JP7217431B2 - Power conversion system and cable support - Google Patents
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Description
本開示は、一般に電力変換システム、及びケーブル支持器に関する。より詳細には、本開示は、移動体の有する蓄電池を充電するための電力変換システム、及び電力変換システムに用いられるケーブル支持器に関する。 The present disclosure relates generally to power conversion systems and cable supports. More specifically, the present disclosure relates to a power conversion system for charging a storage battery of a mobile object and a cable support used in the power conversion system.
特許文献1には、蓄電池を搭載した電動車両が接続される電力変換システムが開示されている。この電力変換システムは、電力変換装置(電力変換器)と、電力変換装置にケーブルを介して接続されているコネクタと、を備えている。電力変換装置は、蓄電池の充電時及び放電時に電力変換を行う主回路を有している。コネクタは、電動車両のインレットに装着されることによって電力変換装置と蓄電池との間に給電路を形成する。
本開示は、ケーブル支持器と電力変換器との間に配線される通信線の本数を低減することのできる電力変換システム、及びケーブル支持器を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a power conversion system and a cable support capable of reducing the number of communication lines wired between the cable support and the power converter.
本開示の一態様に係る電力変換システムは、電力変換器と、ケーブル支持器と、を備える。前記電力変換器は、移動体の有する蓄電池と電力系統との間に設けられて、前記蓄電池に充電される直流電力を調整可能である。前記ケーブル支持器は、ケーブルを支持する。前記ケーブルは、前記移動体と前記電力変換器との間に接続されて前記蓄電池と前記電力変換器との間の電力供給路を形成する。前記電力変換器は、前記直流電力を調整する主回路と、前記主回路の動作を制御する制御回路と、を有する。前記ケーブル支持器は、処理部を有する。前記処理部は、前記移動体との通信を処理することにより前記主回路の制御パラメータを得る。前記制御回路は、前記処理部と通信することにより前記処理部から取得する前記制御パラメータに基づいて、前記主回路を制御する。前記ケーブルは、前記移動体と前記ケーブル支持器との間に接続される第1ケーブルと、前記ケーブル支持器と前記電力変換器との間に接続される第2ケーブルとを含む。前記第1ケーブルと前記第2ケーブルの種類が異なる。前記ケーブル支持器は、前記第1ケーブルが接続される第1端子と、前記第2ケーブルが接続される第2端子と、前記第1端子と前記第2端子との間を接続する電気回路と、を備える。前記電気回路が、前記第1ケーブルが有する1以上の電力線及び1以上の通信線を、前記第2ケーブルが有する1以上の電力線及び1以上の通信線に接続できるように、電気的な接続を変換する。 A power conversion system according to one aspect of the present disclosure includes a power converter and a cable support. The power converter is provided between a storage battery of a mobile object and an electric power system, and is capable of adjusting DC power charged in the storage battery. The cable support supports cables. The cable is connected between the moving object and the power converter to form a power supply path between the storage battery and the power converter. The power converter has a main circuit that regulates the DC power and a control circuit that controls the operation of the main circuit. The cable support has a processing section. The processing unit obtains control parameters for the main circuit by processing communication with the mobile unit. The control circuit controls the main circuit based on the control parameter acquired from the processing unit by communicating with the processing unit. The cables include a first cable connected between the moving body and the cable support, and a second cable connected between the cable support and the power converter. The types of the first cable and the second cable are different. The cable support includes a first terminal to which the first cable is connected, a second terminal to which the second cable is connected, and an electric circuit connecting the first terminal and the second terminal. , provided. Electrical connection is established so that the electric circuit can connect one or more power lines and one or more communication lines of the first cable to one or more power lines and one or more communication lines of the second cable. Convert.
本開示の一態様に係るケーブル支持器は、上記の電力変換システムに用いられる。 A cable supporter according to an aspect of the present disclosure is used in the above power conversion system.
本開示は、ケーブル支持器と電力変換器との間に配線される通信線の本数を低減することができる、という利点がある。 The present disclosure has the advantage of reducing the number of communication lines routed between the cable support and the power converter.
(1)概要
本実施形態の電力変換システム100は、例えば、戸建住宅若しくは集合住宅等の住宅の施設、又は事務所、店舗若しくは介護施設等の非住宅の施設に導入される。そして、電力変換システム100は、これらの施設にて移動体3の有する蓄電池31へ電力供給(充電)するためのシステムである(図1参照)。本実施形態では、一例として、戸建住宅である住宅H1に電力変換システム100が導入される場合について説明する。
(1) Overview The
移動体3は、電動機(モータ)等の動力部と、動力部に電力を供給する動力源としての蓄電池31と、を備えている。移動体3は、蓄電池31から入力される電気エネルギ(電力)を、動力部で機械エネルギ(駆動力)に変換し、この機械エネルギを利用して移動する。移動体3は、電力制御回路32を備えている。電力制御回路32は、蓄電池31を、所定の最大値を超えない充電電力で充電する。
The moving
移動体3は、ここでは車両30である。車両30は、例えば、蓄電池31に蓄積された電気エネルギを用いて走行する電動車両である。本開示でいう「電動車両」は、例えば、電動機の出力によって走行する電気自動車、又はエンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車等である。電動車両は、シニアカー、二輪車(電動バイク)、三輪車又は電動自転車等であってもよい。
The
電力変換システム100は、図1に示すように、第1電力変換装置11と、第2電力変換装置12と、ケーブル支持器2と、を備えている。以下の説明では、第1電力変換装置11及び第2電力変換装置12を一括して「電力変換器1」と称することもある。また、以下の説明では、第2電力変換装置12を「電力変換器1」と称することもある。
The
第1電力変換装置11は、電力系統4から入力される交流電力を直流電力に変換して直流バスDB1に出力する。つまり、第1電力変換装置11は、入力される交流電力を所定の大きさの直流電力に変換して出力するAC/DCコンバータの機能を有している。
The first
第2電力変換装置12は、直流バスDB1から入力される直流電力を、移動体3の有する蓄電池31の充電電力に変換して出力する。つまり、第2電力変換装置12は、入力される直流電力を所定の大きさの直流電力に変換して出力するDC/DCコンバータの機能を有している。つまり、電力変換器1は、移動体3の有する蓄電池31と電力系統4との間に設けられて、蓄電池31に充電される直流電力を調整可能である。
The second
ケーブル支持器2は、ケーブルC1を支持する。ケーブルC1は、移動体3と第2電力変換装置12との間に接続されて、蓄電池31と第2電力変換装置12との間の電力供給路を形成する。ケーブルC1の先端部には、コネクタCN1が取り付けられている。コネクタCN1は、移動体3のインレット34に接続可能に構成されている。つまり、第2電力変換装置12から出力される直流電力(充電電力)は、コネクタCN1がインレット34に接続された状態において、ケーブル支持器2により支持されたケーブルC1を介して、蓄電池31に供給されることになる。
本開示でいう「ケーブル」は、1本以上の電線をシース(外皮)で保護した線状の部材をいう。また、本開示でいう「電線」は、電気導体のみの裸電線の他、電気導体を絶縁物で被覆した絶縁電線を含み得る。 A “cable” as used in the present disclosure refers to a linear member in which one or more electric wires are protected by a sheath (outer covering). In addition, the "electric wire" referred to in the present disclosure may include an insulated electric wire in which an electric conductor is covered with an insulator, in addition to a bare electric wire that is only an electric conductor.
本開示でいうケーブル支持器2によるケーブルC1の支持は、例えばコネクタCN1の未使用時にユーザU1(図3参照)の通行の妨げとならないように、ユーザU1がケーブルC1を引っ掛ける等することによりケーブルC1を一時的に支持する態様のみを意味するのではない。つまり、本開示でいうケーブル支持器2によるケーブルC1の支持は、原則としてユーザU1による着脱を伴わずに、ケーブルC1を恒久的に支持することも併せて意味する。
The support of the cable C1 by the
ここで、電力変換器1は、直流電力を調整する主回路101と、主回路101の動作を制御する制御回路102と、を有している。また、ケーブル支持器2は、処理部24を有している。
Here, the
処理部24は、移動体3との通信を処理することにより主回路101の制御パラメータを得る。そして、制御回路102は、処理部24と通信することにより処理部24から取得する制御パラメータに基づいて、主回路101を制御する。つまり、制御回路102は、処理部24と連携することにより、主回路101を制御する。したがって、本実施形態では、処理部24と電力変換器1との間の通信においては、移動体3との通信規格に基づく1以上の通信線L2(後述する)が不要であるため、ケーブル支持器2と電力変換器1との間に配線される通信線L2の本数を減らすことができる、という利点がある。
The
(2)詳細
以下、本実施形態の電力変換システム100について、図面を参照して詳細に説明する。
(2) Details Hereinafter, the
(2.1)全体構成
まず、電力変換システム100を含めた全体構成について、図1を参照して説明する。本実施形態では、電力変換システム100は、住宅H1の内部に設置された機器制御装置5と互いに連携することにより、電力変換システム100としての機能を実現する。
(2.1) Overall Configuration First, the overall configuration including the
電力変換システム100の電力変換器1と機器制御装置5とは、互いに通信可能に構成されている。本開示において「通信可能」とは、有線通信又は無線通信の適宜の通信方式により、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、情報を授受できることを意味する。すなわち、電力変換器1と機器制御装置5とは、互いに情報を授受することができる。本実施形態では、電力変換器1と機器制御装置5とは、互いに双方向に通信可能であって、電力変換器1から機器制御装置5への情報の送信、及び機器制御装置5から電力変換器1への情報の送信の両方が可能である。
The
機器制御装置5は、少なくとも電力変換器1を制御する装置である。機器制御装置5は、電力変換器1に対して、充電の開始を指示するための充電開始信号、及び充電の停止を指示するための充電停止信号を出力することにより、電力変換器1による移動体3の蓄電池31の充電の開始及び停止を制御する。したがって、例えばユーザU1が機器制御装置5にて所定の操作を行うことにより、電力変換器1に対して、蓄電池31の充電の開始を指示したり、蓄電池31の充電の停止を指示したりすることが可能である。
The device control device 5 is a device that controls at least the
本実施形態では、機器制御装置5は、ルータを介して、インターネット等のネットワークに接続されている。このため、機器制御装置5は、ルータ、又はルータ及びネットワークを介して、ユーザU1の所持する情報端末と通信可能である。情報端末は、例えばスマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピュータ等である。したがって、ユーザU1は、機器制御装置5を直接操作するのみならず、情報端末を操作することによっても、蓄電池31の充電の開始を指示したり、蓄電池31の充電の停止を指示したりすることが可能である。
In this embodiment, the device control device 5 is connected to a network such as the Internet via a router. Therefore, the device control device 5 can communicate with the information terminal possessed by the user U1 via a router or a router and a network. The information terminal is, for example, a smart phone, a tablet terminal, or a personal computer. Therefore, the user U1 can instruct to start charging the
電力変換器1は、移動体3の蓄電池31を充電するための充電設備である。本実施形態では、電力変換器1は、住宅H1の内部に設置されている。電力変換器1には、ケーブルC1が接続されている。ケーブルC1の先端部には、移動体3のインレット34に対して取外し可能に接続されるコネクタCN1を有している。電力変換器1は、コネクタCN1がインレット34に接続されている状態で、ケーブルC1を介して移動体3と接続されるので、ケーブルC1を介して移動体3の蓄電池31に電力を供給可能になり、蓄電池31の充電が可能になる。
The
また、本実施形態では、電力変換器1は、コネクタCN1がインレット34に接続されている状態で、ケーブルC1を介して移動体3の蓄電池31から放電する機能を有した放電設備でもある。したがって、本実施形態では、移動体3の有する蓄電池31の放電電力を、住宅H1の負荷(分電盤を含む)に出力することで、V2H(Vehicle To Home)のシステムを構築可能である。
Further, in this embodiment, the
移動体3は、蓄電池31と、電力制御回路32と、ECU(Electronic Control Unit)33と、を備えている。電力制御回路32は、電力変換器1からの電力の供給を受けて、蓄電池31の充電を実行する回路である。本実施形態では、電力制御回路32は、蓄電池31の充電を実行する機能の他に、蓄電池31の放電を実行する機能も有している。EUC33は、ケーブルC1の通信線L2(後述する)を介して伝送される信号(ここでは、一例としてCHAdeMO(登録商標)規格に基づく信号)に基づいて、電力制御回路32を制御する。
The moving
(2.2)電力変換システム
次に、電力変換システム100について、図1~図3を参照して説明する。電力変換システム100は、電力変換器1としての第1電力変換装置11及び第2電力変換装置12と、ケーブル支持器2と、を備えている。
(2.2) Power Conversion System Next, the
第1電力変換装置11は、図2に示すように、主回路111(101)と、制御回路112(102)と、通信部113(103)と、を備えている。また、第1電力変換装置11では、主回路111、制御回路112、及び通信部113は、いずれも直方体状の筐体11A(図3参照)に収容されている。本実施形態では、筐体11Aは、図3に示すように、住宅H1内に設置されている。
The
主回路111は、双方向のAC/DCコンバータであって、一端が電力系統4に接続されており、他端が直流バスDB1である直流ケーブルC2を介して第2電力変換装置12の主回路121に接続されている。主回路111は、例えばフルブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有しており、複数のスイッチング素子を制御回路112によりPWM(Pulse Width Modulation)制御されることで、直流電力から交流電力、又は交流電力から直流電力への変換を行う。
The
本実施形態では、主回路111は、電力系統4から入力する交流電力を所定の大きさの直流電力に変換して第2電力変換装置12に出力する機能を有している。言い換えれば、第1電力変換装置11は、電力系統4から入力される交流電力を直流電力に変換して直流ケーブルC2(直流バスDB1)に出力する機能を有している。また、本実施形態では、主回路111は、第2電力変換装置12の出力する直流電力を所定の大きさの交流電力に変換して電力系統4に出力する機能を有している。言い換えれば、第1電力変換装置11は、直流ケーブルC2(直流バスDB1)から入力される直流電力を交流電力に変換して電力系統4に出力する機能を有している。
In this embodiment, the
制御回路112は、少なくとも一部が1以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラにて構成されている。言い換えれば、制御回路112の少なくとも一部は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、1以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御回路112の一部として機能する。プログラムは、ここでは制御回路112のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、制御回路112は、主回路111の有する複数のスイッチング素子を駆動するためのドライバを有している。制御回路112は、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成されてもよい。
The control circuit 112 is configured at least in part by a microcontroller having one or more processors and memory. In other words, at least part of the control circuit 112 is implemented in a computer system having one or more processors and memory, and the one or more processors execute a program stored in the memory so that the computer system It functions as part of the control circuit 112 . Although the program is pre-recorded in the memory of the control circuit 112 here, it may be provided through an electric communication line such as the Internet or recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card. The control circuit 112 also has a driver for driving the switching elements of the
制御回路112は、通信部113を介して機器制御装置5又は情報端末からの指令を受けることにより、主回路111を制御して蓄電池31の充電を開始したり、蓄電池31の充電を停止したりする機能を有する。本実施形態では、制御回路112は、例えば電力系統4の停電時において、主回路111を制御して、第2電力変換装置12からの直流電力を交流電力に変換して住宅H1内の負荷(分電盤を含む)に出力させる機能も有する。
The control circuit 112 receives commands from the device control device 5 or the information terminal via the
通信部113は、機器制御装置5と通信する機能を有している。通信部113と機器制御装置5との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では、一例として、通信部113と機器制御装置5との間の通信方式は、有線LAN(Local Area Network)等の通信規格に準拠した有線通信である。通信部113と機器制御装置5との間の通信における通信プロトコルは、例えば、Ethernet(登録商標)、又はECHONET Lite(登録商標)等である。
The
通信部113は、第2電力変換装置12の通信部123(後述する)と通信する機能も有している。通信部113と第2電力変換装置12の通信部123との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では、一例として、通信部113は、直流ケーブルC2の有する通信線L2を介して、第2電力変換装置12の通信部123と有線通信を行う。
The
第2電力変換装置12は、図2に示すように、主回路121(101)と、制御回路122(102)と、通信部123(103)と、を備えている。また、第2電力変換装置12では、主回路121、制御回路122、及び通信部123は、いずれも直方体状の筐体12A(図3参照)に収容されている。本実施形態では、筐体12Aは、図3に示すように、住宅H1内に設置されている。
The
主回路121は、双方向のDC/DCコンバータであって、一端が第1ケーブルC11に接続されており、他端が直流ケーブルC2を介して第1電力変換装置11の主回路111に接続されている。主回路121は、例えば1以上のスイッチング素子を有しており、1以上のスイッチング素子を制御回路122によりPWM制御されることで、入力された直流電力を調整して出力する。
The
本実施形態では、主回路121は、第1電力変換装置11の出力する直流電力を所定の大きさの直流電力に変換して、第1ケーブルC11及びコネクタCN1を介して蓄電池31に出力する機能を有している。また、本実施形態では、主回路121は、第1ケーブルC11及びコネクタCN1を介して蓄電池31から放電される直流電力を所定の大きさの直流電力に変換して第1電力変換装置11に出力する機能を有している。言い換えれば、第2電力変換装置12は、蓄電池31から放電される放電電力(直流電力)を調整して直流バスDB1に出力する機能を有している。
In this embodiment, the
制御回路122は、少なくとも一部が1以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラにて構成されている。言い換えれば、制御回路122の少なくとも一部は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、1以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御回路122の一部として機能する。プログラムは、ここでは制御回路122のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、制御回路122は、主回路121の有する1以上のスイッチング素子を駆動するためのドライバを有している。制御回路122は、例えば、FPGA、又はASIC等で構成されてもよい。
The
制御回路122は、通信部123及び第1電力変換装置11の通信部113を介して機器制御装置5又は情報端末からの指令を受けることにより、主回路121を制御して蓄電池31の充電を開始したり、蓄電池31の充電を停止したりする機能を有する。本実施形態では、制御回路122は、例えば電力系統4の停電時において、主回路121を制御して、蓄電池31からの放電電力(直流電力)を調整して第1電力変換装置11へ出力させる機能も有する。
The
このように、本実施形態では、電力変換器1の制御回路102は、第1電力変換装置11の制御回路112と、第2電力変換装置12の制御回路122と、に分けられている。言い換えれば、制御回路102は、第1電力変換装置11と、第2電力変換装置12と、にそれぞれ機能が分離されている。
Thus, in this embodiment, the
通信部123は、第1電力変換装置11の通信部113と通信する機能を有している。通信部123と第1電力変換装置11の通信部113との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では、一例として、通信部123は、直流ケーブルC2の有する通信線L2を介して、第1電力変換装置11の通信部113と有線通信を行う。
The
通信部123は、移動体3と通信する機能も有している。通信部123と移動体3との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。本実施形態では一例として、通信部123は、ケーブルC1の有する通信線L2を介して、移動体3と有線通信を行う。本実施形態では、一例として、通信部123は、少なくともChadeMO(登録商標)規格に基づく信号により、電力変換器1と移動体3との接続確認、及び移動体3の状態確認等のための通信を行う。
The
ケーブル支持器2は、図2に示すように、ケーブルC1の一部を支持する。また、ケーブル支持器2では、ケーブルC1の一部を、直方体状の筐体2A(図3参照)に収容する形で支持している。本実施形態では、筐体2Aは、図3に示すように、住宅H1の外側であって、移動体3の駐車スペースA1に設置されている。言い換えれば、ケーブル支持器2は、地面(ここでは、駐車スペースA1)に自立して設置されている。
The
本実施形態では、ケーブルC1は、第1ケーブルC11と、第2ケーブルC12と、を有している。第1ケーブルC11は、移動体3とケーブル支持器2との間に接続される。第2ケーブルC12は、第1ケーブルC11とは異なる種類であって、ケーブル支持器2と第2電力変換装置12との間に接続される。つまり、実施形態では、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、互いに種類が異なっている。
In this embodiment, the cable C1 has a first cable C11 and a second cable C12. A first cable C11 is connected between the
本実施形態では、1本のケーブルC1を切断して得られる2本のケーブルをそれぞれ第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12とする場合を除いて、基本的に、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、互いに種類が異なっている、と言える。具体的には、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、互いに径寸法が異なっていることで、互いに種類が異なっている、と言える。また、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、互いに内包する電線の数が異なっていることで、互いに種類が異なっている、と言える。その他、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、互いにケーブルの構造、材質、又は製造メーカが異なっている場合も、互いに種類が異なっている、と言える。 In the present embodiment, except for the case where two cables obtained by cutting one cable C1 are used as the first cable C11 and the second cable C12, respectively, basically the first cable C11 and the second cable It can be said that C12 is of a different type. Specifically, it can be said that the first cable C11 and the second cable C12 are of different types due to their different diameters. In addition, it can be said that the first cable C11 and the second cable C12 are of different types because the numbers of wires included therein are different. In addition, it can be said that the first cable C11 and the second cable C12 are of different types when the structures, materials, or manufacturers of the cables are different from each other.
本実施形態では、第1ケーブルC11は、一例として、キャブタイヤケーブルである。また、本実施形態では、第2ケーブルC12は、一例として、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CVケーブル)である。また、本実施形態では、第1ケーブルC11及び第2ケーブルC12は、いずれも1以上(ここでは、2本)の電力線L1と、1以上(ここでは、複数本)の通信線L2と、を有している。さらに、本実施形態では、直流ケーブルC2は、第2ケーブルC12と同様にCVケーブルであって、1以上の電力線L1と、1以上の通信線L2と、を有している。 In this embodiment, the first cable C11 is, for example, a cabtire cable. Moreover, in this embodiment, the 2nd cable C12 is a crosslinked polyethylene insulation vinyl sheath cable (CV cable) as an example. Further, in the present embodiment, both the first cable C11 and the second cable C12 include one or more (here, two) power lines L1 and one or more (here, a plurality of) communication lines L2. have. Furthermore, in this embodiment, the DC cable C2 is a CV cable like the second cable C12, and has one or more power lines L1 and one or more communication lines L2.
そして、ケーブル支持器2(電力変換システム100)は、第1ケーブルC11と第2ケーブルC12とを互いに接続する接続部20を更に備えている。本実施形態では、接続部20は、ケーブル支持器2の筐体2Aの内部に収容されている。つまり、接続部20は、ケーブル支持器2の内側に設けられている。
The cable supporter 2 (power conversion system 100) further includes a connecting
本実施形態では、接続部20は、第1ケーブルC11が接続される第1端子21と、第2ケーブルC12が接続される第2端子22と、を有している。つまり、本実施形態では、第1ケーブルC11は、その一端が第1端子21に接続されることにより、ケーブル支持器2に固定(支持)されることになる。また、第2ケーブルC12は、その一端が第2端子22に接続されることにより、ケーブル支持器2に固定(支持)されることになる。
In this embodiment, the connecting
そして、第1端子21と第2端子22との間は、電気回路23を介して接続されている。電気回路23は、例えば第1ケーブルC11の有する1以上の電力線L1及び1以上の通信線L2を、第2ケーブルC12の有する1以上の電力線L1及び1以上の通信線L2に接続できるように、電気的な接続を変換する変換回路である。もちろん、電気回路23は、第1ケーブルC11の有する1以上の電力線L1及び1以上の通信線L2と、第2ケーブルC12の有する1以上の電力線L1及び1以上の通信線L2と、を互いに繋ぐ単なる電気導体であってもよい。
The
本実施形態では、図3に示すように、ケーブル支持器2と第1電力変換装置11との間において、ケーブルC1の一部が地中に配線されている。同様に、第1電力変換装置11と第2電力変換装置12との間において、直流ケーブルC2の一部が地中に配線されている。そして、地中においては、ケーブルC1は、例えば金属製の電線管等の配管C3に通されている。配管C3の硬度は、ケーブルC1のシース(外皮)の硬度よりも高い。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, between the
また、ケーブル支持器2は、処理部24を有している。処理部24は、少なくとも一部が1以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラにて構成されている。言い換えれば、処理部24は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、1以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが処理部24の一部として機能する。プログラムは、ここでは処理部24のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
The
本実施形態では、処理部24は、ケーブルC1(ここでは、第2ケーブルC12)から供給される直流電力を受けて動作するように構成されている。そして、電力系統4が停電していない場合、ケーブルC1には、電力変換器1(ここでは、第2電力変換装置12)から電力が供給される。つまり、処理部24は、電力変換器1から動作電力を供給されていることになる。
In this embodiment, the
処理部24は、移動体3との通信を処理することにより主回路121の制御パラメータを得る。制御パラメータは、一例として、充電電流の上限値、放電電流の上限値、蓄電池31の充電又は放電の許可/禁止の指令、移動体3からの異常停止要求の指令、又は過充電による停止の指令等を含み得る。処理部24は、第2ケーブルC12の通信線L2を介して、制御パラメータを電力変換器1(ここでは、第2電力変換装置12)の制御回路122に送信する。
The
制御回路122は、通信部123にて処理部24からの制御パラメータを受信すると、受信した制御パラメータに基づいて、主回路121を制御する。つまり、制御回路122は、処理部24と通信することにより処理部24から取得する制御パラメータに基づいて、主回路121を制御する。
When the
(3)利点
上述のように、本実施形態では、電力変換器1の制御回路102と、ケーブル支持器2の処理部24と、が連携することにより、電力変換器1の主回路101を制御している。このため、本実施形態では、処理部24を有さない場合と比較して、ケーブル支持器2と電力変換器1との間に配線される通信線L2の本数を減らすことができる、という利点がある。
(3) Advantages As described above, in the present embodiment, the
すなわち、移動体3と電力変換器1との間の通信においては、移動体3との通信規格(ここでは、CHAdeMO(登録商標)規格)に基づいて1以上の通信線L2を必要とする。ここで、本実施形態では、この複数本の通信線L2を用いた通信を、移動体3と処理部24との間の通信で完結することが可能である。したがって、本実施形態では、処理部24と電力変換器1との間の通信においては、移動体3との通信規格に基づく1以上の通信線L2が不要であるため、ケーブル支持器2と電力変換器1との間に配線される通信線L2の本数を減らすことが可能である。
That is, communication between the
また、本実施形態では、移動体3と制御回路102との間に、処理部24を介さずに通信線L2を配線する場合と比較して、要素間の通信線L2を短くすることができる。具体的には、処理部24を有さない場合と比較して、移動体3と処理部24との間に配線される通信線L2と、処理部24と制御回路102との間に配線される通信線L2と、を短くすることができる。このため、要素間の通信線L2での電圧降下を抑制することができるので、移動体3と電力変換器1との間の通信の安定化を図りやすい、という利点もある。さらに、本実施形態では、周辺への妨害電波の発生を抑えやすい、という利点もある。
In addition, in this embodiment, the communication line L2 between the elements can be shortened compared to the case where the communication line L2 is wired between the
(4)変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(4) Modifications The above-described embodiment is just one of various embodiments of the present disclosure. The above-described embodiments can be modified in various ways according to design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved. Modifications of the above-described embodiment are listed below. Modifications described below can be applied in combination as appropriate.
本開示における電力変換システム100は、例えば処理部24にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における処理部24としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
The
また、処理部24における複数の機能が、1つの筐体に集約されていることは処理部24に必須の構成ではない。処理部24の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、処理部24の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ装置及びクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。反対に、上述の変形例3のように、処理部24の全ての機能が、1つの筐体に集約されていてもよい。
In addition, it is not an essential configuration of the
上述の実施形態において、処理部24の動作電力は、移動体3の蓄電池31から供給されてもよい。また、処理部24の動作電力は、電力変換システム100の外部にある外部電源から供給されてもよい。外部電源は、一例として、移動体3に備え付けのシガーソケット、又は鉛蓄電池を含むバッテリ等である。この場合、ケーブル支持器2には、外部電源が接続される電源インタフェースを有していればよい。
In the above-described embodiments, the operating power of the
上述の実施形態において、第1ケーブルC11と第2ケーブルC12とは、互いに種類が異なっていなくてもよい。例えば、第1ケーブルC11と第2ケーブルC12とは、同じ種類のケーブルであって、接続部20にて接続されている態様であってもよい。
In the above-described embodiment, the first cable C11 and the second cable C12 do not have to be of different types. For example, the first cable C<b>11 and the second cable C<b>12 may be cables of the same type, and may be connected at the connecting
上述の実施形態において、電力変換システム100(ケーブル支持器2)は、接続部20を備えていなくてもよい。つまり、ケーブル支持器2は、移動体3と第2電力変換装置12との間を一繋ぎに接続する1本のケーブルC1を支持する態様であってもよい。
In the above-described embodiments, the power conversion system 100 (cable supporter 2) does not have to include the connecting
上述の実施形態において、ケーブル支持器2には、蓄電池31の充電の開始及び停止を指示するための操作部が設けられていてもよい。この場合、ユーザU1は、機器制御装置5を直接操作せずとも、操作部を操作することにより、蓄電池31の充電の開始及び停止を指示することが可能である。また、操作部は、ケーブル支持器2ではなく、コネクタCN1に設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態において、第1電力変換装置11及び第2電力変換装置12は、互いに別体に構成されていなくてもよい。つまり、第1電力変換装置11及び第2電力変換装置12は、電力変換器1として1つの筐体に収容されていてもよい。
In the above-described embodiment, the first
上述の実施形態において、電力変換器1は、第1電力変換装置11を備えていなくてもよい。つまり、第1電力変換装置11は、電力変換システム100の構成要素に含まれていなくてもよい。
In the above-described embodiments, the
上述の実施形態において、ケーブル支持器2は、単独で市場に流通し得る。つまり、ケーブル支持器2は、電力変換システム100に用いられる。
In the above-described embodiments, the
(まとめ)
以上述べたように、第1の態様に係る電力変換システム(100)は、電力変換器(1)と、ケーブル支持器(2)と、を備える。電力変換器(1)は、移動体(3)の有する蓄電池(31)と電力系統(4)との間に設けられて、蓄電池(31)に充電される直流電力を調整可能である。ケーブル支持器(2)は、ケーブル(C1)を支持する。ケーブル(C1)は、移動体(3)と電力変換器(1)との間に接続されて蓄電池(31)と電力変換器(1)との間の電力供給路を形成する。電力変換器(1)は、直流電力を調整する主回路(101)と、主回路(101)の動作を制御する制御回路(102)と、を有する。ケーブル支持器(2)は、処理部(24)を有する。処理部(24)は、移動体(3)との通信を処理することにより主回路(101)の制御パラメータを得る。制御回路(102)は、処理部(24)と通信することにより処理部(24)から取得する制御パラメータに基づいて、主回路(101)を制御する。
(summary)
As described above, the power conversion system (100) according to the first aspect includes the power converter (1) and the cable support (2). A power converter (1) is provided between a storage battery (31) of a mobile object (3) and a power system (4), and can adjust DC power charged in the storage battery (31). A cable support (2) supports a cable (C1). The cable (C1) is connected between the mobile body (3) and the power converter (1) to form a power supply path between the storage battery (31) and the power converter (1). A power converter (1) has a main circuit (101) that regulates DC power and a control circuit (102) that controls the operation of the main circuit (101). The cable support (2) has a processing section (24). A processing unit (24) obtains control parameters for the main circuit (101) by processing communication with the mobile unit (3). A control circuit (102) controls a main circuit (101) based on control parameters obtained from a processing section (24) by communicating with the processing section (24).
この態様によれば、ケーブル支持器(2)と電力変換器(1)との間に配線される通信線(L2)の本数を低減することができる、という利点がある。 According to this aspect, there is an advantage that the number of communication lines (L2) wired between the cable support (2) and the power converter (1) can be reduced.
第2の態様に係る電力変換システム(100)では、第1の態様において、電力変換器(1)は、第1電力変換装置(11)と、第2電力変換装置(12)と、を有する。第1電力変換装置(11)は、電力系統(4)から入力される交流電力を直流電力に変換して直流バス(DB1)に出力する。第2電力変換装置(12)は、直流バス(DB1)から入力される直流電力を蓄電池(31)の充電電力に変換して出力する。 In the power conversion system (100) according to the second aspect, in the first aspect, the power converter (1) has a first power conversion device (11) and a second power conversion device (12) . A first power conversion device (11) converts AC power input from a power system (4) into DC power and outputs the DC power to a DC bus (DB1). The second power conversion device (12) converts the DC power input from the DC bus (DB1) into charging power for the storage battery (31) and outputs the charging power.
この態様によれば、ケーブル支持器(2)と第2電力変換装置(12)との間に配線される通信線(L2)の本数を低減することができる、という利点がある。 According to this aspect, there is an advantage that the number of communication lines (L2) wired between the cable support (2) and the second power converter (12) can be reduced.
第3の態様に係る電力変換システム(100)では、第2の態様において、制御回路(102)は、第1電力変換装置(11)と、第2電力変換装置(12)と、にそれぞれ機能が分離されている。 In the power conversion system (100) according to the third aspect, in the second aspect, the control circuit (102) functions in the first power conversion device (11) and the second power conversion device (12), respectively. are separated.
この態様によれば、ケーブル支持器(2)と第2電力変換装置(12)との間に配線される通信線(L2)の本数を低減することができる、という利点がある。 According to this aspect, there is an advantage that the number of communication lines (L2) wired between the cable support (2) and the second power converter (12) can be reduced.
第4の態様に係る電力変換システム(100)では、第1~第3のいずれかの態様において、処理部(24)は、電力変換器(1)から動作電力を供給される。 In the power conversion system (100) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the processing section (24) is supplied with operating power from the power converter (1).
この態様によれば、処理部(24)に動作電力を供給するための電源を別途用意する必要がない、という利点がある。 According to this aspect, there is an advantage that it is not necessary to separately prepare a power supply for supplying operating power to the processing section (24).
第5の態様に係るケーブル支持器(2)は、第1~第4のいずれかの態様の電力変換システム(100)に用いられる。 A cable support (2) according to the fifth aspect is used in the power conversion system (100) according to any one of the first to fourth aspects.
この態様によれば、ケーブル支持器(2)と電力変換器(1)との間に配線される通信線(L2)の本数を低減することができる、という利点がある。 According to this aspect, there is an advantage that the number of communication lines (L2) wired between the cable support (2) and the power converter (1) can be reduced.
第2~第4の態様に係る構成については、電力変換システム(100)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configurations according to the second to fourth aspects are not essential configurations for the power conversion system (100), and can be omitted as appropriate.
100 電力変換システム
1 電力変換器
11 第1電力変換装置
12 第2電力変換装置
101 主回路
102 制御回路
2 ケーブル支持器
24 処理部
3 移動体
31 蓄電池
4 電力系統
C1 ケーブル
DB1 直流バス
100
Claims (5)
前記移動体と前記電力変換器との間に接続されて前記蓄電池と前記電力変換器との間の電力供給路を形成するケーブルを支持するケーブル支持器と、を備え、
前記電力変換器は、
前記直流電力を調整する主回路と、
前記主回路の動作を制御する制御回路と、を有し、
前記ケーブル支持器は、前記移動体との通信を処理することにより前記主回路の制御パラメータを得る処理部を有し、
前記制御回路は、前記処理部と通信することにより前記処理部から取得する前記制御パラメータに基づいて、前記主回路を制御し、
前記ケーブルは、前記移動体と前記ケーブル支持器との間に接続される第1ケーブルと、前記ケーブル支持器と前記電力変換器との間に接続される第2ケーブルとを含み、
前記第1ケーブルと前記第2ケーブルの種類が異なり、
前記ケーブル支持器は、前記第1ケーブルが接続される第1端子と、前記第2ケーブルが接続される第2端子と、前記第1端子と前記第2端子との間を接続する電気回路と、を備え、前記電気回路が、前記第1ケーブルが有する1以上の電力線及び1以上の通信線を、前記第2ケーブルが有する1以上の電力線及び1以上の通信線に接続できるように、電気的な接続を変換する、
電力変換システム。 a power converter provided between a storage battery of a mobile body and an electric power system and capable of adjusting DC power charged in the storage battery;
a cable support that supports a cable that is connected between the moving body and the power converter and forms a power supply path between the storage battery and the power converter;
The power converter is
a main circuit that adjusts the DC power;
a control circuit that controls the operation of the main circuit;
The cable support has a processing unit that obtains control parameters for the main circuit by processing communication with the mobile body,
The control circuit controls the main circuit based on the control parameters obtained from the processing unit by communicating with the processing unit ,
the cable includes a first cable connected between the moving body and the cable support, and a second cable connected between the cable support and the power converter;
The types of the first cable and the second cable are different,
The cable support includes a first terminal to which the first cable is connected, a second terminal to which the second cable is connected, and an electric circuit connecting the first terminal and the second terminal. , so that the electric circuit can connect one or more power lines and one or more communication lines of the first cable to one or more power lines and one or more communication lines of the second cable. transforming connections,
power conversion system.
前記電力系統から入力される交流電力を直流電力に変換して直流バスに出力する第1電力変換装置と、
前記直流バスから入力される直流電力を前記蓄電池の充電電力に変換して出力する第2電力変換装置と、を有する、
請求項1記載の電力変換システム。 The power converter is
a first power conversion device that converts AC power input from the power system into DC power and outputs the DC power to a DC bus;
a second power conversion device that converts the DC power input from the DC bus into the charging power of the storage battery and outputs the charging power;
The power conversion system according to claim 1.
請求項2記載の電力変換システム。 The control circuit has separate functions for the first power conversion device and the second power conversion device.
The power conversion system according to claim 2.
請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換システム。 The processing unit is supplied with operating power from the power converter,
The power conversion system according to any one of claims 1 to 3.
ケーブル支持器。 Used in the power conversion system according to any one of claims 1 to 4,
cable support.
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