(57)【要約】【課題】直流電力供給源と直流電力供給先の機器との間の給電経路の通電状態を簡素な構成によって検査する。【解決手段】スイッチング回路５は、電力系統２の交流電圧を直流電圧に変換するときに振幅の小さい交流成分（脈流）を含む状態で変換する。充放電装置１の充電ケーブル８が電気自動車４に接続されると、上記の交流成分による交流電流をコンデンサＣ１，Ｃ２を介して電気自動車４側に流す。その交流電流を電流センサＣＳによって検出することにより、通電状態を検査する。【選択図】図１
2014033558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路と当該電圧変換回路から直流電圧が与えられる機器との間の電流経路に流れる電流を非接触で検出することにより前記電流経路の通電状態を検査する検査器とを備え、
前記電圧変換回路は脈流を含んだ直流電圧を出力することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電圧変換回路は、直流電力を出力する出力コンデンサを有し、前記電力系統からの交流電力を前記出力コンデンサに供給する第１動作と、前記出力コンデンサに蓄えられた電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する第２動作とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、前記電力系統の周波数に基づいて前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電圧変換回路が直流電力を供給する電力供給線に、太陽電池および蓄電池システムの少なくとも１つが接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
蓄電池を含む電気車両と、当該電気車両に対して充放電を行う充放電装置とを備えた充放電システムであって、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置を前記充放電装置として備え、
前記電力変換装置における前記電圧変換回路が前記充放電装置に設けられ、前記電力変換装置における前記検査器が前記電気車両に設けられ、
前記充放電装置は、前記電圧変換回路の出力段に設けられたコンデンサと、充電時に当該コンデンサの両端を短絡するスイッチとを有していることを特徴とする充放電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、直流電力を供給する装置に対する電力供給線の通電状態を非接触で電気的接続を検査する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車をはじめとした電気車両は、蓄電池を搭載しており、蓄電池を充電するために、充電装置を蓄電池と接続する必要がある。充電を行うとき、充電装置と蓄電池との間の電気的接続が正しく行われていないと、短絡や感電の可能性があるために、安全性の観点から好ましくない。したがって、充電に先立って、充電装置と蓄電池との間の通電状態が確保されていることを確認する必要がある。これは、蓄電池に限らず、直流電力源と、当該直流電力源から直流電力の供給を受ける機器との間の通電も同様であり、機器への通電に先立って、電源と機器との間の通電状態が確保されていることを確認する必要がある。
【０００３】
交流の場合、検電器を用いることにより、電力ケーブルの被覆上から非接触で通電状態を検査することができる。しかしながら、電気自動車などの蓄電池の充電には直流が用いられているため、交流のように、非接触で通電状態を検査することができない。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、直流電車線の活線状態を検知する検電装置が開示されている。この検電装置は、架線と電気的に接続された固定電極と、固定電極とワイヤにて接続され、かつ固定電極ととともにシリコン基板上に形成された可動電極とを備えている。架線が活線状態であれば、両電極が同電位で帯電することによって両電極間に反発力が生じ、可動電極がこの反発力を受けてシリコン基板を変形させるので、その変形をピエゾ抵抗素子で検知することによって、架線が活線であると判断できる。
【０００５】
一方、特許文献２には、電気自動車への充電の開始前に充電ケーブルの接続状態を監視するためのシステムが開示されている。このシステムでは、交流電源の交流電圧から５Ｖ程度の交流電圧を生成し、この交流電圧を充電ケーブルへ印加した結果、充電ケーブルおよび電気自動車に形成される充電経路に流れる交流電流を検出することによって、充電ケーブルの通電状態を確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０５９７８号公報（２００７年８月１６日公開）
【特許文献２】特許３２１４０４５号公報（２００１年１０月２日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の検電装置では、超高電圧による検査のため、装置の構成が複雑になるという不都合がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載のシステムでは、交流電流を検出するので、従来の検電器を用いることができる。しかしながら、交流電流を発生させるためのトランスなどの構成が必要となり、システムのコスト上昇を招いている。しかも、交流回路と直流回路とを切り替えるためのリレーの制御が必要となり、制御の複雑さも招いている。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直流電力供給源と直流電力供給先の機器との間の給電経路の通電状態を簡素な構成によって検査することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電力変換装置は、上記の課題を解決するために、電力系統から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路と当該電圧変換回路から直流電圧が与えられる機器との間の電流経路に流れる電流を非接触で検出することにより前記電流経路の通電状態を検査する検査器とを備え、前記電圧変換回路が脈流を含んだ直流電圧を出力することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成では、電力系統の交流電圧が、電圧変換回路によって、脈流を含んだ直流電圧が出力される。このとき、電圧変換回路と機器との間の電流経路に流れる電流にもその脈流に基づく交流成分が含まれる。そこで、検査器によって、電流経路に流れる電流が検出されると、その電流経路が通電していることになる。
【００１２】
このように、電流経路に流す交流電流が電圧変換回路によって得られるので、そのような交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなる。したがって、電力変換装置の構成の複雑化を回避することができる。
【００１３】
前記電力変換装置において、前記電圧変換回路は、直流電力を出力する出力コンデンサを有し、前記電力系統からの交流電力を前記出力コンデンサに供給する第１動作と、前記出力コンデンサに蓄えられた電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する第２動作とを交互に繰り返すことが好ましい。また、前記電圧変換回路は、前記電力系統の周波数に基づいて前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返すことが好ましい。
【００１４】
上記の構成では、機器が直流電力で動作する機器であり、他の直流電力源から直流電力を供給されるような場合、電圧変換回路が電力系統の交流電圧を直流電圧に変換するときに脈流が得られなくなるので、交流電流も得られなくなる。このような場合は、電圧変換回路が第１動作と第２動作とを繰り返すことによって、変動する電力が得られる。したがって、この変動する電流を検査器によって検出することができる。
【００１５】
また、電圧変換回路が、電力系統の周波数に基づいて第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことにより、電力系統の周波数に合わせて変動する電流を得ることができる。
【００１６】
前記電力変換装置において、前記電圧変換回路が直流電力を供給する電力供給線に、太陽電池および蓄電池システムの少なくとも１つが接続されていることが好ましい。
【００１７】
上記の構成では、前述の直流電力源として太陽電池および蓄電池システムが利用されるので、上記のように変動する電流を得ることを有効に利用することができる。
【００１８】
本発明に係る充放電システムは、電気車両と、当該電気車両に対して充放電を行う充放電装置とを備えた充放電システムであって、前述のいずれかの電力変換装置を前記充放電装置として備え、前記電力変換装置における前記電圧変換回路が前記充放電装置に設けられ、前記電力変換装置における前記検査器が前記電気車両に設けられ、前記充放電装置が、前記電圧変換回路の出力段に設けられたコンデンサと、充電時に当該コンデンサの両端を短絡するスイッチとを有していることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成では、蓄電池の充電に先立って、電圧変換回路から出力される交流成分を含む電流がコンデンサによって交流成分のみが追加する。これにより、この交流電流を検査器によって検出することができる。また、蓄電池の充電時には、スイッチによってコンデンサの両端を短絡することによって、電圧変換回路からの出力電圧をスイッチを介して蓄電池に充電することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る電力変換装置は、上記のように構成されることにより、直流電力供給源と直流電力供給先の機器との間の給電経路の通電状態を簡素な構成によって検査することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る充放電システムの構成を示す回路図である。
【図２】上記充放電システムにおける充放電装置に設けられるスイッチング回路の出力電圧の変化を示す図である。
【図３】上記充放電装置の充電時の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】上記充放電装置の放電時の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】上記充放電システムの動作の手順を示すフローチャートである。における放電時の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態２に係る充放電システムの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施形態１］
本発明に係る一実施形態について、図１〜図５を参照して以下に説明する。
【００２３】
〔充放電システムの構成〕
図１は、本実施形態に係る放電システム１１の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、充放電システム１１は、充放電装置１、電力系統２、ラインフィルタ３および電気自動車４を備えている。
【００２５】
〈電力系統およびラインフィルタの構成〉
電力系統２は、互いに位相が９０°異なる交流電圧Ｖ１，Ｖ２を出力する。
【００２６】
ラインフィルタ３は、ラインバイパスコンデンサＣ０１，Ｃ０２と、ノーマルモードチョークコイルＬ１，Ｌ２とを有している。
【００２７】
ラインバイパスコンデンサＣ０１，Ｃ０２は、電力系統２の２つの出力線間に直列に接続されており、ラインバイパスコンデンサＣ０１，Ｃ０２の間でグランドラインに接続されている。これらのラインバイパスコンデンサＣ０１，Ｃ０２は、コモンモードノイズをグランドラインにバイパスさせるために設けられている。ノーマルモードチョークコイルＬ１，Ｌ２は、電力系統２の２つの出力線にそれぞれ接続されており、ノーマルモードノイズを吸収するインダクタである。
【００２８】
ノーマルモードチョークコイルＬ１の出力端子には、電圧センサＶＳ１が設けられている。電圧センサＶＳ１により、ノーマルモードチョークコイルＬ１の出力端子の電圧が計測される。一方、ノーマルモードチョークコイルＬ２の出力端子には、電圧センサＶＳ２が設けられている。電圧センサＶＳ２により、ノーマルモードチョークコイルＬ２の出力端子の電圧が計測される。
【００２９】
〈充放電装置の構成〉
充放電装置１（電力変換装置）は、スイッチング回路５と、制御装置６と、充電コネクタ７と、充電ケーブル８と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを有している。
【００３０】
《充電コネクタおよび充電ケーブルの構成》
充電コネクタ７は、充電ケーブル８を電気自動車４の充電ポートに接続するためのコネクタであり、充電ケーブル８の先端に設けられている。この充電コネクタ７は、充電方式に応じた電極配置となるように構成されている。
【００３１】
充電ケーブル８は、充放電装置１および電気自動車４との間の通信および電力伝送を行うためのケーブルであり、通信線および電力線がケーブル被覆に収容されることによって構成されている。この充電ケーブル８は、通常、切り離しできないように充放電装置１と接続されており、充放電装置１の一部として構成される。
【００３２】
《スイッチング回路の構成》
図２は、スイッチング回路５の出力電圧の変化を示す図である。
【００３３】
スイッチング回路５（電圧変換回路）は、電力系統２からの交流電力を直流電力に変換するとともに、電気自動車４の蓄電池９から放電された直流電力を交流電力に変換するための双方向のインバータである。このスイッチング回路５は、上記の電力変換を行うために、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、アンプＡ１〜Ａ４と、コンデンサＣ３とを有している。
【００３４】
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成される。あるいは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、ＧａＮ（窒化ガリウム）層を有する電界効果トランジスタ（ＧａＮトランジスタ）であってもよい。
【００３５】
スイッチング素子Ｓ１は、出力端子がノーマルモードチョークコイルＬ２の出力端子に接続され、入力端子がコンデンサＣ３の一端に接続されている。スイッチング素子Ｓ２は、出力端子がコンデンサＣ３の他端に接続され、入力端子がノーマルモードチョークコイルＬ２の出力端子に接続されている。スイッチング素子Ｓ３は、出力端子がノーマルモードチョークコイルＬ１の出力端子に接続され、入力端子がコンデンサＣ３の一端に接続されている。スイッチング素子Ｓ４は、出力端子がコンデンサＣ３の他端に接続され、入力端子がノーマルモードチョークコイルＬ１の出力端子に接続されている。
【００３６】
コンデンサＣ３（出力コンデンサ）は、交流電圧がスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４で整流されることによって得られた電圧を平滑するために設けられた平滑コンデンサである。このコンデンサＣ３は、１ｍＦ程度の容量を有している。
【００３７】
コンデンサＣ３の両端には、電圧センサＶＳ３が設けられている。この電圧センサＶＳ３により、コンデンサＣ３の両端の電圧Ｖ３、すなわち充放電装置１の出力電圧が計測される。
【００３８】
アンプＡ１〜Ａ４は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御端子に入力される制御電圧を増幅する回路である。アンプＡ１〜Ａ４に入力される制御電圧は、制御装置６から出力される。
【００３９】
ダイオードＤ１〜Ｄ４は、それぞれスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の入出力端子間に接続されている。これらのダイオードＤ１〜Ｄ４は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４における逆方向への電流の流れを阻止するために設けられている。
【００４０】
上記のように構成されるスイッチング回路５は、電力系統２から供給される交流電力を直流化するが、図２に示すように、振幅の小さい交流成分（脈流）が残るように完全には直流化しない。脈流の振幅の大きさは、直流電圧の５％程度が好ましく、例えば、４００Ｖの直流電圧に対して２０Ｖ程度である。
【００４１】
なお、スイッチング回路５は、蓄電池９の電圧に合うように、交流−直流変換時に整流と昇圧とを行う、かつ双方向（交流−直流変換および直流−交流変換）で動作させるために、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が必要である。
【００４２】
《スイッチおよびコンデンサの構成》
スイッチＳＷ１は、コンデンサＣ３の一端と充電コネクタ４（充電ケーブルにおける一方（正極側）の電力線）との間に接続されている。スイッチＳＷ２は、コンデンサＣ３の一端と充電コネクタ４（充電ケーブルにおける他方（負極側）の電力線）との間に接続されている。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、コンデンサＣ３と充電コネクタ４との間を開閉するスイッチであり、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端をそれぞれ短絡する。
【００４３】
コンデンサＣ１は、スイッチング回路５の出力段においてスイッチＳＷ１と並列に設けられており、スイッチＳＷ１の両端に接続されている。コンデンサＣ２は、スイッチング回路５の出力段においてスイッチＳＷ２と並列に設けられており、スイッチＳＷ２の両端に接続されている。
【００４４】
コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値は、独立して設定することが可能である。これらの容量値は、大きすぎると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＮする前に大きな交流電流が流れることから、充電コネクタ４に触れると感電の虞があるので、適正な値に設定される。例えば、４００Ｖの直流電圧に対して、コンデンサＣ１，Ｃ２は、１０μＦ程度の容量値に設定される。
【００４５】
《制御装置の構成》
制御装置６は、電気自動車４と通信することによって、電気自動車４の蓄電池９の充放電を制御するとともに、スイッチング回路５およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作を制御する。制御装置６は、上記の制御を行うために、充放電制御部６１と、スイッチング回路制御部６２と、スイッチ制御部６３とを有している。
【００４６】
充放電制御部６１は、電気自動車４との通信によって充電を制御する。具体的には、充放電制御部６１は、充放電装置１の能力（最大出力電圧、最大出力電流など）を電気自動車４に与える。
【００４７】
充放電制御部６１は、蓄電池９の充電動作時に、電気自動車４から充電許可および指示電流値を受けて、指示された電流値の電流を供給するようにスイッチング回路制御部６２にスイッチング回路５の動作を制御するための制御指示を与える。また、後述するように、充電ケーブル８が電気自動車４に接続されていない状態で、スイッチング回路制御部６２が、コンデンサＣ３に対する充放電動作を繰り返すようにスイッチング回路５を制御する。ただし、充放電制御部６１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が接続するまでは、Ｖ３の電圧が４００±２０Ｖになるように制御し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続後に、蓄電池９の充電または放電のいずれを行うかの制御と、充放電電流の制御とを行う。このため、充放電制御部６１は、接続信号を与えることによって、充電コネクタ７の電気自動車４への接続をスイッチング回路制御部６２に通知する。
【００４８】
充放電制御部６１は、蓄電池９の充放電が終了したときにスイッチ制御部６３がスイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦさせるように、スイッチ制御部６３に制御指示を与える。このため、充放電制御部６１は、充放電終了信号を与えることによって、蓄電池９が充放電動作を終了したことをスイッチ制御部６３に通知する。
【００４９】
スイッチング回路制御部６２は、電力系統２からの交流電圧を直流電圧に変換するように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング動作を制御する。また、スイッチング回路制御部６２は、電気自動車４の蓄電池９から放電される直流電圧を交流電圧に変換するように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング動作を制御する。
【００５０】
スイッチング回路制御部６２は、電力系統２からの交流電力をコンデンサＣ３に供給する動作（第１動作）と、コンデンサＣ３に蓄えられた電力を電力系統２に供給する動作（第２動作）とを交互に繰り返すように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング動作を制御する。この繰り返し動作は、例えば、電力系統２の周波数（周期）で行われる。例えば、上記の繰り返す動作は、電力系統２が５０Ｈｚである場合、２０ｍｓの周期で行われ、電力系統２が６０Ｈｚである場合、１６．７ｍｓの周期で行われる。また、スイッチング回路制御部６２は、充放電制御部６１からの前述の接続信号を受けて、上記の動作を繰り返して、蓄電池９の充放電動作に備えて待機する。
【００５１】
スイッチング回路制御部６２は、充放電制御部６１からの前述の制御指示に基づいて、上記の制御動作を蓄電池９の充放電動作と連動して行う。
【００５２】
スイッチ制御部６３は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉動作を制御する。具体的には、スイッチ制御部６３は、電気自動車４に設けられている後述する電流センサＣＳが電流を検出すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＮするように制御する。また、スイッチ制御部６３は、充放電制御部６１からの充放電終了信号の入力によって、蓄電池９の充放電が終了したことを認識すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦするように制御する。
【００５３】
〔電気自動車の構成〕
電気自動車４（電気車両）は、蓄電池９と、電流センサＣＳと、コンデンサＣ４とを有している。
【００５４】
蓄電池９は、電気自動車４に設けられる図示しない電気モータに供給するための電力を蓄える大容量の蓄電池である。この蓄電池９は、例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。
【００５５】
電流センサＣＳ（検査器）は、蓄電池９に流れる電流を、当該電流が流れる回路に電気的に非接触で検出する検出器である。この電流センサＣＳとしては、カレントトランスを備えたセンサや、ホール素子によって磁気的に電流を検出するセンサなどが用いられる。
【００５６】
なお、電流センサＣＳは、電気自動車４に設けられているが、スイッチ制御部６３がスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ・ＯＦＦを制御するための検出器であってスイッチ制御部６３に接続されていることから、充放電装置１の構成要素であるものとする。
【００５７】
コンデンサＣ４は、電気自動車４において、コンデンサＣ１，Ｃ２を介して流れる交流電流を流し、蓄電池９の充電電流を直流に平滑化するために設けられるコンデンサである。
【００５８】
なお、電気自動車４は、図示はしないが、充電ポートと蓄電池９との間の電流路の開閉を行うコンタクタ（電磁接触器）を有している。また、電気自動車４は、図示はしないが、蓄電池９の状態を管理する蓄電池管理部を有している。この蓄電池管理部は、特に、前述の充放電制御部６１との間で通信を行うことにより、蓄電池９の充電を制御する。このために、蓄電池管理部は、前述の充電許可、指示電流値、蓄電池情報などを充放電制御部６１に与える。
【００５９】
〔充放電システムの動作〕
続いて、上記のように構成される充放電システム１１の動作について説明する。
【００６０】
図３は、充放電装置１の充電時の動作を示すタイミングチャートである。図４は、充放電装置１の放電時の動作を示すタイミングチャートである。図５は、充放電システム１１の動作の手順を示すフローチャートである。
【００６１】
〈充電時のスイッチング回路の動作（充電シーケンス）〉
スイッチング回路５は、蓄電池９を充電するとき、スイッチング回路制御部６２によって、図３に示すように動作が制御される。
【００６２】
電力系統２の交流電圧Ｖ１の値が正である場合（Ｖ１＞０）、スイッチング素子Ｓ１は、ＯＦＦ状態を維持する。この状態で、まず、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がＯＦＦし、スイッチング素子Ｓ４がＯＮする。これにより、ノーマルモードチョークコイルＬ１から、スイッチング素子Ｓ４、ダイオードＤ２、ノーマルモードチョークコイルＬ２へと電流が流れて、ノーマルモードチョークコイルＬ１，Ｌ２にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子Ｓ４がＯＦＦし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がＯＮすると、ノーマルモードチョークコイルＬ１、スイッチング素子Ｓ３、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ２、ノーマルモードチョークコイルＬ２の経路で、交流電圧より昇圧された電圧が発生し、コンデンサＣ３の電荷が保持される。このような動作を交互に繰り返して行うことにより、コンデンサＣ３の両端の電圧が蓄電池９に出力する電圧Ｖ３に達する。
【００６３】
一方、電力系統２の交流電圧Ｖ２の値が正である場合（Ｖ２＞０）、スイッチング素子Ｓ３は、ＯＦＦ状態を維持する。この状態で、まず、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がＯＦＦし、スイッチング素子Ｓ２がＯＮする。すると、ノーマルモードチョークコイルＬ２から、スイッチング素子Ｓ２、ダイオードＤ４、ノーマルモードチョークコイルＬ１へと電流が流れて、ノーマルモードチョークコイルＬ１，Ｌ２にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子Ｓ２がＯＦＦし、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がＯＮすることにより、ノーマルモードチョークコイルＬ２、スイッチング素子Ｓ１、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ４、ノーマルモードチョークコイルＬ１の経路で電流が流れる。これにより、コンデンサＣ３の電荷が保持される。このような動作を交互に繰り返して行うことにより、コンデンサＣ３の両端の電圧が蓄電池９に出力する電圧Ｖ３に達する。
【００６４】
〈放電時のスイッチング回路の動作（放電シーケンス）〉
スイッチング回路５は、蓄電池９を放電するとき、スイッチング回路制御部６２によって、図４に示すように動作が制御される。これにより、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれゲート信号Ｖｓ１〜Ｖｓ４が“１”レベルのときＯＮし、“０”レベルのときにＯＦＦする。
【００６５】
正の交流電圧を得る場合、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のＯＮ時間の一部が重なり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４は、一方がＯＮするとき他方がＯＦＦする。また、一方、負の交流電圧を得る場合、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のＯＮ時間の一部が重なり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３は、一方がＯＮするとき他方がＯＦＦする。
【００６６】
このとき、図４に示すように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４による上記のスイッチング動作で断続的に得られる電圧がコンデンサＣ３によって平滑化されることで、２００Ｖの交流電圧Ｖｉｎｖが出力される。
【００６７】
〈充放電時の充放電装置の動作〉
充放電装置１は、蓄電池９を充放電するとき、図５に示すフローチャートの手順にしたがって動作する。
【００６８】
まず、充電ケーブル８が電気自動車４に接続されていない状態で、スイッチング回路５が動作し（ステップＳ１）、コンデンサＣ３の充放電を行う（ステップＳ２）。このとき、スイッチング回路５では、電力系統２からの交流電力をコンデンサＣ３に供給する動作と、コンデンサＣ３に蓄えられた電力を電力系統２に供給する動作とが交互に繰り返されるように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４がスイッチング動作する。
【００６９】
充電ケーブル８が電気自動車４に接続されていない状態、すなわち電力を消費する負荷がない状態では、コンデンサＣ３に電力を蓄えること（買電）、およびコンデンサＣ３に蓄えた電力を電力系統２に供給すること（売電）を繰り返して行う。これにより、電力系統２から電力の供給を受け続けることによって電力の行き場がなくなることを回避することができる。
【００７０】
次いで、充電ケーブル８が電気自動車４に接続されているか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、充電ケーブル８が電気自動車４に接続されている場合、電流センサＣＳによって電流が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００７１】
充電ケーブル８が接続された状態では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＦＦしている。このため、スイッチング回路５からの電流が、コンデンサＣ１、充電ケーブル８、電気自動車４におけるコンデンサＣ４、充電ケーブル８およびコンデンサＣ２によって形成される電流経路を介して流れて、スイッチング回路５に戻る。これにより、図２に示すような脈流による交流電流がコンデンサＣ１，Ｃ２を通過して電気自動車４に流れる。したがって、上記の電流経路に異常が生じていなければ、この交流電流が正しく流れて電流センサＣＳによって検出される。
【００７２】
上記のようにして電流が検出されると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮし（ステップＳ５）、蓄電池９に対する充電または放電を行う（ステップＳ６）。この状態では、スイッチング回路５と電気自動車４との間で、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を介して電流が流れる。
【００７３】
蓄電池９を充電する場合は、スイッチング回路５が前述のようにして動作する（充電シーケンス）。また、蓄電池９を放電する場合は、スイッチング回路５が前述のようにして動作する（放電シーケンス）。
【００７４】
やがて、蓄電池９に対する充電または放電が終了すると（ステップＳ７）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦする（ステップＳ８）。そして、この状態から、スイッチング回路５の動作を停止させて（ステップＳ９）、処理を終える。
【００７５】
〔充放電システムによる効果〕
以上のように、充放電システム１１は、スイッチング回路５からコンデンサＣ１，Ｃ２を介して脈流の交流電流を電気自動車４に流すことによって、その交流電流を電気自動車４において電流センサＣＳによって検出することができる。これにより、充電コネクタ７充電ケーブル８および充電器９の間で形成される給電経路の通電状態が検査されるので、蓄電池９の充放電を安全に行うことができる。
【００７６】
また、電気自動車４に流す交流電流がスイッチング回路５によって得られるので、そのような交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなる。したがって、充放電システム１１の構成の複雑化を回避することができる。しかも、電気自動車４に与えられる電圧に重畳する交流成分（脈流）は、蓄電池９への充電に影響を及ぼさない程度、かつ電流センサＣＳが検出できるレベルの交流電流が得られる程度に振幅が小さく設定される。したがって、何ら支障なく蓄電池９を充電することができる。
【００７７】
また、放電時には、電力系統２から買電しないため、電力系統２から供給された交流電力に基づいて、電流検出のための交流電流を得ることができない。この場合は、前述のステップＳ２の動作をステップＳ３，Ｓ４の間でも行うことにより、前述の電流経路に変動する電流を流すことができる。これにより、放電時においても、事前に通電状態を検査することができる。
【００７８】
なお、上記の例では、電気自動車４の蓄電池９に対する充電または放電について説明したが、充放電システム１１では、例えば、直流電力によって動作するＤＣ機器１０の接続時の通電状態も検査することができる。
【００７９】
図１に示すように、直流家電などのＤＣ機器１０は、コンデンサＣ３の両端から直流電力を供給される。ＤＣ機器１０がコンデンサＣ３に接続されている状態では、交流成分を含む電流がスイッチング回路５から流れる。これにより、スイッチング回路５とＤＣ機器０１との間に形成される電流経路において、電流センサＣＳと同様なセンサを用いると、電流経路に流れる電流を検出することができる。
【００８０】
〔制御装置の実現形態〕
充放電装置１における制御装置６のブロックは、以下のようにＣＰＵを用いてソフトウェア（制御プログラム）によって実現される。あるいは、上記の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成されてもよいし、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いたプログラムによる処理で実現されてもよい。
【００８１】
上記のソフトウェアのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）は、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体に記録されてもよい。本発明の目的は、当該記録媒体を充放電装置１に供給し、ＣＰＵが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出して実行することによっても達成することが可能である。
【００８２】
上記の記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００８３】
また、充放電装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記のプログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００８４】
［実施形態２］
本発明に係る他の実施形態について、図６を参照して以下に説明する。
【００８５】
図６は、本実施形態に係る充放電システム１２の構成を示すブロック図である。
【００８６】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００８７】
〔充放電システムの構成〕
図６に示すように、充放電システム１２は、前述の充放電システム１１と同様、充放電装置１、電力系統２、ラインフィルタ３および電気自動車４を備えている。また、充放電システム１２は、太陽電池１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図中「ＤＣ／ＤＣ」にて示す）１４、蓄電池システム１５およびＤＣ機器１６を備えている。ＤＣ機器１６は、前述のＤＣ機器１０と同様な機器である。
【００８８】
この充放電システム１２では、太陽電池１３によって得られた直流電力を蓄電池システム１５に蓄えて、その電力をＤＣ機器１６や電気自動車４に供給したり、交流電力に変換して住宅などの各種の交流機器に供給したりする。また、蓄電池システム１５は、電力系統２から充放電装置１のスイッチング回路５を経て得られた直流電力を蓄えてもよいし、蓄えた直流電力をＤＣ機器１６や電気自動車４に供給してもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、太陽電池１３から出力される高電圧を低い電圧に変換して蓄電池システム１５に与える。
【００８９】
〔充放電システムの動作〕
上記のように構成される充放電システム１２は、基本的には、前述の充放電システム１１と同様に、スイッチング回路５が動作し、図５のフローチャートにしたがって動作する。ただし、充放電システム１２は、蓄電池システム１４が電力系統２からの買電電力を充電する場合を除き、太陽電池１３および蓄電池システム１４の少なくとも１つが動作している場合、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ２の動作を行う。
【００９０】
上記の場合、電力系統２からの買電が行われないので、コンデンサＣ３の両端あるいはコンデンサＣ３の両端に接続される電力供給線の電圧に変動が生じない。この場合、スイッチング回路５が、電力系統２からの交流電力をコンデンサＣ３に供給する動作と、コンデンサＣ３に蓄えられた電力を電力系統２に供給する動作とを交互に繰り返す。これにより、充放電装置１と電気自動車４との間の電流経路、または充放電装置１とＤＣ機器１６との間の電流経路に変動する電流が流れる。それゆえ、充放電装置１と電気自動車４との間の通電検査、または充放電装置１とＤＣ機器１６との間の通電検査を行うことができる。
【００９１】
〔充放電システムによる効果〕
以上のように、充放電システム１２は、充放電システム１１と同様、スイッチング回路５からコンデンサＣ１，Ｃ２を介して脈流の交流電流を電気自動車４に流す。これにより、その交流電流を電気自動車４において電流センサＣＳによって検出することができる。それゆえ、充電ケーブル８の通電状態が検査されるので、蓄電池９の充放電を安全に行うことができる。また、交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなるので、充放電システム１２の構成の複雑化を回避することができる。
【００９２】
また、蓄電池９の放電時だけでなく、上記のように、太陽電池１３および蓄電池システム１５の少なくとも１つが動作している電力系統２から買電する必要がない場合でも、スイッチング回路５を動作させて、電力系統２に対して売買電を小刻みに繰り返して行う。これにより、前述の電流経路に変動する電流が流れるので、充放電装置１と電気自動車４との間の通電状態、または充放電装置１とＤＣ機器１６との間の通電状態を検査することができる。
【００９３】
［付記事項］
なお、実施形態１，２では、主に、電気自動車４の充電について説明したが、本発明は、電気自動車４以外の車両についても適用されることは勿論である。電気車両としては、蓄電池を備えた車両であって、電動二輪車、電動三輪車などの一般車両、電動フォークリフトなどの産業用車両、電動車椅子などの福祉用車両などが挙げられる。
【００９４】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る電力変換装置は、電力系統からの交流電圧から得た脈流を利用して得た交流電流を検出することにより電流経路の通電を検査するので、充放電装置と電気自動車との間の接続経路の通電検査などに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１    充放電装置（電力変換装置）
２    電力系統
４    電気自動車（電気車両）
５    スイッチング回路（電圧変換回路）
６    制御装置
７    充電コネクタ
８    充電ケーブル
９    蓄電池
１０    ＤＣ機器
１１    充放電システム
１２    充放電システム
１３    太陽電池
１５    蓄電池システム
１６    ＤＣ機器
６１    充放電制御部
６２    スイッチング回路制御部
６３    スイッチ制御部
Ｃ１，Ｃ２    コンデンサ
Ｃ３    コンデンサ（出力コンデンサ）
ＣＳ    電流センサ（検査器）
ＳＷ１，ＳＷ２    スイッチ
【図１】
2014033558.tif 000003
【図２】
2014033558.tif 000004
【図３】
2014033558.tif 000005
【図４】
2014033558.tif 000006
【図５】
2014033558.tif 000007
【図６】
2014033558.tif 000008