JP2017079552A

JP2017079552A - 電気自動車用パワーコンディショナ

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Publication number: JP2017079552A
Application number: JP2015206874A
Authority: JP
Inventors: 倫雄山田; Tomoo Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: JP6639187B2

Abstract

【課題】非常時においても、電気自動車と通信処理を行う通信装置用の電源を確保することができる電気自動車用パワーコンディショナを得る。【解決手段】ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、非常用コンセント１３に接続される給電線１２３を入力線として、非常用の交流電力のために設けられたノイズフィルタ１、整流回路２、平滑回路３、及び降圧回路４からなる非常時電力供給部ＰＲ１を有している。そして、系統電源Ｅが使用できない非常時において、非常時電力供給部ＰＲ１は、ＰＶパワーコンディショナ１２０Ａ（第２の電源）から供給される非常用の交流電力を直流電力に変換し、通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの制御回路に供給する。【選択図】図２

Description

この発明は、電気自動車の蓄電池の充放電を行う電気自動車用パワーコンディショナに関する。

従来、電気自動車の蓄電池から家電負荷に電力を供給したり、家庭用の商用電源から電気自動車の蓄電池を充電したりするエネルギーの充放電システムが知られている。

従来の充放電システムは、商用電源から電気自動車の蓄電池を充電する場合、住宅用設備として設けた電気自動車用パワーコンディショナによって交流電圧を所定の直流電圧に変換、すなわち、交流電力を直流電力に変換して充電を行う。逆に、電気自動車の蓄電池から家電負荷に電力を供給する場合、電気自動車用パワーコンディショナによって電気自動車の蓄電池から出力される直流電圧（直流電力）を交流電圧（交流電力）に変換して家電負荷に供給するようになっている。このような電気自動車用パワーコンディショナを有するエネルギーの充放電システムとして、例えば特許文献１に開示された充放電システムがある。

特許第５６６８１６１号公報（段落［０００１］〜［０００３］、図１）

電気自動車の蓄電池を充電する機能を有する従来の充放電システム内で使用される電気自動車用パワーコンディショナでは、電気自動車の蓄電池から蓄電池直流電圧を放電させる放電動作を実行させる場合、以下に述べる理由から、まず電機自動車用パワーコンディショナと電気自動車通信との間で通信処理を実行し、当該通信処理の成立を上記放電動作の動作開始要件として課していた。したがって、上記通信処理が成立しない場合、上記放電動作の実行は不可能となる。

通信処理を放電動作の動作開始要件として課した理由は上記通信処理が未成立の状態で電気自動車側の充放電端子に電圧を印加すると感電等が発生する危険な状態となる可能性があるからである。

したがって、停電等、系統電源が使用できない非常時において、電気自動車からの放電動作を実行させるためには、停電等の非常時でも上記通信処理が行えるように、電気自動車用パワーコンディショナ自身が鉛蓄電池等の通信装置用バッテリーを内部に有し、非常時に当該通信装置用バッテリーを動作電源として通信装置に上記通信処理を実行させる必要があった。

しかしながら、電気自動車用パワーコンディショナ内に通信装置用バッテリーを設けた構成においても、停電等の非常時が長時間継続し、かつ電気自動車がほかの場所に移動していた場合、供給源が無いため、通信装置用バッテリーが放電してしまい、電気自動車用パワーコンディショナが起動できなくなる（通信装置に電源供給ができなくなる）結果、上記通信処理が実行できず、放電動作が不可能になるという問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、停電等、系統電源が使用できない非常時が長時間継続する場合においても、放電動作の開始条件となる通信処理を確実に行う環境を確保することができる電気自動車用パワーコンディショナを得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の電気自動車用パワーコンディショナは、複数の電源と接続され、電気自動車の蓄電池を充放電する電気自動車用パワーコンディショナであって、前記蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するとともに、前記電源の交流電圧を直流電圧に変換する変換装置と、前記蓄電池を放電する際に前記電気自動車との間で通信を行う通信装置と、前記複数の電源における第１の電源が使用できない場合に、前記第１の電源と異なる第２の電源からの交流電力を直流電力に変換して、前記通信装置に供給する非常時電力供給部とを有することを特徴としている。

請求項１記載の本願発明である電気自動車用パワーコンディショナは非常時電力供給部を有するため、停電等の系統電源（第１の電源）が利用できない非常時においても、例えば自然エネルギー発電システムから得られる第２の電源を利用して通信装置用の電源として確保することができる。このため、本願発明の電気自動車用パワーコンディショナは非常時においても電気自動車との間で放電動作を確実に実行することができる。

この発明の実施の形態１（２）であるエネルギーの充放電システムの全体構成を示すブロック図である。実施の形態１の電気自動車用パワーコンディショナの内部構成を示すブロック図である。実施の形態２の電気自動車用パワーコンディショナの内部構成を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
（全体構成）
図１はこの発明の実施の形態１（及び後述する実施の形態２）であるエネルギーの充放電システムの全体構成を示すブロック図である。

図１に示す実施の形態１の充放電システムＳ１は、系統電源Ｅに接続され、太陽光発電システム（自然エネルギー発電システム）１０と、第１分電盤２０及び第２分電盤３０を含む分電盤と、電力測定装置６０と、ＨＥＭＳ（ＨｏｍｅＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）コントローラ１００と、屋外に設けられた定置型の電気自動車用パワーコンディショナ１２０（以下、「ＥＶ（Electric Vehicle）パワーコンディショナ（ＥＶパワコン）」と称する場合有り）等を備えている。

太陽光発電システム１０は、太陽光発電装置（ＰＶ（PhotoVoltaic））１１及びＰＶパワーコンディショナ（ＰＶパワコン）１２を有し、戸建て住宅などの建物Ｈに配置されて、発電した電力を負荷（家電負荷）に供給するシステムである。

まず、この建物Ｈについて説明する。この建物Ｈは、系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電源（系統電力網）Ｅに接続されている。

この系統電源Ｅと、建物Ｈに配線された電線２０ａとが第１電力量メータ（ＷＨＭ）Ｍ１及び第２電力量メータＭ２を介して繋がっており、電線２０ａは第１分電盤２０の主幹(図示せず)に繋がっており、第１分電盤２０の主幹は第２分電盤３０の主幹(図示せず)に繋がっている。

第１電力量メータＭ１は、系統電源Ｅから建物Ｈ（第１分電盤２０）へ流れる電力量を計測し、第２電力量メータＭ２は、建物Ｈ（第１分電盤２０）から系統電源Ｅへ流れる電力量を計測する。すなわち、第１電力量メータＭ１は買電した電力量を積算し、第２電力量メータＭ２は売電した電力量を積算していく。

第２分電盤３０内には、主幹に流れる電流を検出する電流センサ(図示せず)が設けられている。この第２分電盤３０の近傍には電力測定装置６０が設置されている。

また、第２分電盤３０の主幹には、複数の分岐幹３１が繋がっており、この複数の各分岐幹３１には建物Ｈの部屋に設けた部屋用コンセント(図示せず)に部屋用給電線(図示せず)を介して繋がっている。

太陽光発電システム１０は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置１１と、ＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）１２とから構成されており、これら太陽光発電装置１１及びＰＶパワーコンディショナ１２は屋外（建物Ｈの外）に設けられている。太陽光発電装置１１は、自然エネルギーである太陽光エネルギーを直接電力に変換して発電を行う装置である。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して出力するものである。また、ＰＶパワーコンディショナ１２は、給電線１８によって第２分電盤３０の主幹線(図示せず)に繋がっており、系統電源Ｅとの連系運転時にＰＶパワーコンディショナ１２の交流電力をその主幹から分岐幹３１及び上記部屋用給電線を介して上記部屋用コンセントに接続された宅内負荷に供給するようになっている。

実施の形態１の充放電システムＳ１は建物Ｈ内に非常用コンセント１３（非常用接続部）を有している。非常用コンセント１３は停電時等、系統電源Ｅが使用できない非常時に、ＰＶパワーコンディショナ１２が給電線１８の電圧変化等から停電等の系統電源Ｅの非常時を検出した場合、系統電源Ｅの交流電力と別系統でＰＶパワーコンディショナ１２の自立運転により交流電力を出力するために設けられたコンセントである。

非常用コンセント１３には、系統電源Ｅが使用できない非常時に、ＰＶパワーコンディショナ１２側のスイッチを切り替えることで、ＰＶパワーコンディショナ１２の自立運転による非常用の交流電力（ＡＣ１００Ｖ）が給電される。

本実施の形態では、系統電源Ｅが利用できない非常時に、非常用コンセント１３及び給電線１２３を介して、太陽光発電システム１０からＥＶパワーコンディショナ１２０にＡＣ１００Ｖの非常用交流電力が、第１分電盤２０及び第２分電盤３０を介することなく供給できるようにしている。

また、ＥＶパワーコンディショナ１２０と第１分電盤２０とは給電線１２５及び１２６を介して繋がっており、系統電源Ｅからの交流電力が給電線１２５を介してＥＶパワーコンディショナ１２０へ供給されるようになっている。

また、ＥＶパワーコンディショナ１２０は駐車スペースＳＣを臨むように配置されている。

ＥＶパワーコンディショナ１２０は、充電モードのとき系統電源Ｅの交流電圧を所定の直流電圧に変換して電気自動車Ｃへ供給する充電動作を行う。すなわち、上記充電動作は、ＥＶパワーコンディショナ１２０によって、系統電源Ｅの交流電力を直流電力に変換されることにより実行される。

一方、ＥＶパワーコンディショナ１２０は、放電モードのとき電気自動車Ｃの蓄電池(図１では図示せず)から出力される直流電圧を受ける放電動作を実行する。ＥＶパワーコンディショナ１２０は、蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換し、すなわち、直流電力を交流電力に変換して給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給する。

また、電気自動車用のＥＶパワーコンディショナ１２０と第２分電盤３０とが給電線１２７を介して繋がっており、ＰＶパワーコンディショナ１２からの交流電力を第２分電盤３０を介してＥＶパワーコンディショナ１２０へ供給することができるようになっている。したがって、ＥＶパワーコンディショナ１２０は、複数の電源（系統電源Ｅ（第１の電源）および太陽光発電システム１０のＰＶパワーコンディショナ１２（第２の電源））に接続されている。

リモートコントロール１０２は、電気自動車Ｃの蓄電池を充電するＥＶパワーコンディショナ１２０の充電モードまたは電気自動車Ｃの蓄電池を放電して宅内負荷に供給するＥＶパワーコンディショナ１２０の放電モードを設定する遠隔操作が可能である。電気自動車Ｃの蓄電池を充電する際、系統電源Ｅの電力を用いるかＰＶパワーコンディショナ１２からの電力を用いるかは、ＥＶパワーコンディショナ１２０が設定条件によって自動的に判断する。ただし、ユーザがリモート・コントロール１０２によってＰＶパワーコンディショナモードに設定した場合には、ＥＶパワーコンディショナ１２０は、ＰＶパワーコンディショナ１２からの電力を用いて電気自動車Ｃの蓄電池を充電する。なお、上記操作は、リモートコントロール１０２ではなく、ＥＶパワーコンディショナ１２０に設けられている入力装置で行ってもよい。

情報収集装置１００は、送信されてきた測定データに基づいて太陽光発電システム１０が発電している現時点の電力や積算した電力量などを図示しない表示装置に表示する。

また、ＨＥＭＳコントローラ１００は、図示しないルータを介してインターネットなどの外部の通信網に繋がっており、外部のサーバとの間で、計測値などのデータの送受信などを行うことができるようになっている。

（ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの内部構成）
図２は実施の形態１のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの内部構成を示すブロック図である。実施の形態１では、図２で示す構成のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａが図１のＥＶパワーコンディショナ１２０として配置される。

ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、給電線１２５を開閉器８を介した入力線として、系統電源Ｅから供給される交流電力（例えば、ＡＣ２００Ｖ等）用に設けられた通常時電力供給部ＰＲ４を有しており、通常時電力供給部ＰＲ４はノイズフィルタ４１、整流回路４２、平滑回路４３及び降圧回路４４を有する。そして、通常時電力供給部ＰＲ４の出力に通信装置５が接続される。通信装置５は通信回線１５を介して電気自動車Ｃの（電気自動車）通信装置６と接続される。

したがって、系統電源Ｅが使用できる通常時において、系統電源Ｅから第２分電盤３０、給電線１２５及び開閉器８を介してＥＶパワーコンディショナ１２０Ａに系統電源Ｅから供給される交流電力を通常時電力供給部ＰＲ４の入力として受けると、通常時電力供給部ＰＲ４の出力を通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電力として利用することができる。通常時電力供給部ＰＲ４は、系統電源Ｅから供給される交流電力を直流電力に変換し、通信装置５に供給する。すなわち、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、通常時、系統電源Ｅ（第１の電源）から供給される交流電力が通常時電力供給部ＰＲ４内のノイズフィルタ４１、整流回路４２、平滑回路４３及び降圧回路４４を経て得られる直流電力を、通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電力として利用することができる。

しかしながら、停電等で系統電源Ｅが使用できない非常時において、通常時電力供給部ＰＲ４による動作電力の供給が行えなくなる。

そこで、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、非常用コンセント１３に接続される給電線１２３を入力線として、非常用の交流電力のために設けられたノイズフィルタ１、整流回路２、平滑回路３、及び降圧回路４を有する非常時電力供給部ＰＲ１をさらに有している。そして、非常時電力供給部ＰＲ１の出力に通信装置５が接続される。

系統電源Ｅが停電等で使用できなくなると、ＰＶパワーコンディショナ１２は給電線１８の電圧変化等から停電等の非常時であることを検出する。ＰＶパワーコンディショナ１２は、非常時であることを検出すると、系統電源Ｅとの連系運転を停止し、通常時の運転を停止する。しかしながら、ユーザの操作等によって、非常時であっても、ＰＶパワーコンディショナ１２は、非常用コンセント１３には電力供給が可能となる。したがって、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、系統電源Ｅが使用できない非常時において、ＰＶパワーコンディショナ１２（第２の電源）から非常用コンセント１３及び給電線１２３を介して非常時の交流電力を非常時電力供給部ＰＲ１の入力として受けると、非常時電力供給部ＰＲ１の出力をＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電源として利用することができる。非常時電力供給部ＰＲ１は、ＰＶパワーコンディショナ１２０Ａ（第２の電源）から供給される非常用の交流電力を直流電力に変換し、通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの制御回路に供給する。すなわち、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、非常時において、非常時の交流電力が非常時電力供給部ＰＲ１内のノイズフィルタ１、整流回路２、平滑回路３及び降圧回路４を経て得られる直流電力を、通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電源として利用することができる。

その結果、実施の形態１のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは非常時においても確実に通信装置５に電力供給することができるため、通信装置５を用いて電気自動車Ｃとの間に通信処理を行うことができる。

さらに、給電線１２５は、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａ内の開閉器８、インバータ５１、コンバータ５２と順に接続され、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのコンバータ５２は、接続線１２９を介して電気自動車Ｃの自動車主電源５６に接続される。自動車主電源５６内に充電動作及び放電動作との対象となる蓄電池が含まれる。通信回線１５及び接続線１２９が図１で示した給電コード１３０に相当する。

したがって、系統電源Ｅが使用できる通常時において、系統電源Ｅから第１分電盤２０及び給電線１２５介してＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの開閉器８に通常の交流電力が供給されると、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのインバータ５１及びコンバータ５２を含む変換装置により直流電力に変換された後、接続線１２９を介して自動車主電源５６内の蓄電池に対する充電動作を行うことができる。

加えて、宅内負荷１６への給電線１２６は、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのインバータ５１、コンバータ５２と順に接続され、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのコンバータ５２は、接続線１２９を介して電気自動車Ｃの自動車主電源５６に接続される。

したがって、系統電源Ｅが使用できる通常時において、自動車主電源５６内の蓄電池から得られる直流電圧の放電動作を行うことができ、この直流電圧がコンバータ５２及びインバータ５１を経由することにより交流電圧に変換された後、給電線１２６上に供給される。

また、ＰＶパワーコンディショナ１２からの給電線１２７は、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのインバータ５１、コンバータ５２と順に接続され、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａのコンバータ５２は、接続線１２９を介して電気自動車Ｃの自動車主電源５６に接続される。

したがって、太陽光発電システム１０が利用できる環境下において、ＰＶパワーコンディショナ１２から第２分電盤３０及び給電線１２７を介してＥＶパワーコンディショナ１２０Ａに交流電力が供給されると、インバータ５１及びコンバータ５２を含む変換装置を経由することにより直流電力に変換された後、自動車主電源５６内の蓄電池に対する充電動作を行うことができる。

太陽光発電システム１０が利用できる環境下において、自動車主電源５６内の蓄電池から得られる直流電圧の放電動作を行うことができ、この直流電圧がコンバータ５２及びインバータ５１を経由することにより交流電圧に変換された後、給電線１２６上に供給される。

なお、開閉器８（切換スイッチ）は、通常時は、給電線１２５をＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの入力線として取り込む開閉動作（切換動作）を行う。すなわち、給電線１２５は通常時電力供給部ＰＲ４（ノイズフィルタ４１）に電気的に接続される。ただし、後述するＰＶパワーコンディショナモード設定時には給電線１２５との接続を開閉器８により無効化（電気的に遮断）する開閉動作を行う。

また、開閉器８は、非常時において、給電線１２５を、通常時電力供給部ＰＲ４の入力線として無効化する開閉動作を行う。ただし、ＰＶパワーコンディショナ１２の系統運転再開時には、給電線１２５を通常時電力供給部ＰＲ４の入力線として有効にする（電気的に接続する）開閉動作を行う。

（動作）
次に、図２で示したＥＶパワーコンディショナ１２０Ａを図１のＥＶパワーコンディショナ１２０として用いる実施の形態１の充放電システムＳ１の動作について説明する。図２においては、図１で示した第１分電盤２０、第２分電盤３０、給電線１８、電線２０ａ等を省略している。

電気自動車Ｃの自動車主電源５６内の蓄電池を充電する場合、まず、電気自動車用のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａと電気自動車Ｃとを図１に示すように給電コード１３０によって接続する。

次に、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａを充電モードに設定する。この充電モードの設定は、リモートコントロール１０２の操作またはＥＶパワーコンディショナ１２０に設けられている図示しない入力装置の操作によって行う。

通常時に充電モードに設定されると、系統電源Ｅから出力される交流電力で電気自動車Ｃの蓄電池を充電する場合には、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、給電線１２５及び開閉器８を介して入力される系統電源Ｅからの交流電力により得られる交流電圧をインバータ５１及びコンバータ５２によって直流電圧に変換して、変換した直流電圧によって電気自動車Ｃの自動車主電源５６内の蓄電池を充電する充電動作を行う。この充電動作により、自動車主電源５６内の蓄電池は充電されていく。

一方、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力で電気自動車Ｃの蓄電池を充電する場合には、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力が第２分電盤３０及び給電線１２７を介してＥＶパワーコンディショナ１２０へ供給されて、上記と同様に、インバータ５１及びコンバータ５２を介して自動車主電源５６内の蓄電池が充電されていく。

充電モードにおいて、ＰＶパワーコンディショナモードが設定される場合、系統電源Ｅの交流電力では電気自動車Ｃの蓄電池は充電されないように設定される。具体的には、前述したように、ＰＶパワーコンディショナモードの設定時に、ＥＶパワーコンディショナ１２０内の開閉器８の開閉動作によって、給電線１２５との接続を電気的に遮断し、給電線１２５に供給される交流電力がインバータ５１及びコンバータ５２（以下、「インバータ５１等」と略記する場合あり）に入力されないようにする。

したがって、ＰＶパワーコンディショナモードのとき、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは給電線１２７から供給される交流電圧を直流電圧に変換することによって、電気自動車Ｃの蓄電池に対する充電動作を行う。

電気自動車Ｃの蓄電池を放電する放電モードが設定された場合、電気自動車用のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、コンバータ５２及びインバータ５１を経由することにより、自動車主電源５６内の蓄電池より得られる直流電圧を交流電圧に変換して、すなわち、蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して給電線１２６を介して第１分電盤２０に供給する。第１分電盤２０に供給された交流電力は第２分電盤３０及び複数の分岐幹３１を介して宅内負荷１６に供給される。

次に、停電時等の系統電源Ｅが利用できない非常時の動作について説明する。ＰＶパワーコンディショナ１２は非常時（停電状態）を検出すると単独運転検出機能により系統から解列される。

すなわち、非常時において、ＰＶパワーコンディショナ１２は内部の開閉器（図示せず）で、電力会社のメンテナンス員が感電しないよう、第２分電盤３０から給電線１２７の電路を遮断する。

その後、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａが停電時に内部の開閉器８によって、系統との接続を遮断すべく、給電線１２５を入力線として無効化した後、自立運転モードに移行する。したがって、ＰＶパワーコンディショナ１２の内部開閉器により第２分電盤３０から給電線１２７の電路がその後、復電されても、電力会社のメンテナンス員が感電することはなくなり、屋内の機器に給電が可能となる。

この時、使用者はＰＶパワーコンディショナ１２に対し、系統電源Ｅとは別の交流出力を行う自立運転機能を有効にするスイッチ切り替え操作を行う。これによって、ＰＶパワーコンディショナ１２は、自立運転により非常用コンセント１３にＡＣ１００Ｖの非常用交流電力を給電する。

このＰＶパワーコンディショナ１２の動作により、ＡＣ１００Ｖの非常用交流電力は、非常用コンセント１３及び給電線１２３を介してＥＶパワコン１２０Ａの非常時電力供給部ＰＲ１の入力部に供給される。非常時電力供給部ＰＲ１内において、ＰＶパワーコンディショナ１２から供給された交流電力はノイズフィルタ１によりフィルタリング処理された後、整流回路２に入力され整流され、平滑回路３に入力される。そして、平滑回路３で平滑されたＤＣ１４０Ｖとなり、降圧回路４による降圧処理によりＤＣ１２Ｖに降圧される。この電圧（ＤＣ１２Ｖ）がＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電源（動作電圧）として通信装置５に供給されることにより、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは停電等の非常時にでも通信装置５を用いて電気自動車Ｃの通信装置６との間で通信回線１５を介した通信処理を実行することができる。

通信装置５を用いたＥＶパワーコンディショナ１２０Ａと電気自動車Ｃとの間の通信処理が成立すると、自動車主電源５６内の蓄電池からの放電動作を開始することができ、電気自動車Ｃの自動車主電源５６内の蓄電池からＥＶパワーコンディショナ１２０Ａ内に向けて給電される。

放電動作に伴う、電気自動車Ｃから放電動作が開始された後、コンバータ５２及びインバータ５１を経由して得られる交流電力によって、通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの内部制御回路に電力を供給することができる。さらに、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａにより得られる交流電力によって給電線１２６を介した第１分電盤２０への電力供給が可能となり、第１分電盤２０に供給された交流電力は、第２分電盤３０、分岐幹３１及び部屋用給電線を介して部屋用コンセントに接続された宅内負荷１６に供給される。

そして、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの制御電源の起動をＥＶパワーコンディショナ１２０Ａに設けられた表示機能（図示せず）で確認すると、操作者はスイッチ操作を行いＥＶパワーコンディショナ１２０Ａを自立運転から連系運転に切り替える。

ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａが連系運転に切り替えられると、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは復電し、給電線１２７及び第２分電盤３０を介してＰＶパワーコンディショナ１２の系統連系出力（給電線１８）に電圧を印加することができる。その結果、系統電源Ｅの停電等の非常時においても、ＰＶパワーコンディショナ１２は系統連系出力における電圧変化を検知し、復電タイマー（図示せず）がカウントアップした後、自立運転から連系運転に切換、連系運転を再開し、通常時と同様に電力を出力することが可能となる。なお、復電タイマーのカウントアップは、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの復電後、一定の時間をおいて、ＰＶパワーコンディショナ１２の系統連系を再開するために行われる。

その後、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、ＰＶパワーコンディショナ１２の連系運転時に給電線１２７を介して供給される交流電力を、通常時電力供給部ＰＲ４によって通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの動作電源として利用したり、インバータ５１及びコンバータ５２を経由することによって、電気自動車Ｃの自動車主電源５６内の蓄電池の充電動作等を行ったりすることができる。

したがって、実施の形態１の充放電システムＳ１は、停電等の非常時においても、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａからの電力をＰＶパワーコンディショナ１２の系統連系出力に印加することによって、ＰＶパワーコンディショナ１２は通常時と同様に連系運転することが可能となる。そのため、太陽光発電システム１０で発電でした電力を電気自動車Ｃの自動車主電源５６内の蓄電池に充電したり、電気自動車Ｃの蓄電池から充電された電力を用い家庭内の機器を運転したりすることが可能となる。

このように、実施の形態１の充放電システムＳ１は、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａ内に、系統電源Ｅ（第１の電源）以外の外部の交流電源（第２の電源）から通信装置５の制御電源を供給できるように、非常時電力供給部ＰＲ１を設けたことを特徴している。

ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは非常時電力供給部ＰＲ１を有するため、停電等の系統電源Ｅ（第１の電源）が利用できない非常時においても、自然エネルギー発電システムである太陽光発電システム１０（第２の電源）から得られる非常時の交流電力を利用して通信装置５の通信装置用電源として確保することができる。このため、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは非常時における通信装置５用の電源を確保するための通信装置用バッテリーを省略したり、小型・軽量化を図ったりすることができる。

すなわち、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、非常時の通信装置５用の通信装置用バッテリーとして鉛蓄電池などの蓄電装置を内部に備えることは必須でなくなり、系統電源Ｅが使用不能な非常時においても、通信装置５による通信処理を動作開始要件として課した、電気自動車Ｃからの放電動作を必ず開始することができる。その結果、上記蓄電装置の省略あるいは小型化、軽量化を図ることができる結果、小型・軽量・メンテナンスフリーのＥＶパワーコンディショナ１２０Ａを得ることができる。

さらに、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、系統電源Ｅが使用できない非常時においても、電気自動車Ｃの蓄電池の放電動作によって得られる直流電圧をＰＶパワーコンディショナ１２の系統連系出力（第２の電源の第１の電源との連系出力）に印加することによって、ＰＶパワーコンディショナ１２は通常時の交流電力を供給する連系運転を再開することができる。このため、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは、非常時においても、ＰＶパワーコンディショナ１２から得られる通常時の交流電力を利用して電気自動車Ｃへの充電動作等を実行することができる効果を奏する。

またＰＶパワーコンディショナ１２や自然エネルギー発電機のパワーコンディショナや、自家発電装置はノイズ発生量が多く、通電にノイズが混入して誤動作をする可能性があるが、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａは非常時電力供給部ＰＲ１として初段にノイズフィルタ１を設けているため、ノイズの多い電源に対しても確実に通信装置５の動作電源として利用することができる。したがって、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａを有する充放電システムＳ１は、非常時においても確実に電気自動車Ｃとの間で通信処理を成立させた後、電気自動車Ｃの蓄電池からの放電動作を開始することができる。

また、非常時電力供給部ＰＲ１内にノイズフィルタ１を設けることにより、特に系統に接続されることを想定していない自家発電装置やパワーコンディショナの非常用電源を非常用コンセント１３に接続するような場合においても、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａ側からのノイズによる誤動作を抑制できる効果を奏する。

なお、本実施の形態１においては、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される非常時の交流電圧を１００Ｖとしたが、通常時と同様の２００Ｖとしてもよい。

また、本実施の形態１においては、非常時電力供給部ＰＲ１と通常時電力供給部ＰＲ４とをそれぞれ別個に設けたが、１つの電力供給部が非常時においても通常時においても通信装置５を含むＥＶパワーコンディショナ１２０Ａの制御回路に電力を供給してもよい。その場合は、電力供給部の前に開閉器８からの入力と非常用コンセント１３からの入力とを切り換える切替装置が必要となる。

＜実施の形態２＞
（ＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂの内部構成）
図３は実施の形態２のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂの内部構成を示すブロック図である。実施の形態２では、図３で示す構成のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂが図１のＥＶパワーコンディショナ１２０として配置される。

以下、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂに関し、図２で示した実施の形態１のＥＶパワーコンディショナ１２０Ａと異なる部分のみ説明し、ＥＶパワーコンディショナ１２０Ａと同じ部分は同一符号を付して説明を適宜省略する。

実施の形態２のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂにおいて、非常時電力供給部ＰＲ１の出力部に電力蓄積部７が接続される。電力蓄積部７は電解コンデンサで構成される電力蓄積機能を有している。すなわち、電力蓄積部７は、降圧回路４から出力される直流電流を蓄積し、非常用コンセント１３の出力変動に対し、降圧回路４から出力される直流電圧の安定供給を実現している。

実施の形態２の充放電システムＳ１は、電力蓄積部７を有するＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂを設けることにより、急な日射の変動や早朝や日暮れや雨天などの太陽光発電システム１０の発電量が少ない時でも確実にＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂの自立起動、すなわち、通信装置５の動作電源の供給を可能にしている。その結果、実施の形態２の充放電システムＳ１は、非常時において、電気自動車Ｃとの間で充電動作及び放電動作を実施の形態１以上に安定的に実行することができる。

このように、実施の形態２のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂは、非常時電力供給部ＰＲ１の出力部に電力蓄積部７を設けることにより、ＰＶパワーコンディショナ１２の発電量が少ない時でも、安定して通信装置５の電源として利用することができる。このため、実施の形態２のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂは非常時においても自立起動を確実に行うことができる効果を奏する。

また、実施の形態２のＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂでは電力蓄積部７を電解コンデンサで構成したが、スーパーキャパシタや小型の蓄電池を用い構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、電力蓄積部７として小型の蓄電池を用いた場合はＰＶパワーコンディショナ１２による発電ができない夜間でもＥＶパワーコンディショナ１２０Ｂ単独で自立起動できることは言うまでもない。

なお、図３に示すとおり、電力蓄積部７は通常時電力供給部ＰＲ４の出力部にも接続され、通常時電力供給部ＰＲ４の降圧回路４４から出力される直流電流を蓄積し、降圧回路４から出力される直流電圧の安定供給を実現してもよい。

＜その他＞
上述した実施の形態では、ＥＶパワーコンディショナ１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）内の通信装置５への非常時の給電を太陽光発電システム１０のＰＶパワーコンディショナ１２から行った例を示したが、太陽光発電システム１０に代えて、その他の自然エネルギー発電システムのパワーコンディショナ、自家発電装置から給電を行っても同様の効果が得られることは言うまでもない。

前述したように、上述した実施の形態におけるＥＶパワーコンディショナ１２０では、通信装置用バッテリーとして鉛蓄電池の不要化もしくは蓄電容量低減化を図ることができるため、ＥＶパワーコンディショナ１２０の小型・軽量化を図ることができる。

さらに、上述した鉛蓄電池を不要化することにより、鉛蓄電池故障による寿命低下を防いだり、鉛蓄電池充電のための電力消費量の削減を図ったり、鉛蓄電池の改修・運搬を不要にすることにより運搬の容易性を図ったりすることができる。

加えて、上述した鉛蓄電池を不要化することにより、製品の事故時や不用意な解体処理時における、鉛蓄電池からの鉛の流出、硫酸の流出等のリスクを低減することができるとともに、流通在庫における鉛蓄電池の補充電等の管理を不要にすることができる結果、製品ライフサイクル上の各段階での環境負荷低減効果を図ることができる。

また、非常用コンセント１３，ＥＶパワーコンディショナ１２０間を接続する給電線１２３は、常設であっても非常時にのみ設けても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１，１１ノイズフィルタ、２，４２整流回路、３，４３平滑回路、４，４４降圧回路、７電力蓄積部、１０太陽光発電システム、１２ＰＶパワーコンディショナ、１３非常用コンセント、５６自動車主電源、１２３，１２５〜１２７給電線、Ｃ電気自動車、Ｅ系統電源、Ｓ１充放電システム、ＰＲ１非常時電力供給部、ＰＲ４通常時電力供給部。

Claims

複数の電源と接続され、電気自動車の蓄電池を充放電する電気自動車用パワーコンディショナであって、
前記蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するとともに、前記電源の交流電圧を直流電圧に変換する変換装置と、
前記蓄電池を放電する際に前記電気自動車との間で通信を行う通信装置と、
前記複数の電源における第１の電源が使用できない場合に、前記第１の電源と異なる第２の電源からの交流電力を直流電力に変換して、前記通信装置に供給する非常時電力供給部とを有することを特徴とする、
電気自動車用パワーコンディショナ。
前記第１の電源が使用できない場合に、前記通信装置が前記電気自動車との間で通信を行い、前記変換装置が前記電気自動車の蓄電池からの直流電力を交流電力に変換し、前記第２の電源の前記第１の電源との連系出力に印加する、
請求項１記載の電気自動車用パワーコンディショナ。
前記非常時電力供給部は、前記第２の電源からの交流電力を変換した直流電力を蓄積する電力蓄積部を有する、
請求項１または請求項２記載の電気自動車用パワーコンディショナ。