(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力負荷に３相交流を供給可能な給電システムであって、
３台の車両を備え、
前記３台の車両の各々は、
蓄電部と、
前記蓄電部からの電力を受けて単相交流を生成する生成部と、
前記生成部を制御する制御部と、
外部と通信する通信部とを含み、
前記制御部は、前記通信部による外部との通信によって他の前記車両との間で同一の基準位相を共有し、前記基準位相を用いて、前記３台の車両がそれぞれ生成する３つの単相交流の位相が互いに１２０度ずれるように前記生成部を制御し、
前記給電システムは、さらに、前記３台の車両および前記電力負荷に電気的に接続され、前記３台の車両からそれぞれ入力される前記３つの単相交流を組み合せて３相交流として前記電力負荷に出力する供給装置を備える、給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力を生成可能な車両を用いた給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動力源とする車両（電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車など）は、一般的に、充放電可能な蓄電部を搭載している。近年、このような蓄電部を搭載した車両を住宅などの電源として使用することが提案されている。たとえば、特開２００８−３５６６５号公報（特許文献１）には、単相交流を生成可能な複数の車両を住宅に接続し、各車両が生成する単相交流の位相を同期させることによって複数の車両から住宅内にある１つの電力負荷へ単相交流を供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３５６６５号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された給電システムは、各々が単相交流を生成する複数の車両から１つの電力負荷に対して単相交流を供給可能であるが、３相交流を供給することはできない。そのため、３相交流を必要とする電力負荷の電源として特許文献１に開示された給電システムを使用することはできない。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、各々が単相交流を生成する複数の車両から電力負荷に対して３相交流を供給可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る制御装置は、電力負荷に３相交流を供給可能な給電システムであって、３台の車両を備える。３台の車両の各々は、蓄電部と、蓄電部からの電力を受けて単相交流を生成する生成部と、生成部を制御する制御部と、外部と通信する通信部とを含む。制御部は、通信部による外部との通信によって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、３台の車両がそれぞれ生成する３つの単相交流の位相が互いに１２０度ずれるように生成部を制御する。給電システムは、さらに、３台の車両および電力負荷に電気的に接続され、３台の車両からそれぞれ入力される３つの単相交流を組み合せて３相交流として電力負荷に出力する供給装置を備える。
【０００７】
上記構成によれば、各車両の制御部は、通信部による外部との通信（他の車両あるいは供給設備などに設けられる制御部と通信）を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、３台の車両がそれぞれ生成する３つの単相交流の位相が互いに１２０度ずれるように制御する。そして、供給装置は、３台の車両から入力される３つの単相交流を組み合せて３相交流として電力負荷に出力する。これにより、各々が単相交流を生成する３台の車両から電力負荷に対して３相交流を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】給電システムの概略構成図（その１）である。
【図２】各車両がそれぞれ行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】車両で生成される単相交流Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の波形、および給電システムから電力機器に供給される３相交流の波形を模式的に示す図である。
【図４】給電システムの概略構成図（その２）である。
【図５】給電システムの概略構成図（その３）である。
【図６】給電システムの概略構成図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１０】
＜給電システムの構成＞
図１は、本実施の形態による給電システム１の概略構成図である。この給電システム１は、電力機器９０に３相交流を供給する。電力機器９０は、３相交流を電源として作動する電力負荷である。電力機器９０の一例として、たとえばビルやマンションに設置されるエレベータが挙げられる。
【００１１】
給電システム１は、３台の車両１０，２０，３０と、３本の電力ケーブル４０，５０，６０と、供給装置７０と、給電ライン８０とを含む。供給装置７０は、それぞれ電力ケーブル４０，５０，６０を介して車両１０，２０，３０に電気的に接続されるとともに、給電ライン８０を介して電力機器９０に電気的に接続される。
【００１２】
車両１０，２０，３０の各々は、図示しないモータを駆動力源とする電動車両（電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車など）である。
【００１３】
車両１０は、蓄電部１１と、インバータ（生成部）１２と、インレット１３と、制御部１４と、無線通信部１５とを備える。蓄電部１１は、モータとの間で電力を充放電可能に構成される二次電池である。インバータ１２は、蓄電部１１からの放電電力を受けて単相交流電力を生成し、生成した単相交流電力をインレット１３に出力する。制御部１４は、ユーザによる給電要求操作（給電システム１から電力機器９０への３相交流の供給を要求する操作）を受付け可能に構成されるともに、インバータ１２を制御可能に構成される。
【００１４】
無線通信部１５は、制御部１４に接続されるとともに、他の車両２０，３０と無線通信可能に構成される。
【００１５】
車両２０は、蓄電部２１と、インバータ（生成部）２２と、インレット２３と、制御部２４と、無線通信部２５とを備える。車両３０は、蓄電部３１と、インバータ（生成部）３２と、インレット３３と、制御部３４と、無線通信部３５とを備える。車両２０，３０の各構成は、車両２０の対応する構成と同様であるため、これらについての詳細な説明はここでは繰り帰さない。
【００１６】
電力ケーブル４０は、２本の電力線４１，４２と、２つのコネクタ４３，４４とを含む。コネクタ４３は、車両１０のインレット１３に対して着脱可能に構成される。コネクタ４４は、供給装置７０のコネクタＣ１に対して着脱可能に構成される。
【００１７】
電力ケーブル５０は、２本の電力線５１，５２と、２つのコネクタ５３，５４とを含む。電力ケーブル６０は、２本の電力線６１，６２と、２つのコネクタ６３，６４とを含む。電力ケーブル５０，６０の各構成は、電力ケーブル４０の対応する構成と同様であるため、これらについての詳細な説明はここでは繰り帰さない。
【００１８】
供給装置７０は、電力ケーブル４０，５０，６０がそれぞれ接続されるコネクタＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、電力線Ｌ１〜Ｌ４とを含む。電力線Ｌ１は、一方の端部がコネクタＣ１に接続され、他方の端部が電力機器９０に接続される。電力線Ｌ２は、一方の端部がコネクタＣ２に接続され、他方の端部が電力機器９０に接続される。電力線Ｌ３は、一方の端部がコネクタＣ３に接続され、他方の端部が電力機器９０に接続される。電力線Ｌ４は、コネクタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に接続される。
【００１９】
電力ケーブル４０，５０，６０がそれぞれコネクタＣ１，Ｃ２，Ｃ３に接続される状態において、車両１０は電力線４１および電力線Ｌ１を介して電力機器９０に接続され、車両２０は電力線５１および電力線Ｌ２を介して電力機器９０に接続され、車両３０は電力線６１および電力線Ｌ３を介して電力機器９０に接続される。また、電力線４２，５２，６２は電力線Ｌ４によって互いに接続される。
【００２０】
給電ライン８０は、供給装置７０と電力機器９０とを接続する３本の電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を含んで構成される。
【００２１】
＜給電システムから電力機器への３相交流の供給＞
給電システム１に含まれる３台の車両１０，２０，３０の各々は、単独で、単相交流を出力可能であるが、３相交流を出力することはできない。そのため、各車両は、単独では、３相交流を電源として作動する電力機器９０の電源として使用することはできない。
【００２２】
そこで、各車両１０，２０，３０（より具体的には各車両の制御部１４，２４，３４）は、それぞれ、無線通信部１５，２５，３５による他の車両との無線通信を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、各車両がそれぞれ生成する３つの単相交流の位相が互いに１２０度ずれるようにインバータ（生成部）１２，２２，３２を制御する。そして、供給装置７０は、各車両から入力される３つの単相交流を組み合せて３相交流として電力機器９０に出力する。これにより、給電システム１は、各々が単相交流を生成する３台の車両１０，２０，３０から３相交流を生成し、生成した３相交流を電力機器９０に供給することができる。
【００２３】
図２は、給電システム１から電力機器９０への３相交流の供給を開始する際に各車両１０，２０，３０（より具体的には各車両の制御部１４，２４，３４）がそれぞれ行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
各車両１０，２０，３０は、ユーザによる給電要求操作（給電システム１から電力機器９０への３相交流の供給を要求する操作）が行なわれたか否かを判定する（Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０）。たとえば、車両１０，２０，３０は、ユーザが電力ケーブル４０，５０，６０を用いて車両１０，２０，３０を供給装置７０に接続する操作を行なった場合に、給電要求操作が行なわれたと判定する。
【００２５】
車両１０は、給電要求操作が行なわれた場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、無線通信部１５を用いて他の車両２０，３０との通信を開始する（Ｓ１１）。同様に、車両２０は給電要求操作が行なわれた場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）に無線通信部２５を用いて他の車両１０，３０との通信を開始し（Ｓ２１）、車両３０は給電要求操作が行なわれた場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）に無線通信部３５を用いて他の車両１０，２０との通信を開始する（Ｓ３１）。
【００２６】
その後、車両１０，２０，３０は、３台のうちのいずれか１台をマスター車両に設定し、残りの２台をそれぞれ第１スレーブ車両および第２スレーブ車両に設定する。図２に示す例では、車両１０がマスター車両に設定され、車両２０が第１スレーブ車両に設定され、車両３０が第２スレーブ車両に設定されている。この例の場合、車両１０は自らがマスター車両であることを他の車両２０，３０に通知し（Ｓ１２）、車両２０は自らが第１スレーブ車両であることを他の車両１０，３０に通知し（Ｓ２２）、車両３０は自らが第２スレーブ車両であることを他の車両１０，２０に通知する（Ｓ３２）。
【００２７】
マスター車両１０は、３相交流の基準位相を含む信号（以下「基準位相信号」ともいう）を自ら設定し、設定した基準位相信号を第１スレーブ車両２０および第２スレーブ車両３０に送信する（Ｓ１３）。第１スレーブ車両２０および第２スレーブ車両３０は、マスター車両１０からの基準位相信号を受信する（Ｓ２３、Ｓ３３）。これにより、車両１０，２０，３０は同一の基準位相信号を共有する。
【００２８】
その後、マスター車両１０は、基準位相の単相交流Ｗ１を出力する（Ｓ１４）。具体的には、制御部１４が、基準位相の単相交流Ｗ１をインバータ１２が生成するようにインバータ１２を制御する。
【００２９】
第１スレーブ車両２０は、基準位相から１２０度ずれた単相交流Ｗ２を出力する（Ｓ２４）。具体的には、制御部２４が、基準位相から１２０度ずれた単相交流Ｗ２をインバータ２２が生成するようにインバータ２２を制御する。
【００３０】
第２スレーブ車両３０は、基準位相から２４０度ずれた単相交流Ｗ３を出力する（Ｓ３４）。具体的には、制御部３４が、基準位相から２４０度ずれた単相交流Ｗ３を生成するようにインバータ３２を制御する。
【００３１】
図３は、車両１０，２０，３０で生成される単相交流Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の波形、および給電システム１から電力機器９０に供給される３相交流の波形を模式的に示す図である。図３に示すように、車両１０は基準位相の単相交流Ｗ１を出力し、車両２０は基準位相から１２０度ずれた単相交流Ｗ２を出力し、車両３０は基準位相から２４０度ずれた単相交流Ｗ３を出力する。そして、これらの単相交流Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が供給装置７０内で組み合わされて３相交流として電力機器９０に出力される。これにより、給電システム１は、各々が単相交流を生成する３台の車両１０，２０，３０から３相交流を生成し、生成した３相交流を電力機器９０に供給することができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態による給電システム１に含まれる３台の車両の制御部１４，２４，３４は、無線通信部１５，２５，３５による他の車両との無線通信を行なって他の車両との間で同一の基準位相を共有し、基準位相を用いて、各車両がそれぞれ生成する３つの単相交流Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の位相が互いに１２０度ずれるようにインバータ１２，２２，３２を制御する。そして、供給装置７０は、各車両から入力される３つの単相交流Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を組み合せて３相交流として電力機器９０に出力する。これにより、給電システム１は、各々が単相交流を生成する３台の車両１０，２０，３０から３相交流を生成し、生成した３相交流を電力機器９０に供給することができる。
【００３３】
＜変形例１＞
上述の実施の形態においては車両間で無線通信を行なう例を示したが、車両間で行なう通信は有線通信であってもよい。有線通信の方式としては、たとえば、ＨＬＣ通信（ＨＬＣ：High  Level  Communication）や、ＰＬＣ通信（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、電力線通信）などが挙げられる。
【００３４】
図４は、各車両がＨＬＣ通信を行なう手段を備える給電システム１Ａの概略構成図である。給電システム１Ａは、３台の車両１０Ａ，２０Ａ，３０Ａと、３本の電力ケーブル４０Ａ，５０Ａ，６０Ａと、供給装置７０Ａと、給電ライン８０とを含む。ＨＬＣ通信は、車両１０Ａ，２０Ａ，３０Ａの間で行われるの双方向のデジタル有線通信である。
【００３５】
車両１０Ａは、上述の実施の形態に示す車両１０に比べて、無線通信部１５を備えず、その代わりにＨＬＣ回路１６およびコントロールパイロット回路（以下「ＣＰＬＴ回路」という）１７を備える。同様に、車両２０Ａは、上述の実施の形態に示す車両２０に比べて、無線通信部２５を備えず、その代わりにＨＬＣ回路２６およびＣＰＬＴ回路２７を備える。車両３０Ａは、上述の実施の形態に示す車両３０に比べて、無線通信部３５を備えず、その代わりにＨＬＣ回路３６およびＣＰＬＴ回路３７を備える。
【００３６】
電力ケーブル４０Ａ，５０Ａ，６０Ａは、それぞれ、上述の実施の形態に示す電力ケーブル４０，５０，６０に比べて、パイロット線４５，５５，６５をさらに備える。
【００３７】
供給装置７０Ａは、上述の実施の形態に示す供給装置７０に比べて、接続線Ｌ５をさらに備える。電力ケーブル４０Ａ，５０Ａ，６０Ａが供給装置７０Ａに接続される状態において、パイロット線４５，５５，６５は接続線Ｌ５によって互いに接続される。
【００３８】
その他の構成は上述の実施の形態の構成と同じであるのでここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００３９】
ＣＰＬＴ回路１７，２７，３７は、それぞれ、所定周期で発振するコントロールパイロット信号をパイロット線４５，５５，６５に出力する。ＨＬＣ回路１７，２７，３７は、接続線Ｌ５によって互いに接続されるパイロット線４５，５５，６５に通信信号を重畳させることによって、互いに通信を行なう。
【００４０】
上記構成を有する給電システム１Ａにおいては、各車両間でＨＬＣ通信による有線通信を行なうことによって各車両間で同一の基準位相を共有することができる。
【００４１】
図５は、各車両がＰＬＣ通信を行なう手段を備える給電システム１Ｂの概略構成図である。給電システム１Ｂは、３台の車両１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂと、３本の電力ケーブル４０，５０，６０と、供給装置７０と、給電ライン８０とを含む。
【００４２】
車両１０Ｂは、上述の実施の形態に示す車両１０に比べて、無線通信部１５を備えず、その代わりにＰＬＣ回路１８を備える。同様に、車両２０Ｂは、上述の実施の形態に示す車両２０に比べて、無線通信部２５を備えず、その代わりにＰＬＣ回路２８を備える。車両３０Ｂは、上述の実施の形態に示す車両３０に比べて、無線通信部３５を備えず、その代わりにＰＬＣ回路３８を備える。その他の構成は上述の実施の形態の構成と同じであるのでここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００４３】
ＰＬＣ回路１８，２８，３８は、電力線Ｌ４によって互いに接続される電力線４２，５２，６２を用いてＰＬＣ通信（電力線通信）を行なう。
【００４４】
上記構成を有する給電システム１Ｂにおいては、各車両間でＰＬＣ通信による有線通信を行なうことによって各車両間で同一の基準位相を共有することができる。
【００４５】
＜変形例２＞
上述の実施の形態においては、３台の車両１０，２０，３０のうちのマスター車両１０が基準位相を自ら設定して他の車両２０，３０に送信する例を示したが、基準位相の設定および送信を供給装置側で行なうようにしてもよい。
【００４６】
図６は、基準位相信号の設定および送信を供給装置側で行なう給電システム１Ｃの概略構成図である。給電システム１Ｃは、３台の車両１０，２０，３０と、３本の電力ケーブル４０，５０，６０と、供給装置７０Ｃと、給電ライン８０とを含む。
【００４７】
供給装置７０Ｃは、供給装置７０に対して、車両１０，２０，３０と無線通信可能に構成された制御部１００をさらに備える。
【００４８】
制御部１００は、ユーザによる給電要求操作が行なわれた場合に基準位相を設定し、車両１０，２０，３０との無線通信を行なって基準位相信号を車両１０，２０，３０に送信する。
【００４９】
上記構成を有する給電システム１Ｃにおいては、供給装置７０Ｃ側で設定された基準位相を各車両１０，２０，３０間で共有することができる。そして、車両１０はマスター車両として基準位相の単相交流Ｗ１を出力し、車両２０は第１スレーブ車両として基準位相から１２０度ずれた単相交流Ｗ２を出力し、車両３０は第２スレーブ車両として基準位相から２４０度ずれた単相交流Ｗ３を出力する。これにより、給電システム１Ｃは、上述の実施の形態と同様、各々が単相交流を生成する３台の車両１０，２０，３０から３相交流を生成し、生成した３相交流を電力機器９０に供給することができる。
【００５０】
また、上述した実施の形態およびその変形例１，２については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  給電システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ，３０，３０Ａ，３０Ｂ  車両、１１，２１，３１  蓄電部、１４，２４，３４，１００  制御部、１２，２２，３２  インバータ、１３，２３，３３  インレット、１５，２５，３５  無線通信部、１６，２６，３６  ＨＬＣ回路、１７，２７，３７  ＣＰＬＴ回路、１８，２８，３８  ＰＬＣ回路、４０，４０Ａ，５０，５０Ａ，６０，６０Ａ  電力ケーブル、４１，４２，５１，５２，６１，６２，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  電力線、Ｌ５  接続線、４５，５５，６５  パイロット線、７０，７０Ａ，７０Ｃ  供給装置、８０  給電ライン、９０  電力機器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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