JP5565369B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池からの供給電力及び外部電源からの供給電力によって負荷機器を作動可能な電力供給システムに関する。

従来技術として、特許文献１に開示された電力供給装置が知られている。この電力供給装置は、電子機器に装着して電力を供給する電力供給部と、電子機器内部に設けられた電源用回路とを備える。当該電力供給装置は、ＡＣアダプターを電子機器本体から外し、電子機器内部の二次電池で電子機器を作動させているときに、電子機器の電力受入端子の短絡により、二次電池から外部への短絡電流の発生を防止している。

電子機器本体は、電力供給部から入力された制御信号に基づいて、二次電池と電力受入端子と遮断する回路を構成する。そして、当該制御信号がゼロの場合、二次電池と電力受入端子とが遮断され、短絡電流は発生しないように構成されている。

特開平１１−２２４１３２号公報

上記特許文献１に記載の電力供給装置は、電力供給部側に絶縁トランスを備える構造であるため、有効な短絡防止機構を構築できるが、一方で絶縁トランスは高電流を扱う仕様の場合には、大型で、重いものになる。したがって、装置全体として大型化、高重量化するという問題がある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トランスを備えなくても、蓄電装置から外部への短絡電流の防止が図れる電力供給システムを提供する。

上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の電力供給システムに係る発明は、系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、接続端子部と蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して負荷機器とメイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、メイン通電ラインのうち、蓄電装置と負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、メイン通電ラインのうち、分岐部（２２）と接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、メイン通電ラインのうち、第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、第１の通電切換装置、第２の通電切換装置及び第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
制御装置は、第２の通電切換装置の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、または、第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であって、第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、第１の通電切換装置の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御することを特徴とする。

この発明によれば、制御装置により、第１の通電切換装置、第２の通電切換装置及び第３の通電切換装置の切り換え状態を検出することによって、蓄電装置と接続端子部とが通電状態であるか否かの判断ができる。さらに、蓄電装置と接続端子部とが通電している可能性がある場合には、非通電にするために必要な通電切換装置の切り換え動作を制御することができる。このため、蓄電装置からの電流が接続端子部に漏電する状態を防止することができる。したがって、トランスを備えなくてもよい構成で、蓄電装置から外部への短絡電流の防止が図れる電力供給システムを提供することができる。

さらにこの発明によれば、第２の通電切換装置が通電状態であることを検出した場合には第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御することで、蓄電装置からの放電が接続端子部に短絡電流として流れることを防止する。または、第２の通電切換装置が非通電状態で、第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、第１の通電切換装置が通電状態であることを検出した場合には、第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御することにより、第２の通電切換装置及び第１の通電切換装置が何らかの原因により動作制御不能な通電状態になってしまっている可能性があることを検出し、同様に蓄電装置からの放電が接続端子部に短絡電流として流れることを防止する。このような各通電切換装置における通電状態の検出及びその動作制御により、動作制御不能な通電状態になってしまっていることを検出可能であるとともに、確実な短絡電流防止を図ることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、蓄電装置と接続端子部との間が通電状態にあることを外部に報知する報知手段（７）を備え、制御装置は、第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御する前または後に、報知手段を制御して外部に報知することを特徴とする。

この発明によれば、蓄電装置からの放電が接続端子部に短絡電流として流れている可能性がある場合には、この状態を報知手段によって外部に知らせることにより、接続端子部と系統電源との接続作業の中止、メンテナンス実施等の必要な措置を確実かつ早急に講じることができる。

請求項３の発明は、上記各発明において、制御装置は、接続端子部が系統電源に電気接続されているか否かを検出可能であり、
制御装置は、第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、第１の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、さらに接続端子部が系統電源に電気接続されていることを検出した場合には、第３の通電切換装置、第２の通電切換装置、第１の通電切換装置の順に通電状態に切り換え制御することを特徴とする。

この発明によれば、接続端子部が系統電源に電気接続されていることを検出したことまでの上記一連の制御装置による処理により、蓄電装置と接続端子部との間が通電していない状態であると判断することができる。さらにこの場合に、系統電源に近い方から、第３の通電切換装置、第２の通電切換装置、第１の通電切換装置の順に通電状態に切り換え制御することにより、安全に、系統電源から蓄電装置への充電を実施できるとともに、系統電源の電力を負荷機器に供給することができる。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、負荷機器は、車室内の空調を制御する空調装置（５，６，５３，５６）であることを特徴とする。負荷機器が空調装置である場合には、車室内の快適性確保のために、空調装置に関わる装置を常に稼動可能な状態に維持しておく必要がある。この発明によれば、蓄電装置からの放電、系統電源からの電力供給によって、空調装置に関わる装置を稼動できる状態に維持可能であり、そのために比較的頻繁に行われる、接続端子部と系統電源との接続作業を安全に実施することができる。

請求項５の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、負荷機器は、冷凍車に設けられる冷凍室を温調する冷凍サイクル装置（５０）であることを特徴とする。冷凍車においては、生鮮食品等の鮮度を保つために、冷凍サイクル装置を常に稼動可能な状態に維持しておく必要がある。この発明によれば、蓄電装置からの放電、系統電源からの電力供給によって、冷凍サイクル装置を稼動できる状態に維持可能であり、そのために比較的頻繁に行われる、接続端子部と系統電源との接続作業を安全に実施することができる。

請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、メイン通電ライン（２０Ａ）は、車両（２０１）と充電スタンド（２０２）とが電気的に接続されることによって形成され、制御装置は、車両に設けられる車両制御装置（１０１Ａ）と、充電スタンドを制御するスタンド制御装置（１０２）とで構成されることを特徴とする。

請求項７〜請求項１０に記載の電力供給システムに係る各発明は、系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、接続端子部と蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して負荷機器とメイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、メイン通電ラインのうち、蓄電装置と負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、メイン通電ラインのうち、分岐部（２２）と接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、メイン通電ラインのうち、第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、第１の通電切換装置、第２の通電切換装置及び第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、という共通した構成を有し、
さらに請求項７によれば、制御装置は、接続端子部が系統電源に電気接続されているか否かを検出可能であり、制御装置は、第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、第１の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、さらに接続端子部が系統電源に電気接続されていることを検出した場合には、第３の通電切換装置、第２の通電切換装置、第１の通電切換装置の順に通電状態に切り換え制御することを特徴とする。
さらに請求項８によれば、負荷機器は、車室内の空調を制御する空調装置（５，６，５３，５６）であることを特徴とする。
さらに請求項９によれば、負荷機器は、冷凍車に設けられる冷凍室を温調する冷凍サイクル装置（５０）であることを特徴とする。
さらに請求項１０によれば、メイン通電ライン（２０Ａ）は、車両（２０１）と充電スタンド（２０２）とが電気的に接続されることによって形成され、制御装置は、車両に設けられる車両制御装置（１０１Ａ）と、充電スタンドを制御するスタンド制御装置（１０２）とで構成されることを特徴とする。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明を適用した第１実施形態における電力供給システムの概略構成を示す構成図である。 第１実施形態の電力供給システムによる短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。 本発明を適用した第２実施形態における電力供給システムの概略構成を示す構成図である。 第２実施形態の電力供給システムによる短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。 第３実施形態の電力供給システムによる短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
本発明を適用した第１実施形態に関して、図１及び図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態における電力供給システム１００の概略構成を示す構成図である。図２は電力供給システム１００による短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。

図示する電力供給システム１００は、電力供給契約に基づいて電力供給元（電力会社）から供給される系統電源１の電力を、蓄電装置の一例である蓄電池２に充電可能で、かつ負荷機器の作動に使用可能であるとともに、蓄電池２に蓄えられた蓄電力を放電して当該負荷機器の作動に使用可能に構成されたシステムである。

電力供給システム１００は、例えば、車両に搭載されるシステムである。当該車両は、例えば電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等であり、蓄電装置は車載バッテリとしての二次電池である。負荷機器は、蓄電池２からの放電電力及び系統電源の供給電力により、作動する電動の機器であり、例えば、車両に搭載される空調装置に係る電動の部品、冷凍車の冷凍室を温調する冷凍サイクル装置５０等である。また、本実施形態で説明する負荷機器の例は、圧縮機モータ５、電気ヒータ６、室外用送風機５３、室内用送風機５６である。

図１に示すように、電力供給システム１００は、例えば複数個のリチウムイオン二次電池からなる蓄電池２と、系統電源１に電気接続する際に接続するように設けられたコンセント４と、コンセント４と蓄電池２とを接続するメイン通電ライン２０と、メイン通電ライン２０の途中に設けられた分岐部２２から分岐して負荷機器とメイン通電ライン２０とを接続するサブ通電ライン２１と、を備えている。さらに電力供給システム１００は、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、第３のスイッチ１３、電力変換器３、及び制御装置１０１等を備えている。

第１のスイッチ１１は、メイン通電ライン２０のうち、蓄電池２と負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置である。第１のスイッチ１１は、蓄電池２の入出力端と負荷機器の入力端との通電を入り状態、切り状態にするリレー接点である。また第１のスイッチ１１は、蓄電池２の入出力端と第２のスイッチ１２との間の通電を入り状態、切り状態にするリレー接点でもある。

第２のスイッチ１２は、メイン通電ライン２０のうち、分岐部２２とコンセント４とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置である。第２のスイッチ１２は、コンセント４と負荷機器の入力端との通電を入り状態、切り状態にするリレー接点である。また第２のスイッチ１２は、蓄電池２の入出力端と第３のスイッチ１３との間の通電を入り状態、切り状態にするリレー接点でもある。

第３のスイッチ１３は、メイン通電ライン２０のうち、第２のスイッチ１２による切換え部位とコンセント４とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置である。第３のスイッチ１３は、系統電源１に最も近い場所に設定された通電切換装置であり、これを非通電状態に制御すれば、蓄電池２からの短絡電流はコンセント４の端子部に至らないし、系統電源１の電力は負荷機器及び蓄電池２には通電しない。

電力変換器３は、整流ダイオードであり、直流電圧を交流電圧に変換して出力するとともに交流電圧を直流電圧に変換して出力するように構成されている。メイン通電ライン２０には、蓄電池２、第１のスイッチ１１、分岐部２２、第２のスイッチ１２、第３のスイッチ１３、電力変換器３、第１のスイッチ１１、コンセント４が順に設けられている。メイン通電ライン２０には、サブ通電ライン２１の一端は、分岐部２２であり、他端は、負荷機器である圧縮機モータ５、電気ヒータ６、室外用送風機５３、室内用送風機５６等が接続されている。

圧縮機モータ５は、蓄電池２からの放電電力または系統電源１からの供給電力の出力周波数に応じて回転数が変化するようになっており、圧縮機５１のケース内に収容されている。圧縮機５１は、冷媒を吸入し、これを圧縮して吐出する。圧縮機５１の出口には凝縮器５２が配管を介して接続され、凝縮器５２に減圧器５４を介して蒸発器５５が配管接続されている。蒸発器５５の出口は圧縮機５１の吸入口に配管接続されている。このように、圧縮機５１、凝縮器５２、減圧器５４、蒸発器５５を配管接続してなる冷凍サイクル装置５０が構成される。さらに、凝縮器５２は冷凍室の外部に設置されている。室外用送風機５３は冷媒と熱交換する車外の空気を送風する。蒸発器５５は冷凍室の内部に設置されている。室内用送風機５６は、冷媒と熱交換して冷却される室内の空気を冷凍室内に送風し、冷凍室内を温調する。

制御装置１０１は、電力供給システム１００における蓄電池２の充放電制御、系統電源からの電力供給、冷凍サイクル装置５０の運転、室外用送風機５３及び室内用送風機５６の作動、電気ヒータ６の作動、操作パネルに設けられた表示部７の表示画面等を司る電子式コントロールユニットである。制御装置１０１は、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３の切り換え状態（通電状態及び非通電状態）、コンセント４の系統電源１との接続状態及び非接続状態等を検出するとともに、その切り換え動作を制御する。つまり、制御装置１０１は、各スイッチの接点の入り切りを検出し、制御することができる。制御装置１０１は、電力供給システム１００に関わる各種制御装置、各種部品等と通信可能に構成されて相互に各種情報交換を行うことができ、各部の作動を制御する。

車両の停止後、コンセント４を系統電源１に接続した状態では、制御装置１０１は、通常、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３を通電状態に制御し、圧縮機モータ５等の負荷機器を系統電源１の供給電力によって動作させ、残りの系統電源１の供給電力で蓄電池２への充電を行う。また、負荷機器が必要とする負荷電力が大きい場合は、制御装置１０１は、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３を通電状態に制御し、圧縮機モータ５等の負荷機器に対して、系統電源１の電力と蓄電池２が放電する電力の両方から電力供給を行う。

次に、電力供給システム１００の作動例について図２にしたがって説明する。図２に示すように、制御装置１０１に電源が投入されて本フローチャートがスタートすると、制御装置１０１は、まずステップ１０で、第２のスイッチ１２がＯＮされて通電ラインを通電状態にしているか否かを判定する。

ステップ１０で、第２のスイッチ１２が接続状態であると判定すると、ステップ３２に進み、報知手段の一例である表示部７にエラー表示を表示する。このエラー表示により、ユーザーが車両停止時にコンセント４を系統電源１に接続して系統電力を利用するときに、ユーザーに対して注意を促すことができる。ユーザーは、コンセント４の端子部に蓄電池２からの短絡電流が流れている可能性があることを認識し、当該コンセント４の接続行為を中止するか、慎重の上に実施することができる。また、各部のスイッチに故障等が発生している可能性もあるため、修理、点検等のメンテナンスを促すこともできる。

ステップ３２のエラー表示処理の後、ステップ３４で第３のスイッチ１３をＯＦＦして、通電ラインを非通電状態にする処理を実行する。この処理により、蓄電池２とコンセント４との通電ラインがコンセント４に最も近い側で遮断されて、メイン通電ライン２０が非通電状態に設定されることになる。したがって、ステップ３６で、系統電源１での負荷機器の作動不可及び蓄電池２の充電不可の判定処理を実行し、本フローチャートを終了する。

一方、ステップ１０で、第２のスイッチ１２が非接続状態であると判定すると、ステップ２０で第１のスイッチ１１をＯＦＦして、通電ラインを非通電状態にする処理を実行する。この処理は、ステップ１０で第２のスイッチ１２が非接続状態であると判定したものの、第２のスイッチ１２の接点が溶着等の何らかの原因により、実際には接続状態である場合がある。この場合には、第２のスイッチ１２は通電状態であることになる。

そして、ステップ３０で、第１のスイッチ１１がＯＮされて通電ラインを通電状態にしているか否かを判定する。ステップ３０で、第１のスイッチ１１が接続状態であると判定すると、第１のスイッチ１１の接点が溶着等の何らかの原因によって実際には接続状態である可能性がある。このため、ステップ３２に進み、以降、前述のステップ３４、ステップ３６を実行し、本フローチャートを終了する。

ステップ３０で、第１のスイッチ１１が非接続状態であると判定すると、ステップ４０で、コンセント４が系統電源１に接続された接続状態であるか否かを判定する。ステップ４０で、コンセント４が非接続状態であると判定すると、系統電力を供給する準備にないため、以降、前述のステップ３４、ステップ３６を実行し、本フローチャートを終了する。

ステップ４０で、コンセント４が接続状態であると判定すると、各スイッチは異常な状態になく、系統電力を利用できる準備にあると判定することができる。電力供給システム１００では、ここまでの処理によって、各スイッチの接続状態の検出することができる。すなわち、ステップ１０、ステップ２０、ステップ３０、ステップ３２、ステップ４０の処理により、各スイッチの接続状態の検出を実施している。

次に、ステップ５０で、第３のスイッチ１３をＯＮして、通電ラインを通電状態にする処理を実行し、ステップ６０で第２のスイッチ１２をＯＮして、通電ラインを通電状態にする処理を実行する。そして、ステップ７０で蓄電池２への充電指令があるか否かを判定する。ステップ７０で充電指令がないと判定すると、ステップ７２で系統電源１での負荷機器の作動を実施する。このステップを実行する状態では、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３が接続状態であり、第１のスイッチ１１が非接続状態である。したがって、メイン通電ライン２０のうち、系統電源１から、第３のスイッチ１３、電力変換器３、第２のスイッチ１２、分岐部２２に至るラインが通電され、系統電力は負荷機器に投入されて負荷機器の作動に使用されることになる。

一方、ステップ７０で充電指令があると判定すると、ステップ８０で、第１のスイッチ１１をＯＮして通電ラインを通電状態にする処理を実行する。さらに、ステップ９０で系統電源１での蓄電池２への充電及び負荷機器の作動を実施し、本フローチャートを終了する。このステップを実行する状態では、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、及び第３のスイッチ１３が接続状態である。したがって、メイン通電ライン２０及びサブ通電ライン２１の両方のラインが通電され、系統電力は負荷機器に投入されて負荷機器の作動に使用されるとともに、残りは蓄電池２の充電に使用されることになる。このように、電力供給システム１００では、ステップ３６、ステップ５０〜ステップ９０の処理により、各スイッチの動作の制御を実施している。

本実施形態の電力供給システム１００がもたらす作用効果について説明する。電力供給システム１００は、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置１０１を備える。制御装置１０１は、第２のスイッチ１２の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合、または、第２のスイッチ１２の切り換え状態が非通電状態であって、第１のスイッチ１１を非通電状態に切り換え制御した後、第１のスイッチ１１の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、第３のスイッチ１３を非通電状態に切り換え制御する。

この構成によれば、制御装置１０１により、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２及び第３のスイッチ１３の切り換え状態を検出することによって、蓄電池２とコンセント４とが通電状態であるか否かの判断ができる。さらに、蓄電池２とコンセント４とが通電している可能性がある場合には、非通電にするために必要なスイッチの切り換え動作を制御することができる。このため、蓄電池２からの電流がコンセント４の端子部に漏電する状態を防止することができる。例えば、コンセント４を系統電源に接続するときに、作業を行う者がコンセント４の端子部に触れてしまい、感電することを回避できるのである。

本実施形態によれば、従来技術のようにトランスを備えなくてもよい構成で、二次電池から外部への短絡電流の防止を図り、重量化、体格の大型化、システムのコストを抑制できる電力供給システム１００が得られる。このため、電力供給システム１００を車両に適用する場合は、積載量軽減が図れ、非常に有効なシステムを搭載できる。

また、電力供給システム１００において負荷機器は、冷凍車に設けられる冷凍室を温調する冷凍サイクル装置５０であることが好ましい。冷凍車においては、生鮮食品等の鮮度を保つために、例えば、冷凍サイクル装置５０を構成する部品の一例である圧縮機モータ５、室内用送風機５６、室外用送風機５３等の冷凍サイクル装置５０を構成する部品を常に稼動可能な状態に維持しておく必要がある。この構成によれば、蓄電池２からの放電、系統電源１からの電力供給によって、冷凍サイクル装置５０を稼動できる状態に維持可能であり、そのために比較的頻繁に行われる、コンセント４と系統電源１との接続作業を、漏電等の問題を解消して安全に実施することができる。

また、電力供給システム１００において負荷機器は、車室内の空調を制御する空調装置であることが好ましい。当該空調装置は、例えば、停車時にコンセント４を系統電源１に接続した状態で、車内待機時、または仮眠時等の車室内空調を実施することができる。この場合、上記の蒸発器５５は、車室内へ送風される空調風の空気通路である空調ユニットケース内部に配置されることになる。負荷機器が空調装置である場合には、車室内の快適性確保のために、例えば、冷凍サイクル装置５０を構成する部品の一例である圧縮機モータ５、室内用送風機５６、室外用送風機５３、電気ヒータ６等の空調装置に関わる装置を常に稼動可能な状態に維持しておく必要がある。この構成によれば、蓄電池２からの放電、系統電源１からの電力供給によって、空調装置に関わる装置を稼動できる状態に維持可能であり、そのために比較的頻繁に行われる、コンセント４と系統電源１との接続作業を、漏電等の問題を解消して、安全に実施することができる。

また、制御装置１０１は、第２のスイッチ１２の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、または、第２のスイッチ１２の切り換え状態が非通電状態であって、第１のスイッチ１１を非通電状態に切り換え制御した後、第１のスイッチ１１の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、第３のスイッチ１３を非通電状態に切り換え制御する。

この制御によれば、第２のスイッチ１２が通電状態であることを検出した場合には第３のスイッチ１３を非通電状態に切り換え制御することで、蓄電池２からの放電がコンセント４に短絡電流として流れることを防止する。または、第２のスイッチ１２が非通電状態で、第１のスイッチ１１を非通電状態に切り換え制御した後、第１のスイッチ１１が通電状態であることを検出した場合には、第３のスイッチ１３を非通電状態に切り換え制御することにより、第２のスイッチ１２及び第１のスイッチ１１が何らかの原因により動作制御不能な通電状態になってしまっている可能性があることを検出することができる。このような各スイッチにおける通電状態の検出及びその動作制御により、動作制御不能な通電状態になってしまっていることを検出可能にし、確実な短絡電流防止を図る電力供給システム１００が得られる。

電力供給システム１００は、蓄電池２とコンセント４との間が通電状態にあることを外部に報知する報知手段、例えば、文字表示やランプ表示灯の表示部７、音声報知を行うスピーカ等を備える。制御装置１０１は、第３のスイッチ１３を非通電状態に切り換え制御する前または後に、当該報知手段を制御して外部に報知する。

この構成によれば、蓄電池２からの放電がコンセント４に短絡電流として流れている可能性がある場合には、この状態を報知手段によって外部に知らせることにより、コンセント４の端子部と系統電源１との接続作業の中止、メンテナンス実施等の必要な措置を確実かつ早急に講じることが可能になる。したがって、一層、安全性及び利便性の高い電力供給システム１００が得られる。

制御装置１０１は、第２のスイッチ１２の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、第１のスイッチ１１を非通電状態に切り換え制御した後、第１のスイッチ１１の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、さらにコンセント４が系統電源１に電気接続されていることを検出した場合には、第３のスイッチ１３、第２のスイッチ１２、第１のスイッチ１１の順に通電状態に切り換え制御する。

この制御によれば、コンセント４が系統電源１に電気接続されていることを検出したことまでの上記一連の制御装置１０１による処理により、蓄電池２とコンセント４との間が通電していない状態であると判断することができる。さらにこの場合に、系統電源１に近い方のスイッチから、第３のスイッチ１３、第２のスイッチ１２、第１のスイッチ１１の順に通電状態に切り換え制御することにより、安全に、系統電源１から蓄電装置への充電及び系統電源１の電力の負荷機器への供給をより安全に実施することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について、図３及び図４にしたがって説明する。図３は、第２実施形態における電力供給システム２００の概略構成を示す構成図である。図４は、電力供給システム２００による短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。本実施形態で特に説明しない構成、作用、制御、同じステップ符号を付した処理等は、第１実施形態と同様であるとし、その作用効果も同様である。

電力供給システム２００は、メイン通電ライン２０Ａが車両２０１と充電スタンド２０２とが電気的に接続されることによって形成されることを特徴とする、すなわち、メイン通電ライン２０Ａのうち、蓄電池２、第１のスイッチ１１、圧縮機モータ５等の負荷機器、及び第２のスイッチ１２は、車両２０１に搭載される。メイン通電ライン２０Ａのうち、コンセント４、第３のスイッチ１３、及び電力変換器３は、系統電源１に接続されて、系統電力を充電電力として使用する充電スタンド２０２に搭載される。

車両２０１に搭載される方の通電ラインには、車両側接続部３１が第２のスイッチ１２に接続されている。充電スタンド２０２に搭載される方の通電ラインには、スタンド側接続部３２が電力変換器３に接続されている。車両側接続部３１とスタンド側接続部３２とを接続することにより、コネクタ３０を構成し、この接続により、一連のメイン通電ライン２０Ａを形成することができる。また、車両２０１に設けられる車両制御装置１０１Ａと、充電スタンド２０２を制御するスタンド制御装置１０２とを合わせることで第１実施形態の制御装置１０１に相当する機能を有する。

本実施形態に記載する「短絡電流の防止制御に係るフローチャート」は、図４に示すように、第１実施形態の図２に記載のフローに対して、ステップ３０のＹＥＳ判定とステップ４０の間に、ステップ４０Ａが実行される点のみが異なる。

以下、第１実施形態の制御と異なる点について説明する。図４に示すように、ステップ３０で、第１のスイッチ１１が非接続状態であると判定すると、ステップ４０Ａでコネクタ３０が接続状態であるか否かを判定する。ステップ４０Ａで、コネクタ３０が非接続状態であると判定すると、車両２０１と充電スタンド２０２が接続されてなく、メイン通電ライン２０Ａが形成されていない状態であって系統電力を供給する準備にない。このため、以降、ステップ３４、ステップ３６を実行し、本フローチャートを終了する。

ステップ４０Ａで、コネクタ３０が接続状態であると判定すると、メイン通電ライン２０Ａが形成されている状態であり、次にステップ４０でコンセント４が接続状態であるか否かを判定する。ステップ４０Ａで、コネクタ３０が接続状態であると判定すると、各スイッチは異常な状態になく、系統電力を利用できる準備にあると判定することができる。電力供給システム２００では、ここまでの処理によって、各スイッチの接続状態の検出することができる。すなわち、ステップ１０、ステップ２０、ステップ３０、ステップ３２、ステップ４０Ａ、ステップ４０の処理により、各スイッチの接続状態の検出を実施している。

また、ステップ１０及びステップ３０では、車両制御装置１０１Ａによってスイッチ状態が検出される。ステップ４０Ａ及びステップ４０では、スタンド制御装置１０２によってスイッチ状態が検出される。ステップ６０及びステップ８０では、車両制御装置１０１Ａによってスイッチ状態が制御される。ステップ５０では、スタンド制御装置１０２によってスイッチ状態が制御される。

本実施形態の電力供給システム２００がもたらす作用効果について説明する。電力供給システム２００におけるメイン通電ライン２０Ａは、車両２０１と充電スタンド２０２とが電気的に接続されることによって形成されている。制御装置は、車両２０１に設けられる車両制御装置１０１Ａと、充電スタンド２０２を制御するスタンド制御装置１０２とで構成されている。

この構成によれば、メイン通電ライン２０Ａを車両２０１に搭載される電装部品と充電スタンド２０２に搭載される電装部品とで構成して、それぞれに既設の制御装置に必要な通電切換装置１１〜１３の切り換え状態の検出及びその切り換え制御を担当させることができる。したがって、各通電切換装置の検出及び制御に係る構成を簡素化した電力供給システム２００が得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態について、図５にしたがって説明する。図５は、第３実施形態に係る短絡電流の防止制御に係るフローチャートである。本実施形態で特に説明しない構成、作用、制御、同じステップ符号を付した処理等は、第１実施形態と同様であるとし、その作用効果も同様である。

本実施形態に記載する「短絡電流の防止制御に係るフローチャート」は、図５に示すように、第１実施形態の図２に記載のフローに対して、２つの形態のエラー表示を実施するステップを有する点が異なる。この２つのエラー表示により、２段階のエラーが表示されて、ユーザーは、１段階目のエラー表示がなされても一定の条件では、以降の処理を継続することができる。

以下、第１実施形態の制御と異なる点について説明する。図５に示すように、ステップ１０で、第２のスイッチ１２が接続状態であると判定すると、ステップ１２に進み、第１のエラー表示を実行する。この第１のエラー表示は、報知手段の一例である表示部７に表示する１段階目のエラー表示であり、この第１のエラー表示によって、ユーザーが車両停止時にコンセント４を系統電源１に接続して系統電力を利用するときに、ユーザーに対して注意を促すことができる。第１のエラー表示は、ステップ１０での判定結果によって第２のスイッチ１２に溶着の可能性があり、３個のスイッチすべてが正常でなく、中には異常なスイッチが存在しているが、限定された運転は安全に実施可能であることをユーザーに対して報知する。したがって、第１のエラー表示が実行されても、ユーザーは直ちに使用を中止する必要はなく、後で修理を行えばよいため、その後の処理を継続することができる。

第１のエラー表示が報知された後、ステップ３０Ａで、第１のスイッチ１１がＯＮされて通電ラインを通電状態にしているか否かを判定する。ステップ３０Ａで、第１のスイッチ１１が接続状態であると判定すると、第１のスイッチ１１の接点が溶着等の何らかの原因によって実際には接続状態である可能性がある。このため、ステップ３２Ａに進み、第２のエラー表示を実行する。この第２のエラー表示は、第１実施形態のステップ３２の処理と同様であり、ユーザーが車両停止時にコンセント４を系統電源１に接続して系統電力を利用するときに、ユーザーに対して注意を促すことができる。ユーザーは、コンセント４の端子部に蓄電池２からの短絡電流が流れている可能性があることを認識し、当該コンセント４の接続行為を中止するか、慎重の上に実施することができる。また、各部のスイッチに故障等が発生している可能性もあるため、修理、点検等のメンテナンスを促すこともできる。以降、第１実施形態のステップ３４と同様のステップ３２Ａ１、第１実施形態のステップ３６と同様のステップ３２Ａ２を実行し、本フローチャートを終了する。

ステップ３０Ａで、第１のスイッチ１１が非接続状態であると判定すると、ステップ３０Ａ１で、第１実施形態のステップ４０と同様に、コンセント４が系統電源１に接続された接続状態であるか否かを判定する。ステップ３０Ａ１で、コンセント４が非接続状態であると判定すると、系統電力を供給する準備にないため、以降、前述のステップ３２Ａ１、ステップ３２Ａ２を実行し、本フローチャートを終了する。ステップ３０Ａ１で、コンセント４が接続状態であると判定すると、各スイッチは異常な状態になく、系統電力を利用できる準備にあると判定することができる。次に、第１実施形態と同様のステップ７０に進み、第１実施形態で説明した以降の処理を実行し、本フローチャートを終了する。

一方、ステップ１０で、第２のスイッチ１２が非接続状態であると判定すると、第１実施形態と同様のステップ２０で、第１のスイッチ１１をＯＦＦして、通電ラインを非通電状態にする処理を実行する。この処理は、ステップ１０で第２のスイッチ１２が非接続状態であると判定したものの、第２のスイッチ１２の接点が溶着等の何らかの原因により、実際には接続状態である場合がある。この場合には、第２のスイッチ１２は通電状態であることになる。次にステップ４０でコンセント４が系統電源１に接続された接続状態であるか否かを判定する。

ステップ４０で、コンセント４が非接続状態であると判定すると、系統電力を供給する準備にないため、以降、前述のステップ３２Ａ１、ステップ３２Ａ２を実行し、本フローチャートを終了する。ステップ４０で、コンセント４が接続状態であると判定すると、各スイッチは異常な状態になく、系統電力を利用できる準備にあると判定することができる。したがって、ステップ５０及びステップ６０で、第３のスイッチ１３、第２のスイッチ１２の順にＯＮする処理を実行し、前述のステップ７０に進み、第１実施形態で説明した以降の処理を実行し、本フローチャートを終了する。

なお、本実施形態に係る短絡電流の防止制御を第２実施形態の電力供給システム２００に適用する場合には、第２実施形態で説明したステップ４０Ａを、ステップ２０の後と、ステップ３０Ａ１の後とに実行すればよい。ステップ４０Ａの判定がＹＥＳの場合には、それぞれステップ４０、ステップ３０Ａ１に進み、ステップ４０Ａの判定がＮＯの場合には、ステップ３２Ａ１に進むことになる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、蓄電装置は定置式の二次電池としての蓄電池２であるが、これに限定されるものではない。蓄電装置は、充放電可能な蓄電手段であればよく、例えばキャパシタ等を採用することもできる。

上記実施形態では、蓄電装置を備える方の装置が車両であるが、これに限定されるものではない。例えば、蓄電装置を備える住宅、店舗、工場、倉庫等の建物であってもよい。

上記実施形態における負荷機器は、本発明を車両に関わる電力供給システムに適用する場合には、ナビゲーション装置、車載テレビ等を含むものとする。また、車両以外に関わる電力供給システムに適用する場合には、テレビ、エアコン、冷蔵庫等の交流電力使用の機器を負荷機器に含むことができる。

また、負荷機器は、蓄熱用機器であってもよい。蓄熱用機器は、太陽光発電電力等の自然エネルギー、系統電力等を熱エネルギーに変えて蓄える機器であり、例えば、内部に給湯用の湯を蓄えるタンクと、水を沸き上げてタンク内に蓄える湯とするヒートポンプ装置とを備える。この蓄熱用機器は、太陽光発電電力等の自然エネルギー、系統電力等を使用してヒートポンプ装置によって湯を沸かし、沸き上げた湯をタンク内に熱量として蓄える。

上記実施形態のステップ３２において、表示部７の画面にエラー表示を表示しているが、このような実施形態に限定するものではない。このステップでは、エラーであることをユーザーに知らせればよいため、例えば、音声案内による明確なエラー報知、警報音の発生、警告用のランプの点灯または点滅等によって報知手段を構成してもよい。

１…系統電源
２…蓄電池（蓄電装置）
４…コンセント（接続端子部）
５…圧縮機モータ（負荷機器、空調装置）
６…電気ヒータ（負荷機器、空調装置）
１１…第１のスイッチ（第１の通電切換装置）
１２…第２のスイッチ（第２の通電切換装置）
１３…第３のスイッチ（第３の通電切換装置）
２０…メイン通電ライン
２１…サブ通電ライン
２２…分岐部
５０…冷凍サイクル装置（負荷機器）
５３…室外用送風機（空調装置）
５６…室内用送風機（空調装置）
１００，２００…電力供給システム
１０１…制御装置
１０１Ａ…車両制御装置
１０２Ａ…スタンド制御装置
２０１・・・車両
２０２・・・充電スタンド

Claims (10)

1. 系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、前記系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、
   前記系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、
   前記接続端子部と前記蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、
   前記メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して前記負荷機器と前記メイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記蓄電装置と前記負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記分岐部（２２）と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、
   前記第１の通電切換装置、前記第２の通電切換装置及び前記第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第２の通電切換装置の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、
   または、前記第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であって、前記第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、前記第１の通電切換装置の切り換え状態が通電状態であることを検出した場合には、
   前記第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御することを特徴とする電力供給システム。
2. 前記蓄電装置と前記接続端子部との間が通電状態にあることを外部に報知する報知手段（７）を備え、
   前記制御装置は、前記第３の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御する前または後に、前記報知手段を制御して前記外部に報知す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. 前記制御装置は、前記接続端子部が前記系統電源に電気接続されているか否かを検出可能であり、
   前記制御装置は、
   前記第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、前記第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、前記第１の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、さらに前記接続端子部が前記系統電源に電気接続されていることを検出した場合には、
   前記第３の通電切換装置、前記第２の通電切換装置、前記第１の通電切換装置の順に通電状態に切り換え制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記負荷機器は、車室内の空調を制御する空調装置（５，６，５３，５６）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
5. 前記負荷機器は、冷凍車に設けられる冷凍室を温調する冷凍サイクル装置（５０）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
6. 前記メイン通電ライン（２０Ａ）は、車両（２０１）と充電スタンド（２０２）とが電気的に接続されることによって形成され、
   前記制御装置は、前記車両に設けられる車両制御装置（１０１Ａ）と、前記充電スタンドを制御するスタンド制御装置（１０２）とで構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力供給システム。
7. 系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、前記系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、
   前記系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、
   前記接続端子部と前記蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、
   前記メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して前記負荷機器と前記メイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記蓄電装置と前記負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記分岐部（２２）と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、
   前記第１の通電切換装置、前記第２の通電切換装置及び前記第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
   前記制御装置は、前記接続端子部が前記系統電源に電気接続されているか否かを検出可能であり、
   前記制御装置は、
   前記第２の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、前記第１の通電切換装置を非通電状態に切り換え制御した後、前記第１の通電切換装置の切り換え状態が非通電状態であることを検出し、さらに前記接続端子部が前記系統電源に電気接続されていることを検出した場合には、
   前記第３の通電切換装置、前記第２の通電切換装置、前記第１の通電切換装置の順に通電状態に切り換え制御することを特徴とする電力供給システム。
8. 系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、前記系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、
   前記系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、
   前記接続端子部と前記蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、
   前記メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して前記負荷機器と前記メイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記蓄電装置と前記負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記分岐部（２２）と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、
   前記第１の通電切換装置、前記第２の通電切換装置及び前記第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
   前記負荷機器は、車室内の空調を制御する空調装置（５，６，５３，５６）であることを特徴とする電力供給システム。
9. 系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、前記系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、
   前記系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、
   前記接続端子部と前記蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、
   前記メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して前記負荷機器と前記メイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記蓄電装置と前記負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記分岐部（２２）と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、
   前記メイン通電ラインのうち、前記第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、
   前記第１の通電切換装置、前記第２の通電切換装置及び前記第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
   前記負荷機器は、冷凍車に設けられる冷凍室を温調する冷凍サイクル装置（５０）であることを特徴とする電力供給システム。
10. 系統電源（１）から供給される電力を充電可能であり、前記系統電源（１）から供給される電力を使用して作動可能な負荷機器（５，６）に対して電力を放電可能に構成される蓄電装置（２）と、
    前記系統電源に電気接続する際に接続するように設けられた接続端子部（４）と、
    前記接続端子部と前記蓄電装置とを接続するメイン通電ライン（２０）と、
    前記メイン通電ラインの途中に設けられた分岐部（２２）から分岐して前記負荷機器と前記メイン通電ラインとを接続するサブ通電ライン（２１）と、
    前記メイン通電ラインのうち、前記蓄電装置と前記負荷機器との間を結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第１の通電切換装置（１１）と、
    前記メイン通電ラインのうち、前記分岐部（２２）と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第２の通電切換装置（１２）と、
    前記メイン通電ラインのうち、前記第２の通電切換装置（１２）による切換え部位と前記接続端子部（４）とを結ぶ通電ラインを通電状態と非通電状態とに切り換える第３の通電切換装置（１３）と、
    前記第１の通電切換装置、前記第２の通電切換装置及び前記第３の通電切換装置の切り換え状態を検出するとともに、その切り換え動作を制御する制御装置（１０１）と、を備え、
    前記メイン通電ライン（２０Ａ）は、車両（２０１）と充電スタンド（２０２）とが電気的に接続されることによって形成され、
    前記制御装置は、前記車両に設けられる車両制御装置（１０１Ａ）と、前記充電スタンドを制御するスタンド制御装置（１０２）とで構成されることを特徴とする電力供給システム。

Images