(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充電ケーブルと、
商用電力系統に接続される系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと前記複数の充電ケーブルとの間にそれぞれ設けられる複数の双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、
車両へ電力を供給する場合、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記商用電力系統の交流電力を直流電力に変換させるとともに、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータにより変換された直流電力を交流電力に変換させて前記充電ケーブルを介して前記車両へ供給し、前記車両から供給される電力を前記商用電力系統へ供給する場合、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記車両から前記充電ケーブルを介して供給される交流電力を直流電力に変換させるとともに、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータにより変換された直流電力を交流電力に変換させて前記商用電力系統へ供給する制御回路と、
前記充電ケーブルが前記車両に接続されたか否かを判断する接続判断手段と、
前記車両から充電許可を示す信号が送られてきたか否かを判断する許可判断手段と、
を備え、
前記制御回路は、前記接続判断手段により前記充電ケーブルが前記車両に接続されたと判断された後、前記許可判断手段により前記車両から前記充電許可を示す信号が送られてきたと判断されると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記商用電力系統から供給される電力を前記車両へ供給し、前記接続判断手段により前記充電ケーブルが前記車両に接続されたと判断された後、前記許可判断手段により前記充電許可を示す信号が送られてきていないと判断され、かつ、前記充電ケーブルに交流電圧がかかっていると判断すると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記車両から供給される電力を前記商用電力系統に供給する
ことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電装置であって、
前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータとの間に設けられ、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ又は前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータから出力される直流電力により充電されるバッテリを備え、
前記制御回路は、前記車両へ電力を供給する場合、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換させて前記充電ケーブルを介して前記車両へ供給し、前記商用電力系統へ電力を供給する場合、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記バッテリの直流電力を交流電力に変換させて前記商用電力系統へ供給する
ことを特徴とする充電装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記車両へ電力を供給しているとき、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータの入出力電圧及び前記充電ケーブルに流れる電流のうちの少なくとも１つが所望な値でないと判断すると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータの駆動を停止させる
ことを特徴とする充電装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記商用電力系統へ電力を供給しているとき、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータの入出力電圧及び前記充電ケーブルに流れる電流のうちの少なくとも１つが所望な値でないと判断すると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータの駆動を停止させる
ことを特徴とする充電装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両へ電力を供給する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、既存の充電装置及び車両を示す図である。
図５に示す充電装置５１は、複数の充電ケーブル５２（５２−１〜５２−ｎ）と、複数のスイッチ５３（５３−１〜５３−ｎ）と、複数のＣＰＬＴ通信回路５４（５４−１〜５４−ｎ）と、各スイッチ５３のそれぞれのオン、オフや各ＣＰＬＴ通信回路５４のそれぞれの動作を制御する制御回路５５とを備える。
【０００３】
例えば、スイッチ５３−１がオンすると、充電ケーブル５２−１内の電力線（実線）と商用電力系統５６とが互いに接続される。また、スイッチ５３−１がオフすると、充電ケーブル５２−１内の電力線と商用電力系統５６とが遮断される。
【０００４】
また、図５に示す複数の車両５７（５７−１〜５７−ｎ）は、それぞれ、バッテリ５８と、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９と、ＣＰＬＴ通信回路６０と、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９の駆動やＣＰＬＴ通信回路６０の動作を制御する制御回路６１とを備える。
【０００５】
系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９は、充電ケーブル５２内の電力線を介して充電装置５１から供給される交流電力を直流電力に変換し、その変換後の直流電力によりバッテリ５８を充電する。また、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９は、バッテリ５８の直流電力を交流電力に変換し、その変換後の交流電力を充電ケーブル５２内の電力線を介して充電装置５１へ供給する。そして、その充電装置５１へ供給された交流電力はスイッチ５３を介して商用電力系統５６へ供給される。なお、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９は、商用電力系統５６の交流電圧の最大値Ｖｏ、周波数ｆｏ、及び位相θｏを取得するための機能、それら商用電力系統５６の交流電圧の最大値Ｖｏ、周波数ｆｏ、及び位相θｏに基づいて、車両５７から充電装置５１を介して商用電力系統５６へ出力される交流電圧の波形が商用電力系統５６の交流電圧の波形Ｖｏ×ｓｉｎ（２π×ｆｏ×ｔ（秒）＋θｏ）と同じになるように、バッテリ５８の直流電力を交流電力に変換させる機能、及び車両５７から充電装置５１を介して商用電力系統５６へ出力される交流電圧が商用電力系統５６の交流電圧と同じではなくなったときに車両５７から充電装置５１への電力供給を停止させる機能などを備えているものとする。
【０００６】
また、例えば、充電ケーブル５２−１が車両５７−１に接続されると、車両５７−１側のＣＰＬＴ通信回路６０と充電装置５１側のＣＰＬＴ通信回路５４−１とが充電ケーブル５２−１内の信号線（点線）を介して互いに接続され、ＣＰＬＴ信号が送受信される。ＣＰＬＴ信号は、例えば、充電ケーブル５２が車両５７に接続されたか否か、バッテリ５８の充電準備が完了したか否か、及び充電装置５１から車両５７へ供給可能な電流などを示す。
【０００７】
例えば、充電装置５１側の制御回路５５は、バッテリ５８の充電準備が完了した旨の信号がＣＰＬＴ通信回路５４から送られてくると、スイッチ５３をオンし、商用電力系統５６の交流電力を充電ケーブル５２を介して車両５７に供給する。このとき、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５９は、充電装置５１から供給される交流電力を直流電力に変換し、その変換後の直流電力によりバッテリ５８を充電する。
【０００８】
また、例えば、制御回路５５は、充電ケーブル５２が車両５７に接続された旨の信号がＣＰＬＴ通信回路５４から送られてきた後、車両５７から充電ケーブル５２内の電力線を介して充電装置５１に交流電力が供給されていることを検出すると、スイッチ５３をオンし、車両５７から供給される交流電力を商用電力系統５６へ供給する。
【０００９】
このように、充電装置５１などの充電設備から車両５７への電力供給だけでなく、車両５７から充電設備への電力供給も可能な技術が存在する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【００１０】
しかしながら、車両５７から供給される交流電力を商用電力系統５６へ供給する場合は、上述したように、商用電力系統５６へ交流電力を供給するために必要な系統連系機能を各車両５７にそれぞれ備える必要があり、各車両５７の製造コストを増加させてしまう。そのため、充電装置５１や車両５７を含むシステム全体の製造コストを増加させてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２８２３８３号公報
【特許文献２】特開２００７−３３００８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１５１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、システム全体の製造コストの増加を抑えつつ、商用電力系統から車両への電力供給や車両から商用電力系統への電力供給が可能な充電装置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】
【００１３】
本発明の充電装置は、複数の充電ケーブルと、商用電力系統に接続される系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと前記複数の充電ケーブルとの間にそれぞれ設けられる複数の双方向ＤＣ／ＡＣコンバータと、制御回路と、前記充電ケーブルが前記車両に接続されたか否かを判断する接続判断手段と、前記車両から充電許可を示す信号が送られてきたか否かを判断する許可判断手段とを備える。 
【００１４】
前記制御回路は、車両へ電力を供給する場合、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記商用電力系統の交流電力を直流電力に変換させるとともに、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータにより変換された直流電力を交流電力に変換させて前記充電ケーブルを介して前記車両へ供給し、前記車両から供給される電力を前記商用電力系統へ供給する場合、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記車両から前記充電ケーブルを介して供給される交流電力を直流電力に変換させるとともに、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータにより変換された直流電力を交流電力に変換させて前記商用電力系統へ供給する。また、前記制御回路は、前記接続判断手段により前記充電ケーブルが前記車両に接続されたと判断された後、前記許可判断手段により前記車両から前記充電許可を示す信号が送られてきたと判断されると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記商用電力系統から供給される電力を前記車両へ供給し、前記接続判断手段により前記充電ケーブルが前記車両に接続されたと判断された後、前記許可判断手段により前記充電許可を示す信号が送られてきていないと判断され、かつ、前記充電ケーブルに交流電圧がかかっていると判断すると、前記系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ及び前記双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを駆動させることにより、前記車両から供給される電力を前記商用電力系統に供給する。
【００１５】
これにより、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを各車両にそれぞれ備える必要がないため、充電装置や各車両を含むシステム全体の製造コストを抑えつつ、商用電力系統から車両への電力供給や車両から商用電力系統への電力供給ができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の充電装置によれば、システム全体の製造コストを抑えつつ、商用電力系統から車両への電力供給や車両から商用電力系統への電力供給ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の充電装置及び車両を示す図である。
【図２】ＣＰＬＴ信号の一例を示す図である。
【図３】本実施形態の系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータの回路例を示す図である。
【図４】充電装置側の制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】既存の充電装置及び車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の充電装置及び車両を示す図である。
図１に示す充電装置１は、複数の充電ケーブル２（２−１〜２−ｎ）と、複数のスイッチ３（３−１〜３−ｎ）と、複数のＣＰＬＴ通信回路４（４−１〜４−ｎ）（接続判断手段、許可判断手段）と、複数の双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５（５−１〜５−ｎ）と、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６と、バッテリ７と、各スイッチ３のそれぞれのオン、オフ、各ＣＰＬＴ通信回路４のそれぞれの動作、各双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５のそれぞれの駆動、及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を制御する制御回路８とを備える。なお、制御回路８は、例えば、プロセッサ及びメモリを備え、プロセッサがメモリに格納される電力供給制御プログラムを実行することにより商用電力系統９から車両１０への電力供給や車両１０から商用電力系統９への電力供給に係わる制御を行う。
【００１９】
系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６は、商用電力系統９に接続されている。
各双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５は、それぞれ、バッテリ７に接続されている。また、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１が系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６とスイッチ３−１を介した充電ケーブル２−１との間に設けられ、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−２が系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６とスイッチ３−２を介した充電ケーブル２−２との間に設けられ、・・・、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−ｎが系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６とスイッチ３−ｎを介した充電ケーブル２−ｎとの間に設けられている。
【００２０】
例えば、スイッチ３−１がオンすると、充電ケーブル２−１内の電力線（実線）と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１とが互いに接続され、スイッチ３−２がオンすると、充電ケーブル２−２内の電力線と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−２とが互いに接続され、・・・、スイッチ３−ｎがオンすると、充電ケーブル２−ｎ内の電力線と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−ｎとが互いに接続される。また、スイッチ３−１がオフすると、充電ケーブル２−１内の電力線と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１とが遮断され、スイッチ３−２がオフすると、充電ケーブル２−２内の電力線と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−２とが遮断され、スイッチ３−ｎがオフすると、充電ケーブル２−ｎ内の電力線と双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−ｎとが遮断される。
【００２１】
また、充電ケーブル２−１内の信号線（点線）はＣＰＬＴ通信回路４−１に接続され、充電ケーブル２−２内の信号線はＣＰＬＴ通信回路４−２に接続され、・・・、充電ケーブル２−ｎ内の信号線はＣＰＬＴ通信回路４−ｎに接続されている。
【００２２】
また、図１に示す複数の車両１０（１０−１〜１０−ｎ）は、それぞれ、例えば、ハイブリッド車や電気自動車などであって、バッテリ１１と、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２と、ＣＰＬＴ通信回路１３と、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２の駆動やＣＰＬＴ通信回路１３の動作を制御する制御回路１４とを備える。
【００２３】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２は、充電ケーブル２内の電力線を介して充電装置１から供給される交流電力を直流電力に変換し、その変換後の直流電力によりバッテリ１１を充電する。また、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２は、バッテリ１１の直流電力を交流電力に変換し、その変換後の交流電力を充電ケーブル２内の電力線を介して充電装置１へ供給する。
【００２４】
また、例えば、充電ケーブル２−１が車両１０−１に接続されると、車両１０−１側のＣＰＬＴ通信回路１３と充電装置１側のＣＰＬＴ通信回路４−１とが充電ケーブル２−１内の信号線を介して互いに接続され、ＣＰＬＴ信号が送受信される。ＣＰＬＴ信号は、例えば、充電ケーブル２が車両１０に接続されたか否か、バッテリ１１の充電準備が完了したか否か、及び充電装置１から車両１０へ供給可能な電流などを示す。
【００２５】
図２は、ＣＰＬＴ信号の一例を示す図である。
まず、ユーザにより充電ケーブル２が車両１０に接続されると（時間ｔ１）、ＣＰＬＴ信号のレベル（充電ケーブル２内の通信線の電圧）がＶ１（例えば、＋１２［Ｖ］）からＶ２（例えば、＋９［Ｖ］）に変化する。すると、充電装置１側のＣＰＬＴ通信回路４は、充電ケーブル２が車両１０に接続されたと判断する。
【００２６】
次に、充電装置１側のＣＰＬＴ通信回路４は、ＣＰＬＴ信号のレベルがＶ１からＶ２になると、−Ｖ１（例えば、−１２［Ｖ］）〜Ｖ２の大きさの振幅で、かつ、商用電力系統９の定格電流や充電ケーブル２の種類などにより定まるＤｕｔｙ比のパルス波になるようにＣＰＬＴ信号を発振させる。車両１０側のＣＰＬＴ通信回路１３は、このときのＣＰＬＴ信号のＤｕｔｙ比に基づいて充電の準備を行う。
【００２７】
次に、車両１０側のＣＰＬＴ通信回路１３は、ＣＰＬＴ信号のＤｕｔｙ比に基づく充電準備が完了すると（時間ｔ２）、ＣＰＬＴ信号が充電許可を示すように、すなわち、ＣＰＬＴ信号の振幅の大きさを−Ｖ１〜Ｖ３（例えば、＋６［Ｖ］）に変化させる。すると、車両１０への電力供給開始指示が充電装置１側のＣＰＬＴ通信回路４から制御回路８に送られ、充電装置１から車両１０へ充電ケーブル２内の電力線を介して電力が供給され、バッテリ１１の充電が開始される。
【００２８】
そして、バッテリ１１の充電が完了し充電ケーブル２が車両１０から取り外されると（時間ｔ３）、ＣＰＬＴ信号のレベルがＶ１に戻る。
なお、本実施形態では、ＣＰＬＴ信号により、充電許可を示す旨を車両１０から充電装置１に送る構成であるが、無線通信により、充電許可を示す旨を車両１０から充電装置１に送るように構成してもよい。このように構成する場合、充電装置１及び車両１０にそれぞれ許可判断手段としての通信装置を備える。
【００２９】
図３は、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の回路例を示す図である。なお、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５、１２は、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６と同じ回路構成とする。
【００３０】
図３に示す系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６は、ＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＦＩＥＬＤ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２１〜２４を有するフルブリッジインバータ回路２５〜２７と、トランス２８と、コンデンサ２９〜３１と、インダクタ３２〜３４と、制御回路３５とを備える。なお、フルブリッジインバータ回路２５〜２７を構成する４つのスイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、ダイオードが並列接続されるバイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを採用してもよい。また、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の端子３６、３７は商用電力系統９に接続され、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の端子３８、３９は双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の端子３８、３９及びバッテリ７に接続されるものとする。また、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の端子３６、３７はスイッチ３に接続されているものとする。また、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２の端子３６、３７は充電ケーブル２と車両１０との接続時のその充電ケーブル２内の電力線に接続され、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２の端子３８、３９はバッテリ１１に接続されているものとする。
【００３１】
ここで、商用電力系統９から車両１０へ電力が供給される場合（以下、ＤＣ／ＡＣモードという）の系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６及び双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５、１２のそれぞれの動作制御について説明する。
【００３２】
まず、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の動作制御について説明する。
制御回路３５は、コンデンサ３１にかかる電圧Ｖａ及びコンデンサ３０にかかる電圧Ｖｂに基づいて、商用電力系統９の交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖｂ及びコンデンサ２９にかかる電圧Ｖｃに基づいて、フルブリッジインバータ回路２７により変換された直流電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２６から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２５に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２５により整流された電力は、コンデンサ２９により平滑されて双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５へ出力される。
【００３３】
次に、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の動作制御について説明する。
制御回路３５は、電圧Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６から出力される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２５から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２６に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖａ及びＶｃに基づいて、フルブリッジインバータ回路２６により整流されコンデンサ３０により平滑される電力が交流電力に変換されてコンデンサ３１に所望な交流電圧がかかるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２７により変換された交流電力は、インダクタ３３、３４及びコンデンサ３１を介して車両１０へ供給される。
【００３４】
次に、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２の動作制御について説明する。
制御回路３５は、電圧Ｖａ、Ｖｂに基づいて、充電装置１から供給される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、フルブリッジインバータ回路２７により整流されコンデンサ３０により平滑される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２６から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２５に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２５により整流された電力は、コンデンサ２９により平滑されてバッテリ１１へ供給されバッテリ１１が充電される。
【００３５】
次に、車両１０から商用電力系統９へ電力が供給される場合（以下、ＡＣ／ＤＣモードという）の系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６及び双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５、１２のそれぞれの動作制御について説明する。
【００３６】
まず、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ１２の動作制御について説明する。
制御回路３５は、電圧Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、バッテリ１１の直流電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２５から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２６に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖａ及びＶｂに基づいて、フルブリッジインバータ回路２６から出力されコンデンサ３０により平滑される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２７により変換された交流電力は、インダクタ３３、３４及びコンデンサ３１を介して充電装置１へ供給される。
【００３７】
次に、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の動作制御について説明する。
制御回路３５は、電圧Ｖａ、Ｖｂに基づいて、車両１０から供給される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、フルブリッジインバータ回路２７から出力されコンデンサ３０により平滑される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２６から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２５に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２５により整流された電力は、コンデンサ２９により平滑されて系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６へ出力される。
【００３８】
次に、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の動作制御について説明する。
制御回路３５は、電圧Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５から出力される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、フルブリッジインバータ回路２５のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のオン、オフと同期させつつ、フルブリッジインバータ回路２５から出力されトランス２８を介してフルブリッジインバータ回路２６に入力される交流電力が整流されるように、フルブリッジインバータ回路２６のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。また、制御回路３５は、電圧Ｖａ及びＶｂに基づいて、フルブリッジインバータ回路２６から出力されコンデンサ３０により平滑される電力が交流電力に変換されるように、フルブリッジインバータ回路２７のＭＯＳＦＥＴ２１、２４とＭＯＳＦＥＴ２２、２３とを交互にオン、オフさせる。そして、フルブリッジインバータ回路２７により変換された交流電力は、インダクタ３３、３４及びコンデンサ３１を介して商用電力系統９へ供給される。このとき、制御回路３５は、コンデンサ３１にかかる交流電圧の最大値、周波数、及び位相が商用電力系統９の交流電圧の最大値Ｖｏ、周波数ｆｏ、及び位相θｏと同じになるように、フルブリッジインバータ回路２５〜２７のＭＯＳＦＥＴ２１〜２４のデューティを制御する。なお、コンデンサ３１にかかる交流電圧の最大値は、商用電力系統９の交流電圧の最大値Ｖｏよりも大きくてもよい。これにより、充電ケーブル２−１にかかる交流電圧の波形Ｖ１×ｓｉｎ（２π×ｆ１×ｔ＋θ１）、充電ケーブル２−２にかかる交流電圧の波形Ｖ２×ｓｉｎ（２π×ｆ２×ｔ＋θ２）、・・・、充電ケーブル２−ｎにかかる交流電圧の波形Ｖｎ×ｓｉｎ（２π×ｆ２×ｔ＋θｎ）がそれぞれ互いに揃っていなかったり、商用電力系統９の交流電圧の波形Ｖｏ×ｓｉｎ（２π×ｆｏ×ｔ＋θｏ）と異なっていたりしても、車両１０−１〜１０−ｎからそれぞれ供給される電力を充電装置１を介して商用電力系統９へ供給することができる。
【００３９】
図４は、充電装置１側の制御回路８の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路８は、充電ケーブル２が車両１０に接続されたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が複数のＣＰＬＴ通信回路４のうちの何れかのＣＰＬＴ通信回路４から送られてくると（Ｓ１がＹｅｓ）、そのＣＰＬＴ通信回路４から充電許可を示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきたか否かを判断する（Ｓ２）。
【００４０】
充電許可を示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきたと判断すると（Ｓ２がＹｅｓ）、制御回路８は、スイッチ３をオンさせるとともに、ＤＣ／ＡＣモードにて商用電力系統９から車両１０へ電力が供給されるように、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を開始させる（Ｓ３）。
【００４１】
次に、制御回路８は、充電許可を示すＣＰＬＴ信号を受信した旨を送ったＣＰＬＴ通信回路４に対応する双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の入出力電圧（入力直流電圧及び出力交流電圧）及び充電装置１から車両１０へ流れる交流電流（充電電流）のうちの少なくとも１つが所望な値であるか否かを判断する（Ｓ４）。例えば、制御回路８は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５から出力される電圧Ｖａ及びＶｃや充電ケーブル２内の電力線に流れる電流を検出する電流センサの検出値が所望な値であるか否かを判断する。
【００４２】
双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の入出力電圧及び充電装置１から車両１０へ流れる交流電流のうちの少なくとも１つが所望な値でないと判断した場合（Ｓ４がＮｏ）、制御回路８は、スイッチ３をオフさせるとともに、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を停止させる（Ｓ５）。これにより、車両１０への電力供給が停止される。
【００４３】
一方、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の入出力電圧及び充電装置１から車両１０へ流れる交流電流のうちの少なくとも１つが所望な値であると判断した場合（Ｓ４がＹｅｓ）、制御回路８は、充電が終了したこと又は充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨がＣＰＬＴ通信回路４から送られてきたか否かを判断する（Ｓ６）。
【００４４】
充電が終了したこと又は充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきていないと判断した場合（Ｓ６がＮｏ）、制御回路８は、Ｓ４に戻り、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５の入出力電圧及び充電装置１から車両１０へ流れる交流の電流のうちの少なくとも１つが所望な値であるか否かを判断する。
【００４５】
一方、充電が終了したこと又は充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきたと判断した場合（Ｓ６がＹｅｓ）、制御回路８は、Ｓ５に進み、スイッチ３をオフさせるとともに、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を停止させる。
【００４６】
また、制御回路８は、充電許可を示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきていないと判断すると（Ｓ２がＮｏ）、充電ケーブル２内の電力線に交流電圧がかかっているか否かを判断する（Ｓ７）。
【００４７】
充電ケーブル２内の電力線に交流電圧がかかっていると判断した場合（Ｓ７がＹｅｓ）、制御回路８は、スイッチ３をオンさせるとともに、ＡＣ／ＤＣモードにて車両１０から供給される電力が商用電力系統９へ供給されるように、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を開始させる（Ｓ８）。
【００４８】
次に、制御回路８は、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の入出力電圧（入力直流電圧及び出力交流電圧）及び車両１０から充電装置１へ流れる交流電流（放電電流）のうちの少なくとも１つが所望な値であるか否かを判断する（Ｓ９）。例えば、制御回路８は、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６から出力される電圧Ｖａ及びＶｃや充電ケーブル２内の電力線に流れる電流を検出する電流センサの検出値が所望な値であるか否かを判断する。
【００４９】
系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の入出力電圧及び車両１０から充電装置１へ流れる交流電流のうちの少なくとも１つが所望な値でないと判断した場合（Ｓ９がＮｏ）、制御回路８は、スイッチ３をオフさせるとともに、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を停止させる（Ｓ１０）。これにより、商用電力系統９への電力供給が停止される。
【００５０】
一方、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の入出力電圧及び車両１０から充電装置１へ流れる交流電流のうちの少なくとも１つが所望な値であると判断した場合（Ｓ９がＹｅｓ）、制御回路８は、車両１０から充電装置１への電力供給が停止されたか否か（放電終了したか否か）、又は、充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨がＣＰＬＴ通信回路４から送られてきたか否かを判断する（Ｓ１１）。なお、制御回路８は、充電ケーブル２内の電力線に流れる電流を検出する電流センサの検出値に基づいて、車両１０から充電装置１への電力供給が停止したか否かを判断してもよい。
【００５１】
車両１０から充電装置１への電力供給が停止していないと判断した場合、又は、充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきていないと判断した場合（Ｓ１１がＮｏ）、制御回路８は、Ｓ９に戻り、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の入出力電圧及び車両１０から充電装置１へ流れる交流電流のうちの少なくとも１つが所望な値であるか否かを判断する。
【００５２】
一方、車両１０から充電装置１への電力供給が停止したと判断した場合、又は、充電ケーブル２が車両１０から外れたことを示すＣＰＬＴ信号をＣＰＬＴ通信回路４から受信した旨が送られてきたと判断した場合（Ｓ１１がＹｅｓ）、制御回路８は、Ｓ１０に進み、スイッチ３をオフさせるとともに、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動を停止させる。
【００５３】
また、制御回路８は、充電ケーブル２内の電力線に交流電圧がかかっていないと判断した場合（Ｓ７がＮｏ）、充電ケーブル２が車両１０から外されたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨がＣＰＬＴ通信回路４から送られてきたか否かを判断する（Ｓ１２）。
【００５４】
充電ケーブル２が車両１０から外されたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきたと判断した場合（Ｓ１２がＹｅｓ）、制御回路８は、スイッチ３のオン、オフ制御や双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５及び系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６の駆動制御を終了する。
【００５５】
一方、充電ケーブル２が車両１０から外されたことを示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られていないと判断した場合（Ｓ１２がＮｏ）、制御回路８は、Ｓ２に戻り、充電許可を示すＣＰＬＴ信号を受信した旨が送られてきたか否かを判断する。
【００５６】
このように、本実施形態の充電装置１は、車両１０から供給される電力を直流電力に変換する双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５やその変換後の直流電力を交流電力に変換して商用電力系統９へ供給する系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６を備えているため、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータを各車両１０にそれぞれ備える必要がない。これにより、充電装置１及び車両１０を含むシステム全体の製造コストを抑えつつ、商用電力系統９から車両１０への電力供給や車両１０から商用電力系統９への電力供給が可能となる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、車両１０から充電装置１へ供給される電力がそのまま商用電力系統９に供給される構成であるが、車両１０から充電装置１へ供給される電力により一旦充電装置１のバッテリ７を充電し、その後、バッテリ７の電力を商用電力系統９へ供給するように構成してもよい。
【００５８】
例えば、制御回路８は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５を駆動させることにより、車両１０から供給される交流電力を直流電力に変換させて、その直流電力によりバッテリ７を充電する。その後、制御回路８は、系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ６を駆動させることにより、バッテリ７の直流電力を交流電力に変換させて商用電力系統９へ供給する。
【００５９】
また、上記実施形態では、車両１０から充電装置１へ供給される電力が商用電力系統９やバッテリ７へ供給される構成であるが、ある車両１０から充電装置１へ供給される電力を他の車両１０へ供給するように構成してもよい。
【００６０】
例えば、制御回路８は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１を駆動させることにより、車両１０−１から供給される交流電力を直流電力に変換させるとともに、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−２を駆動させることにより、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１から出力される直流電力を交流電力に変換させて車両１０−２へ供給する。
【００６１】
また、ある車両１０から充電装置１へ供給される電力により充電装置１のバッテリ７を充電し、その後、バッテリ７の電力を他の車両１０へ供給するように構成してもよい。
例えば、制御回路８は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−１を駆動させることにより、車両１０−１から供給される交流電力を直流電力に変換させて、その直流電力によりバッテリ７を充電する。その後、制御回路８は、双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ５−２を駆動させることにより、バッテリ７の直流電力を交流電力に変換させて車両１０−２へ供給する。
【００６２】
また、上記実施形態では、バッテリ７が充電装置１内に設けられる構成であるが、バッテリ７を充電装置１の外部に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  充電装置
２  充電ケーブル
３  スイッチ
４  ＣＰＬＴ通信回路
５  双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ
６  系統連系機能付き双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ
７  バッテリ
８  制御回路
９  商用電力系統
１０  車両
１１  バッテリ
１２  双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ
１３  ＣＰＬＴ通信回路
１４  制御回路
【図１】
0005712883.tif 000002
【図３】
0005712883.tif 000003
【図４】
0005712883.tif 000004
【図５】
0005712883.tif 000005
【図２】
0005712883.tif 000006