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公開番号2025173109
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-27
出願番号2024078506
出願日2024-05-14
発明の名称給電システム、電力変換装置、電力変換回路
出願人株式会社デンソーウェーブ
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20251119BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換時の変換効率の向上及び負荷変動時の応答性の向上に寄与すること。
【解決手段】住宅10に適用された給電システム11は、停電時に車両30の車載バッテリ31から電気機器14へ電力を供給可能となるように構成されている。給電システム11は、車載バッテリ31から供給される電力を直流電力から交流電力へ変換する電力変換装置40を含む。電力変換装置40は、電気機器14に対して互いに並列となるように配設された絶縁タイプのDC-DCコンバータである第1コンバータ及び第2コンバータを有してなる。第1コンバータ及び第2コンバータは配線によって接続されており、第1コンバータにおける目標電流値である第1目標電流値が第1コンバータ側から第2コンバータ側へ送信される。第2コンバータにおける目標電流値である第2目標電流値は、受信した第1目標電流値に基づいて、当該第1目標電流値よりも低くなるように設定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力負荷に対して並列となるように配設された第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータを備え、それらＤＣ－ＤＣコンバータによりバッテリから前記電力負荷へ供給する電力を直流電力から交流電力へ変換する電力変換装置であって、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電圧値及び目標とする電圧値に基づいて当該第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第１目標値が設定され、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記第１目標値又は当該第１目標値に相関のある相関値の何れかである指令値を前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータ側へ出力する出力部を備え、
前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記指令値に基づいて、当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第２目標値を設定する設定部を有し、
前記設定部は、前記第２目標値を前記第１目標値よりも低くなるように設定可能となっている電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記電力負荷にて要求電力が増加する態様の負荷変動が発生し当該負荷変動に追従するようにして供給電力を変化させる場合に前記第２目標値を少なくとも所定の期間に亘って前記第１目標値よりも低くすることにより、前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータによる供給電力の増加率を、前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータによる供給電力の増加率よりも低くなるように抑える請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である前記第２目標値は、前記指令値と当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電流値とに基づいて設定される請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記第１目標値を前記指令値として前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータ側へ出力する構成となっており、
前記第２目標値は、前記第１目標値と前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電流値とを所定の割合いで足し合わせて前記第１目標値よりも低くなるように設定される請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
商用電源から電力負荷への電力供給が途絶えている場合にバッテリから前記電力負荷へ電力を供給可能な給電システムであって、
前記電力負荷に対して並列となるように配設され、前記バッテリから前記電力負荷へ供給する電力を直流電力から交流電力へ変換する第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータを備え、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電圧値及び目標とする電圧値に基づいて当該第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第１目標値が設定され、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記第１目標値又は当該第１目標値に相関のある相関値の何れかである指令値を前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータ側へ出力する出力部を備え、
前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記指令値に基づいて、当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第２目標値を設定する設定部を有し、
前記設定部は、前記第２目標値を前記第１目標値よりも低くなるように設定可能となっている給電システム。
【請求項６】
電力負荷に対して並列となるように配設された第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータを備え、それらＤＣ－ＤＣコンバータによりバッテリから前記電力負荷へ供給する電力を直流電力から交流電力へ変換する電力変換回路であって、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電圧値及び目標とする電圧値に基づいて当該第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第１目標値が設定され、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記第１目標値又は当該第１目標値に相関のある相関値の何れかである指令値を前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータ側へ出力する出力部を備え、
前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記指令値に基づいて、当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第２目標値を設定する設定部を有し、
前記設定部は、前記第２目標値を前記第１目標値よりも低くなるように設定可能となっている電力変換回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システム、当該給電システムに適用される電力変換装置及び電力変換回路に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば住宅等の建物に適用される給電システムとして、太陽光パネル及び家庭用バッテリを有する給電システムが普及している。この種の給電システムには、例えば停電が発生した場合に家庭用バッテリから電力変換装置（詳しくは電力変換回路）を介して住宅内の電力負荷（電気機器）へ電力を供給するように構成されているものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年ではプラグインハイブリット自動車（所謂ＰＨＶ）や電気自動車（所謂ＥＶ）等の開発が進んでおり、住宅等の建物に適用される給電システムにはそれら自動車を充電可能としたものが提案されている。この種の給電システムにおいては、車載バッテリが当該給電システムに接続されている状況下にて停電等が発生した場合に、車載バッテリから電力変換装置を介して住宅内の電力負荷（電気機器）へ電力を供給する技術が検討されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１３５１２５号公報
特開２０２０－１７８４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、バッテリに蓄えられている電力については限りがあるため、バッテリからの電力供給を極力長く継続する上では、電力変換装置における変換効率を向上させる必要がある。特に、商用電源等の主電源からの電力供給が再開されるタイミングが不確定となり得ると想定すれば、バッテリからの電力供給を少しでも長く継続させて電力供給が途切れる期間を無くす又は短くすることの技術的意義は大きい。また、電力負荷にて消費される電力（要求電力）ついては必ずしも一定となるとは限らず、時間の経過等によって変動する可能性がある。そして、このような要求電力の変動（負荷変動）への追従性が低くなることは電力負荷の動作を不安定にさせる要因になり得る。つまり、電力負荷の動作の安定化を図る上では、負荷変動時の応答性を向上させる必要がある。以上詳述したように、バッテリに蓄えている電力を変換して電力負荷へ供給する上では、電力変換装置に係る構成に未だ改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記例示した課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、電力変換時の変換効率の向上及び負荷変動時の応答性の向上に寄与することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段について記載する。
【０００８】
第１の手段．電力負荷に対して並列となるように配設された第１のＤＣ－ＤＣコンバータ及び第２のＤＣ－ＤＣコンバータを備え、それらＤＣ－ＤＣコンバータによりバッテリから前記電力負荷へ供給する電力を直流電力から交流電力へ変換する電力変換装置であって、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける現在の電圧値及び目標とする電圧値に基づいて当該第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第１目標値が設定され、
前記第１のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記第１目標値又は当該第１目標値に相関のある相関値の何れかである指令値を前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータ側へ出力する出力部を備え、
前記第２のＤＣ－ＤＣコンバータは、前記指令値に基づいて、当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける目標電流値である第２目標値を設定する設定部を有し、
前記設定部は、前記第２目標値を前記第１目標値よりも低くなるように設定可能となっている。
【０００９】
本手段に示す構成によれば、第１のＤＣ－ＤＣコンバータからの指令値に基づいて第２のＤＣ－ＤＣコンバータの目標値が設定される。このような構成によれば、それらＤＣ－ＤＣコンバータの個体差等によって出力に偏りが生じることを抑制できる。ＤＣ－ＤＣコンバータには出力の大小によって変換効率が変化するという特性がある。このような特性に鑑みれば、第１のＤＣ－ＤＣコンバータの出力と第２のＤＣ－ＤＣコンバータの出力との偏りを抑えることは変換装置全体で見た場合の変換効率の向上を図る上で好ましい。
【００１０】
一方で、第１のＤＣ－ＤＣコンバータからの指令値に基づいて第２のＤＣ－ＤＣコンバータの目標値が設定される構成においては、第１のＤＣ－ＤＣコンバータに対する第２のＤＣ－ＤＣコンバータの更新周期の遅れによって当該第２のＤＣ－ＤＣコンバータの動きが第１のＤＣ－ＤＣコンバータの動きに対して遅れる可能性がある。具体的には、両ＤＣ－ＤＣコンバータにて同一の目標値を設定した場合には、先行する第１のＤＣ－ＤＣコンバータの出力が定常となった際に上記更新周期の遅れによって第１のＤＣ－ＤＣコンバータと第２のＤＣ－ＤＣコンバータとで出力の増減が逆となるといった事象が発生し得る。つまり、電力変換装置からの出力が振動し、出力が安定するまでの期間が間延びし得る。これは、負荷変動に対する応答性を向上させる上で妨げになると懸念される。この点、本手段に示す構成によれば、第２のＤＣ－ＤＣコンバータにおける第２目標値は、第１のＤＣ－ＤＣコンバータにおける第１目標値よりも低くなるように設定可能となっている。第２目標値を敢えて第１目標値よりも低く設定すれば、第２のＤＣ－ＤＣコンバータの出力の増加を第１のＤＣ－ＤＣコンバータの出力の増加に対して遅らせることができ、上述した振動を抑制可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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