專(zhuān)利名稱(chēng)：電力供給系統(tǒng)和車(chē)輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力供給系統(tǒng)和車(chē)輛，特別涉及使用能向車(chē)外電氣負(fù)載供電的車(chē)輛的電力供給系統(tǒng)以及用于該系統(tǒng)的車(chē)輛。
背景技術(shù)：
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.04-295202公開(kāi)了一種用于由電力驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)。這種電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)包括二次電池、變換器IA與IB、感應(yīng)電機(jī)MA與MB以及控制單元。感應(yīng)電機(jī)MA與MB分別包括Y形連接的繞組CA與CB，且輸入/輸出端口經(jīng)由EMI濾波器被連接到繞組CA的中性點(diǎn)NA以及繞組CB的中性點(diǎn)NB。
分別與感應(yīng)電機(jī)MA與MB對(duì)應(yīng)地提供變換器IA與IB，且變換器IA與IB分別被連接到繞組CA與CB。于是，變換器IA與IB并聯(lián)連接到二次電池。
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)中，在再充電模式下，交流(AC)電力從被連接到輸入/輸出端口的單相電源經(jīng)由EMI濾波器被供到繞組CA的中性點(diǎn)NA與繞組CB的中性點(diǎn)NB之間，且變換器IA與IB將被供到中性點(diǎn)NA與NB之間的AC電力轉(zhuǎn)換為直流(DC)電力，并對(duì)DC電源充電。
另外，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)中，變換器IA和IB還能在中性點(diǎn)NA與NB之間產(chǎn)生正弦的、經(jīng)調(diào)節(jié)的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力供到被連接到輸入/輸出端口的外部設(shè)備。
然而，在由日本專(zhuān)利公開(kāi)No.04-295202公開(kāi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)中，當(dāng)AC電力被產(chǎn)生并被供到外部設(shè)備時(shí)，取決于外部設(shè)備的負(fù)載量以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力處理系統(tǒng)的電力供給容量，可能發(fā)生電力供給的短缺。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題做出本發(fā)明，且本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種電力供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)接收電力供給的外部負(fù)載的負(fù)載量以及電力供給設(shè)備的供給容量提供電力供給。
本發(fā)明的另一目的在于提供用于這樣的電力供給系統(tǒng)的一種車(chē)輛該系統(tǒng)根據(jù)接收電力供給的外部負(fù)載的負(fù)載量以及電力供給設(shè)備的供給容量來(lái)提供電力供給。
根據(jù)本發(fā)明，電力供給系統(tǒng)包括多個(gè)車(chē)輛，其相對(duì)于電氣負(fù)載并聯(lián)電氣連接，并向電氣負(fù)載供給電力；系統(tǒng)控制器，其基于電氣負(fù)載的負(fù)載量和能從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量，判定所述多個(gè)車(chē)輛的電力供給量的分配。所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)基于這種分配向電氣負(fù)載供給電力。
優(yōu)選為，系統(tǒng)控制器被安裝在所述多個(gè)車(chē)輛中的一個(gè)之上。
優(yōu)選為，系統(tǒng)控制器還產(chǎn)生同步信號(hào)，該信號(hào)用于對(duì)將從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)輸出的AC電力彼此進(jìn)行同步。所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)輸出與同步信號(hào)同步的AC電力。
優(yōu)選為，所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到內(nèi)燃機(jī)并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)，以便用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)；控制器，其控制第一與第二變換器的運(yùn)行。控制器對(duì)第一與第二變換器進(jìn)行控制，用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力，在第一三相線圈的中性點(diǎn)與第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到電氣負(fù)載的AC電力。
優(yōu)選為，基于所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)的剩余燃料量，系統(tǒng)控制器計(jì)算能夠從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力的量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，車(chē)輛能夠向車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，且車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生電力；第一連接端子，其將車(chē)輛與電氣負(fù)載連接；第二連接端子，其將另一車(chē)輛連接到該車(chē)輛，以便相對(duì)于電氣負(fù)載將另一車(chē)輛與該車(chē)輛并聯(lián)連接；系統(tǒng)控制器，其基于電氣負(fù)載的負(fù)載量以及能夠從該車(chē)輛與另一車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量，判定該車(chē)輛以及被連接到第二連接端子的另一車(chē)輛的電力供給量的分配，基于這種分配運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置，并將根據(jù)這種分配的電力指令輸出到另一車(chē)輛。
優(yōu)選為，系統(tǒng)控制器還向另一車(chē)輛輸出同步信號(hào)，該信號(hào)用于將從被連接到第二連接端子的另一車(chē)輛輸出的第二AC電力同步到由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第一AC電力。
優(yōu)選為，電力產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到內(nèi)燃機(jī)并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)，以便用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)；控制器，其控制第一與第二變換器的運(yùn)行?？刂破鲗?duì)第一與第二變換器進(jìn)行控制，用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力，在第一三相線圈的中性點(diǎn)與第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到電氣負(fù)載的AC電力。
優(yōu)選為，基于該車(chē)輛與另一車(chē)輛中的每一個(gè)的剩余燃料量，系統(tǒng)控制器計(jì)算能夠從該車(chē)輛與被連接到第二連接端子的另一車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力的量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，車(chē)輛能夠向車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，且車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生電力；連接端子，其將該車(chē)輛電氣連接到另一車(chē)輛，以便經(jīng)由另一車(chē)輛將由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的電力輸出到電氣負(fù)載；系統(tǒng)控制器，其基于接收自另一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置。
優(yōu)選為，系統(tǒng)控制器接收來(lái)自另一車(chē)輛的同步信號(hào)，并對(duì)電力產(chǎn)生裝置進(jìn)行控制以便產(chǎn)生與所接收到的同步信號(hào)同步的第一AC電力，其中，該信號(hào)用于將由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第一AC電力同步到從被連接到連接端子的另一車(chē)輛輸出的第二AC電力。
另外，根據(jù)本發(fā)明，車(chē)輛能夠向車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，且車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生電力；第一連接端子，其將該車(chē)輛電氣連接到另一第一車(chē)輛，以便經(jīng)由另一第一車(chē)輛將由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的電力輸出到電氣負(fù)載；第二連接端子，其將另一第二車(chē)輛連接到該車(chē)輛，以便相對(duì)于電氣負(fù)載將另一第二車(chē)輛與該車(chē)輛并聯(lián)電氣連接；系統(tǒng)控制器，其基于接收自另一第一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置。
優(yōu)選為，系統(tǒng)控制器接收來(lái)自另一第一車(chē)輛的同步信號(hào)，并對(duì)電力產(chǎn)生裝置進(jìn)行控制以產(chǎn)生與所接收的同步信號(hào)同步的第一AC電力，其中，該信號(hào)用于將由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第一AC電力同步到由被連接到第一連接端子的另一第一車(chē)輛輸出的第二AC電力。
優(yōu)選為，電力產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到內(nèi)燃機(jī)并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)，以便用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)；控制器，其控制第一與第二變換器的運(yùn)行?？刂破鲗?duì)第一與第二變換器進(jìn)行控制，用使用內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力，在第一三相線圈的中性點(diǎn)與第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到電氣負(fù)載的AC電力。
在根據(jù)本發(fā)明的電力供給系統(tǒng)中，向電氣負(fù)載供給電力的多個(gè)車(chē)輛被相對(duì)于電氣負(fù)載并聯(lián)電氣連接?；陔姎庳?fù)載的負(fù)載量和能從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量，系統(tǒng)控制器判定所述多個(gè)車(chē)輛的電力供給量的分配，且所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)基于這種分配向電氣負(fù)載供給電力。因此，在考慮到所述多個(gè)車(chē)輛中每一個(gè)的電力供給容量的情況下，能夠供給超過(guò)能從一個(gè)車(chē)輛輸出的電力的電力。
因此，根據(jù)本發(fā)明，超過(guò)一個(gè)車(chē)輛的電力供給容量的電力能被供到電氣負(fù)載。另外，基于電氣負(fù)載的負(fù)載量適當(dāng)?shù)胤峙渌龆鄠€(gè)車(chē)輛的電力供給量。另外，基于所述多個(gè)車(chē)輛中每一個(gè)的電力供給容量適當(dāng)?shù)胤峙渌龆鄠€(gè)車(chē)輛的電力供給量。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛中，第一連接端子被連接到電氣負(fù)載，且另一車(chē)輛被連接到第二連接端子?；陔姎庳?fù)載的負(fù)載量和能從該車(chē)輛以及另一車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量，系統(tǒng)控制器判定該車(chē)輛以及被連接到第二連接端子的另一車(chē)輛的電力供給量的分配，基于這種分配運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置，并將根據(jù)這種分配的電力指令輸出到另一車(chē)輛。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠建立使用該車(chē)輛以及另一車(chē)輛的電力供給系統(tǒng)。結(jié)果，能夠向電氣負(fù)載供給超過(guò)一臺(tái)車(chē)輛的電力供給容量的電力。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛中，連接端子被連接到另一車(chē)輛，且由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的電力經(jīng)由另一車(chē)輛被輸出到電氣負(fù)載。系統(tǒng)控制器基于接收自另一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠建立使用另一車(chē)輛與該車(chē)輛的電力供給系統(tǒng)。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛中，第一連接端子被連接到另一第一車(chē)輛，另一第二車(chē)輛被連接到第二連接端子，由電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的電力經(jīng)由另一第一車(chē)輛被輸出到電氣負(fù)載。系統(tǒng)控制器基于接收自另一第一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行電力產(chǎn)生裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠建立使用該車(chē)輛以及另一第一與第二車(chē)輛的電力供給系統(tǒng)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖；圖2為圖1所示混合動(dòng)力車(chē)的原理框圖；圖3為圖2所示ECU的功能框圖；圖4為圖2所示電力輸出設(shè)備的原理框圖；圖5為圖4所示控制器中的AC電力控制所涉及單元的功能框圖；圖6為波形圖，其示出了當(dāng)在圖4所示的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生AC電力時(shí)的AC電流與AC電壓以及變換器占空總和(total sum ofduties)；圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖；圖8為圖7所示輔助電力供給設(shè)備的原理框圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖；圖10為圖9所示混合動(dòng)力車(chē)的原理框圖；
圖11為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖；圖12為圖11所示輔助電力供給設(shè)備的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，相同或?qū)?yīng)的部件用相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并不再對(duì)其重復(fù)進(jìn)行介紹。
第一實(shí)施例圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖。參照?qǐng)D1，電力供給系統(tǒng)1包括混合動(dòng)力車(chē)10A與10B、住宅負(fù)載20、自動(dòng)切換設(shè)備30、連接器40以及住宅側(cè)線LH1至LH8?；旌蟿?dòng)力車(chē)10A包括連接電纜12A、輸出側(cè)連接器14A以及輸入側(cè)連接器16A?；旌蟿?dòng)力車(chē)10B包括連接電纜12B、輸出側(cè)連接器14B以及輸入側(cè)連接器16B。混合動(dòng)力車(chē)10A的輸出側(cè)連接器14A被連接到住宅側(cè)連接器40，混合動(dòng)力車(chē)10B的輸出側(cè)連接器14B被連接到混合動(dòng)力車(chē)10A的輸入側(cè)連接器16A。
混合動(dòng)力車(chē)10A與10B是由除傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)外的DC電池、變換器以及由變換器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)供以動(dòng)力的車(chē)輛。具體而言，通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)它們供以動(dòng)力，另外，通過(guò)借助變換器將來(lái)自DC電池的DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓并使用轉(zhuǎn)換得到的AC電壓旋轉(zhuǎn)電動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)它們供以動(dòng)力。
于是，混合動(dòng)力車(chē)10A與10B通過(guò)將在后文介紹的方法產(chǎn)生商用電源的AC電力，并分別經(jīng)由連接電纜12A與12B從輸出側(cè)連接器14A與14B輸出所產(chǎn)生的AC電力。
混合動(dòng)力車(chē)10A與10B由連接電纜12B電氣連接，且相對(duì)于住宅負(fù)載20與混合動(dòng)力車(chē)10A并聯(lián)連接。也就是說(shuō)，混合動(dòng)力車(chē)10B所產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由混合動(dòng)力車(chē)10A被供到住宅負(fù)載20。
將在后文詳細(xì)介紹混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的結(jié)構(gòu)。
通常，住宅負(fù)載20接收來(lái)自商用系統(tǒng)電源50的AC電力供給。當(dāng)商用系統(tǒng)電源50中斷時(shí)，自動(dòng)切換設(shè)備30被驅(qū)動(dòng)，住宅負(fù)載20接收來(lái)自混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的AC電力供給。也就是說(shuō)，在電力供給系統(tǒng)1中，混合動(dòng)力車(chē)10A與10B被用作商用系統(tǒng)電源50的應(yīng)急電源。
自動(dòng)切換設(shè)備30被設(shè)置在住宅負(fù)載20與商用系統(tǒng)電源50之間以及住宅負(fù)載20與混合動(dòng)力車(chē)10A和10B之間。自動(dòng)切換設(shè)備30包括開(kāi)關(guān)32、34、36以及線圈38。線圈38被連接到住宅側(cè)線LH5和LH6，住宅側(cè)線LH5和LH6被連接到商用系統(tǒng)電源50。開(kāi)關(guān)32、34和36被電流流經(jīng)線圈38時(shí)所產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)。具體而言，當(dāng)電流流經(jīng)線圈38時(shí)，開(kāi)關(guān)32將被連接到住宅負(fù)載20的住宅側(cè)線LH7與住宅側(cè)線LH5連接，當(dāng)沒(méi)有電流流經(jīng)線圈38時(shí)，將住宅側(cè)線LH7與被連接到連接器40的住宅側(cè)線LH1連接。當(dāng)電流流過(guò)線圈38時(shí)，開(kāi)關(guān)34將被連接到住宅負(fù)載20的住宅側(cè)線LH8與住宅側(cè)線LH6連接，當(dāng)沒(méi)有電流流過(guò)線圈38時(shí)，將住宅側(cè)線LH8與被連接到連接器40的住宅側(cè)線LH2連接。當(dāng)電流流過(guò)線圈38時(shí)，開(kāi)關(guān)36將被連接到連接器40的住宅側(cè)線LH3從住宅側(cè)線LH4斷開(kāi)，當(dāng)沒(méi)有電流流過(guò)線圈38時(shí)，將住宅側(cè)線LH3與住宅側(cè)線LH4連接。
在電力供給系統(tǒng)1中，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，自動(dòng)切換設(shè)備30將住宅負(fù)載20與連接器40電氣連接，AC電力從混合動(dòng)力車(chē)10A與10B被供到住宅負(fù)載20。
在電力供給系統(tǒng)1中，混合動(dòng)力車(chē)10A與10B中的每一個(gè)能供給多到3kW的電力，因此，混合動(dòng)力車(chē)10A與10B總共能夠向住宅負(fù)載20供給多到6kW的電力。被連接到住宅側(cè)連接器40的混合動(dòng)力車(chē)10A作為被連接到混合動(dòng)力車(chē)10A的混合動(dòng)力車(chē)10B的“主導(dǎo)(master)”運(yùn)行，控制混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配。注意，術(shù)語(yǔ)“主導(dǎo)”指的是控制另一混合動(dòng)力車(chē)的電力供給量。另外，在下文中，術(shù)語(yǔ)“從屬(slave)”指電力供給量受到作為主導(dǎo)的混合動(dòng)力車(chē)的控制。
具體而言，基于混合動(dòng)力車(chē)10A與10B中的剩余燃料量，作為主導(dǎo)的混合動(dòng)力車(chē)10A判定混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配，基于這種分配產(chǎn)生AC電力，并將AC電力輸出到住宅負(fù)載20。進(jìn)一步地，混合動(dòng)力車(chē)10A經(jīng)由連接電纜12B將根據(jù)對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)10B的分配的電力指令(電流指令)輸出到從屬混合動(dòng)力車(chē)10B。
另外，混合動(dòng)力車(chē)10A產(chǎn)生同步信號(hào)并將所產(chǎn)生的同步信號(hào)經(jīng)由連接電纜12B輸出到混合動(dòng)力車(chē)10B，該信號(hào)用于同步將從混合動(dòng)力車(chē)10A與10B輸出的AC電力的相位。
于是，基于來(lái)自混合動(dòng)力車(chē)10A的電力指令(電流指令)與同步指令，作為從屬的混合動(dòng)力車(chē)10B產(chǎn)生與混合動(dòng)力車(chē)10A的AC電力相位同步的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由混合動(dòng)力車(chē)10A輸出到住宅負(fù)載20。
圖2為圖1所示混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的原理框圖?；旌蟿?dòng)力車(chē)10A與10B具有相同的結(jié)構(gòu)，圖2示出了作為代表性實(shí)例的混合動(dòng)力車(chē)10A的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2，混合動(dòng)力車(chē)10A包括動(dòng)力輸出設(shè)備100、ECU(電子控制單元)60、AC線ACL1與ACL2、車(chē)輛側(cè)線LC1至LC6、輸出側(cè)連接器14A、輸入側(cè)連接器16A、電力供給節(jié)點(diǎn)72、接地節(jié)點(diǎn)74、電流傳感器76以及電壓傳感器78。
動(dòng)力輸出設(shè)備100產(chǎn)生用于混合動(dòng)力車(chē)10A的驅(qū)動(dòng)力，并用所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力在未示出的驅(qū)動(dòng)輪中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)車(chē)輛停止時(shí)，動(dòng)力輸出設(shè)備100基于來(lái)自ECU 60的指令產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力輸出到AC線ACL1與ACL2。具體而言，基于來(lái)自ECU 60的電流指令I(lǐng)ACRA，動(dòng)力輸出設(shè)備100以由ECU 60判定的量產(chǎn)生AC電力。另外，當(dāng)來(lái)自ECU 60的主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于L(邏輯低)電平時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為從屬運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力輸出設(shè)備100產(chǎn)生與來(lái)自ECU 60的同步信號(hào)SYNCI同步的AC電力。
電流傳感器76檢測(cè)從被連接到輸入側(cè)連接器16A的混合動(dòng)力車(chē)10B與混合動(dòng)力車(chē)10A供到住宅負(fù)載20的AC電流IAC，并將所檢測(cè)到的AC電流IAC輸出到ECU 60。電壓傳感器78檢測(cè)從混合動(dòng)力車(chē)10A與10B供到住宅負(fù)載20的AC電壓VAC，并將所檢測(cè)到的AC電壓VAC輸出到ECU 60。
ECU 60基于車(chē)輛側(cè)線LC1上的信號(hào)LOAD判定是否由住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給，并判定使配備有ECU 60的混合動(dòng)力車(chē)10A作為主導(dǎo)或是從屬運(yùn)行。具體而言，車(chē)輛側(cè)線LC1經(jīng)由輸出側(cè)連接器14A與住宅側(cè)連接器40被連接到住宅側(cè)線LH3，接地的車(chē)輛側(cè)線LC6被連接到住宅側(cè)線LH4。如圖1所示，當(dāng)住宅負(fù)載20接收來(lái)自商用系統(tǒng)電源50的電力供給時(shí)，住宅側(cè)線LH3處于高阻抗條件，因此車(chē)輛側(cè)線LC1被電力供給節(jié)點(diǎn)72拉高到較高的電位。也就是說(shuō)，信號(hào)LOAD獲得H(邏輯高)電平。另一方面，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，住宅側(cè)線LH3與LH4被電氣連接。由于被連接到住宅側(cè)線LH4的車(chē)輛側(cè)線LC6被接地，車(chē)輛側(cè)線LC1的電位被拉低到地電位。也就是說(shuō)，信號(hào)LOAD獲得低電平。
當(dāng)信號(hào)LOAD達(dá)到低電平時(shí)，ECU 60認(rèn)識(shí)到由住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給。進(jìn)一步地，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為從屬運(yùn)行時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)輸出側(cè)連接器14A被連接到另一混合動(dòng)力車(chē)的輸入側(cè)連接器時(shí)，車(chē)輛側(cè)線LC1總是處于高阻抗條件，且信號(hào)LOAD總是處于高電平。因此，當(dāng)信號(hào)LOAD相反地處于低電平時(shí)，ECU 60使得混合動(dòng)力車(chē)10A作為主導(dǎo)運(yùn)行。
進(jìn)一步地，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為主導(dǎo)運(yùn)行時(shí)，基于住宅負(fù)載20的負(fù)載量以及混合動(dòng)力車(chē)10A與10B中的剩余燃料量，ECU 60判定混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配。具體而言，基于來(lái)自電流傳感器76的AC電流IAC與來(lái)自電壓傳感器78的AC電壓VAC，ECU 60計(jì)算從混合動(dòng)力車(chē)10A與10B供到住宅負(fù)載20的電力量，也即住宅負(fù)載20的負(fù)載量。接著，基于混合動(dòng)力車(chē)10A中的剩余燃料量以及如自輸入側(cè)連接器16A輸入的混合動(dòng)力車(chē)10B中的FUEL所表示的剩余燃料量，ECU 60計(jì)算混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配，并根據(jù)計(jì)算得到的分配量為混合動(dòng)力車(chē)10A與10B計(jì)算電流指令I(lǐng)ACRA與IACRBO。此后，ECU60向動(dòng)力輸出設(shè)備100輸出電流指令I(lǐng)ACRA，并通過(guò)輸入側(cè)連接器16A向混合動(dòng)力車(chē)10B輸出電流指令I(lǐng)ACRBO。
另外，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為主導(dǎo)運(yùn)行時(shí)，ECU 60產(chǎn)生同步信號(hào)SYNCO并將所產(chǎn)生的同步信號(hào)SYNCO通過(guò)輸入側(cè)連接器16A輸出到混合動(dòng)力車(chē)10B，其中，該信號(hào)用于同步將從混合動(dòng)力車(chē)10A輸出的AC電力以及將從混合動(dòng)力車(chē)10B輸出的AC電力。
另一方面，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為從屬運(yùn)行時(shí)，ECU 60接收通過(guò)輸入側(cè)連接器16A輸入的同步信號(hào)SYNCI，并將所接收到的同步信號(hào)SYNCI輸出到動(dòng)力輸出設(shè)備100。接著，動(dòng)力輸出設(shè)備100通過(guò)后文介紹的方法產(chǎn)生與同步信號(hào)SYNCI同步的AC電壓。由此，動(dòng)力輸出設(shè)備100能產(chǎn)生與將從作為主導(dǎo)運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)輸出的AC電力的相位同步的AC電力。
圖3為圖2所示ECU 60的功能框圖。參照?qǐng)D3，ECU 60包括反轉(zhuǎn)門(mén)(inverting gate)68、與門(mén)62、同步信號(hào)產(chǎn)生單元64以及電力分配計(jì)算單元66。反轉(zhuǎn)門(mén)68向與門(mén)62輸出相對(duì)于供自車(chē)輛側(cè)線LC1的信號(hào)LOAD具有反轉(zhuǎn)的邏輯電平的信號(hào)。與門(mén)62計(jì)算來(lái)自反轉(zhuǎn)門(mén)68的輸出信號(hào)與信號(hào)READY的邏輯乘積，并將計(jì)算結(jié)果作為主導(dǎo)信號(hào)MSTR輸出。主導(dǎo)信號(hào)MSTR是當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為主導(dǎo)運(yùn)行時(shí)獲得高電平的信號(hào)。
同步信號(hào)產(chǎn)生單元64接收來(lái)自與門(mén)62的主導(dǎo)信號(hào)MSTR以及來(lái)自電壓傳感器78的AC電壓VAC。當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于高電平時(shí)，同步信號(hào)產(chǎn)生單元64產(chǎn)生與AC電壓VAC的相位同步的同步信號(hào)SYNCO，并將所產(chǎn)生的同步信號(hào)SYNCO輸出到車(chē)輛側(cè)線LC3。同步信號(hào)SYNCO通過(guò)輸入側(cè)連接器16A被輸出到混合動(dòng)力車(chē)10B。
電力分配計(jì)算單元66接收來(lái)自與門(mén)62的主導(dǎo)信號(hào)MSTR、來(lái)自電流傳感器76的AC電流IAC、輸入自輸入側(cè)連接器16A的電流指令I(lǐng)ACRI以及混合動(dòng)力車(chē)10B中的剩余燃料量FUEL。當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于高電平時(shí)，使用AC電流IAC，電力分配計(jì)算單元66計(jì)算住宅負(fù)載20的負(fù)載量，并基于計(jì)算得到的住宅負(fù)載20的負(fù)載量以及混合動(dòng)力車(chē)10A中的剩余燃料量與混合動(dòng)力車(chē)10B中的剩余燃料量FUEL，計(jì)算混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配。
于是，電力分配計(jì)算單元66基于計(jì)算得到的電力供給量分配產(chǎn)生用于混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電流指令I(lǐng)ACRA與IACRBO，并將所產(chǎn)生的電流指令I(lǐng)ACRA輸出到混合動(dòng)力車(chē)10A的動(dòng)力輸出設(shè)備100，將電流指令I(lǐng)ACRBO輸出到車(chē)輛側(cè)線LC4。電流指令I(lǐng)ACRBO通過(guò)輸入側(cè)連接器16A被輸出到混合動(dòng)力車(chē)10B。
另一方面，當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于低電平時(shí)，電力分配計(jì)算單元66將接收自作為主導(dǎo)運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)的電流指令I(lǐng)ACRBI作為用于混合動(dòng)力車(chē)10A的電流指令I(lǐng)ACRA輸出到動(dòng)力輸出設(shè)備100，而不計(jì)算電力分配。
進(jìn)一步地，ECU 60接收輸出自作為主導(dǎo)運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)的同步信號(hào)SYNCI，并將接收到的同步信號(hào)SYNCI輸出到動(dòng)力輸出設(shè)備100。
在ECU 60中，當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于高電平時(shí)，同步信號(hào)產(chǎn)生單元64產(chǎn)生同步信號(hào)SYNCO，并將所產(chǎn)生的同步信號(hào)SYNCO輸出到作為從屬運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)。進(jìn)一步地，基于住宅負(fù)載20的負(fù)載量以及混合動(dòng)力車(chē)10A與10B中的剩余燃料量，電力分配計(jì)算單元66判定混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量的分配，并接著將根據(jù)這種分配的電流指令輸出到作為從屬運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)以及混合動(dòng)力車(chē)10A的動(dòng)力輸出設(shè)備100。
另一方面，當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于低電平時(shí)，同步信號(hào)產(chǎn)生單元64不被驅(qū)動(dòng)，并因此不產(chǎn)生同步信號(hào)SYNCO。進(jìn)一步地，電力分配計(jì)算單元66將接收自作為主導(dǎo)運(yùn)行的另一混合動(dòng)力車(chē)的電流指令I(lǐng)ACRBI作為用于混合動(dòng)力車(chē)10A的電流指令I(lǐng)ACRA輸出到動(dòng)力輸出設(shè)備100，而不計(jì)算電力分配。
圖4為圖2所示動(dòng)力輸出設(shè)備100的原理框圖。參照?qǐng)D4，動(dòng)力輸出設(shè)備100包括電池B、升壓轉(zhuǎn)換器110、變換器120與130、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2、繼電器電路140、控制器160、電容器C1與C2、電源線PL1與PL2、接地線SL、U相線UL1與UL2、V相線VL1與VL2以及W相線WL1與WL2。
電池B為DC電源，其例如為鎳氫化物電池或鋰離子電池等二次電池。電池B將所產(chǎn)生的DC電壓輸出到升壓轉(zhuǎn)換器110，另外，電池B用輸出自升壓轉(zhuǎn)換器110的DC電壓進(jìn)行充電。
升壓轉(zhuǎn)換器110包括電抗器L1、npn型晶體管Q1與Q2以及二極管D1與D2。電抗器L1的一端被連接到電源線PL1，另一端被連接到npn型晶體管Q1與Q2的連接點(diǎn)。npn型晶體管Q1與Q2例如為IGBT(絕緣柵型雙極晶體管)，其被串聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。npn型晶體管Q1與Q2的基極接收來(lái)自控制器160的信號(hào)PWC。二極管D1與D2分別被連接在npn型晶體管Q1與Q2的集電極與發(fā)射極之間，以便使電流從發(fā)射極側(cè)流到集電極側(cè)。
升壓轉(zhuǎn)換器110對(duì)供自電池B的DC電壓進(jìn)行升壓，以便輸出到電源線PL2。具體而言，對(duì)來(lái)自控制器160的信號(hào)PWC做出響應(yīng)，通過(guò)將按照npn型晶體管Q2的開(kāi)關(guān)操作流動(dòng)的電流在電抗器L1處存儲(chǔ)為磁場(chǎng)能量，升壓轉(zhuǎn)換器110對(duì)來(lái)自電池B的DC電壓進(jìn)行升壓，并經(jīng)由二極管D1將升壓轉(zhuǎn)換后的電壓與npn型晶體管Q2被關(guān)斷的時(shí)機(jī)選擇同步地輸出到電源線PL2。進(jìn)一步地，對(duì)來(lái)自控制器160的信號(hào)PWC做出響應(yīng)，升壓轉(zhuǎn)換器110將供自變換器120和/或130的DC電壓降壓轉(zhuǎn)換為具有電池B的電壓等級(jí)，并對(duì)電池B進(jìn)行充電。
變換器120包括U相臂121、V相臂122與W相臂123。U相臂121、V相臂122與W相臂123并聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。U相臂121包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q11與Q12，V相臂122包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q13與Q14，W相臂123包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q15與Q16。npn型晶體管Q11至Q16中的每一個(gè)例如為IGBT。從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)傳送電流的二極管D11-D16分別被連接在npn型晶體管Q11-Q16的集電極與發(fā)射極之間。各相臂中的npn型晶體管之間的各個(gè)連接點(diǎn)經(jīng)由U相線UL1、V相線VL1或W相線WL1被連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的各相線圈中與中性點(diǎn)N1相反的線圈末端。
對(duì)來(lái)自控制裝置160的信號(hào)PWM1做出響應(yīng)，變換器120將供自電源線PL2的DC電壓轉(zhuǎn)換為三相AC電壓，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1。由此，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR1指定的轉(zhuǎn)矩。另外，對(duì)來(lái)自控制器160的信號(hào)PWM1做出響應(yīng)，變換器120將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1使用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)ENG的輸出產(chǎn)生的三相AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓輸出到電源線PL2。
變換器130包括U相臂131、V相臂132與W相臂133。U相臂131、V相臂132與W相臂133并聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。U相臂131包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q21與Q22，V相臂132包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q23與Q24，W相臂133包括串聯(lián)連接的npn型晶體管Q25與Q26。npn型晶體管Q21至Q26中的每一個(gè)例如為IGBT。從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)傳送電流的二極管D21-D26分別被連接在npn型晶體管Q21-Q26的集電極與發(fā)射極之間。在變換器130中，同樣地，各相臂中的npn型晶體管之間的各個(gè)連接點(diǎn)經(jīng)由U相線UL2、V相線VL2或W相線WL2被連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的各相線圈中與中性點(diǎn)N2相反的線圈末端。
對(duì)來(lái)自控制裝置160的信號(hào)PWM2做出響應(yīng)，變換器130將供自電源線PL2的DC電壓轉(zhuǎn)換為三相AC電壓，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。由此，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR2指定的轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)在車(chē)輛中進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，對(duì)來(lái)自控制器160的信號(hào)PWM2做出響應(yīng)，變換器130將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2使用驅(qū)動(dòng)輪170的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的三相AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓輸出到電源線PL2。
電容器C1被連接在電源線PL1與接地線SL之間，以便平滑電源線PL1與接地線SL之間的電壓波動(dòng)。電容器C2被連接在電源線PL2與接地線SL之間，以便平滑電源線PL2與接地線SL之間的電壓波動(dòng)。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2例如為三相AC同步電機(jī)，且各自包括作為定子線圈的Y形連接三相線圈。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2分別被耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)ENG與驅(qū)動(dòng)輪170。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1由變換器120驅(qū)動(dòng)，使用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)ENG的輸出產(chǎn)生三相AC電壓，并將所產(chǎn)生的三相AC電壓輸出到變換器120。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1使用供自變換器120的三相AC電壓產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，以便起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)ENG。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2由變換器130驅(qū)動(dòng)，使用供自變換器130的三相AC電壓產(chǎn)生用于車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)中進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生三相AC電壓并將之輸出到變換器130。
AC線ACL1與ACL2經(jīng)由繼電器電路140分別被連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1中的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2中的中性點(diǎn)N2。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2將通過(guò)后文介紹的方法在中性點(diǎn)N1與N2之間產(chǎn)生的AC電力輸出到AC線ACL1與ACL2。
繼電器電路140包括繼電器RY1與RY2。繼電器電路140根據(jù)來(lái)自控制器160的運(yùn)行指令，分別將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2連接到AC線ACL1與ACL2/從AC線ACL1與ACL2斷開(kāi)。
基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度以及轉(zhuǎn)矩指令值TR1與TR2、電池B的電池電壓、升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出電壓(等于變換器120與130的輸入電壓，以下同樣適用)，控制器160產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器110的信號(hào)PWC，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器110。注意，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、電池B的電池電壓以及升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出電壓各自由未示出的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。
另外，基于變換器120的輸入電壓、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的電機(jī)電流與轉(zhuǎn)矩指令值TR1，控制器160產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的信號(hào)PWM1，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM1輸出到變換器120。另外，基于變換器130的輸入電壓、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的電機(jī)電流與轉(zhuǎn)矩指令值TR2，控制器160產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的信號(hào)PWM2，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM2輸出到變換器130。注意，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的電機(jī)電流與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的電機(jī)電流由未示出的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。
在這種情況下，當(dāng)控制器160正在接收來(lái)自ECU 60(未示出，以下同樣適用)的、用于產(chǎn)生AC電力的電流指令I(lǐng)ACRA時(shí)，控制器160產(chǎn)生用于控制變換器120與130以便根據(jù)電流指令I(lǐng)ACRA在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力的信號(hào)PWM1與PWM2。
另外，在這種情況下，當(dāng)來(lái)自ECU 60的主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于低電平時(shí)，控制器160對(duì)變換器120與130進(jìn)行控制，以便把將在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生的AC電力的相位同步到來(lái)自ECU 60的同步信號(hào)SYNCI。
圖5為圖4所示控制器160中的AC電力控制所涉及單元的功能框圖。參照?qǐng)D5，控制器160包括PI控制單元162與166以及同步控制單元164。PI控制單元162接收來(lái)自ECU 60的電流指令I(lǐng)ACRA與輸出自電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的中性點(diǎn)的電流結(jié)果IACA之間的偏差，將該偏差作為輸入進(jìn)行比例加積分控制，并將控制結(jié)果輸出到同步控制單元164。
同步控制單元164接收來(lái)自ECU 60的同步信號(hào)SYNCI和主導(dǎo)信號(hào)MSTR。當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于低電平時(shí)，同步控制單元164將供自PI控制單元162的電壓指令的相位同步到同步信號(hào)SYNCI以便輸出。另一方面，當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于高電平時(shí)，同步控制單元164直接輸出供自PI控制單元162的電壓指令。
PI控制單元166接收來(lái)自同步控制單元164的電壓指令與輸出自電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的中性點(diǎn)的電壓結(jié)果VAC之間的偏差，將該偏差作為輸入進(jìn)行比例加積分控制，并將控制結(jié)果作為最終AC電壓指令VACR輸出。
具體而言，在控制器160中，通過(guò)提供電壓控制環(huán)外部的電流控制環(huán)，實(shí)現(xiàn)AC電力控制。另外，當(dāng)主導(dǎo)信號(hào)MSTR處于低電平時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)10A作為從屬運(yùn)行時(shí)，同步信號(hào)SYNCI被用作將從動(dòng)力輸出設(shè)備100輸出的AC電壓相位的信息。
圖6為一波形圖，其示出了當(dāng)在圖4所示電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力時(shí)的AC電壓VAC、AC電流IACA以及變換器120與130的占空總和。參照?qǐng)D6，曲線k1表示變換器120進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制時(shí)在占空總和上的變化，曲線k2表示變換器130進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制時(shí)在占空總和上的變化。這里，在各變換器中，通過(guò)從上臂的導(dǎo)通占空(on-duty)減去下臂的導(dǎo)通占空得到占空總和。在圖6中，當(dāng)占空總和為正時(shí)，其意味著對(duì)應(yīng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)具有高于變換器120、130的輸入電壓的中間電位的電位。當(dāng)占空總和為負(fù)時(shí)，其意味著中性點(diǎn)上具有低于變換器120、130的輸入電壓的中間電位的電位。
當(dāng)控制器160在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力時(shí)，控制器160根據(jù)以商用AC頻率變化的曲線k1改變變換器120的占空總和，并以商用AC頻率變化的曲線k2改變變換器130的占空總和。這里，曲線k2為這樣的曲線其相對(duì)于曲線k1的相位具有反轉(zhuǎn)的相位。也就是說(shuō)，以這樣的方式周期性改變變換器130的占空總和其相對(duì)于變換器120的占空總和變化的相位具有反相位。另外，控制器160將曲線k1與k2的相位同步到同步信號(hào)SYNCI。
在這種情況下，從時(shí)刻t0到t1，中性點(diǎn)N1具有高于變換器120、130的輸入電壓的中間電位的電位，中性點(diǎn)N2具有低于中間電位的電位，因此，在中性點(diǎn)N1與N2之間產(chǎn)生正的AC電壓VAC。于是，變換器120中不能從上臂流到下臂的多余電流作為AC電流IACA從中性點(diǎn)N1經(jīng)由AC線ACL1、住宅負(fù)載20以及AC線ACL2流到中性點(diǎn)N2，并從中性點(diǎn)N2流到變換器130的下臂。
從時(shí)刻t1到t2，中性點(diǎn)N1具有低于變換器120、130的輸入電壓的中間電位的電位，中性點(diǎn)N2具有高于中間電位的電位，因此，在中性點(diǎn)N1與N2之間產(chǎn)生負(fù)的AC電壓VAC。于是，變換器130中不能從上臂流到下臂的多余電流作為AC電流IACA從中性點(diǎn)N2經(jīng)由AC線ACL2、住宅負(fù)載20以及AC線ACL1流到中性點(diǎn)N1，并從中性點(diǎn)N1流到變換器120的下臂。
從動(dòng)力輸出設(shè)備100供到住宅負(fù)載20的AC電力的大小取決于AC電力IACA的大小，AC電力IACA的大小由根據(jù)曲線k1變化的變換器120的占空總和與根據(jù)曲線k2變化的變換器130的占空總和之間差異的大小即曲線k1與k2的幅度大小決定。因此，可通過(guò)調(diào)節(jié)曲線k1與k2的幅度來(lái)控制從動(dòng)力輸出設(shè)備100供到住宅負(fù)載20的AC電力的量。
通過(guò)這種方式，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力。以來(lái)自ECU 60的電流指令I(lǐng)ACRA對(duì)AC電力進(jìn)行控制，且動(dòng)力輸出設(shè)備100根據(jù)由ECU 60判定的電力供給量的分配輸出AC電力。
在上面的介紹中，當(dāng)住宅負(fù)載20的負(fù)載量小于3kW時(shí)，優(yōu)選為在計(jì)算電力分配時(shí)，ECU 60對(duì)電力供給量進(jìn)行分配，使得僅從作為從屬運(yùn)行的混合動(dòng)力車(chē)10B產(chǎn)生AC電力。由此，即使是在混合動(dòng)力車(chē)10B燃料耗盡并從混合動(dòng)力車(chē)10A分離以便在燃料站補(bǔ)充燃料時(shí)，能夠從被連接到住宅側(cè)連接器40的混合動(dòng)力車(chē)10A向住宅負(fù)載20連續(xù)供給電力。
盡管兩個(gè)混合動(dòng)力車(chē)10A與10B被用于建立在上述介紹之中的電力供給系統(tǒng)，三個(gè)或三個(gè)以上的混合動(dòng)力車(chē)可用于建立電力供給系統(tǒng)。
在上面的介紹中，ECU 60對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“系統(tǒng)控制器”，動(dòng)力輸出設(shè)備100對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“電力產(chǎn)生裝置”。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“發(fā)電機(jī)”與“電動(dòng)機(jī)”。變換器120與130分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第一變換器”與“第二變換器”。輸出側(cè)連接器14A對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第一連接端子”或“連接端子”，輸入側(cè)連接器16A對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第二連接端子”。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，通過(guò)連接混合動(dòng)力車(chē)10A與10B，能夠以超出混合動(dòng)力車(chē)10A與10B各自的電力供給容量的量向住宅負(fù)載20供給電力。
在這種情況下，AC電力能被供到住宅負(fù)載20，其中，將從混合動(dòng)力車(chē)10A輸出的AC電力與將從混合動(dòng)力車(chē)10B輸出的AC電力同步。
進(jìn)一步地，AC電力可以以基于混合動(dòng)力車(chē)10A與10B中的剩余燃料量適當(dāng)分配的、混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的電力供給量被供到住宅負(fù)載20。
另外，由于混合動(dòng)力車(chē)10A與10B各自在設(shè)置在動(dòng)力輸出設(shè)備100中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力并輸出此AC電力，不需要提供專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生被供到住宅負(fù)載20的AC電力的變換器。
第二實(shí)施例圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖。參照?qǐng)D7，電力供給系統(tǒng)1A包括輔助電力供給設(shè)備80、混合動(dòng)力車(chē)10、住宅負(fù)載20、自動(dòng)切換設(shè)備30、連接器40以及住宅側(cè)線LH1至LH8。輔助電力供給設(shè)備80包括連接電纜82、輸出側(cè)連接器84與輸入側(cè)連接器86，混合動(dòng)力車(chē)10包括連接電纜12、輸出側(cè)連接器14以及輸入側(cè)連接器16。輔助電力供給設(shè)備80的輸出側(cè)連接器84被連接到住宅側(cè)連接器40，混合動(dòng)力車(chē)10的輸出側(cè)連接器14被連接到輔助電力供給設(shè)備80的輸入側(cè)連接器86。
混合動(dòng)力車(chē)10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的混合動(dòng)力車(chē)10A與10B的結(jié)構(gòu)相同。住宅側(cè)結(jié)構(gòu)也與第一實(shí)施例中的相同。
輔助電力供給設(shè)備80產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由連接電纜82從輸出側(cè)連接器84輸出。輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10被混合動(dòng)力車(chē)10的連接電纜12電氣連接，并相對(duì)于住宅負(fù)載20在輔助電力供給設(shè)備80內(nèi)并聯(lián)連接。也就是說(shuō)，混合動(dòng)力車(chē)10產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由輔助電力供給設(shè)備80被供到住宅負(fù)載20。
進(jìn)一步地，這里提供的輔助電力供給設(shè)備80具有未示出的電池，并在電池的SOC(充電狀態(tài))降低時(shí)用供自混合動(dòng)力車(chē)10的電力進(jìn)行充電。
在電力供給系統(tǒng)1A中，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，住宅負(fù)載20由自動(dòng)切換設(shè)備30電氣連接到連接器40，且AC電力從輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10供到住宅負(fù)載20。
輔助電力供給設(shè)備80還能供給與混合動(dòng)力車(chē)10一樣多的電力，例如多至3kW，因此，輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10能向住宅負(fù)載20供給總計(jì)多至6kW的電力。被連接到住宅側(cè)連接器40的輔助電力供給設(shè)備80作為混合動(dòng)力車(chē)10的“主導(dǎo)”運(yùn)行，控制輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10的電力供給量的分配。
圖8為圖7所示輔助電力供給設(shè)備80的原理框圖。參照?qǐng)D8，輔助電力供給設(shè)備80包括電池90、變換器92、ECU 88、AC線ACL1與ACL2、車(chē)輛側(cè)線LC11至LC15、輸出側(cè)連接器84、輸入側(cè)連接器86、電流傳感器94、電壓傳感器95、電力供給節(jié)點(diǎn)96以及接地節(jié)點(diǎn)97。
電池90為DC電源，其為可充電且可放電的二次電池。電池90向變換器92輸出所產(chǎn)生的DC電壓。另外，電池90用輸出自變換器92的DC電壓進(jìn)行充電?；趤?lái)自ECU 88的運(yùn)行指令，變換器92將供自電池90的DC電力轉(zhuǎn)換為商用電源的AC電力，并將轉(zhuǎn)換得到的AC電力輸出到AC線ACL11與ACL12。另外，變換器92通過(guò)AC線ACL11與ACL12接收來(lái)自未示出的混合動(dòng)力車(chē)10的AC電力，基于來(lái)自ECU 88的運(yùn)行指令將接收到的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，以及對(duì)電池90進(jìn)行充電。
電流傳感器94檢測(cè)從被連接到輸入側(cè)連接器86的混合動(dòng)力車(chē)10與輔助電力供給設(shè)備80供到住宅負(fù)載20的AC電流IAC，并將檢測(cè)到的AC電流IAC輸出到ECU 88。電壓傳感器95檢測(cè)從輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10供到住宅負(fù)載20的AC電壓VAC，并將所檢測(cè)到的AC電壓VAC輸出到ECU 88。
基于車(chē)輛側(cè)線LC11上的信號(hào)LOAD，ECU 88判定是否從住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給。由于產(chǎn)生信號(hào)LOAD的方法與第一實(shí)施例中相同，不再重復(fù)對(duì)其進(jìn)行介紹。
另外，基于住宅負(fù)載20的負(fù)載量、電池90的SOC以及混合動(dòng)力車(chē)10中的剩余燃料量，ECU 88判定輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10的電力供給量的分配。具體而言，基于來(lái)自電流傳感器94的AC電流IAC以及來(lái)自電壓傳感器95的AC電壓VAC，ECU 88計(jì)算從輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10供到住宅負(fù)載20的電力量，也就是說(shuō)，住宅負(fù)載20的負(fù)載量。
當(dāng)住宅負(fù)載20的負(fù)載量超過(guò)3kW時(shí)，ECU 88向變換器92輸出運(yùn)行指令并通過(guò)輸入側(cè)連接器86向混合動(dòng)力車(chē)10輸出電流指令I(lǐng)ACRO，以便使用輔助電力供給設(shè)備80和混合動(dòng)力車(chē)10向住宅負(fù)載20供給電力。
另一方面，當(dāng)住宅負(fù)載20上的負(fù)載量不大于3kW時(shí)，ECU 88向變換器90輸出運(yùn)行指令，并將輸出到混合動(dòng)力車(chē)10的電流指令I(lǐng)ACRO設(shè)置為0。也就是說(shuō)，當(dāng)住宅負(fù)載20上的負(fù)載量不大于3kW時(shí)，僅從輔助電力供給設(shè)備80向住宅負(fù)載20供給電力。
進(jìn)一步地，當(dāng)電池90的SOC降低時(shí)，ECU 88通過(guò)輸入側(cè)連接器86向混合動(dòng)力車(chē)10輸出電流指令I(lǐng)ACRO，以便請(qǐng)求混合動(dòng)力車(chē)10輸出AC電力。于是，ECU 88向變換器90輸出運(yùn)行指令，以便將來(lái)自混合動(dòng)力車(chē)10的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電流并對(duì)電池90進(jìn)行充電。
另外，當(dāng)電池90的SOC降低且混合動(dòng)力車(chē)10沒(méi)有被連接到輔助電力供給設(shè)備80時(shí)，ECU 88驅(qū)動(dòng)未示出的報(bào)警設(shè)備，以便通知住宅側(cè)向住宅負(fù)載20供給電力的容量降低。
另外，ECU 88產(chǎn)生同步信號(hào)SYNCO，并將所產(chǎn)生的同步信號(hào)SYNCO通過(guò)輸入側(cè)連接器86輸出到混合動(dòng)力車(chē)10，其中，該信號(hào)用于同步將從輔助電力供給設(shè)備80輸出的AC電力與將從混合動(dòng)力車(chē)10輸出的AC電力。由此，混合動(dòng)力車(chē)10可產(chǎn)生與將從輔助電力供給設(shè)備80輸出的AC電力的相位同步的AC電力。
注意，考慮到例如行駛到最近的燃料站對(duì)混合動(dòng)力車(chē)10補(bǔ)充燃料并駛回需要的時(shí)間，決定輔助電力供給設(shè)備80中的電池90的容量。
盡管在上面的介紹中輔助電力供給設(shè)備80與一個(gè)混合動(dòng)力車(chē)10被用于建立電力供給系統(tǒng)，輔助電力供給設(shè)備80與兩個(gè)或兩個(gè)以上的混合動(dòng)力車(chē)10可被用于建立電力供給系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，通過(guò)將混合動(dòng)力車(chē)10連接到輔助電力供給設(shè)備80，能夠以超出輔助電力供給設(shè)備80與混合動(dòng)力車(chē)10各自的電力供給容量的量向住宅負(fù)載20供給電力。
進(jìn)一步地，由于固定電力供給設(shè)備80被永久性安裝，即使在商用系統(tǒng)電源50突然中斷而混合動(dòng)力車(chē)正在使用(也就是說(shuō)，在混合動(dòng)力車(chē)10與輔助電力供給設(shè)備80分離以用于行駛)時(shí)，能從輔助電力供給設(shè)備80向住宅負(fù)載20供給電力。
第三實(shí)施例圖9為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖。參照?qǐng)D9，電力供給系統(tǒng)1B包括混合動(dòng)力車(chē)210A與210B、住宅負(fù)載20、自動(dòng)切換設(shè)備30、開(kāi)關(guān)組(switch set)220、連接器228與230、電壓傳感器232以及住宅側(cè)線LH4至LH8、LH11至LH13、LH21至LH23、LH31至LH34。混合動(dòng)力車(chē)210A包括連接電纜212A與連接器214A。混合動(dòng)力車(chē)210B包括連接電纜212B與連接器214B。混合動(dòng)力車(chē)210A的連接器214A被連接到住宅側(cè)連接器228，混合動(dòng)力車(chē)210B的連接器214B被連接到住宅側(cè)連接器230。
混合動(dòng)力車(chē)210A與210B分別產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由連接電纜212A與212B從連接器214A與214B輸出。
開(kāi)關(guān)組220被設(shè)置在自動(dòng)切換電路30與混合動(dòng)力車(chē)210A、210B之間，并包括開(kāi)關(guān)222、224與226。開(kāi)關(guān)222、224、226彼此相關(guān)聯(lián)地被驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)切換操作分別將住宅側(cè)線LH31至LH33連接到住宅側(cè)線LH11至LH13或住宅側(cè)線LH21至LH23。
電壓傳感器232分別檢測(cè)從混合動(dòng)力車(chē)210A或210B供到住宅負(fù)載20的AC電壓VAC，并將所檢測(cè)到的AC電壓VAC輸出到被連接到連接器228與230的混合動(dòng)力車(chē)210A與210B。
在電力供給系統(tǒng)1B中，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷、同時(shí)住宅側(cè)線LH31至LH33分別被開(kāi)關(guān)組220連接到住宅側(cè)線LH11至LH13時(shí)，住宅負(fù)載20與被連接到連接器228的混合動(dòng)力車(chē)210A電氣連接，且AC電力從混合動(dòng)力車(chē)210A被供到住宅負(fù)載20。
另一方面，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷、同時(shí)住宅側(cè)線LH31至LH33分別被開(kāi)關(guān)組220連接到住宅側(cè)線LH21至LH23時(shí)，住宅負(fù)載20與被連接到連接器230的混合動(dòng)力車(chē)210B電氣連接，且AC電力從混合動(dòng)力車(chē)210B被供到住宅負(fù)載20。
在電力供給系統(tǒng)1B中，混合動(dòng)力車(chē)210A與210B分別經(jīng)由連接電纜212A與212B接收來(lái)自電壓傳感器232的AC電壓VAC。當(dāng)開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行切換時(shí)，在切換后開(kāi)始供給電力的混合動(dòng)力車(chē)輸出與切換前已從另一混合動(dòng)力車(chē)供給的AC電壓VAC的相位同步的AC電力。這防止了開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行切換時(shí)AC電力的相位的偏差。
進(jìn)一步地，在電力供給系統(tǒng)1B中，基于混合動(dòng)力車(chē)210A與210B的電力供給容量、特別是基于混合動(dòng)力車(chē)210A與210B的剩余燃料量，開(kāi)關(guān)組220適當(dāng)?shù)卦诨旌蟿?dòng)力車(chē)210A與210B之間進(jìn)行切換。因此，即使是在混合動(dòng)力車(chē)210A與210B中有一個(gè)燃料耗盡時(shí)，能從另一混合動(dòng)力車(chē)向住宅負(fù)載20連續(xù)供給AC電力。
圖10為圖9所示混合動(dòng)力車(chē)210A與210B的原理框圖。混合動(dòng)力車(chē)210A與210B具有同樣的結(jié)構(gòu)，圖10示出了作為代表性實(shí)例的混合動(dòng)力車(chē)210A的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D10，混合動(dòng)力車(chē)210A包括動(dòng)力輸出設(shè)備101、ECU 61、AC線ACL1與ACL2、車(chē)輛側(cè)線LC21至LC23、連接器214A、電力供給節(jié)點(diǎn)216以及接地節(jié)點(diǎn)218。
動(dòng)力輸出設(shè)備101產(chǎn)生用于混合動(dòng)力車(chē)210A的驅(qū)動(dòng)力，并使用所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力在未示出的驅(qū)動(dòng)輪中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)車(chē)輛停止時(shí)，動(dòng)力輸出設(shè)備101基于來(lái)自ECU 61的指令產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力輸出到AC線ACL1與ACL2。在這種情況下，動(dòng)力輸出設(shè)備101接收來(lái)自ECU 61的同步信號(hào)SYNC，并產(chǎn)生與所接收到的同步信號(hào)SYNC同步的AC電力。
基于車(chē)輛側(cè)線LC22上的信號(hào)LOAD，ECU 61判定是否由住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給。具體而言，車(chē)輛側(cè)線LC22經(jīng)由連接器214A與228被連接到住宅側(cè)線LH13，被接地的車(chē)輛側(cè)線LC23被連接到住宅側(cè)線LH4。如圖9所示，當(dāng)住宅負(fù)載20接收來(lái)自商用系統(tǒng)電源50的電力供給時(shí)，住宅側(cè)線LH13處于高阻抗?fàn)顩r，因此，車(chē)輛側(cè)線LC22被電力供給節(jié)點(diǎn)216拉高到較高的電位。也就是說(shuō)，信號(hào)LOAD達(dá)到高電平。另一方面，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，住宅側(cè)線LH13經(jīng)由開(kāi)關(guān)226及36與房屋側(cè)線LH4電氣連接。由于被連接到住宅側(cè)線LH4的車(chē)輛側(cè)線LC23被接地，車(chē)輛側(cè)線LC22的電位被拉低到地電位。也就是說(shuō)，信號(hào)LOAD達(dá)到低電平。當(dāng)信號(hào)LOAD達(dá)到低電平時(shí)，ECU 61認(rèn)識(shí)到從住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給。
進(jìn)一步地，ECU 61經(jīng)由住宅側(cè)線LH34、連接器228與214A以及車(chē)輛側(cè)線LC21接收來(lái)自電壓傳感器232的AC電壓VAC，產(chǎn)生與所接收到的AC電壓VAC的相位同步的同步信號(hào)SYNC，并將同步信號(hào)SYNC輸出到動(dòng)力輸出設(shè)備101。具體而言，ECU 61產(chǎn)生與在住宅側(cè)開(kāi)關(guān)組220(未示出)將連接切換到混合動(dòng)力車(chē)210A之前產(chǎn)生的來(lái)自另一混合動(dòng)力車(chē)的AC電壓VAC同步的同步信號(hào)SYNC。由此，當(dāng)連接被開(kāi)關(guān)組220切換到混合動(dòng)力車(chē)210A時(shí)，動(dòng)力輸出設(shè)備101能產(chǎn)生與切換前產(chǎn)生的AC電壓VAC同步的AC電力。注意，由于同步信號(hào)SYNC是開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行如前所述的切換所需要的信號(hào)，ECU 61不必特別在動(dòng)力輸出設(shè)備101開(kāi)始輸出AC電壓之后產(chǎn)生同步信號(hào)SYNC。
盡管沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明，動(dòng)力輸出設(shè)備101與動(dòng)力輸出設(shè)備100具有相同的結(jié)構(gòu)。其使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2產(chǎn)生電力，并在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力輸出到AC線ACL1與ACL2。
盡管在上面的介紹中兩個(gè)混合動(dòng)力車(chē)210A與210B被用于建立電力供給系統(tǒng)，三個(gè)或三個(gè)以上的混合動(dòng)力車(chē)可用于建立電力供給系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，開(kāi)關(guān)組220被提供以便選擇混合動(dòng)力車(chē)210A與210B中的一個(gè)并將之連接到住宅負(fù)載20。因此，即使是在混合動(dòng)力車(chē)210A與210B中有一個(gè)被分離以便補(bǔ)充燃料的時(shí)候，電力能從另一混合動(dòng)力車(chē)連續(xù)供到住宅負(fù)載20。
進(jìn)一步地，在開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行切換時(shí)，由于混合動(dòng)力車(chē)210A與210B具有同步功能，可保證由開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行切換前的AC電力與切換后的AC電力之間的同步。
第四實(shí)施例圖11為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電力供給系統(tǒng)的總體框圖。參照?qǐng)D11，電力供給系統(tǒng)1C包括輔助電力供給設(shè)備250、混合動(dòng)力車(chē)210、住宅負(fù)載20、自動(dòng)切換設(shè)備30、開(kāi)關(guān)組220、連接器228與230、電壓傳感器232以及住宅側(cè)線LH4至LH8、LH11至LH13、LH21至LH23、LH31至LH34。輔助電力供給設(shè)備250包括連接電纜252和連接器254，混合動(dòng)力車(chē)210包括連接電纜212與連接器214。輔助電力供給設(shè)備250的連接器254被連接到住宅側(cè)連接器228，混合動(dòng)力車(chē)210的連接器214被連接到住宅側(cè)連接器230。
混合動(dòng)力車(chē)210的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例中混合動(dòng)力車(chē)210A與210B的相同。住宅側(cè)結(jié)構(gòu)也與第三實(shí)施例中的相同。
輔助電力供給設(shè)備250產(chǎn)生商用電源的AC電力，并將所產(chǎn)生的AC電力經(jīng)由連接電纜252從連接器254輸出。當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，輔助電力供給設(shè)備250被用作對(duì)于作為電力供給設(shè)備運(yùn)行的混合動(dòng)力車(chē)210的后備電源。例如當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)210正在補(bǔ)充燃料時(shí)，其產(chǎn)生AC電力，并將AC電力輸出到住宅負(fù)載20。
同樣，在電力供給系統(tǒng)1C中，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50被中斷時(shí)，由開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行選擇的混合動(dòng)力車(chē)210或輔助電力供給設(shè)備250與住宅負(fù)載20電氣連接，如同第三實(shí)施例中的電力供給系統(tǒng)1B一樣。
另外，對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)210，輔助電力供給設(shè)備250經(jīng)由連接電纜252接收來(lái)自電壓傳感器232的AC電壓VAC。當(dāng)開(kāi)關(guān)組220將連接從混合動(dòng)力車(chē)210切換到輔助電力供給設(shè)備250時(shí)，輔助電力供給設(shè)備250產(chǎn)生與已從混合從力車(chē)210供給的AC電壓VAC的相位同步的AC電力。這防止了當(dāng)開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行切換時(shí)AC電力的相位偏差。
電力供給系統(tǒng)1C可用在例如下面介紹的情況中。當(dāng)住宅負(fù)載20接收來(lái)自商用系統(tǒng)電源50的電力時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)組220，自動(dòng)切換電路30與用于混合動(dòng)力車(chē)210的連接器230連接。由此，當(dāng)商用系統(tǒng)電源50中斷時(shí)，電力首先從混合動(dòng)力車(chē)210供到住宅負(fù)載20。此后，當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)210中的剩余燃料量減少且混合動(dòng)力車(chē)210需要在最近的燃料站補(bǔ)充燃料時(shí)，開(kāi)關(guān)組220被切換為將住宅負(fù)載20與輔助電力供給設(shè)備250連接，在混合動(dòng)力車(chē)210補(bǔ)充燃料的時(shí)候，電力從輔助電力供給設(shè)備250供到住宅負(fù)載20。由此，即使是在混合動(dòng)力車(chē)210耗盡燃料時(shí)，電力能從輔助電力供給設(shè)備250連續(xù)供到住宅負(fù)載20。
圖12為圖11所示輔助電力供給設(shè)備250的原理框圖。參照?qǐng)D12，輔助電力供給設(shè)備250包括電池90、變換器262、ECU 264、AC線ACL11與ACL12、車(chē)輛側(cè)線LC31至LC33、連接器254、電力供給節(jié)點(diǎn)268以及接地節(jié)點(diǎn)270。
基于來(lái)自ECU 264的運(yùn)行指令，變換器262將供自電池90的DC電力轉(zhuǎn)換為商用電源的AC電力，并將轉(zhuǎn)換得到的AC電力輸出到AC線ACL11與ACL12。在這種情況下，變換器262接收來(lái)自ECU 264的同步信號(hào)SYNC，并產(chǎn)生與同步信號(hào)SYNC同步的AC電力。
ECU 264基于車(chē)輛側(cè)線LC22上的信號(hào)LOAD判定是否由住宅側(cè)請(qǐng)求電力供給。由于產(chǎn)生信號(hào)LOAD的方法與第三實(shí)施例中的相同，不再重復(fù)對(duì)其進(jìn)行介紹。
進(jìn)一步地，ECU 264經(jīng)由住宅側(cè)線LH34、連接器228與254、車(chē)輛側(cè)線LC31接收來(lái)自電壓傳感器232的AC電壓VAC，產(chǎn)生與所接收到的AC電壓VAC的相位同步的同步信號(hào)SYNC，并將同步信號(hào)SYNC輸出到變換器262。由于產(chǎn)生同步信號(hào)SYNC的方法與第三實(shí)施例中的混合動(dòng)力車(chē)210A與210B的ECU 61中的相同，不再重復(fù)對(duì)其進(jìn)行介紹。
盡管在上面的介紹中輔助電力供給設(shè)備250與一個(gè)混合動(dòng)力車(chē)210被用于建立電力供給系統(tǒng)，輔助電力供給設(shè)備250和兩個(gè)或兩個(gè)以上的混合動(dòng)力車(chē)可被用于建立電力供給系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)第四實(shí)施例，輔助電力供給設(shè)備250與混合動(dòng)力車(chē)210中的一個(gè)可由開(kāi)關(guān)組220進(jìn)行選擇并被連接到住宅負(fù)載20。因此，即使是在混合動(dòng)力車(chē)210從住宅側(cè)連接器230分離以便補(bǔ)充燃料的時(shí)候，能確保電力從永久安裝的輔助電力供給設(shè)備250連續(xù)供到住宅負(fù)載20。
盡管混合動(dòng)力車(chē)被介紹為在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生AC電力，可分立地提供專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生供到住宅負(fù)載20的AC電力的變換器。
盡管詳細(xì)介紹和示出了本發(fā)明，可以明了，其僅僅用于說(shuō)明和舉例，不是出于限制。本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)的條款限定。
權(quán)利要求
1.一種電力供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)車(chē)輛，其相對(duì)于電氣負(fù)載并聯(lián)電氣連接并向所述電氣負(fù)載供給電力；以及系統(tǒng)控制器，其基于所述電氣負(fù)載的負(fù)載量以及能從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力的量，判定所述多個(gè)車(chē)輛的電力供給量的分配，所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)基于所述分配向所述電氣負(fù)載供給電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電力供給系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)控制器被安裝在所述多個(gè)車(chē)輛中的一個(gè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電力供給系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)控制器進(jìn)一步產(chǎn)生同步信號(hào)，該信號(hào)用于使將從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)輸出的AC電力彼此同步，且所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)輸出與所述同步信號(hào)同步的所述AC電力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電力供給系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到所述內(nèi)燃機(jī)，并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到所述發(fā)電機(jī)以及所述電動(dòng)機(jī)，使用用所述內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)與所述電動(dòng)機(jī)；以及控制器，其控制所述第一與第二變換器的運(yùn)行，且所述控制器對(duì)所述第一與第二變換器進(jìn)行控制，以便使用用所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出產(chǎn)生的所述電力在所述第一三相線圈的中性點(diǎn)與所述第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到所述電氣負(fù)載的AC電力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電力供給系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)控制器基于所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)之中的剩余燃料量計(jì)算能從所述多個(gè)車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量。
6.一種車(chē)輛，其能夠向所述車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，該車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生所述電力；第一連接端子，其用于將所述車(chē)輛與所述電氣負(fù)載連接起來(lái)；第二連接端子，其用于將另一車(chē)輛連接到所述車(chē)輛，以便相對(duì)于所述電氣負(fù)載將所述另一車(chē)輛與所述車(chē)輛并聯(lián)電氣連接；以及系統(tǒng)控制器，其基于所述電氣負(fù)載的負(fù)載量和能從所述車(chē)輛與所述另一車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量，判定所述車(chē)輛以及被連接到所述第二連接端子的所述另一車(chē)輛的電力供給量的分配，基于所述分配運(yùn)行所述電力產(chǎn)生裝置，并將根據(jù)所述分配的電力指令輸出到所述另一車(chē)輛。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的車(chē)輛，其中，所述系統(tǒng)控制器還向所述另一車(chē)輛輸出同步信號(hào)，該信號(hào)用于把將從被連接到所述第二連接端子的所述另一車(chē)輛輸出的第二AC電力同步到將由所述電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第一AC電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的車(chē)輛，其中，所述電力產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到所述內(nèi)燃機(jī)，并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到所述發(fā)電機(jī)以及所述電動(dòng)機(jī)，使用用所述內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)與所述電動(dòng)機(jī)；以及控制器，其控制所述第一與第二變換器的運(yùn)行，且所述控制器對(duì)所述第一與第二變換器進(jìn)行控制，以便使用用所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出產(chǎn)生的所述電力在所述第一三相線圈的中性點(diǎn)與所述第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到所述電氣負(fù)載的AC電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的車(chē)輛，其中，所述系統(tǒng)控制器基于所述車(chē)輛與所述另一車(chē)輛中的每一個(gè)之中的剩余燃料量計(jì)算能從所述車(chē)輛與被連接到所述第二連接端子的所述另一車(chē)輛中的每一個(gè)供給的電力量。
10.一種車(chē)輛，其能夠向所述車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，該車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生所述電力；連接端子，其用于將所述車(chē)輛電氣連接到另一車(chē)輛，以便將由所述電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述電力經(jīng)由所述另一車(chē)輛輸出到所述電氣負(fù)載；以及系統(tǒng)控制器，其基于接收自所述另一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行所述電力產(chǎn)生裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的車(chē)輛，其中，所述系統(tǒng)控制器接收來(lái)自所述另一車(chē)輛的同步信號(hào)，并對(duì)所述電力產(chǎn)生裝置進(jìn)行控制，以便產(chǎn)生與所述接收到的同步信號(hào)同步的第一AC電力，其中，所述同步信號(hào)用于把將由所述電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述第一AC電力同步到將由被連接到所述連接端子的所述另一車(chē)輛輸出的第二AC電力。
12.一種車(chē)輛，其能夠向所述車(chē)輛外部的電氣負(fù)載供給電力，該車(chē)輛包括電力產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生所述電力；第一連接端子，其用于將所述車(chē)輛電氣連接到另一第一車(chē)輛，以便將由所述電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述電力經(jīng)由所述另一第一車(chē)輛輸出到所述電氣負(fù)載；第二連接端子，其用于將另一第二車(chē)輛連接到所述車(chē)輛，以便相對(duì)于所述電氣負(fù)載將所述另一第二車(chē)輛與所述車(chē)輛并聯(lián)電氣連接；以及系統(tǒng)控制器，其基于接收自所述另一第一車(chē)輛的電力指令運(yùn)行所述電力產(chǎn)生裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的車(chē)輛，其中，所述系統(tǒng)控制器接收來(lái)自所述另一第一車(chē)輛的同步信號(hào)，并對(duì)所述電力產(chǎn)生裝置進(jìn)行控制，以便產(chǎn)生與所述接收到的同步信號(hào)同步的第一AC電力，其中，所述同步信號(hào)用于把將由所述電力產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述第一AC電力同步到將從被連接到所述第一連接端子的所述另一第一車(chē)輛輸出的第二AC電力。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任意一項(xiàng)的車(chē)輛，其中，所述電力產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃機(jī)；發(fā)電機(jī)，其被耦合到所述內(nèi)燃機(jī)，并包括作為定子線圈的、Y形連接的第一三相線圈；電動(dòng)機(jī)，其包括作為定子線圈的、Y形連接的第二三相線圈；第一與第二變換器，其分別被連接到所述發(fā)電機(jī)以及所述電動(dòng)機(jī)，使用用所述內(nèi)燃機(jī)的輸出產(chǎn)生的電力分別驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)與所述電動(dòng)機(jī)；以及控制器，其控制所述第一與第二變換器的運(yùn)行，且所述控制器對(duì)所述第一與第二變換器進(jìn)行控制，以便使用用所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出產(chǎn)生的所述電力在所述第一三相線圈的中性點(diǎn)與所述第二三相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生將被供到所述電氣負(fù)載的AC電力。
全文摘要
第一混合動(dòng)力車(chē)(10A)被連接到住宅側(cè)連接器(40)。第二混合動(dòng)力車(chē)(10B)被連接到第一混合動(dòng)力車(chē)(10A)，并在第一混合動(dòng)力車(chē)(10A)中并聯(lián)連接到住宅負(fù)載(20)。當(dāng)商用系統(tǒng)電源(50)中斷時(shí)，自動(dòng)切換電路(30)被驅(qū)動(dòng)，住宅負(fù)載(20)接收來(lái)自第一與第二混合動(dòng)力車(chē)(10A，10B)的電力?；谧≌?fù)載(20)的量以及第一與第二混合動(dòng)力車(chē)(10A，10B)中的剩余燃料量，第一混合動(dòng)力車(chē)(10A)判定第一與第二混合動(dòng)力車(chē)(10A，10B)的電力供給量的分配。
文檔編號(hào)B60L11/18GK101073189SQ200580041068
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者及部七郎齋, 石川哲浩, 峯澤幸弘, 佐藤仁 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社