに傾斜する。この種の構造であるので、構造体５４は、適当な大きさ及び形状の一致性を有する台形横断面を含み、それを、コンセント２７を挿入する凹溝３８に適合できるようにする。

図３及び図４に示すように、プラグ３５は、構造体５４の台形前表面又は仕切り板６０から３対の導電ピン６８，６９，７０，７１，７２，７３を突出する。プラグ構造体５４がコンセント２７の凹溝３８に挿入される時、これらピンは、相応するコンセントスロット４８，４９，５０，５１，５２，５３にそれぞれ適切に挿入するよう配置される。

図３及び図４に示すように、以下に詳細に記載する以外に、プラグ３５及びコンセント２７は、好適には、相補構造特性を提供し、それを相互に組み合わせ、安全且つ堅固なインタフェース機能を実行する。従って、図４に示すように、プラグ３５は、好ましくは、プラグ構造体５４の右側壁５９に位置する連鎖ピン７４を有する。連鎖ピン７４は、通常、右側壁５９と平坦をなすが、鍵（図示せず）をプラグ構造体５４の上側壁５６に位置する鍵孔７５に挿入した後、回転させれば、連鎖ピン７４が右側壁５９から外向きに伸出する。図４以外に、図３も参照し、理解すべきこととして、連鎖ピン７４は、コンセント２７の内部の右側壁４５上に凹設する内孔７６に収容可能に進入する。

図５〜図７は、プラグ３５及びコンセント２７の安全且つ堅固な連鎖特性を説明している。図５〜図８において、抵抗Ｒ１〜Ｒ６は、プラグ３５がコンセント２７に完全に挿入される時、各ピン-スロットインタフェースの間の接触抵抗を代表する。

図５〜図７の半面図説明図に示すように、コンセント２７のスロット４８〜５２及びプラグ３５上において、相応し且つ位置が相互するピン６８〜７３は、それぞれ単一の水平線に沿って配列され、同様に、それぞれコンセント及びプラグの中間平面に配置される。この種の一直線の配列をなす配置は、選択の１つであり、且つそれは、続くプラグ３５及びコンセント２７の記載に関連するが、スロット及び対となるプラグのピンの好適な配置は、３組が垂直に対をなすコネクタであり、図３及び図４に示すようである。

図４及び図５を参照し、充電ステーション電気ケーブル２４の外側末端は、コンセント２７の後壁７７に固定接続される。充電ステーション電気ケーブル２４は、その内部の内孔又は管腔７８に隔絶されたホット線及びニュートラル線の導線７９，８０を配置し、それは、コンセント２７の構造体３６の後壁７７上に位置する開口を通過し、コンセント２７の後仕切り板４７の後方又は内側に位置する中空内部空間８２に進入する。

図１Ｂ及び図２を参照すると分かるように、充電ステーション電気ケーブル２４の隔離されたホット線導線７９の中心導線は、それが位置するパーキングメータ又は街灯の電気ケーブル上流又は入力端が電力網電気ケーブルに接続され、電力をパーキングメータ又は街灯のホット線２５−Ｈに電力を供給することに用いられる。同様に、充電ステーション電気ケーブル２４の回線又はニュートラル線の導線８０の中心導線は、その電気ケーブル上流又は入力端が電力網電気ケーブルに接続され、パーキングメータ又は街灯の回線又はニュートラル線２５−Ｎに適用される。

再度、図４及び図５を参照し、車両充電器電気ケーブル２９の外側末端は、車両充電プラグ３５の後壁８７に固定接続される。車両充電器の電気ケーブル２９のその内部の内孔又は管腔８８は、隔離されたホット線及びニュートラル線の導線８９，９０を配置し、それは、プラグ３５の構造体５４の後壁８７上に位置する開口を通過し、プラグ楮謡５４の前仕切り板６０の後方又は内側に位置する中空内部空間９２に進入する。

図１Ｂ、図９及び図１０に示すように、車両充電器電気ケーブル２９の下流又は負荷端は、車載車両充電制御システム２３に接続し、その接続方式は、好適には、磁気誘導コイル結合器９３である。図１０を参照し、最適な方式を見ることができ、磁気誘導コイル結合器９３の必要構成は、変圧器（transformer）であり、それは、主積層強磁性セミコア９４と、その上に巻き付ける車両充電器電気ケーブル２９の導線８９，９０に接続する主コイル９５と、副積層磁性セミコア９６と、その上に巻き付ける充電電流を車載車両充電制御システム２３に出力する副コイル９７と、を含む。磁気誘導コイル結合器９３の変圧器の主コア及び副コアが２つの分かれた主外殻９８及び副外殻９９内に位置し、それが空間上互いに接近し、且つ主コイル９５が導線８９,９０が提供する電流によりエネルギー供給される時、副コイルが充電電流を誘発される。図９及び図１０に示すように、システム２０が選択的に誘導結合器９３を使用し、車両充電器電気ケーブル２９は、プラグ３５に接続する入力部分２９Ａ及び車載車両充電制御システム２３に接続する出力部分２９Ｂに分けられる。

好適には、磁気コイル結合器９３の副外殻９９は、制限及び過剰電圧保護回路を含み、それは、適合し且つ制限を受けた電圧及び電流のみが車載車両充電制御システム２３に供給されるよう確保する。

ここで説明すべきこととして、本発明に基づくコンセント２７及びプラグ３５の新型設計及び構造は、充電ステーション電気ケーブル２４の導線７９，８０により街路の電力網から提供される電力を車両充電器電気ケーブル２９の導線８９，９０に伝送するものであり、安全な手段を提供している。

図５、図６及び図７に示すように、下記の状況に適合する時、充電ステーション電気ケーブル２４のニュートラル線導線８０及び車両充電器電気ケーブル２９のニュートラル線導線９０の間の完全な回路経路を提供することができる：
(1)プラグ３５をコンセント２７の凹溝３８に挿入する。
(2)プラグ３５のピン７１及び車両充電器電気ケーブル２９のニュートラル線導線９０の間に電気的電動経路を有する。
(3)プラグ３５のピン７１をコンセント２７のスロット５１に挿入し、スロット５１と電気接触させる。
(4)プラグ３５のピン６８をコンセント２７のスロット４８に挿入し、スロット４８と電気接触させる。
(5)プラグ３５のピン６９をコンセント２７のスロット４９に挿入し、スロット４９と電気接触させる。
(6)プラグ３５のピン６８，６９の間を電気的伝導するジャンパ１０２を介して電気的伝導接続させる。

同様に、下記の状況に適合する時、充電ステーション電気ケーブル２４のホット線導線７９及び車両充電器電気ケーブル２９のホット線導線８９の間の完全な電気的経路を提供することができる：
(1)プラグ３５をコンセント２７の凹溝３８に挿入し、十分な深さまで到達させ、プラグ構造体５４の右側壁５９上に位置する連鎖ピン７４をコンセント２７の内部右側壁４５上の内孔７６に適合させる。
(2)鍵をプラグ３５の鍵孔７５に挿入し、回転させ、連鎖ピン７４を内孔７６に進入させ、十分な深さまで到達させ、電気的接触スイッチ１０３を起動させ、それは、充電ステーション電気ケーブル２４のホット導線７９及びコンセント２７上側の右側のスロット５２と直列接続し、接触スイッチの入力端子１０４及び切り換え後の出力端子１０５に回路ループを密閉形成させる。
(3)下記の方法において、接触スイッチ１０３を切り換えた後の出力端子１０５及びコンセント２７のスロット５０の間に電気的伝導経路を確立する。

図５及び図７を参照し、コンセント２７右側のスロット５２，５３を見ることができ、それは、新型設計及び構造である。

図７に示すように、スロット５２は、ブラインドビア１０６を含み、それは、コンセント２７後方の仕切り板４７の前表面４７Ａの垂直内向き又は後ろ向きに延伸する。ブラインドビア１０６は、一致する横断面を有し且つそのうちに延伸する柱状絶縁杭１０７を含み、それは、縦方向にブラインドビア１０６に滑動することができる。杭１０７の内部の横方向末端１０８が圧縮バネ１０９の外部末端に付着し、圧縮バネ１０９の多端がブラインドビア１０６の内部横方向末端壁１１０に付着する。図５及び図７に示すように、杭１０７は、ブライドビア１０６の外部力により縦方向に押し動かされ、それにより、杭１０７の横方向末端１０８がコンセント２７の後方の仕切り板前表面４７Ａ内側へ一定距離移動している。

図７を参照し、最適な方式を見ることができ、一対の相対する半柱状電気伝導環部１１２，１１３は、コンセント２７の構造体３６の深い箇所に設置され、且つ一般の中央内孔を有し、それを共通軸として、ブラインドビア１０６に巻き付き、僅かにブライドビア１０６内部へ突出する。同様に、図７に示すように、絶縁杭１０７は、その外部の柱形壁表面上に弾性導電環１１６を貼付し、それは、杭１０７の横方向末端１０８の縦方向に第１距離だけ離れた箇所に位置する。この配置により、杭１０７は、ブライドビア１０６内部へ縦方向にバネ１０９の反弾性力に抵抗する圧力が加えられ、杭１０７上の弾性導電環１１６が固定された半柱状環部１１２，１１３の間に電気伝導接触を形成し、固定環部１１２，１１３の間に電気伝導経路を完成させる。

図５及び図７を参照し、絶縁杭１０７がコンセント２７の後方の仕切り板４７の前表面４７Ａの内部へ押し込まれ、所定距離に到達する時、固定された半柱状環部１１２，１１３及び活動式導電環１１６の間は、電気伝導接触を形成することができる。図５及び図７を参照して分かるように、プラグ３５をコンセント２７の凹溝３８に挿入する時、プラグ３５の構造体５４の前仕切り板６０上において、適当な長さの隔絶ピン７２を前向きに突出し、杭１０７は、前記する所要距離だけ押下されることができる。ピン７２が必要される所定の長さより長い又は短い場合、半柱状環部１１２，１１３の間のブリッジの電気接触を達成することはできない。

同様に、図５及び図７を参照して理解できるように、コンセント２７の左側又は下方のスロット５３は、本質的に上記スロット５２に類似する構造を有する。スロット５３の構造上、スロット５２と異なる箇所は、基本的にブラインドビア１０６Ｌ上の半柱状導電環部１１２Ｌ，１１３Ｌ及び弾性導電環１１６Ｌと、右側のスロット５２との相応部材にあり、コンセント仕切り板４７の前表面４７Ａ上の内向きの距離配置が異なる。従って、図５及び図７を参照し、理解できるように、プラグ３５をコンセント２７に挿入し、適切且つピン７２と異なる長さのピン７３がブラインドビア１０６Ｌに挿入される時、初めて杭１０７Ｌ上の導電環１１６Ｌを介し、左側のスロット５３の固定導電環部１１２Ｌ及び１１３Ｌの間の電気的ブリッジ接触を確立することができる。図５を参照して理解できるように、異なる所定長さのピン７２，７３を有するプラグ３５をコンセント２７の凹溝３８に挿入する時、コンセントスロット５０及びホット線導線７９の間に完全な電気伝導経路を達成する。

図８は、図５に示すような、上方に記載するコンセント２７の修正型式を説明している。修正されたコンセント１２７は、電磁又は固体接触継電器１１７を含み、それは、電流を充電ステーションの電気ケーブル上の電力網導線７９，８０からコンセント上の電力スロット５０Ａ，５１Ａに伝送し、続いて、更にプラグ３５のピン７０，７１及び車両充電器電気ケーブル２９の導線８９，９０に伝送する。従って、図８に示すように、修正を経たコンセント１２７の継電器１１７は、コイル又は入力端子１１８，１１９を有し、それは、微量なサンプリング電流のみを必要とし、例えば、１０〜１００ｍＡであり、充電ステーション電気ケーブル２４のニュートラル線及びホット線導線８０，７９のそれぞれの継電器の接点対１２０，１２１及び１２２，１２３が、それぞれ車両の充電器電気ケーブル２９のニュートラル線及びホット線導線９０，８９に通じる回路経路を完成する。

図８に示すように、以下の経路を経由して、微量のセンサ電流が接触継電器出力端子１１８，１１９に提供され、継電器１１７が前記の導線対に接触を発生させるよう駆動される:
(1)電力網の導線７９から鍵操作する接触器スイッチ１０３及び抵抗Ｒ２を通過する。
(2)それぞれ、長さをコーディングしたスロット及びピンの対７２-５２Ａ，７３-５３Ａを通過する。
(3)入力端子１１８，１１９及び継電器１１７のコイルを通過する。
(4)導電スロットピン対４８Ａ-６８，６９-４９Ａ及びジャンパ１０２を通過する。
(5)抵抗Ｒ１から電力網に接続するニュートラル線導線８０を通過する。

図８に示すような修正されたコンセント１２７の利点は、ただおよそ１０ｍＡ〜１００ｍＡの微量サンプリング電流のみを必要とし、適切にコーディングされたプラグ３５がコンセント１２７に挿入されていることを確認することができ、それにより、充電電流をプラグに伝導させることができる。従って、ピン６８，６９，７３，７２及びスロット４８Ａ，４９Ａ，５３Ａ，５２Ａは、軽量及び軽負荷の構造であることができ、ただ、ピン７０，７１及びスロット５０Ａ，５１Ａのみが、高電力を伝送する能力を必要とする。

図２及び図９〜図１２は、本発明中の電動車充電２０に替えることに用いる別途構造及び機能の詳細を説明している。

図２及び図１１に示すように、適切なコーディング及び鍵化を経た車両充電器電気ケーブルプラグ３５を鍵化した充電ステーションコンセント２７に挿入し、街灯Ｄ又はパーキングメータＦに電力を供給する街路の電力網からの交流電電圧がＡＰＯモジュール３０に伝導され、そのうち、磁気誘導結合器９３を選択的に通過することができる。図１１に示すように、ＡＰＯモジュール３０は、電力接触器１３１を含み、その入力端子１３２が充電電流制御器モジュール２８の充電ステーションからのアクセスイネーブル信号を提供し、電力網の電流がＡＰＯ上の電流電圧調節器モジュール１３３に伝送されるようにする。

図２及び図１１に示すように、ＡＰＯモジュール３０の電流電圧調節器モジュール１３３は、２端子バッテリ充電器電流出力ポート１３４を有し、それは、バッテリ充電電流を充電電流制御器モジュール２８へ出力することに用いる。電流電圧調節器モジュール１３３も、２端子信号入力ポーロ１３５を有し、それは、主バッテリ３１及び補助バッテリ３２，３３の過剰電圧、過剰充電速度センサ（図示せず）と接続し、且つそれは、過剰電圧又は過剰電流状況の感知に基づき、電流電圧調節器モジュール１３３に充電電流出力を減少又は停止させる。

図２を参照し、充電システム２０の車載車両充電制御システム２３は、車両ドライブイネーブルモジュール１３６を含む。車両ドライブイネーブルモジュール１３６は、主バッテリ３１及び駆動制御モジュール(drive control module)１３７と直列接続する。駆動制御モジュール１３７は、ブレーキ、加速器、前進後退方向制御入力ポート及び車両牽引モータ又は車両駆動モータ１３８に接続する出力ポートを有する。

図２に示すように、車両ドライブイネーブルモジュール１３６は、主バッテリ３１の出力端に接続するバッテリ電力入力ポート１４０、及び駆動制御モジュール１３７の駆動電流入力ポート１４２に接続する出力ポート１４１を有する。車両ドライブイネーブルモジュール１３６は、電力コンタクタ（図示せず）を含み、それは、車両充電器電気ケーブル２９末端のプラグ３５が充電ステーションコンセント２７から外され、且つ車両ドライブイネーブルモジュール１３６上の類似構造のコンセント２２７に挿入される時、初めて電流を主バッテリ３１から車両ドライブイネーブルモジュール１３６を経由し、車両駆動制御モジュールの駆動電流入力ポート１４２へ流すことを許可し、それにより、プラグ３５がまだコンセント２７上に挿入されていることを確保する時、車両運転手が不注意で運転し、離れてしまうことがなくなる。

図２、図９及び図１２は、車載車両充電制御システム２３の詳細を説明しており、それは、特製の、公認され且つプリペイドの支払い装置のみを有し、例えば、ＳＩＭカードのような磁気的又は電気的にコーディングされたカードが充電電流制御器モジュール２８上のカードリーダスロット１６９に挿入された時、初めて車両が街路の充電ステーション２２から電力を得ることを許可する。図９及び図１１に示すように、充電電流制御器モジュール２８は、その制御パネル１６０において、１列の３つのスイッチ１６１，１６２，１６３を有する。

充電電流制御器モジュール２８は、当業者に熟知されるカードリーダの設計及び構造を含み、例えば、磁気的又は電気的カードリーダ１７０であり、それは、特製の充電プリペイドカード１６８内にまだプリペイド金額の残額を有する時であれば、正方向論理充電ライセンス信号を出力する。充電電流制御器モジュール２８は、更に接触器１６４を含み、それは、スイッチ１６１〜１６３の充電電流電力出力ポート１６５と、充電電流制御器モジュール２８の出力ポート１６６と、主バッテリ３１及び補助バッテリ３２，３３の入力端ポート１６７と、の間に回路ループを形成する。

プリペイドカード１６８内に残額があれば、充電電流制御器モジュール２８の接触器１６４は、オン又はオフを介し、それぞれ主バッテリ３１及び補助バッテリ３２，３３のスイッチ１６１，１６２，１６３に流通し、充電電流を選択することができる。

本実施例において、スイッチ１６１，１６２，１６３の作用は、充電電流の選択と関連する。その他の実施例において、これらスイッチは、簡単な修正を経て、それを、停車費用率選択機能を有するスイッチとし、その修正の方式は、当業者が熟知するものであるので、ここでは、更に記載しない。これらスイッチそれぞれのオン又はオフの異なる組み合わせを介し、異なる地区の停車費用率に応じて調整を行い、信号を充電電流制御器モジュールに伝送することができ、充電電流制御器モジュールを設定された費用率に基づき、カードリーダスロットに挿入した充電プリペイドカード内の残額中から、比率に応じてパーキング費用を差し引きする。例えば、郊外において、パーキングメータ近傍に停車した場合、パーキング費用率は、ただ毎時間５０米セントのみを必要とするので、車主は、５０米セントのスイッチをオンにし、その残りのスイッチをオフにし、パーキングに必要な費用率条件に応じることができる。都市のパーキングメータ近傍に停車した場合、パーキング費用率が１．５米ドルであり、車主は、５０米セント及び１米ドルのスイッチを同時にオンにし、２米ドルのスイッチをオフにすることができる。街中心のパーキングメータ近傍に停車する場合、パーキング費用率が最高の３．５米ドルであり、車主は、５０米セント、１米ドル及び２米ドルのスイッチを全部オンにする。また、停車費用率の設定が正確であるか否かは、インジケータ又はスイッチにより分かることができ、関係者が手持ちの質問装置を用い、無線方式で検査することができる。

図１２に示すように、充電電流制御器モジュール２８は、電力消費測定装置１７８を含み、例えば、ワット時間メータ又はクーロン充電計であり、それは、主バッテリ３１又は補助バッテリ３２，３３に対し充電する時、クーロンで計算した総充電量に基づくか、時間に使用されるワット時間エネルギーに基づき、比率に応じた出力信号を発生する。電力消費測定装置１７８は、消費電力又はエネルギーに基づき、比率に応じてカードリーダ１７０に信号を出力し、充電プリペイドカード１６８上の残額の一定数量を差し引き、この数量は、消費エネルギー又は電流に各単位エネルギー又は電流の所定費用率を乗算した積に等しい。残額が０まで減少した場合、カードリーダ１７０は、充電電流制御器モジュール２８の接触器１６４及び/又はＡＰＯモジュール３０の充電イネーブル制御入力端子１３２に伝送した充電ステーションアクセスイネーブル信号を除去し、もう一枚の残額を有する充電カードを電流制御器モジュール２８のカードリーダスロット１６９に挿入するまで、車両が街路の充電ステーション２２から更に多くの充電電流を取り出すことを防止する。

図９に示すように、主バッテリ３１は、基地充電器からバッテリに対し充電する基地充電システムを含み、それは、一端が主バッテリ端子に接続し、且つ他端に基地バッテリ充電器電気ケーブルプラグ１４９を設ける基地バッテリ充電器電気ケーブル１４８を含む。基地充電システムは、充電インタフェースモジュール１５０を含み、それは、交流電電力に対する整流、及び直流電充電電流を調節することに用いる整流器及び電流電圧調節器の部材を含む。充電インタフェースモジュール１５０は、基地バッテリ充電器電気ケーブルプラグ１４９の電気出力を受けることに用いるコンセント１５１、及び末端に基地の電気コンセントに挿入可能な交流電電気プラグ１５３を具備する交流電電気入力電気ケーブル１５２を有する。

図２、図９及び図１２に示すように、車載車両充電制御システム２３は、好適には、パーキング充電支払いインジケータ１５４を含み、それは、プラグ１５６の電気ケーブル１５５、コンセント１５７を通過して充電電制御器モジュール２８の信号出力ポート１５８に接続する。図１Ｂ及び図９に示すように、パーキング充電支払いインジケータ１５４は、車両Ｈ内の某位置に設置され、且つインジケータ上に社外から車窓を介して見ることができるディスプレイウィンドウを有する。ただ残額を有する充電プリペイドカード１６８が充電電流制御器モジュール２８のカードスロット１６９に挿入されれば、パーキング充電支払いインジケータ１５４は、車両Ｈがパーキングメータ近傍に合法的に停車し、且つ充電電力を受けることを認可されていることを示す。

図９及び図１２に示すように、車載車両充電制御システム２３は、好適には、剰余時間タイマー１７５を更に含む。タイマー１７５は、充電電流装置１７８からの比率に応じた充電電流入力信号、及びカードリーダ１７０からの充電プリペイドカード１６８が含む残額を示す信号を受ける。これらの情報に基づき、タイマー１７５は、充電プリペイドカード１６８の残額が０まで減る時まで、どれだけの剰余時間が残っているかを見積もる。見積もった剰余時間は、タイマー１７５及びパーキング充電支払いインジケータ１５４に表示する。

パーキング充電支払いインジケータ１５４は、選択的に充電プリペイドカード１６８内に含むＲＦＩＤチップを追加又は置換することができる。この種の選択により、充電有権者、例えば、警察又はパーキング費用回収員が、手持ち又はパトロールカー上に取り付けられたレーダ速度測定ガンに類似した無線周波数レスポンダ質問装置を使用し、街路の充電ステーションで充電する車両を調べ、充電プリペイドカード１６８を識別し、カード内に残額を含んでいる。この種の検証システムの構造及び機能は、当業者が熟知するものであり、且つＥＴＣ(Electronic Toll Collection,ETC)システムの部材中に広く応用され、例えば、米国カリフォルニアで使用するFasTrakシステムである。

本実施例において、タイマー１７５は、充電プリペイドカード１６８の残額に基づき、あとどれだけ充電を継続できるかを見積り、その他の実施例において、タイマーは、簡単な修正を経て、それに定時自動費用支払い機能を持たせることができ、その修正方式は、当業者が熟知するものであるので、ここでは、更に記載しない。よく見る状況において、前記充電ステーション近傍に停車し、充電を行う車両は、特定時間帯は、パーキング費用を回収する必要がなく、充電費用のみを回収する必要があるので、このタイマーは、この種の状況に応じる装置とすることができる。具体的には、都市施設又は固定物近傍に停車し、充電を行う時、充電プリペイドカードは、充電電流制御器モジュールのカードリーダ上のカードリーダスロットに挿入する必要があり、この時、タイマーが設定された自動費用納付時間帯内に属すれば、タイマーは、信号を充電電流制御器モジュールに伝送し、充電電流制御器モジュールを停車時間及び所定停車費用率に基づき、充電プリペイドカードの残額からパーキング費用を差し引きする。自動費用納付時間帯内に属さない場合、パーキング費用の差し引きを停止する。例えば、街中心では、午後１１時以後、パーキング費を回収する必要がなければ、このタイマーは、午後１１時に自動費用支払いを停止するよう設定することができる。郊外では、より早い８時において、パーキング費用を回収する必要がなければ、このタイマーは、午後８時に自動費用支払いを停止するよう設定することができる。

本発明に基づき、車両充電システム２０のその他の選択的修正において、充電の認可及びコンセント２７上の充電駆動接触継電器１１７の駆動は、通信及び制御システムの使用を介し完成することができ、それは、車両又はコンセント２７又はその両者上に位置する無線周波数受発信器及び衛生の間で通信を行う。この種の衛生に基づく通信及び制御システムは、当業者が熟知するものであり、且つ米国又はその他の国家に広く応用され、宇宙軌道衛生及び中央制御ステーションを介し通信することができ且つオンスター（OnStar）で販売する特製無線受発信器の車両運転道路救援の配備を提供する。

本発明に基づき、充電システム２０のその他の選択的修正は、修正されたコンセント２７を更に含み、それは、コンセントスロットを覆い、耐候性且つ防破壊を具える活動式カバー板又はゲートを有し、適切なコーディングの磁気カード又はＲＦＩＤチップをコンセントに提供する時のみ、ゲートは、電動機械駆動器、例えば、電動モータ又は電磁弁により駆動されることができる。

図１３を参照し、充電システム２０のその他の選択的修正は、更に、光ファイバ電力供給スイッチ１８０を取り付けたコンセント３２７及びプラグ３３５を含む。コンセント３２７及びプラグ３３５の構造及び部材は、図５に示すようなコンセント２７及びプラグ３５を例とするが、これに限定するものではなく、更に修正し、光ファイバ電力供給スイッチ１８０を付加することができる。そのうち、コンセント３２７及びプラグ３３５上のスロット４８，４９，５０，５１，５２，５３及びピン６８，６９，７０，７１，７２，７３の効果は、コンセント２７及びプラグ３５上の同一部材と同等である。

某地区の都市施設又は固定物は、例えば、街灯又はパーキングメータは、電力網から定時に電力供給する設計を採用し、例えば、街灯が午後６時に初めて電力網により電力供給され、電力供給を午前６時まで持続し、午前６時から午後６時までの時間帯は、街灯は、電力供給のない状態にあり、一般的にこの種の定時電力供給は、近隣のこれらの施設又は固定物の電力供給ステーションにより実施例され、例えば、電力供給ステーション内部の電力網が電力供給定時装置に接続し、電力供給定時装置は、午後６時に電力を電力網から街灯に伝送するよう自動開始し、午前６時に電力を電力網から街灯に伝送することを停止する。他種の状況では、例えば、街灯上の光センサが電力供給を必要とするかを感知し、それにより、白昼の時間帯、例えば、午前６時から午後６時まで、光センサが十分な光線を感知することにより電力供給を停止する。上記の数種の状況において、車両が午前６時から午後６時までの時間帯に、この街灯近傍に停車され、充電システム２０により車両バッテリに対し充電しようとする場合、充電可能な電力が無い状況が発生する。光ファイバ電力供給スイッチ１８０は、これらの問題を解決することに用いられる。

光ファイバスイッチ１８０は、充電ステーション電気ケーブル２４のコンセント３２７上に配置される第１光ファイバ１８１及び第２光ファイバ１８２、及び車両充電器電気ケーブル２９のプラグ３３５上に配置されるプリズム１８３を含み、プリズム１８３は、第１光ファイバ１８１及び第２光ファイバ１８２と適合し、プラグ３３５がコンセント３２７に挿入され、プリズム１８３が第１光ファイバ１８１及び第２光ファイバ１８２の間のプリズム溝１８４に進入し、且つ第１光ファイバ１８１、プリズム１８３及び第２光ファイバ１８２は、光線通路を形成する。

第１光ファイバ１８１の光入力端及び第２光ファイバ１８２の光出力端は、前記電力供給ステーションに内部の電力供給定時装置に接続する。電力供給定時装置が電力を電力網から都市施設又は固定物、例えば、街灯に伝送することを停止する時間帯において、電力供給定時装置は、第１光ファイバ１８１を介し、光信号を街灯のコンセント３２７に伝送することを持続し、光信号が第２光ファイバ１８２を介さずに電力供給定時装置に返されれば、このコンセント３２７は、電力供給の無い状態を持続する。プラグ３３５がコンセント３２７に適切に挿入されれば、第１光ファイバ１８１が伝送する光信号は、プリズム１８３を介して第２光ファイバ１８２へ屈折され、第２光ファイバ１８２を介して、電力供給定時装置に返され、電力供給定時装置が第２光ファイバ１８２の伝送した光信号を感知する時、電力を電力網からこの街灯に伝送する。これにより、この街灯箇所が電力供給の無い時間帯であっても、充電したくてこの街灯近傍に停車した車両は、依然として光ファイバ電力供給スイッチ１８０により電力供給ステーションに電力供給を開始するよう通知することができる。その他の実施例において、光ファイバ電力供給スイッチを増設せずに、電話システムの通報の方式を採用して電力供給を有効にし、例えば、車両運転手が電力供給ステーションのスタッフに電話連絡し、アカウント及び使用したい都市施設又は固定物のコードを告知し、電力供給ステーション方面が前記コードに対応する充電ステーションの供給電力を有効にすることもできる。

上記のように、本発明が提示する充電システムは、十分な安全性を有し、充電用の電気ケーブルもセキュリティブリッジであり、プラグを充電ステーションコンセントから外し、車上の類似構造のコンセントに差し戻して初めてモータ電力をオンにし、運転することができ、このように、不注意な運転手が先に充電ステーションと接続した電気ケーブルを外すことを忘れて運転し、離れようとすることを回避することができる。プラグ及びコンセントが互いに対となる構造は、子供が遊んでいて、誤って触れて感電することを回避することができ、電力を盗用する行為を防止することもできる。その要点は、充電ステーションのコンセント上に異なる深さ、形状及び類型を有する複数のスロットを設計し、公認のプラグにおいて、前記スロットに適合し、異なる長さ、形状及び類型を有する複数のピンを設計し、これらの互いに対となる複数のピン及びスロットが互いに同時に適切に結合される時、初めて電気ブリッジを完成し、そうでなければ、システム全体が電力伝送を有さない状態である。子供は、そんなにも多くの手及び異なる形態の工具で前記電気ブリッジの関係を触発することはできず、電力盗用者も同等である。従って、本システムは、子供を保護し、電力盗用を防止する方面について、何れも完全な安全性を提供している。

また、カードリーダは、主バッテリに設置され、車両上のその他の位置には設置されない。また、充電電流制御器モジュール上に設置する複数のスイッチ、そのそれぞれのオン又はオフの他種の組み合わせを介し、状況に応じて充電費用率を自ら選択することができる以外に、更に、簡単な修正を経て、異なる状況に応じて、異なる停車費用率を自ら選択する機能を有することができる。タイマーは、充電プリペイドカード内の残額に基づき、残りどれだけの時間充電を持続することができるかを見積る以外に、更に、簡単な修正を経て、パーキング費用回収時間を自ら選定する機能を有し、適切な規定に基づき、自動費用支払いの時間帯を設定することができ、高度な利便性を有する。

最も重要であり、このシステムの最大の利点であるのは、随処に見られる街灯又はパーキングメータを利用し、電動車に充電することができ、高額を投じ、複雑な電動車用の充電ステーションを建造する必要がなく、ただ、街灯又はパーキングメータ上に僅かな修正を行い、充電用電気ケーブルを取り付けるだけで、それを電動車の充電ステーションとすることができることである。即ち、千個の充電ステーションの建造の為に数十億新台湾ドルを費やす必要がなく、都市に百万本の街灯又はパーキングメータがあれば、ただ有限な消費のみを必要として都市に百万個の充電ステーションを持たせることができる。

なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

Ａ道路
Ｂ路面
Ｃ縁石
Ｄ街灯
Ｅ，Ｇ支柱
Ｆパーキングメータ
Ｈ車両
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６抵抗
２０システム
２１装置
２２充填ステーション
２３車載車用充電制御システム
２４充填ステーション電気ケーブル
２５導線
２５−Ｈホット線
２５−Ｎニュートラル線
２５−Ｇグランド線
２６開口
２７，１２７，２２７，１５７，３２７コンセント
２８充電電流制御器モジュール
２９車両充填器電気ケーブル
２９Ａ入力部分
２９Ｂ出力部分
３０ＡＰＯモジュール
３１主バッテリ
３２，３３補助バッテリ
３５，１５６，３３５プラグ
３６，５４構造体
３７前表面
３８凹溝
３９外部左側壁
４０外部右側壁
４１外部底側壁
４２外部上側壁
４３内部左側壁
４４内部底側壁
４５内部右側壁
４６内部上側壁
４７，６０仕切り板
４７Ａ前表面
４８，４８Ａ，４９，４９Ａ，５０，５０Ａ，５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａスロット
５５底側壁
５６上側壁
５７後方横向き表面
５８左側壁
５９右側壁
６８，６９，７０，７１，７２，７３ピン
７４連鎖ピン
７５鍵孔
７６内孔
７７，８７後壁
７８，８８管腔
８２，９２内部空間
７９，８０，８９，９０導線
９３結合器
９４，９６セミコア
９５主コイル
９７副コイル
９８主外殻
９９副外殻
１０２ジャンパ
１０３接触スイッチ
１０４入力端子
１０５出力端子
１０６，１０６Ｌプラインドビア
１０７，１０７Ｌ杭
１０８，１０８Ｌ横方向末端
１０９，１０９Ｌバネ
１１０，１１０Ｌ末端壁
１１２，１１２Ｌ，１１３，１１３Ｌ環部
１１６，１１６Ｌ導電環
１１７継電器
１１８，１１９，１３２入力端子
１２０，１２１，１２２，１２３接点
１３１，１６４接触器
１３３電流電圧調節器モジュール
１３４電流出力ポート
１３５信号入力ポート
１３６車両トランスミッション駆動用モジュール
１３７トランスミッション制御モジュール
１３８，１４１，１６６出力ポート
１３９車両駆動モータ
１４０，１４２，１６５入力ポート
１４８基地バッテリ充電器電気ケーブル
１４９基地バッテリ充電器電気ケーブルプラグ
１５０充電インタフェースモジュール
１５１電気出力コンセント
１５２電気入力ケーブル
１５３交流電源プラグ
１５４パーキング電源支払指示器
１５５電気ケーブル
１５８信号出力ポート
１６１，１６２，１６３スイッチ
１６７入力端ポート
１６８充電プリペイドカード
１６９カードリーダスロット
１７０カードリーダ
１７５タイマー
１７８測定装置
１８０光ファイバ電源供給スイッチ
１８１第１光ファイバ
１８２第２光ファイバ
１８３プリズム
１８４プリズム溝

Claims

電力網を使用し、公共固定物に電力を供給し、電動車バッテリに対し充電する充電システムであって、該システムが、
電力を公共固定物の電力網の導線に伝送する電力インタフェースモジュールを含み、該電力インタフェースモジュールが鍵化したコンセントを含み、該コンセントは、電力網の電力を該コンセントに挿入することができる相補鍵化したプラグに伝送することに用いる充電ステーションと、
その入力端に該鍵化したコンセントと相補する該鍵化したプラグを設け、その出力端に充電電流調節装置を設け、該充電電流調節装置は、電力網が供給する電力を整流することに用い、前記整流された電力を調節し、且つ前記整流され、調節された電力を電動車内のバッテリの充電電流とする車両充電器電気ケーブルと、
を含む充電システム。
前記鍵化したコンセントは、少なくとも２つの電力導線スロット及び２つの第１類ブリッジスロットの第１組み合わせを含み、正確なコーディングの２つの第１類ブリッジピンを含む該プラグを該コンセントに挿入する時のみ、該コンセントは、初めて電力を該電力導線スロットに伝送する請求項１に記載の充電システム。
前記コンセントは、構築により該プラグの該第１類ブリッジピンの間に電気伝導ブリッジが存在するよう要求される請求項２に記載の充電システム。
前記コンセントが有する２つの第２類ブリッジスロットの第２組み合わせが、ただ該プラグが該コンセントに挿入され、且つ該プラグが正確なコーディングを有し、該第１類ブリッジスロットの該第１組み合わせにより受けられる該第１類ブリッジピン、及び正確なコーディングを有し、該第２類ブリッジスロットの該第２組み合わせにより受けられる第２類ブリッジピンにある時、該コンセントは、初めて電力を該導線スロットに伝送する請求項３に記載の充電システム。
前記第１類及び該第２類ブリッジスロット中の少なくともそのうち１つが以下の組み合わせ：
該コンセント又は対となる該プラグの対となる面から内向きに延伸する孔と、
柱状絶縁の杭であって、縦方向に該孔に滑動することができ、該杭は、該孔内へ押し動かされ、それにより該杭の外部表面が該対となる面に近隣し、該杭の外部柱状表面上に導電環を固定設置し、該導電環が該杭の外部横面の内向きの第１距離を有する箇所に設置される柱状絶縁の杭と、
固定され且つ径方向に相対する半柱状電気伝導の一対の環部であり、その共通軸は、該孔周囲に巻き付けるように設けられ、該杭は、該コンセント又は対となる該プラグのもう１つの対となる面が突出する絶縁ピンにより該対となる面内に第１コーディング距離だけ押し込まれ、該絶縁ピンは、該第１コーディング距離に相当する長さを有し、これと同時に、該環部が該杭の該導電環に接触して該環部の間の回路を完成する固定され且つ径方向に相対する半柱状電気伝導の一対の環部と、
を含む請求項４に記載の充電システム。
前記継電器は、２端子入力制御ポートを含み、該２端子入力制御ポートは、アース電位より高い電力網第１導線、該コンセントの該第１類ブリッジスロット及びニュートラル回復電位の電力網第２導線を直列し、該継電器は、少なくとも一対の常時オンとなる出力接点を有し、該対の出力接点が該コンセントの該電力導線のスロットの１つ及び前記電力網導線の１つに直列し、該鍵化したプラグ上の一対の電気接続ブリッジピンが該鍵化したコンセントに挿入され、該継電器を駆動し、該対の出力接点に電気接続する請求項２に記載の充電システム。
前記鍵化したコンセントは、接触器スイッチを含み、該接触器スイッチ及び前記電力網導線中の少なくとも１つ及び該コンセントの該電力導線スロットの少なくとも１つの直列を含み、該接触器スイッチは、該鍵化したプラグに含まれる鍵操作部材により駆動されることができる請求項１に記載の充電システム。
前記鍵化したプラグの該鍵操作部は、更にマルチピンタンブラー(multi-pin tumbler)鍵、電気的コーディングカード、磁気的コーディングカード及びＲＦＩＤチップ中の何れか１つに定義される請求項７に記載の充電システム。
更に、電動車内に取り付けられる車載車両充電制御システムを含み、該車載車両充電制御システムは、
その内に残額を有する公認され且つプリペイドの支払い装置と、
該支払い装置内の該残額に対し反応を行い、その上の制御信号出力ポートに充電ステーションアクセスイネーブル信号を提供する充電ステーションアクセスイネーブル装置であって、該充電ステーションアクセスイネーブル装置がその上の信号入力ポートの入力信号に対し反応を行い、入力信号は、電力消費測定装置が測定する消費電力量と比例し、該残額から前記消費電力量と比例した数量を差し引き、ただ該残額が０より大きければ、該充電ステーションアクセスイネーブル装置の上の該制御信号出力ポートが該充電ステーションアクセスイネーブル信号を提供する充電ステーションアクセスイネーブル装置と、
少なくとも１つの電流を伝導する接触器であり、それは、第１接触ポートと、第２接触ポートと、制御信号入力ポートと、を有し、該第１接触ポートは、該車両充電器電気ケーブルの出力負荷端に接続し、該第２接触ポートが該充電電流調節装置に接続し、該充電電流調節装置が電動車内のバッテリに入力する充電電流に対し作用を起こし、該制御信号入力ポートが該充電ステーションアクセスイネーブル装置の該制御信号出力ポートに接続し、ただ該公認され且つプリペイドの支払い装置内にまだ残額を有してれば、該接触器は、該第１接触ポート及び該第２接触ポートの間の電気伝導性接触に対し作用を起こす少なくとも１つの電流を伝導する接触器と、
電力消費測定装置であって、車両バッテリ充電に替える電力消費を測定することに用い、該電力消費測定装置は、該接触器及び該充電電流調節装置に直列し、且つそれは、信号出力ポートを有し、該信号出力ポートは、消費電力と比例を成す信号を出現させ、該信号出力ポートは、該充電ステーションアクセスイネーブル装置の該信号入力ポートと互いに接続し、それにより該公認され且つプリペイドの支払い装置の残額上において、消費電力に毎谷電力所定費用率を乗算した積に等しい数量を差し引く電力消費測定装置と、
を含む請求項１に記載の充電システム。
前記公認され且つプリペイドの支払い装置は、更に、充電ライセンス受発信器に接続する磁気的コーディングカード、電気的コーディングカード、ＲＦＩＤチップ及び無線周波数受発信器等の少なくとも何れか１つを含むよう定義される請求項９に記載の充電システム。
前記車載車両充電制御システムは、車両駆動制御モジュールと互いに接続する車両ドライブイネーブルモジュールを含み、該プラグが該鍵化された電力を出力するコンセントに挿入される時、車両バッテリから該車両駆動制御モジュールを介し、電力を車両牽引モータに伝送する請求項９に記載の充電システム。
前記車両ドライブイネーブルモジュールは、鍵化された車載コンセントを含み、それは、該車両充電器電気ケーブルの該鍵化されたプラグを該充電ステーションの該電力を出力するコンセントから外し、該車載コンセントに挿入して初めて、車両バッテリから電力を該車両牽引モータに伝送できるようにする請求項９に記載の充電システム。
前記車載車両充電制御システムは、支払いインジケータを含み、それは、車両が電力網と接続する該電力インタフェースモジュールからの充電電力を受けることを認可されていることを示すことに用い、該支払いインジケータ及び該充電ステーションアクセスイネーブル装置は、互いに接続し、該充電ステーションアクセスイネーブル装置が残額を含む該支払い装置により適切に駆動されていることを確認し、視覚装置、ＲＦＩＤチップ、無線周波数及び赤外線信号中の少なくとも何れか１つを介して確認情報を該車両内部の位置に伝送する請求項９に記載の充電システム。
前記鍵化したコンセントは、少なくとも２つの電力導電スロット及び第１類ブリッジスロットの第１組み合わせを含み、ただ正確なコーディングを含む２つの第１類ブリッジピンの該プラグを該コンセントに挿入する時、該コンセントが初めて電力を該電力導線スロットに伝送する請求項９に記載の充電システム。
前記コンセントは、構造により該プラグの該第１類ブリッジピンの間に電気的伝導ブリッジが存在するよう要求する請求項１４に記載の充電システム。
前記コンセントが有する２つの第２類ブリッジスロットの第２組み合わせが、ただ該プラグが該コンセントに挿入され、且つ該プラグが正確なコーディングを有し、該第１類ブリッジスロットの該第１組み合わせにより受けられる該第１類ブリッジピン、及び正確なコーディングを有し、該第２類ブリッジスロットの該第２組み合わせにより受けられる第２類ブリッジピンにある時、該コンセントは、初めて電力を該導線スロットに伝送する請求項１５に記載の充電システム。
前記第１類及び該第２類ブリッジスロット中の少なくともそのうち１つが以下の組み合わせ：
該コンセント又は対となる該プラグの対となる面から内向きに延伸する孔と、
柱状絶縁の杭であって、縦方向に該孔に滑動することができ、該杭は、該孔内へ押し動かされ、それにより該杭の外部表面が該対となる面に近隣し、該杭の外部柱状表面上に導電環を固定設置し、該導電環が該杭の外部横面の内向きの第１距離を有する箇所に設置される柱状絶縁の杭と、
固定され且つ径方向に相対する半柱状電気伝導の一対の環部であり、その共通軸は、該孔周囲に巻き付けるように設けられ、該杭は、該コンセント又は対となる該プラグのもう１つの対となる面が突出する絶縁ピンにより該対となる面内に第１コーディング距離だけ押し込まれ、該絶縁ピンは、該第１コーディング距離に相当する長さを有し、これと同時に、該環部が該杭の該導電環に接触して該環部の間の回路を完成する固定され且つ径方向に相対する半柱状電気伝導の一対の環部と、
を含む請求項１６に記載の充電システム。
前記継電器は、２端子入力制御ポートを含み、該２端子入力制御ポートは、アース電位より高い電力網第１導線、該コンセントの該第１類ブリッジスロット及びニュートラル回復電位の電力網第２導線を直列し、該継電器は、少なくとも一対の常時オンとなる出力接点を有し、該対の出力接点が該コンセントの該電力導線のスロットの１つ及び前記電力網導線の１つに直列し、該鍵化したプラグ上の一対の電気接続ブリッジピンが該鍵化したコンセントに挿入され、該継電器を駆動し、該対の出力接点に電気接続する請求項９に記載の充電システム。
前記鍵化したコンセントは、接触器スイッチを含み、該接触器スイッチ及び前記電力網導線中の少なくとも１つ及び該コンセントの該電力導線スロットの少なくとも１つの直列を含み、該接触器スイッチは、該鍵化したプラグに含まれる鍵操作部材により駆動されることができる請求項９に記載の充電システム。
前記鍵化したプラグの該鍵操作部は、更にマルチピンタンブラー鍵、電気的コーディングカード、磁気的コーディングカード及びＲＦＩＤチップ中の何れか１つに定義される請求項１９に記載の充電システム。
更に、電力供給イネーブル用スイッチを含み、該電力供給イネーブルスイッチは、一端が電力網の電力供給端の電力供給イネーブル装置に接続され、他端が該コンセント上の２つの信号ケーブル及び該２つの信号ケーブルに対応し且つ該プラグ上に配置されるブリッジ装置を含み、該プラグが該コンセントに挿入される時、該２つの信号ケーブル及び該ブリッジ装置が互いに適合し、ブリッジを完成し、これにより、前記電力供給イネーブル装置が該２つの信号ケーブルのうちの１つを介し、電力供給イネーブル信号を該コンセントに伝送し、前記電力供給イネーブル信号が該ブリッジ装置及び該２つの信号ケーブルのうちのもう１つを介し、前記電力供給イネーブル装置に返り、該コンセントに対する電力供給をイネーブルにする請求項１に記載の充電システム。
前記２つの信号ケーブルが更に光ファイバとして定義され、該ブリッジ装置が更に該２つの信号ケーブルと適合するプリズムとして定義される請求項２１に記載の充電システム。