特開 2024-86015 給電システム

(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】P2024086015

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240620BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302A

H02J9/06 120

H02J7/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022200862

(22)【出願日】2022-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100124800

【弁理士】

【氏名又は名称】諏澤 勇司

(72)【発明者】

【氏名】岡部 和也

(72)【発明者】

【氏名】森川 実穂

(72)【発明者】

【氏名】森川 真人

【テーマコード（参考）】

5G015

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G015FA06

5G015GA05

5G015GA11

5G015HA12

5G015JA21

5G015JA52

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA10

5G503DA05

5G503DA18

5G503GB06

(57)【要約】

【課題】外部への電力の供給を安定化させる。
【解決手段】給電システム１は、外部からの交流電力が供給される充電線ペアＰＬ１と、給電線ペアＰＬ２と、充電線ペアＰＬ１に供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリＥに供給する充電モードと、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して給電線ペアＰＬ２に供給する給電モードとを切り替え可能な双方向充電器７と、双方向充電器７と並列接続されるようにバッテリＥに接続され、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して出力するＡＣインバータ９と、充電モードの時はＡＣインバータ９から出力された交流電力をアウトレット１５に供給する第１切替状態と、給電モードの時は給電線ペアＰＬ２から供給された交流電力をアウトレット１５に供給する第２切替状態とに切り替え可能なスイッチ３７を有する分電ユニット１１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部からの交流電力が供給される一対の充電線と、
一対の給電線と、
バッテリ、前記充電線、及び前記給電線に接続され、前記充電線に供給された交流電力を直流電力に変換して前記バッテリに供給する第１モードと、前記バッテリから供給された直流電力を交流電力に変換して前記給電線に供給する第２モードとを切り替え可能な双方向充電器と、
前記双方向充電器と並列接続されるように前記バッテリに接続され、前記バッテリから供給された直流電力を交流電力に変換して出力するＡＣインバータと、
前記第１モードの時は前記ＡＣインバータから出力された交流電力を第１のアウトレットに供給する第１切替状態と、前記第２モードの時は前記給電線から供給された交流電力を前記第１のアウトレットに供給する第２切替状態とに切り替え可能な切替部を有する分電ユニットと、
を備える給電システム。

【請求項2】

前記分電ユニットは、前記第１切替状態の時、前記ＡＣインバータから供給された交流電力を前記第１のアウトレット及び第２のアウトレットに供給し、前記第２切替状態の時、前記給電線から供給された交流電力を前記第１のアウトレットに供給するとともに前記ＡＣインバータから供給された交流電力を前記第２のアウトレットに供給するように構成されている、
請求項１に記載の給電システム。

【請求項3】

前記分電ユニットは、前記一対の給電線のうちの一方の給電線及び前記ＡＣインバータの一方の出力端子と、前記第１のアウトレットの一対の端子のうちの一方の端子及び前記第２のアウトレットの一対の端子のうちの一方の端子との間を接続する第１の接続線と、前記一対の給電線のうちの他方の給電線と第１のアウトレットの一対の端子のうちの他方の端子との間を接続する第２の接続線と、前記ＡＣインバータの他方の出力端子と前記第２のアウトレットの一対の端子のうちの他方の端子との間を接続する第３の接続線と、前記第２の接続線と前記第３の接続線との間を接続する第４の接続線とを有し、
前記切替部は、前記第４の接続線に設けられている、
請求項２に記載の給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、給電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、バッテリを充電器を用いて充電するとともに、バッテリから供給された直流電力をインバータによって交流電力に変換して出力することが可能な電力供給システムが用いられている（例えば、下記特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－４００１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記電力変換システムにおいては、バッテリからインバータを介して外部に電力が供給されている。そのために、インバータを介した電力供給が何らかの原因で停止した場合に外部に電力を供給することができない傾向があった。

【0005】

そこで、本開示は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、外部への電力の供給を安定化させることが可能な給電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る給電システムは、外部からの交流電力が供給される一対の充電線と、一対の給電線と、バッテリ、充電線、及び給電線に接続され、充電線に供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する第１モードと、バッテリから供給された直流電力を交流電力に変換して給電線に供給する第２モードとを切り替え可能な双方向充電器と、双方向充電器と並列接続されるようにバッテリに接続され、バッテリから供給された直流電力を交流電力に変換して出力するＡＣインバータと、第１モードの時はＡＣインバータから出力された交流電力を第１のアウトレットに供給する第１切替状態と、第２モードの時は給電線から供給された交流電力を第１のアウトレットに供給する第２切替状態とに切り替え可能な切替部を有する分電ユニットと、を備える。

【0007】

給電システムによれば、双方向充電器が第１モードに切り替えられた場合、分電ユニットの切替部が第１切替状態とされることにより、バッテリから供給された直流電力を基にＡＣインバータから出力された交流電力が、第１のアウトレットに供給される。一方、双方向充電器が第２モードに切り替えられた場合、分電ユニットの切替部が第２切替状態とされることにより、バッテリから供給された直流電力を基に双方向充電器から出力された交流電力が、第１のアウトレットに供給される。これにより、ＡＣインバータを介した外部への電力供給が何らかの原因で停止しても、双方向充電器を介して外部へ電力が供給される。また、双方向充電器を用いてバッテリを充電している間においては、バッテリからＡＣインバータを介して外部へ電力が供給される。その結果、外部への電力の供給を安定化させることができる。

【0008】

給電システムにおいては、分電ユニットは、第１切替状態の時、ＡＣインバータから供給された交流電力を第１のアウトレット及び第２のアウトレットに供給し、第２切替状態の時、給電線から供給された交流電力を第１のアウトレットに供給するとともにＡＣインバータから供給された交流電力を第２のアウトレットに供給するように構成されていてもよい。かかる構成を採れば、双方向充電器がバッテリを充電する第１モードに切り替えられた場合には、バッテリからＡＣインバータを介して、第１のアウトレット及び第２のアウトレットへ電力が供給される。また、双方向充電器が交流電力を供給する第２モードに切り替えられた場合には、双方向充電器及びＡＣインバータのそれぞれから出力される交流電力が第１のアウトレット及び第２のアウトレットに供給される。これにより、双方向充電器の動作モードに関わらずに、２つのアウトレットへの電力の供給を安定化することができる。加えて、ＡＣインバータを介した外部への電力供給が何らかの原因で停止しても、双方向充電器を用いて第１のアウトレットへ電力を供給することができる。

【0009】

また、給電システムにおいては、分電ユニットは、一対の給電線のうちの一方の給電線及びＡＣインバータの一方の出力端子と、第１のアウトレットの一対の端子のうちの一方の端子及び第２のアウトレットの一対の端子のうちの一方の端子との間を接続する第１の接続線と、一対の給電線のうちの他方の給電線と第１のアウトレットの一対の端子のうちの他方の端子との間を接続する第２の接続線と、ＡＣインバータの他方の出力端子と第２のアウトレットの一対の端子のうちの他方の端子との間を接続する第３の接続線と、第２の接続線と第３の接続線との間を接続する第４の接続線とを有し、切替部は、第４の接続線に設けられていてもよい。このような構成によれば、切替部の切替動作によって、第１切替状態と第２切替状態とを切り替えることができる。従って、簡易な回路構成により２つのアウトレットへの電力の供給を安定化することができる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、外部への電力の供給を安定化させることが可能な給電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る給電システム１の回路構成を示す図である。

【図2】図２は、双方向充電器７が給電モードに切り替えられた時の給電システム１におけるスイッチ切替状態を示す回路図である。

【図3】図３は、双方向充電器７が充電モードに切り替えられた時の給電システム１におけるスイッチ切替状態を示す回路図である。

【図4】図４は、本発明の変形例に係る給電システム１Ａの回路構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の変形例に係る給電システム１Ｂの回路構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係る給電システム１の回路構成を示す図である。同図に示される給電システム１は、バッテリ（蓄電池）から供給される電力を各種の負荷に供給するシステムである。給電システム１は、車両に搭載される。給電システム１は、一対の充電線ＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂを有する充電線ペアＰＬ１、一対の給電線ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂを有する給電線ペアＰＬ２、一対の給電線ＰＬ３ａ，ＰＬ３ｂを有する給電線ペアＰＬ３、一対の給電線ＰＬ４ａ，ＰＬ４ｂを有する給電線ペアＰＬ４、一対の給電線ＰＬ５ａ，ＰＬ５ｂを有する給電線ペアＰＬ５、スイッチ回路３，５、双方向充電器７、ＡＣインバータ９、分電ユニット１１、充電インレット１３、制御部５１、アウトレット（第１のアウトレット）１５、及び、アウトレット（第２のアウトレット）１７を備える。

【0014】

双方向充電器７は、外部から供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリＥに供給する機能と、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して外部に供給する機能とを有する。すなわち、双方向充電器７は、絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９と、スイッチ２１ａ，２１ｂと、一対のＤＣ端子２３ａ，２３ｂと、一対のＡＣ端子２５ａ，２５ｂと、一対のＡＣ端子２７ａ，２７ｂとを含む。絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９は、一対のＤＣ端子２９ａ，２９ｂと一対のＡＣ端子３１ａ，３１ｂとを有し、一対のＤＣ端子２９ａ，２９ｂから入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を一対のＡＣ端子３１ａ，３１ｂから出力し、一対のＡＣ端子３１ａ，３１ｂから入力された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を一対のＤＣ端子２９ａ，２９ｂから出力する。絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９の一対のＤＣ端子２９ａ，２９ｂは、それぞれ、双方向充電器７内部で一対のＤＣ端子２３ａ，２３ｂと接続される。絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９のＡＣ端子３１ａは、双方向充電器７内部のスイッチ２１ａを介して、ＡＣ端子２５ａ又はＡＣ端子２７ａに接続され、絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９のＡＣ端子３１ｂは、双方向充電器７内部のスイッチ２１ｂを介して、ＡＣ端子２５ｂ又はＡＣ端子２７ｂと接続される。スイッチ２１ａは、ＡＣ端子３１ａと２つのＡＣ端子２５ａ，２７ａとの導通／非導通を切り替え可能な単極双投型のスイッチであり、スイッチ２１ｂは、ＡＣ端子３１ｂと２つのＡＣ端子２５ｂ，２７ｂとの導通／非導通を切り替え可能な単極双投型のスイッチである。すなわち、スイッチ２１ａによって、ＡＣ端子３１ａとＡＣ端子２５ａとが導通した場合、ＡＣ端子２７ａは、ＡＣ端子３１ａ及びＡＣ端子２５ａと非導通となり、ＡＣ端子３１ａとＡＣ端子２７ａとが導通した場合、ＡＣ端子２５ａは、ＡＣ端子３１ａ及びＡＣ端子２７ａと非導通となる。

【0015】

同様に、スイッチ２１ｂによって、ＡＣ端子３１ｂとＡＣ端子２５ｂとが導通した場合、ＡＣ端子２７ｂは、ＡＣ端子３１ｂ及びＡＣ端子２５ｂと非導通となり、ＡＣ端子３１ｂとＡＣ端子２７ｂとが導通した場合、ＡＣ端子２５ｂは、ＡＣ端子３１ｂ及びＡＣ端子２７ｂと非導通となる。

【0016】

本実施形態では、２つのスイッチ２１ａ，２１ｂは、切替状態が同期するように制御される。詳述すると、スイッチ２１ａは、ＡＣ端子３１ａとＡＣ端子２５ａとを導通させるときにはスイッチ２１ｂはＡＣ端子３１ｂとＡＣ端子２５ｂとを導通させる。スイッチ２１ａは、ＡＣ端子３１ａとＡＣ端子２７ａとを導通させるときにはスイッチ２１ｂはＡＣ端子３１ｂとＡＣ端子２７ｂとを導通させる。これにより、２つのスイッチ２１ａ、２１ｂが第１モードに切り替えられた際には、絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９のＡＣ端子３１ａ，３１ｂのそれぞれがＡＣ端子２５ａ，２５ｂと接続され、２つのスイッチ２１ａ、２１ｂが第２モードに切り替えられた際には、絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９のＡＣ端子３１ａ，３１ｂのそれぞれがＡＣ端子２７ａ，２７ｂと接続される。２つのスイッチ２１ａ，２１ｂは、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴを含む回路である。

【0017】

上記双方向充電器７において、一対のＤＣ端子２３ａ，２３ｂのそれぞれは、スイッチ回路３に含まれるそれぞれのスイッチ３ａ，３ｂを介して、バッテリＥの正極及び負極と接続される。スイッチ３ａ，３ｂは、それぞれ、バッテリＥと一対のＤＣ端子２３ａ，２３ｂのそれぞれとの導通／非導通を切り替えるスイッチであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。また、一対のＡＣ端子２５ａ，２５ｂは、それぞれ、一対の充電線ペアＰＬ１を構成する充電線ＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂを介して充電インレット１３と接続される。また、一対のＡＣ端子２７ａ，２７ｂは、それぞれ、一対の給電線ペアＰＬ２を構成する給電線ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂを介して分電ユニット１１と接続される。このような接続構成により、双方向充電器７は、２つのスイッチ２１ａ、２１ｂがＡＣ端子３１ａ，３１ｂとＡＣ端子２５ａ，ＡＣ端子２５ｂとを各々導通させた際に、充電インレット１３及び充電線ペアＰＬ１を介して外部から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリＥに供給し、２つのスイッチ２１ａ、２１ｂがＡＣ端子３１ａ，３１ｂとＡＣ端子２７ａ，ＡＣ端子２７ｂとを各々導通させた際に、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して給電線ペアＰＬ２に供給する。すなわち、双方向充電器７は、バッテリＥ、充電線ペアＰＬ１、及び給電線ペアＰＬ２に接続され、充電線ペアＰＬ１に供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリＥに供給する第１モード（充電モード）と、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して給電線ペアＰＬ２に供給する第２モード（給電モード）とを切り替え可能な機能を有するともいえる。

【0018】

ＡＣインバータ９は、バッテリＥに対して双方向充電器７と並列接続されるように接続され、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して出力する。ＡＣインバータ９は、一対の入力端子３３ａ，３３ｂと一対の出力端子３５ａ，３５ｂを有する。一対の入力端子３３ａ，３３ｂのそれぞれは、スイッチ回路５に含まれるそれぞれのスイッチ５ａ，５ｂを介して、バッテリＥの正極及び負極に接続され、一対の出力端子３５ａ，３５ｂのそれぞれは、給電線ペアＰＬ３を構成する給電線ＰＬ３ａ，ＰＬ３ｂを介して分電ユニット１１に接続される。スイッチ５ａ，５ｂは、それぞれ、バッテリＥと一対の入力端子３３ａ，３３ｂのそれぞれの導通／非導通を切り替えるスイッチであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。このような接続構成により、ＡＣインバータ９は、バッテリＥから供給された直流電力を交流電力に変換して、変換した交流電力を給電線ペアＰＬ３に供給する。

【0019】

分電ユニット１１は、バッテリＥから給電線ペアＰＬ２及び給電線ペアＰＬ３を介して供給された交流電力を、分電ユニット１１と給電線ペアＰＬ４及び給電線ペアＰＬ５のそれぞれを介して接続されたアウトレット１５，１７に分配する回路部である。詳細には、分電ユニット１１は、接続線（第１の接続線）Ｗ１、接続線（第２の接続線）Ｗ２、接続線（第３の接続線）Ｗ３、及び、接続線（第４の接続線）Ｗ４と、スイッチ（切替部）３７，３９，４１，４３，４５とを備える。

【0020】

接続線Ｗ１は、給電線ペアＰＬ２の一方の給電線ＰＬ２ｂ、及び、ＡＣインバータ９の一方の出力端子３５ａに繋がる給電線ＰＬ３ａと、アウトレット１５の一対の端子のうちの一方の端子に接続された給電線ＰＬ４ｂ、及びアウトレット１７の一対の端子のうちの一方の端子に接続された給電線ＰＬ５ａとを接続する導電ラインである。すなわち、接続線Ｗ１は、給電線ＰＬ２ｂを介して双方向充電器７のＡＣ端子２７ｂと接続され、給電線ＰＬ３ａを介してＡＣインバータ９の一方の出力端子３５ａと接続され、給電線ＰＬ４ｂを介してアウトレット１５の一対の端子のうちの一方の端子と接続され、給電線ＰＬ５ａを介してアウトレット１７の一対の端子のうちの一方の端子と接続される。

【0021】

接続線Ｗ２は、給電線ペアＰＬ２の他方の給電線ＰＬ２ａと、アウトレット１５の一対の端子のうちの他方の端子に接続された給電線ＰＬ４ａとを接続する導電ラインである。すなわち、接続線Ｗ２は、給電線ＰＬ２ａを介して双方向充電器７のＡＣ端子２７ａと接続され、給電線ＰＬ４ａを介してアウトレット１５の一対の端子のうちの他方の端子と接続される。

【0022】

接続線Ｗ３は、ＡＣインバータ９の他方の出力端子３５ｂに繋がる給電線ＰＬ３ｂと、アウトレット１７の他方の端子に接続された給電線ＰＬ５ｂとを接続する導電ラインである。すなわち、接続線Ｗ３は、給電線ＰＬ３ｂを介してＡＣインバータ９の他方の出力端子３５ｂに接続され、給電線ＰＬ５ｂを介してアウトレット１７の他方の端子と接続される。

【0023】

接続線Ｗ４は、接続線Ｗ２と接続線Ｗ３とを接続する導電ラインである。

【0024】

スイッチ３７は、接続線Ｗ４上に設けられ、接続線Ｗ４の導通／非導通を切り替える切替素子である。スイッチ３９は、接続線Ｗ２上の接続線Ｗ４との接続点よりも給電線ＰＬ２ａ側に設けられ、接続線Ｗ２の導通／非導通を切り替える切替素子である。スイッチ４３は、接続線Ｗ２上の接続線Ｗ４との接続点よりも給電線ＰＬ４ａ側に設けられ、接続線Ｗ２の導通／非導通を切り替える切替素子である。すなわち、接続線Ｗ２は、スイッチ３９及びスイッチ４３がオンすることで導通する。スイッチ４１は、接続線Ｗ３上の接続線Ｗ４との接続点よりも給電線ＰＬ３ｂ側に設けられ、接続線Ｗ３の導通／非導通を切り替える切替素子である。スイッチ４５は、接続線Ｗ３上の接続線Ｗ４との接続点よりも給電線ＰＬ５ｂ側に設けられ、接続線Ｗ３の導通／非導通を切り替える切替素子である。すなわち、接続線Ｗ３は、スイッチ４１及びスイッチ４５がオンすることで導通する。本実施形態では、スイッチ３７，３９，４１，４３，４５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。

【0025】

上記構成の分電ユニット１１は、双方向充電器７が第１モード（充電モード）に切り替えられた時には、スイッチ回路３、スイッチ回路５、スイッチ３７、スイッチ４１、スイッチ４３及びスイッチ４５がオン（第１切替状態）に設定されることにより、ＡＣインバータ９から給電線ペアＰＬ３に供給された交流電力を、接続線Ｗ１，Ｗ３及び給電線ペアＰＬ５を介してアウトレット１７に供給するとともに、接続線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４及び給電線ペアＰＬ４を介してアウトレット１５に供給する。また、分電ユニット１１は、双方向充電器７が第２モード（給電モード）に切り替えられた時には、スイッチ３７がオフ（第２切替状態）に設定するとともにスイッチ回路３、スイッチ回路５、スイッチ３９、スイッチ４１、スイッチ４３及びスイッチ４５がオン（第１切替状態）に設定されることにより、ＡＣインバータ９から給電線ペアＰＬ３に供給された交流電力を接続線Ｗ１，Ｗ３及び給電線ペアＰＬ５を介してアウトレット１７に供給するとともに、双方向充電器７から給電線ペアＰＬ２に供給された交流電力を接続線Ｗ１，Ｗ２及び給電線ペアＰＬ４を介してアウトレット１５に供給する。

【0026】

制御部５１は、絶縁型ＤＣ／ＡＣ変換器１９、スイッチ２１ａ，２１ｂ、スイッチ回路３，５、ＡＣインバータ９及びスイッチ３７，３９，４１，４３，４５を制御する。すなわち、制御部５１は、双方向充電器７、ＡＣインバータ９及び分電ユニット１１を制御するものであるといえる。

【0027】

図２は、双方向充電器７が第２モード（給電モード）に切り替えられた時の給電システム１におけるスイッチ切替状態を示す回路図である。給電モードの時には、双方向充電器７が第２モードに切り替えられ、スイッチ３７がオフに設定され、スイッチ回路３、スイッチ回路５、スイッチ３９、スイッチ４１、スイッチ４３及びスイッチ４５がオンに設定される。これにより、双方向充電器７から出力された交流電力が、給電線ペアＰＬ２、分電ユニット１１、及び給電線ペアＰＬ４を介してアウトレット１５に給電されるとともに、ＡＣインバータ９から出力された交流電力が、給電線ペアＰＬ３、分電ユニット１１、及び給電線ペアＰＬ５を介してアウトレット１７に給電される。

【0028】

一方、図３は、双方向充電器７が第１モード（充電モード）に切り替えられた時の給電システム１におけるスイッチ切替状態を示す回路図である。充電モードの時には、双方向充電器７が第１モードに切り替えられ、スイッチ３９がオフに設定され、スイッチ回路３、スイッチ回路５、スイッチ３７、スイッチ４１、スイッチ４３及びスイッチ４５がオンに設定される。これにより、充電インレット１３から供給された交流電力が、充電線ペアＰＬ１を介して双方向充電器７に入力され、双方向充電器７によって直流電力に変換されてバッテリＥに供給される。また、ＡＣインバータ９から出力された交流電力が、給電線ペアＰＬ３、分電ユニット１１、及び給電線ペアＰＬ４を介してアウトレット１５に給電されるとともに、給電線ペアＰＬ３、分電ユニット１１、及び給電線ペアＰＬ５を介してアウトレット１７に給電される。このとき、スイッチ３９がオフに設定されることにより、充電インレット１３側から分電ユニット１１側に交流電力が入力されることを防止でき、分電ユニット１１及びアウトレット１５，１７に接続される負荷を保護することができる。

【0029】

以上説明した実施形態に係る給電システム１の作用効果について説明する。

【0030】

給電システム１においては、双方向充電器７が第１モードに切り替えられた場合、分電ユニット１１のスイッチ３７がオンに設定されることにより、バッテリＥから供給された直流電力を基にＡＣインバータ９から出力された交流電力が、アウトレット１５に供給される。一方、双方向充電器７が第２モードに切り替えられた場合、分電ユニット１１のスイッチ３７がオフに設定されることにより、バッテリＥから供給された直流電力を基に双方向充電器７から出力された交流電力が、アウトレット１５に供給される。これにより、ＡＣインバータ９を介したアウトレット１５への電力供給が何らかの原因で停止しても、双方向充電器７を介してアウトレット１５への電力供給が可能となる。また、双方向充電器７を用いてバッテリＥを充電している間においては、バッテリＥからＡＣインバータ９を介してアウトレット１５への電力供給が可能となる。その結果、外部負荷への電力の供給を安定化させることができる。

【0031】

また、給電システム１においては、分電ユニット１１は、双方向充電器７が第１モードに切り替えられた際、ＡＣインバータ９から供給された交流電力をアウトレット１５及びアウトレット１７に供給し、双方向充電器７が第２モードに切り替えられた際、双方向充電器７から供給された交流電力をアウトレット１５に供給するとともにＡＣインバータ９から供給された交流電力をアウトレット１７に供給するように構成されている。かかる構成を採れば、双方向充電器７がバッテリＥを充電する第１モードに切り替えられた場合には、バッテリＥからＡＣインバータ９を介して、アウトレット１５及びアウトレット１７へ電力が供給される。また、双方向充電器７が交流電力を供給する第２モードに切り替えられた場合には、双方向充電器７及びＡＣインバータ９のそれぞれから出力される交流電力をアウトレット１５及びアウトレット１７に供給される。これにより、双方向充電器７の動作モードに関わらずに、２つのアウトレット１５，１７への電力の供給を安定化することができる。加えて、ＡＣインバータ９を介した外部への電力供給が何らかの原因で停止しても、双方向充電器７を介してアウトレット１５へ電力が供給される。また、双方向充電器７からの給電になんらかの異常が発生した場合には、スイッチ３９をオフに設定し、スイッチ３７をオンに設定することによって、分電ユニット１１及びアウトレット１５，１７に接続される負荷を保護しながら、２つのアウトレット１５，１７への電力の供給を安定化することができる。

【0032】

特に、給電システム１に含まれる分電ユニット１１は、接続線Ｗ１～Ｗ５とスイッチ３７，３９，４１，４３，４５によって構成されている。このような構成によれば、スイッチ３７の切替動作によって、第１切替状態と第２切替状態とを切り替えることができる。従って、簡易な回路構成により２つのアウトレット１５，１７への電力の供給を安定化することができる。

【0033】

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

【0034】

図４は、本発明の変形例に係る給電システム１Ａの回路構成を示す図である。給電システム１Ａの構成における給電システム１との相違点は、分電ユニット１１に２つの接続線Ｗ５，Ｗ６が追加される点、位相差を検出する位相差検出部５３が設けられる点、給電線ペアＰＬ６及びアウトレット４７が追加される点である。

【0035】

接続線Ｗ５は、分電ユニット１１の内部で接続線Ｗ２に接続される。また、接続線Ｗ５は、分電ユニット１１の外部において給電線ペアＰＬ６を構成する一方の給電線ＰＬ６ａの一端部と接続される。接続線Ｗ６は、分電ユニット１１の内部で接続線Ｗ３に接続される。また、接続線Ｗ６は、分電ユニット１１の外部において給電線ペアＰＬ６を構成する他方の給電線ＰＬ６ｂの一端部と接続される。また、給電線ＰＬ６ａの他端部及び給電線ＰＬ６ｂの他端部は、アウトレット４７と接続される。

【0036】

位相差検出部５３は、給電線ペアＰＬ２から分電ユニット１１に入力された交流電圧の位相と、給電線ペアＰＬ３から分電ユニット１１に入力された交流電圧の位相との間の位相差を検出し、位相差に関するデータを制御部５１に送信する。例えば、位相差検出部５３は、接続線Ｗ１と接続線Ｗ２との間の電圧と接続線Ｗ１と接続線Ｗ３との間の電圧とを検出し、それらの電圧を基に上記位相差を検出する。なお、位相差検出部５３は、給電線ペアＰＬ２から分電ユニット１１に入力された交流電流の位相と、給電線ペアＰＬ３から分電ユニット１１に入力された交流電流の位相との間の位相差を検出してもよい。

【0037】

制御部５１は、位相差検出部５３から受信した位相差に関するデータを基に、給電線ペアＰＬ２から分電ユニット１１に入力される交流電圧の位相と給電線ペアＰＬ３から分電ユニット１１に入力される交流電圧の位相とが合うように、ＡＣインバータ９を制御する。

【0038】

上記構成の給電システム１Ａによれば、双方向充電器７の出力端子と接続される接続線Ｗ２が、接続線Ｗ５及び給電線ＰＬ６ａを介してアウトレット４７の一方の端子と接続され、ＡＣインバータ９の出力端子と接続される接続線Ｗ３が、接続線Ｗ６及び給電線ＰＬ６ｂを介してアウトレット４７の他方の端子と接続される。さらに、位相差検出部５３と制御部５１とを使って、給電線ペアＰＬ２から分電ユニット１１に入力される交流電圧の位相と給電線ペアＰＬ３から分電ユニット１１に入力される交流電圧の位相とを一致させる。これにより、給電線ペアＰＬ２から分電ユニット１１に入力される交流電圧と、給電線ペアＰＬ３から分電ユニット１１に入力される交流電圧とを合成して、振幅が増加された交流電圧を有する交流電力をアウトレット４７に供給することができる。また、給電システム１Ａによれば、３つのアウトレット４７，１５，１７に交流電力を同時に供給することができる。

【0039】

図５は、本発明の変形例に係る給電システム１Ｂの回路構成を示す図である。給電システム１Ｂの構成における給電システム１との相違点は、双方向充電器７、検出回路６１が設けられる点、アウトレット１５，１７のそれぞれに操作スイッチ５７，５９が設けられる点である。

【0040】

アウトレット１５，１７のそれぞれに設けられる操作スイッチ５７，５９は、分電ユニット１１からアウトレット１５，１７への交流電力の供給を開始あるいは停止するために、オンとオフとを切り替え可能なトグル、ボタン等の部品である。検出回路６１は、操作スイッチ５７，５９に電気的に接続され、操作スイッチ５７，５９のそれぞれの状態を検出し、制御部５１に検出結果を送信する。

【0041】

制御部５１は、検出回路６１から受信した検出結果に基づいてスイッチ４３，４５のオン／オフを制御する。具体的には、操作スイッチ５７がオンからオフへ切り替えられた際には、制御部５１は、スイッチ４３をオンからオフに切り替え、操作スイッチ５７がオフからオンへ切り替えられた際には、制御部５１は、スイッチ４３をオフからオンに切り替える。また、操作スイッチ５９がオンからオフへ切り替えられた際には、制御部５１は、スイッチ４５をオンからオフに切り替え、操作スイッチ５９がオフからオンへ切り替えられた際には、制御部５１は、スイッチ４５をオフからオンに切り替える。

【0042】

上記構成の給電システム１Ｂによれば、アウトレット１５，１７から交流電力の供給を開始あるいは停止させることができる。また、分電ユニット１１及びアウトレット１５，１７に接続される負荷を、充電インレット１３から供給される交流電力、ＡＣインバータ９から出力される異常な交流電力から保護することができる。

【0043】

なお、上記の給電システム１，１Ａ，１Ｂにおいては、双方向充電器７、ＡＣインバータ９、あるいは分電ユニット１１内に通信手段が別途設けられていてもよく、通信手段から制御部５１に、各回路部内のスイッチの状態等の各種の状態を通知してもよい。

【符号の説明】

【0044】

１，１Ａ，１Ｂ…給電システム、７…双方向充電器、９…ＡＣインバータ、１１…分電ユニット、１５…アウトレット（第１のアウトレット）、１７…アウトレット（第２のアウトレット）、３５ａ，３５ｂ…出力端子、３７…スイッチ（切替部）、Ｅ…バッテリ、ＰＬ１ａ，ＰＬ１ｂ…充電線、ＰＬ２ａ，ＰＬ２ｂ…給電線、Ｗ１…接続線（第１の接続線）、Ｗ２…接続線（第２の接続線）、Ｗ３…接続線（第３の接続線）、Ｗ４…接続線（第４の接続線）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】