特表 2022-543904 ビークル－グリッド－ホーム電力インターフェース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-14

(54)【発明の名称】ビークル－グリッド－ホーム電力インターフェース

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221006BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20221006BHJP

   H02J 3/16 20060101ALI20221006BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20221006BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20221006BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20221006BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20221006BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20221006BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20221006BHJP

   B60L 53/62 20190101ALI20221006BHJP

   B60L 55/00 20190101ALI20221006BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20221006BHJP

   B60L 5/00 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

H02J7/00 301D

H02J7/34 J

H02J7/00 L

H02J3/16

H02J3/32

H02J50/10

H02J50/80

H02M7/48 E

H02M7/12 A

B60L53/12

B60L53/62

B60L55/00

B60M7/00 X

B60L5/00 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022509103

(86)(22)【出願日】2020-08-17

(85)【翻訳文提出日】2022-04-13

(86)【国際出願番号】 IB2020057750

(87)【国際公開番号】W WO2021033131

(87)【国際公開日】2021-02-25

(31)【優先権主張番号】756443

(32)【優先日】2019-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NZ

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504448092

【氏名又は名称】オークランド ユニサービシズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＵＣＫＬＡＮＤ ＵＮＩＳＥＲＶＩＣＥＳ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100091502

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 正威

(72)【発明者】

【氏名】マダワラ，ウダヤ クマラ

(72)【発明者】

【氏名】ワン，レイ

【テーマコード（参考）】

5G066

5G503

5H006

5H105

5H125

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G066DA06

5G066FB15

5G066HB09

5G066JB03

5G503AA01

5G503BB01

5G503DA07

5G503FA06

5G503GB06

5G503GB08

5G503GD03

5G503GD06

5H006CA01

5H006CB01

5H006CC01

5H006DB01

5H105BA09

5H105BB05

5H105CC07

5H105CC19

5H105DD10

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC25

5H125BC21

5H125BC24

5H125BE02

5H125DD02

5H125EE51

5H125EE61

5H770AA29

5H770BA11

5H770DA01

5H770DA10

5H770DA41

5H770KA01Y

(57)【要約】

グリッド供給をＤＣリンクに変換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータ、および前記ＤＣリンクに接続され、車両充電に使用する出力交流電流を供給するよう構成されている一次フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法。前記方法は、車両の充電電力要件を検出し、全デューティサイクルで操作しているとき、充電電力要件を満たすための電力をコンバータが供給可能になるためにＤＣリンクに必要な電圧を決定し、一次フルブリッジコンバータを全デューティサイクルで操作し、必要電力へＤＣリンクの電圧を制御することを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

グリッド供給をＤＣリンクに変換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータ、および
前記ＤＣリンクに接続され、車両充電に使用する出力交流電流を供給するよう構成されている一次フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法であり、
前記装置により充電される車両の充電電力要件を検出し、
前記一次フルブリッジコンバータが全デューティサイクルで動作しているとき、前記充電電力要件を満たすための電力を前記一次フルブリッジコンバータが供給可能になるために前記ＤＣリンクに必要な電圧を決定し、
前記一次フルブリッジコンバータを全デューティサイクルで操作し、
必要電力へのＤＣリンクの電圧を制御することを含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記車両を無線で充電することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記一次フルブリッジコンバータと前記車両間の双方向無線結合を与えることをさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

無線電力伝送を可能にする誘導結合のために、前記車両の追加的コイルを結合するコイルに、前記一次フルブリッジコンバータの前記出力を供給することをさらに含む、請求項２あるいは請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、
前記無効電力要件を補う前記第一フルブリッジコンバータを操作することをさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、
前記第一および一次フルブリッジコンバータが前記車両から前記負荷および／あるいは前記グリッドに電力を供給するよう操作することをさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記グリッド、負荷、車両間で双方向無線電力伝送を制御するために、前記車両に関連して前記一次フルブリッジコンバータと二次フルブリッジコンバータを制御することをさらに含む、請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記車両への、あるいは車両からの電力潮流を調整するために、相対位相角（Θ）で前記一次および二次フルブリッジコンバータを操作することをさらに含み、Θは＋９０度あるいは－９０度である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記一次コンバータのデューティサイクル（φ_ｐ）を１８０度で操作することをさらに含む、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

電力潮流を制御するために前記二次コンバータのデューティサイクル（φ_ｓ）を操作することをさらに含む、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

瞬時の負荷電力を計算し、
前記第一フルブリッジコンバータにより供給用基準電流を決定し、
補償を提供するために前記第一フルブリッジコンバータのスイッチを制御することをさらに含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

グリッドに接続され、グリッド供給をＤＣリンクに転換するように構成されている第一フルブリッジコンバータ、および
前記ＤＣリンクに接続され、車両の充電で用いる出力交流電流を提供するように構成されている第二フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法であり、
前記グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、
前記無効電力要件を補償するために前記第一フルブリッジコンバータを操作すること、を含む方法。

【請求項13】

前記装置により充電される車両の充電電力要件を検出し、
前記車両を充電するよう前記第二コンバータを操作することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、
前記車両から前記負荷および／あるいはグリッドに電力を供給するよう前記第一および第二フルブリッジコンバータを操作することをさらに含む、請求項１２あるいは請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

グリッドに接続され、グリッド供給をＤＣリンクに転換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータ、および
前記ＤＣリンクに接続され、車両の充電で用いる出力交流電流を供給するよう構成されている第二フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法であり、
前記負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、
前記車両から前記負荷および／あるいはグリッドに電力を供給するよう前記第一および第二フルブリッジコンバータを操作することを含む方法。

【請求項16】

請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の方法を実施するよう構成されている、あるいは実施するよう作動するコントローラーを備えるＶｅｈｉｃｌｅ－Ｇｒｉｄ－Ｈｏｍｅインターフェース。

【請求項17】

フルブリッジコンバータと、
ユーティリティ電力供給に結合した入力と、
無線電力伝送システムに結合した出力と、
前記出力に必要なＤＣ電圧を決定し、決定した必要ＤＣ電圧で前記フルブリッジコンバータを操作するよう構成されているコントローラーとを備える、
電力品質制御コンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示される主題は電力系統、特にＧｒｉｄ－Ｈｏｍｅインターフェース、あるいはバッテリー、バッテリーを有する電気自動車、車両間インターフェースなどの別の電源や負荷への接続を含む家庭用電力インターフェースで使用される電力系統に関するものである。本明細書は家庭内および家庭用負荷に言及しているが、当然のことながら開示された主題が他の電気負荷に関係する用途もありうる。

【背景技術】

【0002】

電気自動車での使用のため、あるいは家電などの家庭用負荷や工業負荷にまでも電力を供給するためにエネルギーを蓄える手段としてのバッテリーの使用は、より一般的になってきている。

【0003】

また、高電力レベルにおいて無線で電力を伝送するために、安全で効率的なメカニズムとしての磁気結合の使用は、今では商業的に可能である。現在、無線電力伝送（ＷＰＴ）技術は電気自動車を充電するために使われており、安全性と利便性に関してかなり有利なものである。

【0004】

家庭用や車両用バッテリーに蓄積されたエネルギーは、ユーティリティネットワークの需要が高い時に例えば家電などの負荷に電力を供給する、あるいは場合により家庭用や車両用バッテリーからユーティリティネットワーク（別名グリッドとして知られている）に電力を戻す、もしくは停電時や緊急事態で家庭や重要負荷に電力を供給することにより、より大きな柔軟性でエネルギーを管理するため、あるいは効率的で費用効果の高い方法でグリッドサービスを提供するために使用できるエネルギー源である。

【0005】

そういった例や用途においては、グリッド、無線で結合された電源、グリッドか無線で結合された源のいずれかより供給、受け取られるかもしれない負荷の間に効率的な双方向インターフェースが必要である。

【0006】

しかしながら、電力インターフェースの汎用性と効率の両方を改善するだけでなく、基準を順守して全体的なコストを低く抑えるために、対処する必要がある技術的な問題がたくさんある。無線電力伝送（ＷＰＴ）技術は通常高いスイッチング周波数で正常に動作し、著しいスイッチング／電力損失へとつながる。他の問題には、高調波および力率問題、非線形負荷への電力の供給、制約の範囲内における電源と負荷間のエネルギー供給と需要の管理、使用する部品数や転化段階数の低減が含まれる。

【発明の概要】

【0007】

前記開示した主題は、Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｇｒｉｄ－Ｈｏｍｅ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩ）などの汎用性の高い無線電力インターフェースへの適用の適応ＤＣリンク電圧制御方法を提供する。新規の無線電力インターフェース技術も開示され、グリッドと無線電力伝送（ＷＰＴ）システム間の電力＆品質制御コンバータ（ＰＱＣＣ）を備えている。新規のＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩ用動作モードも有効電力融通および無効・高調波電力補償用に開示される。これらには、単独運転モード、アクティブ電力フィルタ（ＡＰＦ）モード、Ｇｒｉｄ－ｔｏ－Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｈｏｍｅ（Ｇ２ＶＨ）モード、Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｇｒｉｄ－ｔｏ－Ｈｏｍｅ（ＶＧ２Ｈ）モード、Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｈｏｍｅ（Ｖ２Ｈ）、Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｖｅｈｉｃｌｅ（Ｖ２Ｖ）モードが含まれる。

【0008】

開示された主題には、電力品質補償を提供するための開示された技術を使用する制御戦略、方法、システムも含む。

【0009】

本開示の一形態は、グリッド供給をＤＣリンクに変換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータ、およびＤＣリンクに接続され、車両充電に使用する出力交流電流を供給するよう構成されている一次フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法を提供し、その方法は、前記装置により充電される車両の充電電力要件を検出し、一次フルブリッジコンバータが全デューティサイクルで動作しているとき、充電電力要件を満たすための電力を前記一次フルブリッジコンバータが供給可能にするＤＣリンクに必要な電圧を決定し、一次フルブリッジコンバータを全デューティサイクルで操作し、必要電力へのＤＣリンクの電圧を制御することを含むものである。

【0010】

望ましくは前記方法が、車両を無線で充電することをさらに含むとよい。

【0011】

望ましくは前記方法が、一次フルブリッジコンバータと車両間の双方向無線結合を提供することをさらに含むとよい。

【0012】

望ましくは前記方法が、無線電力伝送を可能にする誘導結合のための車両の追加的コイルを結合するコイルに、一次フルブリッジコンバータの前記出力を供給することをさらに含むとよい。

【0013】

望ましくは前記方法が、グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、無効電力要件を補償する第一フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0014】

望ましくは前記方法が、負荷かグリッドの電力要件を検出し、第一および一次フルブリッジコンバータが車両から負荷および／あるいはグリッドに電力を供給するよう操作することをさらに含むとよい。

【0015】

望ましくは前記方法が、グリッド、負荷、車両間で双方向無線電力伝送を制御するために、一次フルブリッジコンバータと二次フルブリッジコンバータを車両に関連して制御することをさらに含むとよい。

【0016】

望ましくは、前記方法は前記車両への、あるいは車両からの電力潮流を調整するために、相対位相角（θ）で前記一次および二次フルブリッジコンバータを操作することを含む。望ましくは、θは＋９０度あるいは－９０度である。

【0017】

望ましくは前記方法が、一次コンバータのデューティサイクル（φ_p）を１８０度で操作することをさらに含むとよい。

【0018】

望ましくは前記方法が、電力潮流を制御するように二次コンバータのデューティサイクル（φ_s）操作することをさらに含むとよい。

【0019】

望ましくは前記方法が、瞬時の負荷電力を計算し、第一フルブリッジコンバータにより供給用参照電流を決定し、補償を提供するために第一フルブリッジコンバータのスイッチを制御することをさらに含むとよい。

【0020】

本開示の別の形態は、グリッドに接続され、グリッド供給をＤＣリンクに変換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータ、およびＤＣリンクに接続され、車両の充電で用いる出力交流電流を供給するよう構成されている第二フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法を提供し、前記方法は、グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、無効電力要件を補償するために前記第一フルブリッジコンバータを操作することを含むものである。

【0021】

望ましくは前記方法が、前記装置より充電される車両の充電電力要件を検出し、車両を充電するために第二コンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0022】

望ましくは前記方法が、負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、車両から負荷および／あるいはグリッドに電力を供給するよう第一および第二フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0023】

望ましくは前記方法が、車両を無線で充電することをさらに含むとよい。

【0024】

望ましくは前記方法が、一次フルブリッジコンバータと車両との間で双方向無線結合を提供することをさらに含むとよい。

【0025】

望ましくは前記方法が、無線電力伝送を可能にする誘導結合のための車両の追加的コイルを結合するコイルに、一次フルブリッジコンバータの出力を供給することをさらに含むとよい。

【0026】

望ましくは前記方法が、グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、無効電力要件を補償するために第一フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0027】

望ましくは前記方法が、負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、車両から負荷および／あるいはグリッドに電力を供給するために第一および一次フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0028】

望ましくは前記方法が、グリッド、負荷、車両間の双方向無線電力伝送を制御するために、車両に関連して一次フルブリッジコンバータと二次フルブリッジコンバータを制御することをさらに含むとよい。

【0029】

望ましくは、前記方法は前記車両への、あるいは車両からの電力潮流を調整するために、相対位相角（θ）で前記一次および二次フルブリッジコンバータを操作することを含む。望ましくは、θは＋９０度あるいは－９０度である。

【0030】

望ましくは前記方法が、一次コンバータのデューティサイクル（φ_p）を１８０度で操作することをさらに含むとよい。

【0031】

望ましくは前記方法が、電力潮流を制御するように二次コンバータのデューティサイクル（φ_s）を操作することをさらに含むとよい。

【0032】

望ましくは前記方法が、瞬時の負荷電力を計算し、第一フルブリッジコンバータにより供給用参照電流を決定し、補償を提供するために第一フルブリッジコンバータのスイッチを制御することをさらに含むとよい。

【0033】

本開示の別の形態は、グリッドに接続され、グリッド供給をＤＣリンクに変換するよう構成されている第一フルブリッジコンバータと、ＤＣリンクに接続され、車両の充電で用いる出力交流電流を提供するよう構成されている第二フルブリッジコンバータを備える電気自動車充電装置を操作する方法を提供し、前記方法は、負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、車両から負荷および／あるいはグリッドへ電力を供給する前記第一および第二フルブリッジコンバータを操作することを含むものである。

【0034】

望ましくは前記方法が、車両を充電するため、ＤＣリンク電圧を調節、制御、あるいは適応させることを含むとよい。

【0035】

望ましくは、フルブリッジコンバータが全デューティサイクルで操作されるとよい。

【0036】

望ましくは前記方法が、車両を無線で充電することをさらに含むとよい。

【0037】

望ましくは前記方法が、一次フルブリッジコンバータと車両間で双方向無線結合を提供することをさらに含むとよい。

【0038】

望ましくは前記方法が、無線電力伝送を可能にする誘導結合のための車両の追加的コイルを結合するコイルに、一次フルブリッジコンバータの出力を供給することをさらに含むとよい。

【0039】

望ましくは前記方法が、グリッドに接続された負荷の無効電力要件を検出し、無効電力要件を補償するために前記第一フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0040】

望ましくは前記方法が、負荷あるいはグリッドの電力要件を検出し、車両から負荷および／あるいはグリッドに電力を供給する第一および一次フルブリッジコンバータを操作することをさらに含むとよい。

【0041】

望ましくは前記方法が、グリッド、負荷、車両間で双方向無線電力伝送を制御するように、一次フルブリッジコンバータと二次フルブリッジコンバータを前記車両に関連して制御することをさらに含むとよい。

【0042】

望ましくは、前記方法は前記車両への、あるいは車両からの電力潮流を調整するために、相対位相角（θ）で前記一次および二次フルブリッジコンバータを操作することを含む。望ましくは、θは＋９０度あるいは－９０度である。

【0043】

望ましくは前記方法が、一次コンバータのデューティサイクル（φ_p）を１８０度で操作することをさらに含むとよい。

【0044】

望ましくは前記方法が、電力潮流を制御するように前記二次コンバータのデューティサイクル（φ_s）操作することをさらに含むとよい。

【0045】

望ましくは前記方法が、瞬時の負荷電力を計算し、第一フルブリッジコンバータにより供給用参照電流を決定し、補償を提供するために第一フルブリッジコンバータのスイッチを制御することをさらに含むとよい。

【0046】

別の形態において、本開示は上記の方法のいずれか一以上を実施するよう構成されている、あるいは実施するよう作動するコントローラーを備えるＶｅｈｉｃｌｅ－Ｇｒｉｄ－Ｈｏｍｅインターフェースを提供する。

【0047】

別の形態において、主に一次コイル、共振補償ネットワーク、フルブリッジコンバータからなる無線電力伝送装置を操作する方法を提供する。一次コイルは、補償ネットワーク、フルブリッジコンバータ、無線電力を伝送あるいは受け取るＤＣサプライ／負荷と接続している第二コイルと磁気的に結合され、前記方法は、一次側フルブリッジコンバータの全デューティサイクルを選択し、全デューティサイクルによって決まるＤＣサプライ／負荷用に必要なＤＣ電圧を決定し、必要ＤＣ電圧を供給するＤＣサプライ／負荷を制御することを含むものである。

【0048】

望ましくは、前記ＤＣサプライ／負荷はＡＣ－ＤＣコンバータを使ってＡＣサプライと結合する。

【0049】

別の形態において、フルブリッジコンバータ、ユーティリティ電源に結合する入力、無線電力伝送システムに結合する出力、前記出力用必要ＤＣ電力を決定し、それに応じて前記フルブリッジコンバータを操作するよう構成されているコントローラーを備えるＰＱＣＣを提供する。

【0050】

別の形態において、共振補償ネットワーク、無線電力を伝送あるいは受け取るようＤＣサプライ／負荷を前記補償ネットワークに接続するよう作動するフルブリッジコンバータ、前記フルブリッジコンバータ用全デューティサイクルを選択し、前記全デューティサイクルによって決まる前記ＤＣサプライ／負荷に必要なＤＣ電圧を決定し、前記必要ＤＣ電圧を提供する前記ＤＣサプライ・負荷を制御するよう構成されているコントローラーを有する、無線電力伝送装置を提供する。

【0051】

別の形態において、共振補償ネットワーク、無線電力を伝送あるいは受け取るためＤＣサプライ／負荷を前記補償ネットワークに接続するよう作動するフルブリッジコンバータ、前記ＤＣサプライ・負荷により供給される負荷をモニターし、前記負荷によって引き起こされる変化を補償するために前記ＤＣサプライ／負荷から電流を引き出す、あるいは前記ＤＣサプライ／負荷に電流を供給するコンバータを操作するよう構成されているコントローラーを有する、無線電力伝送装置を提供する。

【0052】

別の形態において、無線電力伝送装置とグリッド接続を結ぶＰＱＣＣと、前記グリッドにより供給される負荷をモニターし、前記負荷によって引き起こされる変化を補償するため、前記グリッド接続から電流を引き出す、あるいは前記グリッド接続に電流を供給する前記ＰＱＣＣを操作するよう構成されているコントローラーとを有する、無線電力伝送装置を提供する。

【0053】

他の形態は以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】ビークル－グリッド－ホーム（ＶＧＨ）ユニット型システムである。

【図2】ＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステム用回線トポロジーである。

【図3】図１のシステム用動作モードである。

【図5】ＢＤ－ＷＰＴシステム用簡易回路図を示す。

【図6】電力、入力電圧、一次コンバータ制御パラメータのプロットである。

【図7】（ａ）高ＤＣ電圧での従来のＷＰＴ制御方法および（ｂ）本明細書に開示されている低ＤＣ電圧での適応ＤＣ制御方法用における、波形を示す。

【図8】Ｐ_ＶおよびＱ_Ｌの観点からＶ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）}のプロットである。

【図9】コントローラーの図である。

【図10】異なるモードにおける提案システムの定常状態波形を示し、（ａ）ＶＧ２Ｈから単独運転モード、（ｂ）ＶＧ２ＨからＧ２ＨＶ、（ｃ）Ｖ２ＨＧからＶ２Ｈである。

【図11】Ｇ２ＶＨモードにおける提案されているＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムの動的および定常状態波形を示し、（ａ）ｖ_Ｇ、ｉ_Ｇ、ｉ_Ｌ、ｉ_ｓｉの動的波形、（ｂ）ｖ_ｓｉ、ｉ_ｓｉ、ｖ_ｐｉ、ｉ_ｐｉの動的波形、（ｃ）Ｐ_Ｖ＝２００Ｗである定常状態波形、（ｄ）Ｐ_Ｖ＝３５０Ｗである定常状態波形である。

【図12】ＶＧ２Ｈモードにおける提案されているＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムの動的および定常状態波形を示し、（ａ）ｖ_Ｇ、ｉ_Ｇ、ｉ_Ｌ、ｉ_ｓｉの動的波形、（ｂ）ｖ_ｓｉ、ｉ_ｓｉ、ｖ_ｐｉ、ｉ_ｐｉの動的波形、（ｃ）Ｐ_Ｖ＝－２００Ｗである定常状態波形、（ｄ）Ｐ_Ｖ＝－３５０Ｗである定常状態波形である。

【発明の詳細な説明】

【0055】

図１および２は、Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｇｒｉｄ－Ｈｏｍｅ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩ）と一般に称される、ビークル－グリッド－ホームシステム用の、本明細書において一般に１で言及されるシステムトポロジーを示す。ユーティリティサプライ（あるいはグリッド、あるいは主電源）２は電力を電圧ｖ_Ｇおよび電流ｉ_Ｇでの主電源周波数（例えば、５０あるいは６０Ｈｚ）で供給する。家庭用、家庭内、局所的負荷を含む説明された例における負荷４が電気的にグリッドに接続され、電圧ｖ_Ｇで電流ｉ_Ｌを引き出す。前記負荷４は非線形でもよく、通常は非線形である。

【0056】

本明細書で電力＆品質制御コンバータ（ＰＱＣＣ）として参照される第一フルブリッジコンバータは、グリッド１と結合する入力５と無線電力伝送システム（ＢＤ－ＷＰＴ）と結合する出力６を有する。この例では、ＢＤ－ＷＰＴは双方向無線電力伝送システムである。他の例では、ＷＰＴが単方向でも可能である。当然のことながら当業者なら前記ＷＰＴシステムは、フルブリッジコンバータが絶縁変圧器に電流を供給し、充電するため（あるいはグリッド／負荷に電力を戻すため）に車両に関連する別のコンバータが交流電流を直流電流に変換する、有線充電システムに置き換えることができるとわかるであろう。また、直列同調補償ネットワークを図２に示しているが、他のネットワーク、例えば並列同調ネットワークを使ってもよい。

【0057】

ＰＱＣＣはフルブリッジ構成に配置されているスイッチＳ_１１、Ｓ_１２、Ｓ_１３、Ｓ_１４を含む。インダクタＬ_ｃなどのカップリング成分やネットワークは、電流リップルを低減するためにグリッドに（この例では直列に）接続されている。並列コンデンサーＣ_ｃはこの例で使用されており、単独運転モードで出力電圧を維持している。ＤＣリンクコンデンサーＣ_ＤＣは、ＤＣリンクのＤＣ電圧を出力６で、あるいは良好な電圧リップル下で維持するようになっている。電圧ｖ_ｃｏｎｖはＰＱＣＣのブリッジの入力を通した電圧である。Ｐ_Ｌ、Ｑ_Ｌ、Ｓ_Ｌｈはそれぞれ負荷有効電力、無効電力、高調波電力であり、Ｐ_ＶはＢＤ－ＷＰＴシステムから受け取る、あるいはＢＤ－ＷＰＴシステムに供給する有効電力である。ＰＱＣＣはＶ_ｃｏｎｖで電流ｉ_ｃを生成するよう制御され、必要なＰ_Ｖ、Ｑ_Ｌ、Ｓ_Ｌｈを供給する。

【0058】

ＢＤ－ＷＰＴモジュールにおいて、二次側コンバータがバッテリーなどの負荷に接続されているとみなされる間に、一次側コンバータがグリッドからＰＱＣＣを介して電力を引き出し、出力ＤＣ電圧Ｖ_ＤＣにより供給される。これは図２に電気自動車（ＥＶ）として表されており、個々のＤＣ源Ｖ_ｏｕｔにより表されてエネルギーを保存あるいは回収している。自己インダクタンスＬ_ｐｉおよびＬ_ｓｉによりそれぞれ表される一次および二次側コイルはエアギャップにより分けられるが、相互インダクタンスＭを介して磁気的に結合される。一次および二次側直列接続コンデンサーＣ_ｐｉおよびＣ_ｓｉは、ＢＤ－ＷＰＴにおける無効電力要件を最小化するようになっている。

【0059】

ＰＱＣＣは、Ｐ_Ｇ＝（Ｐ_Ｖ－Ｐ_Ｌ）に従って有効電力供給／需要を満たしながら、非線形家庭内負荷の無効電力および高調波電力（Ｑ_ＬおよびＳ_Ｌｈ）補償をサポートするために使用される。ＢＤ－ＷＰＴモジュールは、単独運転モード、Ｖ２Ｈモード、Ｇ２ＶＨモード、ＶＧ２Ｈ、Ｖ２ＨＧおよびその他可能なモードにおいて有効電力Ｐｖを伝送する（出来れば双方向に）ために使用される。これらの動作モードは図３として説明されている。全てのモードにおいて、家庭内負荷の無効電力および高調波電力の両方とも、その容量を対象としてＰＱＣＣより供給される、あるいは供給できる。ＥＶは、Ｇ２ＶＨモードにおいて送電網から有効電力（Ｐｖ＞０）を吸収する有効負荷として機能する。それ一方で、ＥＶはＶＧ２Ｈモードにおいて家庭内負荷に電力（Ｐｖ＜０）を供給するＤＣサプライとして表される。また、ＥＶ電力はＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩを介して別のＥＶに流れ込むことができる。当業者なら、本明細書において示され説明されているような、モニターされた、あるいはサンプリングしたパラメータ、特に以下の図９に示される制御システムで特定されるパラメータは適当な動作モードを決定するため（図３のように）、後に説明するように、そのモードで動作するシステムを制御するために使用してもよいとわかるであろう。

【0060】

図４に示すように、ＢＤ－ＷＰＴモジュールには一次側のフルブリッジコンバータを採用し、ＤＣリンク電圧Ｖ_ＤＣから一次コイル／トラックにおける高周波電流を生成する。二次側で採用されたフルブリッジコンバータはＥＶなどの有効負荷に接続でき、エネルギーの供給や回収を可能にする。

【0061】

図４に基づいて、入力および出力電流は以下のように表すことができる。

【数1】

【数2】

式中、Ｖ_ｐおよびＶ_ｓはそれぞれ一次および二次コイルに誘起される電圧であり、Ｍは相互インダクタンスである。Ｖ_ＤＣおよびＶ_ｏｕｔからコンバータにより生成した電圧Ｖ_ｐｉおよびＶ_ｓｉは以下のように表すことができる。

【数3】

【数4】

式中、ｎは調和次数であり、φ_ｐは一次側位相シフト変調であり、φ_ｓは二次側位相シフト変調であり、θはコンバータにより生成された２つの電圧間の相対位相角であり、ω_ｓは一次および二次コンバータの両方の角スイッチング周波数であり、それは角共振周波数ω_ｒに等しく、以下のように表すことができる。

【数5】

【0062】

ＥＶ側の電力潮流は以下のように表すことができる。

【数6】

【数7】

【0063】

ＢＤ－ＷＰＴコントローラーの目的は、その無効電力要件を最小化しながら、その基準値でＰ_Ｖを制御することである。上記式（６）および（７）において、システムの両側における無効電力成分は、一次および二次側コンバータ間の相対位相角θを＋９０°か－９０°のいずれかに維持することにより最小化できる（Ｑ_Ｖ＝０）。電力潮流の方向は相対位相角の符号を使って制御できる。θは別として、ω_ｓだけでなくφ_ｐもφ_ｓも有効電力伝送を制御するために使用できる。この例において、φ_ｓを１８０°に設定しながら、φ_ｐは有効電力制御の最優先事項として設定する。式（６）を基にして、Ｐ_Ｖ，Ｖ_ＤＣ、φ_ｐの関係は図６のように示すことができる。

【0064】

図６から明らかなように、Ｐ_Ｖは制御位相シフトφ_ｐあるいは入力電圧Ｖ_ＤＣの制御を介して調整できる。従来、Ｖ_ＤＣを固定値に設定しながら、Ｐ_Ｖはφ_ｐを制御することによって調整している。しかしながら、提案するＰＱＣＣでは適応ＤＣリンク電圧制御方法を採用し、Ｖ_ＤＣを変化させることによって必要に応じてＰ_Ｖを調整し、それによってＢＤ－ＷＰＴモジュールの一次コンバータにおいてだけでなくＰＱＣＣにおいてもスイッチング損失と高調波ひずみを下げる。φ_ｐを使う従来の制御方法と提案する制御方法の比較は、図７を参考にしている。

【0065】

従来、図７（ａ）にあるように、Ｖ_ＤＣは固定値Ｖ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ｃｏｎｖ}になるようになっており、Ｐ_ＶはＷＰＴモジュールの一次側コンバータのφ_ｐ（効果的にデューティサイクル）を介して間接的にＶ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ｃｏｎｖ}を制御することによって調整される。

【0066】

その一方で、図７（ｂ）にあるように、ＷＰＴモジュールの一次側コンバータのφ_ｐを１００％の最大デューティサイクルに相当する１８０°で維持しながら、提案する適応方法はＰＱＣＣを介して直接Ｖ_ＤＣ＝Ｖ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ}を制御しながらＰ_Ｖを調整する。Ｖ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ}は最大Ｐ_Ｖの供給あるいは吸収のいずれかに相当する条件のために考案されている。

【0067】

ＰＱＣＣにおけるあらゆるセミコンダクター装置のスイッチング損失は、以下のように近似できる。

【数8】

式中、Ｖ_ＤＣ、Ｉ_Ｃ、Ｉ_ＣＮ、ｔ_ｒＮ、ｔ_ｆＮ、ｆ_ｓｗはそれぞれＤＣリンク電圧、ＰＱＣＣ出力電流、定格電流、定格立ち上がり時間、定格立ち下り時間、スイッチング周波数である。式（８）から明らかなように、有効、無効、高調波電力要件に基づいてグリッドに投入される任意のI_Cに対し、Ｖ_ＤＣはスイッチング損失に比例する。それゆえ、必要に応じて適応制御コンセプトを使ってＶ_ＤＣを下げることにより、ＰＱＣＣのスイッチング損失を低減できる。

【0068】

式（８）に定めるＰＱＣＣの条件下、式（６）の同じ電力Ｐ_Ｖ（Ｖ_ＤＣ，φ_ｐ）はＢＤ－ＷＰＴモジュールの一次側コンバータを介して伝送されなければならない。そして、従来の一定なＤＣリンク電圧方法と新しい適応ＤＣリンク制御の両方を介する同じ電力伝送を考慮し、以下の式を得ることができる。

【数9】

【数10】

【0069】

それに応じて、式（６）と（８）に基づいて、従来の方法と一次側ＢＤ－ＷＰＴコンバータの提案する方法の間のスイッチング損失には式（１１）が挙げられる。

【数11】

【0070】

式（１１）におけるより小さいφ_ｐは、従来の方法が低Ｐ_Ｖを伝送するために高ＤＣリンク電圧を使用し、高スイッチング損失を被ることを示すが、適応制御ではそのスイッチング損失は従来のスイッチング損失のほんの一部だけである。さらに、一次側ＢＤ－ＷＰＴコンバータはいつも全デューティサイクルで操作され、近似のソフト―スイッチングでの動作を可能にする。その結果として、高調波ひずみを下げることに加えて、スイッチング損失はさらに低減する。

【0071】

式（６）より、およびφ_ｐ＝φ_ｓ＝１８０°およびθ＝＋９０°あるいは－９０°の条件において、ＢＤ－ＷＰＴモジュールに必要な最高ＤＣリンク電圧は以下のように計算する。

【数12】

【0072】

式（１２）で得られるＤＣリンク電圧は、基準Ｐ_Ｖに従ってＰＱＣＣに適応制御される。しかし、ＢＤ－ＷＰＴモジュール要件を満たす式（１２）で特定した最高Ｖ_ＤＣ電圧に加え、Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）}で表される最小Ｖ_ＤＣ電圧もあり、それでＰＱＣＣは必要なＰ_Ｖ、Ｑ_Ｌ、Ｓ_ＬｈでＡＣグリッドの供給が常に保証されている。図２に基づき、ＰＱＣＣにより生成された電圧の基本成分は以下のように表すことができる。

【数13】

【0073】

最小必要基本ＤＣリンク電圧は式（１３）から以下のように得ることができる。

【数14】

【0074】

式（１４）および表１のパラメータよりＶ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）}の要件は決定でき、図８から明らかなように、最小基本ＤＣリンク電圧Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）}はＰＱＣＣにより供給される有効および無効電力によって決まる。

【0075】

高調波電力要件Ｓ_Ｌｈを満たすため、ＤＣリンク電圧の高調波成分は以下であるべきである。

【数15】

式中、ｎは高調波次数、Ｎは用途に応じて選択した最高高調波、ｎωＬ_ｃは高調波インピーダンス、Ｉ_Ｌｎは高調波負荷電流である。したがって、ＰＱＣＣの総必要ＤＣリンク電圧は以下のように表すことができる。

【数16】

【0076】

最終ＤＣリンク電圧はＶ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ}およびＶ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）}の２値の最大値を選択することによって決定できる。

【0077】

図１に示すシステムは、図９に示すように構成したコントローラーあるいは制御モジュール１０を使って制御される。コントローラーは、ＰＱＣＣ用コントローラーである第一部品５２およびＷＰＴモジュール用コントローラーである第二部品５４の２つのパーツにより備えることができる。ある実施形態において、ＰＱＣＣはコントローラー１１を有する別ユニットとして備えられてもよく、別のコントローラーあるいはコントローラー１２と１３を有していてもよい既存WPTモジュールと接続可能となる。ＰＱＣＣはＷＰＴ装置との組み合わせで備えられてもよく、すなわちＷＰＴ装置はＰＱＣＣを含んでもよい。コントローラーは図９に示され、本明細書で開示されている制御機能を行うようプログラムされている１以上のプロセッサとして備えられてもよい。必要ならば、制御モジュール１０，１１，１２，１３の間で通信が行われる。また、通信手段１４は、システム１がグリッドあるいはユーティリティ供給事業体により操作されてもよい同様のコントローラーと通信できるように備えることができる。それゆえ、グリッドの需要を低減させる必要がある場合、例えば車両の充電が低減できる、あるいは追加の補償が提供できるように、これがコントローラー１０と通信してもよい。

【0078】

適応ＤＣリンク電圧制御の制御戦略およびシステムが今提供され、図９のコントローラーを参考にして開示されている。

【0079】

図９において、Ｐ_Ｖ ^＊変化は自動的にモード間の遷移を決定するために主に使用される。そのＰ_Ｖ ^＊はグリッドコントローラーあるいはＥＶユーザーからのものである。

【0080】

一例を挙げれば、単相ＰＱ方法はコントローラーを実行するために使われる。これにより瞬時の有効および無効電流Ｐ－Ｑコントローラーを電流ｉ_Ｃの調整用に実行させることを要する。特に基準値ｉ_Ｃ ^＊を追跡するために、ＰＱＣＣコントローラーは、電流ヒステリシスパルス幅変調（ＰＷＭ）制御などのパルス幅変調制御を使って電流ｉ_Ｃを生成する。本例では、ヒステリシスＰＷＭはその実行の簡便性、速い動的応答、優れた電流制限能力ゆえに選択される。基準値ｉ_Ｃ ^＊は従って以下のように計算できる。

【数17】

式中、ｖ_Ｇおよびｖ_Ｇ ^Ｄはグリッド電圧および負荷電圧の瞬時のπ／２ラグであり、Ｐ_Ｖ ^＊はＢＤ－ＷＰＴモジュールからの基準有効電力であり、ｐ_ＤＣはＤＣ制御必要有効電力であり、ｐ_Ｌおよびｑ_ＬはＤＣ成分とＡＣ成分の両方を含む負荷瞬時有効および無効電流である。ＡＣ成分^～ｐ_Lはｐ_Ｌをローパス・フィルタ（ＬＰＦ）に通過させ、その後の減算で求められる。式（１７）において、ｐ_Ｌ、ｑ_Ｌ、ｐ_ＤＣは以下のように表すことができる。

【数18】

【数19】

式中、ｉ_Ｌおよびｉ_Ｌ ^Ｄは負荷電流および負荷電流の瞬時π／２ラグであり、Ｖ_ＤＣおよびＶ_ＤＣ ^＊はＤＣリンク電圧およびその基準値であり、ｋ_ｐは比例ゲイン制御である。基準Ｖ_ＤＣ ^＊はＶ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊およびＶ_{ＤＣ（ＢＤ－ＷＰＴ）} ^＊の最大値を式（１６）および（１２）をそれぞれ使用して選択することで求められる。Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊およびＶ_{ＤＣ（ＷＰＴ）} ^＊の瞬時の式は式（１４）および（１２）に基づいてP_Ｖ＝Ｐ_Ｖ ^＊を減算することで以下のように得られる。

【数20】

【数21】

【0081】

最後に、Ｖ_ＤＣ ^＊は式（１８）におけるＶ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊の最大値および式（１９）のＶ_ＤＣ ^＊を選択することで以下のように求められる。

【数22】

【0082】

図－９によると、基準ＤＣリンク電圧（Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊およびＶ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ} ^＊）はＰＱＣＣ およびＢＤ－ＷＰＴモジュール用に式（２０）および（２１）をそれぞれ使って即時に計算される。そして、これらの２つの電圧の最大値は式（２２）毎にＶ_ＤＣ ^＊の最終値として取られる。これに、ＤＣリンク電圧制御用の必要有効電力ｐ_ＤＣを計算する式（１９）の使用、および負荷無効電力ｑ_Ｌおよび有効電力ｐ_Ｌを計算する式（１８）の使用が続く。ＬＰＦおよび式（１７）は負荷無効電力、高調波電力、基準有効電力、ｉ_ｃ ^＊に対するｐ_ＤＣを転換するために使用される。このｉ_ｃを生成するために、ＰＱＣＣのフルブリッジコンバータのスイッチング信号はＰＷＭ制御を使い、ｉ_ｃをｉ_ｃ ^＊と比較することで得られる。

【0083】

ＢＤ－ＷＰＴモジュールの制御のため、有効電力Ｐ_Ｖがφ_ｐおよびφ_ｓを介して制御され、θは有効電力潮流の方向を制御するために使用される。位相シフトφ_ｐおよびφ_ｓはＰＩあるいはＰＩＤコントローラーであるＰＩＤ_１およびＰＩＤ_２を使って生成できる。Ｖ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ} ^＊＞Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊である場合、ＢＤ－ＷＰＴモジュールはφ_ｐ＝φ_ｓ＝１８０°における全デューティサイクルで操作される。その一方で、Ｖ_{ＤＣ（ＷＰＴ）＿ａｄａｐ} ^＊≦Ｖ_{ＤＣ（ＰＱＣＣ）} ^＊の場合、有効電力Ｐ_Ｖはφ_ｐおよびφ_ｓを１８０°以下に制御することにより、その基準Ｐ_Ｖ ^＊で調整される。

【0084】

提案されたコンセプトを立証するためにシミュレーションが行われており、表１はその立証に使用されたパラメータを示す。

【表1】

【0085】

図１０は提案されたＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムの動的性能を異なるモードで示している。

【0086】

図１０（ａ）は、ＶＧ２Ｈモードから単独運転モードにｔ＝８０ｍｓで伝送されている、提案されたＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムを示している。最初、システムはＶＧ２Ｈモードで動作し、２５０Ｗの有効電力Ｐ_ＶをＥＶからＰＱＣＣを介してグリッドに伝送して、ｉ_Ｌ＝７．５Ａの負荷需要を３．３Ａの低減グリッド電流で満足させながら、ＰＦ_ＧおよびＴＨＤ_ｉＧでそれぞれ表されるグリッド側力率および総高調波ひずみが一致して＜５％になるように制御されている。単独運転モード（グリッド供給なし）ｖ_Ｇは、提案している電圧コントローラーを介して提案システムにより発生させる。ＡＣグリッド側はどんな電力も供給しないので、ＰＱＣＣ電流ｉ_ｃはｉ_Ｌに等しく、負荷需要はＰＱＣＣを介してＥＶにより満足させられる。

【0087】

図１０（ｂ）は、提案しているＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムのＡＰＦモードからＧ２ＶＨモードへのｔ＝８０ｍｓでの遷移を示している。予想通り、ＰＦ_ＧおよびＴＨＤ_ｉＧはＰＱＣＣにより一致して＜５％で維持されている。ＡＰＦモードにおいて、負荷の無効および高調波電力は補償されるので、グリッド電流ｉ_Ｇは４．２Ａであり、必要な負荷電流ｉ_Ｌ６．９Ａよりも小さい。その一方で、Ｇ２ＶＨモードでは、ＥＶ需要がグリッドにより満足され、２５０Ｗの有効電力Ｐ_ＶをＥＶ側に転換させる。それゆえ、グリッド電流はｉ_Ｇ＝９．２Ａに増加する。

【0088】

図１０（ｃ）は、提案しているＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムの、Ｖ２ＨＧモードからＶ２Ｈモードへのｔ＝８０ｍｓでの遷移を示している。予想通り、ＰＱＣＣはＰＦ_ＧおよびＴＨＤ_ｉＧを一致して＜５％で維持されている。最初はＶ２ＨＧモードで、ＰＱＣＣは４４０Ｗの有効電力Ｐ_ＶをＥＶから伝送して家庭の負荷Ｐ_Ｌ＝２１０Ｗを全面的にサポートし、その間余剰の有効電力をグリッドに投入する。そして、グリッド電力のないＶ２Ｈモードにおいて、ＰＱＣＣはＥＶを使用して負荷電力要件を全面的にサポートする。

【0089】

図１１および図１２はそれぞれ、Ｇ２ＶＨおよびＶＧ２Ｈモードにおける適応ＤＣリンク電圧制御での提案しているＶＷ－ＶＧＨ－ＰＩシステムの動的波形を示している。図１１（ａ）において、基準Ｐ_Ｖ ^＊はｔ＝０．２ｓで２００Ｗから３５０Ｗに変化している。その変化にもかかわらず、ＰＱＣＣはＰＦ_ＧおよびＴＨＤ_ｉＧを一致させて３％未満に維持している。増加したＥＶの有効電力需要を満足させるため、負荷の無効および有効電力需要を満足させながら、グリッド電流をｉ_Ｇ＝１０．１Ａから１２．２Ａに増加させている。図１１（ｂ）は、電力増加に対応する、ＢＤ－ＷＰＴモジュールにおいて増加した電圧と電流を示している。図１１（ｃ）～（ｄ）は、ソフトスイッチング動作がどのようにして提案している適応ＤＣリンク電圧制御で達成するかを説明している。

【0090】

図１２（ａ）は、ＥＶからグリッドへの有効電力Ｐ_Ｖの投入が２００Ｗから３５０Ｗに変化する間の波形を示している。操作の間ずっと、ＰＱＣＣはＴＨＤ_ｉＧおよびＰＦ_Ｇを負荷力率ＰＦ_Ｌ＝０．７８０で一致させ＜４．６％に維持している。３５０ＷのＰ_Ｖ投入により、グリッド電流はｉ_Ｇは４．６Ａから２．７Ａに減っている。図１２（ｃ）～（ｄ）は、近接したソフトスイッチング動作を円滑にしながら、増加した電力潮流に従ってどのようにＤＣリンク電圧がＰＱＣＣの適応コントローラーにより１５０Ｖから２２０Ｖに変化するのかを示している。

【0091】

図１２に示すように、ＢＤ－ＷＰＴモジュールにおける出力および出力電圧と電流の波形は提案している制御方法により制御できる。

【0092】

本発明の実施形態は、電気自動車への特定の用途で説明されてきたが、当業者は代替の応用分野が、例えば携帯電話、時計、歯ブラシなどの携帯用電子機器を含むと認識するであろう。

【0093】

文脈が明らかに他を要さない限り、発明の説明および請求項の初めから終わりまで、単語の「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」（＝含む）などは排他的あるいは徹底的な意味とは対照的に、包括的な意味、すなわち「含めるがそれに限定せず」という意味で解釈されるべきである。

【0094】

前述の説明で既知の同等物を有する発明の特定の成分や整数が言及されているのなら、そういった同等物は、個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。

【0095】

ここで留意すべきは、本開示で説明された機能ブロック、特性、方法、装置、システムは、当業者に知られているように、システム、装置、機能ブロックの異なる組み合わせに組み込まれるか分割してもよい、ということである。適切なプログラミング言語およびプログラミング技術はどれも特定の実装のルーティンを実行するために使用することができる。手続型やオブジェクト指向など異なるプログラミング技術を採用してもよい。そのルーティンは単一の処理装置や複数のプロセッサで実行してもよい。工程、操作、演算は特定の順序で提示されてもよいが、その順序は異なる特定の実装において変更されることもある。実装によっては、本明細書に順次的なものとして示される複数の工程やブロックが同時に行われることもある。このように数例の発明の実施形態を説明したので、当業者は様々な変更、修正、改良を容易に思い付くであろう。本開示により明らかにされるそういった変更、修正、改良は、本明細書に明示的に記載されていないが、本説明の一部であると意図され、本発明の精神および範囲内にあることが意図される。それにより、前述の説明はほんの一例であり、限定するものではない。本発明は、以下の特許請求の範囲およびこれらと同等と認められるもので定義されているものに限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図10d】

【図11a】

【図11b】

【図11c】

【図11d】

【国際調査報告】