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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-18
(45)【発行日】2024-01-26
(54)【発明の名称】電力変換システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240119BHJP
H02H 11/00 20060101ALI20240119BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20240119BHJP
B60L 3/00 20190101ALI20240119BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 T
H02H11/00 120
H02J7/00 P
H02M3/28 C
B60L3/00 H
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021080470
(22)【出願日】2021-05-11
(65)【公開番号】P2022174584
(43)【公開日】2022-11-24
【審査請求日】2023-02-03
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】白川 隆史
【審査官】麻生 哲朗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－０４０４００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２１３３０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０１０４８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｈ １１／００
Ｈ０２Ｍ ３／２８
Ｂ６０Ｌ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電部のプラス端子とマイナス端子に接続されるべきプラス端子とマイナス端子を有し、前記プラス端子に接続されたプラス配線と、前記マイナス端子に接続されたマイナス配線との間に、少なくともダイオードが逆向きに接続された接続部と、前記接続部とケーブルを介して接続され、前記蓄電部に充電する直流電力または前記蓄電部から放電される直流電力の電圧を変換する電力変換部と、
前記蓄電部と前記接続部が非接続の状態で、前記電力変換部から前記接続部に電圧を印加し、電流が流れるか否かを検出することにより、前記ケーブルの誤接続の有無を判定する制御部と、を備えることを特徴とする電力変換システム。
【請求項2】
前記接続部は、前記電力変換部を含む筐体と別の筐体に設けられた端子台であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項3】
前記接続部は、電動車に接続するための充放電ケーブルアセンブリのコネクタ部であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項4】
前記電力変換部の前記ケーブルが接続される側のプラス配線、前記電力変換部の前記ケーブルが接続される側のマイナス配線、又は当該プラス配線と当該マイナス配線の両方に挿入されるスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換システム。
【請求項5】
前記スイッチと並列に突入電流防止回路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電力変換システム。
【請求項6】
前記突入電流防止回路は、直列接続された機械スイッチと抵抗、又は直列接続された半導体スイッチと抵抗を含むことを特徴とする請求項５に記載の電力変換システム。
【請求項7】
前記突入電流防止回路は、前記電力変換部を含む筐体内に設けられることを特徴とする請求項５又は６に記載の電力変換システム。
【請求項8】
前記電力変換部の前記ケーブルが接続される側のプラス配線、又は前記電力変換部の前記ケーブルが接続される側のマイナス配線に設置された電流センサをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項9】
前記抵抗の両端電圧を計測する電圧センサをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の電力変換システム。
【請求項10】
前記抵抗の近傍に設置された温度センサをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、蓄電部とケーブルを介して接続される電力変換システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）等の電動車が普及するにつれ、電動車を家庭用の電力供給源として利用するためのＶ２Ｈ（Vehicle to Home）機器の需要が高まっている。Ｖ２Ｈ機器のシステム構成の１つとして、Ｖ２Ｈコンバータと、充放電ケーブルアセンブリを有する充放電スタンドを分離することが考えられる。
【0003】
Ｖ２Ｈコンバータと充放電スタンド（以降、分離スタンドと表現する）間を直流配線で接続する場合、施工業者がプラス端子とマイナス端子を逆に接続する可能性がある。特に、現地調達の直流配線を利用する場合、誤接続する可能性が高まる。また、充放電ケーブルアセンブリは消耗品のため交換修理することがあり、修理の際に誤接続をする可能性がある。逆極性保護に関する技術として例えば、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２０１９－５０９００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
直流配線のプラス端子とマイナス端子の逆接続の施工ミスは、電動車を接続して実際に運転するまでは分からない。逆接続されたまま運転が開始されると、電動車からＶ２Ｈコンバータのスイッチング素子の還流ダイオードを通じて短絡電流が流れる。短絡電流が流れる経路上にある部品に不具合を引き起こす可能性がある。例えば、車両側のコンタクタが溶着する可能性がある。
【0006】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、誤配線を事前に簡単に検出することができる電力変換システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の電力変換システムは、蓄電部のプラス端子とマイナス端子に接続されるべきプラス端子とマイナス端子を有し、前記プラス端子に接続されたプラス配線と、前記マイナス端子に接続されたマイナス配線との間に、少なくともダイオードが逆向きに接続された接続部と、前記接続部とケーブルを介して接続され、前記蓄電部に充電する直流電力または前記蓄電部から放電される直流電力の電圧を変換する電力変換部と、前記蓄電部と前記接続部が非接続の状態で、前記電力変換部から前記接続部に電圧を印加し、電流が流れるか否かを検出することにより、前記ケーブルの誤接続の有無を判定する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、誤配線を事前に簡単に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態に係る車両用電力変換システムを説明するための図である。
【図3】実施の形態に係る、接続テストの流れを示すフローチャートである。
【図4】接続テストにおいて、直流ケーブルの接続が正常な場合の回路状態を示す図である。
【図5】接続テストにおいて、直流ケーブルの接続が異常な場合の回路状態を示す図である。
【図10】電流センサＩｓの検出位置のバリエーションを示す図である。
【図11】電圧センサＶｓの検出位置のバリエーションを示す図である。
【図12】温度センサＴｓの検出位置のバリエーションを示す図である。
【図13】車両用電力変換システムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
既設の電力変換システム５は、太陽光発電システム用のパワーコンディショナである。電力変換システム５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１、インバータ５２、及び制御部５３を備える。
【0012】
太陽電池６は光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換する発電装置である。太陽電池６として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池などが使用される。太陽電池６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と接続され、発電した電力を電力変換システム５に出力する。
【0013】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、太陽電池６と直流バスＢｄｃとの間に接続され、太陽電池６から出力される直流電力の電圧を調整可能なコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は例えば、昇圧チョッパで構成することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は基本制御として、太陽電池６の出力電力が最大になるようにＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking) 制御する。
【0014】
インバータ５２は、直流バスＢｄｃと分電盤３との間に接続される双方向インバータである。インバータ５２は、直流バスＢｄｃから入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤３に出力することができる。分電盤３には、商用電力系統（以下、単に系統２という）が接続される。分電盤３には負荷４が接続される。負荷４は宅内の負荷の総称である。インバータ５２は、系統２から分電盤３を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バスＢｄｃに出力することもできる。制御部５３は電力変換システム５全体を統括的に制御する。
【0015】
なお、電力変換システム５は、定置型蓄電システム用のパワーコンディショナであってもよい。その場合、太陽電池６の代わりに定置型蓄電池が設置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１には双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが使用される。また、電力変換システム５は、太陽光発電システムと定置型蓄電システムをハイブリッド化したパワーステーションであってもよい。
【0016】
車両用電力変換システム１は、電力変換装置１０、制御部２０、分離スタンド３０、充放電ケーブルアセンブリ５０を備える。電力変換装置１０と分離スタンド３０は直流ケーブル４０で接続される。
【0017】
電力変換装置１０は双方向型のＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換装置１０の筐体サイズは大きく、電動車７の駐車場の近くに十分な設置スペースを確保することが難しい場合がある。そこで本実施の形態では、充放電ケーブルアセンブリ５０を接続するための端子台の機能を分離した分離スタンド３０を別の筐体で構成し、分離スタンド３０のみを駐車場の近くに設置する。電力変換装置１０は宅内、又は宅外の駐車場から離れた位置に設置する。従って、分離スタンド３０と電力変換装置１０間を長い直流ケーブル４０で接続する必要がある。
【0018】
充放電ケーブルアセンブリ５０の先端には充放電コネクタ５０ａが取り付けられており、ユーザが充放電コネクタ５０ａを電動車７のインレットに差し込むことにより、車両用電力変換システム１と電動車７が接続される。
【0019】
電力変換装置１０の一端は充放電ケーブルアセンブリ５０を介して電動車７に接続され、電力変換装置１０の他端は電力変換システム５の直流バスＢｄｃに接続される。電力変換装置１０は、系統２からインバータ５２を介して、又は太陽電池６からＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して供給される直流電力を、電動車７に搭載された蓄電部に充電することができる。また電力変換装置１０は、電動車７に搭載された蓄電部から放電される直流電力を、インバータ５２を介して分電盤３に供給することができる。電力変換装置１０は、電動車７に搭載された蓄電部を充放電する際、直流電力の電圧を昇圧又は降圧することができる。
【0020】
電動車７に搭載された蓄電部は、複数のセルを含む充放電可能な蓄電部であり、主に走行用モータを駆動するための電源として使用される。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセルなどを用いることができる。
【0021】
制御部２０は車両用電力変換システム１全体を統括的に制御する。車両用電力変換システム１の制御部２０と、電力変換システム５の制御部５３の間は通信線で接続される。
【0022】
車両用電力変換システム１の制御部２０、及び電力変換システム５の制御部５３はそれぞれ、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、又はハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。
【0023】
図２は、図１の電力変換装置１０と分離スタンド３０の構成例を示す図である。電力変換装置１０は、コンバータ回路１１、フルブリッジ回路１２、絶縁トランスＴＲ１、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第１リレーＲＹ１、突入電流防止回路１３、及び電流センサＩｓ１を備える。
【0024】
コンバータ回路１１の分離スタンド３０側のプラス配線とマイナス配線間に、平滑用の第１コンデンサＣ１が接続される。フルブリッジ回路１２の直流バスＢｄｃ側のプラス配線とマイナス配線間に、平滑用の第２コンデンサＣ２が接続される。第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２には例えば、電解コンデンサが使用される。
【0025】
図２では、コンバータ回路１１にフルブリッジ回路を使用する例を示している。コンバータ回路１１は、第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２が直列接続された第１アームと、第３スイッチング素子Ｓ３と第４スイッチング素子Ｓ４が直列接続された第２アームが並列接続されて構成される。第１アームの中点と第２アームの中点が、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の両端にそれぞれ接続される。
【0026】
コンバータ回路１１は、電動車７に搭載された蓄電部から供給される直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１に出力することができる。またコンバータ回路１１は、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１から供給される交流電圧を直流電圧に変換して、電動車７に搭載された蓄電部に出力することができる。
【0027】
フルブリッジ回路１２は、第５スイッチング素子Ｓ５と第６スイッチング素子Ｓ６が直列接続された第３アームと、第７スイッチング素子Ｓ７と第８スイッチング素子Ｓ８が直列接続された第４アームが並列接続されて構成される。第３アームの中点と第４アームの中点が、絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２の両端にそれぞれ接続される。
【0028】
フルブリッジ回路１２は、直流バスＢｄｃから供給される直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２に出力することができる。またフルブリッジ回路１２は、絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２から供給される交流電圧を直流電圧に変換して、直流バスＢｄｃに出力することができる。
【0029】
第１スイッチング素子Ｓ１－第８スイッチング素子Ｓ８にはそれぞれ、還流ダイオードが逆並列に接続または形成される。第１スイッチング素子Ｓ１－第８スイッチング素子Ｓ８には例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を使用できる。ＩＧＢＴが使用される場合、第１スイッチング素子Ｓ１－第８スイッチング素子Ｓ８のエミッタ・コレクタ間に外付けのダイオード素子が還流ダイオードとしてそれぞれ接続される。ＭＯＳＦＥＴが使用される場合、第１スイッチング素子Ｓ１－第８スイッチング素子Ｓ８のソース・ドレイン間にそれぞれ形成される寄生ダイオードを還流ダイオードとして使用してもよい。
【0030】
直流ケーブル４０のプラス配線４０ｐが接続されるプラス端子と、コンバータ回路１１との間のプラス配線に第１リレーＲＹ１が挿入される。第１リレーＲＹ１と並列に突入電流防止回路１３が接続される。図２では、突入電流防止回路１３は、直列接続された第２リレーＲＹ２と第２抵抗Ｒ２で構成される。第１リレーＲＹ１とコンバータ回路１１との間のプラス配線に電流センサＩｓ１が設置される。電流センサＩｓ１には例えば、ＣＴセンサを使用することができる。
【0031】
分離スタンド３０は、電動車７と接続するための充放電ケーブルアセンブリ５０が接続されるべき第１プラス端子と第１マイナス端子を有し、充放電ケーブルアセンブリ５０の端子台として機能する。また分離スタンド３０は、電力変換装置１０と接続するための直流ケーブル４０が接続されるべき第２プラス端子と第２マイナス端子を有する。第１プラス端子と第２プラス端子間がプラス配線で接続され、第１マイナス端子と第２マイナス端子間がマイナス配線で接続される。
【0032】
更に実施の形態では、分離スタンド３０は、内部のプラス配線とマイナス配線間に誤配線検出回路３１を含む。図２では、誤配線検出回路３１は、直列接続されたダイオードＤ１と第１抵抗Ｒ１で構成される。ダイオードＤ１のカソードがプラス配線に接続され、アノードが第１抵抗Ｒ１を介してマイナス配線に接続される。
【0033】
施工業者が車両用電力変換システム１を設置する際、電力変換装置１０と分離スタンド３０をそれぞれ所定の位置に設置し、電力変換装置１０と分離スタンド３０を直流ケーブル４０で接続する。その際、直流ケーブル４０のプラス配線４０ｐの一端を電力変換装置１０の車両側のプラス端子に接続し、他端を分離スタンド３０の第２プラス端子に接続し、直流ケーブル４０のマイナス配線４０ｎの一端を電力変換装置１０の車両側のマイナス端子に接続し、他端を分離スタンド３０の第２マイナス端子に接続する必要がある。
【0034】
しかしながら、施工業者が入れ子に誤配線する可能性がある。即ち、電力変換装置１０の車両側のプラス端子と分離スタンド３０の第２マイナス端子間を直流ケーブル４０のプラス配線４０ｐ又はマイナス配線４０ｎで接続し、電力変換装置１０の車両側のマイナス端子と分離スタンド３０の第２プラス端子間を直流ケーブル４０のマイナス配線４０ｎ又はプラス配線４０ｐで接続する可能性がある。特に、現地調達の直流ケーブル４０を利用する場合、現地で配線加工するためマーキングミスなどのヒューマンエラーが起こり得るので、誤配線が生じやすい。
【0035】
直流ケーブル４０の極性が逆に接続された状態で、充放電ケーブルアセンブリ５０が電動車７に接続されると、電動車７に搭載された蓄電部の正極がコンバータ回路１１のローサイドに接続され、蓄電部の負極がコンバータ回路１１のハイサイドに接続されることになる。この場合、充放電ケーブルアセンブリ５０の接続時に、コンバータ回路１１の還流ダイオードを通じて大電流が流れることになる。この大電流により、電動車７内のコンタクタが溶着するなどの部品の不具合が発生する可能性がある。
【0036】
本実施の形態ではこの対策として、分離スタンド３０内に誤配線検出回路３１を設け、施工業者が電力変換装置１０と分離スタンド３０間を直流ケーブル４０で接続した後に、誤配線の有無を確認するための接続テストを行う。
【0037】
図３は、実施の形態に係る、接続テストの流れを示すフローチャートである。接続テストは、分離スタンド３０に充放電ケーブルアセンブリ５０が非接続の状態で行われる。施工業者又はユーザにより接続テスト（試運転）の操作が実行されると、制御部２０は電力変換装置１０から分離スタンド３０に所定の直流電圧を印加するように制御する（Ｓ１０）。具体的には制御部２０は、通信線を介して制御部５３に直流電圧の電圧指令値を送信する。制御部５３は、直流バスＢｄｃの電圧が当該電圧指令値になるように、インバータ５２を制御する。
【0038】
分離スタンド３０に直流電圧が印加された状態で、制御部２０は電流センサＩｓ１から電流の計測値を取得する（Ｓ１１）。制御部２０は、電流が流れている場合（Ｓ１２のＮ）、直流ケーブル４０の接続を異常と判定し（Ｓ１３）、電流が流れていない場合（Ｓ１２のＹ）、正常と判定する（Ｓ１４）。
【0039】
図４は、接続テストにおいて、直流ケーブル４０の接続が正常な場合の回路状態を示す図である。図５は、接続テストにおいて、直流ケーブル４０の接続が異常な場合の回路状態を示す図である。制御部５３は直流ケーブル４０の接続テストを実行する際、制御部５３に直流電圧の電圧指令値を送信するとともに、第１スイッチング素子Ｓ１、第４スイッチング素子Ｓ４、第５スイッチング素子Ｓ５、第８スイッチング素子Ｓ８及び第２リレーＲＹ２をターンオンさせる。
【0040】
図４に示すように、直流ケーブル４０が正常に接続されている場合、分離スタンド３０に直流電圧が印加されても、ダイオードＤ１が導通せず電流が流れない。一方、図５に示すように、直流ケーブル４０が誤接続されている場合、分離スタンド３０に直流電圧が印加されると、ダイオードＤ１が導通し電流が流れる。
【0041】
図６（ａ）－（ｂ）は、コンバータ回路１１の変形例を示す図である。図６（ａ）は、コンバータ回路１１にバックコンバータ回路を使用する例を示している。電動車７に搭載された蓄電部の電圧が直流バスＢｄｃの電圧に対して常に高い状態にある場合、図２に示したフルブリッジ回路ではなく、バックコンバータ回路を使用することができる。
【0042】
バックコンバータ回路は、分離スタンド３０に繋がるプラス配線とマイナス配線間に、直列接続された第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２を有し、更に第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２間の中点と、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の一端との間にインダクタＬ１を有する。一次巻線ｎ１の他端は、分離スタンド３０に繋がるマイナス配線に接続される。
【0043】
バックコンバータ回路は、電動車７に搭載された蓄電部から供給される直流電圧を降圧しつつ交流電圧に変換して、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１に出力することができる。またバックコンバータ回路は、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１から供給される交流電圧を昇圧しつつ直流電圧に変換して、電動車７に搭載された蓄電部に出力することができる。
【0044】
図６（ｂ）は、コンバータ回路１１にブーストコンバータ回路を使用する例を示している。電動車７に搭載された蓄電部の電圧が、直流バスＢｄｃの電圧に対して常に低い状態にある場合、図２に示したフルブリッジ回路ではなく、ブーストコンバータ回路を使用することができる。
【0045】
ブーストコンバータ回路は、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の両端間に、直列接続された第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２を有し、更に第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２間の中点と、分離スタンド３０に繋がるプラス配線との間にインダクタＬ１を有する。第２スイッチング素子Ｓ２のローサイドの端子は、分離スタンド３０に繋がるマイナス配線に接続される。
【0046】
ブーストコンバータ回路は、電動車７に搭載された蓄電部から供給される直流電圧を昇圧しつつ交流電圧に変換して、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１に出力することができる。またブーストコンバータ回路は、絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１から供給される交流電圧を降圧しつつ直流電圧に変換して、電動車７に搭載された蓄電部に出力することができる。
【0047】
図７（ａ）－（ｃ）は、第１リレーＲＹ１の設置位置のバリエーションを示す図である。図７（ａ）は、第１リレーＲＹ１を、直流ケーブル４０のプラス配線４０ｐが接続される電力変換装置１０のプラス端子と、コンバータ回路１１との間のプラス配線に挿入した例（図２に示した例）である。図７（ｂ）は、第１リレーＲＹ１を、直流ケーブル４０のマイナス配線４０ｎが接続される電力変換装置１０のプラス端子と、コンバータ回路１１との間のマイナス配線に挿入した例である。図７（ｃ）は、第１リレーＲＹ１を、電力変換装置１０の当該プラス配線と当該マイナス配線の両方に挿入した例である。
【0048】
図８（ａ）－（ｄ）は、突入電流防止回路１３のバリエーションを示す図である。図８（ａ）－（ｂ）は、突入電流防止回路１３を、直列接続された第２リレーＲＹ２と第２抵抗Ｒ２で構成する例である。第２リレーＲＹ２と第２抵抗Ｒ２の順番は任意である。図８（ａ）に示すように第２リレーＲＹ２が分離スタンド３０側で第２抵抗Ｒ２がコンバータ回路１１側であってもよいし、図８（ｂ）に示すように第２抵抗Ｒ２が分離スタンド３０側で第２リレーＲＹ２がコンバータ回路１１側であってもよい。なお、第２リレーＲＹ２の代わりに別の機械スイッチを使用してもよい。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems ）スイッチを使用してもよい。
【0049】
図８（ｃ）－（ｄ）は、突入電流防止回路１３を、直列接続された第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）、及び第２抵抗Ｒ２で構成する例である。第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）と第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）は逆向きに接続される。第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）、第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）、及び第２抵抗Ｒ２の順番は任意である。図８（ｃ）に示す例では、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）と第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）の寄生ダイオードのアノード同士が向き合うように接続される。図８（ｄ）に示す例では、第１のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１）と第２のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ２）の寄生ダイオードのカソード同士が向き合うように接続される。なお、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチを使用してもよい。例えば、ＩＧＢＴを使用してもよい。
【0050】
なお、分離スタンド３０の誤配線検出回路３１に第１抵抗Ｒ１が接続されている場合は、電力変換装置１０から突入電流防止回路１３を省略することも可能である。
【0051】
図９（ａ）－（ｄ）は、誤配線検出回路３１のバリエーションを示す図である。図９（ａ）－（ｂ）は、誤配線検出回路３１を、直列接続されたダイオードＤ１と第１抵抗Ｒ１で構成する例である。ダイオードＤ１と第１抵抗Ｒ１の順番は任意である。図９（ａ）に示すようにダイオードＤ１がプラス配線側で第１抵抗Ｒ１がマイナス配線側であってもよいし、図９（ｂ）に示すように第１抵抗Ｒ１がプラス配線側でダイオードＤ１がマイナス配線側であってもよい。
【0052】
図９（ｃ）は、誤配線検出回路３１をダイオードＤ１のみで構成する例である。電力変換装置１０に突入電流防止回路１３が設けられる場合は、誤配線検出回路３１から第１抵抗Ｒ１を省略することも可能である。
【0053】
図９（ｄ）は、誤配線検出回路３１を、直列接続されたダイオードＤ１とヒューズＦ１で構成する例である。プラス配線とマイナス配線間に単一部品のみを配置することが禁止されている規格を採用する場合、ダイオードＤ１と直列に別の素子を接続する必要がある。図９（ｄ）に示すように第１抵抗Ｒ１の代わりに、ヒューズＦ１を接続してもよい。また、プラス配線とマイナス配線間に２つ以上のダイオードを直列に接続してもよい。
【0054】
図１０は、電流センサＩｓの検出位置のバリエーションを示す図である。図１０では電流センサＩｓの１１箇所の検出位置を示している。
（１）第１リレーＲＹ１とコンバータ回路１１のハイサイドとの間（Ｉｓ１）
（２）スタンド接続側のプラス端子と第１リレーＲＹ１の間（Ｉｓ２）
（３）スタンド接続側のマイナス端子とコンバータ回路１１のローサイドとの間（Ｉｓ３）
（４）誤配線検出回路３１とコンバータ接続側のプラス端子の間（Ｉｓ４）
（５）誤配線検出回路３１とコンバータ接続側のマイナス端子の間（Ｉｓ５）
（６）コンバータ回路１１の第１アームと絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の間（Ｉｓ６）
（７）コンバータ回路１１の第２アームと絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の間（Ｉｓ７）
（８）フルブリッジ回路１２のハイサイドとバス側プラス端子の間（Ｉｓ８）
（９）フルブリッジ回路１２のローサイドとバス側マイナス端子の間（Ｉｓ９）
（１０）絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２とフルブリッジ回路１２の第３アームとの間（Ｉｓ１０）
（１１）絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２とフルブリッジ回路１２の第４アームとの間（Ｉｓ１１）
（１）第１リレーＲＹ１とコンバータ回路１１のハイサイドとの間（Ｉｓ１）
（２）スタンド接続側のプラス端子と第１リレーＲＹ１の間（Ｉｓ２）
（３）スタンド接続側のマイナス端子とコンバータ回路１１のローサイドとの間（Ｉｓ３）
（４）誤配線検出回路３１とコンバータ接続側のプラス端子の間（Ｉｓ４）
（５）誤配線検出回路３１とコンバータ接続側のマイナス端子の間（Ｉｓ５）
（６）コンバータ回路１１の第１アームと絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の間（Ｉｓ６）
（７）コンバータ回路１１の第２アームと絶縁トランスＴＲ１の一次巻線ｎ１の間（Ｉｓ７）
（８）フルブリッジ回路１２のハイサイドとバス側プラス端子の間（Ｉｓ８）
（９）フルブリッジ回路１２のローサイドとバス側マイナス端子の間（Ｉｓ９）
（１０）絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２とフルブリッジ回路１２の第３アームとの間（Ｉｓ１０）
（１１）絶縁トランスＴＲ１の二次巻線ｎ２とフルブリッジ回路１２の第４アームとの間（Ｉｓ１１）
【0055】
接続テスト用の直流電圧が印加された際、正常配線なら電流は流れない。誤配線なら、検出位置（１）－（７）では、印加された直流電圧を（第１抵抗Ｒ１＋第２抵抗Ｒ２）で割った値の電流が流れる。検出位置（８）－（１１）では、誤配線時に流れる電流は、（第１抵抗Ｒ１＋第２抵抗Ｒ２）以外に、直流バスＢｄｃの電圧および絶縁トランスＴＲ１の巻数比の影響も受ける。
【0056】
最も望ましい検出位置は（１）である。地絡検出回路の影響を避けつつ、コンバータ回路１１の入出力電流を正確に検出することができる。次に望ましい検出位置は（２）、（３）である。次に望ましい検出位置は（４）、（５）である。分離スタンド３０に制御系を持たせず、分離スタンド３０を簡素に構成する観点からは、（４）、（５）より（２）、（３）の方が望ましい。
【0057】
図１１は、電圧センサＶｓの検出位置のバリエーションを示す図である。図１１では電圧センサＶｓの３箇所の検出位置を示している。
（１）ダイオードＤ１の両端（Ｖｓ１）
（２）第１抵抗Ｒ１の両端（Ｖｓ２）
（３）第２抵抗Ｒ２の両端（Ｖｓ３）
（１）ダイオードＤ１の両端（Ｖｓ１）
（２）第１抵抗Ｒ１の両端（Ｖｓ２）
（３）第２抵抗Ｒ２の両端（Ｖｓ３）
【0058】
接続テスト用の直流電圧が印加された際、検出位置（１）では、正常配線なら印加された電圧が検出され、誤配線ならダイオードＤ１の順方向電圧Ｖｆが検出される。検出位置（２）では、正常配線なら電圧が検出されず、誤配線なら（電流×Ｒ１）の電圧が検出される。検出位置（３）では、正常配線なら電圧が検出されず、誤配線なら（電流×Ｒ２）の電圧が検出される。分離スタンド３０に制御系を持たせず、分離スタンド３０を簡素に構成する観点から、検出位置（３）が最も望ましい。
【0059】
図１２は、温度センサＴｓの検出位置のバリエーションを示す図である。温度センサＴｓにはサーミスタや熱電対を使用することができる。図１２では温度センサＴｓの６箇所の検出位置を示している。
（１）ダイオードＤ１（Ｔｓ１）
（２）第１抵抗Ｒ１（Ｔｓ２）
（３）第２抵抗Ｒ２（Ｔｓ３）
（４）コンバータ回路１１（Ｔｓ４）
（５）絶縁トランスＴＲ１（Ｔｓ５）
（６）フルブリッジ回路１２（Ｔｓ６）
（１）ダイオードＤ１（Ｔｓ１）
（２）第１抵抗Ｒ１（Ｔｓ２）
（３）第２抵抗Ｒ２（Ｔｓ３）
（４）コンバータ回路１１（Ｔｓ４）
（５）絶縁トランスＴＲ１（Ｔｓ５）
（６）フルブリッジ回路１２（Ｔｓ６）
【0060】
（１）ダイオードＤ１は、順方向電流Ｉｆ×順方向電圧Ｖｆが損失となるため、電流が流れた際の温度上昇速度が早い。（２）第１抵抗Ｒ１は、Ｉ２×Ｒ１が損失となるため、電流が流れた際の温度上昇速度が早い。（３）第２抵抗Ｒ２は、Ｉ２×Ｒ２が損失となるため、電流が流れた際の温度上昇速度が早い。
【0061】
（４）コンバータ回路１１は、スイッチング素子の種類によって損失の算出方法が異なるが、一般的に最大負荷を想定して放熱対策がなされているため、最大電流を流さない限り温度上昇速度は遅い。（５）絶縁トランスＴＲ１は、一般的に最大負荷を想定して放熱対策がなされているため、最大電流を流さない限り温度上昇速度は遅い。（６）フルブリッジ回路１２は、スイッチング素子の種類によって損失の算出方法が異なるが、一般的に最大負荷を想定して放熱対策がなされているため、最大電流を流さない限り温度上昇速度は遅い。
【0062】
なお、リレー、コンデンサ、端子台なども温度上昇が生じる部品であるが、（４）－（６）の部品よりも更に損失が小さいため、温度上昇速度が更に遅い。リレー、コンデンサ、端子台は、積極的に損失を低減するよう設計されている。
【0063】
分離スタンド３０に制御系を持たせず、分離スタンド３０を簡素に構成する観点から、（３）第２抵抗Ｒ２の温度を検出することが最も望ましい。なお、第２抵抗Ｒ２の値より第１抵抗Ｒ１の値が大きい場合は、（２）第１抵抗Ｒ１の温度を検出することの方が望ましい。
【0064】
以上の説明では、誤配線検出回路３１を分離スタンド３０内に設ける例を説明した。この点、誤配線検出回路３１を、充放電ケーブルアセンブリ５０の充放電コネクタ５０ａ内に設けてもよい。
【0065】
図１３は、車両用電力変換システム１の変形例を示す図である。変形例では分離スタンド３０が設けられず、充放電ケーブルアセンブリ５０が電力変換装置１０の車両側のプラス端子とマイナスに直接接続される。充放電コネクタ５０ａ内のプラス配線とマイナス配線間に、誤配線検出回路３１が接続される。ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）の場合、黒と白の電源線間に誤配線検出回路３１が接続される。図１３に示す変形例では、接続テストは、充放電ケーブルアセンブリ５０が電力変換装置１０の端子に接続され、かつ電動車７のインレットに接続されていない状態で行われる。
【0066】
図１４は、図６－図１３に示したバリエーションを表にまとめた図である。電流センサ、電圧センサ、温度センサは少なくとも１つ設置されればよい。例えば、電流センサと電圧センサを設置してもよいし、電流センサと温度センサを設置してもよいし、いずれか１つのみを設置してもよい。
【0067】
以上説明したように本実施の形態によれば、電力変換装置１０と分離スタンド３０間の直流ケーブル４０の誤配線を事前に簡単に検出することができる。分離スタンド３０を設けることにより、駐車場の近辺に大型の筐体を設置するスペースを確保する必要がなくなり、小型の分離スタンド３０を設置するスペースを確保するだけで足りる。分離スタンド３０には、少なくともダイオードＤ１を含む受動素子を配置するだけでよく、電流計測のための制御機能を搭載する必要はない。従って、分離スタンド３０を小型で簡素に構成することができる。
【0068】
また、事前に接続テストを行うことにより、施工業者が直流ケーブル４０のプラス端子とマイナス端子を逆に接続する施工ミスを検出することができる。これにより、直流ケーブル４０が逆接続されたまま電動車７のインレットに充放電ケーブルアセンブリ５０が差し込まれた際に、コンバータ回路１１の還流ダイオードを通じて短絡電流が流れることを防止することができる。
【0069】
また、充放電ケーブルアセンブリ５０の充放電コネクタ５０ａ内に誤配線検出回路３１を設けることにより、電力変換装置１０に接続される充放電ケーブルアセンブリ５０の誤配線を、事前に簡単に検出することができる。これにより、充放電ケーブルアセンブリ５０が電力変換装置１０に逆接続されたまま、電動車７のインレットに差し込まれた際に、コンバータ回路１１の還流ダイオードを通じて短絡電流が流れることを防止することができる。
【0070】
充放電コネクタ５０ａは消耗品であり、交換修理することがある。充放電コネクタ５０ａ内に誤配線検出回路３１を設けることにより、充放電コネクタ５０ａの交換修理の作業時における誤配線も簡単に検出することができる。
【0071】
以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0072】
車両用電力変換システム１はインバータを更に含み、既設の電力変換システム５と連携せずに直接、分電盤３に接続される構成であってもよい。また車両用電力変換システム１は、電動車７への充電のみに対応するシステムであってもよい。その場合、電力変換装置１０は、宅内から電動車７への単方向の電力変換装置１０となる。
【0073】
また電動車７は、電動バイク（電動スクータ）や電動自転車であってもよい。また、ゴルフカート、ショッピングモールやエンタテイメント施設で使用されるランドカー等の低速の電気自動車であってもよい。
【0074】
また蓄電部は電動車７に搭載されたものでなく、定置されたものであってもよい。蓄電部と電力変換装置１０が離れた位置に設置される場合、本開示を適用可能である。
【0075】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【0076】
［項目１］
蓄電部（７）のプラス端子とマイナス端子に接続されるべきプラス端子とマイナス端子を有し、前記プラス端子に接続されたプラス配線と、前記マイナス端子に接続されたマイナス配線との間に、少なくともダイオード（Ｄ１）が逆向きに接続された接続部（３０）と、
前記接続部（３０）とケーブル（４０）を介して接続され、前記蓄電部（７）に充電する直流電力または前記蓄電部（７）から放電される直流電力の電圧を変換する電力変換部（１０）と、
前記蓄電部（７）と前記接続部（３０）が非接続の状態で、前記電力変換部（１０）から前記接続部（３０）に電圧を印加し、電流が流れるか否かを検出することにより、前記ケーブル（４０）の誤接続の有無を判定する制御部（２０）と、
を備えることを特徴とする電力変換システム（１）。
これによれば、電力変換部（１０）と接続部（３０）間のケーブル（４０）の誤配線を事前に簡単に検出することができる。
［項目２］
前記接続部（３０）は、前記電力変換部（１０）を含む筐体と別の筐体に設けられた端子台であることを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、端子台を電力変換部（１０）と別に設けることにより、蓄電部（７）の近辺に大型の筐体を設置するスペースを確保する必要がなくなる。
［項目３］
前記接続部（３０）は、電動車（７）に接続するための充放電ケーブルアセンブリ（５０）のコネクタ部（５０ａ）であることを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、電力変換装部（１０）に接続される充放電ケーブルアセンブリ（５０）の誤配線を、事前に簡単に検出することができる。
［項目４］
前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のプラス配線、前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のマイナス配線、又は当該プラス配線と当該マイナス配線の両方に挿入されるスイッチ（ＲＹ１）をさらに備えることを特徴とする項目１又は２に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、蓄電部（７）と電力変換部（１０）が物理的に接続された状態で、電力変換部（１０）側で電気的に切り離すことができる。
［項目５］
前記スイッチ（ＲＹ１）と並列に突入電流防止回路（１３）をさらに備えることを特徴とする項目４に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、規格上の安全基準を満たすことができる。
［項目６］
前記突入電流防止回路（１３）は、直列接続された機械スイッチ（ＲＹ２）と抵抗（Ｒ２）、又は直列接続された半導体スイッチ（Ｍ１、Ｍ２）と抵抗（Ｒ２）を含むことを特徴とする項目５に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、抵抗（Ｒ２）により突入電流を制限することができる。
［項目７］
前記突入電流防止回路（１３）は、前記電力変換部（１０）を含む筐体内に設けられることを特徴とする項目５又は６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素化することができる。
［項目８］
前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のプラス配線、又は前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のマイナス配線に設置された電流センサ（Ｉｓ）をさらに備えることを特徴とする項目１から７のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に電流が流れているか否かを検出することができる。
［項目９］
前記抵抗（Ｒ２）の両端電圧を計測する電圧センサ（Ｖｓ）をさらに備えることを特徴とする項目６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に電圧をもとに電流が流れているか否かを検出することができる。
［項目１０］
前記抵抗（Ｒ２）の近傍に設置された温度センサ（Ｔｓ）をさらに備えることを特徴とする項目６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に温度変化をもとに電流が流れているか否かを検出することができる。
蓄電部（７）のプラス端子とマイナス端子に接続されるべきプラス端子とマイナス端子を有し、前記プラス端子に接続されたプラス配線と、前記マイナス端子に接続されたマイナス配線との間に、少なくともダイオード（Ｄ１）が逆向きに接続された接続部（３０）と、
前記接続部（３０）とケーブル（４０）を介して接続され、前記蓄電部（７）に充電する直流電力または前記蓄電部（７）から放電される直流電力の電圧を変換する電力変換部（１０）と、
前記蓄電部（７）と前記接続部（３０）が非接続の状態で、前記電力変換部（１０）から前記接続部（３０）に電圧を印加し、電流が流れるか否かを検出することにより、前記ケーブル（４０）の誤接続の有無を判定する制御部（２０）と、
を備えることを特徴とする電力変換システム（１）。
これによれば、電力変換部（１０）と接続部（３０）間のケーブル（４０）の誤配線を事前に簡単に検出することができる。
［項目２］
前記接続部（３０）は、前記電力変換部（１０）を含む筐体と別の筐体に設けられた端子台であることを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、端子台を電力変換部（１０）と別に設けることにより、蓄電部（７）の近辺に大型の筐体を設置するスペースを確保する必要がなくなる。
［項目３］
前記接続部（３０）は、電動車（７）に接続するための充放電ケーブルアセンブリ（５０）のコネクタ部（５０ａ）であることを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、電力変換装部（１０）に接続される充放電ケーブルアセンブリ（５０）の誤配線を、事前に簡単に検出することができる。
［項目４］
前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のプラス配線、前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のマイナス配線、又は当該プラス配線と当該マイナス配線の両方に挿入されるスイッチ（ＲＹ１）をさらに備えることを特徴とする項目１又は２に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、蓄電部（７）と電力変換部（１０）が物理的に接続された状態で、電力変換部（１０）側で電気的に切り離すことができる。
［項目５］
前記スイッチ（ＲＹ１）と並列に突入電流防止回路（１３）をさらに備えることを特徴とする項目４に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、規格上の安全基準を満たすことができる。
［項目６］
前記突入電流防止回路（１３）は、直列接続された機械スイッチ（ＲＹ２）と抵抗（Ｒ２）、又は直列接続された半導体スイッチ（Ｍ１、Ｍ２）と抵抗（Ｒ２）を含むことを特徴とする項目５に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、抵抗（Ｒ２）により突入電流を制限することができる。
［項目７］
前記突入電流防止回路（１３）は、前記電力変換部（１０）を含む筐体内に設けられることを特徴とする項目５又は６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素化することができる。
［項目８］
前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のプラス配線、又は前記電力変換部（１０）の前記ケーブル（４０）が接続される側のマイナス配線に設置された電流センサ（Ｉｓ）をさらに備えることを特徴とする項目１から７のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に電流が流れているか否かを検出することができる。
［項目９］
前記抵抗（Ｒ２）の両端電圧を計測する電圧センサ（Ｖｓ）をさらに備えることを特徴とする項目６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に電圧をもとに電流が流れているか否かを検出することができる。
［項目１０］
前記抵抗（Ｒ２）の近傍に設置された温度センサ（Ｔｓ）をさらに備えることを特徴とする項目６に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、接続部（３０）の構成を簡素にしつつ、接続テスト時に温度変化をもとに電流が流れているか否かを検出することができる。
【符号の説明】
【0077】
１ 車両用電力変換システム、 ２ 系統、 ３ 分電盤、 ４ 負荷、 ５ 電力変換システム、 ５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ５２ インバータ、 ５３ 制御部、 Ｂｄｃ 直流バス、 ６ 太陽電池、 ７ 電動車、 １０ 電力変換装置、 １１ コンバータ回路、 １２ フルブリッジ回路、 １３ 突入電流防止回路、 Ｓ１－Ｓ８ スイッチング素子、 ＴＲ１ 絶縁トランス、 ｎ１ 一次巻線、 ｎ２ 二次巻線、 Ｃ１ 第１コンデンサ、 Ｃ２ 第２コンデンサ、 Ｌ１ インダクタ、 Ｄ１ ダイオード、 Ｒ１ 第１抵抗、 Ｒ２ 第２抵抗、 ＲＹ１ 第１リレー、 ＲＹ２ 第２リレー、 Ｍ１ 第１のＭＯＳＦＥＴ、 Ｍ２ 第２のＭＯＳＦＥＴ、 Ｆ１ ヒューズ、 ２０ 制御部、 ３０ 分離スタンド、 ３１ 誤配線検出回路、 ４０ 直流ケーブル、 ５０ 充放電ケーブルアセンブリ、 ５０ａ 充放電コネクタ、 Ｉｓ 電流センサ、 Ｖｓ 電圧センサ、 Ｔｓ 温度センサ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】