JP2017169356A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電力を生成可能な車両を用いた給電システムに関する。 The present invention relates to a power feeding system using a vehicle capable of generating AC power.
モータを駆動力源とする車両(電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車など)は、一般的に、充放電可能な蓄電部を搭載している。近年、このような蓄電部を搭載した車両を住宅などの電源として使用することが提案されている。たとえば、特開2008−35665号公報(特許文献1)には、単相交流を生成可能な複数の車両を住宅に接続し、各車両が生成する単相交流の位相を同期させることによって複数の車両から住宅内にある1つの電力負荷へ単相交流を供給することが開示されている。 A vehicle (such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle) using a motor as a driving force source generally includes a chargeable / dischargeable power storage unit. In recent years, it has been proposed to use a vehicle equipped with such a power storage unit as a power source for a house or the like. For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-35665 (Patent Document 1), a plurality of vehicles capable of generating single-phase alternating current are connected to a house, and a plurality of phases are synchronized by synchronizing the phases of single-phase alternating current generated by each vehicle. It is disclosed to supply a single-phase alternating current from a vehicle to one electric power load in a house.
特許文献1に開示された給電システムは、各々が単相交流を生成する複数の車両から1つの電力負荷に対して単相交流を供給可能であるが、3相交流を供給することはできない。そのため、3相交流を必要とする電力負荷の電源として特許文献1に開示された給電システムを使用することはできない。
The power supply system disclosed in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、各々が単相交流を生成する複数の車両から電力負荷に対して3相交流を供給可能にすることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable supply of a three-phase alternating current to a power load from a plurality of vehicles each generating a single-phase alternating current. is there.
この発明に係る制御装置は、電力負荷に3相交流を供給可能な給電システムであって、3台の車両を備える。3台の車両の各々は、蓄電部と、蓄電部からの電力を受けて単相交流を生成する生成部と、生成部を制御する制御部と、外部と通信する通信部とを含む。制御部は、通信部による外部との通信によって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、3台の車両がそれぞれ生成する3つの単相交流の位相が互いに120度ずれるように生成部を制御する。給電システムは、さらに、3台の車両および電力負荷に電気的に接続され、3台の車両からそれぞれ入力される3つの単相交流を組み合せて3相交流として電力負荷に出力する供給装置を備える。 The control device according to the present invention is a power feeding system capable of supplying a three-phase alternating current to a power load, and includes three vehicles. Each of the three vehicles includes a power storage unit, a generation unit that receives power from the power storage unit and generates single-phase alternating current, a control unit that controls the generation unit, and a communication unit that communicates with the outside. The control unit shares the same reference phase with other vehicles by communication with the outside by the communication unit, and using the reference phase, the phases of the three single-phase alternating currents generated by the three vehicles are mutually The generation unit is controlled to be shifted by 120 degrees. The power supply system further includes a supply device that is electrically connected to three vehicles and an electric power load and outputs three-phase alternating currents to the electric power load by combining three single-phase alternating currents respectively input from the three vehicles. .
上記構成によれば、各車両の制御部は、通信部による外部との通信(他の車両あるいは供給設備などに設けられる制御部と通信)を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、3台の車両がそれぞれ生成する3つの単相交流の位相が互いに120度ずれるように制御する。そして、供給装置は、3台の車両から入力される3つの単相交流を組み合せて3相交流として電力負荷に出力する。これにより、各々が単相交流を生成する3台の車両から電力負荷に対して3相交流を供給することができる。 According to the above configuration, the control unit of each vehicle communicates with the outside by the communication unit (communication with a control unit provided in another vehicle or a supply facility) and has the same reference phase with the other vehicle. And using the reference phase, control is performed so that the phases of the three single-phase alternating currents generated by the three vehicles are shifted from each other by 120 degrees. Then, the supply device combines three single-phase alternating currents input from three vehicles and outputs the combined three-phase alternating current to the electric power load. Thereby, three-phase alternating current can be supplied with respect to an electric power load from the three vehicles which each generate | occur | produce single-phase alternating current.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<給電システムの構成>
図1は、本実施の形態による給電システム1の概略構成図である。この給電システム1は、電力機器90に3相交流を供給する。電力機器90は、3相交流を電源として作動する電力負荷である。電力機器90の一例として、たとえばビルやマンションに設置されるエレベータが挙げられる。
<Configuration of power supply system>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
給電システム1は、3台の車両10,20,30と、3本の電力ケーブル40,50,60と、供給装置70と、給電ライン80とを含む。供給装置70は、それぞれ電力ケーブル40,50,60を介して車両10,20,30に電気的に接続されるとともに、給電ライン80を介して電力機器90に電気的に接続される。
The
車両10,20,30の各々は、図示しないモータを駆動力源とする電動車両(電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車など)である。
Each of the
車両10は、蓄電部11と、インバータ(生成部)12と、インレット13と、制御部14と、無線通信部15とを備える。蓄電部11は、モータとの間で電力を充放電可能に構成される二次電池である。インバータ12は、蓄電部11からの放電電力を受けて単相交流電力を生成し、生成した単相交流電力をインレット13に出力する。制御部14は、ユーザによる給電要求操作(給電システム1から電力機器90への3相交流の供給を要求する操作)を受付け可能に構成されるともに、インバータ12を制御可能に構成される。
The
無線通信部15は、制御部14に接続されるとともに、他の車両20,30と無線通信可能に構成される。
The
車両20は、蓄電部21と、インバータ(生成部)22と、インレット23と、制御部24と、無線通信部25とを備える。車両30は、蓄電部31と、インバータ(生成部)32と、インレット33と、制御部34と、無線通信部35とを備える。車両20,30の各構成は、車両20の対応する構成と同様であるため、これらについての詳細な説明はここでは繰り帰さない。
The
電力ケーブル40は、2本の電力線41,42と、2つのコネクタ43,44とを含む。コネクタ43は、車両10のインレット13に対して着脱可能に構成される。コネクタ44は、供給装置70のコネクタC1に対して着脱可能に構成される。
The
電力ケーブル50は、2本の電力線51,52と、2つのコネクタ53,54とを含む。電力ケーブル60は、2本の電力線61,62と、2つのコネクタ63,64とを含む。電力ケーブル50,60の各構成は、電力ケーブル40の対応する構成と同様であるため、これらについての詳細な説明はここでは繰り帰さない。
The
供給装置70は、電力ケーブル40,50,60がそれぞれ接続されるコネクタC1,C2,C3と、電力線L1〜L4とを含む。電力線L1は、一方の端部がコネクタC1に接続され、他方の端部が電力機器90に接続される。電力線L2は、一方の端部がコネクタC2に接続され、他方の端部が電力機器90に接続される。電力線L3は、一方の端部がコネクタC3に接続され、他方の端部が電力機器90に接続される。電力線L4は、コネクタC1,C2,C3に接続される。
電力ケーブル40,50,60がそれぞれコネクタC1,C2,C3に接続される状態において、車両10は電力線41および電力線L1を介して電力機器90に接続され、車両20は電力線51および電力線L2を介して電力機器90に接続され、車両30は電力線61および電力線L3を介して電力機器90に接続される。また、電力線42,52,62は電力線L4によって互いに接続される。
In a state where
給電ライン80は、供給装置70と電力機器90とを接続する3本の電力線L1,L2,L3を含んで構成される。
The
<給電システムから電力機器への3相交流の供給>
給電システム1に含まれる3台の車両10,20,30の各々は、単独で、単相交流を出力可能であるが、3相交流を出力することはできない。そのため、各車両は、単独では、3相交流を電源として作動する電力機器90の電源として使用することはできない。
<Supplying three-phase alternating current from the power supply system to power equipment>
Each of the three
そこで、各車両10,20,30(より具体的には各車両の制御部14,24,34)は、それぞれ、無線通信部15,25,35による他の車両との無線通信を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、各車両がそれぞれ生成する3つの単相交流の位相が互いに120度ずれるようにインバータ(生成部)12,22,32を制御する。そして、供給装置70は、各車両から入力される3つの単相交流を組み合せて3相交流として電力機器90に出力する。これにより、給電システム1は、各々が単相交流を生成する3台の車両10,20,30から3相交流を生成し、生成した3相交流を電力機器90に供給することができる。
Therefore, the
図2は、給電システム1から電力機器90への3相交流の供給を開始する際に各車両10,20,30(より具体的には各車両の制御部14,24,34)がそれぞれ行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。
In FIG. 2, each
各車両10,20,30は、ユーザによる給電要求操作(給電システム1から電力機器90への3相交流の供給を要求する操作)が行なわれたか否かを判定する(S10、S20、S30)。たとえば、車両10,20,30は、ユーザが電力ケーブル40,50,60を用いて車両10,20,30を供給装置70に接続する操作を行なった場合に、給電要求操作が行なわれたと判定する。
Each
車両10は、給電要求操作が行なわれた場合(S10にてYES)、無線通信部15を用いて他の車両20,30との通信を開始する(S11)。同様に、車両20は給電要求操作が行なわれた場合(S20にてYES)に無線通信部25を用いて他の車両10,30との通信を開始し(S21)、車両30は給電要求操作が行なわれた場合(S30にてYES)に無線通信部35を用いて他の車両10,20との通信を開始する(S31)。
When power supply request operation is performed (YES in S10),
その後、車両10,20,30は、3台のうちのいずれか1台をマスター車両に設定し、残りの2台をそれぞれ第1スレーブ車両および第2スレーブ車両に設定する。図2に示す例では、車両10がマスター車両に設定され、車両20が第1スレーブ車両に設定され、車両30が第2スレーブ車両に設定されている。この例の場合、車両10は自らがマスター車両であることを他の車両20,30に通知し(S12)、車両20は自らが第1スレーブ車両であることを他の車両10,30に通知し(S22)、車両30は自らが第2スレーブ車両であることを他の車両10,20に通知する(S32)。
Thereafter, any one of the three
マスター車両10は、3相交流の基準位相を含む信号(以下「基準位相信号」ともいう)を自ら設定し、設定した基準位相信号を第1スレーブ車両20および第2スレーブ車両30に送信する(S13)。第1スレーブ車両20および第2スレーブ車両30は、マスター車両10からの基準位相信号を受信する(S23、S33)。これにより、車両10,20,30は同一の基準位相信号を共有する。
The
その後、マスター車両10は、基準位相の単相交流W1を出力する(S14)。具体的には、制御部14が、基準位相の単相交流W1をインバータ12が生成するようにインバータ12を制御する。
Thereafter, the
第1スレーブ車両20は、基準位相から120度ずれた単相交流W2を出力する(S24)。具体的には、制御部24が、基準位相から120度ずれた単相交流W2をインバータ22が生成するようにインバータ22を制御する。
The
第2スレーブ車両30は、基準位相から240度ずれた単相交流W3を出力する(S34)。具体的には、制御部34が、基準位相から240度ずれた単相交流W3を生成するようにインバータ32を制御する。
The
図3は、車両10,20,30で生成される単相交流W1,W2,W3の波形、および給電システム1から電力機器90に供給される3相交流の波形を模式的に示す図である。図3に示すように、車両10は基準位相の単相交流W1を出力し、車両20は基準位相から120度ずれた単相交流W2を出力し、車両30は基準位相から240度ずれた単相交流W3を出力する。そして、これらの単相交流W1,W2,W3が供給装置70内で組み合わされて3相交流として電力機器90に出力される。これにより、給電システム1は、各々が単相交流を生成する3台の車両10,20,30から3相交流を生成し、生成した3相交流を電力機器90に供給することができる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing waveforms of single-phase alternating currents W1, W2, and W3 generated by
以上のように、本実施の形態による給電システム1に含まれる3台の車両の制御部14,24,34は、無線通信部15,25,35による他の車両との無線通信を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、各車両がそれぞれ生成する3つの単相交流W1,W2,W3の位相が互いに120度ずれるようにインバータ12,22,32を制御する。そして、供給装置70は、各車両から入力される3つの単相交流W1,W2,W3を組み合せて3相交流として電力機器90に出力する。これにより、給電システム1は、各々が単相交流を生成する3台の車両10,20,30から3相交流を生成し、生成した3相交流を電力機器90に供給することができる。
As described above, the
<変形例1>
上述の実施の形態においては車両間で無線通信を行なう例を示したが、車両間で行なう通信は有線通信であってもよい。有線通信の方式としては、たとえば、HLC通信(HLC:High Level Communication)や、PLC通信(Power Line Communication、電力線通信)などが挙げられる。
<
In the above-described embodiment, an example in which wireless communication is performed between vehicles has been described. However, communication performed between vehicles may be wired communication. Examples of wired communication methods include HLC communication (HLC: High Level Communication) and PLC communication (Power Line Communication, power line communication).
図4は、各車両がHLC通信を行なう手段を備える給電システム1Aの概略構成図である。給電システム1Aは、3台の車両10A,20A,30Aと、3本の電力ケーブル40A,50A,60Aと、供給装置70Aと、給電ライン80とを含む。HLC通信は、車両10A,20A,30Aの間で行われるの双方向のデジタル有線通信である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a
車両10Aは、上述の実施の形態に示す車両10に比べて、無線通信部15を備えず、その代わりにHLC回路16およびコントロールパイロット回路(以下「CPLT回路」という)17を備える。同様に、車両20Aは、上述の実施の形態に示す車両20に比べて、無線通信部25を備えず、その代わりにHLC回路26およびCPLT回路27を備える。車両30Aは、上述の実施の形態に示す車両30に比べて、無線通信部35を備えず、その代わりにHLC回路36およびCPLT回路37を備える。
The
電力ケーブル40A,50A,60Aは、それぞれ、上述の実施の形態に示す電力ケーブル40,50,60に比べて、パイロット線45,55,65をさらに備える。
供給装置70Aは、上述の実施の形態に示す供給装置70に比べて、接続線L5をさらに備える。電力ケーブル40A,50A,60Aが供給装置70Aに接続される状態において、パイロット線45,55,65は接続線L5によって互いに接続される。
70 A of supply apparatuses are further provided with the connection line L5 compared with the
その他の構成は上述の実施の形態の構成と同じであるのでここでの詳細な説明は繰り返さない。 Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.
CPLT回路17,27,37は、それぞれ、所定周期で発振するコントロールパイロット信号をパイロット線45,55,65に出力する。HLC回路17,27,37は、接続線L5によって互いに接続されるパイロット線45,55,65に通信信号を重畳させることによって、互いに通信を行なう。
上記構成を有する給電システム1Aにおいては、各車両間でHLC通信による有線通信を行なうことによって各車両間で同一の基準位相を共有することができる。
In the
図5は、各車両がPLC通信を行なう手段を備える給電システム1Bの概略構成図である。給電システム1Bは、3台の車両10B,20B,30Bと、3本の電力ケーブル40,50,60と、供給装置70と、給電ライン80とを含む。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a
車両10Bは、上述の実施の形態に示す車両10に比べて、無線通信部15を備えず、その代わりにPLC回路18を備える。同様に、車両20Bは、上述の実施の形態に示す車両20に比べて、無線通信部25を備えず、その代わりにPLC回路28を備える。車両30Bは、上述の実施の形態に示す車両30に比べて、無線通信部35を備えず、その代わりにPLC回路38を備える。その他の構成は上述の実施の形態の構成と同じであるのでここでの詳細な説明は繰り返さない。
Compared to
PLC回路18,28,38は、電力線L4によって互いに接続される電力線42,52,62を用いてPLC通信(電力線通信)を行なう。
The
上記構成を有する給電システム1Bにおいては、各車両間でPLC通信による有線通信を行なうことによって各車両間で同一の基準位相を共有することができる。
In the
<変形例2>
上述の実施の形態においては、3台の車両10,20,30のうちのマスター車両10が基準位相を自ら設定して他の車両20,30に送信する例を示したが、基準位相の設定および送信を供給装置側で行なうようにしてもよい。
<Modification 2>
In the above-described embodiment, the example in which the
図6は、基準位相信号の設定および送信を供給装置側で行なう給電システム1Cの概略構成図である。給電システム1Cは、3台の車両10,20,30と、3本の電力ケーブル40,50,60と、供給装置70Cと、給電ライン80とを含む。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a
供給装置70Cは、供給装置70に対して、車両10,20,30と無線通信可能に構成された制御部100をさらに備える。
70 C of supply apparatuses are further provided with the
制御部100は、ユーザによる給電要求操作が行なわれた場合に基準位相を設定し、車両10,20,30との無線通信を行なって基準位相信号を車両10,20,30に送信する。
上記構成を有する給電システム1Cにおいては、供給装置70C側で設定された基準位相を各車両10,20,30間で共有することができる。そして、車両10はマスター車両として基準位相の単相交流W1を出力し、車両20は第1スレーブ車両として基準位相から120度ずれた単相交流W2を出力し、車両30は第2スレーブ車両として基準位相から240度ずれた単相交流W3を出力する。これにより、給電システム1Cは、上述の実施の形態と同様、各々が単相交流を生成する3台の車両10,20,30から3相交流を生成し、生成した3相交流を電力機器90に供給することができる。
In the
また、上述した実施の形態およびその変形例1,2については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。
Further, the above-described embodiment and its
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,1A,1B,1C 給電システム、10,10A,10B,20,20A,20B,30,30A,30B 車両、11,21,31 蓄電部、14,24,34,100 制御部、12,22,32 インバータ、13,23,33 インレット、15,25,35 無線通信部、16,26,36 HLC回路、17,27,37 CPLT回路、18,28,38 PLC回路、40,40A,50,50A,60,60A 電力ケーブル、41,42,51,52,61,62,L1,L2,L3,L4 電力線、L5 接続線、45,55,65 パイロット線、70,70A,70C 供給装置、80 給電ライン、90 電力機器。
1, 1A, 1B, 1C
Claims (1)
3台の車両を備え、
前記3台の車両の各々は、
蓄電部と、
前記蓄電部からの電力を受けて単相交流を生成する生成部と、
前記生成部を制御する制御部と、
外部と通信する通信部とを含み、
前記制御部は、前記通信部による外部との通信によって他の前記車両との間で同一の基準位相を共有し、前記基準位相を用いて、前記3台の車両がそれぞれ生成する3つの単相交流の位相が互いに120度ずれるように前記生成部を制御し、
前記給電システムは、さらに、前記3台の車両および前記電力負荷に電気的に接続され、前記3台の車両からそれぞれ入力される前記3つの単相交流を組み合せて3相交流として前記電力負荷に出力する供給装置を備える、給電システム。 A power supply system capable of supplying a three-phase alternating current to a power load,
With three vehicles,
Each of the three vehicles is
A power storage unit;
A generator that receives electric power from the power storage unit and generates a single-phase alternating current;
A control unit for controlling the generation unit;
Including a communication unit that communicates with the outside,
The control unit shares the same reference phase with the other vehicles by communication with the outside by the communication unit, and uses the reference phase to generate three single phases respectively generated by the three vehicles. Controlling the generating unit so that the phases of alternating current are shifted from each other by 120 degrees;
The power feeding system is further electrically connected to the three vehicles and the power load, and combines the three single-phase alternating currents respectively input from the three vehicles into the power load as a three-phase alternating current. A power supply system including a supply device for outputting.
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