(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給源から電力が供給される環状電力線と、
前記環状電力線から電力が供給される複数の装置と、
前記複数の装置を制御し、前記電力供給源から電力が供給され、前記環状電力線に電力を供給する制御装置と、を備える電力供給システムであって、
前記複数の装置が有する基板には、前記環状電力線の一部を構成する第一の電力配線と、前記第一の電力配線と前記複数の装置に備えられる負荷とを接続する電力配線とが形成され、
前記制御装置が有する基板には、前記第一の電力配線と、前記電力供給源から前記第一の電力配線に電力を供給する第二の電力配線とが形成され、
前記制御装置は、前記電力供給源と前記第二の電力配線との接続と遮断を切り替える切替部を備え、
前記複数の装置はそれぞれ蓄電部を備え、
前記複数の装置がそれぞれ備える前記蓄電部から供給される電力を並列接続により集約して前記電力供給源を構成し、前記制御装置は集約した電力を前記切替部を介して前記環状電力線に供給する
ことを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状電力線を有する電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源供給源から電力配線を介して一つ以上の装置に電力を供給する電力供給システムでは、電力配線の構成および電力配線と装置それぞれとの接続によっては、一箇所でも電力配線に断線があると、装置に電力を供給することができなくなる場合がある。例えば、（１）電力供給源に装置それぞれの電力配線が並列に接続されている場合、（２）電源供給源に一端が接続されている直線状電力線に装置それぞれの電力配線が接続されている場合、あるいは、（１）（２）を組み合わせた構成の場合、一箇所でも電力配線に断線があると装置すべてに電力を供給することができなくなる場合がある。
【０００３】
なお、電力供給システムに関連する技術として、例えば、特許文献１、２に開示された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０１６２０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１７７５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一側面に係る目的は、電力配線に断線が発生しても電力供給源から電力供給を継続できる電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつである電力供給システムは、電力供給源から電力が供給される環状電力線と、環状電力線から電力が供給される装置と、を備えている。また、装置が有する基板には、環状電力線の一部を構成する第一の電力配線と、第一の電力配線と装置に備えられる負荷とを接続する電力配線とが形成される。更に、装置を制御し、電力供給源から電力が供給され、環状電力線に電力を供給する制御装置を備え、制御装置が有する基板には、第一の電力配線と、電力供給源から第一の電力配線に電力を供給する第二の電力配線とが形成される。
【０００７】
また、制御装置は、電力供給源と第二の電力配線との接続と遮断を切り替える切替部を備える。複数の装置が備える蓄電部から供給される電力を集約し、集約した電力を前記切替部を介して前記環状電力線に供給する。また、装置のいずれか一つは、環状電力線に電力を供給する電源部を備える。装置それぞれは、蓄電部の状態を監視する一つ以上の監視装置、および、監視装置それぞれを制御する制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本実施の態様によれば、電力配線に断線が発生しても電力供給を継続できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１の装置内の電力配線と環状電力線の一部を構成する電力配線の一実施例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態２の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態２の制御装置内の電力配線と環状電力線の一部を構成する電力配線の一実施例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態３の制御装置の一実施例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態３の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態３の制御装置の一実施例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態４の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態４の装置の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
実施形態１について説明する。
図１は、実施形態１の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。図１に示す電力供給システムは、装置１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ）を有し、装置１は電力配線４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）により環状接続される。本例では、五つの装置１を用いて説明をするが、五つの装置１に限定されるものではなく、二つ以上の装置１を有していればよい。
【００１１】
装置について説明をする。
装置１内には、環状電力線の一部を構成する電力配線２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ：第一の電力配線）と、電力配線２と装置１の負荷７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ）とを接続する電力配線３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ）と、を備えている。負荷７は、装置１内の電力が供給される各部分である。本例では、負荷７に電力配線３が接続されている。なお、電力配線２と電力配線３は基板に形成される配線が考えられる。基板は、例えば、プリント基板、フレキシブルプリント基板およびリジッドフレキシブル基板が考えられる。基板に配線を形成することで断線を抑制できる。なお、配線の一部をプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いて構築してもよい。
【００１２】
また、装置１は、電力配線２の一方端にあるコネクタ５、および、他方端にあるコネクタ６を備えている。コネクタ５は電力配線４のコネクタ８と接続される。コネクタ６は電力配線４のコネクタ９と接続される。
【００１３】
なお、コネクタ５、６を一つのコネクタにした場合、コネクタが抜脱すると電力の供給ができない装置１が発生するため、コネクタを二つにすることが望ましい。二つのコネクタの場合には、一つのコネクタが抜脱しても断線が一箇所なので電力の供給を継続することができる。
【００１４】
電力配線について説明をする。
電力配線４は、環状電力線の一部を構成し、装置１間を接続するケーブルなどの配線である。電力配線４は、ケーブルの両端にコネクタ８およびコネクタ９を備えているハーネスなどである。コネクタ８は電力配線２の一方端にあるコネクタ５に接続され、コネクタ９は電力配線２の他方端にあるコネクタ６に接続され、装置１間を繋ぐ。そして、電力配線４と、装置１内に設けられる電力配線２とにより環状電力線が形成される。また、図１の電力配線４ｃには電力供給源と接続する電力配線が設けられている。ただし、電力供給源と接続する電力配線を設ける位置は、電力配線４ｃに限定されるものではなく、環状電力線に電力を供給できる位置であればよい。
【００１５】
実施形態１によれば、電力線を環状接続した環状電力線を利用するため、環状電力線に断線が一箇所発生しても。電力供給源から装置１それぞれに電力供給を継続できる。また、電力供給を継続したまま、装置１の修理、交換および増設などを可能にすることができる。
【００１６】
また、実施形態１の装置１のように、装置１内に環状電力線の一部を構成する電力配線２と、電力配線２と装置１の負荷７とを接続する電力配線３と、を構成することで、ハーネスなどで構成する場合に比べて、断線を抑制することができる。
【００１７】
実施形態１の変形例について説明する。
図２は、実施形態１の装置内の電力配線と環状電力線の一部を構成する電力配線の一実施例を示す図である。図１に示した電力配線２、電力配線３および電力配線４は、図２に示すように複数の配線を用いて構成してもよい。例えば、電力配線２に相当する三つの電力配線２１ａ、２１ｂ、２１ｃそれぞれと、電力配線３に相当する三つの電力配線２２ａ、２２ｂ、２２ｃそれぞれと、を接続し、電力配線２１ａ、２１ｂ、２１ｃそれぞれの両端にコネクタ５、６を設ける。コネクタ５、６には、電力配線４に相当する三つの電力配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃの両端に設けたコネクタ８、９に接続される。このように装置１間を繋ぐことで環状電力線を構成する。図２では、電力配線２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、電力配線２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、電力配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃとして三つの配線の例を示したが、三つの配線に限定されるものではなく、一つ以上の配線に適用できる。例えば、単相二線、単相三線、三相三線式などの電力線に適用できる。
【００１８】
実施形態１の変形例によれば、装置１内の基板に、環状電力線の一部を構成する一つ以上の配線から構成される電力配線２と、その電力配線２と装置１の負荷７とを接続する一つ以上の配線から構成される電力配線３と、を構成することで、電力配線の断線を抑制することができる。
【００１９】
実施形態２について説明する。
実施形態２では、装置それぞれを制御し、電力供給源から環状電力線に電力を供給する制御装置を、電力供給システムに接続する。図３は、実施形態２の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。図３に示す電力供給システムは、制御装置３０、装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを有している。装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは実施形態１の装置と同様の構成である。
【００２０】
制御装置３０および装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、電力配線４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）により環状接続される。本例では、一つの制御装置３０と、四つの装置１を用いて説明をするが限定されるものではなく、二つ以上の制御装置３０を有していてもよいし、二つ以上の装置１を有していてもよい。
【００２１】
図３の制御装置３０の電力配線３１（第二の電力配線）は、環状電力線を構成する電力配線２ａ（第一の電力配線）に接続され、電力供給源から環状電力線に電力を供給する。
また、制御装置３０は装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを制御する。図３には制御に必要な信号線などは示されていないが、信号線、無線、環状電力線などを用いて装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅそれぞれと通信をし、装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅそれぞれを制御する。
【００２２】
実施形態２によれば、電力配線を環状接続した環状電力線を利用するため、環状電力線に断線が一箇所発生しても。電力供給源から制御装置３０を介して装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅそれぞれに電力を継続して供給できる。また、電力供給を継続したままでも、装置１の修理、交換および増設などを可能にすることができる。
【００２３】
また、制御装置３０内に、環状電力線の一部を構成する電力配線２と、電力配線２と制御装置３０の負荷７とを接続する電力配線３１と、を構成することで、電力配線の断線を抑制することができる。
【００２４】
実施形態２の変形例について説明する。
図４は、実施形態２の制御装置内の電力配線と環状電力線の一部を構成する電力配線の一実施例を示す図である。図３に示した電力配線２ａ、電力配線３１および電力配線４ａ、４ｅは、図４に示すように複数の配線を用いて構成してもよい。例えば、一方端が電力供給源に接続され、他方端が三つの電力配線２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（第一の電力配線）それぞれに接続される、電力配線３１に相当する三つの電力配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（第二の電力配線）それぞれを、基板に設ける。図４では、電力配線２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、電力配線２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、電力配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃとして、三つの配線の例を示したが、三つの配線に限定されるものではなく、一つ以上の配線に適用できる。例えば、単相二線、単相三線、三相三線式の電力線などに適用できる。
【００２５】
実施形態２の変形例によれば、制御装置３０内の基板に、環状電力線の一部を構成する一つ以上の配線から構成される電力配線２と、その電力配線２と環状電力線とを接続する一つ以上の配線から構成される電力配線３１と、を構成することで、電力配線の断線を抑制することができる。
【００２６】
実施形態３について説明する。
実施形態３は、電力配線３１の接続と遮断を切り替える切替部を設けた制御装置である。
【００２７】
図５は、実施形態３の制御装置の一実施例を示す図である。図５の制御装置５０は、制御装置３０に示した電力配線３１の接続と遮断を切り替える切替部５１を設けた制御装置である。
【００２８】
図５の切替部５１は、制御装置５０に設けられる負荷７に含まれる制御部５２により制御され、電力配線３１の接続と遮断を切り替える。なお、図５に示す切替部５１は、例えば、トランジスタ、リレー、プログラマブルなデバイスを用いて構築した切り替え回路であってもよい。図５の制御部５２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスを用いた回路が考えられる。
【００２９】
実施形態３によれば、切替部５１と制御部５２とを制御装置５０に設けることで、電力供給源からの電力の供給を制御することができる。さらに、図６に示すような電力供給システムに適用することができる。図６は、実施形態３の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。また、図７は、実施形態３の制御装置の一実施例を示す図である。図６の装置６０（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）は、図３の装置１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに蓄電部６１（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）を設けた装置である。蓄電部６１は、例えば、二次電池、キャパシタが考えられる。
【００３０】
なお、蓄電部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、図７に示すように電力配線７１と切替部５１とを介して環状電力線に電力を供給する。また、複数の装置６０は、並列に接続された蓄電部６１それぞれから供給される電力を集約し、集約した電力を、切替部５１を介して環状電力線に供給する。すなわち、図７の電力配線７１に示すようにすることで、従来のように蓄電部６１ごとに設けていた切替部を一つにまとめることができる。
【００３１】
実施形態４について説明する。
図８は、実施形態４の環状電力線を用いた電力供給システムの一実施例を示す図である。図８に示す電力供給システムは、装置８０、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを有し、装置それぞれは電力配線４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）により環状接続される。本例では、五つの装置を用いて説明をするが、五つの装置に限定されるものではなく、二つ以上の装置１を有していればよい。装置８０は実施形態２の制御装置３０と同様の構成である。
【００３２】
装置８０について説明をする。
装置８０内には、環状電力線の一部を構成する電力配線２ａ（第一の電力配線）と、電力配線２と装置８０の負荷７ａとを接続する電力配線８１（第三の電力配線）と、を備えている。負荷７ａは、装置８０内の電力が供給される各部分である。なお、電力配線２ａと電力配線８１は基板に形成される配線が考えられる。基板は、例えば、プリント基板、フレキシブルプリント基板およびリジッドフレキシブル基板が考えられる。基板に配線を形成することで断線を抑制できる。なお、配線の一部をプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いて構築してもよい。
【００３３】
また、装置８０は、電力配線２ａの一方端にあるコネクタ５、および、他方端にあるコネクタ６を備えている。コネクタ５は電力配線４ａのコネクタ８と接続される。コネクタ６は電力配線４ｅのコネクタ９と接続される。
【００３４】
なお、コネクタ５、６を一つのコネクタにした場合、コネクタが抜脱すると電力の供給ができなくなるため、コネクタを二つにすることが望ましい。二つのコネクタの場合には、一つのコネクタが抜脱しても断線が一箇所なので電力の供給を継続することができる。
【００３５】
電力配線について説明をする。
電力配線４は、環状電力線の一部を構成し、装置１間を接続するケーブルなどの配線である。電力配線４はコネクタ８およびコネクタ９を両端に備えている。コネクタ８は電力配線２の一方端にあるコネクタ５に接続され、コネクタ９は電力配線２の他方端にあるコネクタ６に接続され、装置間を繋ぐ。
【００３６】
実施形態４によれば、電力線を環状接続した環状電力線を利用するため、環状電力線に断線が一箇所発生しても。電力供給源から装置８０、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅそれぞれに電力供給を継続できる。また、電力供給を継続したままでも、装置の修理、交換および増設などを可能にすることができる。
【００３７】
また、実施形態４の装置８０は、装置８０内に環状電力線の一部を構成する電力配線２ａと、電力配線２ａと装置８０の負荷７ａとを接続する電力配線８１と、を構成することで、電力配線の断線を抑制することができる。
【００３８】
また、図９の装置８０は、電力供給源から環状電力線を構成する電力配線２ａと装置８０の負荷７ａとに電力を供給する電源部９１を設けてもよい。図９は、実施形態４の装置の一実施例を示す図である。電源部９１は、例えば、電力変換器、安定化電源などが考えられる。
【００３９】
実施形態１から４で説明した環状電力線を用いた電力供給システムは、例えば、電池または組電池などの蓄電部の充放電の監視と制御を行うシステムに適用することが考えられる。装置として、蓄電部の状態を監視する一つ以上の監視装置と、監視装置それぞれを制御する制御装置と、を用いることが考えられる。
【００４０】
監視装置それぞれは蓄電部の状態を示す状態情報を取得すると、制御装置に状態情報を送信する。制御装置は、状態情報を受信すると、状態情報に基づいて監視装置およびシステムを制御する制御情報または制御信号を生成して、監視装置およびシステムを制御する。状態情報は、蓄電部に流れる電流、蓄電部の電圧、蓄電部の温度、ＳＯＣ（State of Charge）などの蓄電部の状態を示す情報である。制御情報または制御信号は、状態情報のいずれかを用いて生成した監視装置の充放電を制御するために用いられる情報または信号などである。さらに、制御情報または制御信号は、システムを保護するための機器などを制御するために用いられる情報または信号などである。
【００４１】
蓄電部の充放電の監視と制御を行うシステムに、環状電力線を用いた電力供給システムを適用することで、環状電力線に断線が一箇所発生した場合でも制御装置と監視装置との電力供給経路が確保できるため、運用を継続できる。また、電力供給を継続したまま、制御装置と監視装置の修理、交換および増設などを可能にすることができる。
【００４２】
なお、監視装置は蓄電部パックに設けられる監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）でもよいし、制御装置は電池パックに設けられる制御ＥＣＵでもよい。
また、本発明は、上記実施形態１から４およびそれらの変形例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ  装置、
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  電力配線、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  電力配線、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  電力配線、
５、６  コネクタ、
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  負荷、
８、９  コネクタ、
３０、５０  制御装置、
３１、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  電力配線、
５１  切替部、
５２  制御部、
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ  装置、
６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  蓄電部、
７１  電力配線、
８０  装置、
８１  電力配線、
９１  電源部、
【図１】
0006405808.tif 000002
【図２】
0006405808.tif 000003
【図３】
0006405808.tif 000004
【図４】
0006405808.tif 000005
【図５】
0006405808.tif 000006
【図６】
0006405808.tif 000007
【図７】
0006405808.tif 000008
【図８】
0006405808.tif 000009
【図９】
0006405808.tif 000010