JP2014217220A

JP2014217220A - 電力供給システム

Info

Publication number: JP2014217220A
Application number: JP2013093990A
Authority: JP
Inventors: 敏行里見; Toshiyuki Satomi; 小林　晋; Susumu Kobayashi; 晋小林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: JP6198109B2; WO2014174808A1

Abstract

【課題】複数台の電動車両を個別に充放電することができる電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給システムは、蓄電池１１，１２を搭載した電動車両Ｃ１，Ｃ２との間で蓄電池１１，１２の充電電力および放電電力を授受する直流接続口６および交流接続口７を有する。さらに、直流接続口６および交流接続口７を介して電動車両Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに充電電力を供給し、直流接続口６および交流接続口７のそれぞれを介して電動車両Ｃ１，Ｃ２から供給された放電電力を用いて、負荷３０が接続した電路Ｌ２に交流電力を供給する電力変換部Ａを有する。さらに、電路Ｌ２に商用電源２０から供給される商用電力を導通・遮断する系統リレーＢを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給システムに関するものである。

近年、有害排気物質が少なく、環境にやさしい電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などの電動車両が市場に導入され、電動車両の蓄電池の充放電を行う電力供給システムが提案されている。電力供給システムは、電動車両と需要家内の負荷との間に設けられて、電動車両に対して充電電力を供給し、電動車両から供給される放電電力を需要家内の負荷に供給する。

電動車両の充電方式には直流充電方式と交流充電方式とがあり、直流充電方式と交流充電方式とのいずれか一方のみに対応した電力供給システムがある。この電力供給システムは、電動車両と需要家内の負荷との間に、直流充放電手段と交流充放電手段とのいずれか一方のみを設けている。直流充放電手段は、電動車両に対して直流の充電電力を供給し、電動車両から供給される直流の放電電力を負荷に供給する。交流充放電手段は、電動車両に対して交流の充電電力を供給し、電動車両から供給される交流の放電電力を負荷に供給する。

また、１つの電力供給システムが、交流充放電手段と直流放電手段とを備える構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、充放電の対象は１台の電動車両であり、充電は交流充電方式を用い、放電は交流放電方式または直流放電方式のいずれか一方が選択される。

特開２０１２−１７０２５９号公報

従来の電力供給システムでは、複数台の電動車両を接続して、電動車両のそれぞれを個別に充放電することはできなかった。したがって、利用可能な蓄電池の容量は、１台の電動車両に搭載されている蓄電池の容量に制限されるので、エネルギーマネージメントの効果が低かった。また、商用電力の停電時においては、電動車両の放電電力を用いた電力供給の継続時間も短時間になり、運用性が低いものであった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数台の電動車両を個別に充放電することができる電力供給システムを提供することにある。

本発明の電力供給システムは、蓄電池を搭載した電動車両との間で前記蓄電池の充電電力および放電電力を授受する複数の接続口と、負荷が接続した電路と、商用電源から前記電路に供給される商用電力を導通・遮断する開閉器と、少なくとも前記電路に供給された前記商用電力を用いて、前記接続口を介して前記電動車両のそれぞれに前記充電電力を供給し、前記接続口を介して前記電動車両のそれぞれから供給された前記放電電力を用いて、前記電路に交流電力を供給する電力変換部とを備えることを特徴とする。

この発明において、複数の前記接続口は、前記電動車両との間で直流の前記充電電力および前記放電電力を授受する直流接続口と、前記電動車両との間で交流の前記充電電力および前記放電電力を授受する交流接続口とで構成されることが好ましい。

この発明において、前記電力変換部は、前記電路と前記直流接続口との間に電気的に接続した第１の電力変換回路と第２の電力変換回路との直列回路と、前記交流接続口と前記第２の電力変換回路との間に電気的に接続した電路切替部と第３の電力変換回路との直列回路とで構成され、前記電路切替部は、前記交流接続口を前記第３の電力変換部または前記電路に切替可能に電気的に接続しており、前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を第１の直流電圧に制御された第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力を直流の充電電力に変換して前記直流接続口へ出力する直流充電モードと、前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続して、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記交流接続口へ出力する交流充電モードと、前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力を第２の直流電圧に制御された第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する直流放電モードと、前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を第３の直流電圧に制御された第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第３の直流電力を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する交流放電モードとを動作モードとして有することが好ましい。

この発明において、前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力を直流の前記充電電力に変換して前記直流接続口へ出力し、且つ前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続して、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記交流接続口へ出力する一括充電モードと、前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を前記第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力と前記第３の直流電力との和を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する一括放電モードとを動作モードとして有することが好ましい。

この発明において、前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ供給し、且つ前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を前記第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力と前記第３の直流電力との和を直流の前記充電電力に変換して前記直流接続口へ出力する第１の車両間充電モードと、前記開閉器を介して前記電路に前記商用電力を出力し、前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続し、且つ前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する第２の車両間充電モードとを動作モードとして有することが好ましい。

この発明において、前記直流放電モードと前記交流放電モードとのいずれか一方の動作モードで動作しているときに、放電中の前記蓄電池の残容量が閾値以下になった場合、他方の動作モードに切り替えて動作することが好ましい。

以上説明したように、本発明では、蓄電池を搭載した複数台の電動車両を接続して、複数台の電動車両を個別に充放電することができるという効果がある。

実施形態の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。同上の直流充電モードの動作を示すブロック図である。同上の交流充電モードの動作を示すブロック図である。同上の系統連系運転時の直流放電モードの動作を示すブロック図である。同上の自立運転時の直流放電モードの動作を示すブロック図である。同上の系統連系運転時の交流放電モードの動作を示すブロック図である。同上の自立運転時の交流放電モードの動作を示すブロック図である。同上の一括充電モードの動作を示すブロック図である。同上の一括放電モードの動作を示すブロック図である。同上の第１の車両間充電モードの動作を示すブロック図である。同上の第２の車両間充電モードの動作を示すブロック図である。同上の車両交換の動作を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態の電力供給システムの構成を示す。本実施形態の電力供給システムは、蓄電池１０を搭載した電動車両Ｃとの間で蓄電池１０の充電電力および放電電力を授受する直流接続口６および交流接続口７を有する。さらに、本実施形態の電力供給システムは、直流接続口６および交流接続口７を介して電動車両Ｃのそれぞれに充電電力を供給し、直流接続口６および交流接続口７のそれぞれを介して電動車両Ｃから供給された放電電力を用いて、負荷３０が接続した電路Ｌ２に交流電力を供給する電力変換部Ａを有する。さらに、本実施形態の電力供給システムは、電路Ｌ２に商用電源２０から供給される商用電力を導通・遮断する系統リレーＢ（開閉器）を有する。

電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などの電動車両Ｃには、蓄電池１０が搭載されている。そして、電力供給システムは、電動車両Ｃの蓄電池１０、商用電源２０、需要家内の負荷３０との間で授受される電力を制御する。なお、複数の電動車両Ｃを区別する場合、電動車両Ｃ１，Ｃ２，．．．と称し、電動車両Ｃ１，Ｃ２，．．．に搭載した各蓄電池１０を区別する場合、蓄電池１１，１２，．．．と称す。

電力変換部Ａは、電力変換回路１（第１の電力変換回路）、電力変換回路２（第２の電力変換回路）、電力変換回路３（第３の電力変換回路）、電路切替部４、コントローラ５で構成される。

商用電力系統Ｌ１は、商用電源２０から需要家へ商用電力を供給する。電路Ｌ２は、需要家の負荷３０が接続されている。そして、系統リレーＢは、商用電力系統Ｌ１と電路Ｌ２との間に設けられている。系統リレーＢは、商用電力系統Ｌ１と電路Ｌ２との間に設けた接点をオン・オフすることによって、商用電源２０から電路Ｌ２に供給される商用電力を導通・遮断する。

電力変換回路１と電力変換回路２との直列回路は、電路Ｌ２と直流接続口６との間に電気的に接続している。電路切替部４と電力変換回路３との直列回路は、交流接続口７と電力変換回路２との間に電気的に接続している。電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３または電路Ｌ２に切替可能に電気的に接続させるスイッチ機能を有する。

直流接続口６は、ケーブル４１の一端が接続しており、ケーブル４１の他端は電動車両Ｃ１の図示しないインレットに接続している。そして、電動車両Ｃ１は、蓄電池１１を直流電力で充電し、蓄電池１１の放電電力を直流で出力する図示しない充放電器を有する。直流接続口６は、電動車両Ｃ１との間でケーブル４１を介して、直流の充電電力および放電電力を授受する。

交流接続口７は、ケーブル４２の一端が接続しており、ケーブル４２の他端は電動車両Ｃ２の図示しないインレットに接続している。そして、電動車両Ｃ２は、蓄電池１２を交流電力で充電し、蓄電池１２の放電電力を交流で出力する充放電器を有する。交流接続口７は、電動車両Ｃ２との間でケーブル４２を介して、交流の充電電力および放電電力を授受する。

電力変換回路１は、電路Ｌ２と電力変換部２との間に設けられている。電力変換回路１は、電路Ｌ２の商用電力を第１の直流電力に変換して電力変換回路２へ出力する。第１の直流電力とは、電力変換回路１によって予め決められた第１の直流電圧に制御された直流電力である。また、電力変換回路１は、電力変換回路２が出力する第２の直流電力を商用周波数の交流電力に変換して電路Ｌ２へ出力する。すなわち、電力変換回路１は、電路Ｌ２と電力変換部２との間で、双方向の電力変換機能（ＡＣ／ＤＣ変換機能、ＤＣ／ＡＣ変換機能）を有する。

電力変換回路２は、電力変換回路１と電力変換回路３と直流接続口６とに接続している。電力変換回路２は、電力変換回路１が出力する第１の直流電力を直流の充電電力に変換して、直流接続口６へ出力する。直流の充電電力は、電力変換回路２によって蓄電池１１の充電電圧に制御されている。また、電力変換回路２は、直流接続口６を介して供給される直流の放電電力を第２の直流電力に変換して、電力変換回路１へ出力する。また、電力変換回路２は、電力変換回路３が出力する第３の直流電力を第２の直流電力に変換して、電力変換回路１へ出力する。第２の直流電力とは、電力変換回路２によって予め決められた第２の直流電圧に制御された直流電力である。すなわち、電力変換回路２は、電力変換回路１と直流接続口６との間で双方向の電力変換機能（ＤＣ／ＤＣ変換機能）を有し、さらに電力変換回路３から電力変換回路１への片方向の電力変換機能（ＤＣ／ＤＣ変換機能）も有する。

電力変換回路３は、電力変換回路２と電路切替部４との間に設けられている。電力変換回路３は、交流接続口７および電路切替部４を介して供給される交流の放電電力を第３の直流電力に変換して、電力変換回路２へ出力する。第３の直流電力とは、電力変換回路３によって予め決められた第３の直流電圧に制御された直流電力である。すなわち、電力変換回路３は、交流接続口７から電力変換回路２への片方向の電力変換機能（ＡＣ／ＤＣ変換機能）を有する。

コントローラ５は、電力変換回路１、電力変換回路２、電力変換回路３、電路切替部４、および系統リレーＢの各動作を制御する。

以下、本実施形態の電力供給システムの動作について説明する。

まず、コントローラ５は、ユーザ操作や、タイマおよびセンサ等の出力に応じた自動制御によって、電力供給システムの動作モードを選択する。コントローラ５は、選択した動作モードに応じて、電力変換回路１、電力変換回路２、電力変換回路３、電路切替部４、および系統リレーＢの各動作を制御する。

コントローラ５は、直流充電モード、交流充電モード、直流放電モード、交流放電モード、一括充電モード、一括放電モード、第１の車両間充電モード、第２の車両間充電モードの各動作モードを選択可能に有する。

まず、直流充電モードの動作について、図２を用いて説明する。

直流充電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が低い深夜時間帯等に選択される。この直流充電モードにおいて、系統リレーＢはオンして、商用電力Ｐｓが電路Ｌ２に供給される。電力変換回路１は、系統リレーＢを介して電路Ｌ２に供給される商用電力Ｐｓを第１の直流電力Ｐ１に変換して電力変換回路２へ出力する。電力変換回路２は、第１の直流電力Ｐ１を直流の充電電力Ｐａに変換して直流接続口６へ出力する。直流の充電電力Ｐａは、直流接続口６からケーブル４１を介して電動車両Ｃ１へ供給されて、電動車両Ｃ１の蓄電池１１が充電される。なお、電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。

次に、交流充電モードの動作について、図３を用いて説明する。

交流充電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が低い深夜時間帯等に選択される。交流充電モードにおいて、系統リレーＢはオンして、商用電力Ｐｓが電路Ｌ２に供給される。電路切替部４は、交流接続口７を電路Ｌ２に接続している。而して、商用電力Ｐｓは、電路Ｌ２から電路切替部４を介して交流接続口７に供給され、この商用電力Ｐｓが交流の充電電力となる。交流の充電電力（商用電力Ｐｓ）は、交流接続口７からケーブル４２を介して電動車両Ｃ２へ供給されて、電動車両Ｃ２の蓄電池１２が充電される。

次に、直流放電モードの動作について、図４、図５を用いて説明する。

直流放電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が高い昼間時間帯、商用電源２０の停電時等に選択される。

まず、電力変換回路１は、出力する交流電力Ｐｃを商用電力Ｐｓに協調させる系統連系運転機能を有している。また、系統連系運転時には、図４に示すように、系統リレーＢをオンして、電路Ｌ２を商用電力系統Ｌ１に接続しておく。そして、系統連系運転時の直流放電モードにおいて、電動車両Ｃ１は、直流の放電電力Ｐｂをケーブル４１を介して出力する。電力変換回路２は、直流接続口６を介して供給される直流の放電電力Ｐｂを第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を協調させた交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。したがって、負荷３０は、電動車両Ｃ１の蓄電池１１の放電電力および商用電源２０によって動作可能になる。なお、電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。

また、商用電源２０の停電等による自立運転時は、図５に示すように、系統リレーＢをオフして、電路Ｌ２を商用電力系統Ｌ１から分離しておく。そして、自立運転時の直流放電モードにおいて、電動車両Ｃ１は、直流の放電電力Ｐｂをケーブル４１を介して出力する。電力変換回路２は、直流接続口６を介して供給される直流の放電電力Ｐｂを第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。したがって、負荷３０は、電動車両Ｃ１の蓄電池１１の放電電力によって動作可能になる。なお、電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。

次に、交流放電モードの動作について、図６、図７を用いて説明する。

交流放電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が高い昼間時間帯、商用電源２０の停電時等に選択される。

まず、電力変換回路１は、出力する交流電力Ｐｃを商用電力Ｐｓに協調させる系統連系運転機能を有している。また、系統連系運転時には、図６に示すように、系統リレーＢをオンして、電路Ｌ２を商用電力系統Ｌ１に接続しておく。そして、系統連系運転時の交流放電モードにおいて、電動車両Ｃ２は、交流の放電電力Ｐｄをケーブル４２を介して出力する。電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。電力変換回路３は、交流接続口７を介して供給される交流の放電電力Ｐｄを第３の直流電力Ｐ３に変換して電力変換回路２へ出力する。電力変換回路２は、第３の直流電力Ｐ３を第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を協調させた交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。したがって、負荷３０は、電動車両Ｃ２の蓄電池１２の放電電力および商用電源２０によって動作可能になる。

また、商用電源２０の停電等による自立運転時は、図７に示すように、系統リレーＢをオフして、電路Ｌ２を商用電力系統Ｌ１から分離しておく。そして、自立運転時の交流放電モードにおいて、電動車両Ｃ２は、交流の放電電力Ｐｄをケーブル４２を介して出力する。電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。電力変換回路３は、交流接続口７を介して供給される交流の放電電力Ｐｄを第３の直流電力Ｐ３に変換して電力変換回路２へ出力する。電力変換回路２は、第３の直流電力Ｐ３を第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。したがって、負荷３０は、電動車両Ｃ２の蓄電池１２の放電電力によって動作可能になる。

次に、一括充電モードの動作について、図８を用いて説明する。

一括充電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が低い深夜時間帯等に選択される。この一括充電モードにおいて、系統リレーＢはオンして、商用電力Ｐｓが電路Ｌ２に供給される。電力変換回路１は、系統リレーＢを介して電路Ｌ２に供給される商用電力Ｐｓを第１の直流電力Ｐ１に変換して電力変換回路２へ出力する。電力変換回路２は、第１の直流電力Ｐ１を直流の充電電力Ｐａに変換して直流接続口６へ出力する。直流の充電電力Ｐａは、直流接続口６からケーブル４１を介して電動車両Ｃ１へ供給されて、電動車両Ｃ１の蓄電池１１が充電される。

また、一括充電モードにおいて、電路切替部４は、交流接続口７を電路Ｌ２に接続している。而して、商用電力Ｐｓは、電路Ｌ２から電路切替部４を介して交流接続口７に供給され、この商用電力Ｐｓが交流の充電電力となる。交流の充電電力（商用電力Ｐｓ）は、交流接続口７からケーブル４２を介して電動車両Ｃ２へ供給されて、電動車両Ｃ２の蓄電池１２が充電される。

したがって、一括充電モードでは、電動車両Ｃ１の蓄電池１１、電動車両Ｃ２の蓄電池１２を同時に充電できる。すなわち、複数の蓄電池１０の充電に要する時間を短縮することができる。

次に、一括放電モードの動作について、図９を用いて説明する。

一括放電モードは、例えば、商用電源２０の電力単価が高い昼間時間帯、商用電源２０の停電時等に選択される。この一括放電モードにおいて、系統リレーＢはオフして、電路Ｌ２を商用電力系統Ｌ１から分離する。そして、電動車両Ｃ１は、直流の放電電力Ｐｂをケーブル４１を介して出力する。また、電動車両Ｃ２は、交流の放電電力をケーブル４２を介して出力する。電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。電力変換回路３は、交流接続口７を介して供給される交流の放電電力Ｐｄを第３の直流電力Ｐ３に変換して電力変換回路２へ出力する。電力変換回路２は、直流接続口６を介して供給される直流の放電電力Ｐｂと第３の直流電力Ｐ３との和を第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。

一括放電モードにおいて、電力変換回路１は、直流の放電電力Ｐｂと交流の放電電力Ｐｄとの両方を交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ供給する。したがって、負荷３０は、電動車両Ｃ１の蓄電池１１の放電電力および電動車両Ｃ２の蓄電池１２の放電電力の両方によって動作可能になる。すなわち、複数の蓄電池１０を負荷３０の駆動電力に用いることができるので、商用電源２０の停電時に使用可能な電源容量が増大する。

次に、第１の車両間充電モードの動作について、図１０を用いて説明する。

第１の車両間充電モードにおいて、系統リレーＢはオンして、商用電力Ｐｓが電路Ｌ２に供給される。電力変換回路１は、系統リレーＢを介して電路Ｌ２に供給される商用電力Ｐｓを第１の直流電力Ｐ１に変換して電力変換回路２へ出力する。

また、電動車両Ｃ２は、交流の放電電力Ｐｄをケーブル４２を介して出力する。電路切替部４は、交流接続口７を電力変換回路３に接続している。電力変換回路３は、交流接続口７を介して供給される交流の放電電力Ｐｄを第３の直流電力Ｐ３に変換して電力変換回路２へ出力する。

そして、電力変換回路２は、第１の直流電力Ｐ１と第３の直流電力Ｐ３との和を直流の充電電力Ｐａに変換して直流接続口６へ出力する。直流の充電電力Ｐａは、直流接続口６からケーブル４１を介して電動車両Ｃ１へ供給されて、電動車両Ｃ１の蓄電池１１が充電される。

すなわち、第１の車両間充電モードでは、蓄電池１２から蓄電池１１への電力の融通が可能になる。したがって、第１の車両間充電モードでは、商用電源２０と蓄電池１２とを用いて、蓄電池１１を充電できるので、商用電源２０の電源容量より大きい充電容量で蓄電池１１を充電できる。

次に、第２の車両間充電モードの動作について、図１１を用いて説明する。

第２の車両間充電モードにおいて、系統リレーＢはオンして、商用電力Ｐｓが電路Ｌ２に供給される。

また、電動車両Ｃ１は、直流の放電電力Ｐｂをケーブル４１を介して出力する。電力変換回路２は、直流接続口６を介して供給される直流の放電電力Ｐｂを第２の直流電力Ｐ２に変換して電力変換回路１へ出力する。電力変換回路１は、第２の直流電力Ｐ２を交流電力Ｐｃに変換して電路Ｌ２へ出力する。なお、電力変換回路１は、交流電力Ｐｃを商用電力Ｐｓに協調させる系統連系運転機能を有している。

そして、電路切替部４は、交流接続口７を電路Ｌ２に接続している。而して、商用電力Ｐｓと交流電力Ｐｃとの和（Ｐｓ＋Ｐｃ）は、電路Ｌ２から電路切替部４を介して交流接続口７に供給され、この商用電力Ｐｓと交流電力Ｐｃとの和が交流の充電電力となる。交流の充電電力（商用電力Ｐｓ＋第２の直流電力Ｐ２）は、交流接続口７からケーブル４２を介して電動車両Ｃ２へ供給されて、電動車両Ｃ２の蓄電池１２が充電される。

すなわち、第２の車両間充電モードでは、蓄電池１１から蓄電池１２への電力の融通が可能になる。したがって、第２の車両間充電モードでは、商用電源２０と蓄電池１１とを用いて、蓄電池１２を充電できるので、商用電源２０の電源容量より大きい充電容量で蓄電池１２を充電できる。

次に、図１２に示すように、直流接続口６に電動車両Ｃ１が接続し、交流接続口７に電動車両Ｃ２が接続している。そして、コントローラ５は、ケーブル４１，４２に設けた図示しない通信線を用いて電動車両Ｃ１，Ｃ２との間で通信を行い、蓄電池１１，１２の残容量データを取得することができる。

まず、コントローラ５は、電力供給システムを直流放電モード（図４または図５参照）で動作させて、電動車両Ｃ１の蓄電池１１を負荷３０の駆動電力に用いている。そして、蓄電池１１の残容量が予め決められた閾値以下に低減した場合、電力供給システムを交流放電モード（図６または図７参照）で動作させて、電動車両Ｃ２の蓄電池１２を負荷３０の駆動電力に用いる。そして、蓄電池１２を負荷３０の駆動電力に用いている間、直流接続口６に接続する電動車両を電動車両Ｃ１から電動車両Ｃ３に交換する。そして、蓄電池１２の残容量が予め決められた閾値以下に低減した場合、電力供給システムを直流放電モードで再び動作させて、電動車両Ｃ３の蓄電池１３を負荷３０の駆動電力に用いる。以降、この動作を繰り返す。このように、電力供給システムが直流放電モードと交流放電モードとのいずれか一方の動作モードで動作しているときに、放電中の蓄電池の残容量が閾値以下になった場合、他方の動作モードに切り替えて動作することが好ましい。

したがって、商用電源２０の停電時に、負荷３０への電力供給を維持しながら、非常用電源となる蓄電池１０を搭載した電動車両Ｃの交換が可能になる。すなわち、商用電源２０の停電時に商用電力系統Ｌ１を切り離して、負荷３０へ電力を供給する場合、負荷３０への電力供給が途切れることなく、停電時に用いる非常用電源の容量を増やすことができる。

上述のように、本実施形態の電力供給システムは、蓄電池１０を搭載した複数台の電動車両Ｃを接続して、複数台の電動車両Ｃを個別に充放電することができる。したがって、システム全体での蓄電池容量の拡大が可能で、蓄電池１０を利用したエネルギーマネージメントの運用性が向上する。例えば、蓄電池１０の出力容量、商用電源２０の系統出力容量を有効に活用することができる。

また、直流充放電を行う電動車両Ｃ１、交流充放電を行う電動車両Ｃ２のいずれも接続できるので、汎用性が高いシステムとなる。一般に、直流充放電を行う電動車両Ｃ１は、交流充放電を行う電動車両Ｃ２に比べて蓄電池容量が大きいので、電動車両Ｃ２を電動車両Ｃ１の補助的な役割で用いることも可能である。

なお、本実施形態の電力供給システムは、直流接続口６および交流接続口７をそれぞれ複数設けて、３台以上の電動車両Ｃを対象として上記同様のエネルギーマネージメントを行うことができる。

Ａ電力変換部
Ｂ系統リレー（開閉器）
６直流接続口（接続口）
７交流接続口（接続口）
１０（１１，１２，．．．）蓄電池
２０商用電源
３０負荷
Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，．．．）電動車両
Ｌ２電路

Claims

蓄電池を搭載した電動車両との間で前記蓄電池の充電電力および放電電力を授受する複数の接続口と、
負荷が接続した電路と、
商用電源から前記電路に供給される商用電力を導通・遮断する開閉器と、
少なくとも前記電路に供給された前記商用電力を用いて、前記接続口を介して前記電動車両のそれぞれに前記充電電力を供給し、前記接続口を介して前記電動車両のそれぞれから供給された前記放電電力を用いて、前記電路に交流電力を供給する電力変換部と
を備えることを特徴とする電力供給システム。
複数の前記接続口は、前記電動車両との間で直流の前記充電電力および前記放電電力を授受する直流接続口と、前記電動車両との間で交流の前記充電電力および前記放電電力を授受する交流接続口とで構成されることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記電力変換部は、前記電路と前記直流接続口との間に電気的に接続した第１の電力変換回路と第２の電力変換回路との直列回路と、前記交流接続口と前記第２の電力変換回路との間に電気的に接続した電路切替部と第３の電力変換回路との直列回路とで構成され、前記電路切替部は、前記交流接続口を前記第３の電力変換部または前記電路に切替可能に電気的に接続しており、
前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を第１の直流電圧に制御された第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力を直流の充電電力に変換して前記直流接続口へ出力する直流充電モードと、
前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続して、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記交流接続口へ出力する交流充電モードと、
前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力を第２の直流電圧に制御された第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する直流放電モードと、
前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を第３の直流電圧に制御された第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第３の直流電力を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する交流放電モードと
を動作モードとして有する
ことを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力を直流の前記充電電力に変換して前記直流接続口へ出力し、且つ前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続して、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記交流接続口へ出力する一括充電モードと、
前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を前記第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力と前記第３の直流電力との和を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する一括放電モードと
を動作モードとして有する
ことを特徴とする請求項３記載の電力供給システム。
前記第１の電力変換回路が、前記開閉器を介して前記電路に供給される前記商用電力を前記第１の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ供給し、且つ前記電路切替部が、前記交流接続口を前記第３の電力変換回路に電気的に接続し、前記第３の電力変換回路が、前記交流接続口を介して供給される交流の前記放電電力を前記第３の直流電力に変換して前記第２の電力変換回路へ出力し、前記第２の電力変換回路が、前記第１の直流電力と前記第３の直流電力との和を直流の前記充電電力に変換して前記直流接続口へ出力する第１の車両間充電モードと、
前記開閉器を介して前記電路に前記商用電力を出力し、前記電路切替部が、前記交流接続口を前記電路に電気的に接続し、且つ前記第２の電力変換回路が、前記直流接続口を介して供給される直流の前記放電電力を前記第２の直流電力に変換して前記第１の電力変換回路へ出力し、前記第１の電力変換回路が、前記第２の直流電力を前記交流電力に変換して前記電路へ出力する第２の車両間充電モードと
を動作モードとして有する
ことを特徴とする請求項３または４記載の電力供給システム。
前記直流放電モードと前記交流放電モードとのいずれか一方の動作モードで動作しているときに、放電中の前記蓄電池の残容量が閾値以下になった場合、他方の動作モードに切り替えて動作することを特徴とする請求項３記載の電力供給システム。