CN103597702B - 车辆用供电设备 - Google Patents

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Abstract

车辆用供电设备（100）具备斯科特变压器（2）、第1输出端口（28）和第2输出端口（68）。斯科特变压器（2）构成为将从三相交流电源（200）供给的三相交流电力变换为第1单相交流电力和第2单相交流电力。第1输出端口（28）用于向车辆（304）供给第1单相交流电力。第2输出端口（68）用于向车辆（314）供给第2单相交流电力。

Description

车辆用供电设备
技术领域
本发明涉及车辆用供电设备，尤其涉及能够将从三相交流电源供给的三相交流电力变换为单相交流电力来向车辆供给的车辆用供电设备。
背景技术
日本特开平4-340330号公报(专利文献1)公开了通过对交流电源降压并变换为直流的直流电源电路对电池充电的快速充电器。在该快速充电器中，将来自单相交流电源的单相交流电力通过单相变压器降压，将通过整流电桥整流后的直流电力向电池供给(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平4-340330号公报
专利文献2：日本特开2001-231169号公报
发明内容
发明要解决的问题
在构筑能够从一个交流电源对多台车辆同时充电的供电设备的情况下，使用单相交流电源并不现实。其原因在于，将单相交流变换为直流的单相变压器的容量通常为20k～30kVA左右，在用作需要大电力充电(尤其快速充电时)的车辆的电源的情况下，会被限制为一输出(一台)程度。
为了能够从一个交流电源对多台车辆同时充电，需要大容量(例如50kVA以上)的电力变换，这样一来电源被限定为三相交流电源。然而，在该情况下通过使用三相三线式变压器按各相构成单相变压器来构成三输出(三台)的输出电路时，在仅对一台车辆充电时每个输出电路只能使用到变压器容量的最大1/3，低于要求大电力充电的车辆充电而言并不够。
因此，本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，提供一种也能够对应大电力充电的车辆用供电设备。
用于解决问题的手段
根据本发明，是一种车辆用供电设备，能够将从三相交流电源供给的三相交流电力变换为单相交流电力并向车辆供给，具备斯科特变压器、第1及第2输出部。斯科特变压器构成为将三相交流电力变换为第1单相交流电力和第2单相交流电力。第1输出部用于向第1车辆供给第1单相交流电力。第2输出部用于向第2车辆供给第2单相交流电力。
优选，车辆用供电设备还具备：用于检测第1及第2单相交流电力的检测部、和控制装置。控制装置基于检测部的检测值执行电力控制，以使第1单相交流电力和第2单相交流电力变为均等。
更优选，控制装置生成互相均等化的第1电力指令值和第2电力指令值，分别向与第1输出部连接的第1车辆和与第2输出部连接的第2车辆输出。并且，第1车辆和第2车辆分别按照第1电力指令值和第2电力指令值执行充电控制。
优选，车辆用供电设备还具备：与第1输出部并联连接的第3输出部；和与第2输出部并联连接的第4输出部。控制装置执行电力控制，以使从第1输出部及第3输出部输出的电力之和与从第2输出部及第4输出部输出的电力之和变为均等。
更优选，车辆用供电设备还具备报知部。报知部用于在第1输出部和第3输出部的任一方与车辆连接时促使其他车辆与第2输出部和第4输出部的任一方连接。
优选，车辆用供电设备还具备用于从斯科特变压器取出商用电力的输出电路。
更优选，输出电路由与斯科特变压器的次级绕组的中性点连接的电力线和斯科特变压器的输出线构成。
优选，车辆用供电设备还具备整流电路，该整流电路用于将第1单相交流电力变换为直流电力并从第1输出部向第1车辆供给。
发明的效果
在本发明中，从三相交流电源供给的三相交流电力被斯科特变压器变换为第1单相交流电力和第2单相交流电力，并从第1输出部和第2输出部分别向第1车辆和第2车辆供给。由此，在仅对一台车辆充电时每个输出电路能够使用到变压器容量的最大1/2。因此，根据本发明，能够提供一种也能够对应大电力充电的车辆用供电设备。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的车辆用供电设备的整体结构图。
图2是实施方式2的车辆用供电设备的整体结构图。
图3是图2所示的ECU的功能框图。
图4是示意性表示图2所示的车辆的结构的整体框图。
图5是实施方式3的车辆用供电设备的整体结构图。
图6是图5所示的ECU的功能框图。
图7是实施方式4的车辆用供电设备的整体结构图。
图8是实施方式5的车辆用供电设备的整体结构图。
标号说明
2、2A斯科特变压器，3T座变压器，4、8初级绕组，5、9次级绕组，6、10、11中性点，7M座变压器，20、24、24A、64、64A切断器，22滤波器，26、26A、26B、27、40、66、66A、66B、67、80、RY1～RY4继电器，28、29、68、69输出端口，30、30A、30B、70、70A、70B检测部，44、46、84、86插座、90、90A、90BECU，92报知部，94、96整流电路，100、100A～100D车辆用供电设备，112供电控制部，114、114A电力控制部，116报知控制部，200、200A三相交流电源，300、310、320、330充电电缆，302、312、322、332充电连接器、304、314、324、334车辆，410蓄电装置，415、450SMR，420PCU，425电动发电机，430驱动轮，440充电输入口，445充电器，455PM-ECU，P1～P9端口，PL1～PL10电力线。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式，参照附图并进行详细说明。此外，对图中相同或相当部分标注同一标号且不反复对其说明。
[实施方式1]
图1是本发明的实施方式1的车辆用供电设备的整体结构图。参照图1，车辆用供电设备100具备：斯科特变压器2、切断器20、24、64、滤波器22、继电器26、66、和输出端口28、68。
斯科特变压器2包括T座变压器(Teasertransformer：副变压器)3和M座变压器(Maintransformer：主变压器)7。T座变压器3由初级绕组4和次级绕组5构成。M座变压器7由初级绕组8和次级绕组9构成。T座变压器3的初级绕组4的一端与连接到三相交流电源200的U相的端口P1连接。初级绕组4的另一端与M座变压器7的初级绕组8的中性点10连接。T座变压器3的次级绕组5与端口P4、P5连接，次级绕组5的中性点6接地。M座变压器7的初级绕组8与连接到三相交流电源200的V相的端口P2和连接到W相的端口P3连接。M座变压器7的次级绕组9与端口P7、P8连接，次级绕组9的中性点11接地。
该斯科特变压器2将从端口P1～P3输入的来自三相交流电源200的三相交流电力变换为2个系统的单相交流电力。并且，由T座变压器3生成的第1单相交流电力从端口P4、P5输出，由M座变压器7生成的第2单相交流电力从端口P7、P8输出。此外，第1单相交流电力和第2单相交流电力的电压根据从车辆用供电设备100接受电力供给的车辆304、314而设定，例如为200V。
三相交流电源200向车辆用供电设备100供给三相交流电力。此外，在该实施方式1中，三相交流电源200是能够对因仅车辆304和314的某一方连接于车辆用供电设备100时的负载不平衡而产生的三相间的电力不平衡进行吸收的电源，例如为商用三相系统电源。
切断器20配设于三相交流电源200与斯科特变压器2之间的三相电力线。切断器20例如为漏电切断器，在通过未图示的零相电流检测器(ZCT)检测到漏电时，将三相交流电源200与斯科特变压器2之间的电路电切断。滤波器22配设于三相交流电源200与斯科特变压器2之间的三相电力线，对噪声从三相交流电源200向车辆用供电设备100的侵入、和噪声从车辆用供电设备100向三相交流电源200的漏泄进行抑制。滤波器22例如由EMI滤波器构成。
切断器24、电力线PL1、PL2、继电器26和输出端口28构成能够经由与输出端口28连接的充电电缆300向车辆304供电的第1输出电路。切断器24配设于斯科特变压器2的端口P4、P5与电力线PL1、PL2之间。切断器24例如也是漏电切断器，在通过未图示的零相电流检测器(ZCT)检测到漏电时，将斯科特变压器2与第1输出电路之间的电路电切断。
继电器26配设在电力线PL1、PL2与输出端口28之间。并且，在允许从车辆用供电设备100向车辆304供电的预定的供电条件成立时使继电器26接通，从而能够从输出端口28向车辆304供电。输出端口28是用于将从斯科特变压器2的端口P4、P5输出的单相交流电力向车辆304输出的电力输出部。作为一例，在输出端口28连接充电电缆300，将设置于充电电缆300前端的充电连接器302与车辆304的充电输入口连接，由此从车辆用供电设备100向车辆304供给电力。此外，也可以设为将在能够从车辆304延长的充电软线的前端设置的插头连接到输出端口28的结构。
另外，切断器64、电力线PL3、PL4、继电器66和输出端口68构成能够经由与输出端口68连接的充电电缆310向车辆314供电的第2输出电路。切断器64配设在斯科特变压器2的端口P7、P8与电力线PL3、PL4之间。切断器64例如也是漏电切断器，在通过未图示的零相电流检测器(ZCT)检测到漏电时，将斯科特变压器2与第2输出电路之间的电路电切断。
继电器66配设在电力线PL3、PL4与输出端口68之间。并且，在预定的供电条件成立时使继电器66接通，从而能够从输出端口68向车辆314供电。输出端口68是用于将从斯科特变压器2的端口P7、P8输出的单相交流电力向车辆314输出的电力输出部。作为一例，在输出端口68连接充电电缆310，将设置于充电电缆310前端的充电连接器312与车辆314的充电输入口连接，由此从车辆用供电设备100向车辆314供给电力。此外，也可以设为将在能够从车辆314延长的充电软线的前端设置的插头连接到输出端口68的结构。
在该实施方式1中，车辆用供电设备100将从三相交流电源200供给的三相交流电力通过斯科特变压器2变换为2个系统的单相交流电力。车辆用供电设备100具有输出端口28、68，能够同时向2台车辆304、314供电。在该车辆用供电设备100中，通过使用斯科特变压器2，与使用三相三线式变压器的情况相比能够增大每台的容量。具体地说，假设在使用三相三线式变压器的情况下，仅对1台车辆充电时容量被限制为三相三线式变压器的额定容量的最大1/3，与此相对，在该车辆用供电设备100中，通过使用斯科特变压器2，在仅对1台车辆充电时能够使用到斯科特变压器2的额定容量的最大1/2。因此，根据该实施方式1，能够实现也能够对应快速充电等大电力充电的车辆用供电设备。
[实施方式2]
在实施方式1中，三相交流电源200是能够对因在车辆用供电设备100仅连接了1台车辆时的负载不平衡而产生的三相间的电力不平衡进行吸收的电源。然而，在向车辆用供电设备供给电力的三相交流电源使用紧急用发电机等有限容量的电源的情况下，当发生上述那样的三相间的电力不平衡时，在用作三相交流电源的发电机中会产生电枢反作用的影响、输出电压的波动等问题。因此，在该实施方式2中，示出了三相交流电源使用有限容量的电源的情况下能够确保三相间的电力平衡的结构。
图2是实施方式2的车辆用供电设备的整体结构图。参照图2，该车辆用供电设备100A在图1所示的实施方式1的车辆用供电设备100的结构中还具备检测部30、70、和ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)90。
检测部30检测电力线PL1、PL2间的电压和在电力线PL1、PL2中流动的电流、即向与输出端口28连接的车辆304供给的电力的电压和电流，并将该检测值向ECU90输出。检测部70检测电力线PL3、PL4间的电压和在电力线PL3、PL4中流动的电流、即向与输出端口68连接的车辆314供给的电力的电压和电流，并将该检测值向ECU90输出。
ECU90通过由CPU(CentralProcessingUnit)执行预先存储的程序实现的软件处理和/或由专用的电子电路实现的硬件处理来执行用于从车辆用供电设备100A向车辆304、314供电的电力控制。具体地说，ECU90生成车辆304、314的电力指令值，以使向连接到输出端口28的车辆304供给的电力与向连接到输出端口68的车辆314供给的电力变为均等，并将该生成的电力指令值向车辆304、314输出。
此外，用于从ECU90向车辆304、314输出电力指令值的通信单元既可以使用经由充电电缆300、310的电力线通信(PLC：PowerLineCommunication)，也可以利用基于按美利坚合众国的SAE标准(SAEJ1772(SAEElectricVehicleConductiveChargeCoupler))、日本的JEVS标准(JEVSG109)的控制导频电路的导频信号，或者还可以使用无线通信。
三相交流电源200A向车辆用供电设备100A供给三相交流电力。此外，在该实施方式2中，三相交流电源200A是无法对因仅车辆304和314的某一方与车辆用供电设备100A连接时的负载不平衡而产生的三相间的电力不平衡进行吸收的、容量有限的电源，例如为商用系统电源停电时所使用的紧急用发电机等。
图3是图2所示的ECU90的功能框图。参照图3和图2，ECU90包括供电控制部112和电力控制部114。供电控制部112接收表示充电电缆300的充电连接器302与车辆304的连接状态、和充电电缆310的充电连接器312与车辆314的连接状态的连接信号。并且，供电控制部112在充电连接器302、312分别与车辆304、314连接的情况下接收到从车辆用供电设备100A向车辆304、314的供电要求时，向继电器26、66输出接通指令并向电力控制部114输出指示电力控制执行的指令。此外，在继电器26、66被接通时，能够从输出端口28、68向车辆304、314供电。
电力控制部114从检测部30、70分别接收电流和电压的检测信号，并基于该检测信号算出向连接到输出端口28的车辆304供给的电力、和向连接到输出端口68的车辆314供给的电力。并且，电力控制部114在从供电控制部112接收到指示电力控制执行的指令时，生成车辆304、314的电力指令值并向车辆304、314输出，以使向车辆304、314供给的电力变为相互均等。
图4是示意性表示图2所示的车辆304(314)的结构的整体框图。参照图4，车辆304(314)包括：蓄电装置410、系统主继电器(以下称为“SMR(SystemMainRelay)”。)415、PCU(PowerControlUnit)420、电动发电机425和驱动轮430。另外，车辆304(314)还包括充电输入口440、充电器445、SMR450和PM-ECU455。
蓄电装置410是蓄积行驶用的电力的直流电源，例如由镍氢、锂离子等的二次电池构成。蓄电装置410使用充电器445通过车辆用供电设备100A来充电。此外，在车辆304(314)制动时、下坡的加速度降低时，蓄电装置410也从PCU420接受由电动发电机425发电产生的电力来充电。并且，蓄电装置410将所蓄积的电力向PCU420输出。此外，作为蓄电装置410，能够代替二次电池而采用大容量的电容器。
SMR415设置在蓄电装置410与PCU420之间。SMR415在为使车辆304(314)行驶而起动车辆系统时为接通状态，在通过充电器445对蓄电装置410充电时为断开状态。
PCU420从蓄电装置410接受电力的供给来驱动电动发电机425。另外，在车辆304(314)制动时等，PCU420对电动发电机425从驱动轮430接受动能而发电产生的电力进行电压变换并向蓄电装置410输出。PCU420例如由包括三相的开关元件的三相PWM变换器构成。此外，也可以在三相PWM变换器与蓄电装置410之间设置升压转换器。
电动发电机425是能够进行牵引(力行)动作和再生动作的电动发电机，例如由在转子埋设有永磁体的三相交流同步电动发电机构成。电动发电机425被PCU420驱动，产生行驶用的驱动转矩来使驱动轮430驱动。另外，在车辆304(314)制动时等，电动发电机425从驱动轮430接受车辆304(314)具有的动能来发电。
充电输入口440构成为能够与车辆用供电设备100A侧的充电连接器302(312)嵌合。并且，充电输入口440接受从车辆用供电设备100A供给的电力并向充电器445输出。此外，也可以代替充电输入口440而设置能够与车辆用供电设备100A的插座连接而构成的充电插头。
充电器445构成为从车辆用供电设备100A接受电力来对蓄电装置410充电。详细地说，充电器445基于来自PM-ECU455的控制信号将从车辆用供电设备100A供给的电力变换为蓄电装置410的充电电力。充电继电器450设置在配于蓄电装置410和SMR415间的电力线PL7、PL8与充电器445之间。充电继电器450在从车辆用供电设备100A对蓄电装置410充电(以下也称为“外部充电”。)时变为接通状态，在外部充电结束时变为断开状态。
PM-ECU455通过由CPU执行预先存储的程序实现的软件处理和/或由专用的电子电路实现的硬件处理来控制充电器445的工作。具体地说，PM-ECU455在外部充电时，生成用于使充电器445工作的控制信号以按照从车辆用供电设备100A接收的电力指令值从车辆用供电设备100A对蓄电装置410充电，并将该生成的控制信号向充电器445输出。
此外，如上所述，用于从车辆用供电设备100A接收电力指令值的通信单元，既可以使用经由充电电缆300(310)的电力线通信，也可以利用基于按美利坚合众国的SAE标准、日本的JEVS标准的控制导频电路的导频信号，还可以使用无线通信。
如上所述，在该实施方式2中，设置检测部30、70，基于其检测值通过ECU90生成电力指令值并向车辆304、314输出。ECU90生成电力指令值，以使向车辆304、314供给的电力相互均等。因此，根据该实施方式2，在使用无法吸收因负载不平衡产生的三相间的电力不平衡这样的三相交流电源200A的情况下，也能够进行大电力充电并维持三相交流电源200A的电力平衡。
[实施方式3]
在该实施方式3中，示出了能够确保三相交流电源的电力平衡且斯科特变压器的各输出系统(接受来自端口P4、P5的输出的电路和接受来自端口P7、P8的输出的电路中的各个)的每个能够向多台车辆供给电力的结构。
图5是实施方式3的车辆用供电设备的整体结构图。此外，在该图5中，代表性示出斯科特变压器的各输出系统的每个能够向2台车辆供给电力的结构。参照图5，该车辆用供电设备100B在图2所示的实施方式2的车辆用供电设备100A的结构中还具备继电器27、67、输出端口29、69、和报知部92，代替检测部30、70和ECU90而分别具备检测部30A、70A和ECU90A。
继电器27配设在电力线PL1、PL2与输出端口29之间。并且，当允许从车辆用供电设备100B向车辆324供电的预定的供电条件成立时使继电器27接通，从而能够从输出端口29向车辆324供电。输出端口29是用于将从斯科特变压器2的端口P4、P5输出的单相交流电力向车辆324输出的电力输出部。
继电器67配设在电力线PL3、PL4与输出端口69之间。并且，当预定的供电条件成立时使继电器67接通，从而能够从输出端口69向车辆334供电。输出端口69是用于将从斯科特变压器2的端口P7、P8输出的单相交流电力向车辆334输出的电力输出部。
检测部30A检测电力线PL1、PL2间的电压和流向输出端口28、29的电流、即从车辆用供电设备100B向车辆304、324的每一个供给的电力的电压和电流，并将该检测值向ECU90A输出。检测部70A检测电力线PL3、PL4间的电压和流向输出端口68、69的电流、即从车辆用供电设备100B向车辆314、334的每一个供给的电力的电压和电流，并将该检测值向ECU90A输出。
ECU90A执行用于进行从车辆用供电设备100B向车辆304、314、324、334供电的电力控制。具体地说，ECU90A生成车辆304、314、324、334的电力指令值，使得向分别连接到输出端口28、29的车辆304、324供给的电力之和与向分别连接到输出端口68、69的车辆314、334供给的电力之和变为均等，并将该生成的电力指令值向车辆304、314、324、334输出。
此外，车辆304、314、324、334不需要全部连接，但是为了确保三相交流电源200A的电力平衡，第2台车辆的连接是与连接于第1台车辆的输出系统不同的输出系统连接。即，例如在已连接车辆304时，第2台车辆与输出端口68、69的任一方连接。
并且，为了促使这样的连接，ECU90A检测车辆向输出端口28、29、68、69的连接状况，生成用于促使第2台车辆的连接目的地为与连接于第1台车辆的输出系统不同的输出系统的报知信号并向报知部92输出。作为一例，在车辆用供电设备100B仅连接了车辆304时，ECU90A检测该连接状况，生成用于促使第2台车辆的连接目的地为输出端口68、69的任一方的报知信号并向报知部92输出。
报知部92按照从ECU90A接受的报知信号，向车辆用供电设备100B的利用者报知车辆的连接目的地。作为一例，报知部92由设置于各输出端口28、29、68、69的显示灯构成。并且，例如在车辆用供电设备100B仅连接了车辆304时，报知部92按照从ECU90A接受的报知信号，使设置于输出端口68、69的显示灯点亮。
此外，车辆用供电设备100B的其他结构如图1已说明那样。
图6是图5所示的ECU90A的功能框图。参照图6，ECU90A在图3所示的ECU90的结构中还包括报知控制部116，代替电力控制部114而包括电力控制部114A。
报知控制部116从供电控制部112接收车辆向各输出端口28、29、68、69的连接状况。并且，在输出端口28、29、68、69的任一方连接了一台车辆时，报知控制部116生成用于促使第2台车辆的连接目的地为与连接于第1台车辆的输出系统不同的输出系统的输出端口的报知信号并向报知部92输出。
电力控制部114A分别从检测部30A、70A接收电流和电压的检测信号。电力控制部114A基于这些检测信号，算出向连接到输出端口28的车辆304供给的第1电力、向连接到输出端口29的车辆324供给的第2电力、向连接到输出端口68的车辆314供给的第3电力、和向连接到输出端口69的车辆334供给的第4电力。此外，在输出端口没有了连接车辆的情况下，由于电流为0所以将电力算出为0。并且，在从供电控制部112接收到指示电力控制执行的指令时，电力控制部114A生成各车辆的电力指令值使得第1和第2电力之和与第3和第4电力之和变为均等，并向连接到输出端口的车辆输出电力指令值。
如以上所述，在该实施方式3中，设置用于促使第2台车辆的连接目的地为与连接于第1台车辆的输出系统不同的输出系统的输出端口的报知部92，所以能防止由多台车辆集中于一个输出系统而导致的电力不平衡。因此，根据该实施方式3，能够维持三相交流电源200A的电力平衡并能够向更多车辆进行供电。
[实施方式4]
在该实施方式4中，示出了能够利用车辆用供电设备作为商用电源(例如AC100V电源)的结构。
图7是实施方式4的车辆用供电设备的整体结构图。参照图7，该车辆用供电设备100C具备：斯科特变压器2A、切断器20、24A、64A、滤波器22、切换继电器40、80、继电器26A、26B、66A、66B、输出端口28、68、和插座44、46、84、86。另外，车辆用供电设备100C还具备检测部30B、70B和ECU90B。
斯科特变压器2A在图1所示的斯科特变压器2的结构中还包括端口P6、P9。端口P6与T座变压器3的次级绕组5的中性点6连接。端口P9与M座变压器7的次级绕组9的中性点11连接。
切断器24A除了图1所示的切断器24的结构以外还构成为能够切断端口P6与切换继电器40之间的电路。切换继电器40配设在端口P6与电力线PL5之间。切换继电器40在要求使用插座44、46时被接通，在不使用插座44、46时被断开。
继电器26A配设在电力线PL1、PL5与插座44之间。继电器26B配设在电力线PL2、PL5与插座46之间。插座44、46构成为能够与家电产品等的电源插头嵌合。输出端口28经由继电器26A、26B与电力线PL1、PL2连接。并且，当允许来自插座44、46的输出的预定的条件成立时继电器26A、26B被接通，从而能够使用插座44、46。在向车辆304供电时，使继电器26A的继电器RY1和继电器26B的继电器RY2接通。
切断器64A除了图1所示的切断器64的结构以外还构成为能够切断端口P9与切换继电器80之间的电路。切换继电器80配设在端口P9与电力线PL6之间。切换继电器80在要求使用插座84、86时被接通，在不使用插座84、86时被断开。
继电器66A配设在电力线PL3、PL6与插座86之间。继电器66B配设在电力线PL4、PL6与插座84之间。插座84、86构成为能够与家电产品等的电源插头嵌合。输出端口68经由继电器66A、66B与电力线PL3、PL4连接。并且，当允许来自插座84、86的输出的预定的条件成立时继电器66A、66B被接通，从而能够使用插座84、86。在向车辆314供电时，使继电器66A的继电器RY3和继电器66B的继电器RY4接通。
检测部30B检测在从车辆用供电设备100C向车辆304供电时向输出端口28供给的电压和电流，并将该检测值向ECU90B输出。另外，在使用插座44、46时，检测部30B检测向插座44、46供给的电压和电流，并将该检测值向ECU90B输出。
检测部70B检测在从车辆用供电设备100C向车辆314供电时向输出端口68供给的电压和电流，并将该检测值向ECU90B输出。另外，在使用插座84、86时，检测部70B检测向插座84、86供给的电压和电流，并将该检测值向ECU90B输出。
ECU90B在从车辆用供电设备100C向车辆304供电时使继电器26A的继电器RY1和继电器26B的继电器RY2接通。在要求使用插座44、46时ECU90B使继电器26A、26B接通。另外，ECU90B在从车辆用供电设备100C向车辆314供电时使继电器66A的继电器RY3和继电器66B的继电器RY4接通。在要求使用插座84、86时，ECU90B使继电器66A、66B接通。
此外，上述的继电器26A、26B、66A、66B在向车辆304、314供电时和使用插座44、46、84、86时共用，但是也可以是使设置于向车辆供电的供电路径的继电器与设置于向插座供电的供电路径的继电器完全不同的结构。
如上所述，根据该实施方式4，能够从车辆用供电设备100C得到商用电源(例如AC100V电源)，所以提高了利用者的便利性。
[实施方式5]
在该实施方式5中，示出了能够进行DC充电的结构。
图8是实施方式5的车辆用供电设备的整体结构图。参照图8，该车辆用供电设备100D在图1所示的实施方式1的车辆用供电设备100的结构中还包括整流电路94、96。
整流电路94配设在切断器24与继电器26之间。整流电路94将从斯科特变压器2的端口P4、P5输出的单相交流电力整流为直流电力并向输出端口28输出。整流电路96配设在切断器64与继电器66之间。整流电路96将从斯科特变压器2的端口P7、P8输出的单相交流电力整流为直流电力并向输出端口68输出。
此外，虽然没有特别图示，但是也可以是仅具备整流电路94、96的任一方的结构。另外，也可以设置使整流电路94、96旁通的电路，通过设为能够切换整流电路94、96的使用/不使用，从而能够对AC充电和DC充电进行切换。
如上所述，根据该实施方式5，能够实现也能够对应DC快速充电等大电力充电的车辆用供电设备。
此外，在以上描述中，输出端口28、68分别对应于本发明的“第1输出部”和“第2输出部”的一个实施例，ECU90、90A、90B对应于本发明的“控制装置”的一个实施例。另外，输出端口29、69分别对应于本发明的“第3输出部”和“第4输出部”的一个实施例。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是举例说明的内容而并不是限制性内容。本发明的范围并不通过上述的实施方式的说明来限定，而是通过权利要求的范围来限定，与权利要求等同的含义以及权利要求范围内的所有变更也包含在本发明中。

Claims (6)

1.一种车辆充电用供电设备，能够将从三相交流电源供给的三相交流电力变换为单相交流电力并向车辆供给，具备：
斯科特变压器(2)，构成为将所述三相交流电力变换为第1单相交流电力和第2单相交流电力；
第1输出部(28)，用于向第1车辆供给所述第1单相交流电力；
第2输出部(68)，用于向第2车辆供给所述第2单相交流电力；
检测部(30，70)，用于检测所述第1单相交流电力和所述第2单相交流电力；和
控制装置(90)，基于所述检测部的检测值使所述第1车辆和所述第2车辆执行充电控制，使得所述第1单相交流电力和所述第2单相交流电力变为均等，
所述控制装置生成互相均等化的第1电力指令值和第2电力指令值，分别向与所述第1输出部连接的所述第1车辆和与所述第2输出部连接的所述第2车辆输出，
所述第1车辆和所述第2车辆分别按照所述第1电力指令值和所述第2电力指令值执行充电控制。
2.一种车辆充电用供电设备，能够将从三相交流电源供给的三相交流电力变换为单相交流电力并向多个车辆供给，具备：
斯科特变压器(2)，构成为将所述三相交流电力变换为第1单相交流电力和第2单相交流电力；
第1输出部(28)，用于向所述多个车辆中的第1车辆供给所述第1单相交流电力；
第2输出部(68)，用于向所述多个车辆中的第2车辆供给所述第2单相交流电力；
检测部(30，70)，用于检测所述第1单相交流电力和所述第2单相交流电力；
控制装置(90)，基于所述检测部的检测值使所述多个车辆执行充电控制，使得所述第1单相交流电力和所述第2单相交流电力变为均等；
与所述第1输出部并联连接的第3输出部(29)；和
与所述第2输出部并联连接的第4输出部(69)，
所述控制装置使所述多个车辆执行充电控制，使得从所述第1输出部及所述第3输出部输出的电力之和与从所述第2输出部及所述第4输出部输出的电力之和变为均等。
3.根据权利要求2所述的车辆充电用供电设备，其中，
还具备报知部(92)，该报知部(92)用于在所述第1输出部和所述第3输出部的任一方与车辆连接时促使其他车辆与所述第2输出部和所述第4输出部的任一方连接。
4.根据权利要求1或2所述的车辆充电用供电设备，其中，
还具备用于从所述斯科特变压器取出商用电力的输出电路(6，PL5，44，46；9，PL6，84，86)。
5.根据权利要求4所述的车辆充电用供电设备，其中，
所述输出电路由与所述斯科特变压器的次级绕组的中性点(6；9)连接的电力线(PL5；PL6)和所述斯科特变压器的输出线(PL1，PL2；PL3，PL4)构成。
6.根据权利要求1或2所述的车辆充电用供电设备，其中，
还具备整流电路(94)，该整流电路(94)用于将所述第1单相交流电力变换为直流电力并从所述第1输出部向所述第1车辆供给。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5440598B2 (ja) * 2011-12-24 2014-03-12 住友電気工業株式会社 給電装置及び通信方法
WO2014102953A1 (ja) * 2012-12-27 2014-07-03 新電元工業株式会社 充電装置、および、充電装置の正常性確認方法
DE102013204256A1 (de) 2013-03-12 2014-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
NO337360B1 (no) * 2014-03-11 2016-03-29 Zaptec Ip As Strømforsyningssystem for lading av elektriske kjøretøy
CN104767473B (zh) * 2015-04-01 2016-12-07 重庆太初新能源有限公司 用于太阳能电池板清洁车的干湿设备控制电路及其方法
DE102015110023A1 (de) * 2015-06-23 2016-12-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Ladestation und Verfahren zum Laden eines Plug-In-Kraftfahrzeuges an einer Ladesäule
KR101860428B1 (ko) 2015-11-09 2018-05-24 한국과학기술원 3상 교류 전력 무선 전달 시스템 및 이를 이용한 3상 무선 충전형 무인 비행체
KR101858619B1 (ko) 2016-08-24 2018-05-17 한국과학기술원 3상 전력 무선충전형 무인비행체 및 이를 위한 3상 전력 무선충전 장치
DE102017107355B4 (de) * 2017-04-05 2021-11-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichteranordnung zur Speisung von Fahrzeugen und Anlage hiermit
KR102235397B1 (ko) 2018-05-02 2021-04-05 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 스콧 트랜스포머를 갖는 전력 변환 장치
WO2022125492A1 (en) * 2020-12-08 2022-06-16 Atom Power, Inc. Electric vehicle charging system and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471231A (en) * 1982-05-27 1984-09-11 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Alternating current feeder system for trolley-assisted dump trucks

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843918A (en) * 1973-11-15 1974-10-22 Gould Inc Ferroresonant transformer battery charger circuit
US4068157A (en) * 1974-11-29 1978-01-10 Sola Basic Industries, Inc. Regulated multiple transformer system
US3976987A (en) * 1975-08-29 1976-08-24 Square D Company Dual channel dynamic line isolation monitor
JPH0744828B2 (ja) * 1983-02-18 1995-05-15 財団法人鉄道総合技術研究所 ２相電源負荷平衡装置
US4639610A (en) * 1985-12-10 1987-01-27 Westinghouse Electric Corp. Rotating flux transformer
JP3096319B2 (ja) 1990-07-13 2000-10-10 日立工機株式会社 急速充電器
JPH07107744A (ja) * 1993-09-30 1995-04-21 Meidensha Corp 電力変換装置
JPH10112411A (ja) * 1996-10-03 1998-04-28 Hirokazu Saito スコット直流変換回路
JP2001231169A (ja) 2000-02-18 2001-08-24 Sato Benec Co Ltd 配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備
JP4166216B2 (ja) 2004-12-22 2008-10-15 株式会社東芝 電気鉄道交流き電システム
CN101428570B (zh) * 2008-12-03 2010-11-03 北京交通大学 基于高压综合补偿装置实现同相牵引供电的直接挂网装置
JP4648463B2 (ja) 2009-02-11 2011-03-09 中部電力株式会社 事業施設用の車両充電システム及び充電制御装置
CN201548626U (zh) * 2009-09-23 2010-08-11 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 交直交牵引变流器电气传动试验装置
JP5556677B2 (ja) * 2010-03-08 2014-07-23 株式会社豊田自動織機 バッテリ充電回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471231A (en) * 1982-05-27 1984-09-11 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Alternating current feeder system for trolley-assisted dump trucks

Also Published As

Publication number Publication date
EP2720347A4 (en) 2015-07-29
EP2720347B1 (en) 2017-04-05
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US20140139182A1 (en) 2014-05-22
CN103597702A (zh) 2014-02-19
EP2720347A1 (en) 2014-04-16
WO2012169050A1 (ja) 2012-12-13
US9139100B2 (en) 2015-09-22
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