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公開番号2024159505
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2024031136,2023073472
出願日2024-03-01,2023-04-27
発明の名称電力システム、給電装置、電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】より簡素な構成によって、蓄電池を搭載する車両と住居等との間での電力のやり取りが可能な技術を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る電力システム1は、電動車両40に搭載される高圧バッテリ41及び電動機42と、高圧バッテリ41の出力を交流に変換し電動機42を駆動するインバータ装置43と、電動車両40に設けられ、電動機42の電機子42Aの中性点43NPから延びる電力線PL43と、電動車両40に設けられ、電力線PL43の先端に接続される充放電口45と、住居HMに設けられる電源系20と、電源系20から延びるように設けられ、先端が充放電口45に電気的に接続可能な充放電ケーブル25と、を備え、高圧バッテリ41は、インバータ装置43、中性点43NP、電力線PL43、及び充放電ケーブル25を通じて、電源系20から供給される電力で充電可能であると共に、電源系20に電力を放電可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記電源系は、前記住居又は前記施設の電気負荷への電力供給を行う複数の負荷系統を含み、
前記複数の負荷系統の少なくとも一部には、その負荷系統が前記電力接続部及び所定の電源のうちの何れか一方のみに電気的に接続する状態と何れか他方のみに電気的に接続する状態とを切り替え可能な第２のスイッチが設けられる、
電力システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記中性点の交流が直流成分を含まないように作用する直流カットコンデンサを備える、
電力システム。
【請求項３】
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記第１の電力変換装置は、直流リンクの正側の電線及び負側の電線の間に直列接続により設けられる複数の平滑コンデンサを含み、
一端が前記複数の平滑コンデンサのうちの隣り合う２つの平滑コンデンサの間の中間点と接続されると共に、他端が前記電力接続部と接続される第２の電力線が設けられる、
電力システム。
【請求項４】
前記電源系に設けられ、前記住居又は前記施設の電気負荷、前記電力接続部、及び所定の電源のそれぞれと電気的に接続される給電装置を備え、
前記給電装置が前記電力接続部を通じて前記所定の電源の交流を前記第１の電力線に供給し、前記第１の電力変換装置が前記第１の電力線に供給される交流を直流に変換し前記蓄電池に出力することにより、前記所定の電源の電力で前記蓄電池を充電させ、
前記第１の電力変換装置が前記蓄電池の出力を交流に変換して前記電機子側に出力し、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて前記電源系に供給すると共に、前記給電装置がその電力を前記電気負荷に供給することにより、前記蓄電池の電力を前記電気負荷に放電させる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力システム。
【請求項５】
前記電源系は、電力系統の交流を前記住居又は前記施設に配電する交流配電系統と電気的に接続され、
前記交流配電系統と前記電源系との間を電気的に開閉可能な第１のスイッチが設けられる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力システム。
【請求項６】
前記電力接続部は、前記車両において、前記第１の電力線の先端に設けられる充放電口と、前記電源系から延びるように設けられ、その先端が前記充放電口に電気的に接続可能な充放電ケーブルとを含む、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力システム。
【請求項７】
前記第１の電力変換装置が前記蓄電池の出力を交流に変換する際の出力電流の高周波成分を除去するフィルタコンデンサを備える、
請求項６に記載の電力システム。
【請求項８】
前記フィルタコンデンサは、前記電源系に設けられる、
請求項７に記載の電力システム。
【請求項９】
前記電源系に設けられ、前記中性点の交流が直流成分を含まないように作用する直流カットコンデンサを備える、
請求項６に記載の電力システム。
【請求項１０】
前記電力接続部は、前記車両及び前記電源系のそれぞれに設けられ、相互間での電力の送受電が可能な第１の送受電部及び第２の送受電部を含み、
前記第１の送受電部は、前記第１の電力線の前記中性点とは反対側に接続される、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力システム等に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、住居や施設と蓄電池を搭載する電動車両とを電力のやり取りが可能なように接続し、住居等からの電力の供給で蓄電池を充電させたり、蓄電池の電力を住居等の電気負荷に放電させたりする技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－６１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、住居等の電力で蓄電池を充電する場合、交流を直流に変換する必要があり、蓄電池の電力を住居等の電気負荷に放電する場合、直流を交流に変換する必要がある。そのため、車両や住居等に蓄電池の充放電のための電力変換装置を設ける必要が生じうる。
【０００５】
本開示では、より簡素な構成によって、蓄電池を搭載する車両と住居等との間での電力のやり取りが可能な技術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】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記電源系は、前記住居又は前記施設の電気負荷への電力供給を行う複数の負荷系統を含み、
前記複数の負荷系統の少なくとも一部には、その負荷系統が前記電力接続部及び所定の電源のうちの何れか一方のみに電気的に接続する状態と何れか他方のみに電気的に接続する状態とを切り替え可能な第２のスイッチが設けられる、
電力システムが提供される。
【０００７】
また、本開示の他の実施形態では、
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記中性点の交流が直流成分を含まないように作用する直流カットコンデンサを備える、
電力システムが提供される。
【０００８】
また、本開示の更に他の実施形態では、
車両に搭載される蓄電池と、
前記車両に搭載される電動機と、
前記車両において、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する第１の電力変換装置と、
前記車両において、前記電動機の電機子の中性点から延びる第１の電力線と、
住居又は施設に設けられる電源系と、
前記電源系と前記第１の電力線との間を電力のやり取りが可能なように接続する電力接続部と、を備え、
前記蓄電池は、前記第１の電力変換装置、前記中性点、前記第１の電力線、及び前記電力接続部を通じて、前記電源系から供給される電力で充電可能であると共に、前記電源系に電力を放電可能であり、
前記第１の電力変換装置は、直流リンクの正側の電線及び負側の電線の間に直列接続により設けられる複数の平滑コンデンサを含み、
一端が前記複数の平滑コンデンサのうちの隣り合う２つの平滑コンデンサの間の中間点と接続されると共に、他端が前記電力接続部と接続される第２の電力線が設けられる、
電力システムが提供される。
【０００９】
また、本開示の更に他の実施形態では、
住居又は施設に設けられ、蓄電池と、電動機と、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する電力変換装置と、前記電動機の電機子の中性点から延びる電力線と、を有する車両と、電力接続部を通じて電力のやり取りが可能な給電装置であって、
前記住居又は前記施設の電気負荷、前記電力接続部、及び所定の電源のそれぞれと、電気的に接続され、
前記電力接続部を通じて前記所定の電源の交流を前記電力線に供給することにより、前記所定の電源の電力で前記蓄電池を充電させ、
前記電力接続部を通じて前記電力線から供給される交流を前記電気負荷に供給することにより、前記蓄電池の電力を前記電気負荷に放電させ、
前記電気負荷への電力供給を行う複数の負荷系統を含み、
前記複数の負荷系統の少なくとも一部には、その負荷系統が前記電力接続部及び前記所定の電源のうちの何れか一方のみに電気的に接続する状態と何れか他方のみに電気的に接続する状態とを切り替え可能な第２のスイッチが設けられる、
給電装置が提供される。
【００１０】
また、本開示の更に他の実施形態では、
住居又は施設に設けられ、蓄電池と、電動機と、前記蓄電池及び前記電動機の双方と電気的に接続され、前記蓄電池の出力を交流に変換し前記電動機を駆動する電力変換装置と、前記電動機の電機子の中性点から延びる電力線と、を有する車両と、電力接続部を通じて電力のやり取りが可能な給電装置であって、
前記住居又は前記施設の電気負荷、前記電力接続部、及び所定の電源のそれぞれと、電気的に接続され、
前記電力接続部を通じて前記所定の電源の交流を前記電力線に供給することにより、前記所定の電源の電力で前記蓄電池を充電させ、
前記電力接続部を通じて前記電力線から供給される交流を前記電気負荷に供給することにより、前記蓄電池の電力を前記電気負荷に放電させ、
前記中性点の交流が直流成分を含まないように作用する直流カットコンデンサを備える、
給電装置が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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