特許 7470078 電力供給システム、及び電力供給装置

(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】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】電力供給システム、及び電力供給装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240410BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240410BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20240410BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240410BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240410BHJP

   B60L 53/51 20190101ALI20240410BHJP

   B60L 53/66 20190101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

H02J7/35 K

H02J7/10 H

H02J7/10 B

H01M10/44 P

H01M10/48 P

B60L53/51

B60L53/66

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021052820

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150278

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-05-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000233044

【氏名又は名称】株式会社日立パワーソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直充

(72)【発明者】

【氏名】叶田 玲彦

(72)【発明者】

【氏名】菊池 輝

(72)【発明者】

【氏名】井出 一正

(72)【発明者】

【氏名】石川 拓也

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１８２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３０６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４４９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２７６５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／３５

Ｈ０２Ｊ ７／１０

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｂ６０Ｌ ５３／５１

Ｂ６０Ｌ ５３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力供給装置と、電動移動体と、を備え、
前記電力供給装置は、
直流電力を発電する太陽光発電設備と、
前記直流電力を直流バスに出力する制御を行う太陽光発電用電力変換器と、
前記電動移動体と電気的に接続可能であり、前記直流バスに出力された前記直流電力を前記電動移動体に供給することができる電力供給装置側接続部と、
を備え、
前記電動移動体は、
電荷を蓄積して充放電することができる電荷蓄積装置と、
前記電荷蓄積装置に対する電荷充放電機能を有する回路と、
を備え、
前記電動移動体は、前記電力供給装置側接続部に接続しているときに、前記直流バスの電圧に応じて前記回路を動作させて前記電荷蓄積装置を充電または放電させることで、前記直流バスの電圧を予め設定された範囲に収める、
ことを特徴とする電力供給システム。

【請求項2】

前記太陽光発電用電力変換器は、最大電力点追従制御を実行し、前記直流電力を前記直流バスに出力する、
請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項3】

前記電力供給装置は、交流電源と、前記交流電源が出力した交流電力を直流電力に変換して前記直流バスに出力する整流器と、を備え、
前記整流器は、前記直流バスの電圧値が予め設定された電圧値以下であると、前記交流電源の電力を前記直流バスに出力する、
請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項4】

前記電動移動体は、
電動機と、
前記電力供給装置側接続部と電気的に接続可能な電動移動体側接続部と、
前記回路を制御する回路制御部と、
を備え、
電圧制御モードと充電制御モードと走行制御モードのうち１つのモードを選択して実行し、
前記電圧制御モードは、前記電荷蓄積装置の充放電により前記直流バスの電圧を制御するモードであり、
前記充電制御モードは、前記電荷蓄積装置を定電流充電させるモードであり、
前記走行制御モードは、前記電動機を駆動させるためのモードであり、
前記回路制御部は、前記電動移動体側接続部が前記電力供給装置側接続部に接続しているときには、前記電圧制御モードまたは前記充電制御モードを選択し、前記電動移動体側接続部が前記電力供給装置側接続部に接続していないときには、前記走行制御モードを選択する、
請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項5】

前記電動移動体は、
前記回路に、前記電荷蓄積装置に接続された電力変換回路を備え、
前記回路制御部は、
前記電圧制御モードと前記充電制御モードの場合には、前記電力変換回路を制御することにより前記回路を制御して、前記電荷蓄積装置を前記電力供給装置との間で充電または放電させ、
前記走行制御モードの場合には、前記回路を制御して、前記電力変換回路と前記電動機とを接続することで、前記電荷蓄積装置から前記電動機へ電力を供給させる、
請求項４に記載の電力供給システム。

【請求項6】

前記回路制御部は、前記電動移動体側接続部が前記電力供給装置側接続部に接続しているときには、前記電圧制御モードと前記充電制御モードの一方を、前記電動移動体の走行スケジュールまたは前記直流バスの電圧の変化に基づいて選択する、
請求項４に記載の電力供給システム。

【請求項7】

前記電力供給装置は、前記回路制御部と通信可能な制御モード指令部を備え、
前記回路制御部は、前記電動移動体側接続部が前記電力供給装置側接続部に接続しているときには、前記制御モード指令部からの指令により前記電圧制御モードまたは前記充電制御モードを選択する、
請求項４に記載の電力供給システム。

【請求項8】

電荷を蓄積して充放電することができる電荷蓄積装置を備える電動移動体に接続可能であって、
直流電力を発電する太陽光発電設備と、
前記直流電力を出力する制御を行う太陽光発電用電力変換器と、
前記太陽光発電用電力変換器に接続され、前記直流電力が前記太陽光発電用電力変換器から出力される直流バスと、
直流バスに接続され、前記電動移動体と電気的に接続可能であり、前記直流バスに出力された前記直流電力を前記電動移動体に供給することができる電力供給装置側接続部と、
を備え、
前記直流バスの電圧は、前記電力供給装置側接続部に接続された前記電動移動体の前記電荷蓄積装置を、前記直流バスの電圧に応じて充電または放電させることで、予め設定された範囲に収められる、
ことを特徴とする電力供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動移動体に電力を供給する電力供給装置と、この電力供給装置を備える電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電動自動車、電動農機、及びドローンなどの電動移動体は、供給された電力を蓄積し、蓄積した電力を用いて移動する。電動移動体へ電力を供給する電力供給装置の例は、特許文献１に記載されている。電力供給装置により電力が供給される電動移動体と、電動移動体の充電方法の例は、特許文献２に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載された電力供給装置は、直流電力を供給する電力供給手段と、電力供給手段からの直流電力を貯蔵し純粋直流電力を出力する第一の蓄電手段と、第一の蓄電手段からの直流電力が貯蔵可能な第二の蓄電手段が搭載される移動体に第一の蓄電手段からの純粋直流電力を直送する充電回路と、第一の蓄電手段からの電力供給による第二の蓄電手段の充電時には電力供給手段から第一の蓄電手段への給電を中止する給電制御手段を備える。

【0004】

特許文献２に記載された電動移動体は、外部の電力供給装置から供給される直流電力を貯蔵する蓄電手段を搭載し、蓄電手段に貯蔵された直流電力を利用して移動する電動式移動体であって、電力供給装置から供給される直流電力を蓄電手段の急速充電に適合した電圧および電流に制御する充電制御手段と、電力供給装置から供給される直流電力を利用して蓄電手段の充電系統の強制冷却を行う冷却手段を備える。特許文献２に記載された充電方法では、外部の電力供給装置から供給される電力を蓄電手段の急速充電に適合した電圧および電流に制御し、電力供給装置から供給される電力を利用して蓄電手段の充電系統の強制冷却を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２００８／１０２５４３号

【文献】国際公開第２００８／１３２７８２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電動移動体に電力を供給する電力供給装置には、電動移動体へ安定して電力を供給できるとともに、設置や維持のコストが低いことが望まれている。

【0007】

特許文献１に記載された電力供給装置は、電力供給手段からの直流電力を貯蔵する第一の蓄電手段と、電動移動体に搭載されて第一の蓄電手段からの直流電力を貯蔵可能な第二の蓄電手段を備える。特許文献１の電力供給装置では、電源である電力供給手段と電動移動体との間に蓄電手段（第一の蓄電手段）が必要であり、電動移動体の外部に蓄電手段を設置するためのコストと場所が必要であるという課題がある。

【0008】

特許文献２に記載された電動移動体の充電方法では、外部の電力供給装置から供給される電力を、電動移動体が搭載する蓄電手段の急速充電に適合した電圧および電流に制御する。特許文献２の充電方法では、電動移動体に供給される直流電力の電圧が外部の電力供給装置に依存するため、電動移動体への供給電圧が不安定になり電動移動体を安定して充電できない可能性があるという課題がある。

【0009】

本発明は、低コストで電動移動体へ安定して電力を供給できる電力供給システム及び電力供給装置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】

【0010】

本発明による電力供給システムは、電力供給装置と電動移動体とを備える。前記電力供給装置は、直流電力を発電する太陽光発電設備と、前記直流電力を直流バスに出力する制御を行う太陽光発電用電力変換器と、前記電動移動体と電気的に接続可能であり、前記直流バスに出力された前記直流電力を前記電動移動体に供給することができる電力供給装置側接続部とを備える。前記電動移動体は、電荷を蓄積して充放電することができる電荷蓄積装置と、前記電荷蓄積装置に対する電荷充放電機能を有する回路とを備える。前記電動移動体は、前記電力供給装置側接続部に接続しているときに、前記直流バスの電圧に応じて前記回路を動作させて前記電荷蓄積装置を充電または放電させることで、前記直流バスの電圧を予め設定された範囲に収める。

【0011】

本発明による電力供給装置は、電荷を蓄積して充放電することができる電荷蓄積装置を備える電動移動体に接続可能であって、直流電力を発電する太陽光発電設備と、前記直流電力を出力する制御を行う太陽光発電用電力変換器と、前記太陽光発電用電力変換器に接続され、前記直流電力が前記太陽光発電用電力変換器から出力される直流バスと、直流バスに接続され、前記電動移動体と電気的に接続可能であり、前記直流バスに出力された前記直流電力を前記電動移動体に供給することができる電力供給装置側接続部とを備える。前記直流バスの電圧は、前記電力供給装置側接続部に接続された前記電動移動体の前記電荷蓄積装置を、前記直流バスの電圧に応じて充電または放電させることで、予め設定された範囲に収められる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、低コストで電動移動体へ安定して電力を供給できる電力供給システム及び電力供給装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例１による電力供給システムと電力供給装置の構成例を示す図。

【図2】本発明の実施例１による電力供給システムにおける電動移動体の構成例を示す図。

【図3】本発明の実施例１による電力供給システムにおける電動移動体の別の構成例を示す図。

【図4】本発明の実施例１による電力供給システムにおける、充電制御モードの制御フローの例を示す図。

【図5】本発明の実施例１による電力供給システムにおける、電圧制御モードの制御フローの例を示す図。

【図6】本発明の実施例１において、直流バスの電圧と電動移動体の制御モードとの関係の例を示す図。

【図7】本発明の実施例２による電力供給システムと電力供給装置の構成例を示す図。

【図8】本発明の実施例２による電力供給システムにおいて、制御モード指令部が制御モードの指令を生成するフローの例を示す図。

【図9】本発明の実施例３による電力供給システムと電力供給装置の構成例を示す図。

【図10】本発明の実施例３による電力供給システムにおいて、制御モード指令部が、電動移動体の走行スケジュールについての情報を用いて制御モードの指令を生成するフローの例を示す図。

【図11】本発明の実施例４による電力供給システムと電力供給装置の構成例を示す図。

【図12】本発明の実施例４による電力供給システムと電力供給装置の構成例を示す図で、電力供給装置が制御モード指令部を備える構成を示す図。

【図13】本発明の実施例４による電力供給システムにおいて、制御モード指令部が制御モードの指令を生成するフローの例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明による電力供給システムと電力供給装置は、太陽光で発電し、電動移動体自体が持つ電荷蓄積装置の電荷充放電機能を利用することにより、電力供給装置が出力する電圧を制御して、電動移動体に電力を供給する。より具体的には、本発明による電力供給システムと電力供給装置は、電源と電動移動体との間に電荷蓄積装置を備えず、電動移動体自体が持つ電荷蓄積装置以外の電荷蓄積装置を用いずに、電動移動体への供給電圧を安定化して電動移動体を充電させることができる。

【0015】

以下、本発明の実施例による電力供給システムと電力供給装置について、図面を参照して説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【実施例1】

【0016】

図１は、本発明の実施例１による電力供給システム５０と電力供給装置１の構成例を示す図である。本実施例による電力供給システム５０は、電力供給装置１と電動移動体１００を備える。電力供給装置１は、電動移動体１００を接続可能であり、接続した電動移動体１００に電力を供給することができる。図１には、一例として、電動移動体１００を最大３台接続できる電力供給装置１を示しており、電力供給装置１に２つの電動移動体１００（１００Ａ、１００Ｃ）が接続されている状態を示している。

【0017】

電力供給装置１は、太陽光発電設備２と、接続箱３と、太陽光発電用電力変換器４と、直流バス５と、電力供給装置側接続部６を備える。図１には、一例として、電力供給装置１が３つの電力供給装置側接続部６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）を備える構成を示している。

【0018】

太陽光発電設備２は、太陽電池により直流電力を発電する設備であり、接続箱３を介して太陽光発電用電力変換器４に接続されている。太陽光発電設備２は、発電した直流電力を、接続箱３を介して太陽光発電用電力変換器４に供給する。

【0019】

太陽光発電用電力変換器４は、接続箱３に接続され、太陽光発電設備２が発電した直流電力を直流バス５に出力する制御を行う。例えば、太陽光発電用電力変換器４は、太陽光発電設備２の発電する直流電力が最大値を取るように最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を実行し、直流電力を直流バス５に出力する。

【0020】

接続箱３は、太陽光発電設備２と太陽光発電用電力変換器４の間に接続され、太陽光発電設備２と太陽光発電用電力変換器４を電気的に接続または遮断する機能と、太陽光発電設備２への電力の逆流防止機能とを有する装置である。

【0021】

直流バス５は、複数の電力供給装置側接続部６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）を太陽光発電用電力変換器４に並列に接続する。直流バス５は、太陽光発電用電力変換器４が出力した直流電力を電力供給装置側接続部６に伝達する。なお、直流バス５の電圧は、電力供給装置側接続部６の電圧と等しい。

【0022】

電力供給装置側接続部６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）は、電動移動体１００と電気的に接続可能であり、電力供給装置１の電動移動体１００との電気的接続部である。すなわち、電力供給装置側接続部６は、直流バス５に接続されており、直流バス５と電動移動体１００との間の電気的接点である。電力供給装置側接続部６は、太陽光発電用電力変換器４から直流バス５に出力された電力を電動移動体１００に供給することができる。

【0023】

図１に示す例では、電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃに電動移動体１００Ａ、１００Ｃがそれぞれ接続されている。電力供給装置側接続部６Ｂは、図１の例では電動移動体１００が接続されていないが、電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃと同様に電動移動体１００が接続可能である。電力供給装置１に接続できる電動移動体１００の最大台数は、直流バス５に接続する電力供給装置側接続部６の個数により定められる。

【0024】

電動移動体１００（１００Ａ、１００Ｃ）は、供給された電力を蓄積し、蓄積した電力を用いて移動する移動体であり、例えば電動自動車、電動農機、及びドローンなどである。以下では、電動移動体１００の移動を、「走行」と呼ぶこともある。

【0025】

電動移動体１００は、電動移動体側接続部１０１を備える。電動移動体側接続部１０１は、電力供給装置１と電気的に接続可能であり、電動移動体１００の電力供給装置１との電気的接続部である。図１に示す例では、電動移動体１００Ａの電動移動体側接続部１０１Ａは、電力供給装置側接続部６Ａに接続されており、電動移動体１００Ｃの電動移動体側接続部１０１Ｃは、電力供給装置側接続部６Ｃに接続されている。

【0026】

電動移動体１００（１００Ａ、１００Ｃ）は、後述するように、充放電回路１１０（１１０Ａ、１１０Ｃ）と、電荷蓄積装置１０２（１０２Ａ、１０２Ｃ）と、回路制御部１０３（１０３Ａ、１０３Ｃ）を備える。

【0027】

図２は、本実施例による電力供給システム５０における電動移動体１００の構成例を示す図である。図２に示す電動移動体１００は、１基の電動機１２１を備える。

【0028】

電動移動体１００は、電動移動体側接続部１０１と、電荷蓄積装置１０２と、回路制御部１０３と、回路切換部１１３、１１４と、駆動用電力変換回路１１１、１１２と、変圧器１０４と、電動機１２１を備える。駆動用電力変換回路１１１、１１２は、例えばインバータである。本実施例では、電動機１２１が三相電動機であり、駆動用電力変換回路１１１、１１２が三相フルブリッジインバータであり、変圧器１０４が三相変圧器である電動移動体１００を説明する。

【0029】

電動移動体側接続部１０１は、電力供給装置１の電力供給装置側接続部６と電気的に接続することができる。

【0030】

電荷蓄積装置１０２は、電荷を蓄積して充放電することができる。電荷蓄積装置１０２が蓄積した電荷は、電動移動体１００の駆動や、電力供給装置１の直流バス５（図１）の電圧安定化などに用いられる。電荷蓄積装置１０２には、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの２次電池を用いることができる。

【0031】

回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２と回路切換部１１３、１１４に制御信号を送信し、駆動用電力変換回路１１１、１１２と回路切換部１１３、１１４をそれぞれ制御する。この制御により、回路制御部１０３は、電動移動体１００内の電力回路構成を切り換え、電動移動体１００内の電力回路を制御できる。

【0032】

回路切換部１１３は、開と閉の２つの状態を有する。回路切換部１１４は、駆動用電力変換回路１１１と電動機１２１とを接続する状態と、駆動用電力変換回路１１１と変圧器１０４とを接続する状態（すなわち、電動機１２１に電力を供給しない状態）という２つの状態を有する。

【0033】

駆動用電力変換回路１１１は、電荷蓄積装置１０２に接続されている。また、駆動用電力変換回路１１１は、回路切換部１１４の制御により、変圧器１０４と電動機１２１のいずれか一方に接続される。

【0034】

駆動用電力変換回路１１２は、電動移動体側接続部１０１に接続されている。また、駆動用電力変換回路１１２は、回路切換部１１４の制御により、駆動用電力変換回路１１１に接続できる。また、駆動用電力変換回路１１２は、回路切換部１１３の制御により、電荷蓄積装置１０２に接続できる。

【0035】

電動機１２１は、電荷蓄積装置１０２から電力を供給されて、電動移動体１００を駆動させる。また、電動機１２１は、生成した回生電力を電荷蓄積装置１０２に蓄積することができる。

【0036】

駆動用電力変換回路１１１、１１２、回路切換部１１４、及び変圧器１０４は、充放電回路１１０を構成する。充放電回路１１０は、電荷蓄積装置１０２に対する電荷充放電機能を有する回路である。回路制御部１０３は、充放電回路１１０を制御する。

【0037】

図３は、本実施例による電力供給システム５０における電動移動体１００の別の構成例を示す図である。図３に示す電動移動体１００は、２基の電動機１２１、１２２を備える。

【0038】

図３に示す電動移動体１００は、図２に示す電動移動体１００において、回路切換部１１５と、電動機１２２をさらに備える。

【0039】

回路制御部１０３は、回路切換部１１５に制御信号を送信し、回路切換部１１５を制御する。

【0040】

回路切換部１１５は、駆動用電力変換回路１１２と電動機１２２とを接続する状態と、駆動用電力変換回路１１２と変圧器１０４とを接続する状態（すなわち、電動機１２２に電力を供給しない状態）という２つの状態を有する。

【0041】

駆動用電力変換回路１１２は、回路切換部１１５の制御により、変圧器１０４と電動機１２２のいずれか一方に接続される。また、駆動用電力変換回路１１２は、回路切換部１１３の制御により、電荷蓄積装置１０２に接続できる。

【0042】

図１に示した電動移動体１００Ａ、１００Ｃは、図２に示した１基の電動機１２１を備える電動移動体１００であってもよく、図３に示した２基の電動機１２１、１２２を備える電動移動体１００であってもよい。

【0043】

電動移動体１００は、電圧制御モードと充電制御モードと走行制御モードのうち１つの制御モードを選択して実行することができる。電圧制御モードは、電荷蓄積装置１０２の充放電により直流バス５（図１）の電圧を制御するモードである。充電制御モードは、電荷蓄積装置１０２を定電流充電させるモードである。走行制御モードは、電動機１２１、１２２を駆動させるためのモードである。

【0044】

回路制御部１０３は、電動移動体側接続部１０１が電力供給装置側接続部６に接続しているときには、電圧制御モードまたは充電制御モードを選択でき、電動移動体側接続部１０１が電力供給装置側接続部６に接続していないときには、走行制御モードを選択する。

【0045】

図２に示した１基の電動機１２１を備える電動移動体１００において、電圧制御モードの場合と充電制御モードの場合には、回路制御部１０３は、回路切換部１１３を開にするとともに、回路切換部１１４を制御して駆動用電力変換回路１１１と変圧器１０４とを接続させる。駆動用電力変換回路１１１と変圧器１０４とが接続すると、駆動用電力変換回路１１１と、変圧器１０４と、駆動用電力変換回路１１２とが直列に接続した回路が、充放電回路１１０として構成される。回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２を制御することにより、この充放電回路１１０を制御する。

【0046】

図３に示した２基の電動機１２１、１２２を備える電動移動体１００において、電圧制御モードの場合と充電制御モードの場合には、回路制御部１０３は、図２について説明した制御に加えて、回路切換部１１５を制御して駆動用電力変換回路１１２と変圧器１０４とを接続させる制御を行う。これらの制御により、駆動用電力変換回路１１１と、変圧器１０４と、駆動用電力変換回路１１２とが直列に接続した回路が、充放電回路１１０として構成される。回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２を制御することにより、この充放電回路１１０を制御する。

【0047】

充放電回路１１０は、本実施例では、三相デュアルアクティブブリッジ回路の構成を備える。三相デュアルアクティブブリッジ回路の伝送電力は、回路の両端の電圧である、電動移動体側接続部１０１での電圧と電荷蓄積装置１０２での電圧に比例する。また、この伝送電力は、三相フルブリッジインバータである駆動用電力変換回路１１１、１１２の間の、スイッチング素子の駆動の位相差φにより制御できる。例えば、駆動用電力変換回路１１２に対して駆動用電力変換回路１１１のスイッチング素子の駆動が遅いと、位相差φ＞０であり、電荷蓄積装置１０２が充電される。また、駆動用電力変換回路１１２に対して駆動用電力変換回路１１１のスイッチング素子の駆動が早いと、位相差φ＜０であり、電荷蓄積装置１０２が放電される。位相差φ＝０のときには、電荷蓄積装置１０２の充放電は行われない。

【0048】

なお、充放電回路１１０が動作するのは、電動移動体側接続部１０１が電力供給装置側接続部６に接続されているときである。このため、電動移動体側接続部１０１の電圧は、電力供給装置１の電力供給装置側接続部６と直流バス５（図１）の電圧と等しい。

【0049】

図４は、本実施例による電力供給システム５０における、充電制御モードの制御フローの例を示す図である。

【0050】

充電制御モードでは、電荷蓄積装置１０２の電圧に対して上限値Ｖｃｈ（例えば４００Ｖ）が予め設定されている。充電制御モードでは、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧を監視する。電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈより大きい場合は、電荷蓄積装置１０２を充電させることが禁止される。上限値Ｖｃｈは、任意に定めることができ、例えば、電荷蓄積装置１０２が使用するＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）の範囲における電荷蓄積装置１０２の端子電圧値を基に定めることができる。

【0051】

ステップＳ１０１で、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満であるか否かを判定する。電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満である場合には、ステップＳ１０２の処理を実行する。

【0052】

ステップＳ１０２で、回路制御部１０３は、充放電回路１１０を制御し、電荷蓄積装置１０２を電力供給装置１から定電流充電させる。回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２の間の、スイッチング素子の駆動の位相差φをφ＞０の値に固定し、充放電回路１１０を動作させて、電荷蓄積装置１０２を定電流充電させる。

【0053】

ステップＳ１０３で、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満であるか否かを判定する。電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満である場合には、ステップＳ１０２での定電流充電を継続する。

【0054】

ステップＳ１０４は、ステップＳ１０１で、電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ以上である場合と、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２での充電に伴い電荷蓄積装置１０２の電圧が上昇して上限値Ｖｃｈに到達した場合の処理である。ステップＳ１０４で、回路制御部１０３は、充放電回路１１０の全スイッチング素子をオフにする制御（例えば、駆動用電力変換回路１１１、１１２のスイッチング素子を全てオフにする制御）を実施し、電荷蓄積装置１０２の充電を終了する。

【0055】

充放電回路１１０の充放電電力は、電荷蓄積装置１０２の電圧に比例する。このため、電動移動体側接続部１０１の電圧が一定値であれば、充放電回路１１０における駆動用電力変換回路１１１、１１２の間の、スイッチング素子の駆動の位相差φを固定する制御により、電荷蓄積装置１０２を定電流充電させることができる。位相差φの固定された値は、任意に定めることができ、例えばπ／６［ｒａｄ］とすることができる。

【0056】

図５は、本実施例による電力供給システム５０における、電圧制御モードの制御フローの例を示す図である。

【0057】

電圧制御モードでは、電荷蓄積装置１０２の電圧に対して上限値Ｖｃｈ（例えば４００Ｖ）と下限値Ｖｃｌ（例えば２７０Ｖ）が予め設定されている。電圧制御モードでは、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧を監視する。電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈより大きい間は、電荷蓄積装置１０２を充電させることが禁止される。電荷蓄積装置１０２の電圧が下限値Ｖｃｌ未満である間は、電荷蓄積装置１０２を放電させることが禁止される。上限値Ｖｃｈと下限値Ｖｃｌは、任意に定めることができ、例えば、電荷蓄積装置１０２が使用するＳＯＣの範囲における電荷蓄積装置１０２の端子電圧値を基に定めることができる。

【0058】

電圧制御モードでは、電力供給装置１の直流バス５（図１）の電圧に対して範囲（例えば３５０Ｖ±３．５Ｖ）が予め設定されている。すなわち、直流バス５の電圧に対して、上限値Ｖｂｈ（例えば３５３．５Ｖ）と下限値Ｖｂｌ（例えば３４６．５Ｖ）が予め設定されている。なお、上述したように、電動移動体側接続部１０１の電圧は、直流バス５の電圧と等しいので、電動移動体側接続部１０１の電圧にも、直流バス５の電圧の上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌと等しい上限値と下限値が設定されていることになる。

【0059】

太陽光発電設備２は、ＭＰＰＴ制御により、発電可能な電力の最大値を出力するので、直流バス５には、太陽光発電設備２の最大電力が出力される。一方で、日射の変動により太陽光発電設備２の最大電力が変動するために、太陽光発電用電力変換器４から出力される直流バス５の電圧が変動するので、電動移動体１００へ供給される電圧が変動する。そこで、電動移動体１００へ供給される電圧の変動を抑制し、電動移動体１００へ安定して電力を供給するために、電圧制御モードでは、直流バス５の電圧に対して範囲（上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌ）が設定されている。

【0060】

上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌは、任意に定めることができ、例えば、電動移動体１００へ安定して電力を供給できると考えられる直流バス５の電圧の範囲を基に定めることができる。

【0061】

電圧制御モードでは、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧と、電動移動体側接続部１０１の電圧すなわち直流バス５の電圧とを監視する。そして、回路制御部１０３は、直流バス５の電圧（すなわち電動移動体側接続部１０１の電圧）に応じて充放電回路１１０を動作させて電荷蓄積装置１０２を充電または放電させることで、直流バス５の電圧を予め設定された範囲に収めるような制御を実行する。

【0062】

ステップＳ２０１で、回路制御部１０３は、電動移動体側接続部１０１の電圧が上限値Ｖｂｈより大きいか否かを判定する。電動移動体側接続部１０１の電圧が上限値Ｖｂｈより大きい場合には、ステップＳ２０２の処理を実行する。

【0063】

ステップＳ２０２で、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満であるか否かを判定する。電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ未満である場合には、ステップＳ２０３の処理を実行する。

【0064】

ステップＳ２０３で、回路制御部１０３は、充放電回路１１０を制御し、電荷蓄積装置１０２を電力供給装置１から定電流充電させる。回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２の間の、スイッチング素子の駆動の位相差φをφ＞０の値に固定し、充放電回路１１０を動作させて、電荷蓄積装置１０２を定電流充電させる。

【0065】

ステップＳ２０４は、ステップＳ２０１で、電動移動体側接続部１０１の電圧が上限値Ｖｂｈ以下である場合に実行する処理である。ステップＳ２０４で、回路制御部１０３は、電動移動体側接続部１０１の電圧が下限値Ｖｂｌ未満であるか否かを判定する。電動移動体側接続部１０１の電圧が下限値Ｖｂｌ未満である場合には、ステップＳ２０５の処理を実行する。

【0066】

ステップＳ２０５で、回路制御部１０３は、電荷蓄積装置１０２の電圧が下限値Ｖｃｌより大きいか否かを判定する。電荷蓄積装置１０２の電圧が下限値Ｖｃｌより大きい場合には、ステップＳ２０６の処理を実行する。

【0067】

ステップＳ２０６で、回路制御部１０３は、充放電回路１１０を制御し、電荷蓄積装置１０２を電力供給装置１に放電させる。回路制御部１０３は、駆動用電力変換回路１１１、１１２の間の、スイッチング素子の駆動の位相差φをφ＜０の値に固定し、充放電回路１１０を動作させて、電荷蓄積装置１０２を放電させる。

【0068】

ステップＳ２０７は、ステップＳ２０２で電荷蓄積装置１０２の電圧が上限値Ｖｃｈ以上である場合と、ステップＳ２０４で電動移動体側接続部１０１の電圧が下限値Ｖｂｌ以上である場合と、ステップＳ２０５で電荷蓄積装置１０２の電圧が下限値Ｖｃｌ以下である場合に実行する処理である。ステップＳ２０７で、回路制御部１０３は、充放電回路１１０の全スイッチング素子をオフにする制御を実施し、電荷蓄積装置１０２の充放電を停止する。

【0069】

ステップＳ２０８で、回路制御部１０３は、電圧制御モードが継続されているか否かを判定する。電圧制御モードが継続されている場合には、回路制御部１０３は、ステップＳ２０１に戻り、充放電回路１１０を制御して電圧制御モードの処理を続ける。電圧制御モードが継続されていない場合、すなわち電圧制御モードから充電制御モードまたは走行制御モードに切り換えられた場合には、回路制御部１０３は、図５に示す電圧制御モードの制御フローの実行を終了する。

【0070】

図５に示す電圧制御モードの制御フローでは、直流バス５の電圧（すなわち、電動移動体側接続部１０１の電圧）が上限値Ｖｂｈより大きい場合には、直流バス５の電圧が高くて直流バス５の電力に余裕があるので、電荷蓄積装置１０２が充電可能であれば電荷蓄積装置１０２を電力供給装置１（直流バス５）から充電させる（ステップＳ２０１からステップＳ２０３）。また、直流バス５の電圧が下限値Ｖｂｌ未満であるときには、直流バス５の電圧が低くて直流バス５の電力が不足しているので、電荷蓄積装置１０２が放電可能であれば電荷蓄積装置１０２を電力供給装置１（直流バス５）に放電させる（ステップＳ２０４からステップＳ２０６）。

【0071】

電圧制御モードでは、回路制御部１０３がこのように充放電回路１１０を制御して電荷蓄積装置１０２の充放電を実施することにより、直流バス５の電圧を予め設定された範囲（上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌの間の範囲、例えば３５０Ｖ±３．５Ｖ）に収めることができる。このため、本実施例による電力供給システム５０では、電力供給装置１に接続されている電動移動体１００により直流バス５の電圧を安定させることができるので、他の電動移動体１００に対して直流バス５（すなわち、電力供給装置１）から安定して電力を供給できる。また、本実施例による電力供給システム５０では、電動移動体１００が備える電荷蓄積装置１０２以外に電荷蓄積装置を必要としないので、電力供給システム５０にかかるコストを低くすることができる。

【0072】

電圧制御モードについて説明を補足する。電圧制御モードにおいて、充放電回路１１０を動作させるときの充放電電力、すなわち直流バス５の電圧を予め設定された範囲（上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌの間の範囲）に収めるために必要な充放電電力をＰで表すとする（但し、電荷蓄積装置１０２を充電させるときにはＰ＞０）。充放電電力Ｐは、任意の方法で求めることができ、例えば電動移動体側接続部１０１の電圧に基づくドループ制御を用いて決定することができる。電動移動体側接続部１０１の電圧（すなわち直流バス５の電圧）が、上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌの中間値であるときにはＰ＝０と設定し、上限値Ｖｂｈ以上のときにはＰ＝Ｐ＿０と設定し、下限値Ｖｂｌ以下のときにはＰ＝－Ｐ＿０と設定する。ただし、Ｐ＿０は、充放電回路１１０の定格電力である。

【0073】

走行制御モードについて説明する。走行制御モードは、電動移動体１００の電動機１２１、１２２を駆動させるためのモードである。走行制御モードでは、電動移動体１００は、電力による電動機１２１、１２２の駆動により、移動することができる。回路制御部１０３は、電動移動体側接続部１０１が電力供給装置側接続部６に接続されていないときには、走行制御モードを選択する。

【0074】

図２に示した、１基の電動機１２１を備える電動移動体１００において、走行制御モードの場合には、回路制御部１０３は、回路切換部１１３を開とする。また、回路制御部１０３は、回路切換部１１４を制御することで充放電回路１１０を制御して、駆動用電力変換回路１１１と電動機１２１とを接続する。充放電回路１１０がこのように構成されると、電荷蓄積装置１０２は、電動機１２１へ電力を供給できる。回路制御部１０３は、電動移動体１００の走行状態に合わせて駆動用電力変換回路１１１を制御し、電動機１２１に必要な電力を供給することで、電動移動体１００の走行を制御する。また、充放電回路１１０がこのように構成されると、電動機１２１の回生電力を電荷蓄積装置１０２に蓄積することができる。

【0075】

図３に示した、２基の電動機１２１、１２２を備える電動移動体１００において、走行制御モードの場合には、回路制御部１０３は、回路切換部１１３を閉とする。また、回路制御部１０３は、回路切換部１１４を制御して、駆動用電力変換回路１１１と電動機１２１とを接続し、回路切換部１１５を制御して、駆動用電力変換回路１１２と電動機１２２とを接続する。充放電回路１１０がこのように構成されると、電荷蓄積装置１０２は、電動機１２１、１２２へ電力を供給できる。電動機１２１、１２２に供給される電力は、回路制御部１０３が駆動用電力変換回路１１１、１１２を制御することにより、それぞれ個別に制御できる。

【0076】

次に、電動移動体１００の電圧制御モードと充電制御モードの選択と切換について説明する。本実施例では、電力供給装置側接続部６に接続された電動移動体１００が、自律的に電圧制御モードまたは充電制御モードを選択し、選択した制御モードに切り換わる。制御モードの選択と切換は、電動移動体１００の回路制御部１０３が実施する。本実施例では、電動移動体１００が自律的に制御モードの選択と切換を実施するので、電力供給装置１で集中制御をしたり、電力供給装置１と電動移動体１００とで通信をしたりする必要がなく、電力供給装置１に制御設備や通信設備を設置したり、電動移動体１００に通信機器を搭載したりしなくてもよい。

【0077】

電動移動体１００が、自律的に電圧制御モードまたは充電制御モードを選択し、選択した制御モードに切り換わる方法には、例えば、電動移動体１００の走行スケジュールに基づいて制御モードが切り換わる方法や、直流バス５の電圧の変化に基づいて制御モードが切り換わる方法がある。直流バス５の電圧の変化に基づいて制御モードが切り換わる方法には、例えば、直流バス５の電圧が予め設定された範囲に維持された時間と、この設定範囲から逸脱した時間とに基づいて制御モードが切り換わる方法がある。

【0078】

走行スケジュールに基づいて制御モードが切り換わる方法について説明する。走行スケジュールに基づく制御モードの切換方法では、作業者は、電力供給装置側接続部６に電動移動体１００を接続する際、任意の入力装置を用いて電動移動体１００に次回走行の開始時刻を入力する。作業者が電動移動体１００に入力した次回走行の開始時刻は、回路制御部１０３に入力される。

【0079】

回路制御部１０３は、現在時刻における電荷蓄積装置１０２のＳＯＣであるＳＯＣ＿ｎｏｗと、ＳＯＣ＿ｎｏｗから充電完了時のＳＯＣ（例えば８０％）まで定電流充電させる際の所要時間Ｔ’を常に演算する。そして、回路制御部１０３は、入力した次回走行の開始時刻から所要時間Ｔ’だけ前の時刻を、充電制御モード移行時刻とする。

【0080】

回路制御部１０３は、充電制御モード移行時刻より前の時間帯では電圧制御モードを選択し、充電制御モード移行時刻より後の時間帯では充電制御モードを選択し、選択した制御モードを図５または図４の制御フローに従って実行する。回路制御部１０３は、充電制御モード移行時刻より前の時間帯では、電圧制御モードを実行して、直流バス５の電圧を安定させる。回路制御部１０３は、充電制御モード移行時刻より後の時間帯では、充電制御モードを実行して、直流バス５の電圧を安定させるのよりも電動移動体１００の充電を優先的に行い、電動移動体１００がいつでも移動できるようにする。

【0081】

直流バス５の電圧が設定範囲に対して維持された時間と逸脱した時間に基づいて制御モードが切り換わる方法について説明する。なお、以下の説明では、図１に示すように、電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃに電動移動体１００Ａ、１００Ｃがそれぞれ接続されているとする。そして、電動移動体１００Ａの回路制御部１０３と電荷蓄積装置１０２を、それぞれ回路制御部１０３Ａと電荷蓄積装置１０２Ａとし、電動移動体１００Ｃの回路制御部１０３と電荷蓄積装置１０２を、それぞれ回路制御部１０３Ｃと電荷蓄積装置１０２Ｃとする。

【0082】

直流バス５の電圧が設定範囲に対して維持された時間と逸脱した時間に基づいて制御モードが切り換わる方法では、電動移動体１００Ａ、１００Ｃが電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃに接続されたとき、直流バス５の電圧が設定範囲内であれば回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは充電制御モードを選択し、直流バス５の電圧が設定範囲外であれば回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは電圧制御モードを選択する。そして、回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは、選択した制御モードを図４または図５の制御フローに従って実行する。

【0083】

電動移動体１００Ａ、１００Ｃが電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃに接続された後は、制御モードが電圧制御モードであり、かつ直流バス５の電圧が時間Ｔ１の間連続して設定範囲内に維持された場合には、回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは、電圧制御モードから充電制御モードに切り換え、充電制御モードを実行する。

【0084】

電動移動体１００Ａ、１００Ｃの制御モードが充電制御モードであって、電動移動体１００Ａ、１００Ｃが電圧制御モードを実行したことがあり、かつ直流バス５の電圧が時間Ｔ２の間連続して設定範囲から逸脱した場合には、回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは、充電制御モードから電圧制御モードに切り換え、電圧制御モードを実行する。

【0085】

電動移動体１００Ａ、１００Ｃの制御モードが充電制御モードであって、電動移動体１００Ａ、１００Ｃが電圧制御モードを実行したことがなく、かつ直流バス５の電圧が時間Ｔ３（但しＴ３＞Ｔ２）の間連続して設定範囲から逸脱した場合には、回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃは、充電制御モードから電圧制御モードに切り換え、電圧制御モードを実行する。

【0086】

時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、予め任意に定めることができる。但し、Ｔ３＞Ｔ２である。

【0087】

太陽光発電用電力変換器４は、太陽光発電設備２および接続箱３が接続される入力側に動作電圧範囲が設定されており、直流バス５が接続される出力側に動作開始基準値が設定されている。動作開始基準値は、直流バス５の電圧に設定された範囲の下限値Ｖｂｌ以下の値（例えば２８０Ｖ）である。

【0088】

太陽光発電用電力変換器４は、太陽光発電設備２の発電電圧が太陽光発電用電力変換器４の動作電圧範囲内にあり、かつ直流バス５の電圧が動作開始基準値以上の場合に動作して、太陽光発電設備２の発電する直流電力が最大値を取るようにＭＰＰＴ制御を実行する。ＭＰＰＴ制御を実行する条件に直流バス５の電圧を含めることにより、電動移動体が１台も電力供給装置１に接続されていないときに太陽光発電設備２の発電電力が直流バス５に供給されることを防止する。

【0089】

直流バス５の電圧が時間Ｔ４（但しＴ４＞Ｔ３）の間連続して設定範囲の上限値Ｖｂｈより大きい場合には、太陽光発電用電力変換器４は、ＭＰＰＴ制御を停止し、太陽光発電設備２の電圧を一定の割合で減じる制御を行う。ＭＰＰＴ制御を停止した状態で直流バス５の電圧が時間Ｔ５（但しＴ５＞Ｔ１）の間連続して設定範囲内に維持された場合には、太陽光発電用電力変換器４は、ＭＰＰＴ制御を再開する。

【0090】

また、太陽光発電用電力変換器４は、太陽光発電設備２の発電電圧が太陽光発電用電力変換器４の動作電圧範囲を逸脱した場合、または直流バス５の電圧が動作開始基準値より小さくなった場合には、動作を停止し、太陽光発電設備２の発電を停止する。

【0091】

図６は、本実施例において、直流バス５の電圧と電動移動体１００Ａ、１００Ｃの制御モードとの関係の例を示す図である。図６の上部には、直流バス５の電圧の時間変化を、直流バス５の電圧に設定された上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌとともに示している。すなわち、直流バス５の電圧に対して設定された範囲は、上限値がＶｂｈで、下限値がＶｂｌである。図６の下部には、電動移動体１００Ａと電動移動体１００Ｃの制御モードの時間変化を示している。

【0092】

まず、電動移動体１００Ａの制御モードについて説明する。電動移動体１００Ａは、時刻ｔ０で、電力供給装置１の電力供給装置側接続部６Ａに接続される。

【0093】

時刻ｔ０で電動移動体１００Ａが電力供給装置側接続部６Ａに接続されたとき、直流バス５の電圧は、下限値Ｖｂｌ未満である。回路制御部１０３Ａは、直流バス５の電圧が設定範囲外であるため、電圧制御モードを選択する。

【0094】

直流バス５の電圧は、時刻ｔ１で下限値Ｖｂｌより大きくなり、時刻ｔ１から時刻ｔ２（時刻ｔ１から時間Ｔ１を経過した時刻）まで継続して設定された範囲内の値を取る。このため、回路制御部１０３Ａは、時刻ｔ２で電圧制御モードから充電制御モードに切り換える。

【0095】

直流バス５の電圧は、時刻ｔ３で下限値Ｖｂｌ未満になり、時刻ｔ３から時刻ｔ４（時刻ｔ３から時間Ｔ２を経過した時刻）まで継続して下限値Ｖｂｌ未満である。このため、回路制御部１０３Ａは、時刻ｔ４で充電制御モードから電圧制御モードに切り換える。

【0096】

回路制御部１０３Ａは、時刻ｔ４の後も同様にして、直流バス５の電圧に応じて制御モードを切り換える。例えば、回路制御部１０３Ａは、時刻ｔ７で電圧制御モードから充電制御モードに切り換え、時刻ｔ１０で充電制御モードから電圧制御モードに切り換え、時刻ｔ１３で電圧制御モードから充電制御モードに切り換え、時刻ｔ１５で充電制御モードから電圧制御モードに切り換える。

【0097】

次に、電動移動体１００Ｃの制御モードについて説明する。電動移動体１００Ｃは、時刻ｔ０から時刻ｔ８まで電力供給装置１に接続されてなくて走行制御モードが選択されており、時刻ｔ８で電力供給装置側接続部６Ｃに接続される。

【0098】

時刻ｔ８で、電動移動体１００Ｃが電力供給装置側接続部６Ｃに接続されたとき、直流バス５の電圧は、設定された範囲内の値を取っている。このため、回路制御部１０３Ｃは、充電制御モードを選択する。

【0099】

直流バス５の電圧は、時刻ｔ９で下限値Ｖｂｌ未満になり、時刻ｔ１２（時刻ｔ９から時間Ｔ３を経過した時刻）よりも早い時刻ｔ１１で下限値Ｖｂｌより大きくなる。このため、回路制御部１０３Ｃは、時刻ｔ１２で電圧制御モードに切り換えず、充電制御モードを継続する。回路制御部１０３Ｃは、同様にして、時刻ｔ１６でも充電制御モードを継続する。

【0100】

本実施例による電力供給システム５０では、電力供給装置１に接続されている電動移動体１００（例えば、図６の電動移動体１００Ａ）により直流バス５の電圧を安定させることができるので、充電のために電力供給装置１に新たに接続された他の電動移動体１００（例えば、図６の電動移動体１００Ｃ）に対して、安定して充電をすることができる。

【0101】

電動移動体１００は、以上に述べたように電圧制御モードと充電制御モードを選択して実行することにより、直流バス５の電圧が設定された範囲内に収まるように制御しつつ、電荷蓄積装置１０２を充電させる。回路制御部１０３は、特に、電動移動体１００の制御モードを電圧制御モードに切り替えることで、電動移動体１００の電荷蓄積装置１０２の電荷充放電機能を利用して、直流バス５の電圧を設定された範囲内に収めて安定させることができる。このため、本実施例による電力供給システム５０では、電動移動体１００が備える電荷蓄積装置１０２以外の電荷蓄積装置を必要とせず低コストで、電動移動体１００へ安定して電力を供給できる。

【実施例2】

【0102】

図７は、本発明の実施例２による電力供給システム５０と電力供給装置１の構成例を示す図である。以下では、本実施例による電力供給システム５０について、実施例１による電力供給システム５０と異なる点を主に説明する。

【0103】

本実施例による電力供給システム５０は、電力供給装置１が制御モード指令部７を備える。制御モード指令部７は、電動移動体１００の電荷蓄積装置１０２の状態に基づいて、電動移動体１００に対する制御モードの指令を生成し、生成した指令に基づいて回路制御部１０３に制御モードを実行させる。

【0104】

制御モード指令部７は、電動移動体１００の回路制御部１０３と通信することができる。制御モード指令部７と回路制御部１０３との間の通信は、有線通信でも無線通信でもよい。本実施例では、制御モード指令部７が回路制御部１０３と有線で通信する。

【0105】

制御モード指令部７は、電力供給装置側接続部６Ａ、６Ｃを介して回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃと通信し、回路制御部１０３Ａ、１０３Ｃに対して制御モードを指令する。図７では、通信線を破線で示している。

【0106】

回路制御部１０３は、制御モード指令部７からの指令により電圧制御モードまたは充電制御モードを選択し、選択した制御モードを実行する。

【0107】

図８は、本実施例による電力供給システム５０において、制御モード指令部７が制御モードの指令を生成するフローの例を示す図である。制御モード指令部７は、制御モードの指令の生成を、一定周期（例えば１秒の周期）で実施する。

【0108】

ステップＳ３０１で、制御モード指令部７は、電力供給装置１の電力供給装置側接続部６に接続されている全ての電動移動体１００に対し、電荷蓄積装置１０２のＳＯＣと端子電圧と、現在の制御モードを取得する。

【0109】

ステップＳ３０２で、制御モード指令部７は、電力供給装置側接続部６に接続されている電動移動体１００が１台か否かを判定する。接続されている電動移動体１００が１台のみの場合には、ステップＳ３０６の処理を実行する。接続されている電動移動体１００が２台以上の場合には、ステップＳ３０３の処理を実行する。

【0110】

ステップＳ３０６で、制御モード指令部７は、電力供給装置側接続部６に接続されている全ての電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。

【0111】

ステップＳ３０３で、制御モード指令部７は、電動移動体１００のそれぞれを充電制御モードで定電流充電する際に必要な電力ｐ＿ｎ（ｎは、電動移動体１００を識別する添え字であり、例えばＡ、Ｂ、Ｃ）と、これらの電力の和Σｐ＿ｎを求める。制御モード指令部７は、電力ｐ＿ｎを、電荷蓄積装置１０２の端子電圧と充電電流との積から求めることができる。

【0112】

ステップＳ３０４で、制御モード指令部７は、太陽光発電設備２の発電電力ｐ＿ＰＶを取得する。

【0113】

ステップＳ３０５で、制御モード指令部７は、ｐ＿ＰＶとΣｐ＿ｎを比較する。ｐ＿ＰＶ≧Σｐ＿ｎであれば、ステップＳ３０６の処理を実行する。ｐ＿ＰＶ＜Σｐ＿ｎであれば、ステップＳ３０７の処理を実行する。

【0114】

ステップＳ３０６で、制御モード指令部７は、上述したように、電力供給装置側接続部６に接続されている全ての電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。

【0115】

ステップＳ３０７で、制御モード指令部７は、現在の制御モードが電圧制御モードである電動移動体１００のうち、ＳＯＣが予め定めた値Ｓｔに最も近い電動移動体１００をＭ１とする。この値Ｓｔは、任意に定めることができ、例えば５０％とすることができる。そして、制御モード指令部７は、Ｍ１以外の全ての電動移動体１００を定電流充電する際に必要な電力ｐ＿ｎの和（Σｐ＿ｎ）’を求める。なお、電圧制御モードの電動移動体１００が存在しない場合には、ＳＯＣが値Ｓｔに最も近い充電制御モードの電動移動体１００をＭ１とする。

【0116】

ステップＳ３０８で、制御モード指令部７は、ｐ＿ＰＶと（Σｐ＿ｎ）’を比較する。ｐ＿ＰＶ≧（Σｐ＿ｎ）’であれば、ステップＳ３０９の処理を実行する。ｐ＿ＰＶ＜（Σｐ＿ｎ）’であれば、ステップＳ３１０の処理を実行する。

【0117】

ステップＳ３０９で、制御モード指令部７は、電動移動体Ｍ１の回路制御部１０３に電圧制御モードを指令し、Ｍ１以外の電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。すなわち、制御モード指令部７は、ＳＯＣが値Ｓｔに最も近い電動移動体Ｍ１に電圧制御モードを指令し、Ｍ１以外の電動移動体１００を定電流充電する。

【0118】

ステップＳ３１０で、制御モード指令部７は、Ｍ１以外の全ての電動移動体１００のうち最もＳＯＣが大きい電動移動体１００の回路制御部１０３と、電動移動体Ｍ１の回路制御部１０３に電圧制御モードを指令し、残りの他の電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。すなわち、制御モード指令部７は、電圧制御モードを指令する電動移動体１００を、ステップＳ３０９での処理よりも１台増やし、充電制御モードを指令する電動移動体１００を、ステップＳ３０９での処理よりも１台減らす。

【0119】

なお、ステップＳ３０７で、ＳＯＣが値Ｓｔに最も近い電動移動体Ｍ１を除いて電力ｐ＿ｎの和（Σｐ＿ｎ）’を求めるのは、電動移動体Ｍ１は、充電と放電のどちらにも容易に対応でき、電圧制御モードを実施するのに適している電動移動体１００であるからである。例えば、値Ｓｔが５０％であると、電動移動体Ｍ１は、ＳＯＣが５０％に最も近いので、電圧制御モードを実施して充電したり放電したりするのに適している。

【0120】

以上説明したように、本実施例による電力供給システム５０では、制御モード指令部７は、電動移動体１００の電荷蓄積装置１０２の状態に基づいて、電動移動体１００に対する制御モードの指令を生成し、生成した指令に基づいて回路制御部１０３に制御モードを実行させることができる。

【実施例3】

【0121】

図９は、本発明の実施例３による電力供給システム５０と電力供給装置１の構成例を示す図である。以下では、本実施例による電力供給システム５０について、実施例２による電力供給システム５０と異なる点を主に説明する。

【0122】

本実施例による電力供給システム５０は、実施例２による電力供給システム５０（図７）において、電力供給装置１がデータ入力部８を備える。データ入力部８は、制御モード指令部７に接続されており、作業者によって電力供給装置１に入力されたデータを入力する。作業者は、任意の入力装置を用いて、電力供給装置１にデータを入力することができる。データ入力部８が入力したデータは、制御モード指令部７へ送信され、制御モード指令部７が電動移動体１００に対する制御モードの指令を生成するのに利用される。データ入力部８が入力するデータは、例えば、電動移動体１００の走行スケジュールや、太陽光発電設備２の発電電力の予測である。

【0123】

以下では、制御モード指令部７が、データ入力部８が入力した電動移動体１００の走行スケジュールに基づいて、電動移動体１００に対する制御モードの指令を生成し、生成した指令に基づいて回路制御部１０３に制御モードを実行させる例を説明する。

【0124】

図１０は、本実施例による電力供給システム５０において、制御モード指令部７が、電動移動体１００の走行スケジュールについての情報を用いて制御モードの指令を生成するフローの例を示す図である。制御モード指令部７は、制御モードの指令の生成を、一定周期（例えば１秒の周期）で実施する。

【0125】

ステップＳ４０１からＳ４０６では、実施例２において制御モード指令部７が制御モードの指令を生成するフローの例（図８）の、ステップＳ３０１からＳ３０６と同様の処理を実施する。

【0126】

ステップＳ４０５で、制御モード指令部７は、ｐ＿ＰＶとΣｐ＿ｎを比較し、ｐ＿ＰＶ＜Σｐ＿ｎであれば、ステップＳ４０７の処理を実行する。

【0127】

ステップＳ４０７で、制御モード指令部７は、データ入力部８から入力した電動移動体１００の走行スケジュールを参照し、走行を開始する時間が最も遅い電動移動体をＭ２とする。そして、制御モード指令部７は、Ｍ２以外の全ての電動移動体１００を定電流充電する際に必要な電力ｐ＿ｎの和（Σｐ＿ｎ）’を求める。

【0128】

ステップＳ４０８で、制御モード指令部７は、ｐ＿ＰＶと（Σｐ＿ｎ）’を比較する。ｐ＿ＰＶ≧（Σｐ＿ｎ）’であれば、ステップＳ４０９の処理を実行する。ｐ＿ＰＶ＜（Σｐ＿ｎ）’であれば、ステップＳ４１０の処理を実行する。

【0129】

ステップＳ４０９で、制御モード指令部７は、電動移動体Ｍ２の回路制御部１０３に電圧制御モードを指令し、Ｍ２以外の電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。すなわち、制御モード指令部７は、走行を開始する時間が最も遅い電動移動体Ｍ２に電圧制御モードを指令し、Ｍ２以外の電動移動体１００を定電流充電する。

【0130】

ステップＳ４１０で、制御モード指令部７は、走行を開始する時間が電動移動体Ｍ２の次に最も遅い電動移動体１００の回路制御部１０３と、電動移動体Ｍ２の回路制御部１０３に電圧制御モードを指令し、残りの他の電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。すなわち、制御モード指令部７は、電圧制御モードを指令する電動移動体１００を、ステップＳ４０９での処理よりも１台増やし、充電制御モードを指令する電動移動体１００を、ステップＳ４０９での処理よりも１台減らす。

【0131】

以上説明したように、本実施例による電力供給システム５０では、制御モード指令部７は、データ入力部８が入力したデータ（すなわち、作業者が電力供給装置１に入力したデータ）に基づいて、電動移動体１００に対する制御モードの指令を生成し、生成した指令に基づいて回路制御部１０３に制御モードを実行させることができる。

【実施例4】

【0132】

図１１と図１２は、本発明の実施例４による電力供給システム５０と電力供給装置１の構成例を示す図である。本実施例による電力供給システム５０は、実施例１から３による電力供給システム５０において、電力供給装置１が交流電源９と整流器１０を備える。図１１は、実施例１による電力供給システム５０の電力供給装置１（図１）が交流電源９と整流器１０を備える例を示す。図１２は、実施例３による電力供給システム５０の電力供給装置１（図９）、すなわち制御モード指令部７を備える電力供給装置１が交流電源９と整流器１０を備える例を示す。図１２に示した電力供給システム５０は、実施例２による電力供給システム５０の電力供給装置１（図７）と同様に、データ入力部８を備えなくてもよい。

【0133】

交流電源９は、任意の装置で構成することができ、例えば商用電力系統や自家発電機で構成することができる。交流電源９は、整流器１０に接続される。

【0134】

整流器１０は、直流バス５に接続され、交流電源９が出力した交流電力を直流電力に変換して直流バス５に出力する。整流器１０には、直流電力を出力可能な電圧値が予め設定されている。整流器１０は、直流バス５の電圧値がこの予め設定された電圧値以下であると、交流電源９の電力を直流に変換して直流バス５に出力する。

【0135】

交流電源９の電力は、直流バス５の電圧が整流器１０の出力可能な電圧値まで低下すると、整流器１０を介して直流バス５に供給される。交流電源９により、直流バス５の電圧を整流器１０の出力電圧値（例えば、２８０Ｖ）にして安定させることができる。

【0136】

本実施例では、一例として、交流電源９が実効値２００Ｖの商用電力系統であり、整流器１０がダイオード整流器であって直流２８０Ｖの電力を直流バス５に出力するものとする。

【0137】

図１１に示す本実施例による電力供給システム５０の構成において、交流電源９と整流器１０以外の構成要素は、実施例１による電力供給システム５０と同様の構成を備えるので、これらの構成要素についての説明を省略する。また、図１２に示す本実施例による電力供給システム５０の構成において、交流電源９と整流器１０以外の構成要素は、実施例２または３による電力供給システム５０と同様の構成を備えるので、これらの構成要素についての説明を省略する。

【0138】

太陽光発電設備２が発電し、直流バス５が予め設定された範囲（上限値Ｖｂｈと下限値Ｖｂｌの間の範囲、例えば３５０Ｖ±３．５Ｖ）を満たす電圧を維持して電動移動体１００が充放電されているときには、（整流器１０の出力可能な電圧値）＜（直流バス５の電圧値）の関係を満たすので、交流電源９の電力は、直流バス５に供給されない。しかし、太陽光発電設備２の発電電力が減少すること、または電力供給装置側接続部６に接続された電動移動体１００の充電する電力が増加することにより、直流バス５の電圧は、低下して設定範囲を逸脱し、整流器１０の出力可能な電圧値（例えば、２８０Ｖ）まで降下する場合がある。この場合には、交流電源９の電力が直流バス５に供給される。

【0139】

また、太陽光発電設備２の発電電力が電動移動体１００の充電する電力未満の場合でも、電力供給装置側接続部６に接続された電動移動体１００は、以上に説明したような整流器１０の作用により、交流電源９の電力により充電される。

【0140】

図１３は、図１２に示した本実施例による電力供給システム５０において、制御モード指令部７が制御モードの指令を生成するフローの例を示す図である。制御モード指令部７は、制御モードの指令の生成を、一定周期（例えば１秒の周期）で実施する。

【0141】

図１３に示すフローは、実施例２において制御モード指令部７が制御モードの指令を生成するフローの例（図８）に、ステップＳ３００の処理が追加されたフローである。

【0142】

ステップＳ３００で、制御モード指令部７は、直流バス５の電圧を取得し、直流バス５の電圧と、整流器１０の出力電圧値Ｖｄに係数Ｃをかけた値ＶｄＣとを比較する。本実施例では、整流器１０の出力電圧値Ｖｄは、２８０Ｖである。係数Ｃは、予め定めた任意の値であり、例えば１．０５である。直流バス５の電圧がＶｄＣ（本実施例では、２８０Ｖ×１．０５）未満であれば、ステップＳ３０６の処理を実行する。直流バス５の電圧がＶｄＣ以上であれば、ステップＳ３０１の処理を実行する。

【0143】

ステップＳ３０６で、制御モード指令部７は、電力供給装置側接続部６に接続されている全ての電動移動体１００の回路制御部１０３に充電制御モードを指令する。

【0144】

制御モード指令部７は、ステップＳ３００で、直流バス５の電圧が低下して整流器１０の出力電圧値Ｖｄ（例えば、２８０Ｖ）に近づいたことを検知し、直流バス５の電圧が整流器１０の出力電圧値Ｖｄに近づいたら、ステップＳ３０６の処理を実行する。直流バス５の電圧が整流器１０の出力電圧値Ｖｄまで降下すると、交流電源９の電力が直流バス５に出力される。従って、ステップＳ３０６では、充電制御モードを実施し、直流バス５に出力された交流電源９の電力によって電動移動体１００の電荷蓄積装置１０２を定電流充電させる。

【0145】

係数Ｃは、直流バス５の電圧が整流器１０の出力電圧値Ｖｄに近づいたことを判定するための値である。係数Ｃにより、交流電源９の電力によって電動移動体１００を充電制御モードで定電流充電させる条件を定めることができる。

【0146】

なお、太陽光発電用電力変換器４は、実施例１で説明した動作を行っている。すなわち、太陽光発電用電力変換器４は、ＭＰＰＴ制御を実行して太陽光発電設備２の発電電力を直流バス５へ出力しているか、動作を停止して太陽光発電設備２の発電を停止している。

【0147】

本実施例による電力供給システム５０では、直流バス５の電圧が低下しても、交流電源９の電力が直流バス５に供給されるので、直流バス５の電圧を整流器１０の出力電圧値Ｖｄと等しくして安定させることができる。

【0148】

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0149】

１…電力供給装置、２…太陽光発電設備、３…接続箱、４…太陽光発電用電力変換器、５…直流バス、６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ…電力供給装置側接続部、７…制御モード指令部、８…データ入力部、９…交流電源、１０…整流器、５０…電力供給システム、１００、１００Ａ、１００Ｃ…電動移動体、１０１、１０１Ａ、１０１Ｃ…電動移動体側接続部、１０２、１０２Ａ、１０２Ｃ…電荷蓄積装置、１０３、１０３Ａ、１０３Ｃ…回路制御部、１０４…変圧器、１１０、１１０Ａ、１１０Ｃ…充放電回路、１１１、１１２…駆動用電力変換回路、１１３、１１４、１１５…回路切換部、１２１、１２２…電動機。

【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】