JP2015216787A - Power converter, and power conversion system comprising the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stop an inverter circuit 33 when a ground fault occurs on the on-vehicle battery 11 side of the inverter circuit 33.SOLUTION: A power converter 30 includes a ground line 50 having one end side connected to a connector 39, and the other end side connected to a DC electric wire 31a that is either one of a pair of DC electric wires 31a through a resistance element 35c and a switch 35a. A ground fault detection circuit 35 determines that a DC electric wire 31a on the negative electrode side is grounded, when a current sensor 35e detects current flowing in the ground line 50 in the case that the switch 35a connects the resistance element 35c with a DC electric wire 31a on the positive electrode side. After that, a control circuit 37 stops an inverter circuit 33.

Description

本発明は、電力変換装置、およびこれを備える電力変換システムに関するものである。   The present invention relates to a power conversion device and a power conversion system including the same.

従来、家庭用電力供給システムでは、非常時などに電気自動車から住宅側へ電気エネルギー供給を行って住宅用電気設備の使用を可能にするシステムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, in home power supply systems, there has been provided a system that enables the use of residential electrical equipment by supplying electrical energy from an electric vehicle to a house in an emergency or the like (see, for example, Patent Document 1).

このシステムでは、住宅側には、コネクタを備える放電器が設置され、電気自動車側には、インフレット部と、ＤＣ／ＡＣ変換を行うインバータ回路と、車載電池とが設置されている。インレット部で放電器のコネクタが接続された状態で、インバータ回路は、車載電池の出力電力を交流電力に変換して放電器を通して住宅側に供給する。   In this system, a discharger including a connector is installed on the house side, and an inflet part, an inverter circuit that performs DC / AC conversion, and an in-vehicle battery are installed on the electric vehicle side. In a state where the connector of the discharger is connected at the inlet, the inverter circuit converts the output power of the vehicle-mounted battery into AC power and supplies it to the house side through the discharger.

特開平１１−１７８２３４号公報JP-A-11-178234

本発明者は、上記家庭用電力供給システムに基づいて、車載電池の出力電力を交流電力に変換するためにインバータ回路を電気自動車から独立して移動可能な可搬型に構成することを検討した。   Based on the above-mentioned household power supply system, the present inventor has studied to configure the inverter circuit in a portable type that can be moved independently from the electric vehicle in order to convert the output power of the in-vehicle battery into AC power.

図３に本発明者が検討したインバータ回路を内蔵する可搬型の電力変換装置３０Ａの概略構成を示す。電力変換装置３０Ａは、ケーブルコネクタ３１、およびインバータ回路３３を備える。スタンド４０Ａは、ケーブルコネクタ４２Ａおよび端子台４４を備える。   FIG. 3 shows a schematic configuration of a portable power conversion device 30A incorporating the inverter circuit studied by the present inventors. The power conversion device 30 </ b> A includes a cable connector 31 and an inverter circuit 33. The stand 40A includes a cable connector 42A and a terminal block 44.

まず、スタンド４０Ａのケーブルコネクタ４２Ａのコネクタ４２ｂを電力変換装置３０Ａのコネクタ３９に接続する。ケーブルコネクタ４２Ａは、一端側がコネクタ４２ｂに接続されて、他端側が端子台４４を介して住宅２０の電力系統に接続されている一対の交流用電線４２ａを備える。これに加えて、電力変換装置３０Ａのケーブルコネクタ３１のコネクタ３１ｂを電気自動車１０のコネクタ１２に接続する。ケーブルコネクタ３１は、一端側がコネクタ３１ｂに接続されて、他端側がインバータ回路３３の入力側に接続されている１対の直流用電線３１ａを備える。   First, the connector 42b of the cable connector 42A of the stand 40A is connected to the connector 39 of the power conversion device 30A. The cable connector 42 </ b> A includes a pair of AC electric wires 42 a having one end connected to the connector 42 b and the other end connected to the power system of the house 20 via the terminal block 44. In addition, the connector 31b of the cable connector 31 of the power conversion device 30A is connected to the connector 12 of the electric vehicle 10. The cable connector 31 includes a pair of DC electric wires 31 a having one end connected to the connector 31 b and the other end connected to the input side of the inverter circuit 33.

車載電池１１の出力電圧は、電気自動車１０のコネクタ１２およびケーブルコネクタ３１を通してインバータ回路３３の入力側に出力される。このため、インバータ回路３３は、車載電池１１の出力電圧を２相の交流電圧に変換して出力する。交流電圧は、一対の電力用電流経路３４、コネクタ３９、スタンド４０のケーブルコネクタ４２Ａ、および端子台４４を通して住宅２０の電力系統に与えられる。   The output voltage of the in-vehicle battery 11 is output to the input side of the inverter circuit 33 through the connector 12 and the cable connector 31 of the electric vehicle 10. For this reason, the inverter circuit 33 converts the output voltage of the vehicle-mounted battery 11 into a two-phase AC voltage and outputs it. The AC voltage is applied to the power system of the house 20 through the pair of power current paths 34, the connector 39, the cable connector 42A of the stand 40, and the terminal block 44.

しかし、電力変換装置３０Ａは、上述の如く、可搬型に構成されるものであるので、電力変換装置３０Ａにおいて、一端側を接地したアース線を構成することができない。このため、インバータ回路３３に対して車載電池１１側（例えば、ケーブルコネクタ３１）が地絡したときに、この地絡したことを検出する検出回路を電力変換装置３０Ａに構成することができない。したがって、インバータ回路３３に対して車載電池１１側（例えば、ケーブルコネクタ３１）が地絡したときに、インバータ回路３３を停止させることができない。   However, since the power conversion device 30A is configured to be portable as described above, in the power conversion device 30A, it is not possible to configure a ground wire having one end grounded. For this reason, when the vehicle-mounted battery 11 side (for example, the cable connector 31) has a ground fault with respect to the inverter circuit 33, a detection circuit that detects the ground fault cannot be configured in the power conversion device 30A. Therefore, when the in-vehicle battery 11 side (for example, the cable connector 31) is grounded with respect to the inverter circuit 33, the inverter circuit 33 cannot be stopped.

本発明は上記点に鑑みて、インバータ回路に対して直流電源側で地絡が生じたときにインバータ回路を停止させることができる電力変換装置、およびこれを備える電力変換システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a power conversion device that can stop an inverter circuit when a ground fault occurs on the DC power supply side with respect to the inverter circuit, and a power conversion system including the power conversion device. And

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、直流電圧を出力する直流電源（１１）側に脱着可能に接続される第１コネクタ（３１ｂ）と、
一端側が第１コネクタに接続されている１対の直流用電線（３１ａ）と、
１対の直流用電線の他端側が接続されて、直流電源から第１コネクタおよび１対の直流用電線を通して与えられる直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（３３）と、
インバータ回路の出力側に接続されて、スタンド（４０）の第２コネクタ（４２ｂ）が脱着可能に接続される第３コネクタ（３９）と、を備え、
スタンドは、一端側が電気負荷側に接続されている一対の交流用電線（４２ａ）と、一端側が接地されているアース線（４２ｃ）とを備え、第２コネクタには、一対の交流用電線の他端側とアース線の他端側とが接続されており、
第２、第３のコネクタ、および一対の交流用電線は、インバータ回路の出力電流を電気負荷側に出力する交流回路を構成し、第１コネクタおよび１対の直流用電線は、直流電源の出力電圧をインバータ回路の入力側に与えるための直流回路を構成する可搬型の電力変換装置であって、
一端側が第３コネクタに接続され、第３コネクタ、第２コネクタ、およびアース線を通して接地されている接地用電流経路（５０）と、
１対の直流用電線のうちいずれか一方と接地用電流経路の他端側との間に配置されている抵抗素子（３５ａ、３５ｂ）と、
接地用電流経路に電流が流れているか否かを判定することにより、直流回路が地絡しているか否かを判定する地絡検出回路（３５）と、
直流回路が地絡していること地絡検出回路が判定したときに、直流電圧を交流電圧に変換することを停止させるようにインバータ回路を制御する制御回路（３７）と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, the first connector (31b) detachably connected to the DC power supply (11) side that outputs a DC voltage;
A pair of DC electric wires (31a) having one end connected to the first connector;
An inverter circuit (33) connected to the other end of the pair of DC wires and converting a DC voltage supplied from the DC power source through the first connector and the pair of DC wires into an AC voltage;
A third connector (39) connected to the output side of the inverter circuit and detachably connected to the second connector (42b) of the stand (40),
The stand includes a pair of AC wires (42a) whose one end is connected to the electric load side and a ground wire (42c) whose one end is grounded, and the second connector includes a pair of AC wires. The other end side and the other end side of the ground wire are connected,
The second and third connectors and the pair of AC wires constitute an AC circuit that outputs the output current of the inverter circuit to the electric load side, and the first connector and the pair of DC wires are outputs of a DC power source. A portable power converter that constitutes a DC circuit for applying a voltage to the input side of the inverter circuit,
A grounding current path (50) having one end connected to the third connector and grounded through the third connector, the second connector, and the ground wire;
A resistance element (35a, 35b) disposed between one of the pair of DC electric wires and the other end of the grounding current path;
A ground fault detection circuit (35) for determining whether or not the DC circuit is grounded by determining whether or not current is flowing through the grounding current path;
And a control circuit (37) for controlling the inverter circuit to stop the conversion of the DC voltage to the AC voltage when the ground fault detection circuit determines that the DC circuit is grounded. And

請求項１に記載の発明によれば、インバータ回路に対して直流電源側で地絡が生じたときにインバータ回路を停止することができる。   According to the first aspect of the present invention, the inverter circuit can be stopped when a ground fault occurs on the DC power supply side with respect to the inverter circuit.

請求項４に記載の発明では、電力変換システムにおいて、
直流電源（１１）から出力される直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置（３０）と、
電力変換装置の出力電圧を電気負荷側に出力するスタンド（４０）と、を備え、
電力変換装置は、
直流電源（１１）側に脱着可能に接続される第１コネクタ（３１ｂ）と、
一端側が第１コネクタに接続されている１対の直流用電線（３１ａ）と、
１対の直流用電線の他端側が接続されて、直流電源から第１コネクタおよび１対の直流用電線を通して与えられる直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（３３）と、
インバータ回路の出力側に接続されて、スタンド（４０）の第２コネクタ（４２ｂ）が脱着可能に接続される第３コネクタ（３９）と、を備え、
スタンドは、一端側が電気負荷側に接続されている一対の交流用電線（４２ａ）と、一端側が接地されているアース線（４２ｃ）とを備え、第２コネクタには、一対の交流用電線の他端側とアース線の他端側とが接続されており、
電力変換装置は、
第２、第３のコネクタ、および一対の交流用電線は、インバータ回路の出力電流を電気負荷側に出力する交流回路を構成し、第１コネクタおよび１対の直流用電線は、直流電源の出力電圧をインバータ回路の入力側に与えるための直流回路を構成する可搬型の電力変換装置であって、
一端側が第３コネクタに接続され、第３コネクタ、第２コネクタ、およびアース線を通して接地されている接地用電流経路（５０）と、
１対の直流用電線のうちいずれか一方と接地用電流経路の他端側との間に配置されている抵抗素子（３５ａ、３５ｂ）と、
接地用電流経路に電流が流れているか否かを判定することにより、直流回路が地絡しているか否かを判定する地絡検出回路（３５）と、
直流回路が地絡していること地絡検出回路が判定したときに、直流電圧を交流電圧に変換することを停止させるようにインバータ回路を制御する制御回路（３７）と、を備えることを特徴とする。 In invention of Claim 4, in a power conversion system,
A power converter (30) for converting a DC voltage output from the DC power supply (11) into an AC voltage;
A stand (40) for outputting the output voltage of the power converter to the electric load side,
Power conversion device
A first connector (31b) detachably connected to the DC power supply (11) side;
A pair of DC electric wires (31a) having one end connected to the first connector;
An inverter circuit (33) connected to the other end of the pair of DC wires and converting a DC voltage supplied from the DC power source through the first connector and the pair of DC wires into an AC voltage;
A third connector (39) connected to the output side of the inverter circuit and detachably connected to the second connector (42b) of the stand (40),
The stand includes a pair of AC wires (42a) whose one end is connected to the electric load side and a ground wire (42c) whose one end is grounded, and the second connector includes a pair of AC wires. The other end side and the other end side of the ground wire are connected,
Power conversion device
The second and third connectors and the pair of AC wires constitute an AC circuit that outputs the output current of the inverter circuit to the electric load side, and the first connector and the pair of DC wires are outputs of a DC power source. A portable power converter that constitutes a DC circuit for applying a voltage to the input side of the inverter circuit,
A grounding current path (50) having one end connected to the third connector and grounded through the third connector, the second connector, and the ground wire;
A resistance element (35a, 35b) disposed between one of the pair of DC electric wires and the other end of the grounding current path;
A ground fault detection circuit (35) for determining whether or not the DC circuit is grounded by determining whether or not current is flowing through the grounding current path;
And a control circuit (37) for controlling the inverter circuit to stop the conversion of the DC voltage to the AC voltage when the ground fault detection circuit determines that the DC circuit is grounded. And

請求項４に記載の発明によれば、インバータ回路に対して直流電源側で地絡が生じたときにインバータ回路を停止することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, when a ground fault occurs on the DC power supply side with respect to the inverter circuit, the inverter circuit can be stopped.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態における車両−住宅電力供給システムの全体構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the whole vehicle-house power supply system composition in one embodiment of the present invention. 図１の制御回路の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of the control circuit of FIG. 比較例としての車両−住宅電力供給システムの全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the vehicle-house electric power supply system as a comparative example.

以下、本発明の電力変換装置が適用された車両−住宅電力供給システムの一実施形態について図１、図２に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a vehicle-housing power supply system to which a power conversion device of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１の車両−住宅電力供給システム１は、電気自動車１０の車載電池１１から電力を住宅２０の電力系統（電気負荷）に供給するための電力変換システムであって、電力変換装置３０、およびスタンド４０を備える。   A vehicle-housing power supply system 1 in FIG. 1 is a power conversion system for supplying power from an in-vehicle battery 11 of an electric vehicle 10 to an electric power system (electric load) of a house 20, and includes a power conversion device 30 and a stand. 40.

電力変換装置３０は、移動可能である可搬型の電力変換装置であって、ケーブルコネクタ３１、インバータ回路３３、地絡検出回路３５、制御回路３７、およびコネクタ３９を備える。   The power conversion device 30 is a portable power conversion device that is movable, and includes a cable connector 31, an inverter circuit 33, a ground fault detection circuit 35, a control circuit 37, and a connector 39.

ケーブルコネクタ３１は、１対の直流用電線３１ａの一端側にコネクタ３１ｂを接続してなるものである。コネクタ３１ｂは、電気自動車１０のコネクタ１２に着脱可能に接続されるものである。コネクタ１２は、電気自動車１０内で車載電池１１に接続されているコネクタである。車載電池１１は、主に走行用電動機に電力を供給するための二次電池としての直流電源である。   The cable connector 31 is formed by connecting a connector 31b to one end side of a pair of DC electric wires 31a. The connector 31b is detachably connected to the connector 12 of the electric vehicle 10. The connector 12 is a connector connected to the in-vehicle battery 11 in the electric vehicle 10. The in-vehicle battery 11 is a DC power source as a secondary battery for mainly supplying electric power to the traveling motor.

ケーブルコネクタ３１の１対の直流用電線３１ａの他端側は、インバータ回路３３の入力側に接続されている。本実施形態では、コネクタ３１ｂおよび１対の直流用電線３１ａは、車載電池１１の出力電圧をインバータ回路３３の入力側に与えるための直流回路を構成している。   The other end side of the pair of DC electric wires 31 a of the cable connector 31 is connected to the input side of the inverter circuit 33. In the present embodiment, the connector 31 b and the pair of DC electric wires 31 a constitute a DC circuit for applying the output voltage of the in-vehicle battery 11 to the input side of the inverter circuit 33.

インバータ回路３３は、車載電池１１からコネクタ１２を通して与えられる直流電圧を２相の交流電圧に変換する。インバータ回路３３の出力側は、一対の電力用電流経路３４を介してコネクタ３９に接続されている。   The inverter circuit 33 converts a DC voltage supplied from the in-vehicle battery 11 through the connector 12 into a two-phase AC voltage. The output side of the inverter circuit 33 is connected to a connector 39 via a pair of power current paths 34.

一対の電力用電流経路３４は、電線等の導体からなるもので、インバータ回路３３から出力される交流電流をコネクタ３９側に出力するものである。なお、本実施形態のインバータ回路３３は、入力側および出力側の間を電気絶縁するトランスを構成する絶縁型インバータ回路である。   The pair of power current paths 34 is made of a conductor such as an electric wire, and outputs an alternating current output from the inverter circuit 33 to the connector 39 side. In addition, the inverter circuit 33 of this embodiment is an insulation type inverter circuit which comprises the transformer which electrically insulates between the input side and the output side.

コネクタ３９は、スタンド４０のケーブルコネクタ４２のコネクタ４２ｂに対して脱着可能に接続されるものである。アース線５０は、その一端側がコネクタ３９に接続されている接地用電流経路である。このことにより、アース線５０は、コネクタ３９、４２ｂ、およびアース線４２ｃを通して大地に接続されている。アース線５０の他端側は、地絡検出回路３５に接続されている。   The connector 39 is detachably connected to the connector 42b of the cable connector 42 of the stand 40. The ground wire 50 is a grounding current path having one end connected to the connector 39. As a result, the ground wire 50 is connected to the ground through the connectors 39 and 42b and the ground wire 42c. The other end side of the ground wire 50 is connected to the ground fault detection circuit 35.

地絡検出回路３５は、アース線５０に電流が流れているか否かを判定することにより、インバータ回路３３に対してスタンド４０側の直流回路に地絡が生じているか否かを判定するための周知回路である。具体的には、地絡検出回路３５は、高抵抗中点接地方式の接地回路を構成するものであって、抵抗素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、および電流センサ３５ｅを備える。   The ground fault detection circuit 35 determines whether or not a ground fault has occurred in the DC circuit on the stand 40 side with respect to the inverter circuit 33 by determining whether or not a current flows through the ground wire 50. It is a well-known circuit. Specifically, the ground fault detection circuit 35 constitutes a high-resistance midpoint grounding type grounding circuit, and includes resistance elements 35a, 35b, 35c, and a current sensor 35e.

抵抗素子３５ａは、１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線とアース線５０の他端側との間に接続されている。抵抗素子３５ｂは、１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線以外の他方の直流用電線とアース線５０の他端側との間に接続されている。   The resistance element 35 a is connected between one of the pair of DC wires 31 a and the other end side of the ground wire 50. The resistance element 35 b is connected between the other DC wire other than one DC wire of the pair of DC wires 31 a and the other end side of the ground wire 50.

抵抗素子３５ｃは、抵抗素子３５ａのうちアース線５０側端子および抵抗素子３５ｂのうちアース線５０側端子とアース線５０との間に配置されている。抵抗素子３５ａのうちアース線５０側端子および抵抗素子３５ｂのうちアース線５０側端子は、共通接続端子３５ｄを構成している。抵抗素子３５ａ、３５ｂは、互いに同一の抵抗値を有する抵抗素子である。このため、共通接続端子３５ｄとして、１対の直流用電線３１ａの中性点を構成することになる。   The resistance element 35 c is disposed between the ground wire 50 side terminal of the resistance element 35 a and the ground wire 50 side terminal of the resistance element 35 b and the ground wire 50. The ground wire 50 side terminal of the resistance element 35a and the ground wire 50 side terminal of the resistance element 35b constitute a common connection terminal 35d. The resistance elements 35a and 35b are resistance elements having the same resistance value. Therefore, the neutral point of the pair of DC electric wires 31a is configured as the common connection terminal 35d.

電流センサ３５ｅは、共通接続端子３５ｄと抵抗素子３５ｃとの間に配置されて、アース線５０（すなわち、抵抗素子３５ｃ）に流れる電流を検出する。   The current sensor 35e is disposed between the common connection terminal 35d and the resistance element 35c, and detects a current flowing through the ground wire 50 (that is, the resistance element 35c).

本実施形態では、コネクタ３９、スタンド４０のケーブルコネクタ４２の一対の交流用電線４２ａ、コネクタ４２ｂ、および端子５２は、インバータ回路３３の出力電流を住宅２０の電力系統に出力するための交流回路を構成している。   In the present embodiment, the connector 39, the pair of AC electric wires 42a of the cable connector 42 of the stand 40, the connector 42b, and the terminal 52 are AC circuits for outputting the output current of the inverter circuit 33 to the power system of the house 20. It is composed.

制御回路３７は、ＣＰＵ、メモリ、周辺回路等から構成されて、後述するように、地絡検出回路３５の検出結果に応じてインバータ回路３３を制御する。   The control circuit 37 includes a CPU, a memory, a peripheral circuit, and the like, and controls the inverter circuit 33 according to the detection result of the ground fault detection circuit 35 as will be described later.

スタンド４０は、住宅２０の周辺に設置されたもので、ケーブルコネクタ４２および端子台４４を備える。ケーブルコネクタ４２は、一対の交流用電線４２ａ、コネクタ４２ｂ、およびアース線４２ｃを備える。一対の交流用電線４２ａの一端側とアース線４２ｃの一端側とは、コネクタ４２ｂに接続されている。   The stand 40 is installed around the house 20 and includes a cable connector 42 and a terminal block 44. The cable connector 42 includes a pair of AC electric wires 42a, a connector 42b, and a ground wire 42c. One end side of the pair of AC electric wires 42a and one end side of the ground wire 42c are connected to the connector 42b.

コネクタ４２ｂは、電力変換装置３０のコネクタ３９に対して着脱可能に接続される。一対の交流用電線４２ａの他端側は、端子台４４を介して住宅２０の電力系統に接続されている。そして、アース線４２ｃの他端側は、大地に接続されている。   The connector 42b is detachably connected to the connector 39 of the power conversion device 30. The other end side of the pair of AC electric wires 42 a is connected to the power system of the house 20 through the terminal block 44. The other end side of the ground wire 42c is connected to the ground.

次に、本実施形態の車両−住宅電力供給システム１の作動について図２を参照して説明する。図２は、制御回路３７の制御処理を示すフローチャートである。   Next, the operation of the vehicle-housing power supply system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the control process of the control circuit 37.

まず、スタンド４０のケーブルコネクタ４２のコネクタ４２ｂを電力変換装置３０のコネクタ３９に接続する。このとき、スタンド４０のケーブルコネクタ４２の一対の交流用電線４２ａは、コネクタ４２ｂ、３９、および一対の電力用電流経路３４を介してインバータ回路３３に接続される。これに伴い、アース線４２ｃがコネクタ４２ｂ、３９を介してアース線５０に接続される。   First, the connector 42 b of the cable connector 42 of the stand 40 is connected to the connector 39 of the power converter 30. At this time, the pair of AC electric wires 42 a of the cable connector 42 of the stand 40 is connected to the inverter circuit 33 through the connectors 42 b and 39 and the pair of electric current paths 34. Accordingly, the ground wire 42c is connected to the ground wire 50 via the connectors 42b and 39.

次に、電力変換装置３０のケーブルコネクタ３１のコネクタ３１ｂを電気自動車１０のコネクタ１２に接続する。これにより、インバータ回路３３が１対の直流用電線３１ａ、コネクタ３１ｂ、１２を介して車載電池１１に接続される。   Next, the connector 31 b of the cable connector 31 of the power conversion device 30 is connected to the connector 12 of the electric vehicle 10. Thereby, the inverter circuit 33 is connected to the vehicle-mounted battery 11 through the pair of DC electric wires 31a and the connectors 31b and 12.

このとき、車載電池１１の出力電圧は、電気自動車１０のコネクタ１２およびケーブルコネクタ３１を通してインバータ回路３３の入力側に出力される。   At this time, the output voltage of the in-vehicle battery 11 is output to the input side of the inverter circuit 33 through the connector 12 and the cable connector 31 of the electric vehicle 10.

ここで、制御回路３７は、車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換させるようにインバータ回路３３を制御する。すると、インバータ回路３３は、車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換して交流電圧を出力する。交流電圧は、一対の電力用電流経路３４、スタンド４０のケーブルコネクタ４２のコネクタ４２ｂ、交流用電線４２ａ、および端子台４４を通して住宅２０の電力系統に付与される。   Here, the control circuit 37 controls the inverter circuit 33 so as to convert the output voltage of the in-vehicle battery 11 into an AC voltage. Then, the inverter circuit 33 converts the output voltage of the in-vehicle battery 11 into an AC voltage and outputs the AC voltage. The AC voltage is applied to the power system of the house 20 through the pair of power current paths 34, the connector 42b of the cable connector 42 of the stand 40, the AC electric wire 42a, and the terminal block 44.

このとき、地絡検出回路３５は、電流センサ３５ｅの検出値に基づいて、インバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流回路が地絡している否かを判定する。   At this time, the ground fault detection circuit 35 determines whether or not the DC circuit on the vehicle battery 11 side is grounded with respect to the inverter circuit 33 based on the detection value of the current sensor 35e.

ここで、直流回路は、１対の直流用電線３１ａおよびコネクタ１２から構成されて、車載電池１１の出力電圧をケーブルコネクタ３１を通してインバータ回路３３の入力側に与えるための回路である。以下、説明の便宜上、１対の直流用電線３１ａのうち抵抗素子３５ｂが接続される直流用電線を正極側の直流用電線とし、１対の直流用電線３１ａのうち抵抗素子３５ａが接続される直流用電線を負極側の直流用電線とする。   Here, the DC circuit is a circuit that includes a pair of DC electric wires 31 a and a connector 12 and applies the output voltage of the in-vehicle battery 11 to the input side of the inverter circuit 33 through the cable connector 31. Hereinafter, for convenience of explanation, the DC electric wire to which the resistance element 35b is connected in the pair of DC electric wires 31a is a positive DC electric wire, and the resistance element 35a is connected in the pair of DC electric wires 31a. The DC wire is the negative side DC wire.

例えば、１対の直流用電線３１ａのうち正極側の直流用電線が地絡したときには、１対の直流用電線３１ａの間には、抵抗素子３５ａ、３５ｃ、アース線５０、コネクタ３９、４２ｂ、アース線４２ｃ、および大地を通して地絡電流が流れる。   For example, when the DC wire on the positive electrode side of the pair of DC wires 31a is grounded, the resistance elements 35a and 35c, the ground wire 50, the connectors 39 and 42b, between the pair of DC wires 31a, A ground fault current flows through the ground wire 42c and the ground.

例えば、１対の直流用電線３１ａのうち負極側の直流用電線が地絡したときには、１対の直流用電線３１ａの間には、抵抗素子３５ｂ、３５ｃ、アース線５０、コネクタ３９、４２ｂ、アース線４２ｃ、および大地を通して地絡電流が流れる。   For example, when the DC wire on the negative electrode side of the pair of DC wires 31a is grounded, between the pair of DC wires 31a, the resistance elements 35b and 35c, the ground wire 50, the connectors 39 and 42b, A ground fault current flows through the ground wire 42c and the ground.

このように１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線が地絡したときには、アース線５０に地絡電流が流れる。このため、電流センサ３５ｅがアース線５０に地絡電流が流れることを検出することになる。このときには、地絡検出回路３５は、１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線が地絡したとして、ステップ１００でＹＥＳと判定する。   Thus, when one of the pair of DC wires 31a has a ground fault, a ground fault current flows through the ground wire 50. Therefore, the current sensor 35e detects that a ground fault current flows through the ground wire 50. At this time, the ground fault detection circuit 35 determines YES in step 100, assuming that one of the pair of DC wires 31a is grounded.

これに伴い、地絡検出回路３５は、インバータ回路３３を停止させるための停止信号を制御回路３７に出力する（ステップ１１０）。すると、制御回路３７は、インバータ回路３３を制御して車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換することを停止する。これにより、インバータ回路３３が車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換することを停止する（ステップ１２０）。   Along with this, the ground fault detection circuit 35 outputs a stop signal for stopping the inverter circuit 33 to the control circuit 37 (step 110). Then, the control circuit 37 controls the inverter circuit 33, and stops converting the output voltage of the vehicle-mounted battery 11 into an alternating voltage. Thereby, the inverter circuit 33 stops converting the output voltage of the vehicle-mounted battery 11 into an alternating voltage (step 120).

なお、一対の直流用電線１ａの間でアース線５０を通して地絡電流が流れなく、電流センサ３５ｅがアース線５０に流れる地絡電流を検出することができない場合には、地絡検出回路３５は、インバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流回路が地絡していないと判定する（ステップ１００：ＮＯ）。これに伴い、地絡検出回路３５は、当該直流回路が地絡していないと判定した旨を示す信号を制御回路３７に出力する。このため、制御回路３７は、インバータ回路３３を制御して車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換することを維持する。   If the ground fault current does not flow between the pair of DC electric wires 1a through the ground wire 50 and the current sensor 35e cannot detect the ground fault current flowing through the ground wire 50, the ground fault detection circuit 35 is Then, it is determined that the DC circuit on the vehicle battery 11 side is not grounded with respect to the inverter circuit 33 (step 100: NO). Accordingly, the ground fault detection circuit 35 outputs to the control circuit 37 a signal indicating that it is determined that the DC circuit is not grounded. For this reason, the control circuit 37 controls the inverter circuit 33, and maintains converting the output voltage of the vehicle-mounted battery 11 into an alternating voltage.

以上説明した説明した本実施形態によれば、可搬型の電力変換装置３０は、電気自動車１０のコネクタ１２に脱着可能に接続されるコネクタ３１ｂと、一端側がコネクタ３１ｂに接続されている１対の直流用電線３１ａとを備える。インバータ回路３３は、１対の直流用電線３１ａの他端側が接続されて、車載電池１１からコネクタ３１ｂおよび１対の直流用電線３１ａを通して与えられる直流電圧を交流電圧に変換する。電力変換装置３０は、インバータ回路３３の出力側に接続されて、スタンド４０コネクタ４２ｂが脱着可能に接続されるコネクタ３９を備える。スタンド４０は、一端側が住宅２０の電力系統（電気負荷）側に接続されている一対の交流用電線４２ａと、一端側が接地されているアース線４２ｃとを備え、コネクタ４２ｂには、一対の交流用電線４２ａの他端側とアース線４２ｃの他端側とが接続されている。電力変換装置３０は、一端側がコネクタ３９に接続されてコネクタ３９、４２ｂ、およびアース線４２ｃを通して接地されているアース線５０を備える。１対の直流用電線３１ａのうち正極側の直流用電線とアース線５０の他端側との間には抵抗素子３５ｂが配置されている。１対の直流用電線３１ａのうち負極側の直流用電線とアース線５０の他端側との間には抵抗素子３５ａが配置されている。抵抗素子３５ａのうちアース線５０の他端側端子と抵抗素子３５ｂのうちアース線５０の他端側端子とは共通接続端子３５ｄを構成している。共通接続端子３５ｄとアース線５０の他端側端子との間には、電流センサ３５ｅおよび抵抗素子３５ｃが配置されている。アース線５０に電流が流れていることを電流センサ３５ｅが検出したときには、地絡検出回路３５は、インバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流回路が地絡したと判定する。これに伴い、制御回路３７は、インバータ回路３３を制御して車載電池１１の出力電圧を交流電圧に変換することを停止する。このようにインバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流回路が地絡したときには、制御回路３７はインバータ回路３３を制御してインバータ回路３３を停止させることができる。   According to this embodiment described above, the portable power conversion device 30 includes a connector 31b that is detachably connected to the connector 12 of the electric vehicle 10, and a pair of ends that are connected to the connector 31b. DC electric wire 31a. The inverter circuit 33 is connected to the other end of the pair of DC electric wires 31a, and converts the DC voltage applied from the in-vehicle battery 11 through the connector 31b and the pair of DC electric wires 31a into an AC voltage. The power conversion device 30 includes a connector 39 that is connected to the output side of the inverter circuit 33 and to which the stand 40 connector 42b is detachably connected. The stand 40 includes a pair of AC electric wires 42a whose one end side is connected to the power system (electric load) side of the house 20 and a ground wire 42c whose one end side is grounded. The other end side of the electric wire 42a and the other end side of the ground wire 42c are connected. The power conversion device 30 includes a ground wire 50 having one end connected to the connector 39 and grounded through the connectors 39 and 42b and the ground wire 42c. A resistance element 35b is disposed between the positive-side DC wire and the other end of the ground wire 50 in the pair of DC wires 31a. A resistance element 35a is disposed between the negative-side DC wire and the other end of the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a. The other end side terminal of the ground wire 50 in the resistor element 35a and the other end side terminal of the ground wire 50 in the resistor element 35b constitute a common connection terminal 35d. Between the common connection terminal 35d and the other end terminal of the ground wire 50, a current sensor 35e and a resistance element 35c are arranged. When the current sensor 35 e detects that a current is flowing through the ground wire 50, the ground fault detection circuit 35 determines that the DC circuit on the vehicle battery 11 side has a ground fault with respect to the inverter circuit 33. Along with this, the control circuit 37 controls the inverter circuit 33 to stop converting the output voltage of the in-vehicle battery 11 into an AC voltage. Thus, when the DC circuit on the vehicle battery 11 side is grounded with respect to the inverter circuit 33, the control circuit 37 can control the inverter circuit 33 to stop the inverter circuit 33.

（他の実施形態）
上記実施形態では、本発明の直流電源を車載電池１１とした例について説明したが、これに代えて、本発明の直流電源としては、例えば車載用燃料電池、設置型燃料電池、設置型の二次電池、太陽電池など、直流電圧を出力する直流電源であるならば、各種の直流電源を採用してもよい。 (Other embodiments)
In the above-described embodiment, the example in which the DC power source of the present invention is the in-vehicle battery 11 has been described. Various DC power sources may be employed as long as the DC power source outputs a DC voltage, such as a secondary battery or a solar cell.

ここで、電気自動車１０の車載電池１１ではなく、走行用モータと走行用エンジンを備えるハイブリット自動車の車載電池を本発明の直流電源としてもよいことは勿論である。   Here, it is needless to say that the in-vehicle battery of the hybrid vehicle including the traveling motor and the traveling engine may be used as the DC power source of the present invention instead of the in-vehicle battery 11 of the electric vehicle 10.

上記実施形態では、本発明の電気負荷を住宅２０の電力系統として、本発明の電力変換装置３０から出力される交流電圧をスタンド４０を介して住宅２０側に供給した例について説明したが、これに限らず、交流電力を消費する電気負荷であるならば、本発明の電気負荷を住宅２０の電力系統以外のものとしてもよい。例えば、商業用施設の電力系統を本発明の電気負荷としてもよい。   In the above embodiment, an example has been described in which the electrical load of the present invention is used as the power system of the house 20 and the AC voltage output from the power converter 30 of the present invention is supplied to the house 20 side via the stand 40. The electric load of the present invention may be other than the electric power system of the house 20 as long as it is an electric load that consumes AC power. For example, an electric load of a commercial facility may be used as the electric load of the present invention.

上記実施形態では、地絡検出回路３５は、アース線５０に電流が流れるか否かを判定することにより、インバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流電源が地絡した否かを判定した例について説明したが、これに限らず、地絡検出回路３５は、アース線５０を用いるのであれば、各種の方法で、インバータ回路３３に対して車載電池１１側の直流電源が地絡したか否かを判定してもよい。   In the said embodiment, the ground fault detection circuit 35 determined whether the DC power supply by the side of the vehicle-mounted battery 11 had a ground fault with respect to the inverter circuit 33 by determining whether an electric current flows into the earth line 50. Although the example has been described, the present invention is not limited to this, and if the ground fault detection circuit 35 uses the ground wire 50, is the DC power source on the in-vehicle battery 11 side grounded with respect to the inverter circuit 33 by various methods? It may be determined whether or not.

上記実施形態では、１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線とアース線５０との間に抵抗素子３５ａを配置し、１対の直流用電線３１ａのうち他方の直流用電線とアース線５０との間に抵抗素子３５ｂを配置した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
（１）１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線とアース線５０との間に抵抗素子３５ａを配置し、１対の直流用電線３１ａのうち他方の直流用電線とアース線５０との間を開放する。
（２）１対の直流用電線３１ａのうち一方の直流用電線とアース線５０との間を開放し、１対の直流用電線３１ａのうち他方の直流用電線とアース線５０との間に抵抗素子３５ｂを配置する。 In the above embodiment, the resistance element 35a is disposed between one DC wire and the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a, and the other DC wire and the ground of the pair of DC wires 31a. Although the example in which the resistance element 35b is disposed between the line 50 and the line 50 has been described, the following may be used instead.
(1) The resistance element 35a is disposed between one DC wire and the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a, and the other DC wire and the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a. Between the two.
(2) Between one DC wire and the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a is opened, and between the other DC wire and the ground wire 50 of the pair of DC wires 31a. A resistance element 35b is disposed.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. In the above embodiment, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when clearly indicated as essential and clearly considered essential in principle.

１ 車両−住宅電力供給システム（電力変換システム）
１０ 電気自動車
１１ 車載電池（直流電源）
２０ 住宅
３０ 電力変換装置
３１ ケーブルコネクタ
３１ｂ コネクタ（第１コネクタ）
３１ａ 直流用電線
３３ インバータ回路
３５ 地絡検出回路
３５ａ 抵抗素子（第１抵抗素子）
３５ｂ 抵抗素子（第２抵抗素子）
３５ｃ 抵抗素子（第３抵抗素子）
３７ 制御回路
３９ コネクタ（第３コネクタ）
４０ スタンド
４２ ケーブルコネクタ
４２ａ 交流用電線
４２ｂ コネクタ（第２コネクタ）
４２ｃ アース線（第１アース線）
５０ アース線（接地用電流経路） 1 Vehicle-house power supply system (power conversion system)
10 Electric vehicle 11 On-board battery (DC power supply)
20 Housing 30 Power converter 31 Cable connector 31b Connector (first connector)
31a DC wire 33 Inverter circuit 35 Ground fault detection circuit 35a Resistance element (first resistance element)
35b Resistance element (second resistance element)
35c resistance element (third resistance element)
37 Control circuit 39 Connector (3rd connector)
40 stand 42 cable connector 42a AC wire 42b connector (second connector)
42c Ground wire (first ground wire)
50 Ground wire (current path for grounding)

Claims (4)

直流電圧を出力する直流電源（１１）側に脱着可能に接続される第１コネクタ（３１ｂ）と、
一端側が前記第１コネクタに接続されている１対の直流用電線（３１ａ）と、
前記１対の直流用電線の他端側が接続されて、前記直流電源から前記第１コネクタおよび前記１対の直流用電線を通して与えられる直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（３３）と、
前記インバータ回路の出力側に接続されて、スタンド（４０）の第２コネクタ（４２ｂ）が脱着可能に接続される第３コネクタ（３９）と、を備え、
前記スタンドは、一端側が電気負荷側に接続されている一対の交流用電線（４２ａ）と、一端側が接地されているアース線（４２ｃ）とを備え、前記第２コネクタには、前記一対の交流用電線の他端側と前記アース線の他端側とが接続されており、
前記第２、第３のコネクタ、および前記一対の交流用電線は、前記インバータ回路の出力電流を電気負荷側に出力する交流回路を構成し、前記第１コネクタおよび前記１対の直流用電線は、前記直流電源の出力電圧を前記インバータ回路の入力側に与えるための直流回路を構成する可搬型の電力変換装置であって、
一端側が前記第３コネクタに接続され、前記第３コネクタ、前記第２コネクタ、および前記アース線を通して接地されている接地用電流経路（５０）と、
前記１対の直流用電線のうちいずれか一方と前記接地用電流経路の他端側との間に配置されている抵抗素子（３５ａ、３５ｂ）と、
前記接地用電流経路に電流が流れているか否かを判定することにより、前記直流回路が地絡しているか否かを判定する地絡検出回路（３５）と、
前記直流回路が地絡していること前記地絡検出回路が判定したときに、前記直流電圧を交流電圧に変換することを停止させるように前記インバータ回路を制御する制御回路（３７）と、を備えることを特徴とする電力変換装置。 A first connector (31b) detachably connected to a DC power supply (11) side that outputs a DC voltage;
A pair of DC electric wires (31a) having one end connected to the first connector;
An inverter circuit (33) for converting a DC voltage supplied from the DC power source through the first connector and the pair of DC cables to an AC voltage, the other end of the pair of DC cables being connected;
A third connector (39) connected to the output side of the inverter circuit and detachably connected to the second connector (42b) of the stand (40),
The stand includes a pair of AC cables (42a) having one end connected to the electric load side and a ground wire (42c) having one end grounded, and the second connector includes the pair of AC cables. The other end of the electrical wire and the other end of the ground wire are connected,
The second and third connectors and the pair of AC wires constitute an AC circuit that outputs an output current of the inverter circuit to an electric load side, and the first connector and the pair of DC wires are A portable power converter that constitutes a DC circuit for providing the output voltage of the DC power supply to the input side of the inverter circuit,
A grounding current path (50) having one end connected to the third connector and grounded through the third connector, the second connector, and the ground wire;
A resistance element (35a, 35b) disposed between any one of the pair of DC electric wires and the other end of the grounding current path;
A ground fault detection circuit (35) for determining whether or not the DC circuit is grounded by determining whether or not current is flowing in the grounding current path;
A control circuit (37) for controlling the inverter circuit to stop converting the DC voltage to an AC voltage when the ground fault detection circuit determines that the DC circuit is grounded; A power conversion device comprising: 前記１対の直流用電線のうちいずれか一方の直流用電線と前記接地用電流経路との間に接続されている前記抵抗素子としての第１抵抗素子（３５ａ）と、
前記１対の直流用電線のうち前記一方の直流用電線以外の他方の直流用電線と前記接地用電流経路との間に接続されている前記抵抗素子としての第２抵抗素子（３５ｂ）と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 A first resistance element (35a) serving as the resistance element connected between any one of the pair of DC electric wires and the grounding current path;
A second resistance element (35b) as the resistance element connected between the other DC cable other than the one DC cable and the grounding current path of the pair of DC cables;
The power converter according to claim 1, further comprising: 前記第１抵抗素子のうち接地用電流経路側端子および前記第２抵抗素子のうち接地用電流経路側端子と、前記接地用電流経路との間に接続されている第３抵抗素子（３５ｃ）を備えることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。   A third resistance element (35c) connected between the grounding current path side terminal of the first resistance element and the grounding current path side terminal of the second resistance element and the grounding current path. The power conversion device according to claim 2, further comprising: 直流電源（１１）から出力される直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置（３０）と、
前記電力変換装置の出力電圧を電気負荷側に出力するスタンド（４０）と、を備え、
前記電力変換装置は、
前記直流電源（１１）側に脱着可能に接続される第１コネクタ（３１ｂ）と、
一端側が前記第１コネクタに接続されている１対の直流用電線（３１ａ）と、
前記１対の直流用電線の他端側が接続されて、前記直流電源から前記第１コネクタおよび前記１対の直流用電線を通して与えられる直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（３３）と、
前記インバータ回路の出力側に接続されて、スタンド（４０）の第２コネクタ（４２ｂ）が脱着可能に接続される第３コネクタ（３９）と、を備え、
前記スタンドは、一端側が電気負荷側に接続されている一対の交流用電線（４２ａ）と、一端側が接地されているアース線（４２ｃ）とを備え、前記第２コネクタには、前記一対の交流用電線の他端側と前記アース線の他端側とが接続されており、
前記電力変換装置は、
前記第２、第３のコネクタ、および前記一対の交流用電線は、前記インバータ回路の出力電流を電気負荷側に出力する交流回路を構成し、前記第１コネクタおよび前記１対の直流用電線は、前記直流電源の出力電圧を前記インバータ回路の入力側に与えるための直流回路を構成する可搬型の電力変換装置であって、
一端側が前記第３コネクタに接続され、前記第３コネクタ、前記第２コネクタ、および前記アース線を通して接地されている接地用電流経路（５０）と、
前記１対の直流用電線のうちいずれか一方と前記接地用電流経路の他端側との間に配置されている抵抗素子（３５ａ、３５ｂ）と、
前記接地用電流経路に電流が流れているか否かを判定することにより、前記直流回路が地絡しているか否かを判定する地絡検出回路（３５）と、
前記直流回路が地絡していること前記地絡検出回路が判定したときに、前記直流電圧を交流電圧に変換することを停止させるように前記インバータ回路を制御する制御回路（３７）と、を備えることを特徴とする電力変換システム。 A power converter (30) for converting a DC voltage output from the DC power supply (11) into an AC voltage;
A stand (40) for outputting the output voltage of the power converter to the electric load side,
The power converter is
A first connector (31b) detachably connected to the DC power supply (11) side;
A pair of DC electric wires (31a) having one end connected to the first connector;
An inverter circuit (33) for converting a DC voltage supplied from the DC power source through the first connector and the pair of DC cables to an AC voltage, the other end of the pair of DC cables being connected;
A third connector (39) connected to the output side of the inverter circuit and detachably connected to the second connector (42b) of the stand (40),
The stand includes a pair of AC cables (42a) having one end connected to the electric load side and a ground wire (42c) having one end grounded, and the second connector includes the pair of AC cables. The other end of the electrical wire and the other end of the ground wire are connected,
The power converter is
The second and third connectors and the pair of AC wires constitute an AC circuit that outputs an output current of the inverter circuit to an electric load side, and the first connector and the pair of DC wires are A portable power converter that constitutes a DC circuit for providing the output voltage of the DC power supply to the input side of the inverter circuit,
A grounding current path (50) having one end connected to the third connector and grounded through the third connector, the second connector, and the ground wire;
A resistance element (35a, 35b) disposed between any one of the pair of DC electric wires and the other end of the grounding current path;
A ground fault detection circuit (35) for determining whether or not the DC circuit is grounded by determining whether or not current is flowing in the grounding current path;
A control circuit (37) for controlling the inverter circuit to stop converting the DC voltage to an AC voltage when the ground fault detection circuit determines that the DC circuit is grounded; A power conversion system comprising:
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