(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183975
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】熱加工用電源装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/28 20060101AFI20231221BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231221BHJP
B23K 9/095 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
H02M3/28 C
H02J7/00 X
H02J7/00 P
H02J7/00 302D
B23K9/095 515Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097834
(22)【出願日】2022-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(72)【発明者】
【氏名】成瀬 仁
【テーマコード（参考）】
5G503
5H730
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503BA01
5G503BA04
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503DA16
5G503EA05
5G503FA06
5G503GB03
5G503GD04
5H730AS01
5H730AS02
5H730AS04
5H730AS05
5H730BB15
5H730BB21
5H730BB86
5H730CC01
5H730EE01
5H730FD01
5H730FD31
5H730FD61
5H730FG01
5H730XX01
5H730XX11
5H730XX31
5H730XX42
5H730XX50
(57)【要約】
【課題】蓄電池の充電残量の減少により電気移動体が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる熱加工用電源装置を提供する。
【解決手段】溶接電源装置Ａ１において、蓄電池９１を有する電気自動車９から入力された直流電力の電力変換を行う電力変換部１と、電力変換部１を制御する制御部２と、電気自動車９との間で通信を行い、蓄電池９１の充電残量情報を受信する通信部５と、を備えた。制御部２は、通信部５が受信した充電残量情報と比較するための閾値を設定する閾値設定部２４と、充電残量情報が閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する比較部２５とを備えている。
【選択図】図１
【解決手段】溶接電源装置Ａ１において、蓄電池９１を有する電気自動車９から入力された直流電力の電力変換を行う電力変換部１と、電力変換部１を制御する制御部２と、電気自動車９との間で通信を行い、蓄電池９１の充電残量情報を受信する通信部５と、を備えた。制御部２は、通信部５が受信した充電残量情報と比較するための閾値を設定する閾値設定部２４と、充電残量情報が閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する比較部２５とを備えている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電池を有する電気移動体から入力された直流電力の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部を制御する制御部と、
前記電気移動体との間で通信を行い、前記蓄電池の充電残量情報を受信する通信部と、
を備え、
前記制御部は、
前記通信部が受信した前記充電残量情報と比較するための閾値を設定する閾値設定部と、
前記充電残量情報が前記閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する比較部と、
を備えている、
熱加工用電源装置。
前記電力変換部を制御する制御部と、
前記電気移動体との間で通信を行い、前記蓄電池の充電残量情報を受信する通信部と、
を備え、
前記制御部は、
前記通信部が受信した前記充電残量情報と比較するための閾値を設定する閾値設定部と、
前記充電残量情報が前記閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する比較部と、
を備えている、
熱加工用電源装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記比較部が前記残量低下状態を検出した場合、前記電力変換部を停止させる、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
【請求項3】
前記比較部が前記残量低下状態を検出した場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えている、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
【請求項4】
前記通信部は、充電設備までの距離情報を受信し、
前記閾値設定部は、前記距離情報に基づいて、前記閾値を設定する、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
前記閾値設定部は、前記距離情報に基づいて、前記閾値を設定する、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
【請求項5】
前記電力変換部が出力する出力電力を検出する出力電力検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記出力電力検出部が検出した電力検出値に基づいて、前記比較部が前記残量低下状態を検出するまでの残存時間を予測する予測部をさらに備えている、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
前記制御部は、前記出力電力検出部が検出した電力検出値に基づいて、前記比較部が前記残量低下状態を検出するまでの残存時間を予測する予測部をさらに備えている、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
【請求項6】
前記電力変換部は、前記蓄電池に並列接続された第２蓄電池を有する第２電気移動体からも直流電力を入力され、
前記通信部は、前記第２電気移動体から、前記第２蓄電池の第２充電残量情報を受信し、
前記比較部は、前記充電残量情報が前記閾値以下になったか、または、前記第２充電残量情報が前記閾値以下になった場合に、前記残量低下状態を検出する、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
前記通信部は、前記第２電気移動体から、前記第２蓄電池の第２充電残量情報を受信し、
前記比較部は、前記充電残量情報が前記閾値以下になったか、または、前記第２充電残量情報が前記閾値以下になった場合に、前記残量低下状態を検出する、
請求項１に記載の熱加工用電源装置。
【請求項7】
交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記電気移動体から入力される直流電力を前記電力変換部に供給する第１状態と、前記整流回路から出力される直流電力を前記電力変換部に供給する第２状態と、を切り替える切替回路と、
をさらに備え、
前記比較部は、前記切替回路によって前記第２状態に切り替えられている場合、前記残量低下状態の検出を行わない、
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱加工用電源装置。
前記電気移動体から入力される直流電力を前記電力変換部に供給する第１状態と、前記整流回路から出力される直流電力を前記電力変換部に供給する第２状態と、を切り替える切替回路と、
をさらに備え、
前記比較部は、前記切替回路によって前記第２状態に切り替えられている場合、前記残量低下状態の検出を行わない、
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱加工用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱加工用電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、トーチの電極の先端と被加工物との間にアークを発生させて、被加工物の溶接または切断などの熱加工を行う熱加工用電源装置が知られている。特許文献１には、バッテリーを備え、当該バッテリーを常時、最良の状態に保つ溶接機が開示されている。当該溶接機は、バッテリーの状態を表示回路の状態表示部に表示する。状態表示部には、例えばバッテリー液の液量や充電時間、充電容量などが表示される。
【0003】
また、電気自動車に搭載された蓄電池から外部機器に電力供給を行うことが試みられている。例えば、電気自動車の急速充電方法の規格であるCHAdeMO（商標）が知られている。CHAdeMOでは、蓄電池から外部機器に電力供給を行うための規格も定められている。当該規格では、蓄電池の充電率（ＳｏＣ：State of Charge）が外部機器に送信される。充電率は、蓄電池の充電状態を示す指標であって、満充電時の容量に対する充電残量の割合を百分率で示したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平５－９５１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
外部機器として、熱加工用電源装置を用いた場合、熱加工用電源装置は大電力を消費するため、蓄電池の充電率が急速に減少する。充電率が熱加工用電源装置において表示されたとしても、操作者が充電率の減少に気付かず、または気付くことに遅れ、充電率が残り少ない状態になっている場合がある。この場合、蓄電池を充電するための充電設備が近くにないときには、電気自動車が充電設備まで走行できなくなる可能性がある。
【0006】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、蓄電池の充電残量の減少により電気移動体が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる熱加工用電源装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0008】
本発明の熱加工用電源装置は、蓄電池を有する電気移動体から入力された直流電力の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部を制御する制御部と、前記電気移動体との間で通信を行い、前記蓄電池の充電残量情報を受信する通信部と、を備え、前記制御部は、前記通信部が受信した前記充電残量情報と比較するための閾値を設定する閾値設定部と、前記充電残量情報が前記閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する比較部と、を備えている。
【0009】
なお、「電気移動体」は、蓄電池の電力で電動機を駆動して移動する移動体であって、いわゆる電気自動車だけでなく、ハイブリッド車なども含まれる。また、「電気移動体」は、いわゆる自動車だけでなく、二輪車、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体も含まれる。
【0010】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記比較部が前記残量低下状態を検出した場合、前記電力変換部を停止させる。
【0011】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱加工用電源装置は、前記比較部が前記残量低下状態を検出した場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えている。
【0012】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記通信部は、充電設備までの距離情報を受信し、前記閾値設定部は、前記距離情報に基づいて、前記閾値を設定する。
【0013】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱加工用電源装置は、前記電力変換部が出力する出力電力を検出する出力電力検出部をさらに備え、前記制御部は、前記出力電力検出部が検出した電力検出値に基づいて、前記比較部が前記残量低下状態を検出するまでの残存時間を予測する予測部をさらに備えている。
【0014】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力変換部は、前記蓄電池に並列接続された第２蓄電池を有する第２電気移動体からも直流電力を入力され、前記通信部は、前記第２電気移動体から、前記第２蓄電池の第２充電残量情報を受信し、前記比較部は、前記充電残量情報が前記閾値以下になったか、または、前記第２充電残量情報が前記閾値以下になった場合に、前記残量低下状態を検出する。
【0015】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱加工用電源装置は、交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記電気移動体から入力される直流電力を前記電力変換部に供給する第１状態と、前記整流回路から出力される直流電力を前記電力変換部に供給する第２状態と、を切り替える切替回路と、をさらに備え、前記比較部は、前記切替回路によって前記第２状態に切り替えられている場合、前記残量低下状態の検出を行わない。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、比較部は、電気移動体から受信した充電残量情報が、閾値設定部が設定した閾値以下になった場合に残量低下状態を検出する。したがって、電気移動体が充電設備まで移動可能である充電残量に応じて閾値を設定することで、比較部は、電気移動体が充電設備まで移動できなくなる前に残量低下状態を検出できる。これにより、本発明に係る熱加工用電源装置は、蓄電池の充電残量の減少により、電気移動体が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。
【0017】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】溶接電源装置の操作パネルの一例を示す図である。
【図3】第２実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【図4】第３実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【図5】第４実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【図6】第５実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る熱加工用電源装置が溶接電源装置である場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。
【0020】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【0021】
図１に示す溶接システムは、溶接電源装置Ａ１、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、および溶接トーチＴを備えている。溶接電源装置Ａ１は、電気自動車９から供給される直流電力を溶接に適した電力に変換して、溶接トーチＴに出力する。
【0022】
電気自動車９は、電動機を動力源とする自動車であり、電動機のみを動力源とするいわゆる電気自動車だけでなく、内燃機関が併設されたハイブリッド車なども含まれる。電気自動車９は、蓄電池９１、充電率検出部９２、および通信部９３を備えている。蓄電池９１は、例えばリチウムバッテリであり、電気自動車９に搭載されて、電力を蓄積する。蓄電池９１は、充電設備などで充電装置によって充電され、電動機に電力を供給する。また、蓄電池９１は、電気自動車９の外部の外部機器にも電力供給を行うことが可能である。本実施形態では、蓄電池９１は、電力線を介して、溶接電源装置Ａ１に電力を供給する。
【0023】
充電率検出部９２は、蓄電池９１の現在の充電率を検出する。検出された充電率は、通信部９３に出力される。通信部９３は、溶接電源装置Ａ１との間で双方向通信を行う。なお、通信部９３は、溶接電源装置Ａ１への送信だけの片方向通信を行ってもよい。本実施形態では、通信部９３は、通信線を介した有線通信を行うが、無線通信を行ってもよい。通信部９３は、溶接電源装置Ａ１と、たとえばＣＡＮ（Controller Area Network）通信の規格に応じて通信を行う。なお、通信規格は限定されない。通信部９３は、溶接電源装置Ａ１との間で、各種情報の送受信を行う。送信される情報には、充電率検出部９２が検出した充電率も含まれている。通信部９３は、所定のタイミングで、溶接電源装置Ａ１に充電率を送信する。
【0024】
溶接電源装置Ａ１の一方の出力端子は、パワーケーブルＣ１を介して、溶接トーチＴに接続されている。溶接電源装置Ａ１の他方の出力端子は、パワーケーブルＣ２を介して、被加工物Ｗに接続されている。溶接電源装置Ａ１は、溶接トーチＴの先端から突出する電極の先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムは、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。なお、溶接システムの構成は限定されない。たとえば、溶接システムは、ワイヤ送給装置を備え、溶接トーチＴに消耗式の電極としての溶接ワイヤを送給する構成であってもよい。
【0025】
溶接電源装置Ａ１は、アーク溶接のための直流電力を溶接トーチＴに供給する。溶接電源装置Ａ１は、電力変換部１、制御部２、昇降圧部３、電流センサ４１、通信部５、操作部６、および報知部７を備えている。
【0026】
昇降圧部３は、電気自動車９の蓄電池９１から入力される直流電圧を所定の電圧に昇圧または降圧して、電力変換部１に出力する。昇降圧部３は、例えばスイッチング素子を備えた昇降圧チョッパ回路、出力電圧センサ、および制御回路を備えている。制御回路は、出力電圧センサが検出した電圧が所定電圧になるように、スイッチング素子を制御する。なお、昇降圧部３の構成は限定されない。また、溶接電源装置Ａ１は、蓄電池９１から入力される直流電圧が常に所定の電圧以下であれば、昇降圧部３の代わりに昇圧を行う昇圧部を備えてもよいし、蓄電池９１から入力される直流電圧が常に所定の電圧以上であれば、昇降圧部３の代わりに降圧を行う降圧部を備えてもよい。
【0027】
電力変換部１は、昇降圧部３から入力される直流電力を溶接に適した直流電力に変換して出力する。例えば、電力変換部１は、図示しないインバータ回路、トランス、および整流回路を備えている。インバータ回路は、電力変換部１に入力される直流電力を高周波交流電力に変換する。高周波交流電力は、トランスを介して整流回路に入力される。整流回路は、高周波交流電力を直流電力に変換して出力する。なお、電力変換部１の構成は、上記したものに限定されない。
【0028】
電流センサ４１は、溶接電源装置Ａ１の出力電流を検出する。本実施形態では、電流センサ４１は、電力変換部１の一方の出力端子とパワーケーブルＣ２が接続される出力端子との間の接続線に配置されている。なお、電流センサ４１の配置位置は限定されない。電流センサ４１は、出力電流に応じた電流検出信号を制御部２に出力する。
【0029】
通信部５は、電気自動車９の通信部９３との間で通信を行う。通信部５は、通信部９３との間で、各種情報の送受信を行い、所定のタイミングで充電率を受信する。
【0030】
操作部６は、操作ボタンおよび操作ダイアルなどの操作手段を備えており、操作者による操作手段の操作を操作信号として制御部２に出力する。なお、操作部６が備える操作手段の種類および数は限定されない。
【0031】
報知部７は、制御部２からの指示に応じて、操作者に各種情報を報知する。報知部７は、各種情報を表示する表示装置または表示灯などであってもよいし、各種情報を音声により知らせるスピーカまたはブザーなどであってもよい。報知部７は、後述する比較部２５が残量低下状態を検出した場合、その旨の報知を行う。
【0032】
制御部２は、溶接電源装置Ａ１を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部２は、溶接電源装置Ａ１の出力電流が設定電流になるように、電力変換部１のインバータ回路を制御する。また、制御部２は、操作部６から入力される操作信号に応じて、所定の処理を行う。制御部２は、機能構成として、指令値設定部２１、電流制御部２２、充電率取得部２３、閾値設定部２４、および比較部２５を備えている。
【0033】
電流制御部２２は、溶接電源装置Ａ１の出力電流を制御するための機能構成である。電流制御部２２は、電流センサ４１から入力される電流検出信号に基づいて、溶接電源装置Ａ１の出力電流をフィードバック制御する。具体的には、電流制御部２２は、電流検出信号に応じた電流値と、指令値設定部２１から入力される電流指令値との差に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を電力変換部１に出力する。電力変換部１は、入力される駆動信号に基づいてインバータ回路の各スイッチング素子をオンオフさせることで、出力電流を電流指令値に制御して出力する。
【0034】
指令値設定部２１は、電流指令値を設定するための機能構成である。操作者は、操作部６の操作手段を操作することで、溶接電源装置Ａ１の出力電流の設定電流値を設定する。指令値設定部２１は、設定された設定電流値を電流指令値として設定する。なお、指令値設定部２１による電流指令値の設定方法は、これに限定されない。例えば、指令値設定部２１は、所定のアルゴリズムに従って、設定電流値を増加させたり減少させたりした値を電流指令値として設定してもよいし、あらかじめ定められた電流指令値を設定してもよい。
【0035】
充電率取得部２３は、通信部５が電気自動車９の通信部９３から受信した充電率を取得するための機能構成である。充電率取得部２３は、取得した充電率を比較部２５に出力する。
【0036】
閾値設定部２４は、充電率取得部２３が取得した充電率と比較するための閾値を設定するための機能構成である。本実施形態では、閾値設定部２４は、あらかじめ設定された値（例えば２０％）を閾値として設定する。閾値は、電気自動車９が蓄電池９１を充電するための充電設備まで走行可能となる充電率に応じて設定される。充電設備まで走行可能となる充電率は、充電設備までの距離、蓄電池９１の充電容量、および、電気自動車９の性能などによって異なる。本実施形態では、どのような場合でも充電設備まで走行できるように、閾値として大きめの値を設定している。なお、閾値設定部２４が設定する閾値は限定されない。また、閾値設定部２４は、操作者が操作部６の操作手段を操作することで設定した値を閾値として設定してもよい。この場合、例えば、充電設備が多く設けられている都市部においては閾値として小さな値を設定し、充電設備が少ない山間部においては閾値として大きな値を設定すればよい。閾値設定部２４は、設定された閾値を、比較部２５に出力する。
【0037】
比較部２５は、充電率取得部２３から入力される充電率と、閾値設定部２４から入力される閾値とを比較して、残量低下状態を検出するための機能構成である。比較部２５は、充電率が閾値以下になった場合に、残量低下状態を検出する。制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出した場合、残量低下状態であることを、報知部７に報知させる。また、制御部２は、報知部７による報知の後、例えば所定時間後に、電流制御部２２に駆動信号の出力を停止させる。これにより、電力変換部１が直流電力の出力を停止するので、溶接電源装置Ａ１による溶接が停止される。なお、制御部２は、他の方法で電力変換部１の出力を停止させてもよい。また、制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出した場合、報知部７による報知、または、電力変換部１の停止のいずれか一方だけを行ってもよい。また、閾値設定部２４が２個の閾値を設定し、比較部２５は、充電率が小さい方の閾値以下になった場合に、報知部７による報知を行い、充電率が大きい方の閾値以下になった場合に、電力変換部１の停止を行ってもよい。
【0038】
電気自動車９では、蓄電池９１の消耗を抑制するために、充電率を所定の上限値と下限値との間におさめる機能を有する場合がある。閾値設定部２４が設定する閾値は、充電設備まで走行可能となる充電率に応じて設定されるので、電気自動車９での充電率の下限値より大きい場合が多い。この場合、蓄電池９１の充電率が当該下限値になる前に、比較部２５が残量低下状態を検出して、溶接電源装置Ａ１による溶接が停止される。
【0039】
図２は、溶接電源装置Ａ１の操作パネル８の一例を示す図である。本実施形態では、溶接電源装置Ａ１は、操作パネル８を備えている。操作パネル８には、操作部６の操作手段である操作ボタン８１および操作ダイアル８２、ならびに、報知部７の報知手段である表示装置８３および表示灯８４，８５，８６が配置されている。
【0040】
各操作ボタン８１は、操作者に押圧されることで、機能または設定などの変更または選択などに用いられる。操作ダイアル８２は、操作者に回動されることで、値の設定などに用いられる。なお、各操作ボタン８１および操作ダイアル８２の機能は限定されない。表示装置８３は、例えば液晶ディスプレイであり、数値、文字列、または記号などが表示される。表示装置８３は、例えば７セグメントディスプレイなどであってもよい。表示灯８４，８５，８６は、例えばＬＥＤであり、点灯、消灯、または点滅することで、設定、機能、または状態などを示す。
【0041】
表示灯８５は、緑色のＬＥＤであり、点灯することで、右に表示されているマークが示すように、充電率が高いことを示す。表示灯８６は、赤色のＬＥＤであり、点灯または点滅することで、右に表示されているマークが示すように、充電率が低く、残量低下状態であることを示す。制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出していない間は、報知部７に表示灯８６を消灯させ、表示灯８５を点灯させる。一方、制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出した場合に、報知部７に表示灯８５を消灯させ、表示灯８６を点灯させる。なお、報知部７による残量低下状態の報知方法は限定されず、操作者に残量低下状態を報知できればよい。例えば、報知部７は、表示装置８３に残量低下状態であることを示す表示を行わせてもよいし、図示しないスピーカまたはブザーなどに音声での報知を行わせてもよい。なお、図２は操作パネル８の一例にすぎず、操作パネル８の構成は限定されない。
【0042】
また、制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出する前でも、報知部７に残量情報を報知させてもよい。例えば、制御部２は、充電率取得部２３が取得した充電率を、表示装置８３に表示させてもよい。この場合、表示装置８３は、充電率を数値で表示してもよいし、充電率に応じたマーク（例えば、図２の表示灯８５，８６の右側に示すマークにおいて充電率に応じて黒色の矩形の数を増減させたマーク）を表示してもよい。
【0043】
次に、溶接電源装置Ａ１の作用効果について説明する。
【0044】
本実施形態によると、充電率取得部２３は、通信部５が電気自動車９の通信部９３から受信した充電率を取得する。閾値設定部２４は、電気自動車９が充電設備まで走行可能となる充電率に応じた閾値を設定する。比較部２５は、充電率取得部２３から入力される充電率と、閾値設定部２４から入力される閾値とを比較して、充電率が閾値以下になった場合に、残量低下状態を検出する。したがって、比較部２５は、電気自動車９が充電設備まで走行できなくなる前に残量低下状態を検出できる。これにより、溶接電源装置Ａ１は、蓄電池９１の充電率の減少により、電気自動車９が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。
【0045】
また、本実施形態によると、制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出した場合、残量低下状態であることを、報知部７に報知させる。これにより、操作者は、残量低下状態であることを認知できる。また、制御部２は、比較部２５が残量低下状態を検出した場合、電流制御部２２に駆動信号の出力を停止させて、電力変換部１による直流電力の出力を停止させる。これにより、溶接電源装置Ａ１による溶接が停止されるので、充電率のさらなる低下を防止できる。
【0046】
なお、本実施形態では、電気自動車９は、充電率検出部９２が検出した充電率を、溶接電源装置Ａ１に送信する場合について説明したが、これに限られない。電気自動車９は、充電率の代わりに、蓄電池９１の充電状態を示す別の情報を送信してもよい。この場合、溶接電源装置Ａ１の閾値設定部２４は、当該情報に対応した閾値を設定する。
【0047】
また、本実施形態では、溶接電源装置Ａ１が電気自動車９から電力を供給される場合について説明したが、これに限られない。溶接電源装置Ａ１は、電気自動車９以外の移動体から電力を供給されてもよい。この移動体の他の例として、たとえば二輪車（電動オートバイ、電動アシスト自転車）、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体などが考えられる。
【0048】
また、本実施形態では、溶接電源装置Ａ１が直流電力を出力する場合について説明したが、これに限られない。溶接電源装置Ａ１は、電力変換部１と出力端子との間にさらにインバータを備えて、交流電力を出力してもよい。
【0049】
また、本実施形態では、制御部２が電流制御を行う場合について説明したが、これに限られない。制御部２は、電圧制御を行ってもよい。この場合、制御部２は、溶接電源装置Ａ１の出力電圧を検出した電圧検出信号に応じた電圧値と、電圧指令値との差に基づいて駆動信号を生成する。
【0050】
【0051】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る溶接電源装置Ａ２を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図３においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ２は、電気自動車９からさらに距離情報を取得し、当該距離情報に基づいて閾値を設定する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
図３は、第２実施形態に係る溶接電源装置Ａ２を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図３においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ２は、電気自動車９からさらに距離情報を取得し、当該距離情報に基づいて閾値を設定する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
【0052】
本実施形態では、電気自動車９は、距離検出部９４をさらに備えている。距離検出部９４は、電気自動車９が備えている図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して、電気自動車９の現在位置から最寄りの充電設備までの距離である距離情報を検出する。検出された距離情報は、通信部９３に出力される。通信部９３は、溶接電源装置Ａ２に距離情報を送信する。距離情報は電気自動車９が移動しない限り変化しないので、例えば、距離検出部９４は、電気自動車９が停車したときに距離情報を検出し、通信部９３は、溶接電源装置Ａ２での溶接作業が開始される前に一度だけ距離情報を送信する。なお、距離情報の検出タイミングおよび送信タイミングは限定されない。
【0053】
また、本実施形態では、溶接電源装置Ａ２の制御部２は、距離取得部２６をさらに備えている。距離取得部２６は、通信部５が電気自動車９の通信部９３から受信した距離情報を取得するための機能構成である。距離取得部２６は、取得した距離情報を閾値設定部２４に出力する。本実施形態では、閾値設定部２４は、距離取得部２６から入力された距離情報に基づいて、閾値を設定する。閾値は、距離情報が示す距離を走行可能な充電率に応じて設定される。なお、蓄電池９１の充電容量、および、電気自動車９の性能によって、同じ距離を走行できる充電率は変化する。したがって、閾値設定部２４は、電気自動車９から蓄電池９１の充電容量、および、電気自動車９の性能を示す情報を取得して、より厳密な閾値を設定してもよい。
【0054】
本実施形態においても、比較部２５は充電率が閾値以下になった場合に残量低下状態を検出するので、溶接電源装置Ａ２は、蓄電池９１の充電率の減少により、電気自動車９が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。また、溶接電源装置Ａ２は、溶接電源装置Ａ１と共通する構成により、溶接電源装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、距離取得部２６は、通信部５が電気自動車９の通信部９３から受信した距離情報を取得する。閾値設定部２４は、距離情報が示す距離を走行可能な充電率に応じて、閾値を設定する。したがって、閾値設定部２４は、電気自動車９から最寄りの充電設備までの実際の距離に応じた閾値を設定できる。これにより、溶接電源装置Ａ２は、蓄電池９１の充電率の減少により電気自動車９が充電設備まで移動できなくなることを抑制しつつ、できるだけ溶接作業を長く続けることができる。
【0055】
なお、本実施形態では、電気自動車９の距離検出部９４が距離情報を検出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、溶接電源装置Ａ２の制御部２が、通信部５および通信部９３を介して、電気自動車９のＧＰＳから、電気自動車９の現在位置および最寄りの充電設備の位置を取得し、距離情報を算出してもよい。また、制御部２が電気自動車９のＧＰＳを操作して、距離情報を検出してもよい。また、溶接電源装置Ａ２がＧＰＳ機能を備えてもよい。
【0056】
〔第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係る溶接電源装置Ａ３を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ３は、残量低下状態が検出されるまでの残存時間を予測する機能を有する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
図４は、第３実施形態に係る溶接電源装置Ａ３を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ３は、残量低下状態が検出されるまでの残存時間を予測する機能を有する点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
【0057】
本実施形態では、溶接電源装置Ａ３は、電圧センサ４２をさらに備えている。電圧センサ４２は、溶接電源装置Ａ３の出力電圧を検出する。本実施形態では、電圧センサ４２は、パワーケーブルＣ１が接続される出力端子とパワーケーブルＣ２が接続される出力端子との間に接続されている。なお、電圧センサ４２の配置位置は限定されない。電圧センサ４２は、出力電圧に応じた電圧検出信号を制御部２に出力する。また、本実施形態では、通信部５は、電気自動車９から蓄電池９１の充電容量も受信する。
【0058】
本実施形態では、制御部２は、出力電力検出部２７および予測部２８をさらに備えている。出力電力検出部２７は、電流センサ４１から入力される電流検出信号と、電圧センサ４２から入力される電圧検出信号とに基づいて、溶接電源装置Ａ３の出力電力を算出する。出力電力検出部２７は、算出した電力検出値を予測部２８に出力する。
【0059】
予測部２８は、出力電力検出部２７から入力された電力検出値に基づいて、比較部２５が残量低下状態を検出するまでの残存時間を予測する。本実施形態では、予測部２８は、
充電率取得部２３から入力される現在の充電率、閾値設定部２４から入力される閾値、および、通信部５が受信した蓄電池９１の充電容量から、充電率が閾値になるまでに消費される消費電力量を算出する。そして、予測部２８は、消費電力量を電力検出値で除算することで、消費電力量が消費されるまでの残存時間を算出する。なお、残存時間の予測方法は限定されない。制御部２は、予測部２８が予測した残存時間を、報知部７に報知させる。報知部７は、例えば、表示装置８３に残存時間を表示させる。なお、報知部７による残存時間の報知方法は限定されない。
充電率取得部２３から入力される現在の充電率、閾値設定部２４から入力される閾値、および、通信部５が受信した蓄電池９１の充電容量から、充電率が閾値になるまでに消費される消費電力量を算出する。そして、予測部２８は、消費電力量を電力検出値で除算することで、消費電力量が消費されるまでの残存時間を算出する。なお、残存時間の予測方法は限定されない。制御部２は、予測部２８が予測した残存時間を、報知部７に報知させる。報知部７は、例えば、表示装置８３に残存時間を表示させる。なお、報知部７による残存時間の報知方法は限定されない。
【0060】
本実施形態においても、比較部２５は充電率が閾値以下になった場合に残量低下状態を検出するので、溶接電源装置Ａ３は、蓄電池９１の充電率の減少により、電気自動車９が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。また、溶接電源装置Ａ３は、溶接電源装置Ａ１と共通する構成により、溶接電源装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、予測部２８は、比較部２５が残量低下状態を検出するまでの残存時間を予測する。予測された残存時間は、表示装置８３に表示される。これにより、操作者は、表示装置８３を見ることで、残量低下状態になるまでの残存時間を知ることができ、溶接作業をあとどれくらい継続できるかを判断できる。
【0061】
〔第４実施形態〕
図５は、第４実施形態に係る溶接電源装置Ａ４を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図５においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略し、また、電気自動車９の充電率検出部９２および通信部９３の記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ４は、複数の電気自動車９が接続可能である点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
図５は、第４実施形態に係る溶接電源装置Ａ４を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図５においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略し、また、電気自動車９の充電率検出部９２および通信部９３の記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ４は、複数の電気自動車９が接続可能である点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
【0062】
本実施形態では、溶接電源装置Ａ４は、電気自動車９の蓄電池９１が接続される入力端子対が複数設けられている。図５では、３個の蓄電池９１が接続されている。３個の蓄電池９１は、溶接電源装置Ａ４の内部で並列接続されている。なお、溶接電源装置Ａ４に設けられる入力端子対の数は限定されないし、接続される蓄電池９１の数も限定されない。電力変換部１は、昇降圧部３を介して、３個の並列接続された蓄電池９１から直流電力を入力される。各電気自動車９（図示しない通信部９３）はそれぞれ、所定のタイミングで、溶接電源装置Ａ４に充電率を送信する。充電率取得部２３は、通信部５が受信した各蓄電池９１の充電率を取得して、比較部２５に出力する。本実施形態では、比較部２５は、各蓄電池９１の充電率のいずれかが閾値以下になった場合に、残量低下状態を検出する。
【0063】
本実施形態によると、比較部２５は、各蓄電池９１の充電率のいずれかが閾値以下になった場合に、残量低下状態を検出する。したがって、溶接電源装置Ａ４は、全ての電気自動車９において、蓄電池９１の充電率の減少により充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。また、溶接電源装置Ａ４は、溶接電源装置Ａ１と共通する構成により、溶接電源装置Ａ１と同等の効果を奏する。
【0064】
なお、本実施形態では、比較部２５が各蓄電池９１の充電率を共通の閾値と比較する場合について説明したが、これに限られない。第２実施形態に示すように、より厳密な閾値を設定するためには、各電気自動車９の性能および蓄電池９１の充電容量を考慮する必要がある。この場合、閾値設定部２４は各電気自動車９に対応した閾値をそれぞれ設定し、比較部２５は、各蓄電池９１の充電率を対応する閾値と比較し、いずれかの充電率が閾値以下になった場合に、残量低下状態を検出すればよい。
【0065】
〔第５実施形態〕
図６は、第５実施形態に係る溶接電源装置Ａ５を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図６においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ５は、電力の供給元を電気自動車９と交流電源Ｄとで切り替えることができる点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
図６は、第５実施形態に係る溶接電源装置Ａ５を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。なお、図６においては、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、溶接トーチＴ、および被加工物Ｗの記載を省略している。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ５は、電力の供給元を電気自動車９と交流電源Ｄとで切り替えることができる点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。
【0066】
本実施形態では、溶接電源装置Ａ５は、電気自動車９に接続することが可能であり、また、交流電源Ｄに接続することも可能であるハイブリッド電源である。溶接電源装置Ａ５は、整流回路１１および切替回路１２をさらに備えている。
【0067】
整流回路１１は、交流電源Ｄから交流電力を入力され、直流電力に変換して出力する。整流回路１１の具体的な構成は限定されない。なお、交流電源Ｄは単相であってもよいし、三相であってもよい。切替回路１２は、電力変換部１の入力を切り替えるスイッチであり、昇降圧部３の入力側に配置される。切替回路１２は、制御部２からの指示に応じて、電気自動車９の蓄電池９１から入力される直流電力を昇降圧部３に供給する状態と、整流回路１１から出力される直流電力を昇降圧部３に供給する状態とを切り替える。切替回路１２の具体的な構成は限定されない。
【0068】
操作者は、操作部６の操作手段を操作することで、溶接電源装置Ａ５を電気自動車９に接続したか、交流電源Ｄに接続したかを選択する。制御部２は、切替部２９をさらに備えている。切替部２９は、操作部６から入力される操作信号に基づいて、切替回路１２に切り替えの指示を行う。また、切替部２９は、溶接電源装置Ａ５が電気自動車９に接続されているか、交流電源Ｄに接続されているかを示す接続状態信号を比較部２５に出力する。なお、溶接電源装置Ａ５は電気自動車９に接続されたか、交流電源Ｄに接続されたかを検出する構成を備えて、切替部２９は、当該検出の結果に基づいて切り替えを行ってもよい。
【0069】
本実施形態では、比較部２５は、接続状態信号が電気自動車９に接続されていることを示す場合、第１実施形態と同様に、残量低下状態の検出を行う。一方、比較部２５は、接続状態信号が交流電源Ｄに接続されていることを示す場合、残量低下状態の検出を行わない。
【0070】
本実施形態によると、溶接電源装置Ａ５が電気自動車９に接続されている場合、切替回路１２は、電気自動車９の蓄電池９１から入力される直流電力を昇降圧部３に供給する。この場合、比較部２５は充電率が閾値以下になった場合に残量低下状態を検出するので、溶接電源装置Ａ５は、蓄電池９１の充電率の減少により、電気自動車９が充電設備まで移動できなくなることを抑制できる。また、溶接電源装置Ａ５は、溶接電源装置Ａ１と共通する構成により、溶接電源装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、溶接電源装置Ａ５が交流電源Ｄに接続されている場合、切替回路１２は、整流回路１１から出力される直流電力を昇降圧部３に供給する。この場合、比較部２５は、必要ないので、残量低下状態の検出を行わない。このように、溶接電源装置Ａ５は、電気自動車９に接続することが可能であり、また、交流電源Ｄに接続することも可能であるハイブリッド電源として機能する。
【0071】
なお、第１～５実施形態においては、本発明を溶接電源装置に適用した場合について説明したが、これに限られない。本発明は、溶接以外の加工のための熱加工用電源装置にも適用することができる。例えば、トーチの先端にプラズマを発生させて被加工物Ｗを切断するプラズマ切断システムや、トーチの先端に発生させたアークの熱と圧縮空気の噴射を利用して溝掘りを行うエアアークガウジングシステムなどで電力を供給する熱加工用電源装置においても、本発明を適用することができる。
【0072】
本発明に係る熱加工用電源装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る熱加工用電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【0073】
Ａ１～Ａ５：溶接電源装置、１：電力変換部、２：制御部、２４：閾値設定部、２５：比較部、２７：出力電力検出部、２８：予測部、５：通信部、７：報知部、１１：整流回路、１２：切替回路、９:電気自動車、９１：蓄電池、Ｄ：交流電源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】