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公開番号2024073182
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-29
出願番号2022184257
出願日2022-11-17
発明の名称電力伝送システム、及び電力伝送プログラム
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 50/50 20160101AFI20240522BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電磁気的に結合された複数の電力変換装置を備える電力伝送システムにおいて、互いに離れた2つの電力変換装置間で伝送可能な最大電力を増加させる。
【解決手段】電力伝送システム(100)は、3以上の電力変換装置(10,20,30)と、3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を入出力する入出力部(11,21,31)と、3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を伝送する伝送部(15,25,35)と3以上の電力変換装置を制御する制御部(90)と、を備える。伝送部が磁路(71,72)により互いに電磁気的に結合されている。制御部は、3以上の電力変換装置のうちの第1電力変換装置(10)と第2電力変換装置(30)との間で電力を伝送する際に、第1伝送部(15)と第2伝送部(35)との間に配置された中間伝送部(25)に接続された中間電力変換装置(20)の少なくとも1つを動作状態に制御する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
3以上の電力変換装置(10,20,30,40,50)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を入出力する入出力部(11,21,31,41,51)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を伝送する伝送部(15,25,35,45,55)と、
前記3以上の電力変換装置を制御する制御部(90)と、
を備え、前記伝送部が磁路(71,72,73,74)により互いに電磁気的に結合されている電力伝送システム(100,200,300)であって、
前記制御部は、前記3以上の電力変換装置のうちの第1電力変換装置(10)と第2電力変換装置(30,50)との間で電力を伝送する際に、前記第1電力変換装置に接続された前記伝送部である第1伝送部(15)と、前記第2電力変換装置に接続された前記伝送部である第2伝送部(35,55)との間に配置された前記伝送部である中間伝送部(25,35,45)に接続された前記電力変換装置である中間電力変換装置(20,30,40)の少なくとも1つを動作状態に制御する、電力伝送システム。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
3以上の前記伝送部は、互いに着脱可能な前記伝送部である着脱伝送部(15,25)を少なくとも2つ含み、
互いに別個の前記着脱伝送部にそれぞれ接続された前記電力変換装置(10,20)は、自身に接続された前記着脱伝送部及び前記入出力部(11,21)と共に互いに別個の筐体(81,82)にそれぞれ収納されている、請求項1に記載の電力伝送システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記第1伝送部から前記第2伝送部へ伝送する電力の目標値が大きいほど、動作状態に制御する前記中間電力変換装置の数を多くする、請求項1又は2に記載の電力伝送システム。
【請求項4】
前記制御部は、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置との間で電力を伝送する際に、動作状態に制御する前記中間電力変換装置(30)に接続された前記伝送部である中継伝送部(35)が、動作状態に制御しない複数の前記中間電力変換装置(20,40)にそれぞれ接続された前記伝送部である非中継伝送部(25,45)を、最も均等に近い数の連続する前記非中継伝送部のグループに分けるように、動作状態に制御する前記中間電力変換装置を選択する、請求項1又は2に記載の電力伝送システム。
【請求項5】
前記制御部は、前記第1伝送部から前記第2伝送部へ伝送する電力の目標値が大きいほど、定格電力が大きい前記中間電力変換装置を動作状態に制御する、請求項1又は2に記載の電力伝送システム。
【請求項6】
前記制御部は、前記第1電力変換装置と前記第2電力変換装置との間で電力を伝送する際に、動作状態に制御する前記中間電力変換装置に接続された前記入出力部が出力する電力が0になるように、動作状態に制御する前記中間電力変換装置を制御する、請求項1又は2に記載の電力伝送システム。
【請求項7】
前記伝送部は、前記電力変換装置に接続されたコイル(16,26,36,46,56)と、前記コイルが巻回されて前記磁路に接続された磁性体コア(17,27,37,47,57)とを含む、請求項1又は2に記載の電力伝送システム。
【請求項8】
3以上の電力変換装置(10,20,30,40,50)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を入出力する入出力部(11,21,31,41,51)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を伝送する伝送部(15,25,35,45,55)と、
前記3以上の電力変換装置を制御する制御部(90)と、
を備え、前記伝送部が磁路(71,72,73,74)により互いに電磁気的に結合されている電力伝送システム(100,200,300)、に適用される電力伝送プログラムであって、
前記制御部に、
前記3以上の電力変換装置のうちの第1電力変換装置(10)と第2電力変換装置(30,50)との間で電力を伝送させる際に、前記第1電力変換装置に接続された前記伝送部である第1伝送部(15)と、前記第2電力変換装置に接続された前記伝送部である第2伝送部(35,55)との間に配置された前記伝送部である中間伝送部(25,35,45)に接続された前記電力変換装置である中間電力変換装置(20,30,40)の少なくとも1つを動作状態に制御させる、電力伝送プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁気的に結合された複数の電力変換装置を備える電力伝送システムに関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、複数の電源ユニット(電力変換装置)を備える電源装置が記載されている。この電源装置では、複数の電源ユニットは、電源ユニットとは別に設けられた配線用バックボードを介して互いに電気的に接続されており、配線用バックボードを介して電力の授受を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2001-268892号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、電力を伝送する構成として、複数の電力変換装置を電気的に接続する構成の他に、磁路を介して複数の電力変換装置を電磁気的に結合する構成が考えられる。こうした構成によれば、2つの電力変換装置間を電気的に絶縁した状態で電力を伝送することができる。しかし、電力変換装置の数が増えるほど、互いに離れた2つの電力変換装置間の磁路長が長くなり、2つの電力変換装置間の漏れインダンクタンスが大きくなる。このため、互いに離れた2つの電力変換装置間で伝送可能な最大電力が減少することとなる。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、電磁気的に結合された複数の電力変換装置を備える電力伝送システムにおいて、互いに離れた2つの電力変換装置間で伝送可能な最大電力を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための第1の手段は、
3以上の電力変換装置(10,20,30,40,50)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を入出力する入出力部(11,21,31,41,51)と、
前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を伝送する伝送部(15,25,35,45,55)と、
前記3以上の電力変換装置を制御する制御部(90)と、
を備え、前記伝送部が磁路(71,72,73,74)により互いに電磁気的に結合されている電力伝送システム(100,200,300)であって、
前記制御部は、前記3以上の電力変換装置のうちの第1電力変換装置(10)と第2電力変換装置(30,50)との間で電力を伝送する際に、前記第1電力変換装置に接続された前記伝送部である第1伝送部(15)と、前記第2電力変換装置に接続された前記伝送部である第2伝送部(35,55)との間に配置された前記伝送部である中間伝送部(25,35,45)に接続された前記電力変換装置である中間電力変換装置(20,30,40)の少なくとも1つを動作状態に制御する。
【0007】
上記構成によれば、入出力部は、前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を入出力する。伝送部は、前記3以上の電力変換装置にそれぞれ接続されて電力を伝送する。このため、制御部が前記3以上の電力変換装置のうちの第1電力変換装置を制御することにより、第1電力変換装置に接続された入出力部から入力した電力を、第1電力変換装置に接続された第1伝送部へ出力することができる。第1伝送部と、前記3以上の電力変換装置のうちの第2電力変換装置に接続された第2伝送部とが磁路により電磁気的に結合されている。このため、制御部が第2電力変換装置を制御することにより、第1伝送部から第2伝送部へ電力を電気的に絶縁した状態で伝送し、第2電力変換装置に接続された入出力部から電力を出力することができる。
【0008】
ここで、第1電力変換装置と第2電力変換装置との間で電力を伝送する際に、第1伝送部と第2伝送部との間に配置された中間伝送部に接続された中間電力変換装置が停止状態である場合は、第1伝送部から磁路を介して第2伝送部へ直接電力が伝送される。この場合、第1伝送部から第2伝送部までの磁路長が長くなり、第1伝送部と第2伝送部との間の漏れインダクタンスが大きくなる。その結果、第1伝送部と第2伝送部との間で伝送可能な最大電力が減少することとなる。
【0009】
これに対して、前記制御部は、第1電力変換装置と第2電力変換装置との間で電力を伝送する際に、中間伝送部に接続された中間電力変換装置の少なくとも1つを動作状態に制御する。この場合、第1伝送部から磁路及び中間伝送部を介して第2伝送部へ電力を伝送する、すなわち第1伝送部から磁路を介して中間伝送部へ電力を伝送し、中間伝送部から磁路を介して第2伝送部へ電力を伝送することができる。このため、第1伝送部から第2伝送部までの磁路長よりも、第1伝送部から中間伝送部までの磁路長、及び中間伝送部から第2伝送部までの磁路長をそれぞれ短くすることができる。したがって、第1伝送部と第2伝送部との間の漏れインダクタンスよりも、第1伝送部と中間伝送部との間の漏れインダクタンス、及び中間伝送部と第2伝送部との間の漏れインダクタンスを小さくすることができる。その結果、中間電力変換装置が停止状態である場合に第1伝送部と第2伝送部との間で伝送可能な最大電力よりも、中間電力変換装置が動作状態である場合に、第1伝送部と中間伝送部との間で伝送可能な最大電力、及び中間伝送部と第2伝送部との間で伝送可能な最大電力を大きくすることができ、ひいては第1伝送部と第2伝送部との間で伝送可能な最大電力を増加させることができる。
【0010】
第2の手段では、3以上の前記伝送部は、互いに着脱可能な前記伝送部である着脱伝送部(15,25)を少なくとも2つ含み、互いに別個の前記着脱伝送部にそれぞれ接続された前記電力変換装置(10,20)は、自身に接続された前記着脱伝送部及び前記入出力部(11,21)と共に互いに別個の筐体(81,82)にそれぞれ収納されている。こうした構成によれば、電力変換装置、着脱伝送部、及び入出力部を、筐体ごと着脱することができ、ユーザの要望に合わせて電力伝送システムの編成を容易に変更することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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