JP2022134859A - 電力供給システム及び双方向電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ２ＨシステムとＶ２Ｌシステムとを兼ね備えた電力供給システムにおいて、パワコンを可搬型としたことによる問題を解決するための技術を提供する。
【解決手段】電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、前記電力系統と連系し、交流電力が入出力される第一入出力コネクタを備える第一ユニットと、前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続される第二入出力コネクタ、双方向ＡＣ／ＤＣインバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、直流電力が入出力される第三入出力コネクタを備える第二ユニットと、前記第二ユニットが前記電力系統と通電した状態で前記第一入出力コネクタから前記第二入出力コネクタが取り外されることに対する安全機構と、を有する電力供給システム。
【選択図】図１

Description

本発明は電力供給システム、特に電動自動車と組み合わせて用いる電力供給システムに関する。

近年、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）、ＰＨＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）など、電力を駆動源とし、外部からの電力の供給が可能な蓄電池を内蔵している車が普及してきている。

また、これらの車両に搭載された駆動用の蓄電池と家屋などの施設の電気系統とを接続し、双方向に電力の供給を可能にしたＶ２Ｈ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ）システム（例えば、特許文献１）や、車載の蓄電池から一般家庭用電気機器への電力を供給可能にしたＶ２Ｌ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｌｏａｄ）システム（たとえば、特許文献２）も普及しつつあり、その需要が高まっている。

さらに、上記のＶ２Ｈ、Ｖ２Ｌのいずれにも適用可能な可搬型のパワーコンディショナー（以下、パワコン）を備える電力供給システムも提案されている（例えば、特許文献３）。特許文献３では、具体的には、Ｖ２Ｌシステムには不要であるがＶ２Ｈシステムには必要な（商用電力系統との連系に必要な）構成を据え置き側のユニットに配置し、可搬型のパワコンを最小限の構成によりＶ２Ｌシステム用の電力供給装置としつつ、据え置き側のユニットと接続して車載蓄電池との間を中継することでＶ２Ｈシステムを構成することが開示されている。このような構成によれば、Ｖ２ＨとＶ２Ｌの両立を図りつつ、持ち運びに適した可搬型の電力変換装置を実現することが可能である。

特開２０１５－１２２８６６号公報 特開２０１３－７４７１９号公報 特開２０２０－１５０７３７号公報

しかしながら、上記特許文献３の技術により、パワコンを持ち運び可能としたことによって新たな問題が生じている。例えば、可搬側ユニットを商用電力系統と通電状態のままで据置側ユニットから取り外してしまう虞があるなど、安全面の問題がある。また、Ｖ２Ｈ用の機器は通常縦置きに設置され、それを前提とした放熱構造となっているが、可搬側ユニットを取り外してＶ２Ｌ機器として使用する場合は、その形状から横置き（平置き）設置となるため、放熱構造がうまく機能しないといった問題が生じる。また、可搬側ユニットをＶ２Ｌ機器としてするシーンは災害時などの限られた機会であり、通常はＶ２Ｈ機器として用いられることが一般的であるが、その場合Ｖ２Ｌ機器として用いる際のＡＣコンセントが無駄になり、Ｖ２Ｌ機器として用いる機会がないと、結果としてＡＣコンセント分のコストが余分に発生することになってしまう。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、Ｖ２ＨシステムとＶ２Ｌシステムとを兼ね備えた電力供給システムにおいて、パワコンを可搬型としたことによる問題を解決するための技術を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。即ち、
電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
前記第二ユニットが前記電力系統と通電した状態で前記第一入出力コネクタから前記第二入出力コネクタが取り外されることに対する安全機構と、
を有することを特徴とする、電力供給システム、である。

ここで、「所定の施設」は様々な形態の施設を含む意味で用いられ、例えば、戸建住宅、集合住宅、オフィスビル、商業施設などが該当する。また、上記の第一変圧回路及び第二変圧回路による変圧は、一方が降圧である場合には他方が昇圧となり、いずれの回路で降圧、昇圧されるのかは「可動式の外部電源」の電圧に応じて決定するようにすればよい。上記のような構成により、第二ユニット（即ち可搬型のパワコン）を、Ｖ２Ｌ機器として用いるために第一ユニットから取り外す際に、電力系統と通電した状態で第一入出力コネクタの取り外しを行う危険を抑止することができる。

ここで、前記安全機構には、前記第一ユニットの前記電力伝送路に設けられる開閉器が含まれていてもよい。開閉器は操作部により手動でＯＮ／ＯＦＦが切り換えられてもよいし、自動的にＯＮ／ＯＦＦされるものであってもよい。このような構成とすることで、第一入出力コネクタへの通電が解除されて安全が確保された状態で、第二入出力コネクタを取り外すことが可能になる。

また、前記安全機構には、
前記第一ユニットの前記第一入出力コネクタを開閉可能に覆うコネクタカバーと、
前記コネクタカバーの開閉を検知するとともに該コネクタカバーの開閉状態に係る情報を出力するカバー開閉検知手段と、前記カバー開閉検知手段の出力信号を前記第二ユニットに送信する送信手段と、
前記コネクタカバーの状態が開であることの信号を受信した場合に、前記第二ユニットの稼働を停止させる制御を行う制御手段と、が含まれていてもよい。

このような構成によれば、第一入出力コネクタと第二入出力コネクタを着脱するために、前記コネクタカバーを開けた時点で第二ユニットの稼働を停止、即ち通電可能な状態ではなくすことができる。これにより、コネクタ着脱時の感電事故を防止することができる。

また、前記第一入出力コネクタ、及び、前記第二入出力コネクタは、電力線及び信号線を含むコネクタであり、
前記信号線は前記第二ユニット側に発信部及び受信部が設けられ、前記第一ユニット側に折り返し部が設けられ、前記第一入出力コネクタと前記第二入出力コネクタとが連結されている場合に前記発信部と前記受信部が接続されるものであって、
前記安全機構には、
前記信号線と、前記発信部からの信号を前記受信部が受信できない場合に前記第二ユニットの稼働を停止させる制御を行う制御手段と、が含まれていてもよい。

このような構成によれば、第二入出力コネクタを第一入出力コネクタから取り外した時点で素早く第二ユニットの稼働を停止、即ち通電可能な状態ではなくすことができる。これにより、第一入出力コネクタ取り外し時の感電事故を抑止することができる。

また、前記第一入出力コネクタ、及び、前記第二入出力コネクタは、電力線及び信号線を含むコネクタであり、
前記第一入出力コネクタ又は前記第二入出力コネクタにおいて、前記電力線のコネクタピンの方が前記信号線のコネクタピンよりも長く形成されているコネクタピン構造を有しており、
前記安全機構には、前記コネクタピン構造が含まれているのであってもよい。

このような構成によれば、第二入出力コネクタを第一入出力コネクタから取り外す際には、電力線よりも先に信号線の接続が解除され、その時点で素早く第二ユニットの稼働を停止、即ち通電可能な状態ではなくすことができる。これにより、第一入出力コネクタ取り外し時の感電事故を抑止することができる。

また、前記電力供給システムは、前記第二ユニットの前記第二入出力コネクタと着脱自在に接続される第四入出力コネクタと、少なくとも前記第四入出力コネクタから入力される電力を出力可能な電力用端子を備える電源接続用器具を、さらに有するものであってもよい。また、前記電源接続用器具の前記電力用端子は、ＡＣ１００Ｖコンセントであってもよい。

第二ユニットを、第一ユニットから取り外して、Ｖ２Ｌ機器として利用するためには、負荷を接続するＡＣコンセントが必要となる。しかしながら、第二ユニットを第一ユニットと接続してＶ２Ｈとして利用している場合には、当該ＡＣコンセントは使用されることがなく、無駄な構成となる。一般的にＶ２Ｌとしての利用が想定されるシーンは限定されており、Ｖ２Ｈとしての導入を希望するユーザーにとっては、ＡＣコンセント分のコストが余分となってしまう。この点、上記のような構成であると、第二ユニットからＡＣコンセントを無くしてその分のコスト低減を図るとともに、Ｖ２Ｌとしての使用を希望するユーザーは別途前記の電源接続用器具を用意することで、Ｖ２Ｌ兼用の機器として利用することが可能になる。なお、前記電源接続用器具の前記電力用端子は必ずしもＡＣコンセントである必要はなく、給電可能なＵＳＢ端子などであってもよい。

また、前記第二ユニットは、放熱ファンをさらに備える構成であってもよい。Ｖ２Ｈ用の機器は一般的に縦置きに設置され、それを前提とした放熱構造となっている。しかしながら、可搬型電力伝送装置を取り外してＶ２Ｌ機器として使用する場合は、その形状から横置き（平置き）設置となることが通常であるため、上述の放熱構造がうまく機能しないといった問題が生じる。この点、上記のような構成であると、放熱ファンによって第二ユニットを空冷し、横置きすることによる放熱不良の問題を改善することができる。

また、放熱ファンは、前記第二ユニットに着脱自在に設けられる構成であってもよい。この際には、電源はＶ２Ｌ機器の起動用電源としての電動自動車の蓄電池とするため、シガーソケットから給電可能なプラグを備えた構成としてもよい。

また、前記可動式の外部電源は電動自動車の蓄電池であり、前記第二入出力コネクタは前記電動自動車の充放電端子と接続可能に形成されていてもよい。ここで、電動自動車にはＥＶ、ＰＨＶ、ＰＨＥＶなどが含まれる。本発明はこのような構成によりＶ２ＨとＶ２
Ｌが兼用可能な機器として適用することが好適である。

また、本発明は、電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
前記第二ユニットの前記第二入出力コネクタと着脱自在に接続される第四入出力コネクタと、少なくとも前記第四入出力コネクタから入力される電力を出力可能な電力用端子を備える電源接続用器具と、を有する電力供給システム、として捉えることもできる。

また、本発明は、電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
前記第二ユニットの放熱を行うためのファンと、前記可動式の外部電源と接続される電力入力部と、を備える第三ユニットと、を有する電力供給システム、として捉えることもできる。

また、本発明は、交流電力が入出力される交流用入出力コネクタと、前記交流用入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される直流用入出力コネクタと、前記直流用入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を含む電気回路と、
前記電気回路を商用電力系統と接続可能に制御する制御部と、を備え、上述の第二ユニットを構成する双方向電力変換装置、としても捉えることが可能である。

なお、上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、Ｖ２ＨシステムとＶ２Ｌシステムとを兼ね備えた電力供給システムにおいて、電力伝送装置を可搬型としたことによる問題を解決するための技術を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施例に係る電力供給システムの概略を示すブロック図である。 図２Ａは、本発明の第１の実施例の固定ユニット及びパワコンの正面を示す概略図である。図２Ｂは、本発明の第１の実施例の固定ユニット及びパワコンの側面を示す概略図である。 図３は、第１の実施例の変形例に係る電力供給システムの概略を示すブロック図である。 図４は、第１の実施例の他の変形例に係る電力供給システムの概略を示すブロック図である。 図５Ａは、コネクタ部の電力線と信号線の構造を示す第１の説明図である。図５Ｂは、コネクタ部の電力線と信号線の構造を示す第２の説明図である。図５Ｃは、コネクタ部の電力線と信号線の構造を示す第３の説明図である。 図６は、本発明の第２の実施例に係る電力供給システムの概略を示すブロック図である。 図７は、本発明の第３の実施例に係る電力供給システムの概略を示すブロック図である。

＜適用例＞
以下、図面を参照して、本発明の適用例について説明する。図１は本発明が適用可能な電力供給システム１の概略を示すブロック図である。図１において、各ブロックを連結する実線は電力ラインの接続を示しており、各ブロックを連結する一点鎖線は信号ライン（無線通信も含む）の接続を示している。

図１に示すように、本適用例に係る電力供給システム１は、電力系統１５０と連系する施設の電気回路と接続される固定ユニット１１０と、該固定ユニット１１０と着脱可能に接続される可搬型のパワコン１２０と、駆動力として電力を使用するＥＶなどの電動自動車１３０に搭載された蓄電池１３１とを含んで構成されている。

固定ユニット１１０は、施設の分電盤１４０と接続する施設側接続部１１１と、パワコン１２０との接続部として機能する固定側コネクタ１１２と、施設側接続部１１１と固定側コネクタ１１２との間に設けられるスイッチ１１３と、を備えている。本適用例においては、固定ユニット１１０が第一ユニットに相当する。

また、パワコン１２０は、固定ユニット１１０の固定側コネクタ１１２と着脱自在に接続可能な可動側交流コネクタ１２１と、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４と、電動自動車１３０と接続される可動側直流コネクタ１２２と、を備えている。なお、本適用例では、パワコン１２０が第二ユニットに相当する。また、電動自動車１３０には、パワコン１２０と着脱自在に接続可能なＥＶコネクタ１３２が設けられている。

固定ユニット１１０の施設側接続部１１１は、電力系統１５０から分電盤１４０を介して交流電力が入力されるとともに、パワコンから１２０固定側コネクタ１１２を介して供給された交流電力を出力する。また、固定側コネクタ１１２は、電動自動車１３０の蓄電池１３１からパワコン１２０を介して交流電力が入力されるとともに、施設側接続部１１１から供給された交流電力を出力する。即ち、本適用例においては、蓄電池１３１が可動式の外部電源に相当する。そして、スイッチ１１３は施設側接続部１１１と固定側コネクタ１１２とを接続する電力回路Ｃに設けられる開閉器であり、手動または自動で当該回路をＯＮ／ＯＦＦする。

パワコン１２０の可動側交流コネクタ１２１は、固定ユニット１１０から固定側コネクタ１１２を介して交流電力が入力されるとともに、後述のように双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３で交流に変換された電力を出力する。また、可動側直流コネクタ１２２は、電動自動車１３０の蓄電池１３１からＥＶコネクタ１３２を介して直流電力が入力されるとともに、後述のように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４によって降圧された直流電力を出力する。

また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３は双方向の順／逆変換回路であり、可動側交流コネクタ１２１から入力される交流電力を直流電力に変換して出力するとともに、可動側直流コネクタ１２２から入力され、後述のように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４で昇圧（もしくは降圧）された直流電力を交流電力に変換して出力する。即ち、本適用例において双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３は整流回路および逆変換回路に相当する。なお、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３には所望の公知技術を採用すればよく、電気回路図など詳細な説明は省略する。

また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４は、双方向の変圧回路であり、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３で直流に変換された電力を降圧（もしくは昇圧）して出力し、可動側直流コネクタ１２２から入力された電力を昇圧（もしくは降圧）して出力する。即ち、本適用例においてＤＣ／ＤＣコンバータ１２４は第一変圧回路および第二変圧回路に相当する。なお、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４には所望の公知技術を採用すればよく、電気回路図など詳細な説明は省略する。

電動自動車１３０のＥＶコネクタ１３２は、例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ等の電動自動車充電規格に準拠し、蓄電池１３１の端子と接続可能に構成されるコネクタであり、双方向に電力の供給が可能なように接続端子が構成されている。ＥＶコネクタ１３２を介して蓄電池１３１と接続されることで、パワコン１２０から蓄電池１３１に電力を供給することが可能になるとともに、蓄電池１３１からパワコン１２０へ電力を供給することも可能になる。

本適用例に係る電力供給システム１では、通常時には固定側コネクタ１１２及び可動側交流コネクタ１２１が接続され、パワコン１２０は固定ユニット１１０に装着されて、Ｖ２Ｈ用の機器として機能している。そして、パワコン１２０をＶ２Ｌ機器として用いる場合には、可動側交流コネクタ１２１を固定側コネクタ１１２から取り外すことによって、任意の場所に搬出することができる。この際に、固定ユニット１１０のスイッチ１１３をＯＦＦにしておくことで、電力系統１５０からの電力を遮断して安全に取り外し作業を行うことが可能になる。即ち、本適用例においてスイッチ１１３が安全装置に相当する。

＜実施形態１＞
（システムの全体構成）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実施形態１に係る図である。本実施形態は適用例で説明したのと同様のシステム構成を有しているため適用例と同様の符号を用い、適用例において既に説明した構成についての詳細な説明は省略する。図１は、本実施形態の電力供給システム１の概略構成を示すブロック図である。上述のように、電力供給システム１は電力系統１５０と連系する施設の電気回路と接続される固定ユニット１１０と、該固定ユニット１１０と着脱可能に接続される可搬型のパワコン１２０と、駆動力として電力を使用するＥＶなどの電動自動車１３０に搭載された蓄電池１３１とを含んで構成されている。

図２は、本実施形態の電力供給システム１に係る固定ユニット１１０及びパワコン１２０の外観について説明する概略図であり、図２Ａは固定ユニット１１０及びパワコン１２
０の正面を、図２Ｂは固定ユニット１１０及びパワコン１２０の側面をそれぞれ示している。

図２に示すように、固定ユニット１１０は、パワコン支持部１１を備える筐体と、固定側コネクタ１１２と、スイッチ操作ボタン１３とを備えている。この他、図１に示すように、施設側接続部１１１とスイッチ１１３とを備えており、スイッチ操作ボタン１３の操作によりスイッチ１１３のＯＮ／ＯＦＦが手動で切り換え可能になっている。また、図示しないが、固定ユニット１１０は、背面側において、例えば家屋などの施設の壁面に固着される構成（係合用金具など）を有しており、当該施設の分電盤１４０を介して、施設側接続部１１１と電力系統１５０が接続される。なお、固定ユニット１１０は地面、台座などに設置して固定することも可能であり、この場合には、パワコン支持部１１の底部に脚部、台座固定部材などを設けてもよい。

また、図２に示すように、パワコン１２０は、筐体２１、ハンドル２２、可動側交流コネクタ１２１（及びケーブル）、可動側直流コネクタ１２２（及びケーブル）、操作部１２６、表示部１２７、出力端子１２８を備えている。また、図１に示すように、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４、制御回路１２５を備えている。

ハンドル２２は筐体２１と一体に設けられ、パワコン１２０を固定ユニット１１０と分離して運搬する際の取手として機能する。なお、ハンドル２２は必須の構成ではなく、持ち運びに支障がなければハンドル２２を設けない構成であっても何ら問題はない。可動側交流コネクタ１２１、可動側直流コネクタ１２２、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４については既に説明した通りであり、改めての説明は省略する。操作部１２６は複数の操作ボタンを備え、操作ボタンを介したユーザーの入力を受け付けて後述の制御回路１２５に伝達する機能を有する。表示部１２７は例えば液晶ディスプレイやＬＥＤランプなどで構成され、パワコン１２０の運転状態や、ユーザーの操作に対する応答などの情報を表示する機能である。

制御回路１２５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを備え、パワコン１２０の各部の制御を行う。また、制御回路１２５は、可動側交流コネクタ１２１、可動側直流コネクタ１２２、双方向双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４において電流及び電圧をセンシングし、必要に応じて蓄電池１３１からの出力を押さえるなど、電力系統１５０との系統連系に必要な制御を実行する回路である。回路構成は、例えば資源エネルギー庁の定める「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン」に準拠した要件を満たすように構築された所望の公知技術を採用すればよく、詳細な説明は省略する。

出力端子１２８は、例えば一般的な家庭用ＡＣ１００Ｖコンセントとして筐体２１に設けられ、外部の負荷の差込みプラグが接続されることで、外部の負荷に電力を供給可能なように構成される。即ち、パワコン１２０をＶ２Ｌ機器として用いる場合には、出力端子１２８を介して外部の負荷に電力を供給することができる。

以上のような構成を有する電力供給システム１によれば、固定ユニット１１０の固定側コネクタ１１２とパワコン１２０の可動側交流コネクタ１２１、電動自動車１３０のＥＶコネクタ１３２とパワコンの１２０の可動側直流コネクタ１２２、をそれぞれ接続した状態において、Ｖ２Ｈシステムを実現することができる。さらに、固定側コネクタ１１２と可動側交流コネクタ１２１を取り外すことで、電動自動車１３０の蓄電池１３１を電源とするＶ２Ｌシステムを実現することが可能になる。

そして、固定側コネクタ１１２と可動側交流コネクタ１２１を取り外してパワコン１２０をＶ２Ｌ機器として利用する際には、作業者は事前に固定ユニット１１０のスイッチ操作ボタン１３を操作し、スイッチ１１３をＯＦＦにしておくことで、電力系統１５０からの電力を遮断して安全に取り外し作業を行うことが可能になる。

（変形例１）
なお、上記実施形態１においては、スイッチ１１３が安全機構に相当するが、これに代えて又はこれに加えて、他の安全機構を採用することもできる。以下では、図面に基づいて、このような変形例について説明する。ただし、以下では、実施形態１に係る電力供給システム１と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図３は、電力供給システム１の第１の変形例に係る、電力供給システム２の概略構成を示すブロック図である。本変形例に係る電力供給システム２は、実施形態１の電力供給システム１とは、固定ユニット２１０がコネクタカバー２１１及びカバー開閉センサ２１２を備える点において異なるのみであり、その他の構成は電力供給システム１と同様である。

コネクタカバー２１１は、固定ユニット１１０の固定側コネクタ１１２を覆う部材であり、ヒンジなどにより開閉自在に固定ユニット１１０の筐体に設けられる。コネクタカバー２１１には、可動側交流コネクタ１２１から伸びるケーブル用の開口が設けられており、可動側交流コネクタ１２１と固定側コネクタ１１２を結合したまま、コネクタカバー２１１を閉じて、固定側コネクタ１１２部を覆うことができるようになっている。

カバー開閉センサ２１２は、コネクタカバー２１１の開閉状態を検知し、その状態をパワコン１２０の制御回路１２５に送信する。そして、制御回路１２５は、パワコン１２０が稼働状態かつスイッチ１１３がＯＦＦになっていない状態（即ち、固定ユニット２１０とパワコン１２０とが通電状態）で、カバー開閉センサ２１２からコネクタカバー２１１が「開」の状態である旨の信号を受信した場合には、直ちにパワコン１２０の運転を停止する制御を行う。即ち、本変形例においては、カバー開閉センサ２１２がカバー開閉検知手段及び送信手段に相当し、制御回路１２５が制御手段に相当する。

これにより、作業者が誤って固定ユニット２１０とパワコン１２０とが通電状態のままで、固定側コネクタ１１２と可動側交流コネクタ１２１とを取り外してしまうことを防止し、感電事故を抑止することができる。

（変形例２）
図４は、電力供給システム１の第２の変形例に係る、電力供給システム３の概略構成を示すブロック図である。本変形例に係る電力供給システム３は、実施形態１の電力供給システム１とは、コネクタの接続状態検知用の信号線が設けられている点において異なっている。

具体的には、パワコン３２０の制御回路３２５には、接続検知信号発信部３２１と接続検知信号受信部３２２が設けられており、これらに接続される信号線は可動側交流コネクタ１２１に繋がっている。一方、固定側ユニット１１０には両端が固定側コネクタ１１２に接続され、固定ユニット１１０内で折り返される信号線が設けられている。そして、固定側コネクタ１１２と可動側交流コネクタ１２１とが連結されている場合には、これらのコネクタの信号線も接続されて、接続検知信号発信部３２１から発信された信号を接続検知信号受信部３２２が受信されるようになっている。

ここで、本変形例における、固定側コネクタ１１２及び可動側交流コネクタ１２１の電
力線及び信号線は、電力線のコネクタピンの方が信号線のコネクタピンよりも長く形成されているコネクタピン構造を有している。図５は、当該コネクタピン構造を示す模式図であり、図５Ａは固定側コネクタ１１２及び可動側交流コネクタ１２１が取り外された状態、図５Ｃはこれら両コネクタが連結された状態を、図５Ｂはその中間状態を表している。

本変形例に係る、電力線ＥのコネクタピンＥ１の方が信号線ＳのコネクタピンＳ１よりも長く形成されているコネクタピン構造により、図５Ｂのように電力線Ｄが接続されている状態であっても、信号線Ｓが外れる状態、即ち、接続検知信号発信部３２１から発信された信号を接続検知信号受信部３２２が受信できなくなる状態が発生する。

そして、制御回路３２５は、パワコン３２０が稼働状態かつスイッチ１１３がＯＦＦになっていない状態（即ち、固定ユニット１１０とパワコン３２０とが通電状態）で、接続検知信号発信部３２１から発信された信号を接続検知信号受信部３２２が受信できなくなった場合には、直ちにパワコン３２０の運転を停止する制御を行う。即ち、本変形例においては、制御回路３２５が制御手段に相当する。

これにより、作業者が誤って固定ユニット１１０とパワコン３２０とが通電状態のままで、固定側コネクタ１１２と可動側交流コネクタ１２１とを取り外してしまった場合であっても、パワコン３２０の運転を停止することにより、感電事故を抑止することができる。

＜実施形態２＞
また、本発明は上記実施形態１以外の電力供給システムにも適用することが可能である。図６は、本発明の他の実施形態に係る電力供給システム４の概略構成を示すブロック図である。電力供給システム４は、パワコン４２０に出力端子１２８設けられていないかわりに、パワコン４２０の可動側交流コネクタ１２１と接続可能なコンセントボックス４００を有している点において、電力供給システム１と異なっている。

コンセントボックス４００は、可動側交流コネクタ１２１と着脱自在に接続されるコンセントボックスコネクタ４０１と、ＡＣ１００Ｖコンセントとしての出力端子４０２を備える携帯型の機器である。即ち、本実施形態においてはコンセントボックス４００が電源接続用器具に相当する。

本実施形態におけるパワコン４２０本体には外部の負荷用の出力端子が設けられていないため、そのままではパワコン４２０をＶ２Ｌ機器として用いることができない。ただし、固定側コネクタ１１２から取り外した可動側交流コネクタ１２１に、コンセントボックスコネクタ４０１を接続することによって、コンセントボックス４００の出力端子４０２を外部負荷用の出力端子として用いることが可能になる。

一般的にＶ２Ｌの利用が想定されるシーンは災害時など限定された場合であるため、Ｖ２Ｈとして電力供給システムの導入を希望するユーザーにとっては、出力端子分のコストが余分となってしまう。この点、本実施形態に係る電力供給システム４のような構成であると、パワコン４２０からは外部負荷用の出力端子を無くしてその分のコスト低減を図るとともに、Ｖ２Ｌ機器としての使用も希望するユーザーは別途コンセントボックス４００を用意することで、Ｖ２Ｌ兼用の機器として利用することが可能になる。

＜実施形態３＞
図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る電力供給システム５の概略構成を示すブロック図である。電力供給システム５は、パワコン１２０に着脱可能に設けられる放熱ファン装置５１１を備える点において、電力供給システム１と異なっている。

放熱ファン装置５１１は、図示しないファンと給電部５１２を備えている。給電部５１２は、外部からの給電が可能に構成される電力入力端子であり、例えば、電動自動車１３０のシガーソケット１３３と接続可能な給電ケーブルなどを接続することができる。

図２で示すように、パワコン１２０をＶ２Ｈ用の機器として固定ユニット１１０と連結して用いる場合には、ハンドル２２を上向きにした縦置きで設置されることになるため、パワコン１２０の図示しない放熱構造も、それを前提とした構造となっている。しかしながら、パワコン１２０を固定ユニット１１０から取り外してＶ２Ｌ機器として使用する場合は、その形状から筐体２１の正面部を上向きにした平置き（横置き）の設置となることが通常であるため、上述の放熱構造がうまく機能しないといった問題が生じる。この点、電力供給システム５のような構成であると、放熱ファン装置５１１を取り付けることによってパワコン１２０を強制的に空冷し、平置きすることによる放熱不良の問題を改善することができる。

また、放熱ファン装置５１１を電動自動車１３０のシガーソケット１３３などと接続可能として、蓄電池１３１から電力の供給を受けることで、災害時などの電源確保が難しい利用シーンにおいても、放熱ファン装置５１１を駆動する電力を確保することが可能になる。

＜その他＞
上記各実施形態は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態１の変形例１の構成を変形例２と組み合わせて用いることも可能である。さらに、変形例２のように、コネクタ接続検知用信号専用の信号線を設けるのではなく、電力線のコネクタピンの方が信号線のコネクタピンよりも長く形成されるコネクタピン構造によって、電力がＯＮで（何らかの）信号がＯＦＦといった状態を検出すれば、パワコンを止める構成としてもよい。また、実施形態１の各変形例を、実施形態２又は３と組み合わせた電力供給システムとすることも可能である。

また、実施形態３においては、放熱ファン装置５１１は、パワコン１２０と着脱可能に設けられる構成としたが、パワコン１２０に放熱ファンを内蔵し、専用の吸排気口を設けた構成とすることも可能である。

また、上記各例においては、出力端子としてＡＣ１００Ｖコンセントを例示したが、これに限られるわけではなく、例えばＵＳＢ端子などの所望の出力端子をパワコンに設けることが可能である。さらに、電力の出力だけでなく、入力も可能な入出力端子を設けるのであってもよい。

また、上記各例の電力供給システムは、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などの他のスマートグリッドシステムと連携して、或いはその一部として運用することができる。

＜付記１＞
電力系統（１５０）と可動式の外部電源（１３１）とを連系可能に接続する電力供給システム（１）であって、
前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部（１４０）に接続される施設側接続部（１１１）と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタ（１１２）と、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路（Ｃ）を備える第一ユニット（１１０）と、
前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタ（１２１）と、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路（１２３）と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路（１２４）と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタ（１２２）と、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路（１２４）と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路（１２３）と、を備える第二ユニット（１２０）と、
前記第二ユニットが前記電力系統と通電した状態で前記第一入出力コネクタから前記第二入出力コネクタが取り外されることに対する安全機構（１１３）と、
を有することを特徴とする、電力供給システム。

１、２、３、４、５・・・電力供給システム
１１０、２１０・・・固定ユニット
１１１・・・施設側接続部
１１２・・・固定側コネクタ
１１３・・・スイッチ
１１・・・パワコン支持部
１３・・・スイッチ操作ボタン
２１１・・・コネクタカバー
２１２・・・カバー開閉センサ
１２０、３２０、４２０・・・パワコン
１２１・・・可動側交流コネクタ
１２２・・・可動側直流コネクタ
１２３・・・双方向ＤＣ／ＡＣインバータ
１２４・・・双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２５、３２５・・・制御回路
１２６・・・操作部
１２７・・・表示部
１２８、４０２・・・出力端子
２１・・・筐体
２２・・・ハンドル
３２１・・・接続検知信号発信部
３２２・・・接続検知信号受信部
１３０・・・電動自動車
１３１・・・蓄電池
１３２・・・ＥＶコネクタ
１３３・・・シガーソケット
１４０・・・分電盤
１５０・・・電力系統
４００・・・コンセントボックス
４０１・・・コンセントボックスコネクタ
５１１・・・放熱ファン装置
５１２・・・給電部
Ｃ・・・電力回路

Claims (13)

1. 電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
   前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
   前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
   前記第二ユニットが前記電力系統と通電した状態で前記第一入出力コネクタから前記第二入出力コネクタが取り外されることに対する安全機構と、
   を有することを特徴とする、電力供給システム。
2. 前記安全機構には、
   前記第一ユニットの前記電力伝送路に設けられる開閉器が含まれる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記安全機構には、
   前記第一ユニットの前記第一入出力コネクタを開閉可能に覆うコネクタカバーと、
   前記コネクタカバーの開閉を検知するとともに該コネクタカバーの開閉状態に係る情報を出力するカバー開閉検知手段と、
   前記カバー開閉検知手段の出力信号を前記第二ユニットに送信する送信手段と、
   前記コネクタカバーの状態が開であることの信号を受信した場合に、前記第二ユニットの稼働を停止させる制御を行う制御手段と、が含まれる、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電力供給システム。
4. 前記第一入出力コネクタ、及び、前記第二入出力コネクタは、電力線及び信号線を含むコネクタであり、
   前記信号線は前記第二ユニット側に発信部及び受信部が設けられ、前記第一ユニット側に折り返し部が設けられ、前記第一入出力コネクタと前記第二入出力コネクタとが連結されている場合に前記発信部と前記受信部が接続されるものであって、
   前記安全機構には、
   前記信号線と、前記発信部からの信号を前記受信部が受信できない場合に前記第二ユニットの稼働を停止させる制御を行う制御手段と、が含まれる、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
5. 前記第一入出力コネクタ、及び、前記第二入出力コネクタは、電力線及び信号線を含むコネクタであり、
   前記第一入出力コネクタ又は前記第二入出力コネクタにおいて、前記電力線のコネクタピンの方が前記信号線のコネクタピンよりも長く形成されているコネクタピン構造を有しており、
   前記安全機構には、前記コネクタピン構造が含まれる、
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力供給システム。
6. 前記第二ユニットの前記第二入出力コネクタと着脱自在に接続される第四入出力コネクタと、少なくとも前記第四入出力コネクタから入力される電力を出力可能な電力用端子を備える電源接続用器具を、さらに有する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力供給システム。
7. 前記電源接続用器具の前記電力用端子は、ＡＣ１００Ｖコンセントであることを特徴とする、請求項６に記載の電力供給システム。
8. 前記第二ユニットは、放熱ファンをさらに備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力供給システム。
9. 前記放熱ファンは、前記第二ユニットに着脱自在に設けられる構成であることを特徴とする、請求項８に記載の電力供給システム。
10. 電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
    前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
    前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
    前記第二ユニットの前記第二入出力コネクタと着脱自在に接続される第四入出力コネクタと、少なくとも前記第四入出力コネクタから入力される電力を出力可能な電力用端子を備える電源接続用器具と、
    を有する、電力供給システム。
11. 電力系統と可動式の外部電源とを連系可能に接続する電力供給システムであって、
    前記電力系統と連系する所定の施設の電力入出力部に接続される施設側接続部と、交流電力が入出力される第一入出力コネクタと、前記施設側接続部と前記第一入出力コネクタとを繋ぐ電力伝送路を備える第一ユニットと、
    前記第一入出力コネクタと着脱自在に接続されるとともに交流電力が入出力される第二入出力コネクタと、前記第二入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される第三入出力コネクタと、前記第三入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を備える第二ユニットと、
    前記第二ユニットの放熱を行うためのファンと、前記可動式の外部電源と接続される電力入力部と、を備える第三ユニットと、
    を有する、電力供給システム。
12. 前記可動式の外部電源は電動自動車の蓄電池であり、前記第三入出力コネクタは前記電動自動車の充放電端子と接続可能に形成されている、
    ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力供給システム。
13. 交流電力が入出力される交流用入出力コネクタと、前記交流用入出力コネクタから入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を変圧する第一変圧回路と、直流電力が入出力される直流用入出力コネクタと、前記直流用入出力コネクタから入力される直流電力を変圧する第二変圧回路と、前記第二変圧回路から出力される直流電力を交流電力に変換する逆変換回路と、を含む電気回路と、
    前記電気回路を商用電力系統と接続可能に制御する制御部と、を備え、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記第二ユニットを構成する、双方向電力変換装置。

Images