WO2006059763A1

WO2006059763A1 - 電力供給システムおよび車両

Info

Publication number: WO2006059763A1
Application number: PCT/JP2005/022266
Authority: WO
Inventors: Hichirosai Oyobe; Tetsuhiro Ishikawa; Yukihiro Minezawa; Hitoshi Sato
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-08
Also published as: EP1819024A1; CN100555795C; BRPI0518732A2; CA2584135A1; US20080077286A1; JPWO2006059763A1; CN101073189A; JP4424352B2; US20140330468A1; AU2005310452A1; US20160164289A1; AU2005310452B2

Abstract

第１のハイブリッド自動車（１０Ａ）は、住宅側のコネクタ（４０）に接続される。第２のハイブリッド自動車（１０Ｂ）は、第１のハイブリッド自動車（１０Ａ）に接続され、第１のハイブリッド自動車（１０Ａ）内において住宅負荷（２０）に対して並列に接続される。商用系統電源（５０）が停電すると、自動切替回路（３０）が動作し、住宅負荷（２０）は、第１および第２のハイブリッド自動車（１０Ａ，１０Ｂ）からの給電を受ける。第１のハイブリッド自動車（１０Ａ）は、住宅負荷（２０）の負荷量および第１および第２のハイブリッド自動車（１０Ａ，１０Ｂ）の燃料残量に基づいて、第１および第２のハイブリッド自動車（１０Ａ，１０Ｂ）からの電力供給量の配分を決定する。

Description

明細書電力供給システムおよび車両技術分野

この発明は、電力供給システムおよび車両に関し、特に、車両外部の電気負荷へ電力を供給可能な車両を用いた電力供給システムおよびそれに用いられる車両に関する。背景技術

特開平 4一 295202号公報は、電気動力駆動の車両に使用される電動機駆動および動力処理装置を開示する。この電動機駆動および動力処理装置は、二次電池と、インバータ I A， I Bと、誘導電動機 MA， MBと、制御ユニットとを備える。誘導電動機 M A , MBは、 Y結線ざれた卷線 C A, CBをそれぞれ含み、卷線 CA， CBの中性点 NA， NBには、 EM Iフィルターを介して入力/出力ポートが接続される。

インバータ I A, I Bは、それぞれ誘導電動機 MA, MBに対応して設けられ、それぞれ卷線 CA, CBに接続される。そして、インバータ I A， I Bは、二次電池に並列に接続される。

この電動機駆動および動力処理装置においては、再充電モード時、入カ出力ポートに接続される単相電源から EM Iフィルターを介して巻線 CA, CBの中性点 NA， NB間に交流電力が供給され、インバータ I A， I Bは、その中性点 N A , N B間に供給された交流電力を直流電力に変換して直流電源を充電する。また、この電動機駆動および動力処理装置においては、インバータ I A， I B は、中性点 NA, NB間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力 Z出力ポートに接続された外部装置に供給することもできる。しかしながら、特開平 4— 295202号公報に開示された電動機駆動および動力処理装置では、交流電力を発生して外部装置へ供給しているとき、外部装置の負荷量や電動機駆動および動力処理装置の電力供給能力によっては、電力の供給不足が発生する可能性がある発明の開示

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電力の供給を受ける外部負荷の負荷量や電力供給装置の供給能力に応じた電力供給を実現する電力供給システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、電力の供給を受ける外部負荷の負荷量や電力供給装置の供給能力に応じた電力供給を実現する電力供給システムに用いられる車両を提供することである。 '

この発明によれば、電力供給システムは、電気負荷に対して電気的に並列に接続され、かつ、電気負荷に電力を供給する複数の車両と、電気負荷の負荷量と複数の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、複数の車両からの電力供給量の配分を決定するシステム制御装置とを備える。複数の車両の各々は、配分に基づいて電気負荷へ電力を供給する。

好ましくは、システム制御装置は、複数の車両のいずれかに搭載される。

好ましくは、システム制御装置は、複数の車両の各々から出力される交流電力を互いに同期させるための同期信号をさらに生成する。複数の車両の各々は、同期信号に同期した交流電力を出力する。

好ましくは、複数の車両の各々は、内燃機関と、内燃機関に連結され、 Y結線された第 1の 3相コイルをステータコイルとして含む発電機と、 Y結線された第 2の 3相コイルをステータコイルとして含む電動機と、発電機および電動機にそれぞれ接続され、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて発電機および電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のィンバ一タと、第 1および第 2のインバータの動作を制御する制御装置とを含む。制御装置は、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて第 1および第 2の 3相コイルの中性点間に電気負荷に供給する交流電力を生成するように、第 1および第 2のィンバ一タを制御する。好ましくは、システム制御装置は、複数の車両の各々の燃料残量に基づいて、複数の車両の各々から供給可能な電力量を算出する。 ·

また、この発明によれば、車両は、車両外部の電気負荷に電力を供給可能な車両であって、電力を生成する電力生成装置と、当該車両を電気負荷と接続するた . の第 1の接続端子と、当該車両に他の車両を接続し、電気負荷に対して他の車両を当該車両と電気的に並列に接続するための第 2の接続端子と、電気負荷の負荷量と当該車両および第 2の接続端子に接続された他の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、当該車両および他の車両からの電力供給量の配分を決定し、その配分に基づいて電力生成装置を動作させるとともに、配分に応じた電力指令を他の車両へ出力するシステム制御装置とを備える。

好ましくは、システム制御装置は、電力生成装置が生成する第 1の交流電力に第 2の接続端子に接続された他の車両から出力される第 2の交流電力を同期させるための同期信号を他の車両へさらに出力する。

好ましくは、電力生成装置は、内燃機関と、内燃機関に連結され、 Y結線された第 1の 3相コイルをステータコイルとして含む発電機と、 Y結線された第 2の 3相コイルをステータコイルとして含む電動機と、発電機および電動機にそれぞれ接続され、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて発電機および電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のインバータと、第 1および第 2のインバータの動作を制御する制御装置とを含む。制御装置は、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて第 1および第 2の 3相コイルの中性点間に電気負荷に供給す - る交流電力を生成するように、第 1および第 2.のインバータを制御する。

好ましくは、システム制御装置は、当該車両および第 2の接続端子に接続された他の車両の各々の燃料残量に基づいて、当該車両および他の車両の各々から供給可能な電力量を算出する。

また、この発明によれば、車両は、車両外部の電気負荷に電力を供給可能な車両であって、電力を生成する電力生成装置と、当該車両を他の車両に電気的に接続し、電力生成装置によって生成された電力を他の車両を介して電気負荷へ出力するための接続端子と、他の車両から受ける電力指令に基づいて電力生成装置を動作させるシステム制御装置とを備える。

好ましくは、システム制御装置は、電力生成装置が生成する第' 1の交流電力を接続端子に接続された他の車両から出力される第 2の交流電力に同期させるための同期信号を他の車両から受け、その受けた同期信号に同期して第 1の交流電力を生成するように、電力生成装置を制御する。

また、この発明によれば、車両は、車両外部の電気負荷に電力を供給可能な'車両であって、電力を生成する電力生成装置と、当該車両を第 1の他の車両に電気的に接続し、電力生成装置によって生成された電力を第 1の他の車両を介して電気負荷へ m力するための第 1の接続端子と、当該車両に第 2の他の車両を接続し、電気負荷に対して第 2の他の車両を当該車両と電気的に並列に接続するための第 2の接続端子と、第 1の他の車両から受ける電力指令に基づいて電力生成装置を動作させるシステム制御装置とを備える。

好ましくは、システム制御装置は、 m力生成装置が生成する第 1の交流電力を第 1の接続端子に接続された第 1の他の車両から出力される第 2の交流電力に同期させるための同期信号を第 1の他の車両から受け、その受けた同期信号に同期して第 1の交流電力を生成するように、電力生成装置を制御する。

好ましくは、電力生成装置は、内燃機関と、内燃機関に連結され、 Y結線された第 1の 3相コイルをステータコイルとして含む発電機と、 Y結線された第 2の 3相コイルをステータコイルとして含む電 Ϊ3機と、発電機および電動機にそれぞれ接続され、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて発電機および電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のインバータと、第 1および第 2のインバータの動作を制御する制御装置とを含む。制御装置は、内燃機関の出力を用いて発電した電力を用いて第 1ぉょび第2の3相コィルの中性点間に電気負荷に供給する交流電力を生成するように、第 1および第 2のインバータを制御する。

この発明による電力供給システムにおいては、電気負荷に電力を供給する複数の車両が電気負荷に対して電気的に並列に接続される。そして、システム制御装置は、電気負荷の負荷量と複数の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、複数の車両からの電力供給量の配分を決定し、複数の車両の各々は、その配分に基づいて電気負荷へ電力を供給するので、複数の車両の各々の電力供給能力を考慮しつつ、車両 1台から出力可能な電力を超える給電が可能となる。

したがって、この発明によれば、車両 1台分の電力供給能力を超える電力を電気負荷に供給することができる。また、電気負荷の負荷量に応じて、複数の車両からの電力供給量を適切に配分することができる。さらに、複数の車両の各々の電力供給能力に応じて、複数の車両からの電力供給量を適切に配分することができる。

また、この発明による車両においては、第 1の接続端子が電気負荷に接続され、第 2の接続端子に他の車両が接続される。そして、システム制御装置は、電気負荷の負荷量と当該車両および第 2の接続端子に接続された他の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、当該車両および他の車両からの電力供給量の配分を決定し、その配分に基づいて電力生成装置を動作させるとともに、配分に応じた電力指令を他の車両へ出力する。

したがって、この発明によれば、当該車両および他の車両を用いた電力供給システムを構築することができる。その結果、当該窣両単独の電力供給能力を超える電力を電気負荷に供給することができる。

また、この発明による車両においては、接続端子が他の車両に接続され、電力生成装置によって生成された電力は、他の車両を介して電気負荷へ出力される。そして、システム制御装置は、他の車両から受ける電力指令に基づいて電力生成装置を動作させる。

したがって、この発明によれば、他の車両および当該車両を用いた電力供給システムを構築することができる。

また、この発明による車両においては、第 1の接続端子が第 1の他の車両に接続され、第 2の接続端子に第 2の他の車両が接続され、電力生成装置によって生成された電力は、第 1の他の車両を介して電気負荷へ出力される。そして、システム制御装置は、第 1の他の車両から受ける電力指令に基づいて電力生成装置を動作させる。

したがって、この発明によれば、当該車両および第 1および第 2の他の車両を用いた電力供給システムを構築することができる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1による電力供給システムの全体プロック図である。

. 図 2は、図 1に示すハイブリッド自動車の概略ブロック図である。図 3は、図 2に示す ECUの機能ブロシク図である。

図 4は、図 2に示す動力出力装置の概略ブロック図である。

図 5は、図 4に示す制御装置の交流電力制御に関する部分の機能ブロック図であ。

図 6は、図 4に示すモータジェネレータの中性点間に交流電力が発生しているときのィンバータのデューティ一の総和ならびに交流電圧および交流電流の波形図である。

図 7は、この発明の実施の形態 2による電力供給システムの全体ブロック図である。

図 8は、図 7に示す補助電源装置の概略ブロック図である。

図 9は、この発明の実施の形態 3による電力供給システムの全体ブロック図である。

図 10は、図 9に示すハイブリッド自動車の概略ブロック図である。

図 1 1は、この発明の実施の形態 4による電力供給システムの全体ブロック図である。 '

. 図 1 2は、図 1 1に示す補助電源装置の概略ブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。な' お、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

. [実施の形態 1]

図 1は、この発明の実施の形態 1による電力供給システムの全体ブロック図である。図 1を参照して、この電力供給システム 1は、ハイブリッド自動車（Hy b r i d Ve h i c l e) 10 A, 10Bと、住宅負荷 20と、自動切替装置 30と、コネクタ 40と、住宅側ライン LH1~LH8とを備える。ハイブリツド自動車 1 OAは、接続ケーブル 1 2 Aと、出力側コネクタ 14 Aと、入力側コネクタ 16 Aとを含み、ハイプリッド自動車 10 Bは、接続ケーブル 1 2 Bと、出力側コネクタ 14Bと、入力側コネクタ 16 Bとを含む。そして、ハイブリツド自動車 1 OAの出力側コネクタ 14 Aは、住宅側のコネクタ 40に接続され、ハイプリッド自動車 10 Bの出力側コネクタ 14 Bは、ハイブリッド自動車 10 Aの入力側コネクタ 16 Aに接続される。

ハイブリッド自動車 1 OA, 10Bは、従来のエンジンに加え、直流バッテリとインバータとインバータによって駆動されるモータジェネレータとを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流バッテリからの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータジェネレータを回転させることによつて動力源を得る。

そして、ハイブリッド自動車 10A， 1 OBは、後述する方法により商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を接続ケーブル 12 A, 12Bを介して出力側コネクタ 14 A， 14 Bからそれぞれ出力する。

ハイブリッド自動車 1 OA, 10Bは、接続ケーブル 1 2 Bによって電気的に接続されており、ハイプリッド自動車 1 OA内において住宅負荷 20に対して並列に接続される。すなわち、ハイブリッド自動車 10 Bによって発電された交流電力は、ハイブリッド自動車 1 OAを介して住宅負荷 20に供給される。

なお、このハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBの構成については、後ほど詳しく説明する。

住宅負荷 20は、通常、商用系統電源 50から交流電力の供給を受ける。一方、商用系統電源 50が停電すると、自動切替装置 3◦が動作し、住宅負荷 20は、ハイブリッド自動車 1 OA, 10 Bから交流電力の供給を受ける。すなわち、この電力供給システム 1においては、ハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBは、商用系統電源 50の非常用電源として用いられる。

自動切替装置 30は、住宅負荷 20と商用系統電源 50およびハイブリツド自動車 10A, 10 Bとの間に配設される。自動切替装置 30は、スィッチ 32, 34， 36と、コイル 38とを含む。コイル 38は、商用系統電源 50に接続される住宅側ライン LH5, LH6に接続される。スィッチ 32， 34, 36は、コィノレ 38に電流が流されているときに発生する磁力によって動作する。すなわち、スィッチ 32は、コイル 38に電流が流れているとき、住宅負荷 20に接続される住宅側ライン LH 7を住宅側ライン LH 5と接続し、コイル 38に電流が流れていないとき、住宅側ライン LH7をコネクタ 40に接続される住宅側ラィン LH1と接続する。また、スィッチ 34は、コイル 38に電流が流れているとき、住宅負荷 20に接続される住宅側ライン LH8を住宅側ライン LH6と接続し、コイル 38に電流が流れていないとき、住宅側ライン LH 8をコネクタ 40 に接続される住宅側ライン LH 2と接続する。また、スィッチ 36は、コィノレ 3 8に電流が流れているとき、コネクタ 40に接続される住宅側ライン LH 3を住宅側ライン LH4から切離し、コイル 38に電流が流れていないとき、住宅側ライン LH 3を住宅側ライン LH 4と接続する。

この電力供給システム 1においては、商用系統電源 50が停電すると、自動切替装置 30によって住宅負荷 2◦はコネクタ 40と電気的に接続され、ハイプリッド自動車 10 A, 10Bから住宅負荷 20へ交流電力が供給される。

この電力供給システム 1においては、ハイブリッド自動車 1 0A， 10Bの各々の電力供給可能量は、たとえば最大 3 kWであり、ハイブリッド自動車 10 A, 10Bは、合計で最大 6 kWの電力量を住宅負荷 20へ供給することができる。ここで、住宅側のコネクタ 40に接続されたハイブリッド自動車 1 OAは、ハイブリッド自動車 1 OAに接続されたハイブリッド自動車 10 Bに対してマスターとなり、ハイブリッド自動車 10 A, 10 Bからの電力供給量の配分を制御する。なお、ここで、「マスター」とは、他のハイブリッド自動車の電力供給量を制御していることを意味している。また、以下では、マスターとして機能しているハイブリッド自動車によって電力供給量を制御されていることを「スレ一ブ」と称する。

具体的には、マスタ一として機能するハイブリッド自動車 1 OAは、ハイプリッド自動車 1 OA, 10 Bの燃料残量に基づいてハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBからの電力供給量の配分を決定し、その配分に基づいて交流電力を発生して住宅負荷 20へ出力するとともに、ハイブリッド自動車 10 Bの配分に応じた電力指令（電流指令）を接続ケーブル 1 2 Bを介してスレーブ側のハイブリツド自動車 10 Bへ出力する。

また、ハイブリッド自動車 1 OAは、ハイブリッド自動車 1 OA, 10Bから出力される交流電力の位相の同期をとるための同期信号を生成し、その生成した同期信号を接続ケーブル 12 Bを介してハイプリッド自動車 10 ΪΒへ出力する。そして、スレーブとして機能するハイブリッド自動車 10 Bは、ハイブリッド自動車 1 OAからの電力指令（電流指令）および同期指令に基づいて、ハイプリッド自動車 1 OAからの交流電力の位相に同期した交流電力を発生し、その発生した交流電力をハイプリッド自動車 1 OAを介して住宅負荷 20へ出力する。図 2は、図 1に示したハイブリッド.自動車 1 OA, 10Bの概略ブロック図である。なお、ハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBの構成は、互いに同じであり、この図 2では、ハイブリッド自動車 1 OAの構成が代表的に示される。図 2を参照して、ハイブリッド自動車 1 OAは、動力出力装置 100と、 ECU (E 1 e c t r o n i c Co n t r o l Un i t) 60と、 ACライン ACL 1， A CL 2と、車両側ライン LC 1〜LC 6と、出力側コネクタ 14 Aと、入力側コネクタ 16 Aと、電源ノード 72と、接地ノード 74と、電流センサ 76と、電圧センサ 78とを含む。

動力出力装置 100は、このハイブリッド自動車 1 OAの駆動力を発生し、その発生した駆動力によって図示されない駆動輪に駆動トルクを発生する。また、動力出力装置 100は、車両の停止時、 ECU60からの指令に基づいて商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を ACライン ACL 1, ACL 2へ出力する。具体的には、動力出力装置 100は、 ECU 60からの電流指令 I ACRAに基づいて、 E CU 60によって決定された電力量の交流電力を生成する。また、動力出力装置 100は、 ECU60からのマスター信号 MSTRが L (論理ロー）レベルのとき、すなわち、このハイブリッド自動車 1 OAがスレーブとして機能するとき、 ECU 60からの同期信号 SYNC Iに同期した交流電力を生成する。

電流センサ 76は、. ハイブリッド自動車 1 OAおよび入力側コネクタ 16 Aに接続されるハイブリッド自動車 10 Bから住宅負荷 20へ供給される交流電流 I ACを検出し、その検出した交流電流 I ACを ECU 60へ出力する。電圧センサ 78は、ハイブリッド自動車 1 OA, 10 Bから住宅負荷 20へ供給される交流電圧 VACを検出し、その検出した交流電圧 VACを ECU 60へ出力する。

ECU60は、車両側ライン LC 1上の信号 LOADに基づいて、住宅側から電力の供給が要求されているか否かを判断するとともに、この ECU60が搭載されているハイブリッド自動車 1 OAをマスターとして機能させるかスレーブとして機能させるかを決定する。すなわち、車両側ライン LC 1は、出力側コネクタ 14 Aおよび住宅側のコネクタ 40を介して住宅側ライン L H 3に接続され、接地された車両側ライン LC 6は、住宅側ライン LH 4に接続される。そして、図 1に示したように、住宅負荷 20が商用系統電源 50から電力の供給を受けているときは、住宅側ライン LH 3はハイインピーダンス状態であるので、車両側ライン LC 1は、電源ノード 72によって高電位側にプルアップされる。すなわち、信号 LOADは、 H (論理ハイ）レべノレとなる。一方、商用系統電源 50が停電すると、住宅側ライン LH 3, LH 4が電気的に接続され、住宅側ライン L H4と接続される車両側ライン LC 6は接地しているので、車両側ライン LC 1 の電位は接地電位にプルダウンされる。すなわち、信号 LOADは、 Lレベルとなる。

そして、 ECU60は、信号 LOADが Lレベルになることによって、住宅側から電力供給が要求されたことを認識する。また、このハイブリッド自動車 10 Aがスレーブとして機能するとき、すなわち、出力側コネクタ 14 Aが他のハイブリツド自動車の入力側コネクタに接続されるときは、車両側ライン L C 1は常時ハイインピーダンス状態にされ、信号 LOADは常時 Hレベルとなる。したがつて、反対に信号 LOADが Lレベルのときは、 ECU60は、このハイブリツド自動車 1 OAをマスターとして機能させる。

また、 ECU 60は、このハイブリッド自動車 10.Aがマスターとして機能しているとき、住宅負荷 20の負荷量およびハイブリッド自動車 10A， 10Bの燃料残量に基づいて、ハイブリッド自動車 10A， 10 Bからの電力供給量の配分を決定する。具体的には、 ECU 60は、電流センサ 76からの交流電流 I A Cおよび電圧センサ 78からの交流電圧 VACに基づいてハイブリツド自動車 1 OA, 10Bから住宅負荷 20へ供給されている電力量すなわち住宅負荷 20の負荷量を算出する。そして、 ECU 60は、このハイブリッドき動車 1 OAの燃料残量および入力側コネクタ 16 Aから入力されるハイプリッド自動車 10Bの燃料残量 FUE Lに基づいて、ハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBからの電力供給量の配分を演算し、その演算した配分量に応じたハイプリッド自動車 1 OA, . 10 Bの電流指令 I ACRA, I ACRBOを算出する。そして、 ECU 60は、電流指令 I AC R Aを動力出力装置 100へ出力し、電流指令 I ACRBOを入力側コネクタ 16 Aからハイブリッド自動車 1 OBへ出力する。

さらに、 ECU60は、このハイブリッド自動車 1 OAがマスターとして機能しているとき、ハイブリッド自動車 1 OA, 10 Bから出力される交流電力の同期をとるための同期信号 SYNCOを生成し、その生成した同期信号 SYNCO を入力側コネクタ 16 Aからハイブリッド自動車 10 Bへ出力する。

一方、 ECU 60は、このハイブリッド自動車 1 OAがスレーブとして機能しているときは、入力側コネクタ 16 Aから入力される同期信号 SYNC Iを受け、その受けた同期信号 SYNC Iを動力出力装置 100へ出力する。そうすると、動力出力装置 100は、後述する方法により同期信号 SYNC Iに同期した交流電圧を生成する。これにより、動力出力装置 100は、マスタ一として機能している他のハイブリッド自動車から出力される交流電力の位相に同期した交流電力. を生成することができる。

図 3は、図 2に示した ECU 60の機能ブロック図である。図 3を参照して、 ECU 60は、反転ゲート 68と、 ANDゲート 62と、同期信号生成部 64と、電力配分演算部 66とを含む。反転ゲート 68は、車両側ライン L C 1から受ける信号 LOADの論理レベルを反転した信号を ANDゲート 62へ出力する。 A NDゲート 62は、反転ゲート 68からの出力信号および信号 READYの論理積を演算し、その演算結果をマスター信号 MS TRとして出力する。このマスタ一信号 MS TRは、このハイブリッド自動車 1 OAがマスターとして機能するときに Hレベルとなる信号である。

同期信号生成部 64は、 ANDゲート 62からのマスター信号 MS TRと、電圧センサ 78からの交流電圧 VACとを受ける。そして、同期信号生成部 64は、マスター信号 M S T Rが Hレベルのとき、交流電圧 V A Cの位相に同期した同期信号 SYNC Oを生成し、その生成した同期信号 SYNCOを車両側ライン L C 3へ出力する。この同期信号 S YNCQは、入力側コネクタ 16 Aからハイプリッド自動車 10 Bへ出力される。電力配分演算部 66は、 ANDゲート 62からのマスター信号 MS TRと、電流センサ 76からの交流電流 I ACと、入力側コネクタ 16 Aから入力されるハイブリッド自動車 10 Bの燃料残量 FUE Lおよび電流指令 I ACRB Iとを受ける。そして、電力配分演算部 66は、マスター信号 MSTRが Hレベルのとき、交流電流 I ACを用いて住宅負荷 20の負荷量を算出し、その算出した住宅負荷 20の負荷量と、このハイブリッド自動車 1 OAの燃料残量およびハイブリッド自動車 10 Bの燃料残量 FUE Lとに基づいて、ハイブリッド自動車 1 OA, 1 0 Bからの電力供給量の配分を演算する。

そして、電力配分演算部 66は、その演算した電力供給量の配分に基づいてハイブリツド自動車 10 A, 10 Bの電流指令 I ACRA, I ACRBOを生成し、その生成した電流指令 I AC R Aをこのハイブリッド自動車 1 OAの動力出力装置 100へ出力し、電流指令 I AC RBOを車両側ライン LC 4ベ出力する。この電流指令 I ACRBOは、入力側コネクタ 16 Aからハイプリッド自動車 10 Bへ出力される。

一方、電力配分演算部 66は、マスター信号 MSTRが Lレベルのときは、電力配分演算を行なうことなく、マスターとして機能している他のハイプリッド自動車から受ける電流指令 I AC RB Iをこのハイブリッド自動車 1 OAの電流指令 I AC尺八として動力出力装置 100へ出力する。

また、 ECU 60は、マスターとして機能している他のハイブリッド自動車から出力された同期信号 SYNC Iを受け、その受けた同期信号 SYNC Iを動力出力装置 100へ出力する。

この ECU60においては、マスター信号 MS TRが Hレベルのとき、同期信号生成部 64は、同期信号 S YNCOを生成し、その生成した同期信号 SYNC Oをスレーブとして機能する他のハイプリッド自動車へ出力する。また、電力配分演算部 66は、住宅負荷 20の負荷量およびハイブリッド自動車 1 OA, 10 Bの燃料残量に基づいてハイプリッド自動車 1 OA, 1 OBからの電力供給量の配分を決定し、その配分に応じた電流指令をこのハイプリッド自動車 1 OAの動力出力装置 100へ出力するとともに、スレーブとして機能する他のハイプリッド自動車へ出力する。 —方、マスター信号 MS TRが Lレベルのときは、同期信号生成部 64は、動作せず、同期信号 S YNCOを生成しない。また、電力配分演算部 66は、電力配分演算を行なうことなく、マスターとして機能している他のハイプリッド自動車から受ける電流指令 I ACRB Iをこのハイブリッドき動車 1 OAの電流指令 I ACRAとして動力出力装置 100へ出力する。

図 4は、図 2に示した動力出力装置 100の概略ブロック図である。図 4を参照して、動力出力装置 100は、ノくッテリ Bと、昇圧コンバータ 1 10と、インバータ 1 20， 1 30と、モータジェネレータ MG 1， MG2と、リレー回路 1 40と、制御装置 160と、コンデンサ C 1, C 2と、電源ライン P L 1， PL 2と、接地ライン S Lと、 U相ライン UL 1， UL 2と、 V相ライン VL 1, V L 2と、 W相ライン WL 1， WL 2とからなる。

直流電源であるバッテリ Bは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリ Bは、発生した直流電圧を昇圧コンバータ 1 10へ出力し、また、昇圧コンバータ 1 10から出力される直流電圧によって充電される。

昇圧コンバータ 1 10は、リアクトノレ L 1と、 n p n型トランジスタ Q 1， Q 2と、ダイオード D l， D 2とを含む。リアタトル L 1は、電源ライン P L 1に —端が接続され、 n p n型トランジスタ Q 1， Q 2の接続点に他端が接続される。 n p n型トランジスタ Q 1 , Q 2は、たとえば、 I GBT (I n s u l a t e d Ga t e B i p o l a r T r a n s i s t o r) 力らなり、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列に接続され、制御装置 160からの信号 PWC をベースに受ける。そして、各 n p n型トランジスタ Q 1， Q2のコレクタ一ェミッタ間には、ェミツタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイォード D 1， D 2がそれぞれ接続される。

この昇圧コンバータ 1 10は、バッテリ Bから供給される直流電圧を昇圧して電源ライン PL 2へ出力する。より具体的には、昇圧コンバータ 1 10は、制御装置 160からの信号 PWCに基づいて、 n p n型トランジスタ Q 2のスィツチング動作に応じて流れる電流をリアクトル 1に磁場エネルギーとして蓄積することによってバッテリ Bからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を n p n型トランジスタ Q 2がオフされたタイミングに同期してダイォード D 1を介して電源ライン PL 2へ出力する。また、昇圧コンバータ 1 10は、制御装置 160からの信号 PWCに基づいて、インバータ 120およびまたは 1 30から受ける直流電圧をバッテリ Bの電圧レベルに降圧してバッテリ Bを充電する。

ィンバータ 120は、 U相アーム 121、 V相アーム 1 22および W相アーム

123を含む。 U相アーム 121、 V相アーム 1 22および W相アーム 123は、電源ライン PL 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。 U相アーム 1 2 1は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 1 1， Q 12からなり、 V相ァーム 122は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 1 3， Q 14からなり、 W相アーム 123は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 15, Q 16力らな。各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16は、たとえば I GBTからなる。各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 16のコレクターエミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 1〜D 16がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各 n p n型トランジスタの接続点は、 U， V, W各相ライン UL 1， VL 1 , WL 1を介してモータジェネレータ MG 1の各相コィルの中性点 N 1と異なるコイル端にそれぞれ接続される。

このインバータ 120は、制御装置 160からの信号 PWM 1に基づいて、電源ライン P L 2から供給される直流電圧を 3相交流電圧に変換してモータジエネレータ MG 1を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 1は、トノレク指令値 TR 1.によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ 1 20は、エンジン ENGからの出力を受けてモータジェネレータ MG 1 が発電した 3相交流電圧を制御装置 160からの信号 PWM1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン P L 2へ出力する。

ィンバータ 1 30は、 U相アーム 1 31、 V相アーム 1 32および W相アーム 133を含む。 U相アーム 13 1、 V相アーム 1 32および W相アーム 1 33は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。 U相アーム 13 1は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 21, Q 22からなり、 V相ァーム 132は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 23， Q 24からなり、 W相アーム 133は、直列に接続された n p n型トランジスタ Q 25, Q 26力、らなる。各 n p n型トランジスタ Q 21〜Q 26も、たとえば I GB Tからなる。各 η ρ η型トランジスタ Q 21〜Q 26のコレクタ一エミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 21 ~D 26がそれぞれ接続される。そして、インバータ 1 30においても、各相アームにおける各 n p n型トランジスタの接続点は、 U, V, W各相ライン UL 2, VL 2, WL 2を介してモータジェネレータ M G 2 'の各相コイルの中性点 N 2と異なるコイル端にそれぞれ接続される。

このインバータ 130は、制御装置 160からの信号 PWM2に基づいて、電源ライン P L 2から供給される直流電圧を 3相交流電圧に変換してモータジエネレータ MG 2を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 2は、トノレク指令値 TR2によって指定されたトルク.を発生するように駆動される。また、インバータ 130は、車両の回生制動時、駆動輪 170の回転力を受けてモータジェネレータ MG 2が発電した 3相交流電圧を制御装置 160からの信号 PWM2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン PL 2へ出力する。

コンデンサ C 1は、電源ライン PL 1と接地ライン S Lとの間に接続され、電源ライン PL 1と接地ライン SLとの間の電圧変動を平滑化する。コンデンサ C 2は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に接続され、電源ライン PL 2 と接地ライン S Lとの間の電圧変動を平滑化する。

モータジェネレータ MG 1， MG2は、たとえば、 3相交流同期電動機からなり、それぞれ Y結線された 3相コイルをステータコイルとして含む。モータジェネレータ MG 1， MG2は、それぞれエンジン ENGおよび駆動輪 1 70に連結される。そして、モータジェネレータ MG 1は、インバータ 120によって駆動され、エンジン ENGの出力を用いて 3相交流電圧を発生し、その発生した 3相交流電圧をインバータ 1 20へ出力する。また、モータジェネレータ MG 1は、インバータ 120から受ける 3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン E NGの始動を行なう。モータジェネレータ MG 2は、インバータ 130によって駆動され、ィンバータ 1 30から受ける 3相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ MG 2は、ハイブリッド自動車の回生制動時、 3相交流電圧を発生してインバータ 130へ出力する。

そして、モータジェネレータ MG 1， MG2の中性点N1， N2には、リレー回路 140を介してそれぞれ ACライン ACL 1, AC L 2が接続され、モータジェネレータ MG 1, MG2は、後述する方法により中性点 N 1， N 2間に発生した交流電力を ACライン AC L 1 , AC L 2へ出力する。

リレー回路 140は、リレー RY 1， RY2を含む。リレー回路 140は、制御装置 160からの動作指令に応じてモータジェネレータ MG 1， MG2の中性点 Nl, N2と ACライン ACL 1, A C L 2との接続 Z切離しを行なう。

制御装置 160は、モータジェネレータ MG 1， MG 2のトルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数、バッテリ Bのバッテリ電圧、ならびに昇圧コンバータ 1 10の出力電圧（ィンバータ 120, 130の入力電圧に相当する。以下同じ。）に基づいて、昇圧コンバータ 1 10を駆動するための信号 PWCを生成し、その生成した信号 PWCを昇圧コンバータ 1 10へ出力する。なお、モータジェネレ一タ MG 1, MG 2のモータ回転数、ノくッテリ Bのバッテリ電圧、および昇圧コンバータ 1 10の出力電圧の各々は、図示されないセンサによって検出される。

また、制御装置 160は、インバータ 1 20の入力電圧ならびにモータジエネレータ MG 1のモータ電流およびトルク指令値 TR 1に基づいて、モータジエネレータ MG 1を駆動するための信号 PWM1を生成し、その生成した信号 PWM 1をインバータ 120へ出力する。さらに、制御装置 160は、インバ一タ 13 0の入力電圧ならびにモータジェネレータ MG 2のモータ電流およびトルク指令 !TR2に基づいて、モータジェネレータ MG 2を駆動するための信号 PWM 2 を生成し、その生成した信号 PWM2をインバ一タ 130へ出力する。なお、モータジェネレータ MG 1， MG 2のモータ電流は、図示されない電流センサによつて検出される。

ここで、制御装置 160は、 ECU60 (図示せず、以下同じ。）から交流電力を生成するための電流指令 I ACRAを受けているとき、モータジェネレータ MG 1 , MG2の中性点N 1， N 2間に電流指令 I A C R Aに応じた交流電力を発生するようにインバータ 1 20, 1 30を制御するための信号 PWMl, PW M 2を生成する。

さらに、ここで、制御装置 160は、 ECU60からのマスター信号 MSTR が Lレベルのとき、モータジェネレータ MG 1， ^[。2の中性点 1， N2間に発生する交流電力の位相を ECU 60からの同期信号 SYNC Iに同期させるようにインバータ 1 20, 1 30を制御する。

図 5は、図 4に示した制御装置 160の交流竃カ制御に関する部分の機能プロック図である。図 5を参照して、制御装置 160は、 P I制御部 162， 166 と、同期制御部 164とからなる。 P I制御部 162は、 ECU 60からの電流指令 I ACRAとモータジェネレータ MG 1 , MG 2の中性点から出力される電流実績 I AC Aとの偏差を受け、その偏差を入力として比例積分制御を行ない、その制御結果を同期制御部 164へ出力する。

同期制御部 164は、 ECU 60からの同期信号 SYNC Iおよびマスター信号 MS TRを受け、マスター信号 MS TRが Lレベルのとき、 P I制御部 162 力受ける電圧指令の位相を同期信号 SYNC Iに同期させて出力する。一方、同期制御部 1 64は、マスター信号 MSTRが Hレベルのときは、 P I制御部 1 62から受ける電圧指令をそのまま出力する。

P I制御部 166は、同期制御部 164からの電圧指令とモータジェネレータ MG 1, MG 2の中性点から出力される電圧実績 VACとの偏差を受け、その偏差を入力として比例積分制御を行ない、その制御結果を最終的な交流電圧指令 V ACRとして出力する。

すなわち、この制御装置 160においては、電圧制御ループの外側に電流制御ループを構成することによって交流電力制御が実現される。そして、同期信号 S YNC Iは、マスタ一信号 MS TRが Lレべノレのとき、すなわち、このハイブリッド自動車 1 OAがスレーブとして機能するとき、動力出力装置 100から出力する交流電圧の位相情報として用いられる。

図 6は、図 4に示したモータジェネレータ MG 1 , MG2の中性点N 1, N 2 間に交流電力が発生しているときのインバータ 120， 130のデューティーの総和ならびに交流電圧 VACおよび交流電流 I AC Aの波形図である。図 6を参照して、曲線 k 1は、インバ一タ 120のスイッチング制御におけるデューティ一の総和の変化を示し、曲線 k 2は、インバータ 130のスィツチング制御におけるデューティーの総和の変化を示す。ここで、デューティーの総和とは、各ィンバータにおける上アームのオンデュ一ティーから下アームのオンデューティーを減算したものである。図 6において、デューティーの総和が正のときは、対応するモータジェネレータの中性点電位がインバータ 1 20, 1 30の入力電圧の中間電位よりも高くなることを示し、デューティ一の総和が負のときは、中性点電位がインバータ 1 20, 130の入力電圧の中間電位よりも低くなることを示す。

制御装置 160は、モータジェネレータ MG 1 , 1 02の中性点?^ 1, N2間に交流電力を発生させるとき、インバータ 1 20のデューティーの総和を商用交流周波数で変動する曲線 k 1に従って変化させ、インバータ 1 30のデューティ一の総和を商用交流周波数で変動する曲線 k 2に従って変化させる。ここで、曲線 k 2は、曲線 k 1の位相を反転した曲線である。すなわち、インバータ 1 30 のデューティーの総和は、インバータ 120のデューティーの総和が変化する位相を反転した位相で周期的に変えられる。また、制御装置 160は、曲線 k l， k 2の位相を同期信号 SYNC Iに同期させる。

そうすると、時刻 t 0~ t 1においては、中性点 N 1の電位は、インバ一タ 1 20, 130の入力電圧の中間電位よりも高くなり、中性点 N 2の電位は、その中間電位よりも低くなり、中性点 N 1 , N 2間に正側の交流電圧 VACが発生する。そして、インバ一タ 1 2◦の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が交流電流 I AC Aとして中性点 N 1から ACライン ACL 1、住宅負荷 20および ACライン AC L 2を介して中性点 N 2へ流れ、中性点 N 2からィンバータ 1 30の下アームへ流れる。

時刻 t 1〜 t 2においては、中性点 N 1の電位は、ィンバ一タ 120， 1 30 の入力電圧の中間電位よりも低くなり、中性点 N 2の電位は、その中間電位よりも高くなり、中性点 Nl， N 2間に負側の交流電圧 VACが発生する。そして、インバ一タ 1 30の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が交流電流 I AC Aとして中性点 N 2から ACライン ACL 2、住宅負荷 20および ACライン AC L 1を介して中性点 N 1へ流れ、中性点 N 1からインバータ 120の下アームへ流れる。

ここで、この動力出力装置 100から住宅負荷 20へ供給される交流電力の大きさは、交流電力 I AC Aの大きさに依存し、交流電力 I AC Aの大きさは、曲線 k 1に従って変化するィンバータ 120のデューティーの総和と曲線 k 2に従つて変化するインバータ 1 30のデューティーの総和との差の大きさ、すなわち、曲線 k l, k 2の振幅の大きさによって決まる。したがって、曲線 k l, k 2の振幅を調整することによって、動力出力装置 100から住宅負荷 20へ供給される交流電力の量を制御することができる。

このようにして、モータジェネレータ MG 1， 1^02の中性点1^1， N2間に交流電力が発生する。そして、この交流電力は、 ECU60からの電流指令 I A CR Aに制御されており、動力出力装置 100は、 ECU 60によって決定された電力供給量の配分に応じた交流電力を出力する。

なお、上記において、電力配分演算において、住宅負荷 20の負荷量が 3 k W よりも少ないときは、 ECU60は、スレーブとして機能しているハイブリッド自動車 10 Bからのみ交流電力が出力されるように電力供給量を配分することが好ましい。これにより、ハイブリッド自動車 10 Bに燃料切れが発生し、最寄の燃料スタンドで燃料補給を受けるためにハイブリツド自動車 10 Bをハイブリッド自動車 1 OAから切り離しても、住宅側めコネクタ 40に接続されているハイブリツド自動車 1 OAから住宅負荷 20へ継続して給電することができる。

なお、上記においては、 2台のハイブリッド自動車 1 OA, 1 OBを用いて電カ供給システムを^=冓築するものとしたが、 3台以上のハイプリッド自動車を用いて電力供給システムを構築してもよい。

なお、 ±記において、 ECU60は、この発明における「システム制御装置」に対応し、動力出力装置 100は、この発明における「電力生成装置」に対応する。また、モータジェネレータ MG 1， MG 2は、それぞれこの発明における「発電機」および「電動機」に対応し、インバータ 1 20， 130は、それぞれこの発明における「第 1のインバータ」および「第 2のインバータ」に対応する。さらに、出力側コネクタ 14Aは、この発明における「第 1の接続端子」または「接続端子」に対応し、入力側コネクタ 16 Aは、この発明における「第 2の接続端子」に対応する。

以上のように、この実施の形態 1によれば、ハイブリッド自動車 1 O A, 1 0 Bを接続して、ハイブリッド自動車 1 O A, 1 0 B単独の電力供給能力を超える電力量を住宅負荷 2 0 供給することができる。

その際、ハイブリッド自動車 1 O A 1 0 Bの各々から出力される交流電力の同期をとりつつ、住宅負荷 2 0 交流電力を供給できる。

また、ハイブリッド自動車 1 O A, 1 0 Bの各々の燃料残量に基づいて、ハイプリッド自動車 1 O A, 1 0 Bの各々からの電力供給量を適切に配分しつつ、住宅負荷 2 0 交流電力を供給できる。

さらに、ハイブリッド自動車 1 O A, 1 O Bの各々は、動力出力装置 1 0 0に備えられるモータジェネレータ MG 1 , MG 2の中性点N 1 N 2間に交流電力を発生させて出力するので、住宅負荷 2 0に供給する交流電力を発生させるための専用のインバータを備える必要がない。

[実施の形態 2 ]

図 7は、この発明の実施の形態 2による電力供給システムの全体ブロック図である。図 7を参照して、この電力供給システム 1 Aは、補助電源装置 8 0と、ハイブリツド自動車 1 0と、住宅負荷 2 0と、自動切替装置 3 0と、コネクタ 4 0 と、住宅側ライン L H 1 L H 8とを備える。補助電源装置 8 0は、接続ケープル 8 2と、出力側コネクタ 8 4と、入力側コネクタ 8 6とを含み、ハイプリッド自動車 1 0は、接続ケーブル 1 2と、出力側コネクタ 1 4と、入力側コネクタ 1 6とを含む。そして、補助電源装置 8 0の出力側コネクタ 8 4は、住宅側のコネクタ 4 0に接続され、ハイブリッド自動車 1 0の出力側コネクタ 1 4は、補助電源装置 8 0の入力側コネクタ 8 6に接続される。

ハイプリッド自動車 1 0の構成は、実施の形態 1におけるハイブリッド自動車 1 0 A, 1 0 Bの構成と同じである。また、住宅側の構成も、実施の形態 1と同じである。

補助電源装置 8 0は、商用電源甩の交流電力を発生し、その発生した交流電力を接続ケーブル 8 2を介して出力側コネクタ 8 4から出力する。補助電源装置 8 0およびハイブリツド自動車 1 0は、ハイブリッド自動車 1 0の接続ケープ 1 2によって電気的に接続されており、補助電源装置 80内において住宅負荷 20 に対して並列に接続される。すなわち、ハイブリッド自動車 10によって発電された交流電力は、補助電源装置 80を介して住宅負荷 20に供給される。

また、補助電源装置 80は、図示されないバッテリを内部に備え、バッテリの SOC (S t a t e o f C h a r g e ) が減少したときは、ハイブリッド自動車 10からの供給電力によって充電される。

この電力供給システム 1 Aにおいては、商用系統電源 50が停電すると、自動切替装置 30によって住宅負荷 20はコネクタ 40と電気的に接続され、補助電源装置 80およびハイプリッド自動車 10から住宅負荷 20へ交流電力が供給される。

ここで、補助電源装置 80の電力供給可能量も、たとえばハイブリッド自動車 10と同等の 3 kWであり、補助電源装置 80およびハイブリッド自動車 10は、合計で最大 6 kWの電力量を住宅負荷 20へ供給することができる。そして、住宅側のコネクタ 40に接続された補助電源装置 80は、ハイブリッド自動車 10 に対してマスターとなり、補助電源装置 80およびハイブリッド自動車 10からの電力供給量の配分を制御する。

図 8は、図 7に示した補助電源装置 80の概略ブロック図である。図 8を参照して、補助電源装置 80は、ノくッテリ 90と、インバータ 92と、 ECU 88と、 ACライン AC L 1 1， AC L 12と、車両側ライン LC 1 1〜： LC 1 5と、出力側コネクタ 84と、入力側コネクタ 86と、電流センサ 94と、電圧センサ 9 5と、電源ノード 96と、接地ノード 97とを含む。

直流電源であるバッテリ 90は、充放電可能な二次電池であって、発生した直流電圧をインバータ 92へ出力し、また、インバータ 92から出力される直流電圧によって充電される。インバータ 92は、 ECU 88からの動作指令に基づいて、バッテリ 90から供給される直流電力を商用電源用の交流電力に変換し、その変換した交流電力を ACライン AC L 1 1， AC L 1 2へ出力する。また、ィンバータ 92は、図示されないハイブリッド自動車 10からの交流電力を ACライン AC L 1 1, ACL 1 2から受け、 E C U 88からの動作指令に基づいてその受けた交流電力を直流電力に変換してバッテリ 90を充電する。電流センサ 94は、この補助電源装置 80および入力側コネクタ 86に接続されるハイプリッド自動車 10から住宅負荷 20へ供給される交流電流 I ACを検出し、その検出した交流電流 I ACを ECU 88へ出力する。電圧センサ 95は、補助電源装置 80およびハイプリッド自動車 10から住宅負荷 20へ供給される交流電圧 VACを検出し、その検出した交流電圧 VACを ECU 88へ出力する。

ECU88は、車両側ライン LC 1 1上の信号 LOADに基づいて、住宅側から電力の供給が要求されているか否かを判断する。なお、信号 LOADの生成方法については、実施の形態 1と同じであるので、説明を繰返さない。

また、 ECU 88は、住宅負荷 20の負荷量、ノッテリ 90の SOC、およびハイプリッド自動車 10の燃料残量に基づいて、補助電源装置 80およびハイブリツド自動車 10からの電力供給量の配分を決定する。具体的には、 ECU88 は、電流センサ 94からの交流電流 I A Cおよび電圧センサ 95からの交流電圧 VACに基づいて補助電源装置 80およびハイプリッド自動車 10から住宅負荷 20へ供給されている電力量すなわち住宅負荷 20の負荷量を算出する。

そして、 ECU 88は、住宅負荷 20の負荷量が 3 kWを超えているときは、補助電源装置 80およびハイプリッド自動車 10を用いて住宅負荷 20へ給電するため、インバータ 92へ動作指令を出力するとともに、入力側コネクタ 86からハイプリッド自動車 10へ電流指令 I ACROを出力する。

一方、 ECU 88は、住宅負荷 20の負荷量が 3 kW以下のときは、インバータ 90へ動作指令を出力し、ハイプリッド自動車 10へ出力する電流指令 I AC ROを 0とする。すなわち、住宅負荷 20の負荷量が 3 kW以下のときは、補助電源装置 80のみから住宅負荷 20へ給電される。

また、 ECU 88は、バッテリ 90の SOCが低下すると、入力側コネクタ 8 6からハイブリツド自動車 10へ電流指令 I A C R〇を出力し、ハイプリッド自動車 10に対して交流電力の出力を要求する。そして、 ECU88は、ハイプリッド自動車 10からの交流電力を直流電流に変換してバッテリ 90を充電するようにインバータ 90へ動作指令を出力する。

さらに、 ECU 88は、バッテリ 90の S〇Cが低下し、かつ、ハイブリッド自動車 1Όが補助電源装置 80に接続されていないときは、図示されない警報装置を動作させ、住宅負荷 20への給電能力が低下していることを住宅側に報知する。

また、さらに、 ECU88は、補助電源装置 80およびハイブリッド自動車 1 0から出力される交流電力の同期をとるための同期信号 SYNCOを生成し、その生成した同期信号 SYNCOを入力側コネクタ 86からハイプリッド自動車 1 0へ出力する。これにより、ハイブリッド自動車 10は、補助電源装置 80から出力される交流電力の位相に同期した交流電力を生成することができる。

なお、補助電源装置 80のバッテリ 90の容量は、たとえば、最寄の燃料スタンドにおいてハイブリッド自動車 1.0の燃料補給を行ない再び戻ってくるまでの時間を考慮して決定される。

また、上記においては、補助電源装置 80および 1台のハイブリッド自動車 1 0を用いて電力供給システムを構築するものとしたが、補助電源装置 80および 2台以上のハイプリッド自動車を用いて電力供給システムを構築してもよい。以上のように、この実施の形態 2によれば、補助電源装置 80にハイブリッド自動車 10を接続して、補助電源装置 80またはハイブリッド自動車 10単独の電力供給能力を超える電力量を住宅負荷 20へ供給することができる。

また、補助電源装置 80は、常設されているので、ハイプリッド自動車 10の使用中（すなわち、補助電源装置 80から切離して乗用として使用中）に商用系統電源 50の停電が突然発生しても、補助電源装置 80から住宅負荷 20へ給電することができる。

[実施の形態 3]

図 9は、この発明の実施の形態 3による電力供給システムの全体ブロック図である。図 9を参照して、この電力供給システム 1 Bは、ハイブリッド自動車 21 OA, 210 Bと、住宅負荷 20と、自動切替装置 30と、切替スィッチ 220 と、コネクタ 228, 230と、電圧センサ 232と、住宅側ライン LH4〜L H 8 , LH1 1〜LH1 3, LH2 1〜LH23， L H 31〜： L H 34とを備える。ハイブリッド自動車 21 OAは、接続ケーブル 21 2Aと、コネクタ 214 Aとを含み、ハイブリッド自動車 210 Bは、接続ケーブル 2 12Bと、コネクタ 214 Bとを含む。そして、ハイブリッド自動車 21 OAのコネクタ 214 A は、住宅側のコネクタ 228に接続され、ハイブリッド自動車 210 Bのコネクタ 214Bは、住宅側のコネクタ 230に接続される。

ハイブリッド自動車 210A， 21 OBは、商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を接続ケーブル 212 A, 212Bを介してコネクタ 21 4 A, 214 Bからそれぞれ出力する。

切替スィッチ 220は、自動切替回路 3ひとハイブリッド自動車 21 OA, 2 1 OBとの間に配設され、スィッチ 222, 224, 226を含む。スィッチ 2 22， 224， 226は、互いに連動して動作し、切替動作に応じて、住宅側ライン LH31〜LH33をそれぞれ住宅側ライン LH 1 1〜LH13または住宅側ライン LH21〜LH23と接続する。

電圧センサ 232は、ハイブリッド自動車 21 OAまたは 2 10 Bから住宅負荷 20へ供給される交流電圧 VACを検出し、その検出した交流電圧 VACをコネクタ 228, 230にそれぞれ接続されるハイブリッド自動車 21 OA, 21 OBへ出力する。

この電力供給システム 1 Bにおいては、切替スィツチ 220によって住宅側ライン LH31〜LH33がそれぞれ住宅側ライン LH 1 1〜LH13と接続されているとき、商用系統電源 50が停電すると、住宅負荷 20は、コネクタ 228 に接続されたハイプリッド自動享 21 OAと電気的に接続され、ハイプリッド自動車 21 OAから住宅負荷 20へ交流電力が供給される。

一方、切替スィッチ 220によって住宅側ライン LH3 1〜； LH33がそれぞれ住宅側ライン LH 21〜LH23と接続されているとき、商用系統電源 50が停電すると、住宅負荷 20は、コネクタ 230に接続されたハイブリツド自動車 2 10 Bと電気的に接続され、ハイプリッド自動車 210 Bから住宅負荷 20へ交流電力が供給される。 ·

ここで、この電力供給システム 1 Bにおいては、ハイブリッド自動車 210A， 21 OBは、電圧センサ 232からの交流電圧 VACをそれぞれ接続ケーブル 2 1 2 A, 212Bを介して受け、切替スィッチ 220による切替が行なわれるとき、切替後に電力を供給するハイプリッド自動車は、切替前に他方のハイプリッド自動車から出力されていた交流電圧 V A Cの位相に同期した交流電力を出力する。これにより、切替スィッチ 220による切替時の交流電力の位相ずれが防止される。

そして、この電力供給システム 1 Bにおいては、ハイブリッド自動車 210A， 210 Bの電力供給能力に基づいて、具体的にはハイプリッド自動車 21 OA, 2 10 Bの燃料残量に基づいて、切替スィッチ 220によるハイブリッド自動車 21 OA, 210 Bの切替を適宜行なうことにより、ハイブリッド自動車 210 A, 210 Bの一方の燃料切れが発生しても、他方のハイブリッド自動車から継続して交流電力を住宅負荷 20へ供給することができる。

図 10は、図 9に示したハイブリツド自動車 210 A, 210 Bの概略プロック図である。なお、ハイブリッド自動車 21 OA, 21 OBの構成は、互いに同じであり、この図 10では、ハイプリッド自動車 21 OAの構成が代表的に示される。図 10を参照して、ハイブリッド自動車 21 OAは、動力出力装置 101 と、 ECU6 1と、 ACライン ACL l, ACL 2と、車両側ライン LC 21〜 LC 23と、コネクタ 214 Aと、電源ノード 216と、接地ノード 218とを含む。

動力出力装置 101は、このハイブリッドき動車 21 OAの駆動力を発生し、その発生した駆動力によって図示されない駆動輪に駆動トルクを発生する。また、動力出力装置 101は、車両の停止時、 ECU 61からの指令に基づいて商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を ACライン ACL 1， ACL 2へ出力する。ここで、動力出力装置 101は、 ECU61から同期信号 S YN Cを受け、その受けた同期信号 SYNCに同期して交流電力を発生する。

ECU 61は、車両側ライン LC 22上の信号 LOADに基づいて住宅側から電力の供給が要求されているか否かを判断する。すなわち、車両側ライン LC 2 2は、コネクタ 214A, 228を介して住宅側ライン LH1 3に接続され、接地された車両側ライン LC 23は、住宅側ライン LH4に接続される。そして、図 9に示したように、住宅負荷 20が商用系統電源 50から電力の供給を受けているときは、住宅側ライン LH13はハイインピーダンス状態であるので、車両側ライン LC 22は、電源ノード 216によって高電位側にプルアップされる。すなわち、信号 LOADは、 Hレベルとなる。一方、商用系統電源 50が停電すると、住宅側ライン LH 1 3は、スィッチ 226, 36を介して住宅側ライン L H4と電気的に接続され、住宅側ライン LH4と接続される車両側ライン LC 2 3は接地しているので、車両側ライン LC 22の電位は接地電位にプルダウンされる。すなわち、信号 LOADは、 Lレベルとなる。これにより、 ECU61は、信号 LOADが Lレベルになることによって、住宅側から電力供給が要求されたことを認識する。

. また、 ECU6 1は、住宅側ライン LH34、コネクタ 228， 214A、および車両側ライン LC 21を介して電圧センサ 232からの交流電圧 VACを受け、その受けた交流電圧 VACの位相に同期した同期信号 SYNCを生成して動力出力装置 101へ出力する。より詳しく説明すると、 ECU6 1は、住宅側の切替スィッチ 220 (図示せず）によってこのハイブリッド自動車 21 OAに接続が切替えられる前の他のハプリッド自動車からの交流電圧 VACに同期した同期信号 SYNCを生成する。これにより、切替スィッチ 220によってこのハイブリッド自動車 21 OAに接続が切替えられたとき、動力出力装置 101は、切替前の交流電圧 VACに同期した交流電力を生成することができる。なお、上記のように、同期信号 SYNCは、切替スィッチ 220による切替が行なわれるときに必要な信号であるので、動力出力装置 101が交流電圧の出力を開始した後は、 ECU6 1は、特に同期信号 SYNCを生成する必要はない。

なお、特に詳しく説明しないが、動力出力装置 101の構成は、動力出力装置 100の構成と同等であり、モータジェネレータ MG 1， MG 2を用いて動力を発生するとともに、モータジェネレータ MG 1 , 1^02の中性点1^ 1, N2間に商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を ACライン ACL 1， ACL 2へ出力する。

なお、上記においては、 2台のハイブリッド自動車 21 OA, 21 O Bを用いて電力供給システムを構築するものとしたが、 3台以上のハイブリッド自動車を用いて電力供給システムを構築してもよい。

以上のように、'この実施の形態 3によれば、ハイブリッド自動車 2 1 OA, 2 10 Bのいずれかを選択して住宅負荷 20と接続する切替スィツチ 220を設けたので、燃料補給のためにハイブリッド自動車 210A, 21 OBのいずれか一方を切離した場合においても、他方のハイプリッド自動車から継続して住宅負荷 20へ給電することができる。

また、ハイブリッド自動車 21 OA, 210 Bは、切替スィツチ 220による切替の際の同期機能を有するので、切替スィツチ 220による切替前後における交流電力の同期を確保することができる。

[実施の形態 4]

図 1 1は、この発明の実施の形態 4による電力供給システムの全体ブロック図である。図 1 1を参照して、この電力供給システム 1 Cは、補助電源装置 250 と、ハイプリッド自動車 210と、住宅負荷 20と、自動切替装置 30と、切替スィッチ 220と、コネクタ 228, 230と、電圧センサ 232と、住宅側ライン LH4〜： LH8， LH1 1〜LH1 3， LH21〜： LH23, LH3 1〜L H34とを備える。補助電源装置 250は、接続ケーブル 252と、コネクタ 2 54とを含み、ハイブリッド自動車 210は、接続ケーブル 21 2と、コネクタ 214とを含む。そして、補助電源装置 25.0のコネクタ 254は、住宅側のコネクタ 228に接続され、ハイブリッド自動車 210のコネクタ 214は、住宅側のコネクタ 230に接続される。

ハイブリッド自動車 210の構成は、実施の形態 3におけるハイブリッド自動車 21 OA, 21 OBの構成と同じである。住宅側の構成も、実の形態 3と同じである。

補助電¾1装置250は、商用電源用の交流電力を発生し、その発生した交流電力を接続ケーブル 252を介してコネクタ 254から出力する。この補助電源装置 250は、商用系統電源 50が停電したときに電力供給装置として機能するハィブリツド自動車 210のバックアツプ用電源として用いられ、ハイブリツド自動車 210の燃料補給時などに交流電力を発生して住宅負荷 2◦へ出力する。この電力供給システム 1 Cにおいても、実施の形態 3による電力供給システム

1 Bと同様に、商用系統電源 50が停電すると、切替スィッチ 220によって選択されたハイプリッド自動車 210または補助電源装置 250が住宅負荷 20と電気的に接続される。

そして、補助電源装置 250も、ハイブリッド自動車 210と同様に、電圧センサ 232からの交流電圧 VACを接続ケーブル 252を介して受け、切替スィツチ 220によってハイブリッド自動車 2 10から補助電源装置 250に接続が切替えられるとき、ハイプリッド自動車 210から出力されていた交流電圧 VA Cの位相に同期した交流電力を出力する。これにより、切替スィッチ 220による切替時の交流電力の位相ずれが防止される。

この電力供給システム 1 Cの使用方法としては、たとえば、住宅負荷 20が商用系統電源 50から給電されているとき、切替スィツチ 220によって自動切替回路 30をハイブリッド自動車 210側のコネクタ 230と接続しておく。これにより、商用系統電源 50の停電が発生したとき、まずハイブリッド自動車 21 0から住宅負荷 20へ給電される。そして、ハイブリッド自動車 210の燃料残量が少なくなり、最寄の燃料スタンドにて燃料補給が必要となったとき、切替スイッチ 220を切替えて住宅負荷 20を補助電源装置 250と接続し、ハイプリッド自動車 210の燃料補給の間、補助電源装置 250から住宅負荷 20へ給電を行なう。これにより、ハイブリッド自動車 210に燃料切れが発生しても、補助電源装置 250から住宅負荷 20へ継続して給電することができる。

図 12は、図 1 1に示した補助電源装置 250の概略プロック図である。図 1 2を参照して、補助電源装置 250は、ノくッテリ 90と、インバ一タ 262と、 ECU264と、 ACライン ACL 1 1, ACL 1 2と、車両側ライン LC 3 1 ~LC33と、コネクタ 254と、電源ノード 268と、接地ノ一ド 270とを含む。

インバータ 262は、 E CU 264 らの動作指令に基づいて、バッテリ 90 から供給される直流電力を商用電源用の交流電力に変換し、その変換した交流電力を ACライン ACL l l, ACL 1 2へ出力する。ここで、インバータ 262 は、 ECU 264から同期信号 SYNCを受け、その受けた同期信号 S YN Cに同期した交流電力を生成する。

ECU 264は、車両側ライン L C 22上の信号 LOADに基づいて、住宅側から電力の供給が要求されているか否かを判断する。なお、信号 LOADの生成方法については、実施の形態 3と同じであるので、説明を繰返さない。

また、 ECU264は、住宅側ライン LH34、コネクタ 228, 254、および車両側ライン LC 31を介して電圧センサ 232からの交流電圧 VACを受け、その受けた交流電圧 VACの位相に同期した同期信号 SYNCを生成してィンバータ 262へ出力する。なお、この同期信号 SYNCの生成方法については、実施の形態 3におけるハイブリッド自動車 21 OA, 210Bの ECU6 1と同じであるので、説明を繰返さない。

なお、上記においては、補助電源装置 250および 1台のハイプリッド自動車 210を用いて電力供給システムを構築するものとしたが、補助電源装置 250 および 2台以上のハイプリッド自動車を用いて電力供給システムを構築してもよレ、。

以上のように、この実施の形態 4によれば、切替スィッチ 220によってハイブリツド自動車 210および補助電源装置 250のいずれかを選択して住宅負荷 20と接続できるので、燃料補給のためにハイブリツド自動車 210を住宅側のコネクタ 230から切離した場合においても、常設の補助電源装置 250から住宅負荷 20へ継続して必ず給電することができる。，

なお、上記においては、ハイブリッド自動車は、モータジェネレータ MG 1，

1^ 02の中性点1^1, N 2間から交流電力を出力するものとしたが、住宅負荷 2 0へ供給する交流電力を生成するための専用のインバータを別途設けてもよい。今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 電気負荷に対して電気的に並列に接続され、前記電気負荷に電力を供給する複数の車両と、

前記電気負荷の負荷量と前記複数の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、前記複数の車両からの電力供給量の配分を決定するシステム制御装置とを備え、

前記複数の車両の各々は、前記配分に基づいて前記電気負荷へ電力を供給する、電力供給システム。

2 . 前記システム制御装置は、前記複数の車両のいずれかに搭載される、請求の範囲第 1項に記載の電力供給システム。

3 . 前記システム制御装置は、前記複数の車両の各々から出力される交流電力を互いに同期させるための同期信号をさらに生成し、

前記複数の車両の各々は、前記同期信号に同期した交流電力を出力する、請求の範囲第 1項に記載の電力供給システム。

4 . 前記複数の車両の各々は、

内燃機関と、

前記内燃機関に連結され、 Y結線された第 1の 3相コイルをステータコイルとして含む発電機と、

Y結線された第 2の 3相コイルをステ一タコイルとして含む電動機と、前記発電機および前記電動機にそれぞれ接続され、前記内燃機関の出力を用レ、て発電した電力を用いて前記発電機および前記電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のインバータと、

前記第 1および第 2のィンバータの動作を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記内燃機関の出力を用いて発電した前記電力を用いて前記第 1および第 2の 3相コイルの中性点間に前記電気負荷に供給する交流電力を生成するように、前記第 1および第 2のインバータを制御する、請求の範囲第 1項に記載の電力供給システム。

5 . 前記システム制御装置は、前記複数の車両の各々の燃料残量に基づいて、前記複数の車両の各々から供給可能な電力量を算出する、請求の範囲第 4項に記載の電力供給システム。

6 . 車両外部の電気負荷に電力を供給可能な車両であって、

前記電力を生成する電力生成装置と、

当該車両を前記電気負荷と接続するための第 1の接続端子と、

当該車両に他の車両を接続し、前記電気負荷に対して前記他の車両を当該車両と電気的に並列に接続するための第 2の接続端子と、

前記電気負荷の負荷量と当該車両および前記第 2の接続端子に接続された前記他の車両の各々から供給可能な電力量とに基づいて、当該車両および前記他の車両からの電力供給量の配分を決定し、その配分に基づいて前記電力生成装置を動作させるとともに、前記配分に応じた電力指令を前記他の車両へ出力するシステム制御装置とを備える車両。

7 . 前記システム制御装置は、前記電力生成装置が生成する第 1の交流電力に前記第 2の接続端子に接続された前記他の車両から出力される第 2の交流電力を同期させるための同期信号を前記他の車両へさらに出力する、請求の範囲第 6項に記載の車両。

8 . 前記電力生成装置は、

内燃機関と、

Y結線された第 2の 3相コイルをステータコイルとして含む電動機と、前記発電機および前記電動機にそれぞれ接続され、前記内燃機関の出力を用レて発電した電力を用いて前記発電機および前記電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のインバークと、

前記第 1および第 2のィンバータの動作を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記内燃機関の出力を用いて発電した前記電力を用いて前記第 1および第 2の 3相コイルの中性点間に前記電気負荷に供給する交流電力を生成するように、前記第 1および第 2のインバータを制御する、請求の範囲第 6項に記載の車両。

9 . 前記システム制御装置は、当該車両および前記第 2の接続端子に接続された前記他の車両の各々の燃料残量に基づいて、当該車両および前記他の車両の各々から供給可能な電力量を算出する、請求の範囲第 8項に記載の車両。

1 0 . 車両外部の電気負荷に電力を供給可能な車両であって、

前記電力を生成する電力生成装置と、

当該車両を他の車両に電気的に接続し、前記電力生成装置によって生成された電力を前記他の車両を介して前記電気負荷へ出力するための接続端子と、前記他の車両から受ける電力指令に基づいて前記電力生成装置を動作させるシステム制御装置とを備える車両。

1 1 . 前記システム制御装置は、前記電力生成装置が生成する第 1の交流電力を前記接続端子に接続された前記他の車両から出力される第 2の交流電力に同期させるための同期信号を前記他の車両から受け、その受けた同期信号に同期して前記第 1の交流電力を生成するように、前記電力生成装置を制御する、請求の範囲第 1 0項に記載の車両。

1 2 . 車両外部の電気負荷に電力を供給可能な車両であって、

前記電力を生成する電力生成装置と、

当該車両を第 1の他の車両に電気的に接続し、前記電力生成装置によって生成された電力を前記第 1の他の車両を介して前記電気負荷へ出力するための第 1の接続端子と、

当該車両に第 2の他の車両を接続し、前記電気負荷に対して前記第 2の他の車両を当該車両と電気的に並列に接続するための第 2の接続端子と、

前記第 1の他の車両から受ける電力指令に基づいて前記電力生成装置を動作させるシステム制御装置とを備える車両。

1 3 . 前記システム制御装置は、前記電力生成装置が生成する第 1の交流電力を前記第 1の接続端子に接続された前記第 1の他の車両から出力される第 2の交流電力に同期させるための同期信号を前記第 1の他の車両から受け、その受けた同期信号に同期して前記第 1の交流電力を生成するように、前記電力生成装置を制御する、請求の範囲第 1 2項に記載の車両。

1 4 . 前記電力生成装置は、内燃機関と、

Y結線された第 2の 3相コイルをステ一タコイルとして含む電動機と、前記発電機および前記電動機にそれぞれ接続され、前記内燃機関の出力を用レヽて発電した電力を用いて前記発電機および前記電動機をそれぞれ駆動する第 1および第 2のインバータと、

前記第 1および第 2のィンバータの動作を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記内燃機関の出力を用いて発電した前記電力を用いて前記第 1および第 2の 3相コイルの中性点間に前記電気負荷に供給する交流電力を生成するように、前記第 1および第 2のインバータを制御する、請求の範囲第 1 0 項から第 1 3項のいずれか 1項に記載の車両。