JP5821691B2 - 電動車両、受電設備および電力供給システム - Google Patents

Description

この発明は、電動車両、受電設備および、これらを備える電力供給システムに関し、より特定的には、車載電力源から出力された電力を車両外部の設備へ供給するための技術に関する。

電動機によって車両駆動力を発生できるように構成された、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両では、当該電動機を駆動するための電力を蓄積する蓄電装置が搭載されている。

さらに、車両外部との間で電力の授受を可能に構成された電動車両が開発されている。たとえば、商用系統電源などの車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によって車載蓄電装置を充電可能な、いわゆるプラグインタイプの電動車両が実用化されている。さらに、蓄電装置に代表される「電力源」を搭載した電動車両を、車両外部に対する電力供給源として捉えて、電動車両からの電力によって車両外部の負荷に電力を供給する構想が検討されている。

たとえば、特開２００８−１８２８５１号公報（特許文献１）には、商用電源から供給された電力を消費する電力消費施設に接続可能な電力貯蔵装置として、電気自動車や、ハイブリッド自動車、燃料電池車等に搭載される車載蓄電池を用いることが記載されている。特許文献１では、インバータを介して、電力消費施設と、電力貯蔵施設の蓄電池との間で電力が授受される。さらに、電力消費施設の電力消費量の検出結果を蓄電池通信手段によって受信するとともに、受信した検出結果に基づいて蓄電池の充放電を制御することが記載されている。

また、国際公開第２００６／０５９７６２号では、商用電源の停電時に、ハイブリッド自動車から車両外部の設備に対して商用交流電圧を出力する交流電力供給システムが記載されている。特許文献２には、この際の車両の発電量上限値が、燃料の残量に基づいて設定されるとともに、設定された発電上限値がアンテナを介して車外設備側へ供給される構成が記載される。さらに、設備側において、電気負荷への供給電力が発電上限値を超えないように、予め登録された優先度に従って、優先レベルが高い電気負荷から商用交流電力が供給されるように負荷状態を制御することが記載されている。

特開２００９−２７８７７６号公報（特許文献３）には、車載バッテリを備えた自動車から建物に、接続電力線を介して給電する電源システムが記載されている。特許文献３では、車載バッテリの残存容量が、車両から建物側のコントローラへ送信される。そして、コントローラは、受信された残存容量が所定値よりも小さくなると、建物への給電を停止するように制御する。

特開２００８−１８２８５１号公報 国際公開第２００６／０５９７６２号 特開２００９−２７８７７６号公報

特許文献１にも記載されるように、電動車両から車両外部の設備へ電力を供給する際には、インバータ等の電力変換装置が、車載電力源の出力電力を車外設備への供給電力に変換する。以下では、このような、車両から車両外部へ電力を供給する動作を「給電動作」と称し、給電動作を実行する車両の動作モードを「給電モード」と称する。

一般的に、このような給電モードでは、電動車両から車外設備に対して、商用系統電源からの供給電圧に相当する所定周波数の交流電圧が供給される。この場合に、インバータによって、車両からの出力電圧が所定の振幅および周波数の交流電圧となるように制御される。

しかしながら、給電先である車外設備での消費電力が大きいと、電力変換装置の出力状態が能力上限を超えることにより、出力電圧の波形の乱れによって電源品質が低下する虞がある。あるいは、瞬間的に過大な電流が流れることによって、電力変換装置が自己保護機能により自動停止してしまう虞がある。この点について、特許文献１〜３では、電力変換装置（インバータ）の出力に関する能力を反映して給電を制御することについては、特に言及されていない。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、電動車両から車両外部の受電設備へ電力を供給する際に、車載の電力変換装置の出力状態を安定化することによって、安定的に給電することである。

この発明のある局面では、車両外部の設備に向けて電力を出力する給電モードを有する電動車両は、車載された電力源と、車両外部との間で電力を授受するための電力ノードと、電力変換装置とを含む。電力変換装置は、給電モードにおいて、電力源から供給された電力を設備への供給電力に変換して電力ノードへ出力するように構成される。さらに、電動車両は、給電モードにおいて、電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を設備へ通知するための通知手段を含む。

好ましくは、通知手段は、電力変換装置の出力によって給電する前に、上限値を設備へ通知する。

さらに好ましくは、電動車両において、上限値は、電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値である。または、上限値は、電力変換装置の出力電流の最大値である。

この発明の他の局面では、車載された電力源および、給電モードにおいて電力源からの電力を車両外部への供給電力に変換するための電力変換装置を含む電動車両から電力を受けるように構成された受電設備は、給電モードにおいて、電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を車両から取得するための取得手段と、取得した上限値に基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御するための制御手段とを含む。

好ましくは、取得手段は、車両から受電設備へ電力を供給する前に上限値を取得する。
さらに好ましくは、受電設備は、電動車両から供給された電圧および電流の少なくとも一方を検出するための検出器をさらに含む。そして、制御手段は、検出器の出力に基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御する。

また、さらに好ましくは、受電設備は、給電中に、電力変換装置の出力状態に関する情報を電動車両から取得するための手段をさらに含む。そして、制御手段は、検出器の出力および電動車両から取得した情報とに基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御する。

あるいは、さらに好ましくは、受電設備は、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、電気負荷の動作を制御するためのコントローラを含む。

あるいは、さらに好ましくは、受電設備は、分電盤およびコントローラを含む。分電盤は、電動車両からの電力が供給される第１の経路、電動車両とは異なる電力源から電力が供給される第２の経路、および電気負荷と電気的に接続される。コントローラは、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、第１の経路から分電盤へ供給される電力を制御するように構成される。

特に、上限値は、電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値である。あるいは、上限値は、電力変換装置の出力電流の最大値である。

この発明のさらに他の局面では、電力供給システムは、車載された電力源を有する電動車両と、電動車両が車両外部に向けて電力を出力する給電モードにおいて、電動車両から電力を供給されるように構成された受電設備とを含む。電動車両は、車両外部との間で電力を授受するための電力ノードと、給電モードにおいて、電力源からの電力を設備への供給電力に変換するための電力変換装置と、給電モードにおいて、電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を設備へ通知するための通知手段とをさらに含む。受電設備は、給電モードにおいて上限値を車両から取得するための手段と、取得した上限値に基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御するための制御手段とを含む。

好ましくは、通知手段は、給電モードにおいて、電力変換装置の出力によって給電する前に上限値を設備へ通知する。取得手段は、給電モードにおいて、給電される前に上限値を車両から取得する。

さらに好ましくは、電力供給システムにおいて、受電設備は、電動車両から供給された電圧および電流の少なくとも一方を検出するための検出器をさらに含む。そして、制御手段は、検出器の出力に基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、電気負荷への電力供給を制御する。

あるいは、さらに好ましくは、電力供給システムにおいて、電動車両は、給電中に、電力変換装置の出力状態に関する情報を電動車両へ出力するための手段をさらに含む。そして、受電設備は、給電中に電動車両から情報を取得するための手段をさらに含む。制御手段は、検出器の出力および電動車両から取得した情報とに基づいて、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、電気負荷への電力供給を制御する。

また好ましくは、電力供給システムにおいて、受電設備は、コントローラを含む。コントローラは、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、電気負荷の作動状態を制御する。

あるいは好ましくは、電力供給システムにおいて、受電設備は、分電盤およびコントローラを含む。分電盤は、電動車両からの電力が供給される第１の経路、電動車両とは異なる電力源から電力が供給される第２の経路、および電気負荷と電気的に接続される。コントローラは、電力変換装置の出力状態が上限値に従って制限されるように、第１の経路から分電盤へ供給される電力を制御する。

特に、電力供給システムにおいて、上限値は、電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値である。あるいは、上限値は、電力変換装置の出力電流の最大値である。

好ましくは、電力供給システムにおいて、電力ノードおよび受電設備の間は、ケーブルによって電気的に接続される。

この発明によれば、電動車両から車両外部の受電設備へ電力を供給する際に、電動車両から車両外部の受電設備へ電力を供給する際に、車載の電力変換装置の出力状態を安定化することによって、安定的に給電することができる。

本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの構成例を示すための概略ブロック図である。 本発明の実施の形態１による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１による電力供給システムにおける車両の給電モードでの受電設備側の制御動作を説明するフローチャートである。 車両の電力変換装置の出力電流と電流変化率上限値との関係を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態１による電力供給システムにおける車両の給電モードでの受電設備側の制御動作の変形例を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例に係る電力供給システムの構成例を示すための概略ブロック図である。 本発明の実施の形態２による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２による電力供給システムにおける車両の給電モードでの受電設備側の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３による電力供給システムにおける車両の給電モードでの受電設備側の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３の変形例による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの構成例を示すための概略ブロック図である。

図１を参照して、実施の形態１に係る電力供給システムは、車両１００と、受電設備９００とを含む。図１では、車両１００はケーブル４００の装着によって、車両外部の受電設備９００と電気的に接続されるように構成される。すなわち、ケーブル４００を介して、車両１００と車両外部（受電設備９００）との間で電力が伝達される。

車両１００は、車載蓄電装置からの電力によって走行可能な「電動車両」である。車両１００には、たとえばハイブリッド自動車、電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。以下では、車両１００として、ハイリッド自動車、特に、外部電源によって蓄電装置１１０を充電可能な、いわゆる、プラグインタイプのハイブリッド自動車を例示する。外部電源は、代表的には、商用系統電源８００によって構成される。

車両１００は、動力出力装置１０５と、車載された蓄電装置１１０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、通信ユニット３１０とを含む。

蓄電装置１１０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

動力出力装置１０５は、ＥＣＵ３００からの駆動指令に基づいて車両１００の駆動力を発生する。動力出力装置１０５が発生した駆動力は、車両１００の駆動輪へ伝達される。なお、駆動指令は、車両１００の走行中において、要求された車両駆動力あるいは車両制動力に基づいて生成される制御指令である。

ハイブリッド自動車では、動力出力装置１０５は、エンジン１０６およびモータジェネレータ１０７を含む。たとえば、動力出力装置１０５は、エンジン１０６およびモータジェネレータ１０７の出力の一方または両方を駆動輪に対して出力するように構成される。動力出力装置１０５は、蓄電装置１１０の出力電力をモータジェネレータ１０７の出力トルクを制御するための電力に変換する電力変換器（図示せず）を有するように構成される。

さらに、ハイブリッド自動車では、動力出力装置１０５は、エンジン１０６の出力によって蓄電装置１１０の充電電力を発生するための、図示しない発電機および電力変換器（インバータ）を有するように構成されることが一般的である。この場合には、エンジン１０６ならびに、これらの発電機および電力変換器（以下、「エンジン１０６等」とも称する）によって、車載された「電力源」が構成される。

したがって、車両１００は、少なくとも蓄電装置１１０を、車載された「電力源」として備える。ハイブリッド自動車では、蓄電装置１１０およびエンジン１０６等によって「電力源」が構成され得る。

また、車両１００が電気自動車である場合には、エンジン１０６の配置が省略されて、動力出力装置１０５は、モータジェネレータ１０７の出力によって、車両１００の駆動力を発生する。この場合には、「電力源」は蓄電装置１１０によって構成される。また、車両１００が燃料電池自動車である場合には、蓄電装置１１０および図示しない燃料電池によって、「電力源」が構成される。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、蓄電装置１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、車両１００の各動作モードにおいて、車載機器を統合的に制御するように構成される。たとえば、車両１００が走行する走行モードにおいて、ＥＣＵ３００は、車両１００の車両状態やドライバ操作（アクセルペダルの踏込み量、シフトレバーのポジション、ブレーキペダルの踏込み量など）に応じて、車両１００全体で必要な車両駆動力および車両制動力を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、要求された車両駆動力または車両制動力を実現するように、動力出力装置１０５の駆動指令を生成する。また、ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧および電流の検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を演算するように構成される。

車両１００は、車両外部との間で電力を授受する動作モードとして、外部電源によって車載の蓄電装置１１０を充電する動作モード（以下、「充電モード」と称する）および、車載の「電力源」から供給された電力を交流電力に変換して車両外部へ出力する給電モードを有する。これにより、車両１００を外部電源によって外部充電するだけでなく、車両１００の電力源からの電力を、車両外部の負荷に対して供給することができる。すなわち、スマートグリッドなどに見られるように、車両１００を電力供給源とした給電システムを構成することが可能となる。

車両１００は、充電モードおよび給電モードのための構成として、電力変換装置２００、インレット２２０、および電力線ＡＣＬ１を含む。

インレット２２０は、車両外部との間で電力を授受するための「電力ノード」に対応する。電力変換装置２００は、給電モードにおいて、「電力源」から供給された電力、具体的には、蓄電装置１１０の放電および／またはエンジン１０６等の発電による直流電力を、交流電力に変換して電力線ＡＣＬ１に出力する。電力変換装置２００は、電力線ＡＣＬ１を介して、インレット２２０に接続される。

給電モードでは、インレット２２０には、ケーブル４００のコネクタ４１０が接続される。インレット２２０および受電設備９００の間をケーブル４００によって接続することによって、車両１００から受電設備９００に対して電力を供給することができる。電力線ＡＣＬ１には、電圧センサ３０２および電流センサ３０４が配置される。電圧センサ３０２は、給電モードにおいて、電力変換装置２００が出力する交流電圧Ｖａｃの実効値を検出する。同様に、電流センサ３０４は、給電モードにおいて、電力変換装置２００が出力する交流電流Ｉａｃの実効値を検出する。

通信ユニット３１０は、車両１００の外部、少なくとも受電設備９００との間で、情報を送受信可能に構成されている。通信ユニット３１０は、無線によって通信を行なうように構成されてもよく、ケーブル４００を介した電力線通信を行なうように構成されてもよい。

なお、図１の構成例では、充電モードおよび給電モードの間で、ケーブル４００および電力変換装置２００が共用される。すなわち、充電モードでは、ケーブル４００は、車両１００および外部電源（たとえば、商用系統電源）の間を電気的に接続する。具体的には、ケーブル４００のコネクタ４１０が車両１００のインレット２２０と接続される一方で、ケーブル４００のプラグ４２０は、商用系統電源のコンセントと接続される。これにより、外部電源からの電力によって、車載された蓄電装置１１０を充電することができる。

ケーブル４００は、コネクタ４１０およびプラグ４２０に加えて、コネクタ４１０およびプラグ４２０を接続する電力線４４０を含む。

コネクタ４１０には、操作部４１５および切換スイッチ４１７が設けられる。操作部４１５は、コネクタ４１０をインレット２２０から取り外す際にユーザによって操作される。具体的には、ユーザが操作部４１５を押下することによって、コネクタ４１０の嵌合部（図示せず）とインレット２２０との嵌合状態が解除される。

切換スイッチ４１７は、給電モードおよび充電モードを切換えるためのスイッチである。切換スイッチ４１７は、ユーザが給電モードおよび充電モードのいずれか一方を選択できるように構成される。

切換スイッチ４１７によって充電モードが選択されると、車両１００は、車両外部から供給された電力によって、蓄電装置１１０を充電するように動作する。一方で、切換スイッチ４１７によって給電モードが選択されると、車両１００は、車載された電力源からの電力を、車両外部の負荷に対して供給するように動作する。

給電モードでは、車両１００は、基本的には、蓄電装置１１０を電力源として、蓄電装置１１０からの放電電力を、車両外部への供給電力に変換してインレット２２０から出力する。あるいは、車両１００は、エンジン１０６等を電力源として、給電モードの動作を実行することも可能である。この場合には、エンジン１０６等によって発生された蓄電装置１１０を充電するための直流電力が、電力変換装置２００によって、車両外部への供給電力へさらに変換される。

車両１００が、蓄電装置１１０およびエンジン１０６等の両方を「電力源」として搭載する構成である場合には、コネクタ４１０には、給電モードの電力源を選択するための切換スイッチ（図示せず）がさらに設けられる。あるいは、この切換スイッチは、車室内に設けてもよい。蓄電装置１１０の放電、および、エンジン１０６の駆動による発電のいずれによっても給電モードの動作が実行できる車両では、車両外部への長時間の給電が可能となることが期待できる。

図１の構成例では、給電モードで用いられる電力変換装置２００は、充電モードでは、給電モードにおける電力変換とは逆方向の電力変換を実行する。具体的には、電力変換装置２００は、充電モードでは、外部電源からの交流電力を、蓄電装置１１０を充電するための直流電力に変換する。このように、電力変換装置２００は、双方向の電力変換を可能に構成することによって、充電モードおよび給電モードに共用することができる。

あるいは、図１の構成例とは異なり、充電モード用の電力変換装置と給電モード用の電力変換装置とを別個に設ける構成も可能である。この場合には、給電モード用の電力変換装置２００は、直流電力から交流電力への電力変換を実行する。さらに、電力変換装置２００と並列に、交流電力から直流電力への電力変換を実行するための別個の電力変換装置（図示せず）が、蓄電装置１１０およびインレット２２０の間に設けられる。

次に、受電設備側の構成を説明する。
受電設備９００は、代表的には、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）等のエネルギ管理システムによって構成される。したがって、以下では、受電設備９００を、ＨＥＭＳ９００とも称する。図１には、ＨＥＭＳ９００のうちの、車両１００の給電モードに関連する構成が示されている。

なお、図示は省略するが、商用系統電源８００および充放電コネクタ９１０の間に電力経路（図示せず）を選択的に形成できるように構成することも可能である。このようにすると、ケーブル４００のプラグ４２０をＨＥＭＳ９００の充放電コネクタ９１０に接続することによって、車両１００の充電モードに対応することが可能となる。

ＨＥＭＳ９００は、充放電コネクタ９１０と、表示部９１５と、通信ユニット９２０と、ＡＣ／ＤＣ変換器９３０と、蓄電装置９４０と、双方向ＰＣＳ（Power Conditioning Subsystem）９４５と、分電盤９５０と、コントローラ９９０とを有する。

分電盤９５０からは図示しないコンセントに対して電力が供給されており、当該コンセントに接続されることによって、負荷１０００は、分電盤９５０から交流電力を受けて動作することができる。代表的には、負荷１０００は、家庭で使用される電気機器に相当する。

充放電コネクタ９１０は、ケーブル４００のプラグ４２０と接続されることによって、車両１００のインレット２２０と電気的に接続される。充放電コネクタ９１０およびＡＣ／ＤＣ変換器９３０は、電力線ＡＣＬ２によって接続される。

ＡＣ／ＤＣ変換器９３０は、交流電圧が伝達される電力線ＡＣＬ２と、直流電圧が伝達される電力線ＰＬ１との間で、双方向のＡＣ／ＤＣ変換を実行する。電力線ＰＬ１には蓄電装置９４０が接続される。

双方向ＰＣＳ９４５は、電力線ＰＬ１と、交流電力が伝達される電力線ＡＣＬ３との間に接続される。双方向ＰＣＳ９４５は、電力線ＰＬ１の直流電力を、商用系統電源８００と連携した交流電力に変換して電力線ＡＣＬ３に出力する電力変換と、電力線ＡＣＬ３上の交流電力を、蓄電装置９４０を充電するための直流電力に変換して電力線ＰＬ１に出力する電力変換とを双方向に実行することが可能である。双方向ＰＣＳ９４５および分電盤９５０は、電力線ＡＣＬ３を介して電気的に接続される。

分電盤９５０は、さらに、電力線ＡＣＬ４を経由して商用系統電源８００と接続される。図１の構成例では、分電盤９５０に対して、太陽電池９７０およびＰＣＳ９７５が、電力線ＡＣＬ５を介してさらに接続されてもよい。ＰＣＳ９７５は、太陽電池９７０が発電した直流電力を、商用系統電源８００による交流電力と連携した交流電力に変換して電力線ＡＣＬ５へ出力する。

あるいは、太陽電池９７０に代えて、または太陽電池９７０に加えて、燃料電池等を電力源として設けてもよい。このように、車両１００とは異なる電力源については、商用系統電源８００を始め、任意の電力源を配置することが可能である。

コントローラ９９０は、ＨＥＭＳ９００内の各種機器を統合的に制御する。通信ユニット９２０は、少なくとも車両１００の通信ユニット３１０との間で、情報を送受信可能に構成されている。通信ユニット９２０は、無線によって通信を行なうように構成されてもよく、ケーブル４００を介した電力線通信を行なうように構成されてもよい。したがって、車両１００からＨＥＭＳ９００に対してデータあるいは制御指令等を伝送することができる。反対に、ＨＥＭＳ９００から車両１００に対しても、データあるいは制御指令等を伝送することができる。表示部９１５は、充放電コネクタ９１０に設けられ、コントローラ９９０からの指示に従って、ＨＥＭＳ９００の充放電に係る情報を視覚的に表示することができる。

車両１００の給電モードでは、ケーブル４００を介して充放電コネクタ９１０に、車両１００からの交流電圧が入力される。ＡＣ／ＤＣ変換器９３０は、充放電コネクタ９１０を経由して電力線ＡＣＬ２に伝達された交流電圧を、蓄電装置９４０を充電するための直流電圧に変換して電力線ＰＬ１へ出力する。双方向ＰＣＳ９４５は、車両１００の給電モードでは、電力線ＰＬ１の直流電力を、商用系統電源８００と連携した交流電力に変換して電力線ＡＣＬ３に出力する。

このように、車両１００の給電モードにおいて、充放電コネクタ９１０へ入力された交流電圧は、蓄電装置９４０を充電するための直流電圧に一旦変換される。さらに、この直流電力は、双方向ＰＣＳ９４５による電力変換を経て、分電盤９５０から負荷１０００へ供給される。このように、充放電コネクタ９１０から電力線ＡＣＬ３への経路によって、車両１００からの電力を分電盤９５０へ供給する「第１の経路」が構成される。

さらに、車両１００の給電モードでは、車両１００とは異なる電力源からの電力が、分電盤９５０から負荷１０００へ供給される。すなわち、電力線ＡＣＬ４，ＡＣＬ５によって、車両１００とは異なる電力源からの電力を分電盤９５０へ供給する「第２の経路」が構成される。このように、車両１００の給電モードでは、第１の経路による供給電力と、第２の経路による供給電力との和によって、負荷１０００の消費電力が確保される。

電力線ＡＣＬ２には、電圧センサ９０４および電流センサ９０６が設けられている。電圧センサ９０４は、車両１００から充放電コネクタ９１０へ入力された交流電圧ＶＬの実効値（以下、単に、入力電圧ＶＬとも称する）を測定する。同様に、電流センサ９０６は、車両１００から充放電コネクタ９１０へ入力された交流電流ＩＬの実効値（以下、単に、入力電流ＶＬとも称する）を検出する。

ＨＥＭＳ９００へ入力される交流電圧は、電力変換装置２００によって電圧制御される交流電圧Ｖａｃに従う。負荷１０００による消費電力の増加に伴って、電力線ＰＬ１から分電盤９５０へ供給される電力が増大すると、入力電流ＩＬが増加する。ＨＥＭＳ９００への入力電流ＩＬが大きくなって、電力変換装置２００の電力変換能力を超えるような出力電流Ｉａｃが生じると、交流電圧Ｖａｃの波形が乱れる可能性がある。たとえば、交流電圧Ｖａｃの振幅が低下することによって、交流波形が歪んでしまう電源品質の低下が生じる虞がある。

あるいは、電力変換装置２００を構成する電力用半導体スイッチング素子（図示せず）の自己保護機能が作用することによって、電力変換装置２００が自動停止する虞がある。
万一、電力変換装置２００が停止すると、ユーザがリセット処理を実行するまでの間、車両１００を電力供給源として使用できなくなる虞がある。このように、電力変換装置２００の出力状態が処理能力の上限を超えてしまうと、受電設備（ＨＥＭＳ９００）側の動作に影響を及ぼす可能性がある。

電力変換装置２００の処理能力としては、単純な電流量の上限（いわゆる、過電流による過負荷に至る上限値）のみならず、単位時間当たりの電流変化量（以下、「電流変化率」）も考慮する必要がある。すなわち、電流量としては過負荷にならないレベルであっても、負荷１０００の消費電力の急増によって電流変化率が大きくなると、電力変換装置２００の出力能力が追い付かなくなって、電源品質が低下する虞がある。

したがって、実施の形態１に係る電力供給システムでは、以下に説明するように、電力変換装置２００の出力電流が電流変化率の上限値を超えないように制限した給電モードの制御処理を実行する。

図２および図３は、本発明の実施の形態１による電力供給システムにおける車両の給電モードにおける制御動作を説明するフローチャートである。

図２には、車両１００側の制御処理が示される。図２に示すフローチャートによる制御動作は、ＥＣＵ３００によって実行される。

図２を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１００により給電モードの開始が指示されているかを確認する。給電モードの指示が開始されていると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１０に処理を進めて、ケーブル４００が正常に接続されているかどうかを確認する。ケーブル４００の接続が正常でない場合（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ３００は、以下に示す給電モードの制御動作を開始しない。

ＥＣＵ３００は、給電モードの開始が指示され、かつ、ケーブル４００によってインレット２２０がＨＥＭＳ９００と正常に接続されていると（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１２０に処理を進めて、車両１００およびＨＥＭＳ９００の間での通信を確立する。具体的には、ＥＣＵ３００は、図１に示した通信ユニット３１０を起動して、ＨＥＭＳ９００の通信ユニット９２０との間で通信状態を確立するための初期動作を実行する。

ＥＣＵ３００は、ＨＥＭＳ９００との間の通信が確立されると、ステップＳ１３０により、給電動作に係るパラメータを、車両１００からＨＥＭＳ９００へ送信する。このパラメータには、給電モードで出力される電圧および電流の周波数や実効値等が含まれる。さらに、ステップＳ１３０では、給電モードにおける電力変換装置２００の出力能力に関する上限値（以下、給電上限値とも称する）が送信される。図２の例では、給電上限値として、許容される電流変化率の最大値を示す電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘが送信される。

ＥＣＵ３００は、給電上限値の送信が完了すると、ステップＳ１４０により、電力変換装置２００を作動させて車両１００からの給電を開始する。ＥＣＵ３００は、給電中は、ステップＳ１５０により、電力変換装置２００の出力電圧Ｖａｃが所望の周波数および振幅を有するように、電圧制御を行なう。たとえば、交流電圧Ｖａｃは、商用系統電源８００による交流電圧と同等の周波数および振幅を有するように制御される。

ＥＣＵ３００は、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ１９０のＮＯ判定時）、ステップＳ１５０による給電制御を繰り返し実行する。これにより、電圧制御された出力電圧（交流電圧Ｖａｃ）が、車両１００からケーブル４００を介してＨＥＭＳ９００へ供給される。ＥＣＵ３００は、給電モードの終了が指示されると（Ｓ１９０のＹＥＳ判定時）、電力変換装置２００による給電動作を停止する。これにより、車両１００からＨＥＭＳ９００への電力供給も停止される。

図３には、ＨＥＭＳ９００側の制御動作が示される。図３に示すフローチャートによる制御動作は、コントローラ９９０によって実行される。

図３を参照して、コントローラ９９０は、ステップＳ２００により給電モードの開始が指示されているかどうかを判定するとともに、ステップＳ２１０によりケーブル４００の接続が正常であるかどうかを判定する。

コントローラ９９０は、給電モードの開始が指示され（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）、かつ、ケーブル４００によって充放電コネクタ９１０が車両１００と正常に接続されていると（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２２０により、ＨＥＭＳ９００および車両１００の間での通信を確立する。ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理は、ユーザによる給電モードの開始指示に応答して、車両１００でのステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理とほぼ同時に実行される。

コントローラ９９０は、車両１００との間の通信が確立されると、ステップＳ２３０により、車両１００から送信された給電動作に係るパラメータを受信する。これにより、コントローラ９９０は、給電モードにおける電力変換装置２００の給電上限値として、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを取得する。

コントローラ９９０は、給電上限値を取得した後、ステップＳ２４０により、車両１００からの受電を開始する。たとえば、ＡＣ／ＤＣ変換器９３０を作動することによって、車両１００からの電力を受入れるための経路が形成される。

コントローラ９９０は、受電中には、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ２９０のＮＯ判定時）、以下に示すステップＳ２５０〜Ｓ２８０の処理を繰り返し実行する。コントローラ９９０は、ステップＳ２５０により、センサ９０４，９０６によって、ＨＥＭＳ９００への入力電圧ＶＬおよび入力電流ＩＬを検出する。さらにコントローラ９９０は、ステップＳ２６０により、一定時間における入力電流ＩＬの変化量である電流変化率Ｉｃｒを取得する。

さらに、コントローラ９９０は、ステップＳ２７０により、ステップＳ２６０で取得した電流変化率Ｉｃｒが、車両１００から送信された電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを超えそうかどうかを判定する。たとえば、コントローラ９９０は、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘに対してマージンを有する判定値を予め設定するとともに、ステップＳ２６０で取得された電流変化率Ｉｃｒと当該判定値とを比較することによって、ステップＳ２７０の判定を実行できる。

コントローラ９９０は、ＩｃｒがＩｃｒｍａｘを超えそうであると判定されたとき（Ｓ２７０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２８０により、負荷１０００への電力供給を制御するために、受電設備側（ＨＥＭＳ９００）の負荷を調整する。図１に例示したＨＥＭＳ９００の構成では、コントローラ９９０は、ステップＳ２８０では、電力線ＰＬ１から電力線ＡＣＬ３に対して供給される電力を減少させるように、双方向ＰＣＳ９４５の動作を制御する。

これにより、負荷１０００の消費電力に対して、車両１００の電力源からの供給電力が制限される一方で、商用系統電源８００等の他の電源からの供給電力が増加するように、ＨＥＭＳ９００内の電力バランスが制御される。これにより、電力変換装置２００からの出力電流の変化率が、出力能力の上限（電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘ）を超えないように制限した上で、負荷１０００を含む受電設備（ＨＥＭＳ９００）への給電を継続することができる。

一方で、コントローラ９９０は、ＩｃｒがＩｃｒｍａｘを超えそうであると判定されないとき（Ｓ２７０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２８０の処理をスキップする。すなわち、ＨＥＭＳ９００内の電力バランスを特に調整することなく、電力変換装置２００の出力による給電が継続される。

コントローラ９９０は、給電モードの終了が指示されると（Ｓ２９０のＹＥＳ判定時）、車両１００からの受電動作を停止する。これにより、車両１００からＨＥＭＳ９００への電力供給も停止される。

このように、本発明の実施の形態１による電力供給システムによれば、車両１００の電力変換装置２００の出力電流の変化率が所定の上限値を超えないように制限して、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００）へ電力を供給できる。したがって、給電モードにおいて、電力変換装置２００の出力状態を安定化することに、よって、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００）へ安定的に給電できる。

なお、図２および図３のフローチャートでは、給電開始前に給電上限値を送受信する制御を好ましい例として説明した。しかしながら、給電上限値の送受信は、給電モード中に出力電流変化率が所定の上限値を超えるまでであれば、給電開始後に実行されても同等の効果を享受することができる。たとえば、給電開始後に電流変化率が一定レベル（上限値に対してマージンを有するレベル）を超えたことをトリガとして、給電上限値を送受信する制御としてもよい。このようにしても、車両１００の電力変換装置２００の出力電流の変化率が所定の上限値を超えないように制限して、車両１００から受電設備へ電力を供給できる。

ただし、図２および図３に示した制御例によれば、給電開始前に給電上限値を受電設備（ＨＥＭＳ９００）へ送信するとともに、給電モード中には、受電設備に設けられたセンサの出力に基づく受電設備側での制御によって、車両から受電設備に供給される交流電圧を安定化することができる。すなわち、給電モード中に車両および受電設備の間で情報を逐次的に授受することなく、給電を安定化できる点に効果がある。

なお、一般的に、電力変換装置２００の出力電流変化率の上限値は、電力用半導体スイッチング素子の電流駆動能力によって決まる。したがって、出力電流変化率については、大電流出力時には相対的に能力が低く、低電流出力時には相対的に能力が高いことが理解される。したがって、図４に示すように、電力変換装置２００の出力電流に応じて、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを逐次変化させることができる。

図４を参照して、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘは、電力変換装置２００が出力する交流電流Ｉａｃ（実効値）が低いほど高い値に設定することができる。図１の構成において、交流電流Ｉａｃ（実効値）は、ＨＥＭＳ９００に配置された電流センサ９０６によっても検出できる。すなわち、電流センサ９０６によって検出された入力電流ＩＬに応じて、給電モード中に、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを逐次可変に設定することができる。

図５には、本発明の実施の形態１による電力供給システムにおける車両の給電モードにおける受電設備側の制御動作の変形例を説明するフローチャートが示される。

図５を図３と比較して、コントローラ９９０は、図３と同様のステップＳ２００〜Ｓ２８０の処理に加えて、受電中にステップＳ２８５をさらに実行する。コントローラ９９０は、ステップＳ２８５により、ステップＳ２５０で検出した入力電流ＩＬに基づいて、図４に示した特性に従って、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを更新する。そして、次の制御周期（Ｓ２５０〜Ｓ２８５の実行周期）におけるステップＳ２７０の判定には、更新後の電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘが用いられる。図５の制御動作においても、給電上限値の送受信は、給電開始前に代えて給電開始後の適切なタイミングで実行されてもよい。

図４および図５に従って電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを更新することによって、電力変換装置２００の出力状態に応じて、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを逐次適切に設定することができる。これにより、電力変換装置２００の出力能力を最大限に発揮させた上で、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００）へ安定的に給電することができる。

［実施の形態１の変形例］
実施の形態１の変形例では受電設備（ＨＥＭＳ）の構成の変形例を示す。

図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る電力供給システムの構成例を示すための概略ブロック図である。

図６および図１の比較から理解されるように、実施の形態１の変形例に係る電力供給システムでは、受電設備として、ＨＥＭＳ９００に代えてＨＥＭＳ９００♯が設けられる。

ＨＥＭＳ９００♯は、図１に示したＨＥＭＳ９００と比較して、コントローラ９９０が負荷１０００の消費電力を調整するように、負荷動作を直接的に制御可能に構成されている点が異なる。たとえば、負荷１０００が空調機器である場合には、コントローラ９９０は、空調の設定温度を自動的に変えることによって、空調機器の消費電力を調整する。

この結果、ＨＥＭＳ９００♯では、ＨＥＭＳ内での電力バランスを制御することなく、車両１００から供給される電力を調整することができる。したがって、ＨＥＭＳ９００♯では、充放電コネクタ９１０と接続される電力線ＡＣＬ２を、電力変換器を介することなく、分電盤９５０と接続することができる。

分電盤９５０には、ＨＥＭＳ９００と同様に、車両１００とは異なる電力源として、商用系統電源８００が接続される。さらに、分電盤９５０に対しては、蓄電装置９４０や太陽電池９７０が、さらなる「車両１００とは異なる電力源」として、電力変換器（双方向ＰＣＳ９４５，ＰＣＳ９７５）を介して接続されてもよい。

実施の形態１の変形例に係る電力供給システムにおいて、車両１００の給電モードでの制御動作は、図２に示したのと同様である。一方、図３および図５に示した受電設備（ＨＥＭＳ）側の動作については、受電設備側の負荷を調整するステップＳ２８０での処理内容が変更される。なお、実施の形態１で説明したのと同様に、給電上限値の送受信は、給電開始前に代えて、給電開始後の適切なタイミングで実行されてもよい。

ＨＥＭＳ９００♯のコントローラ９９０は、ステップＳ２８０により、負荷１０００の消費電力が減少するように、負荷１０００である電気機器の動作を直接制御することができる。あるいは、ＨＥＭＳ９００と同様に、商用系統電源８００等の車両１００とは異なる電力源からの供給電力が増加するように、ＨＥＭＳ９００♯内の電力バランスを制御することも可能である。

すなわち、図６に示したＨＥＭＳ９００♯では、電力変換装置２００の出力電流の変化率が所定の上限値を超えないように負荷１０００への電力供給を制御するための、受電設備側の負荷調整の手段が増加することが理解される。

この結果、実施の形態１による電力供給システムと同様に、給電モードにおいて、電力変換装置２００の出力状態を安定させるとともに、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００♯）へ安定的に給電することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では給電モードにおける給電上限値として、電力変換装置２００の電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを用いた例を説明した。実施の形態２では、電力変換装置２００の出力電流の上限値を、給電上限値として用いた場合の制御について説明する。

なお、実施の形態２に示すような給電上限値を用いた給電モードにおける制御動作は、図１（実施の形態１）および図６（実施の形態１の変形例）に示した受電設備の構成例の両方に適用することができる。

図７は、実施の形態２による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。図７に示す一連の制御動作は、図２に示した制御動作に代えて、ＥＣＵ３００によって実行される。

図７および図２の比較から理解されるように、ＥＣＵ３００は、給電上限値の送信に係る処理として、図２のステップＳ１３０に代えて、ステップＳ１３０♯を実行する。その他のステップＳ１００〜Ｓ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１９０による処理は、図２と同様であるので、説明は繰り返さない。

ＥＣＵ３００は、ステップＳ１３０♯により、給電上限値として、電力変換装置２００の出力電流の上限値に相当する最大電流値Ｉｍａｘを、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ送信する。

したがって、実施の形態２に係る電力供給システムでは、車両１００の給電モードにおいて、給電動作が開始される前に、車両１００から受電設備に対して最大電流値Ｉｍａｘが給電上限値として予め送信される。

図８は、実施の形態２に係る電力供給システムにおける受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）における制御動作を説明するフローチャートである。図８に示す一連の制御動作は、図３または図５に示した制御動作に代えて、コントローラ９９０によって実行される。

図８を参照して、コントローラ９９０は、図３および図５と同様のステップＳ２００〜Ｓ２２０の実行後、ステップＳ２３０♯により、車両１００からステップＳ１３０♯において送信された最大電流値Ｉｍａｘを、給電上限値として受信する。

コントローラ９９０は、給電上限値を取得した後、ステップＳ２４０により、車両１００からの受電を開始する。受電が開始されると、コントローラ９９０は、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ２９０のＮＯ判定時）、以下に示すステップＳ２５０，Ｓ２７２，Ｓ２７４，Ｓ２８０の処理を繰り返し実行する。

コントローラ９９０は、ステップＳ２５０により、センサ９０４，９０６の出力に基づいて、ＨＥＭＳ９００，９００♯への入力電圧ＶＬおよび入力電流ＩＬを検出する。さらに，コントローラ９９０は、ステップＳ２７２により、入力電圧ＶＬおよび入力電流ＩＬに基づいて、車両１００の電力変換装置２００の出力状態が過負荷になっているかどうかを判定する。

コントローラ９９０は、ステップＳ２７２により、入力電流ＩＬが給電上限値（最大電流値Ｉｍａｘ）を超えそうかどうかを判定する。たとえば、最大電流値Ｉｍａｘに対してマージンを有する判定値を予め設定するとともに、入力電流ＩＬと当該判定値とを比較することによって、ステップＳ２７２の判定を実行できる。

さらに、コントローラ９９０は、ステップＳ２７４により、入力電圧ＶＬに変動があるかどうかに基づいて、過負荷を判定してもよい。たとえば、ステップＳ２７４では、実効値である入力電圧ＶＬが目標値に対して±ε（％）以内の範囲に収まっているかどうかが、電圧センサ３０２の出力に基づいて判定される。

コントローラ９９０は、電力変換装置２００の出力状態が過負荷になっていると判定されるときには（Ｓ２７２またはＳ２７４のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２８０に処理を進めて受電設備側の負荷調整を行なう。これまで説明したように、ステップＳ２８０では、ＨＥＭＳ９００，９００♯での電力バランスの制御および／またはＨＥＭＳ９００♯での負荷１０００の直接的な動作制御を行なうことができる。

コントローラ９９０は、給電モードの終了が指示されると（Ｓ２９０のＹＥＳ）、車両１００からの電力受入れのための動作を終了する。

このように、実施の形態２に係る電力供給システムにおいては、車両１００の電力変換装置２００の出力電流が所定の上限値（Ｉｍａｘ）を超えないように制限して、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ電力を供給できる。したがって、給電上限値として最大電流値Ｉｍａｘを用いても、実施の形態１に係る電力供給システムと同様に、給電モードにおいて、電力変換装置２００の出力状態を安定化することによって、車両１００から受電設備へ安定的に給電できる。

なお、実施の形態２に係る電力供給システムにおいても、実施の形態１およびその変形例と同様に、給電開始前に給電上限値を受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ送信することによって、給電モード中に車両および受電設備の間で情報を逐次的に授受することなく、給電を安定化できる。あるいは、実施の形態１およびその変形例でも説明したように、給電上限値の送受信は、給電開始前に代えて給電開始後の適切なタイミングで実行されてもよい。

［実施の形態３］
実施の形態２では、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）のセンサによって、電力変換装置２００の出力状態が負荷調整を必要とするものであるかどうかを判定した。実施の形態３では、受電設備側のセンサに異常が生じた場合にもバックアップできるような、給電モードでの制御動作について説明する。なお、実施の形態３に係る給電モードでの制御動作についても、図１（実施の形態１）および図６（実施の形態１の変形例）に示した受電設備の構成例の両方に適用することができる。

図９は、本発明の実施の形態３による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートである。図９に示す一連の制御動作は、図７（実施の形態２）に示した制御動作に代えて、ＥＣＵ３００によって実行される。

図９を参照して、ＥＣＵ３００は、図７と同様のステップＳ１００〜Ｓ１３０♯の処理により、給電開始に先立って、最大電流値Ｉｍａｘを給電上限値として受電設備（ＨＥＭＳ９００、９００♯）へ送信する。

さらに、ＥＣＵ３００は、給電を開始すると（Ｓ１４０）、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ１９０のＮＯ判定時）、以下に示すステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１７２，Ｓ１８２の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ３００は、給電中には、交流電圧Ｖａｃを制御するための電圧制御（Ｓ１５０）を行ないながら、ステップＳ１６０により、電流センサ３０４によって電力変換装置２００の出力電流Ｉａｃを検出する。さらに、ＥＣＵ３００はステップＳ１７２により、ステップＳ１６０で検出した交流電流Ｉａｃに基づいて、電力変換装置２００が過負荷になりそうかどうかを判定する。たとえば、ステップＳ１７２による判定は、図８のステップＳ２７２と同様に、最大電流値Ｉｍａｘを反映して実行することができる。

ＥＣＵ３００は、電力変換装置２００が過負荷になりそうなとき（Ｓ１７２のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１８２に処理を進めて、過負荷アラームを発生する。ステップＳ１８２で発生された過負荷アラームは、通信ユニット３１０によって、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ送信される。一方、過負荷が検出されないとき（Ｓ１７２のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ３００は、過負荷アラームを発生するステップＳ１８２の処理をスキップする。

このように、実施の形態３による電力供給システムでは、給電動作中に、車両１００に設けられた電流センサ３０４によって、電力変換装置２００が過負荷であるかどうかが定期的にチェックされる。そして、電力変換装置２００が過負荷になりそうなときには、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）に対してアラームを出力することができる。

図１０は、本発明の実施の形態３による電力供給システムにおける車両の給電モードでの受電設備側の制御動作を説明するフローチャートである。図１０に示す一連の制御動作は、図８（実施の形態２）に示した制御動作に代えて、コントローラ９９０によって実行される。

図１０を参照して、コントローラ９９０は、図８と同様のステップＳ２００〜Ｓ２３０♯により、受電開始に先立って最大電流値Ｉｍａｘを給電上限値として受信する。さらに、ＥＣＵ３００は、受電を開始すると（Ｓ２４０）、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ２９０のＮＯ判定時）、ステップＳ２５０，Ｓ２７２，Ｓ２７４，Ｓ２７６，Ｓ２８０の処理を繰り返し実行する。

すなわち、コントローラ９９０は、受電動作中に、図８と同様のステップＳ２５０，Ｓ２７２，Ｓ２７４による受電設備側のセンサに基づく判定に加えて、ステップＳ２７６により、車両１００から過負荷アラームを受信したかどうかを判定する。

コントローラ９９０は、受電設備のセンサ出力によって電力変換装置２００の出力状態が過負荷になっていると判定されるとき（Ｓ２７２またはＳ２７４のＹＥＳ判定時）、または、車両１００からの過負荷アラームの受信時（Ｓ２７６のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２８０に処理を進める。コントローラ９９０は、ステップＳ２８０では、図８で説明したのと同様に、受電設備側の負荷調整を行なう。

一方で、コントローラ９９０は、受電設備側のセンサに基づく判定（Ｓ２７２，Ｓ２７４）および車両側のセンサに基づく判定（Ｓ２７６）のいずれによっても、電力変換装置２００の出力状態が過負荷になっていると判定されないとき（Ｓ２７２、Ｓ２７４およびＳ２７６の全てがＮＯ判定）には、ステップＳ２８０の処理をスキップする。

このように実施の形態３による電力供給システムでは、電力変換装置２００の出力状態を、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）側のセンサによる判定に加えて、車両１００側のセンサによっても補完的にチェックすることができる。この結果、万一、受電設備側のセンサに異常が発生しても、車両側からのアラームに基づいて、車両１００の電力変換装置２００の出力電流が所定の上限値（Ｉｍａｘ）を超えないように制限して、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ電力を供給できる。

したがって、実施の形態３による電力供給システムによれば、実施の形態２に係る電力供給システムと同様の、給電モードにおける電力変換装置２００の出力状態の安定化をより高い信頼性で実現することができる。なお、実施の形態３においても、給電上限値の送受信は、給電開始前に代えて給電開始後の適切なタイミングで実行されてもよい。

［実施の形態３の変形例］
実施の形態３では、実施の形態２に係る給電モードでの制御に、車両側からのアラーム送信を組み合わせた給電モードの制御処理について説明した。実施の形態３の変形例では、実施の形態１に係る給電モードでの制御に対して、車両側からのアラーム送信を組み合わせた給電モードの制御処理について説明する。実施の形態３の変形例に係る給電モードでの制御処理についても、図１（実施の形態１）および図６（実施の形態１の変形例）に示した受電設備の構成例の両方に適用することができる。

図１１には、本発明の実施の形態３の変形例による電力供給システムにおける車両の給電モードでの車両側の制御動作を説明するフローチャートが示される。図１１に示す一連の制御処理は、図２（実施の形態１）に示した制御処理に代えて、ＥＣＵ３００によって実行される。

図１１を参照して、ＥＣＵ３００は、図２と同様のステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理により、給電開始に先立って、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘを給電上限値として受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ送信する。

さらに、ＥＣＵ３００は、給電を開始すると（Ｓ１４０）、給電モードの終了が指示されるまで（Ｓ１９０のＮＯ判定時）、以下に示すステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１８４の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ３００は、給電中には、交流電圧Ｖａｃを制御するための電圧制御（Ｓ１５０）を行ないながら、ステップＳ１６０により、電流センサ３０４の出力に基づいて、電力変換装置２００の出力電流Ｉａｃを検出する。さらに、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１８４により、ステップＳ１６０で検出した交流電流Ｉａｃあるいは、交流電流Ｉａｃから求められた電流変化率Ｉｃｒを、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ送信する。

ＨＥＭＳ９００，９００♯では、実施の形態１で説明した図３または図５に示すフローチャートに従う制御処理が実行される。そして、コントローラ９９０は、図３または図５のステップＳ２６０において、ステップＳ２５０での入力電流Ｉｒの検出値に基づいて電流変化率Ｉｃｒを算出するだけでなく、車両１００からの受信データによって電流変化率Ｉｃｒを取得することが可能である。

そして、コントローラ９９０は、ステップＳ２７０による電流変化率Ｉｃｒの判定について、受電設備側でのセンサ出力に基づくＩｃｒと、車両側でのセンサ出力に基づくＩｃｒとの両方について実行することができる。

したがって、実施の形態３の変形例による電力供給システムでは、電力変換装置２００の電流変化率Ｉｃｒを、受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）側のセンサでチェックするのに加えて、車両１００側のセンサによっても補完的にチェックすることができる。この結果、万一、受電設備側のセンサに異常が発生しても、車両からの情報に基づいて、車両１００の電力変換装置２００の電流変化率が所定の上限値（Ｉｃｒｍａｘ）を超えないように制限して、車両１００から受電設備（ＨＥＭＳ９００，９００♯）へ電力を供給できる。

したがって、実施の形態３の変形例による電力供給システムによれば、実施の形態１に係る電力供給システムと同様の、給電モードにおける電力変換装置２００の出力状態の安定化を、より高い信頼性で実現することができる。なお、実施の形態３の変形例においても、給電上限値の送受信は、給電開始前に代えて給電開始後の適切なタイミングで実行されてもよい。

以上の実施の形態では、本発明が適用される車両として、プラグインタイプのハイブリッド自動車を例示したが、車両の構成は、車載された電力源からの出力電力によって、車両外部の負荷に電力を供給することが可能であれば、特に限定されることはない。すなわち、シリーズ式のハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池自動車などに対しても、本実施の形態に係る給電モードの制御を適用することができる。電力源についても、給電モードにおいて電力を出力可能であれば、その種類は特に限定されるものではない。

また、給電モードにおいて車両から電力を供給される受電設備についても、実施の形態での例示に限定されるものではなく、任意の電力消費要素を適用することができる。たとえば、他の車両の車載蓄電装置を負荷とする、車両間の充電においても本実施の形態に係る給電モードの制御を適用することができる。

また、実施の形態１および２を組み合わせることにより、給電上限値として、電流変化率上限値Ｉｃｒｍａｘおよび最大電流値Ｉｍａｘの両方について、受電設備側の負荷調整（Ｓ２８０）の要否を判断するように制御してもよい。

なお、本実施の形態では、車両および受電設備の間をケーブルによって電気的に接続する構成を例示したが、車両および受電設備の間は、非接触のまま電磁的に結合して電力を授受する構成とすることも可能である。たとえば、受電設備側および車両側のそれぞれにコイルを設けて、コイル間の磁気結合あるいは共鳴現象によって、電力を入出力する構成を、ケーブルに代えて用いることも可能である。このような構成では、車載されたコイルが「電力ノード」に対応する。

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。

この発明は、車載電力源から出力された電力を車両外部の設備へ供給するための制御に適用することができる。

１００ 車両、１０５ 動力出力装置、１０６ エンジン、１０７ モータジェネレータ、１１０ 蓄電装置（車載）、２００ 電力変換装置、２２０ インレット、３０２ 電圧センサ（車両）、３０４ 電流センサ（車両）、３１０ 通信ユニット（車両）、４００ ケーブル、４１０ コネクタ、４１５ 操作部、４１７ 切換スイッチ、４２０ プラグ、 ４４０，ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＡＣＬ３，ＡＣＬ４，ＡＣＬ５，ＡＣＬ５，ＰＬ１，ＰＬ４ 電力線、８００ 商用系統電源、９００，９００♯ 受電設備（ＨＥＭＳ）、９０４ 電圧センサ（受電設備）、９０６ 電流センサ（受電設備）、９１０ 充放電コネクタ、９１５ 表示部、９２０ 通信ユニット（受電設備）、９３０ 変換器、９４０ 蓄電装置（受電設備）、９５０ 分電盤、９７０ 太陽電池、９９０ コントローラ、１０００ 負荷、ＩＬ 実効値、ＩＬ 入力電流、Ｉｃｒ 電流変化率、Ｉｃｒｍａｘ 電流変化率上限値、Ｉｍａｘ 最大電流値、９４５ ＰＣＳ（太陽電池）、９７５ 双方向ＰＣＳ、ＶＬ 入力電圧。

Claims (21)

1. 車両外部の設備に向けて電力を出力する給電モードを有する電動車両であって、
   車載された電力源と、
   車両外部との間で電力を授受するための電力ノードと、
   前記給電モードにおいて、前記電力源から供給された電力を前記設備への供給電力に変換して前記電力ノードへ出力するための電力変換装置と、
   前記給電モードにおいて、前記電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を前記設備へ通知するための通知手段とを備え、
   前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値を含む、電動車両。
2. 前記通知手段は、前記電力変換装置の出力によって給電する前に、前記上限値を前記設備へ通知する、請求項１記載の電動車両。
3. 前記最大値は、前記給電モード中において、前記電力変換装置からの出力電流が大きいほど小さい値となるように、前記出力電流に応じて可変に設定される、請求項１または２記載の電動車両。
4. 前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の最大値をさらに含む、請求項１または２記載の電動車両。
5. 車載された電力源および、給電モードにおいて前記電力源からの電力を車両外部への供給電力に変換するための電力変換装置を含む電動車両から電力を受けるように構成された受電設備であって、
   前記給電モードにおいて、前記電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を前記車両から取得するための取得手段と、
   取得した前記上限値に基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御するための制御手段とを備え、
   前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値を含む、受電設備。
6. 前記取得手段は、前記車両から前記受電設備へ電力を供給する前に前記上限値を取得する、請求項５記載の受電設備。
7. 前記電動車両から供給された電圧および電流の少なくとも一方を検出するための検出器をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検出器の出力に基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御する、請求項５または６記載の受電設備。
8. 前記給電中に、前記電力変換装置の出力状態に関する情報を前記電動車両から取得するための手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検出器の出力および前記電動車両から取得した前記情報に基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御する、請求項７記載の受電設備。
9. 前記受電設備は、
   前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記電気負荷の動作を制御するためのコントローラを含む、請求項５〜８のいずれか１項に記載の受電設備。
10. 前記受電設備は、
    前記電動車両からの電力が供給される第１の経路、前記電動車両とは異なる電力源から
    電力が供給される第２の経路、および前記電気負荷と電気的に接続された分電盤と、
    前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記第１の経路から前記分電盤へ供給される電力を制御するためのコントローラとを含む、請求項５〜８のいずれか１項に記載の受電設備。
11. 前記最大値は、前記給電モード中において、前記電力変換装置からの出力電流が大きいほど小さい値となるように、前記出力電流に応じて可変に設定される、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の受電設備。
12. 前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の最大値をさらに含む、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の受電設備。
13. 車載された電力源を含む電動車両と、
    前記電動車両が車両外部に向けて電力を出力する給電モードにおいて、前記電動車両から電力を供給されるように構成された受電設備とを備え、
    前記電動車両は、
    車両外部との間で電力を授受するための電力ノードと、
    前記給電モードにおいて、前記電力源からの電力を前記受電設備への供給電力に変換するための電力変換装置と、
    前記給電モードにおいて、前記電力変換装置の給電時の出力に関する上限値を前記受電設備へ通知するための通知手段とをさらに含み、
    前記受電設備は、
    前記給電モードにおいて、前記上限値を、前記車両から取得するための取得手段と、
    取得した前記上限値に基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記受電設備から電力を受けて動作する電気負荷への電力供給を制御するための制御手段とを含み、
    前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の一定時間内での変化量の最大値を含む、電力供給システム。
14. 前記通知手段は、前記給電モードにおいて、前記電力変換装置の出力によって給電する前に前記上限値を前記受電設備へ通知し、
    前記取得手段は、前記給電モードにおいて、前記給電される前に前記上限値を前記車両から取得する、請求項１３記載の電力供給システム。
15. 前記受電設備は、
    前記電動車両から供給された電圧および電流の少なくとも一方を検出するための検出器をさらに含み、
    前記制御手段は、前記検出器の出力に基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記電気負荷への電力供給を制御する、請求項１３または１４記載の電力供給システム。
16. 前記電動車両は、
    前記給電中に、前記電力変換装置の出力状態に関する情報を前記電動車両へ出力するための手段をさらに含み、
    前記受電設備は、
    前記給電中に前記電動車両から前記情報を取得するための手段をさらに含み、
    前記制御手段は、前記検出器の出力および前記電動車両から取得した前記情報とに基づいて、前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記電気負荷への電力供給を制御する、請求項１５記載の電力供給システム。
17. 前記受電設備は、
    前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記電気負荷の作動状態を制御するためのコントローラを含む、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載
    の電力供給システム。
18. 前記受電設備は、
    前記電動車両からの電力が供給される第１の経路、前記電動車両とは異なる電力源から電力が供給される第２の経路、および前記電気負荷と電気的に接続された分電盤と、
    前記電力変換装置の出力状態が前記上限値に従って制限されるように、前記第１の経路から前記分電盤へ供給される電力を制御するためのコントローラとを含む、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の電力供給システム。
19. 前記最大値は、前記給電モード中において、前記電力変換装置からの出力電流が大きいほど小さい値となるように、前記出力電流に応じて可変に設定される、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の電力供給システム。
20. 前記上限値は、前記電力変換装置の出力電流の最大値をさらに含む、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の電力供給システム。
21. 前記電力ノードおよび前記受電設備の間は、ケーブルによって電気的に接続される、請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の電力供給システム。

Images