JP5971601B2 - Electric vehicle power supply system - Google Patents

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Description

本発明は、電気自動車給電システムに関するものである。   The present invention relates to an electric vehicle power feeding system.

近年、プラグインハイブリッド車(PHV:Plug in Hybrid Vehicle)や電池自動車(BEV:Barttery Electric Viecle)などの電気自動車の開発が進められており、電気自動車への充電方法として、住戸のコンセントから電気自動車に商用交流電源を給電して、電気自動車を充電することが検討されている。   In recent years, electric vehicles such as plug-in hybrid vehicles (PHVs) and battery vehicles (BEV: Barttery Electric Viecle) have been developed. It is being considered to charge an electric vehicle by supplying a commercial AC power source.

また、電気自動車に商用交流電源を供給してバッテリを充電している状態で停電が発生した場合に、電気自動車のバッテリを放電させて、住宅内にある電気機器に電力供給を行うことが従来検討されていた(例えば、特許文献1参照)。   In addition, when a power failure occurs while a commercial AC power supply is being supplied to an electric vehicle and the battery is being charged, the battery of the electric vehicle is discharged and power is supplied to the electric devices in the house. It has been studied (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−158084号公報JP 2006-158084 A

上記の特許文献1に開示されたシステムでは、電気自動車の充電時には電気自動車に商用交流電源を供給し、電気自動車の内部で交流を直流に変換してバッテリを充電しているため、交流を直流に変換する際に変換ロスが発生するという問題があった。また電気自動車の放電時にも、バッテリに蓄電された直流電力を交流電力に変換して住宅側に供給しているので、直流を交流に変換する際に変換ロスが発生するという問題があった。   In the system disclosed in Patent Document 1 described above, when charging the electric vehicle, commercial AC power is supplied to the electric vehicle, and the battery is charged by converting the alternating current into direct current inside the electric vehicle. There was a problem that conversion loss occurred when converting to. Moreover, since the DC power stored in the battery is converted into AC power and supplied to the house side when the electric vehicle is discharged, there is a problem that conversion loss occurs when DC is converted into AC.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電気自動車のバッテリを充電する際やバッテリを放電させて宅内に給電する際の交流−直流変換又は直流−交流変換を不要にして、電力の効率的な利用を図った電気自動車給電システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to convert AC-DC or DC-DC when charging an electric vehicle battery or discharging the battery to supply power to the house. An object of the present invention is to provide an electric vehicle power supply system that eliminates the need for alternating current conversion and efficiently uses power.

上記目的を達成するために、本発明の電気自動車給電システムは、建物内に配置され、直流電源から供給される直流電力を建物内に配設された分岐回路に配電する直流分電盤と、前記直流分電盤からの直流電力を電気自動車のバッテリに給電する充電動作、及び前記電気自動車のバッテリからの直流電力を前記直流分電盤に供給する給電動作を行うように構成された双方向給電装置と、前記直流電源による電力供給量と前記分岐回路での使用電力量とに基づいて、前記双方向給電装置の動作を充電動作及び給電動作の何れかに切り換える切替信号を発生するように構成された制御装置とを備え、前記双方向給電装置は、前記切替信号に基づいて、前記電気自動車を前記バッテリの充電動作及び給電動作の何れかに切り替えさせる制御部と、前記電気自動車の充電時に前記直流分電盤からの直流電力を前記電気自動車に供給する自動車側給電部と、前記電気自動車の放電時に前記電気自動車からの直流電力を前記直流分電盤に供給する分電盤側給電部とを備え、前記直流分電盤は、前記直流電源として、商用交流電源から供給される交流電力を直流に変換するAC/DCコンバータと、発電装置によって発電された直流電圧の電圧値を変換する第1のDC/DCコンバータと、前記建物に設置された蓄電池から供給される直流電圧の電圧値を変換する第2のDC/DCコンバータとを備え、前記制御装置が、前記AC/DCコンバータと前記第1のDC/DCコンバータと前記第2のDC/DCコンバータとの給電量をそれぞれ制御するように構成されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric vehicle power feeding system of the present invention is arranged in a building, and a DC distribution board that distributes DC power supplied from a DC power source to a branch circuit arranged in the building; Bidirectionally configured to perform a charging operation for supplying DC power from the DC distribution board to a battery of an electric vehicle and a power supply operation for supplying DC power from the battery of the electric vehicle to the DC distribution board a power feeding unit, on the basis of the DC power supply by the power supply amount and the amount of electric power used in the branch circuit, to generate a switching signal for switching the operation of the bidirectional power feeding device to either the charging operation and the feeding operation A control unit configured to switch the electric vehicle to either the battery charging operation or the power feeding operation based on the switching signal; A vehicle-side power supply unit that supplies DC power from the DC distribution board to the electric vehicle when the electric vehicle is charged, and a component that supplies DC power from the electric vehicle to the DC distribution panel when the electric vehicle is discharged The DC distribution board includes, as the DC power source , an AC / DC converter that converts AC power supplied from a commercial AC power source into DC, and a DC voltage generated by the power generator. A first DC / DC converter that converts a voltage value; and a second DC / DC converter that converts a voltage value of a DC voltage supplied from a storage battery installed in the building. The power supply amount of each of the AC / DC converter, the first DC / DC converter, and the second DC / DC converter is controlled .

本発明によれば、電気自動車の充放電部に給電してバッテリを充電させる際には、直流分電盤から双方向給電装置を介して電気自動車に直流電力を供給しているので、電気自動車側で交流を直流に変換する必要がなく、交流−直流変換時の変換ロスが発生することはない。しかも、電気自動車の充放電部によりバッテリを放電させて、電気自動車側から給電する際にも、双方向給電装置が、電気自動車のバッテリに蓄電された直流電力を直流分電盤にそのまま供給しているので、電気自動車から供給される直流電力を交流に変換する必要が無く、直流−交流変換時の変換ロスが発生しないから、電力の効率的な利用を図ることができる。   According to the present invention, when the battery is charged by supplying power to the charging / discharging unit of the electric vehicle, DC power is supplied from the DC distribution board to the electric vehicle via the bidirectional power supply device. There is no need to convert AC to DC on the side, and no conversion loss occurs during AC-DC conversion. Moreover, even when the battery is discharged by the charging / discharging unit of the electric vehicle and power is supplied from the electric vehicle side, the bidirectional power supply device supplies the DC power stored in the battery of the electric vehicle to the DC distribution board as it is. Therefore, there is no need to convert the DC power supplied from the electric vehicle into AC, and conversion loss during DC-AC conversion does not occur, so that the power can be used efficiently.

本実施形態のシステム構成図である。It is a system configuration figure of this embodiment. 同上の他のシステム構成を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows the other system configuration same as the above.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態の電気自動車給電システムは、プラグインハイブリッド車(PHV)や電池自動車(BEV)などの電気自動車に直流電力を供給して電気自動車を充電するとともに、住戸側で電力が不足した時には電気自動車のバッテリを放電させ、バッテリに充電された電力を住戸側に供給するものである。尚、本実施形態では戸建ての住戸に電気自動車給電システムを適用した形態について説明するが、集合住宅や事業所などの建物に電気自動車給電システムを適用してもよいことは言うまでもない。   The electric vehicle power supply system according to the present embodiment supplies direct current power to an electric vehicle such as a plug-in hybrid vehicle (PHV) or a battery vehicle (BEV) to charge the electric vehicle. The battery of an automobile is discharged and the electric power charged in the battery is supplied to the dwelling unit side. In addition, although this embodiment demonstrates the form which applied the electric vehicle electric power feeding system to the detached dwelling unit, it cannot be overemphasized that an electric vehicle electric power feeding system may be applied to buildings, such as an apartment house and a business establishment.

図1は電気自動車給電システムの概略的なブロック図であり、住戸Hに配置され、直流電源から供給される直流電力を住戸H内に配設された分岐回路に配電する直流分電盤1と、電気自動車60の充放電回路63に直流分電盤1から供給される直流電力を給電する充電動作又は電気自動車60の充放電回路63から給電された直流電力を直流分電盤1に供給する給電動作の何れかの動作を行う双方向給電装置2と、制御装置3と、設定表示装置4とを備える。   FIG. 1 is a schematic block diagram of an electric vehicle power supply system, which is arranged in a dwelling unit H, and distributes DC power supplied from a DC power source to a branch circuit arranged in the dwelling unit H. The charging operation for supplying the DC power supplied from the DC distribution board 1 to the charging / discharging circuit 63 of the electric vehicle 60 or the DC power supplied from the charging / discharging circuit 63 of the electric vehicle 60 is supplied to the DC distribution board 1. A bidirectional power feeding device 2 that performs any one of the power feeding operations, a control device 3, and a setting display device 4 are provided.

ここで、電気自動車60は、双方向給電装置2からの充電ケーブルCAの先端に設けられたコネクタ26に着脱自在に接続されるコネクタ61と、リチウムイオン電池のようなバッテリ62と、バッテリ62を充電又は放電させる充放電回路63と、双方向給電装置2との間で通信を行う通信回路64と、通信回路64が受信した双方向給電装置2からの切替信号に基づいて充放電回路63の動作を充電動作又は給電動作の何れかに切り替える充放電制御回路65とを備えている。   Here, the electric vehicle 60 includes a connector 61 that is detachably connected to the connector 26 provided at the tip of the charging cable CA from the bidirectional power feeding device 2, a battery 62 such as a lithium ion battery, and the battery 62. The charging / discharging circuit 63 for charging or discharging, the communication circuit 64 for communicating with the bidirectional power feeding device 2, and the charging / discharging circuit 63 based on the switching signal from the bidirectional power feeding device 2 received by the communication circuit 64. And a charge / discharge control circuit 65 that switches the operation to either a charging operation or a power feeding operation.

一方、直流分電盤1は、300V級の直流電圧に対応しており、複数の直流電源からの直流電力を協調させて負荷回路に供給する協調制御部11と、協調制御部11の出力端と複数系統の分岐回路の間にそれぞれ接続された複数の直流ブレーカ12とを内器として備える。直流分電盤1には、太陽光発電設備50により発電された直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換するDC/DCコンバータ13(第1のDC/DCコンバータ)と、燃料電池(FC:Fuel Cell)51により発電された直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換するDC/DCコンバータ14(第1のDC/DCコンバータ)と、他の直流電源によって充電されるとともに他の直流電源が給電を停止した際に放電する蓄電池52から供給される直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換するDC/DCコンバータ15(第2のDC/DCコンバータ)と、商用交流電源ACから交流電源の供給を受けて直流に変換するAC/DCコンバータ16とが収納されており、DC/DCコンバータ13〜15及びAC/DCコンバータ16の出力は直流電力配線L1を介して協調制御部11に接続されている。ここにおいて、本実施形態では、太陽光発電設備50、燃料電池51、蓄電池52並びにその出力を所定の電圧値に変換するDC/DCコンバータ13〜15や、商用交流電源ACの交流入力を直流に変換するAC/DCコンバータ16を直流電源として備えている。 On the other hand, the DC distribution board 1 is compatible with a DC voltage of 300V class, and cooperates with the control unit 11 for supplying DC power from a plurality of DC power sources to the load circuit in cooperation with the output terminal of the cooperation control unit 11. And a plurality of DC breakers 12 respectively connected between a plurality of branch circuits. The DC distribution board 1 includes a DC / DC converter 13 (first DC / DC converter) that converts a DC voltage generated by the photovoltaic power generation facility 50 into a DC voltage having a predetermined voltage value, and a fuel cell (FC). The DC / DC converter 14 (first DC / DC converter) that converts the DC voltage generated by the fuel cell 51 into a DC voltage having a predetermined voltage value, and another DC power source and another DC power source. A DC / DC converter 15 (second DC / DC converter) that converts a DC voltage supplied from the storage battery 52 that is discharged when the power supply stops feeding into a DC voltage of a predetermined voltage value, and a commercial AC power supply AC An AC / DC converter 16 that receives supply of alternating current power and converts it into direct current is housed. The outputs of the DC / DC converters 13 to 15 and the AC / DC converter 16 are It is connected to the cooperation control section 11 via a flow power line L1. Here, in this embodiment, the photovoltaic power generation facility 50, the fuel cell 51, the storage battery 52, and the DC / DC converters 13 to 15 that convert the output thereof to a predetermined voltage value, or the AC input of the commercial AC power source AC to DC An AC / DC converter 16 for conversion is provided as a DC power source.

また双方向給電装置2は、直流ブレーカ12から供給される直流電力を電気自動車60に対応した電圧値に変換して電気自動車60側に供給するDC/DCコンバータ21(自動車側給電部)と、電気自動車60から供給された直流電圧の電圧値を変換して直流電力配線L1に出力するDC/DCコンバータ22(分電盤側給電部)と、制御装置3との間で信号の授受を行うインターフェイス部24(I/F)と、電気自動車60の通信回路64との間で通信線L4を介して通信を行う通信部25と、制御装置3又は電気自動車60から受信した信号に基づいてDCコンバータ21,22の動作を制御する制御部23とを備えている。尚、本実施形態では双方向給電装置2の通信部25と電気自動車60の通信回路64との間で、充電ケーブルCAに組み込まれた専用の通信線L4を介して信号の授受を行っているが、電力線L3を介して電力線搬送通信により信号を重畳してもよいし、近距離の無線通信により信号を授受しても良い。   In addition, the bidirectional power supply device 2 converts a DC power supplied from the DC breaker 12 into a voltage value corresponding to the electric vehicle 60 and supplies the voltage to the electric vehicle 60 side (vehicle-side power supply unit); Signals are exchanged between the control device 3 and the DC / DC converter 22 (distribution panel side power supply unit) that converts the voltage value of the DC voltage supplied from the electric vehicle 60 and outputs it to the DC power line L1. Based on the signal received from the control device 3 or the electric vehicle 60, the communication unit 25 that performs communication between the interface unit 24 (I / F) and the communication circuit 64 of the electric vehicle 60 via the communication line L4. And a control unit 23 that controls the operation of the converters 21 and 22. In the present embodiment, signals are exchanged between the communication unit 25 of the bidirectional power feeding device 2 and the communication circuit 64 of the electric vehicle 60 via a dedicated communication line L4 incorporated in the charging cable CA. However, the signal may be superimposed by power line carrier communication via the power line L3, or the signal may be exchanged by short-range wireless communication.

制御装置3は、直流分電盤1から供給される直流電力の給電量を制御する機能を有し、DC/DCコンバータ13〜15およびAC/DCコンバータ16の給電量を個別に調整することで、複数の直流電源の給電割合を設定する。また制御装置3は、複数の直流電源による給電能力の情報を双方向給電装置2へ送信する機能も備えており、双方向給電装置2では、制御装置3から送信される給電能力の情報をもとに、直流電源による給電能力を超えないように、DC/DCコンバータ21を制御して電気自動車60側に給電する直流電力を制御する。   The control device 3 has a function of controlling the power supply amount of the DC power supplied from the DC distribution board 1, and by individually adjusting the power supply amounts of the DC / DC converters 13 to 15 and the AC / DC converter 16. The power supply ratio of a plurality of DC power supplies is set. The control device 3 also has a function of transmitting power supply capability information from a plurality of DC power supplies to the bidirectional power supply device 2. The bidirectional power supply device 2 also has information on power supply capability transmitted from the control device 3. In addition, the DC power supplied to the electric vehicle 60 is controlled by controlling the DC / DC converter 21 so as not to exceed the power supply capability of the DC power supply.

設定表示装置4は、タッチパネル形の液晶モニタを備え、直流電源の給電状況が画面上に表示されるとともに、画面上に表示される操作釦をタッチ操作することによって、制御装置3に各種の設定データを設定することができる。   The setting display device 4 includes a touch panel type liquid crystal monitor, and the power supply status of the DC power source is displayed on the screen, and various settings are made to the control device 3 by touching operation buttons displayed on the screen. Data can be set.

ここで、本給電システムによる電気自動車60の充放電動作を説明する。   Here, the charging / discharging operation of the electric vehicle 60 by the power feeding system will be described.

制御装置3は、直流電源による電力供給量と分岐回路側での使用電力量との大小を比較し、直流電源の電力供給量が使用電力量を上回っている場合には、双方向給電装置2の動作を充電動作に切り替える切替信号を双方向給電装置2に送信し、双方向給電装置2により電気自動車60側に給電させ、電気自動車60のバッテリ62を優先的に充電させる。そして、バッテリ62の充電が終了すると、制御装置3は、その次に蓄電池52の充電を行わせ、蓄電池52の充電も終了すれば、図示しないDC/ACコンバータにより交流電源に変換して、交流機器に供給しても良い。一方、直流電源の電力供給量が使用電力量を下回っている場合には、先ず蓄電池52を放電させた後、双方向給電装置2の動作を給電動作に切り替える切替信号を双方向給電装置2に送信し、双方向給電装置2によって電気自動車60のバッテリ62から放電させた直流電力を直流分電盤1側へ給電させる。   The control device 3 compares the amount of power supplied by the DC power supply with the amount of power used on the branch circuit side. If the power supply amount of the DC power supply exceeds the amount of power used, the bidirectional power supply device 2 A switching signal for switching the operation to the charging operation is transmitted to the bidirectional power feeding device 2, the electric power feeding device 2 feeds power to the electric vehicle 60 side, and the battery 62 of the electric vehicle 60 is preferentially charged. Then, when the charging of the battery 62 is completed, the control device 3 causes the storage battery 52 to be charged next, and when the charging of the storage battery 52 is also completed, the control device 3 converts it into an AC power source by a DC / AC converter (not shown). You may supply to an apparatus. On the other hand, when the power supply amount of the DC power source is lower than the power consumption amount, the storage battery 52 is first discharged, and then a switching signal for switching the operation of the bidirectional power supply device 2 to the power supply operation is sent to the bidirectional power supply device 2. The DC power transmitted and discharged from the battery 62 of the electric vehicle 60 by the bidirectional power supply device 2 is fed to the DC distribution board 1 side.

ここで、電気自動車60を充電する際には、双方向給電装置2から導出された充電ケーブルCAのコネクタ26を電気自動車60のコネクタ61に接続すると、双方向給電装置2の制御部23が、充電電圧及び充電電流に関わる充電情報の送信を要求する充電情報送信要求を通信部25から電気自動車60側に送信させる。電気自動車60の通信回路64が双方向給電装置2から送信された充電情報送信要求を受信すると、充放電制御回路65は、自機の充電電圧及び充電電流に関わる充電情報を通信回路64から双方向給電装置2へ送信させる。この充電情報が双方向給電装置2の通信部25に受信されると、双方向給電装置2の制御部23は、通信部25が受信した充電情報と、インターフェイス部24を介して制御装置3から取得した直流電源の給電能力とに基づいて、直流分電盤1からの給電が可能か否かを判断し、供給可能な電流値と、電気自動車60側から要求された電圧値とでDC/DCコンバータ21の出力を制御し、電気自動車60側に給電する。   Here, when charging the electric vehicle 60, when the connector 26 of the charging cable CA derived from the bidirectional power supply device 2 is connected to the connector 61 of the electric vehicle 60, the control unit 23 of the bidirectional power supply device 2 A charging information transmission request for requesting transmission of charging information related to the charging voltage and charging current is transmitted from the communication unit 25 to the electric vehicle 60 side. When the communication circuit 64 of the electric vehicle 60 receives the charging information transmission request transmitted from the bidirectional power supply device 2, the charging / discharging control circuit 65 sends both charging information related to its own charging voltage and charging current from the communication circuit 64. Transmission to the direction feeding device 2 is performed. When the charging information is received by the communication unit 25 of the bidirectional power supply device 2, the control unit 23 of the bidirectional power supply device 2 receives the charging information received by the communication unit 25 and the control device 3 via the interface unit 24. Based on the obtained power supply capability of the DC power supply, it is determined whether or not power supply from the DC distribution board 1 is possible, and a DC / DC value is determined based on the current value that can be supplied and the voltage value requested from the electric vehicle 60 side. The output of the DC converter 21 is controlled to supply power to the electric vehicle 60 side.

また本実施形態では、直流分電盤1に直流電力を供給する直流電源として、太陽光発電設備50と、燃料電池51と、蓄電池52と、商用交流電源ACをAC/DCコンバータ16により直流に変換して得た直流電源とが用いられているが、制御装置3によって、複数の直流電源の中から、電気自動車60に給電させる直流電源を選択する処理が自動的に実行される。   In the present embodiment, as a DC power source for supplying DC power to the DC distribution board 1, the photovoltaic power generation facility 50, the fuel cell 51, the storage battery 52, and the commercial AC power source AC are converted to DC by the AC / DC converter 16. Although the DC power source obtained by the conversion is used, the control device 3 automatically executes a process of selecting a DC power source to be fed to the electric vehicle 60 from a plurality of DC power sources.

例えば電気自動車60側のバッテリ62の充電時において、商用交流電源ACの交流入力を直流に変換するAC/DCコンバータ16からの給電量が設定表示装置4を用いてゼロに設定されている場合で、太陽光が存在し(つまり太陽光発電設備50により発電が行われ)、蓄電池52に充電残量が存在する場合に、電気自動車60が、充電情報送信要求に応えて、充電電圧をDC300V、充電電流を20Aとする充電情報を双方向給電装置2に返送すると、この充電情報は双方向給電装置2から制御装置3にさらに送信される。制御装置3は、各直流電源の給電能力を把握しており、太陽光発電設備50の発電電力が2000VA、燃料電池51の発電電力が0VA、蓄電池52の充電残量が1000VAの場合で、住戸H内の他の電気機器による電力消費がなければ、電気自動車60に給電可能な電力を3000VAとする。そして、制御装置3では、DC/DCコンバータ13,15を制御し、太陽光発電設備50及び蓄電池52を電源として電気自動車60に給電電圧がDC300Vで、給電電流が10Aの給電を行う。また上記の給電状況において太陽光がない場合、制御装置3は、電気自動車60に給電可能な電力を蓄電池52の1000VAと判断し、DC/DCコンバータ15を制御し、蓄電池52を電源として電気自動車60に給電電圧が300Vで、給電電流が3.3Aの給電を行う。また商用交流電源ACの交流入力を直流に変換するAC/DCコンバータ16からの給電量が1000VAと設定された場合で、太陽光がなく、蓄電池52に充電残量が1000VA存在する場合には、制御装置3は、電気自動車60に給電可能な電力を2000VAと判断し、DC/DCコンバータ15及びAC/DCコンバータ16を制御し、商用交流電源ACからの交流入力を直流に変換するAC/DCコンバータ16及び蓄電池52を電源として電気自動車60に給電電圧がDC300Vで、給電電流が6.6Aの給電を行う。尚、制御装置3では、予め設定された選択条件にしたがって最適な直流電源を自動的に選択しているが、設定表示装置4を用いて優先的に給電させる直流電源の種類などを予め登録しておくことも可能である。   For example, when charging the battery 62 on the electric vehicle 60 side, the amount of power supplied from the AC / DC converter 16 that converts the AC input of the commercial AC power supply AC into DC is set to zero using the setting display device 4. In the case where sunlight is present (that is, power is generated by the photovoltaic power generation facility 50) and the remaining charge is present in the storage battery 52, the electric vehicle 60 responds to the charging information transmission request and sets the charging voltage to DC300V, When charging information with a charging current of 20 A is returned to the bidirectional power supply device 2, the charging information is further transmitted from the bidirectional power supply device 2 to the control device 3. The control device 3 knows the power supply capability of each DC power source, and the generated power of the solar power generation facility 50 is 2000 VA, the generated power of the fuel cell 51 is 0 VA, and the remaining charge of the storage battery 52 is 1000 VA. If there is no power consumption by other electrical devices in H, the power that can be supplied to the electric vehicle 60 is set to 3000 VA. The control device 3 controls the DC / DC converters 13 and 15 to supply the electric vehicle 60 with a power supply voltage of DC 300 V and a power supply current of 10 A using the photovoltaic power generation facility 50 and the storage battery 52 as power sources. When there is no sunlight in the above power supply situation, the control device 3 determines that the electric power that can be supplied to the electric vehicle 60 is 1000 VA of the storage battery 52, controls the DC / DC converter 15, and uses the storage battery 52 as a power source. 60 is fed with a feeding voltage of 300V and a feeding current of 3.3A. In addition, when the power supply amount from the AC / DC converter 16 that converts the AC input of the commercial AC power supply AC to DC is set to 1000 VA, when there is no sunlight and the battery 52 has a remaining charge of 1000 VA, The control device 3 determines that the electric power that can be supplied to the electric vehicle 60 is 2000 VA, controls the DC / DC converter 15 and the AC / DC converter 16, and converts the AC input from the commercial AC power source AC to DC. The converter 16 and the storage battery 52 are used as power sources to supply power to the electric vehicle 60 with a power supply voltage of DC 300 V and a power supply current of 6.6 A. The control device 3 automatically selects an optimum DC power source according to preset selection conditions. However, the type of DC power source to be preferentially fed using the setting display device 4 is registered in advance. It is also possible to keep it.

上述のようにして直流分電盤1から電気自動車60側へ直流電力が供給され、電気自動車60の充放電回路63によりバッテリ62の充電が行われるが、直流電源からの給電が停止した場合には、制御装置3から双方向給電装置2を介して電気自動車60に切替信号が送信され、電気自動車60の充放電回路63がバッテリ62を放電させ、バッテリ62から直流分電盤1側に直流電力が供給される。   As described above, DC power is supplied from the DC distribution board 1 to the electric vehicle 60 side, and the battery 62 is charged by the charging / discharging circuit 63 of the electric vehicle 60. However, when power supply from the DC power supply is stopped. Is transmitted from the control device 3 to the electric vehicle 60 via the bidirectional power supply device 2, and the charge / discharge circuit 63 of the electric vehicle 60 discharges the battery 62, and the direct current is transferred from the battery 62 to the DC distribution board 1 side. Power is supplied.

例えば夜間等に電気自動車60が充電されている状態で、設定表示装置4を用いて商用交流電源ACからの電力変換が最低限に設定されるとともに、翌日の走行予定距離が50kmと設定された場合、夜間には太陽光発電設備50の発電電力がなくなるため、燃料電池51及び蓄電池52を電源として電気自動車60を充電するとともに住戸H内の負荷に給電することになる。ここで、燃料電池51及び蓄電池52の給電能力が負荷の使用電力を下回った場合、制御装置3は、電気自動車60のバッテリ62を充電する充電動作からバッテリ62を放電させる放電動作(給電動作)に切り替える切替信号を双方向給電装置2に出力し、この切替信号は双方向給電装置2から電気自動車60へと送信される。この時、電気自動車60の充放電制御回路65では、通信回路64の受信した切替信号に基づいて充放電回路63に放電動作(給電動作)を行わせ、バッテリ62に蓄電された直流電力を電力線L3を介して双方向給電装置2へ放電させる。また双方向給電装置2では、制御部23が、制御装置3から入力された切替信号に応じてDC/DCコンバータ21の動作を停止させるとともに、DC/DCコンバータ22により電気自動車60から供給される直流電圧(例えばDC300V)を住宅内の送電電圧値(例えばDC350V)に変換して、直流電力配線L1に出力させており、電気自動車60のバッテリ62を電源として住戸H内の負荷に直流電力を供給することができる。   For example, while the electric vehicle 60 is charged at night or the like, the power conversion from the commercial AC power supply AC is set to the minimum using the setting display device 4, and the scheduled travel distance of the next day is set to 50 km. In this case, since the power generated by the solar power generation facility 50 is lost at night, the fuel cell 51 and the storage battery 52 are used as power sources to charge the electric vehicle 60 and to supply power to the load in the dwelling unit H. Here, when the power supply capability of the fuel cell 51 and the storage battery 52 is less than the load power used, the control device 3 discharges the battery 62 from the charge operation of charging the battery 62 of the electric vehicle 60 (power supply operation). A switching signal for switching to is output to the bidirectional power feeding device 2, and this switching signal is transmitted from the bidirectional power feeding device 2 to the electric vehicle 60. At this time, the charging / discharging control circuit 65 of the electric vehicle 60 causes the charging / discharging circuit 63 to perform a discharging operation (power feeding operation) based on the switching signal received by the communication circuit 64 and uses the DC power stored in the battery 62 as a power line. It discharges to the bidirectional | two-way electric power feeder 2 via L3. In the bidirectional power supply device 2, the control unit 23 stops the operation of the DC / DC converter 21 according to the switching signal input from the control device 3 and is supplied from the electric vehicle 60 by the DC / DC converter 22. The DC voltage (for example, DC300V) is converted into a transmission voltage value in the house (for example, DC350V) and output to the DC power wiring L1, and the DC power is supplied to the load in the dwelling unit H using the battery 62 of the electric vehicle 60 as a power source. Can be supplied.

ところで、設定表示装置4を用いて翌日の走行予定距離が設定されると、走行予定距離の設定情報は制御装置3から双方向給電装置2を介して電気自動車60に送信される。電気自動車60の充放電制御回路65では、双方向給電装置2から受信した設定情報をもとに、走行予定距離を走行するのに必要な必要電池容量を設定する。そして、充放電制御回路65では、双方向給電装置2から入力された切替信号に応じてバッテリ62の放電を開始すると、バッテリ62の残容量と必要電池容量との高低を比較し、残容量が必要電池容量を下回ると、充放電回路63を制御してバッテリ62の放電を自動的に停止するので、次回の走行予定距離を走行するのに必要な電池容量を確保することができる。   By the way, when the scheduled travel distance for the next day is set using the setting display device 4, the scheduled travel distance setting information is transmitted from the control device 3 to the electric vehicle 60 via the bidirectional power feeding device 2. The charge / discharge control circuit 65 of the electric vehicle 60 sets the required battery capacity required to travel the planned travel distance based on the setting information received from the bidirectional power supply device 2. Then, in the charge / discharge control circuit 65, when discharging of the battery 62 is started according to the switching signal input from the bidirectional power supply device 2, the remaining capacity of the battery 62 is compared with the required battery capacity, and the remaining capacity is determined. When the battery capacity is less than the required battery capacity, the charging / discharging circuit 63 is controlled to automatically stop discharging of the battery 62, so that the battery capacity necessary to travel the next scheduled travel distance can be ensured.

また充放電制御回路65は、バッテリ62の放電を停止すると、放電の停止を報知する放電停止信号を通信回路64から双方向給電装置2へ送信させており、双方向給電装置2は放電停止信号を受信するとDC/DCコンバータ22の動作を停止させるとともに、インターフェイス部24から制御装置3へ放電停止信号を送信させる。この放電停止信号を制御装置3が受信すると、制御装置3は、電気自動車60からの放電が停止したことによる電力の不足分を補うために、AC/DCコンバータ16を動作させ、AC/DCコンバータ16により商用交流電源ACを直流電力に変換して、蓄電池52と共に負荷に直流電力を供給させる。   In addition, when the discharge of the battery 62 is stopped, the charge / discharge control circuit 65 transmits a discharge stop signal for notifying the stop of the discharge from the communication circuit 64 to the bidirectional power supply device 2. Is received, the operation of the DC / DC converter 22 is stopped and a discharge stop signal is transmitted from the interface unit 24 to the control device 3. When the control device 3 receives this discharge stop signal, the control device 3 operates the AC / DC converter 16 to compensate for the shortage of power due to the stop of the discharge from the electric vehicle 60, and the AC / DC converter. The commercial AC power supply AC is converted into DC power by 16 and DC power is supplied to the load together with the storage battery 52.

尚、電気自動車60のバッテリ62を放電させ、その放電電力を住戸H内の直流配電システムに供給する際に、過電流や漏電が発生した場合には直流分電盤1内に設けられた直流ブレーカ12や漏電ブレーカ(図示せず)で保護されるようになっている。   Note that when an overcurrent or a leakage occurs when the battery 62 of the electric vehicle 60 is discharged and the discharged power is supplied to the DC distribution system in the dwelling unit H, the DC provided in the DC distribution board 1 It is protected by a breaker 12 or a leakage breaker (not shown).

以上説明したように、この電気自動車給電システムでは、電気自動車60のバッテリ62を充電する際に、直流分電盤1から双方向給電装置2を介して電気自動車60に直流電力を供給しているので、電気自動車60側で交流を直流に変換する必要がなく、交流−直流変換時の変換ロスが発生することはない。しかも、電気自動車60のバッテリ62を放電させて、電気自動車60側から給電する際にも、双方向給電装置2が、電気自動車60のバッテリ62に蓄電された直流電力を直流分電盤1にそのまま供給しているので、電気自動車60から供給される直流電力を交流に変換する必要が無く、直流−交流変換時の変換ロスが発生することはなく、電力の効率的な利用を図ることができる。   As described above, in this electric vehicle power supply system, when the battery 62 of the electric vehicle 60 is charged, DC power is supplied from the DC distribution board 1 to the electric vehicle 60 via the bidirectional power supply device 2. Therefore, there is no need to convert alternating current into direct current on the electric vehicle 60 side, and no conversion loss occurs during alternating current-direct current conversion. In addition, when the battery 62 of the electric vehicle 60 is discharged and power is supplied from the side of the electric vehicle 60, the bidirectional power supply device 2 uses the direct current power stored in the battery 62 of the electric vehicle 60 to the DC distribution board 1. Since it is supplied as it is, there is no need to convert the DC power supplied from the electric vehicle 60 into AC, and no conversion loss occurs at the time of DC-AC conversion, so that the power can be used efficiently. it can.

また上述の電気自動車給電システムにおいて、電気自動車60のバッテリ62から放電された直流電力を蓄電池52に充電させてもよく、電気自動車60のバッテリ62に蓄電された直流電力を、住戸H内の負荷で有効に利用することができる。   In the electric vehicle power supply system described above, the DC power discharged from the battery 62 of the electric vehicle 60 may be charged in the storage battery 52, and the DC power stored in the battery 62 of the electric vehicle 60 is used as a load in the dwelling unit H. Can be used effectively.

また上述の電気自動車給電システムでは、双方向給電装置2が2つのDC/DCコンバータ21,22を備え、充電時には、DC−DCコンバータ21が住宅側から供給される直流電力の電圧変換を行って電気自動車60側に供給し、放電時には、DC/DCコンバータ22が電気自動車60から供給される直流電圧の電圧値を変換して住宅側に供給しているが、図2に示すように住宅側からの充電と自動車側からの放電の両方を1台で行うDC/DCコンバータ27を備えてもよい。DC/DCコンバータ27は制御部23からの制御信号によって動作が制御され、充電時には直流ブレーカ12を介して供給される直流電力の電圧変換を行って電気自動車60側に供給し、放電時には電気自動車60から供給される直流電圧の電圧値を変換して住宅側(協調制御部11)に供給する。   In the electric vehicle power supply system described above, the bidirectional power supply device 2 includes two DC / DC converters 21 and 22, and during charging, the DC-DC converter 21 performs voltage conversion of DC power supplied from the house side. At the time of discharge and supplied to the electric vehicle 60 side, the DC / DC converter 22 converts the DC voltage supplied from the electric vehicle 60 and supplies it to the house side. As shown in FIG. A DC / DC converter 27 that performs both charging from the vehicle and discharging from the vehicle side may be provided. The operation of the DC / DC converter 27 is controlled by a control signal from the control unit 23, converts the voltage of DC power supplied via the DC breaker 12 during charging, supplies the voltage to the electric vehicle 60, and discharges the electric vehicle. The voltage value of the DC voltage supplied from 60 is converted and supplied to the house side (cooperative control unit 11).

この電気自動車給電システムにおいて、直流電源として、他の直流電源から供給される直流電力によって充電されるとともに、他の直流電源が給電を停止した際に放電する蓄電池を備え、電気自動車の放電時に分電盤側給電部から供給された直流電力によって蓄電池が充電されてもよい。これにより、電気自動車のバッテリから放電された直流電力を蓄電池に充電させることができる。   The electric vehicle power supply system includes a storage battery that is charged with DC power supplied from another DC power source as a DC power source and that discharges when the other DC power source stops power supply. The storage battery may be charged by DC power supplied from the power board side power supply unit. Thereby, the direct-current power discharged from the battery of the electric vehicle can be charged to the storage battery.

1 直流分電盤
2 双方向給電装置
3 制御装置
4 設定表示装置(設定装置)
21 DC/DCコンバータ(自動車側給電部)
22 DC/DCコンバータ(分電盤側給電部)
23 制御部
60 電気自動車
62 バッテリ
63 充放電回路(充放電部)
65 充放電制御回路(充放電制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC distribution board 2 Bidirectional electric power feeder 3 Control apparatus 4 Setting display apparatus (setting apparatus)
21 DC / DC converter (car-side power supply unit)
22 DC / DC converter (distribution panel side feeding section)
23 control unit 60 electric vehicle 62 battery 63 charge / discharge circuit (charge / discharge unit)
65 Charge / Discharge Control Circuit (Charge / Discharge Control Unit)

Claims (2)

建物内に配置され、直流電源から供給される直流電力を建物内に配設された分岐回路に配電する直流分電盤と、
前記直流分電盤からの直流電力を電気自動車のバッテリに給電する充電動作、及び前記電気自動車のバッテリからの直流電力を前記直流分電盤に供給する給電動作を行うように構成された双方向給電装置と、
前記直流電源による電力供給量と前記分岐回路での使用電力量とに基づいて、前記双方向給電装置の動作を充電動作及び給電動作の何れかに切り換える切替信号を発生するように構成された制御装置とを備え、
前記双方向給電装置は、前記切替信号に基づいて、前記電気自動車を前記バッテリの充電動作及び給電動作の何れかに切り替えさせる制御部と、前記電気自動車の充電時に前記直流分電盤からの直流電力を前記電気自動車に供給する自動車側給電部と、前記電気自動車の放電時に前記電気自動車からの直流電力を前記直流分電盤に供給する分電盤側給電部とを備え、
前記直流分電盤は、前記直流電源として、商用交流電源から供給される交流電力を直流に変換するAC/DCコンバータと、発電装置によって発電された直流電圧の電圧値を変換する第1のDC/DCコンバータと、前記建物に設置された蓄電池から供給される直流電圧の電圧値を変換する第2のDC/DCコンバータとを備え、
前記制御装置が、前記AC/DCコンバータと前記第1のDC/DCコンバータと前記第2のDC/DCコンバータとの給電量をそれぞれ制御するように構成された
ことを特徴とする電気自動車給電システム。
A DC distribution board arranged in a building and distributing DC power supplied from a DC power source to a branch circuit arranged in the building;
Bidirectionally configured to perform a charging operation for supplying DC power from the DC distribution board to a battery of an electric vehicle and a power supply operation for supplying DC power from the battery of the electric vehicle to the DC distribution board A power supply device;
Wherein based on the amount of electric power used in the branch circuit and the power supply amount of the DC power source, configured to generate a switching signal for switching the operation of the bidirectional power feeding device to either the charging operation and the feeding operation A control device,
The bidirectional power feeding device includes a control unit that switches the electric vehicle to either a charging operation or a feeding operation of the battery based on the switching signal, and a direct current from the direct current distribution board when the electric vehicle is charged. A vehicle-side power supply unit that supplies power to the electric vehicle; and a distribution board-side power supply unit that supplies DC power from the electric vehicle to the DC distribution panel when the electric vehicle is discharged.
The DC distribution board includes, as the DC power source , an AC / DC converter that converts AC power supplied from a commercial AC power source into DC, and a first DC that converts a voltage value of a DC voltage generated by a power generator. A DC / DC converter and a second DC / DC converter that converts a voltage value of a DC voltage supplied from a storage battery installed in the building,
The control device is configured to control power supply amounts of the AC / DC converter, the first DC / DC converter, and the second DC / DC converter, respectively. Electric vehicle power supply system.
操作に応じて前記AC/DCコンバータの給電量を設定する設定装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気自動車給電システム。   The electric vehicle power supply system according to claim 1, further comprising a setting device that sets a power supply amount of the AC / DC converter according to an operation.
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