JP2015233356A

JP2015233356A - Power supply vehicle, charging system, and charging method

Info

Publication number: JP2015233356A
Application number: JP2014118426A
Authority: JP
Inventors: 大記田中; Hiroki Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2034-06-09
Also published as: JP6390179B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost power supply vehicle, charging system, and charging method, which improve a power efficiency.SOLUTION: A power supply vehicle, for use in supplying power in the state of being connected, with a charging cable, to a charged vehicle that includes a charged-side battery, includes: a power supply-side battery; a motor driven with power from a power supply-side battery; first power conversion means for converting power of the power supply-side battery and outputting the converted power to the motor; second power conversion means; and control means for controlling the first and second power conversion means. Further, the control means causes the motor and the first power conversion means to operate as a step-down circuit to step down a voltage of the power supply-side battery to a given voltage, and causes the second power conversion means to operate as a step-up circuit to step up the given voltage, outputting the step-up voltage to the charged vehicle.

Description

本発明は、給電車両、充電システム、及び充電方法に関するものである。 The present invention relates to a power supply vehicle, a charging system, and a charging method.

救援車両により救援対象車両のバッテリを充電する車両間充電装置において、救援車両のバッテリと、バッテリの直流電圧を昇圧するコンバータと、当該昇圧コンバータとモータとの間に接続されたインバータとを救援車両に備え、インバータのスイッチング素子とモータの巻線リアクトルとの回路で降圧コンバータを構成する。そして、救援車両のバッテリの電圧をコンバータにより昇圧して、昇圧された電圧を降圧コンバータにより降圧して救援対象車両に出力することで、救援対象車両のバッテリを充電するものが開示されている（特許文献１）。 In an inter-vehicle charging device that charges a battery of a vehicle to be rescued by a rescue vehicle, the rescue vehicle includes a battery of the rescue vehicle, a converter that boosts a DC voltage of the battery, and an inverter that is connected between the boost converter and the motor. The step-down converter is composed of a circuit composed of an inverter switching element and a motor winding reactor. And what boosts the voltage of the battery of a rescue vehicle with a converter, steps down the boosted voltage with a step-down converter, and outputs it to the rescue target vehicle is disclosed to charge the battery of the rescue target vehicle ( Patent Document 1).

特開２０１２−１９６１０５号公報JP 2012-196105 A

しかしながら、上記の車両間充電装置は、バッテリとインバータとの間にモータの駆動用の昇圧コンバータを接続しており、当該昇圧コンバータを車両出力と同等程度の大容量のコンバータにする必要があるため、システムコストが高くなる上、モータ駆動時の電力効率が悪いという問題があった。 However, the inter-vehicle charging device has a boost converter for driving the motor connected between the battery and the inverter, and the boost converter needs to be a large-capacity converter equivalent to the vehicle output. In addition, the system cost is high and the power efficiency when driving the motor is poor.

本発明が解決しようとする課題は、電力効率を高めた安価な給電車両、充電システム、及び充電方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an inexpensive power supply vehicle, a charging system, and a charging method with improved power efficiency.

本発明は、第１電力変換手段により給電側バッテリの電力を変換してモータに出力し、モータ及び第１電力変換手段を降圧回路として動作させて給電側バッテリの電圧を所定の電圧に降圧し、第２電力変換手段を昇圧回路として動作させて当該所定の電圧を昇圧し、昇圧された電圧を充電車両に出力することによって上記課題を解決する。 The present invention converts the power of the power supply side battery by the first power conversion means and outputs it to the motor, and operates the motor and the first power conversion means as a step-down circuit to step down the voltage of the power supply side battery to a predetermined voltage. The second problem is solved by operating the second power converter as a booster circuit to boost the predetermined voltage and outputting the boosted voltage to the charging vehicle.

本発明によれば、車両間の電力供給時の充電出力に合わせた変換器を、昇圧回路として動作する第２電力変換手段に用いればよく、大容量の変換器を用いなくてもよいため、安価に且つモータ駆動時の電力効率を高めることができる。 According to the present invention, it is sufficient to use a converter that matches the charging output during power supply between vehicles as the second power conversion means that operates as a booster circuit, and it is not necessary to use a large-capacity converter. It is possible to increase the power efficiency when driving the motor at low cost.

本発明の実施形態に係る充電システムのブロック図である。1 is a block diagram of a charging system according to an embodiment of the present invention. 図１の給電側コントローラの制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the electric power feeding side controller of FIG. 図１の充電側コントローラの制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the charge side controller of FIG. 図１のバッテリの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the battery of FIG. 本発明の変形例に係る充電システムのブロック図である。It is a block diagram of the charging system which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の実施形態に係る充電システムのブロック図である。It is a block diagram of the charging system which concerns on other embodiment of this invention. 図６の給電側コントローラの制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the electric power feeding side controller of FIG. 本発明の他の実施形態に係る充電システムのブロック図である。It is a block diagram of the charging system which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施形態に係る充電システムのブロック図である。本例の充電システムは、給電車両１００から充電車両２００へ直流で給電することで、給電車両のバッテリの電力で、充電車両のバッテリを充電するためのシステムである。なお、給電車両１００及び充電車両２００が電気自動車であることを前提に説明するが、給電車両１００及び充電車両２００は電気自動車に限らず、例えばプラグインハイブリッド車両でもよい。なお、図１において、太い点線はバッテリ１０１とバッテリ２０１との間の電力の流れを示しており、細い点線は、制御ライン又は通信ラインを示している。図６及び図８も同様に図示している。 FIG. 1 is a block diagram of a charging system according to an embodiment of the present invention. The charging system of this example is a system for charging the battery of the charging vehicle with the electric power of the battery of the power supply vehicle by supplying direct current from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200. In addition, although it demonstrates on the assumption that the electric power feeding vehicle 100 and the charging vehicle 200 are electric vehicles, the electric power feeding vehicle 100 and the charging vehicle 200 are not restricted to an electric vehicle, For example, a plug-in hybrid vehicle may be sufficient. In FIG. 1, a thick dotted line indicates the flow of power between the battery 101 and the battery 201, and a thin dotted line indicates a control line or a communication line. 6 and 8 are also illustrated in the same manner.

給電車両１００は、バッテリ１０１と、コンデンサ１０２と、インバータ１０３と、モータ１０４と、追加リアクトル１０５と、コンバータ１０６と、コンタクタ１０７と、充電ポート１０８と、配線１０９ａ、１０９ｂと、給電側コントローラ１１０と、通信部１２０を備えている。 The power supply vehicle 100 includes a battery 101, a capacitor 102, an inverter 103, a motor 104, an additional reactor 105, a converter 106, a contactor 107, a charging port 108, wirings 109 a and 109 b, and a power supply side controller 110. The communication unit 120 is provided.

バッテリ１０１は、複数の二次電池を接続することで構成されている。バッテリ１０１は、モータ１０４に電力を供給するための電力源である。コンデンサ１０２は、一対の電源ラインを介して、バッテリ１０１の両端子間に接続されている。コンデンサ１０２はバッテリ１０１からインバータ１０３に出力される電圧を平滑するためのコンデンサである。 The battery 101 is configured by connecting a plurality of secondary batteries. The battery 101 is a power source for supplying power to the motor 104. The capacitor 102 is connected between both terminals of the battery 101 via a pair of power supply lines. The capacitor 102 is a capacitor for smoothing the voltage output from the battery 101 to the inverter 103.

インバータ１０３は、バッテリ１０１の直流電力を交流電力に変換して、変換した電力をモータ１０４に出力する電力変換回路である。インバータ１０３は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相に直列に接続された複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子にそれぞれ並列接続されたダイオードとを備えている。ダイオードは、スイチング素子の電流の導通方向に対して逆向きになるように接続されている。直列に接続されたスイッチング素子の両端は、バッテリ１０１の両端と一対の電源ラインで接続されている。また、各相の複数のスイッチング素子の接続点は、モータ１０４の各相のコイルにそれぞれ接続されている。インバータ１０３は、給電側コントローラ１１０から送信されるスイッチング信号により、スイッチング素子のオン、オフを切り替えて、電力を変換する。 The inverter 103 is a power conversion circuit that converts the DC power of the battery 101 into AC power and outputs the converted power to the motor 104. Inverter 103 includes a plurality of switching elements connected in series to each of the U, V, and W phases, and diodes connected in parallel to the plurality of switching elements. The diode is connected so as to be opposite to the conduction direction of the current of the switching element. Both ends of the switching elements connected in series are connected to both ends of the battery 101 by a pair of power supply lines. Further, the connection points of the plurality of switching elements of each phase are connected to the coils of each phase of the motor 104, respectively. Inverter 103 switches on and off of the switching element by the switching signal transmitted from power supply side controller 110 to convert electric power.

モータ１０４は、バッテリ１０１の電力により駆動するモータであり、給電車両１００の駆動源となる。モータ１０４は、各相に対応する３つのコイルを有している。３つのコイルの両端のうち、一端は、配線を介してインバータ１０３の各相に接続されている。他端は中性点Ａに接続されている。モータ１０４はインバータ１０３を介してバッテリ１０１に接続されている。 The motor 104 is a motor that is driven by the electric power of the battery 101 and serves as a drive source for the power supply vehicle 100. The motor 104 has three coils corresponding to each phase. Of both ends of the three coils, one end is connected to each phase of the inverter 103 via wiring. The other end is connected to the neutral point A. The motor 104 is connected to the battery 101 via the inverter 103.

追加リアクトル１０５は、モータ１０４の中性点Ａとコンタクタ１０７との間に接続されている。コンバータ１０６は、給電車両１００のバッテリ１０１から充電車両２００に電力を供給する際に、インバータ１０３及びモータ１０４から出力される電圧を昇圧しつつ、昇圧された電圧を充電車両２００に出力するための電力変換回路（変換器）である。コンバータ１０６は、入力側に直列接続された複数のスイッチング素子（ハーフブリッジ）と、複数のスイッチング素子にそれぞれ並列接続されたダイオードと、出力側に接続されたコンデンサとを備えている。ダイオードは、スイチング素子の電流の導通方向に対して逆向きになるように接続されている。 The additional reactor 105 is connected between the neutral point A of the motor 104 and the contactor 107. When converter 106 supplies electric power from battery 101 of powered vehicle 100 to charging vehicle 200, converter 106 boosts the voltage output from inverter 103 and motor 104 and outputs the boosted voltage to charging vehicle 200. It is a power conversion circuit (converter). The converter 106 includes a plurality of switching elements (half bridges) connected in series on the input side, diodes connected in parallel to the plurality of switching elements, and a capacitor connected to the output side. The diode is connected so as to be opposite to the conduction direction of the current of the switching element.

コンタクタ１０７は、一対の配線１０９ａ、１０９ｂにそれぞれ接続された一対のスイッチである。配線１０９ａに接続されたコンタクタ１０７はコンバータ１０６とモータ１０４の中性点Ａとの間に接続されている。配線１０９ｂに接続されたコンタクタ１０７はコンバータ１０６と、インバータ１０３の負の電源ラインに接続されている。コンタクタ１０７は、バッテリ１０１の電力を充電ポート１０８から出力する導通経路のオン、オフを切り替えるためのスイッチである。コンタクタ１０７のオン、オフは給電側コントローラ１１０により制御される。 The contactor 107 is a pair of switches connected to the pair of wirings 109a and 109b. The contactor 107 connected to the wiring 109 a is connected between the converter 106 and the neutral point A of the motor 104. The contactor 107 connected to the wiring 109 b is connected to the converter 106 and the negative power supply line of the inverter 103. The contactor 107 is a switch for switching on and off a conduction path for outputting the power of the battery 101 from the charging port 108. ON / OFF of the contactor 107 is controlled by the power supply side controller 110.

充電ポート１０８は、充電ケーブル３００の接続口であり、充電ケーブル３００の先端部分のコネクタと嵌合するように構成されている。充電ポート１０８はコンバータ１０６の出力側に接続されている。配線１０９ａは、モータ１０４の中性点Ａと、複数のスイッチング素子の接続点との間に接続されている。複数のスイッチング素子は、コンバータ１０６の入力側に直列接続されている素子である。配線１０９ｂは、インバータ１０３の負側の電源ラインと、コンバータ１０６の負側の配線との間を接続するため配線である。 The charging port 108 is a connection port of the charging cable 300 and is configured to be fitted with a connector at a tip portion of the charging cable 300. Charging port 108 is connected to the output side of converter 106. The wiring 109a is connected between the neutral point A of the motor 104 and connection points of a plurality of switching elements. The plurality of switching elements are elements connected in series on the input side of the converter 106. The wiring 109 b is a wiring for connecting the negative power supply line of the inverter 103 and the negative wiring of the converter 106.

給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３、コンバータ１０６、及びコンタクタ１０７を制御するためのコントローラである。通信部１２０は、充電車両２００と通信するための通信機である。充電ケーブル３００には通信線が含まれている。そして、充電ケーブル３００が充電ポート１０８と充電ポート２０８に接続されることで、給電車両１００側の通信部１２０は、通信線と通じて、充電車両２００側の通信部２２０と通信可能な状態となる。 The power supply side controller 110 is a controller for controlling the inverter 103, the converter 106, and the contactor 107. Communication unit 120 is a communication device for communicating with charging vehicle 200. Charging cable 300 includes a communication line. Then, the charging cable 300 is connected to the charging port 108 and the charging port 208, so that the communication unit 120 on the power feeding vehicle 100 side can communicate with the communication unit 220 on the charging vehicle 200 side through the communication line. Become.

充電車両２００は、バッテリ２０１と、コンデンサ２０２と、インバータ２０３と、モータ２０４と、コンタクタ２０７と、充電ポート２０８と、充電側コントローラ２１０と、通信部２２０を備えている。バッテリ２０１、コンデンサ２０２、２０６、インバータ２０３、モータ２０４、充電ポート２０８、充電側コントローラ２１０、及び、通信部２２０の各構成は、バッテリ１０１、コンデンサ１０２、インバータ１０３、モータ１０４、充電ポート１０８、給電側コントローラ１１０、及び通信部１２０の構成とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。 The charging vehicle 200 includes a battery 201, a capacitor 202, an inverter 203, a motor 204, a contactor 207, a charging port 208, a charging side controller 210, and a communication unit 220. The configuration of the battery 201, capacitors 202 and 206, inverter 203, motor 204, charging port 208, charging-side controller 210, and communication unit 220 includes the battery 101, capacitor 102, inverter 103, motor 104, charging port 108, and power supply. Since the configurations of the side controller 110 and the communication unit 120 are the same, the description thereof is omitted.

コンタクタ２０７は、バッテリ２０１とコンデンサ２０２との間に接続されており、バッテリ２０１と充電ポート２０８との間に接続されている。コンタクタ２０７は、バッテリ２０１の電力をモータ２０４に出力する導通経路と、給電車両１００から充電ケーブル３００を介して供給される電力をバッテリ２０１に直接出力する導通経路とを切り替えるためのスイッチである。 Contactor 207 is connected between battery 201 and capacitor 202, and is connected between battery 201 and charging port 208. The contactor 207 is a switch for switching between a conduction path for outputting the electric power of the battery 201 to the motor 204 and a conduction path for directly outputting the electric power supplied from the power supply vehicle 100 via the charging cable 300 to the battery 201.

次に、給電車両１００の走行中の給電側コントローラ１１０の制御を説明する。車両の走行中、給電側コントローラ１１０はコンタクタ１０７をオフ状態にする。給電側コントローラ１１０は、アクセル操作によるアクセル開度、モータの回転数等によりトルク指令値を演算しつつ、当該トルク指令値に相当するトルクをモータ１０４から出力させるように、インバータ１０３のスイッチング信号を生成し、各スイッチング素子に出力する。モータ１０４の力行時には、インバータ１０３は、バッテリ１０１の直流電力を交流電力に変換しつつ、モータに出力する。またモータ１０４の回生時には、インバータ１０３はモータ１０４から入力される交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１０１に出力する。給電車両１００の走行中、コンタクタ１０７はオフ状態になっているため、モータ１０４の駆動中の中性点Ａの電位はコンバータ１０６及び充電ポート１０８に印加されない。また、コンバータ１０６は駆動していない。 Next, control of the power supply side controller 110 while the power supply vehicle 100 is traveling will be described. While the vehicle is running, the power supply side controller 110 turns the contactor 107 off. The power supply side controller 110 calculates the torque command value based on the accelerator opening degree by the accelerator operation, the rotation speed of the motor, etc., and outputs the switching signal of the inverter 103 so as to output the torque corresponding to the torque command value from the motor 104. Generate and output to each switching element. When the motor 104 is powered, the inverter 103 converts the DC power of the battery 101 into AC power and outputs it to the motor. Further, during regeneration of the motor 104, the inverter 103 converts AC power input from the motor 104 into DC power and outputs it to the battery 101. Since the contactor 107 is in the off state while the power supply vehicle 100 is traveling, the potential at the neutral point A during the driving of the motor 104 is not applied to the converter 106 and the charging port 108. Converter 106 is not driven.

次に、給電車両１００から充電車両２００へ直流で電力を供給する際の給電側コントローラ１１０の制御と充電側コントローラ２１０の制御を、それぞれ説明する。図２は給電側コントローラ１１０の制御フローを示すフローチャートである。図３は充電側コントローラ２１０の制御フローを示すフローチャートである。 Next, control of the power supply side controller 110 and control of the charge side controller 210 when supplying electric power from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200 with direct current will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the power supply side controller 110. FIG. 3 is a flowchart showing a control flow of the charging controller 210.

まず、給電車両１００と充電車両２００との間の充電ポート１０８、２０８が充電ケーブル３００で接続されると、給電側コントローラ１１０は充電ケーブル３００の接続を確認する（ステップＳ１１）。 First, when the charging ports 108 and 208 between the power supply vehicle 100 and the charging vehicle 200 are connected by the charging cable 300, the power supply side controller 110 confirms the connection of the charging cable 300 (step S11).

ステップＳ１２にて、給電側コントローラ１１０は、通信部１２０を用いて、充電車両２００との通信を開始する。給電側コントローラ１１０は、バッテリ２０１の情報を充電車両２００から取得する。バッテリ２０１の情報は、バッテリ２０１の現在の状態（充電を行う前の状態）を示す情報であって、バッテリ２０１の電圧、ＳＯＣ等である。また、充電車両２００側の充電側コントローラ２１０が、給電車両１００から充電車両２００への出力電力となる目標値を管理している場合には、給電側コントローラ１１０は、当該目標値を取得してもよい。 In step S 12, power supply side controller 110 starts communication with charging vehicle 200 using communication unit 120. The power supply side controller 110 acquires information on the battery 201 from the charging vehicle 200. The information on the battery 201 is information indicating the current state of the battery 201 (the state before charging), and includes the voltage of the battery 201, the SOC, and the like. When the charging controller 210 on the charging vehicle 200 side manages a target value that is output power from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200, the power supply controller 110 acquires the target value. Also good.

ステップＳ１３にて、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１に接続された電圧センサを用いて、バッテリ１０１の電圧を検出する。そして、給電側コントローラ１１０は、給電車両１００のバッテリ１０１の電圧と、充電車両２００のバッテリ２０１の電圧に基づいて目標電圧を設定する。目標電圧は、コンバータ１０６の出力電圧の目標値となる。給電側コントローラ１１０は、バッテリ２０１の電圧以上の電圧を目標電圧に設定する。また、図１に示すように、給電車両１００と充電車両２００との間で電力を供給する場合に、コンバータ１０６の電力はバッテリ２０１に直接供給される。そのため、目標電圧はバッテリ１０１の充電電圧となる。 In step S 13, the power supply side controller 110 detects the voltage of the battery 101 using the voltage sensor connected to the battery 101. Then, the power supply side controller 110 sets a target voltage based on the voltage of the battery 101 of the power supply vehicle 100 and the voltage of the battery 201 of the charging vehicle 200. The target voltage is a target value for the output voltage of the converter 106. The power supply side controller 110 sets a voltage equal to or higher than the voltage of the battery 201 to the target voltage. Further, as shown in FIG. 1, when power is supplied between the power supply vehicle 100 and the charging vehicle 200, the power of the converter 106 is directly supplied to the battery 201. Therefore, the target voltage is the charging voltage of the battery 101.

次に、ステップＳ１４にて、給電側コントローラ１１０はコンタクタ１０７をオフ状態からオン状態に切り替える。コンタクタ１０７がオフ状態からオン状態に切り替わる時に、コンバータ１０６の出力側のコンデンサには電圧が印加されていない。 Next, in step S14, the power supply side controller 110 switches the contactor 107 from the off state to the on state. When the contactor 107 switches from the off state to the on state, no voltage is applied to the capacitor on the output side of the converter 106.

次に、ステップＳ１５にて、給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３のスイッチング素子を制御して、バッテリ１０１の電圧を、インバータ１０３及びモータ１０４により降圧させる。また、給電側コントローラ１１０は、コンバータ１０６のスイッチング素子を制御して、インバータ１０３及びモータ１０４により降圧した電圧を昇圧させる。給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３の三相のうち、二相のスイッチング素子をオフ状態にしつつ、一相のスイッチング素子のオン、オフを切り替える。このとき、一相のスイッチング素子、当該一相のスイッチング素子の接続点に接続されたモータ１０４のコイル、及び、追加リアクトル１０５は降圧回路として動作する。インバータ１０３及びモータ１０４により降圧された電圧は、コンバータ１０６の入力側に印加される。 Next, in step S 15, the power supply side controller 110 controls the switching element of the inverter 103 to step down the voltage of the battery 101 using the inverter 103 and the motor 104. Further, the power supply side controller 110 controls the switching element of the converter 106 to boost the voltage stepped down by the inverter 103 and the motor 104. The power supply side controller 110 switches on and off the one-phase switching element while turning off the two-phase switching element among the three phases of the inverter 103. At this time, the one-phase switching element, the coil of the motor 104 connected to the connection point of the one-phase switching element, and the additional reactor 105 operate as a step-down circuit. The voltage stepped down by the inverter 103 and the motor 104 is applied to the input side of the converter 106.

また、給電側コントローラ１１０は、コンバータ１０６の複数のスイッチング素子のオン、オフを切り替えることで、コンバータ１０６を昇圧回路として動作させて、コンバータ１０６の出力電圧を目標電圧にする。これにより、給電側コントローラ１１０は、コンバータ１０６の出力電圧が目標電圧になるように、インバータ１０３及びコンバータ１０６を制御して、バッテリ１０１の電圧を目標電圧まで昇降圧させることで、バッテリ１０１の電圧制御を行う。 In addition, the power supply side controller 110 operates the converter 106 as a booster circuit by switching on and off the plurality of switching elements of the converter 106, and sets the output voltage of the converter 106 to the target voltage. Thereby, the power supply side controller 110 controls the inverter 103 and the converter 106 so that the output voltage of the converter 106 becomes the target voltage, and the voltage of the battery 101 is stepped up and down to the target voltage. Take control.

ステップＳ１６にて、給電側コントローラ１１０は、通信部１２０を用いて、充電車両２００から充電停止信号を受信したか否か判定する。充電停止信号は、充電を停止するための指令信号である。充電停止信号を受信していない場合には、ステップＳ１５に戻る。そして、ステップＳ１５、Ｓ１６の制御ループが繰り返されることで、給電車両１００から充電車両２００への電力供給が継続される。 In step S 16, power supply controller 110 determines whether or not a charge stop signal has been received from charging vehicle 200 using communication unit 120. The charge stop signal is a command signal for stopping charging. If the charge stop signal has not been received, the process returns to step S15. Then, the power supply from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200 is continued by repeating the control loop of steps S15 and S16.

一方、充電停止信号を受信した場合には、給電側コントローラ１１０はインバータ１０３及びコンバータ１０６のスイッチング素子の切り替え動作を停止させることで、電力供給を停止する（ステップＳ１７）。そして、給電側コントローラ１１０はコンタクタ１０７をオン状態からオフ状態に切り替え（ステップＳ１８）、給電車両１００側の制御フローが終了する。 On the other hand, when the charge stop signal is received, the power supply side controller 110 stops the power supply by stopping the switching operation of the switching elements of the inverter 103 and the converter 106 (step S17). And the electric power feeding side controller 110 switches the contactor 107 from an ON state to an OFF state (step S18), and the control flow by the side of the electric power feeding vehicle 100 is complete | finished.

次に、充電側コントローラ２１０の制御を説明する。ステップＳ２１及びステップＳ２２の制御は、ステップＳ１１及びステップＳ１２の制御と同様である。 Next, control of the charging side controller 210 will be described. The control of step S21 and step S22 is the same as the control of step S11 and step S12.

ステップＳ２３にて、充電側コントローラ２１０はコンタクタ２０７をオフ状態からオン状態に切り替えて、充電ポート２０８とバッテリ２０１との間を導通させる。 In step S 23, charging-side controller 210 switches contactor 207 from the off state to the on state, and makes charging port 208 and battery 201 conductive.

コンタクタ２０７がオン状態になり、充電ポート２０８から電力が供給されると、充電ポート２０８への入力電圧はバッテリ２０１に直接、印加されることで、バッテリ２０１が充電される。そして、充電側コントローラ２１０は、バッテリ２０１の充電中、バッテリ２０１に接続された電圧センサを用いてバッテリ２０１の状態を管理することで、バッテリ２０１の充電を制御する（ステップＳ２４）。 When the contactor 207 is turned on and power is supplied from the charging port 208, the input voltage to the charging port 208 is directly applied to the battery 201, so that the battery 201 is charged. Then, the charging-side controller 210 controls the charging of the battery 201 by managing the state of the battery 201 using the voltage sensor connected to the battery 201 during the charging of the battery 201 (step S24).

ステップＳ２５にて、充電側コントローラ２１０は、バッテリ２０１の電圧と、充電の終了を示す閾値電圧とを比較する。バッテリ２０１の電圧が閾値電圧未満である場合には、充電は終了しておらず、ステップＳ２４に戻る。そして、ステップＳ２４、Ｓ２５の制御ループが繰り返されることで、バッテリ２０１の充電制御が継続される。一方、バッテリ２０１の電圧が閾値電圧以上である場合には、充電終了となり、ステップＳ２６に進む。 In step S25, charging-side controller 210 compares the voltage of battery 201 with a threshold voltage indicating the end of charging. If the voltage of the battery 201 is less than the threshold voltage, the charging is not finished and the process returns to step S24. And the charging control of the battery 201 is continued by repeating the control loop of steps S24 and S25. On the other hand, when the voltage of the battery 201 is equal to or higher than the threshold voltage, the charging ends and the process proceeds to step S26.

ステップＳ２６にて、充電側コントローラ２１０は、通信部２２０により充電停止信号を給電車両１００に送信する。そして、充電側コントローラ２１０はコンタクタ２０７をオン状態からオフ状態に切り替え（ステップＳ２７）、充電車両２００側の制御フローが終了する。なお、バッテリ２０１の充電制御は、給電側コントローラ１１０により行われてもよい。 In step S 26, charging-side controller 210 transmits a charging stop signal to power supply vehicle 100 through communication unit 220. Then, the charging-side controller 210 switches the contactor 207 from the on state to the off state (step S27), and the control flow on the charging vehicle 200 side ends. Note that charging control of the battery 201 may be performed by the power supply side controller 110.

上記のように、本発明は、モータ１０４及びインバータ１０３を降圧回路として動作させてバッテリ１０１の電圧を所定の電圧に降圧し、コンバータ１０６を昇圧回路として動作させて当該所定の電圧を昇圧し、昇圧された電圧を給電車両１００から充電車両２００に出力することで、バッテリ２０１を充電する。これにより、給電車両１００側の構成要素を効率的に活用でき、さらに充電効率も高めることができる。また、コンバータ１０６は、車両間で電力を供給するときの変換器として対応すれば十分なため、コンバータ１０６の容量を抑えることができる。その結果として、不要に大きなコンバータを給電車両１００に搭載する必要がないため、安価に車両間の充電システムを構成できる。 As described above, the present invention operates the motor 104 and the inverter 103 as a step-down circuit to step down the voltage of the battery 101 to a predetermined voltage, operates the converter 106 as a step-up circuit to step up the predetermined voltage, The battery 201 is charged by outputting the boosted voltage from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200. Thereby, the component by the side of the electric power feeding vehicle 100 can be utilized efficiently, and also charging efficiency can be improved. In addition, since converter 106 is sufficient as a converter for supplying power between vehicles, the capacity of converter 106 can be suppressed. As a result, since it is not necessary to mount an unnecessarily large converter in the power supply vehicle 100, a charging system between vehicles can be configured at low cost.

ここで、バッテリ１０１、２０１の性質について、図４を用いて説明する。図４は、バッテリ１０１、２０１の充電状態（ＳＯＣ）に対するバッテリ１０１、２０１の電圧の特性を示すグラフである。図４において、グラフａはバッテリ１０１、２０１に負荷が加わっていない時（非充電時）の特性を示し、グラフｂはバッテリ１０１、２０１の放電時の特性を示し、グラフｃはバッテリ１０１、２０１の充電時の特性を示す。なお、上記と同様に、バッテリ１０１は給電側の二次電池とし、バッテリ２０１は充電側の二次電池とする。 Here, the properties of the batteries 101 and 201 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the voltage characteristics of the batteries 101 and 201 with respect to the state of charge (SOC) of the batteries 101 and 201. In FIG. 4, graph a shows the characteristics when no load is applied to the batteries 101 and 201 (when not charged), graph b shows the characteristics when the batteries 101 and 201 are discharged, and graph c shows the batteries 101 and 201. The characteristic at the time of charge is shown. In the same manner as described above, the battery 101 is a secondary battery on the power feeding side, and the battery 201 is a secondary battery on the charging side.

図４に示すように、バッテリ１０１、２０１の特性として、放電時にはバッテリ１０１、２０１の電圧は無負荷時よりも低下する。また、充電時にはバッテリ１０１、２０１の電圧は無負荷時よりも上昇する。そのため、例えばバッテリ１０１のＳＯＣが８０％とし、バッテリ２０１のＳＯＣが３５％とした場合に、バッテリ１０１の電圧はバッテリ２０１の電圧よりも高くなっている。一方、バッテリ１０１、２０１間で充電を行う場合には、給電側のバッテリ１０１の電圧は低下し、充電側のバッテリ２０１の電圧が上昇するため、バッテリ１０１の電圧はバッテリ２０１の電圧とほぼ同じになる。 As shown in FIG. 4, as the characteristics of the batteries 101 and 201, the voltages of the batteries 101 and 201 are lower during discharging than when there is no load. Further, during charging, the voltages of the batteries 101 and 201 are higher than when there is no load. Therefore, for example, when the SOC of the battery 101 is 80% and the SOC of the battery 201 is 35%, the voltage of the battery 101 is higher than the voltage of the battery 201. On the other hand, when charging is performed between the batteries 101 and 201, the voltage of the battery 101 on the power supply side decreases and the voltage of the battery 201 on the charging side increases, so that the voltage of the battery 101 is almost the same as the voltage of the battery 201. become.

そして、本発明とは異なり、バッテリ１０１とバッテリ２０１との間に昇圧コンバータとして機能する構成要素がない場合には、バッテリ１０１からバッテリ２０１に充電できなくなってしまう。さらに、充電開始時はバッテリ１０１のＳＯＣが高い状態であったとしても、充電が進むにつれて、バッテリ１０１のＳＯＣが低下するため、充電できなくなってしまう。そして、図４のグラフの例で、充電側のバッテリ２０１が充電対象として取り得るＳＯＣの範囲を３５％未満とした場合に、全ての範囲で充電可能とするためには、給電側のバッテリ１０１のＳＯＣは８０％以上にしなければならない。そのため、給電側のバッテリ１０１はＳＯＣ８０％以上とし、充電側のバッテリ２０１はＳＯＣ３５％未満としなければ、バッテリ間で充電することはできない。そして、ＳＯＣ３５％以上からＳＯＣ８０％未満は、充電不可領域となってしまう。 Unlike the present invention, if there is no component functioning as a boost converter between the battery 101 and the battery 201, the battery 201 cannot be charged from the battery 101. Furthermore, even if the SOC of the battery 101 is high at the start of charging, the SOC of the battery 101 decreases as charging progresses, and charging becomes impossible. In the example of the graph of FIG. 4, when the SOC range that the charging-side battery 201 can take as a charging target is less than 35%, in order to allow charging in the entire range, the power-supplying battery 101 The SOC must be 80% or more. Therefore, the battery 101 on the power feeding side cannot be charged between batteries unless the SOC is 80% or more and the battery 201 on the charging side is less than 35% SOC. And if it is SOC35% or more and less than SOC80%, it will become a charge impossible area | region.

一方、本発明は、インバータ１０３、モータ１０４及びコンバータ１０６を、昇降圧回路として動作させている。これにより、バッテリ１０１とバッテリ２０１との間の電位差に関わらず、バッテリ１０１からバッテリ２０１に電力を供給することができるため、広範囲のＳＯＣで充電を行うことができる。 On the other hand, in the present invention, the inverter 103, the motor 104, and the converter 106 are operated as a step-up / down circuit. Thereby, regardless of the potential difference between the battery 101 and the battery 201, power can be supplied from the battery 101 to the battery 201, so that charging can be performed with a wide range of SOC.

また本発明は、コンバータ１０６の出力側に充電ポート１０８を接続し、コンバータ１０６の入力側とモータ１０４との間にコンタクタ１０７を接続し、モータ１０４を駆動させる場合にはコンタクタ１０７をオフ状態にする。これにより、モータを駆動させる際には、インバータ１０３による電力変換だけでよいため、電力効率を高めることができる。また、コンバータ１０６を、モータ駆動用の変換器としなくてもよいため、コンバータ１０６の容量を抑えることができる。 In the present invention, the charging port 108 is connected to the output side of the converter 106, the contactor 107 is connected between the input side of the converter 106 and the motor 104, and when the motor 104 is driven, the contactor 107 is turned off. To do. Thereby, when driving the motor, only power conversion by the inverter 103 is required, so that power efficiency can be improved. Further, since converter 106 does not have to be a converter for driving a motor, the capacity of converter 106 can be suppressed.

また本発明は、通信部１２０により充電車両２００から取得した情報に基づき、バッテリ２０１の充電電圧を設定し、コンバータ１０６の出力電圧が当該充電電圧になるようインバータ１０３及びコンバータ１０６を制御する。これにより、コンバータ１０６の出力電圧をバッテリ２０１に直接印加させることができ、給電車両１００と充電車両２００との間で直流充電を行うことができる。 Further, the present invention sets the charging voltage of the battery 201 based on the information acquired from the charging vehicle 200 by the communication unit 120, and controls the inverter 103 and the converter 106 so that the output voltage of the converter 106 becomes the charging voltage. Thereby, the output voltage of converter 106 can be directly applied to battery 201, and DC charging can be performed between power supply vehicle 100 and charging vehicle 200.

なお、本発明の変形例として図５に示すように、給電車両１００は、外部充電装置４００から入力される電力を、バッテリ１０１に直接流すような回路を備えてもよい。給電車両１００は、コンタクタ１１１と、配線１１２ａ、１１２ｂとを備えている。コンタクタ１１１は、バッテリ１０１の電力をインバータ１０３に流す導通経路と、充電ポート１０８に入力された電力をバッテリ１０１に流す導通経路を切り替えるためのスイッチである。コンタクタ１１１は、バッテリ１０１とインバータ１０３の入力側との間、及び、バッテリ１０１と充電ポート１０８との間に接続されている。配線１１２ａ及び配線１１２ｂの一端はコンタクタ１１１に接続されている。配線１１２ａ及び配線１１２ｂの他端は充電ポート１０８とコンバータ１０６との間に接続されている。そして、配線１１２ａ、１１２ｂが、充電ポート１０８に入力された電力をバッテリ１０１に流す導通経路となる。そして、充電ポート１０８は、コンバータ１０６の出力側と、配線１１２ａ、１１２ｂに接続されている。 As shown in FIG. 5 as a modified example of the present invention, the power supply vehicle 100 may include a circuit that allows the power input from the external charging device 400 to flow directly to the battery 101. The power supply vehicle 100 includes a contactor 111 and wirings 112a and 112b. The contactor 111 is a switch for switching between a conduction path through which the power of the battery 101 flows to the inverter 103 and a conduction path through which the power input to the charging port 108 flows to the battery 101. The contactor 111 is connected between the battery 101 and the input side of the inverter 103 and between the battery 101 and the charging port 108. One ends of the wiring 112 a and the wiring 112 b are connected to the contactor 111. The other ends of the wiring 112 a and the wiring 112 b are connected between the charging port 108 and the converter 106. Then, the wirings 112 a and 112 b serve as a conduction path through which the power input to the charging port 108 flows to the battery 101. Charging port 108 is connected to the output side of converter 106 and wirings 112a and 112b.

外部充電装置４００によりバッテリ１０１を充電する場合には、外部充電装置４００と充電ポート１０８との間が、充電ケーブル３００により接続される。給電側コントローラ１１０は、充電ポート１０８とバッテリ１０１との間を導通するように、コンタクタ１１１をオン状態にし、コンタクタ１０７をオフ状態にする。コントローラ１１０は、バッテリ１０１に接続された電圧センサを用いて、充電中のバッテリ１０１の状態を管理する。 When charging the battery 101 with the external charging device 400, the charging cable 300 connects between the external charging device 400 and the charging port 108. The power supply side controller 110 turns on the contactor 111 and turns off the contactor 107 so that the charging port 108 and the battery 101 are electrically connected. The controller 110 manages the state of the battery 101 being charged using a voltage sensor connected to the battery 101.

これにより、充電ポート１０８を、外部充電装置４００によりバッテリ１０１を充電するときのポートと、車両間の電力供給によりバッテリ２０１を充電するときのポートを、充電ポート１０８で共通化できる。 Thereby, the charging port 108 can be shared by the charging port 108 as a port for charging the battery 101 by the external charging device 400 and a port for charging the battery 201 by supplying power between vehicles.

上記のインバータ１０３が本発明の「第１電力変換手段」に相当し、給電側コントローラ１１０が本発明の「制御手段」に相当し、通信部１２０が本発明の「通信手段」に相当し、コンバータ１０６が本発明の「第２電力変換手段」に相当する。 The inverter 103 corresponds to the “first power conversion means” of the present invention, the power supply side controller 110 corresponds to the “control means” of the present invention, the communication unit 120 corresponds to the “communication means” of the present invention, The converter 106 corresponds to the “second power conversion means” of the present invention.

《第２実施形態》
図６は、発明の他の実施形態に係る充電システムのブロック図である。本例では上述した第１実施形態に対して、モータ１０４の構成が異なり、またコンタクタ１１３、１１６、インバータ１１４、及びコンデンサ１１５を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。 << Second Embodiment >>
FIG. 6 is a block diagram of a charging system according to another embodiment of the invention. In this example, the configuration of the motor 104 is different from that of the first embodiment described above, and the contactors 113 and 116, the inverter 114, and the capacitor 115 are provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and the description thereof is incorporated.

給電車両１００は、コンデンサ１０２、１１５と、インバータ１０３、１１４と、モータ１０４と、コンタクタ１１３、１１６と、充電ポート１０８と、給電側コントローラ１１０と、通信部１２０とを備えている。 The power supply vehicle 100 includes capacitors 102 and 115, inverters 103 and 114, a motor 104, contactors 113 and 116, a charging port 108, a power supply side controller 110, and a communication unit 120.

モータ１０４は、例えば多重巻線を有する同期モータ或いは誘導モータであって、インバータ１０３、１１４の交流側に接続されている。モータ１０４は、インバータ１０３に接続された一方の巻線（コイル１０４ａ〜１０４ｃに相当）と、インバータ１１４に接続された他方の巻線（コイル１０４ｄ〜１０４ｆに相当）とを備えている。 The motor 104 is a synchronous motor or induction motor having multiple windings, for example, and is connected to the AC side of the inverters 103 and 114. The motor 104 includes one winding (corresponding to the coils 104 a to 104 c) connected to the inverter 103 and the other winding (corresponding to the coils 104 d to 104 f) connected to the inverter 114.

一方の巻線はスター状に結線した３つのコイル１０４ａ〜１０４ｃで構成され、他方の巻線はスター状に結線した３つのコイル１０４ｄ〜１０４ｆで構成されている。３つのコイル１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ及び３つのコイル１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆは、インバータ１０３、１１４のｕ、ｖ、ｗ相のアーム回路と対応している。 One winding is constituted by three coils 104a to 104c connected in a star shape, and the other winding is constituted by three coils 104d to 104f connected in a star shape. The three coils 104a, 104b and 104c and the three coils 104d, 104e and 104f correspond to the u, v and w phase arm circuits of the inverters 103 and 114, respectively.

一方の巻線と他方の巻線との間は、直流的には導通していないが、各相のコイル間で、磁気的に結合されている。そのため、交流電流が一方巻線に流れると、他方の巻線に誘導電流が発生し、誘導電流がインバータ１１４の交流側に流れる。すなわち、モータ１０４はトランスとして作用し、インバータ１０３、１１４は一方の巻線及び他方の巻線５２に対して独立したインバータになっている。 One winding and the other winding are not electrically connected to each other, but are magnetically coupled between the coils of each phase. Therefore, when an alternating current flows through one winding, an induced current is generated in the other winding, and the induced current flows to the alternating current side of the inverter 114. That is, the motor 104 functions as a transformer, and the inverters 103 and 114 are independent inverters for one winding and the other winding 52.

コンタクタ１１３は、バッテリ１０１とインバータ１０３の間に接続されている。インバータ１１４は、バッテリ１０１の電力を交流電力に変換してモータ１０４に出力する電力変換回路である。インバータ１１４の回路構成は、インバータ１０３と同様である。コンデンサ１１５はバッテリ１０１からインバータ１１４の直流側に入力される電圧を平滑するためのコンデンサであって、インバータ１１４の直流側に接続されている。 Contactor 113 is connected between battery 101 and inverter 103. The inverter 114 is a power conversion circuit that converts the power of the battery 101 into AC power and outputs the AC power to the motor 104. The circuit configuration of the inverter 114 is the same as that of the inverter 103. The capacitor 115 is a capacitor for smoothing the voltage input from the battery 101 to the DC side of the inverter 114, and is connected to the DC side of the inverter 114.

コンタクタ１１６は、バッテリ１０１からインバータ１１４に電力を供給する導通経路と、インバータ１１４の直流側と充電ポート１０８との間の導通経路とを、切り替えるためのスイッチである。充電ポート１０８は、コンタクタ１１６及びコンデンサ１１５を介して、インバータ１１４の直流側に接続されている。 The contactor 116 is a switch for switching between a conduction path for supplying power from the battery 101 to the inverter 114 and a conduction path between the DC side of the inverter 114 and the charging port 108. Charging port 108 is connected to the DC side of inverter 114 via contactor 116 and capacitor 115.

次に、給電車両１００の走行中の給電側コントローラ１１０の制御を説明する。車両の走行中、給電側コントローラ１１０はコンタクタ１１３をオン状態にしつつ、バッテリ１０１とインバータ１１４の直流側とを導通させるように、コンタクタ１１６をオン状態にする。充電ポート１０８とインバータ１１４の直流側との間は遮断されている。そして、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１からインバータ１０３、１１４に入力される電力に対して、モータ１０４から指令値に応じたトルクを出力させるように、インバータ１０３、１１４のＰＷＭ制御を行う。 Next, control of the power supply side controller 110 while the power supply vehicle 100 is traveling will be described. While the vehicle is running, the power supply side controller 110 turns on the contactor 113 while turning on the contactor 113 so that the battery 101 and the DC side of the inverter 114 are electrically connected. The charging port 108 is disconnected from the DC side of the inverter 114. Then, the power supply side controller 110 performs PWM control of the inverters 103 and 114 so that torque corresponding to the command value is output from the motor 104 to the electric power input from the battery 101 to the inverters 103 and 114.

次に、給電車両１００から充電車両２００へ直流で電力を供給する際の給電側コントローラ１１０の制御を説明する。図７は給電側コントローラ１１０の制御フローを示すフローチャートである。なお、充電側コントローラ２１０の制御は、第１実施形態に係る充電側コントローラ２１０の制御と同様であるため、説明を省略する。 Next, control of the power supply side controller 110 when supplying electric power from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200 with direct current will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a control flow of the power supply side controller 110. Note that the control of the charge-side controller 210 is the same as the control of the charge-side controller 210 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

ステップＳ３１、Ｓ３２の制御は、第１実施形態に係るステップＳ１１、Ｓ１２の制御と同様であるため説明を省略する。 Since the control of steps S31 and S32 is the same as the control of steps S11 and S12 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

ステップＳ３３にて、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１に接続された電圧センサを用いて、バッテリ１０１の電圧を検出する。そして、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１の電圧と、充電車両２００のバッテリ２０１の電圧に基づいて、チャージ電圧を設定する。 In step S 33, the power supply side controller 110 detects the voltage of the battery 101 using a voltage sensor connected to the battery 101. Then, the power supply side controller 110 sets the charge voltage based on the voltage of the battery 101 and the voltage of the battery 201 of the charging vehicle 200.

給電側コントローラ１１０は、バッテリ２０１の現在の電圧をチャージ電圧に設定する。コンデンサ１１５は、コンタクタ１１６を介してバッテリ１０１とインバータ１１４との間に接続されている。そして、モータ１０４の駆動時に、コンデンサ１１５はチャージされている。そのため、コンデンサ１１５の電圧と、バッテリ２０１の電圧は異なっている場合がある。電圧が異なる状態で、充電ケーブル３００を介して、コンデンサ１１５とバッテリ２０１が接続されると、大きな電流（突入電流）が瞬間的に流れる可能性がある。 The power supply side controller 110 sets the current voltage of the battery 201 to the charge voltage. Capacitor 115 is connected between battery 101 and inverter 114 via contactor 116. When the motor 104 is driven, the capacitor 115 is charged. Therefore, the voltage of the capacitor 115 and the voltage of the battery 201 may be different. When the capacitor 115 and the battery 201 are connected via the charging cable 300 with different voltages, a large current (inrush current) may flow instantaneously.

そのため、コンデンサ１１５とバッテリ２０１が接続されるときの電位差を抑えるために、チャージ電圧が設定され、以下のステップでコンデンサ１１５が充電される。 Therefore, in order to suppress a potential difference when the capacitor 115 and the battery 201 are connected, a charge voltage is set, and the capacitor 115 is charged in the following steps.

ステップＳ３４にて、給電側コントローラ１１０は、コンタクタ１１３をオン状態し、コンタクタ１１６をオフ状態にする。コンタクタ１１６はオフ状態のため、インバータ１１４の直流側は、バッテリ１０１と遮断され、充電ポート１０８とも遮断されている。 In step S34, power supply side controller 110 turns on contactor 113 and turns off contactor 116. Since the contactor 116 is in an off state, the DC side of the inverter 114 is disconnected from the battery 101 and is also disconnected from the charging port 108.

ステップＳ３５にて、給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３とインバータ１１４を制御して、コンデンサ１１５の電圧をチャージ電圧まで充電する（以下、プリチャージとも称す。）。 In step S35, the power supply side controller 110 controls the inverter 103 and the inverter 114 to charge the voltage of the capacitor 115 to the charge voltage (hereinafter also referred to as precharge).

ステップＳ３６にて、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１とインバータ１１４の直流側との間を遮断しつつ、充電ポート１０８とインバータ１１４の直流側との間を導通させるように、コンタクタ１１６をオン状態に切り替える。 In step S36, the power supply side controller 110 turns on the contactor 116 so as to conduct between the charging port 108 and the DC side of the inverter 114 while blocking between the battery 101 and the DC side of the inverter 114. Switch to.

ステップＳ３７にて、給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３からモータ１０４の１次側の巻線（コイル１０４ａ、コイル１０４ｂ及びコイル１０４ｃ）に対して、１０ｋＨｚ程度の交流電圧が印加されるように、インバータ１０３を制御する。また、給電側コントローラ１１０は、モータ１０４の２次側の巻線（コイル１０４ｄ、コイル１０４ｅ及びコイル１０４ｆ）の交流電圧が、１次側の巻線に対して所定の位相差をもつように、インバータ１１４を制御する。そして、給電側コントローラ１１０は、フィードバック制御により交流電圧の位相差を制御することで、インバータ１１４の出力電圧がバッテリ２０１の充電電圧となるように、インバータ１１４を制御する。 In step S37, the power supply controller 110 causes the inverter 103 to apply an AC voltage of about 10 kHz to the primary winding (coil 104a, coil 104b, and coil 104c) of the motor 104 from the inverter 103. 103 is controlled. In addition, the power supply side controller 110 is configured so that the AC voltage of the secondary winding (coil 104d, coil 104e, and coil 104f) of the motor 104 has a predetermined phase difference with respect to the primary winding. The inverter 114 is controlled. Then, the power supply side controller 110 controls the inverter 114 such that the output voltage of the inverter 114 becomes the charging voltage of the battery 201 by controlling the phase difference of the AC voltage by feedback control.

ステップＳ３８にて、給電側コントローラ１１０は、通信部１２０を用いて、充電車両２００から充電停止信号を受信したか否か判定する。充電停止信号を受信していない場合には、ステップＳ３７に戻る。そして、ステップＳ３７、Ｓ３８の制御ループが繰り返されることで、給電車両１００から充電車両２００への電力供給が継続される。充電停止信号を受信した場合にはステップＳ３９に進む。ステップＳ３９、Ｓ４０の制御は、第１実施形態に係るステップＳ１７、１８の制御と同様であるため説明を省略する。 In step S 38, power supply controller 110 uses communication unit 120 to determine whether or not a charge stop signal has been received from charging vehicle 200. If the charge stop signal has not been received, the process returns to step S37. Then, by repeating the control loop of steps S37 and S38, power supply from the powered vehicle 100 to the charging vehicle 200 is continued. If a charge stop signal is received, the process proceeds to step S39. Since the control of steps S39 and S40 is the same as the control of steps S17 and 18 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

上記のように、本発明は、バッテリ１０１の電圧を降圧させて、さらに昇圧させるように、インバータ１０３、１１４、モータ１０４を動作させている。これにより、車両間で電力を供給する際に、モータ１０４の駆動用のインバータ１０３、１１４を利用できるため、別途コンバータを設けなくてもよい。その結果として、コストを抑制した車両間の充電システムを実現できる。 As described above, in the present invention, the inverters 103 and 114 and the motor 104 are operated so as to step down the voltage of the battery 101 and further increase the voltage. As a result, when power is supplied between the vehicles, the inverters 103 and 114 for driving the motor 104 can be used, so that a separate converter need not be provided. As a result, a vehicle-to-vehicle charging system with reduced costs can be realized.

また本発明は、インバータ１０３、１１４及びモータ１０４を、昇降圧回路として動作させている。これにより、バッテリ１０１とバッテリ２０１との間の電位差に関わらず、バッテリ１０１からバッテリ２０１に電力を供給することができるため、広範囲のＳＯＣで充電を行うことができる。 In the present invention, the inverters 103 and 114 and the motor 104 are operated as a step-up / down circuit. Thereby, regardless of the potential difference between the battery 101 and the battery 201, power can be supplied from the battery 101 to the battery 201, so that charging can be performed with a wide range of SOC.

また本発明は、バッテリ１０１の電力を充電車両２００に供給する場合に、モータ１０４の多重巻線をトランスとして動作させている。これにより、バッテリ１０１とバッテリ２０１との間を、直流的に絶縁させることができる。 In the present invention, when the electric power of the battery 101 is supplied to the charging vehicle 200, the multiple windings of the motor 104 are operated as a transformer. Thereby, the battery 101 and the battery 201 can be insulated in a direct current manner.

また本発明は、バッテリ１０１の電力を充電車両２００に供給する前に、バッテリ１０１の電力でコンデンサ１１５の電圧を所定の電圧（チャージ電圧）に充電する。これにより、バッテリ間で充電する際に、コンデンサ１１５とバッテリ２０１を接続しても、大きな電流が瞬間的に流れることを防止できる。 Further, according to the present invention, before the power of the battery 101 is supplied to the charging vehicle 200, the voltage of the capacitor 115 is charged to a predetermined voltage (charge voltage) with the power of the battery 101. Thereby, even when the capacitor 115 and the battery 201 are connected when charging between the batteries, it is possible to prevent a large current from flowing instantaneously.

なお、給電車両１００は、第１実施形態の変形例で示したように、外部充電装置４００から充電ポート１０８に入力される電力を、バッテリ１０１に直接流すような回路を備えてもよい。 Note that the power supply vehicle 100 may include a circuit that allows power input from the external charging device 400 to the charging port 108 to flow directly to the battery 101 as shown in the modification of the first embodiment.

上記のインバータ１１４が本発明の「第２電力変換手段」に相当する。 The inverter 114 corresponds to the “second power conversion means” of the present invention.

《第３実施形態》
図８は、発明の他の実施形態に係る充電システムのブロック図である。本例では上述した第２実施形態に対して、モータ１０４の構成と、インバータ１０３、１１４の交流側とモータ１０４との接続部分が異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであり、第１実施形態及び第２実施形態の記載を適宜、援用する。 << Third Embodiment >>
FIG. 8 is a block diagram of a charging system according to another embodiment of the invention. In this example, the configuration of the motor 104 and the connection portion between the AC side of the inverters 103 and 114 and the motor 104 are different from those of the second embodiment described above. Other configurations are the same as those of the second embodiment described above, and the descriptions of the first and second embodiments are used as appropriate.

モータ１０４は３つのコイル１０４ａ〜１０４ｃを有している。コイル１０４ａの一端は、インバータ１０３のｕ相に相当する２つスイッチング素子の接続点に接続され、コイル１０４ａの他端（中性点）は、インバータ１１４のｕ相に相当する２つスイッチング素子の接続点に接続されている。コイル１０４ｂ、１０４ｃの一端は、インバータ１０３のｖ、ｗ相の２つスイッチング素子の接続点にそれぞれ接続され、コイル１０４ｂ、１０ｃの他端（中性点）は、インバータ１１４のｖ、ｗ相に相当する２つスイッチング素子の接続点に接続されている。 The motor 104 has three coils 104a to 104c. One end of the coil 104a is connected to a connection point of two switching elements corresponding to the u phase of the inverter 103, and the other end (neutral point) of the coil 104a is connected to two switching elements corresponding to the u phase of the inverter 114. Connected to the connection point. One end of each of the coils 104b and 104c is connected to a connection point of two switching elements of the v and w phases of the inverter 103, and the other end (neutral point) of the coils 104b and 10c is connected to the v and w phases of the inverter 114. Two corresponding switching elements are connected to the connection point.

次に、給電車両１００の走行中の給電側コントローラ１１０の制御を説明する。車両の走行中、給電側コントローラ１１０はコンタクタ１１３をオン状態にしつつ、バッテリ１０１とインバータ１１４の直流側とを導通させるように、コンタクタ１１６をオン状態にする。充電ポート１０８とインバータ１１４の直流側との間は遮断されている。そして、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１からインバータ１０３、１１４に入力される電力に対して、モータ１０４から指令値に応じたトルクを出力させるように、インバータ１０３、１１４を制御する。モータの１０４の駆動時には、インバータ１０３からモータ１０４に電力が供給され、モータ電流はモータ１０４の中性点を通って、インバータ１１４を介してバッテリ１０１に戻る。 Next, control of the power supply side controller 110 while the power supply vehicle 100 is traveling will be described. While the vehicle is running, the power supply side controller 110 turns on the contactor 113 while turning on the contactor 113 so that the battery 101 and the DC side of the inverter 114 are electrically connected. The charging port 108 is disconnected from the DC side of the inverter 114. Then, the power supply side controller 110 controls the inverters 103 and 114 so that the motor 104 outputs torque corresponding to the command value with respect to the electric power input from the battery 101 to the inverters 103 and 114. When the motor 104 is driven, electric power is supplied from the inverter 103 to the motor 104, and the motor current passes through the neutral point of the motor 104 and returns to the battery 101 via the inverter 114.

次に、給電車両１００から充電車両２００へ直流で電力を供給する際の給電側コントローラ１１０の制御を説明する。なお、充電側コントローラ２１０の制御は、第１実施形態に係る充電側コントローラ２１０の制御と同様であるため、説明を省略する。 Next, control of the power supply side controller 110 when supplying electric power from the power supply vehicle 100 to the charging vehicle 200 with direct current will be described. Note that the control of the charge-side controller 210 is the same as the control of the charge-side controller 210 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

充電ケーブル３００が給電車両１００に接続されてから、プリチャージが完了し、コンタクタ１１６の状態が切り替えるまでの制御は、第２実施形態に係るステップＳ３１〜Ｓ３６の制御と同様である。 The control from when the charging cable 300 is connected to the power supply vehicle 100 until the precharge is completed and the state of the contactor 116 is switched is the same as the control in steps S31 to S36 according to the second embodiment.

コンタクタ１１６の状態が切り替わった後、給電側コントローラ１１０は、バッテリ１０１の電圧に対して降圧した電圧がモータ１０４に印加されるように、インバータ１０３及びモータ１０４を降圧回路として動作させる。給電側コントローラ１１０は、インバータ１０３及びモータ１０４の降圧回路によって降圧された電圧を昇圧するように、インバータ１１４及びモータ１０４を昇圧回路として動作させる。また、給電側コントローラ１１０は、インバータ１１４の出力電圧がバッテリ２０１の充電電圧となるように、インバータ１１４を制御する。 After the state of the contactor 116 is switched, the power supply side controller 110 operates the inverter 103 and the motor 104 as a step-down circuit so that a voltage stepped down with respect to the voltage of the battery 101 is applied to the motor 104. The power supply side controller 110 operates the inverter 114 and the motor 104 as a booster circuit so as to boost the voltage stepped down by the inverter 103 and the step-down circuit of the motor 104. In addition, the power supply side controller 110 controls the inverter 114 so that the output voltage of the inverter 114 becomes the charging voltage of the battery 201.

給電側コントローラ１１０は、充電車両２００から充電終了信号を受信するまで上記の制御を継続する。充電終了信号を受信した後の制御は、第２実施形態に係るステップＳ３９、Ｓ４０の制御と同様である。 The power supply side controller 110 continues the above control until it receives a charge end signal from the charging vehicle 200. The control after receiving the charge end signal is the same as the control in steps S39 and S40 according to the second embodiment.

また本発明は、モータ１０４の多重巻線の一方の端子をインバータ１０３に接続し、多重巻線の他方の端子をインバータ１１４に接続している。これにより、モータ１０４の相電圧の最大電圧がバッテリ１０１の電圧となるため、モータ１０４の線間電圧は、バッテリ１０１の電圧より大きくすることができる。その結果として、モータ１０４が駆動する際の回転数を高めることができる。 Further, according to the present invention, one terminal of the multiple winding of the motor 104 is connected to the inverter 103, and the other terminal of the multiple winding is connected to the inverter 114. Thereby, since the maximum voltage of the phase voltage of the motor 104 becomes the voltage of the battery 101, the line voltage of the motor 104 can be made larger than the voltage of the battery 101. As a result, the number of rotations when the motor 104 is driven can be increased.

１００…給電車両
１０１…バッテリ
１０２、１１５…コンデンサ
１０３、１１４…インバータ
１０４…モータ
１０４ａ〜１０４ｆ…コイル
１０６…コンバータ
１０７、１１３、１１６…コンタクタ
１０８…充電ポート
１１０…給電側コントローラ
１２０…通信部
２００…充電車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electric power supply vehicle 101 ... Battery 102, 115 ... Capacitor 103, 114 ... Inverter 104 ... Motor 104a-104f ... Coil 106 ... Converter 107, 113, 116 ... Contactor 108 ... Charging port 110 ... Power supply side controller 120 ... Communication part 200 ... Charging vehicle

Claims

In a powered vehicle that supplies power in a state where it is connected to a charging vehicle equipped with a charging side battery and a charging cable,
A battery on the power supply side;
A motor driven by the power of the power supply side battery;
First power conversion means for converting the power of the power supply side battery and outputting it to the motor;
Second power conversion means;
Control means for controlling the first power conversion means and the second power conversion means,
The control means includes
Operate the motor and the first power conversion means as a step-down circuit to step down the voltage of the power supply side battery to a predetermined voltage,
Operating the second power conversion means as a booster circuit to boost the predetermined voltage;
A power supply vehicle that outputs a boosted voltage to the charging vehicle.

The power supply vehicle according to claim 1,
A charging port connected to the output side of the second power conversion means and being a connection port of the charging cable;
A switch connected between the input side of the second power conversion means and the motor;
The power supply vehicle characterized in that the control means turns off the switch when the motor is driven.

The power supply vehicle according to claim 1,
The second power conversion means converts the power of the power supply side battery and outputs it to the motor,
The control means includes
In the case of driving the motor, the power supply vehicle converts DC power from the power supply side battery into AC power by the first power conversion means and the second power conversion means and outputs the AC power to the motor.

In the electric vehicle according to claim 3,
The motor has multiple windings;
The first power conversion means is connected to one of the multiple windings;
The second power conversion means is connected to the other winding of the multiple windings,
The control means includes
When supplying electric power of the battery on the power supply side to the charging vehicle, the power supply vehicle operates the multiplex winding as a transformer.

In the electric vehicle according to claim 3,
The motor has a plurality of windings;
One terminal of the plurality of windings is connected to the first power conversion means,
The power feeding vehicle, wherein the other terminals of the plurality of windings are respectively connected to the second power conversion means.

In the electric power feeding vehicle according to any one of claims 1 to 5,
When connecting to an external charging device via the charging cable, a charging port serving as a connection port of the charging cable is provided,
The charging port is
The power input from the external charging device to the charging port is directly supplied to the power supply side battery to be connected to a circuit that charges the power supply side battery, and is connected to the second power conversion unit. Characteristic power supply vehicle.

In the electric power feeding vehicle according to any one of claims 1 to 6,
Comprising communication means for communicating with the charging vehicle;
The control means includes
Based on the information acquired by the communication means, the charging voltage of the charging side battery is set, and the first power conversion means and the second power conversion means are set so that the output voltage of the second power conversion means becomes the charge voltage. A power supply vehicle that is controlled.

In the electric power feeding vehicle according to any one of claims 1 to 7,
A charging port connected to the second power conversion means and being a connection port of the charging cable;
A capacitor connected between the charging port and the second power conversion means;
The control means includes
Before supplying the power of the power supply side battery to the charging vehicle, the power supply vehicle charges the capacitor with the power of the power supply side battery until the voltage of the capacitor becomes the voltage of the charge side battery. .

In a charging system that connects a power supply vehicle and a charging vehicle with a charging cable and supplies power for charging from the power supply vehicle to the charging vehicle,
The powered vehicle is
A battery on the power supply side;
A motor driven by the power of the power supply side battery;
First power conversion means for converting the power of the power supply side battery and outputting it to the motor;
Second power conversion means;
Control means for controlling the first power conversion means and the second power conversion means,
The control means includes
Operate the motor and the first power conversion means as a step-down circuit to step down the voltage of the power supply side battery to a predetermined voltage,
Operating the second power conversion means as a booster circuit to boost the predetermined voltage;
A charging system that outputs a voltage boosted by the boosting circuit to the charging vehicle.

In a state where the power supply vehicle and the charging vehicle are connected with a charging cable, the charging method is to charge the charging side battery of the charging vehicle by supplying power from the power supply vehicle to the charging vehicle,
The first power conversion means for converting the power of the power supply side battery of the power supply vehicle and outputting it to the motor of the power supply vehicle and the motor are operated as a step-down circuit, and the voltage of the power supply side battery is stepped down to a predetermined voltage. And steps to
A step of boosting the predetermined voltage by operating a second power conversion unit that converts the power of the power supply side battery and outputs the power to the motor;
And a step of outputting the voltage boosted in the boosting step to the charging vehicle.