(57)【要約】【課題】低コスト化と省スペース化を両立し、さらに電力系統への逆潮流を確実に防止する。【解決手段】蓄電装置を備える車両Ｖの充放電に用いる充放電装置１であって、電力系統Ｐから供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置の充電に用いるコンバータとして機能すると共に、蓄電装置から放電される直流電力を交流電力に変換して電力負荷Ｌに用いるインバータとしても機能する電力変換器２と、蓄電装置を充電するときに閉状態となる充電用開閉器３、４と、蓄電装置から放電されるときに閉状態となる放電用開閉器５、６と、充電用開閉器３、４及び放電用開閉器５、６のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する制御部９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置を備える車両の充放電に用いる充放電装置であって、
電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置の充電に用いるコンバータとして機能すると共に、前記蓄電装置から放電される直流電力を交流電力に変換して電力負荷に用いるインバータとしても機能する電力変換器と、
前記蓄電装置を充電するときに閉状態となる充電用開閉器と、
前記蓄電装置から放電されるときに閉状態となる放電用開閉器と、
前記充電用開閉器及び前記放電用開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する制御部と、を備える、充放電装置。
【請求項２】
前記充電用開閉器には、前記電力系統と前記電力変換器とを結ぶ交流電力の電路において、当該交流電力の電路に接続された前記電力負荷よりも前記電力変換器の側に設けられて、当該交流電力の電路を開閉する充電用交流開閉器が含まれ、
前記放電用開閉器には、前記充電用交流開閉器に対して並列に前記交流電力の電路に設けられて、当該交流電力の電路を開閉する放電用交流開閉器が含まれ、
前記制御部は、前記充電用交流開閉器及び前記放電用交流開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する、請求項１に記載の充放電装置。
【請求項３】
前記充電用開閉器には、前記交流電力の電路において、前記電力負荷よりも前記電力系統の側に設けられて、当該交流電力の電路を開閉する系統開閉器が更に含まれ、
前記制御部は、前記放電用交流開閉器及び前記系統開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する、請求項２に記載の充放電装置。
【請求項４】
前記放電用開閉器には、前記蓄電装置と前記電力変換器とを結ぶ直流電力の電路において、前記蓄電装置の充電用の電路に対して並列に設けられて、当該直流電力の電路を開閉する放電用直流開閉器が更に含まれ、
前記制御部は、前記充電用交流開閉器及び前記放電用直流開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する、請求項２又は３に記載の充放電装置。
【請求項５】
前記直流電力の電路において前記充電用の電路に設けられて、前記電力変換器から前記蓄電装置への逆流防止作用を持つ整流器を更に備える、請求項４に記載の充放電装置。
【請求項６】
前記充電用開閉器及び前記放電用開閉器は、電磁開閉器であり、
前記制御部は、前記充電用開閉器及び前記放電用開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように電気的に制御する電気回路を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の充放電装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記充電用開閉器及び前記放電用開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように機械的に制御する構造体を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の充放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２排出量削減等による環境保全又は石油代替の観点から、プラグインハイブリッド車又は電気自動車等の次世代自動車の技術開発と普及が促進されている。更に、車両に搭載されている蓄電池を、電力系統の変動調整又は非常時の電力供給に利用しようとする取り組みは、いわゆるＶ２Ｇ（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｇｒｉｄ）あるいはＶ２Ｈ（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｈｏｍｅ）と呼ばれ、各地で実証実験が始まっている。Ｖ２Ｇ又はＶ２Ｈにおいて、車両の蓄電装置の充放電に用いる充放電装置として様々な構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８８０５１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に記載の充放電装置には、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して車両の蓄電装置の充電に用いるコンバータと、車両の蓄電装置から放電される直流電力を交流電力に変換して電力負荷に用いるインバータとが、それぞれ個別に設けられており、充放電装置が高価となってしまうばかりでなく、省スペース化が図れないという問題がある。そこで、コンバータとインバータとが一体となった電力変換器を利用することで、低コスト化と省スペース化を両立することが考えられるが、そのような電力変換器を利用するにあたり電力系統への逆潮流を防止するための手段を講じる必要がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、低コスト化と省スペース化を両立し、さらに電力系統への逆潮流を確実に防止することができる充放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】
【０００６】
本発明は、蓄電装置を備える車両の充放電に用いる充放電装置であって、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置の充電に用いるコンバータとして機能すると共に、蓄電装置から放電される直流電力を交流電力に変換して電力負荷に用いるインバータとしても機能する電力変換器と、蓄電装置を充電するときに閉状態となる充電用開閉器と、蓄電装置から放電されるときに閉状態となる放電用開閉器と、充電用開閉器及び放電用開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御する制御部と、を備える。
【０００７】
また、充電用開閉器には、電力系統と電力変換器とを結ぶ交流電力の電路において、交流電力の電路に接続された電力負荷よりも電力変換器の側に設けられて、交流電力の電路を開閉する充電用交流開閉器が含まれ、放電用開閉器には、充電用交流開閉器に対して並列に交流電力の電路に設けられて、交流電力の電路を開閉する放電用交流開閉器が含まれ、制御部は、充電用交流開閉器及び放電用交流開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御してもよい。また、充電用開閉器には、交流電力の電路において、電力負荷よりも電力系統の側に設けられて、交流電力の電路を開閉する系統開閉器が更に含まれ、制御部は、放電用交流開閉器及び系統開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御してもよい。
【０００８】
また、放電用開閉器には、蓄電装置と電力変換器とを結ぶ直流電力の電路において、蓄電装置の充電用の電路に対して並列に設けられて、直流電力の電路を開閉する放電用直流開閉器が更に含まれ、制御部は、充電用交流開閉器及び放電用直流開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように制御してもよい。また、直流電力の電路において充電用の電路に設けられて、電力変換器から蓄電装置への逆流防止作用を持つ整流器を更に備えてもよい。また、充電用開閉器及び放電用開閉器は、電磁開閉器であり、制御部は、充電用開閉器及び放電用開閉器のうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように電気的に制御する電気回路を含んでもよい。また、制御部は、充電用開閉器及び放電用開閉器とのうち、いずれか一方が閉状態となる場合に、他方が閉状態とならないように機械的に制御する構造体を含んでもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の充放電装置によれば、低コスト化と省スペース化を両立すると共に、電力系統への逆潮流を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】充放電装置の一例を示す図である。
【図２】電磁開閉器の一例を示す図である。
【図３】制御部の一例を示す図である。
【図４】充電を開始するときの充放電装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】充電を停止するときの充放電装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】放電を開始するときの充放電装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】放電を停止するときの充放電装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定せず、また、実施形態で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表している。図１は、実施形態に係る充放電装置１の一例を示す図である。充放電装置１は、車両Ｖの蓄電装置の充放電に用いる装置である。ここで、車両Ｖとは、二次電池又はキャパシタ等の蓄電装置を備える車両であって、例えば、プラグインハイブリッド車又は電気自動車等である。
【００１２】
充放電装置１は、電力変換器２と、系統開閉器３と、充電用交流開閉器４と、放電用交流開閉器５と、放電用直流開閉器６と、整流器７と、タッチパネル８と、制御部９と、複数のプラグ１０Ａ〜１０Ｃとを備える。プラグ１０Ａは、車両Ｖの蓄電装置に直流電力を伝導すると共に、車両Ｖの蓄電装置から放電された直流電力を伝導するための電力ケーブルを差し込み可能に設けられた差込口である。プラグ１０Ｂは、電力系統Ｐから供給される交流電力を伝導するための電力ケーブルを差し込み可能に設けられた差込口である。プラグ１０Ｃは、電力負荷Ｌに交流電力を伝導するための電力ケーブルを差し込み可能に設けられた差込口である。
【００１３】
電力変換器２は、電力系統Ｐから供給される交流電力を直流電力に変換して車両Ｖの蓄電装置の充電に用いるコンバータとして機能すると共に、車両Ｖの蓄電装置から放電される直流電力を交流電力に変換して電力負荷Ｌに用いるインバータとして機能する。系統開閉器３は、電力系統Ｐ用のプラグ１０Ｂと電力変換器２とを結ぶ交流電力の電路において、電力負荷Ｌ用のプラグ１０Ｃへの電路Ｃ２が接続されるノードＮよりも電力系統Ｐ用のプラグ１０Ｂの側の電路Ｃ１に設けられた電磁開閉器であり、電磁石の動作によって電路Ｃ１を開閉する。系統開閉器３は、車両Ｖの蓄電装置を充電するときに閉状態となり、電路Ｃ１と導通状態にする。また、系統開閉器３は、車両Ｖの蓄電装置の充電も、蓄電装置からの放電も行われていないときにも閉状態となるようにしてもよい。
【００１４】
充電用交流開閉器４は、電力系統Ｐ用のプラグ１０Ｂと電力変換器２とを結ぶ交流電力の電路において、ノードＮよりも電力変換器２の側の電路Ｃ３に設けられた電磁開閉器であり、電磁石の動作によって電路Ｃ３を開閉する。充電用交流開閉器４は、車両Ｖの蓄電装置を充電するときに閉状態となり、電路Ｃ３を導通状態にする。放電用交流開閉器５は、電力系統Ｐ用のプラグ１０Ｂと電力変換器２とを結ぶ交流電力の電路において、充電用交流開閉器４が設けられた電路Ｃ３に並列接続された電路Ｃ４に設けられた電磁開閉器であり、電磁石の動作によって電路Ｃ４を開閉する。放電用交流開閉器５は、車両Ｖの蓄電装置から放電されるときに閉状態となり、電路Ｃ４を導通状態にする。
【００１５】
整流器７は、電力変換器２と車両Ｖ用のプラグ１０Ａとを結ぶ直流電力の電路において電路Ｃ６に設けられたダイオード等の素子であり、電力変換器２から車両Ｖ用のプラグ１０Ａへの逆流防止作用を持つ。放電用直流開閉器６は、整流器７が設けられた電路Ｃ６に並列接続された電路Ｃ５に設けられた電磁開閉器であり、電磁石の動作によって電路Ｃ５を開閉する。放電用直流開閉器６は、車両Ｖの蓄電装置から放電されるときに閉状態となり、電路Ｃ５を導通状態にする。
【００１６】
図２は、電磁開閉器の一例を示す図である。電磁開閉器は、可動鉄心１１と、固定鉄心１２と、バネ１３と、可動接触子１４と、２つの固定接触子１５Ａ、１５Ｂと、コイル１６とを備える。可動鉄心１１は、常時はバネ１３に付勢されて固定鉄心１２から離間した状態にある。この状態において、可動鉄心１１に固定された可動接触子１４も、２つの固定接触子１５Ａ、１５Ｂから離間している。
【００１７】
コイル１６に電源が投入されると、電磁力によりバネ１３の付勢力よりも強い力で可動鉄心１１が固定鉄心１２に引き寄せられることで、可動鉄心１１と共に移動する可動接触子１４が２つの固定接触子１５Ａ、１５Ｂに接触する。このようにして、固定接触子１５Ａに接続された電路（例えば一次側）と、固定接触子１５Ｂに接続された電路（例えば二次側）とが導通状態になる。一方、コイル１６に投入されていた電源が切断されると、電磁石による力がなくなり、バネ１３の付勢力により可動鉄心１１が固定鉄心１２から離間することで、可動鉄心１１と共に移動する可動接触子１４も２つの固定接触子１５Ａ、１５Ｂから離間する。このようにして、固定接触子１５Ａに接続された電路と、固定接触子１５Ｂに接続された電路とが非導通状態になる。
【００１８】
図１に戻り、タッチパネル８は、指先又は専用のペンで画面に触れることで入力を行う装置である。例えば、タッチパネル８は、車両Ｖの蓄電装置の充放電の開始又は終了の指示入力を行うために利用される。制御部９は、タッチパネル８を利用して入力された指示、又はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信等を利用して車両Ｖから受信した指示に応じて、電力変換器２あるいは各開閉器の制御を行うと共に、開閉器同士のインターロック制御を行う。
【００１９】
開閉器同士のインターロック制御として、制御部９は、車両Ｖの蓄電装置を充電するときに閉状態となる系統開閉器３及び充電用交流開閉器４といった充電用開閉器と、車両Ｖの蓄電装置から放電されるときに閉状態となる放電用交流開閉器５及び放電用直流開閉器６といった放電用開閉器とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合に、他方の開閉器が閉状態とならないように制御する。
【００２０】
例えば、制御部９は、系統開閉器３と放電用交流開閉器５とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように制御する（図中９Ａのインターロック）。また、制御部９は、充電用交流開閉器４と放電用交流開閉器５とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように制御する（図中９Ｂのインターロック）。また、制御部９は、充電用交流開閉器４と放電用直流開閉器６とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように制御する（図中９Ｃのインターロック）。
【００２１】
図３は、制御部９の一例を示す図である。制御部９は、開閉器を開閉制御するための制御信号の出力、あるいは開閉器の開閉状態を監視するソフトウェアを実行可能な処理部９０Ａと、系統開閉器３、充電用交流開閉器４、放電用交流開閉器５、放電用直流開閉器６を電気的に制御すると共に、開閉器同士のインターロック制御を電気的に行うためのハードウェア資源である電気回路９０Ｂとを含む。処理部９０Ａは、系統開閉器制御部９１Ａと、放電用交流開閉器制御部９１Ｂと、充電用交流開閉器制御部９１Ｃと、放電用直流開閉器制御部９１Ｄと、系統開閉器監視部９２Ａと、放電用交流開閉器監視部９２Ｂと、充電用交流開閉器監視部９２Ｃと、タッチパネル運転信号検出部９８と、電力変換器制御部９９とを備える。
【００２２】
系統開閉器制御部９１Ａは、系統開閉器３の開閉を制御するための電気信号を出力する。放電用交流開閉器制御部９１Ｂは、放電用交流開閉器５の開閉を制御するための電気信号を出力する。充電用交流開閉器制御部９１Ｃは、充電用交流開閉器４の開閉を制御するための電気信号を出力する。放電用直流開閉器制御部９１Ｄは、放電用直流開閉器６の開閉を制御するための電気信号を出力する。系統開閉器監視部９２Ａは、系統開閉器３の開閉状態を監視する。放電用交流開閉器監視部９２Ｂは、放電用交流開閉器５の開閉を監視する。充電用交流開閉器監視部９２Ｃは、充電用交流開閉器４の開閉を監視する。
【００２３】
タッチパネル運転信号検出部９８は、タッチパネル８に対して成された指示入力が、如何なる指示であるかを示す運転信号を検出する。例えば、タッチパネル運転信号検出部９８は、車両Ｖの蓄電装置の充電開始を指示する運転信号と、車両Ｖの蓄電装置の充電停止を指示する運転信号と、車両Ｖの蓄電装置の放電開始を指示する運転信号と、車両Ｖの蓄電装置の放電停止を指示する運転信号とを検出可能である。
【００２４】
電力変換器制御部９９は、タッチパネル運転信号検出部９８が検出した運転信号に応じて、電力変換器２を制御する。電気回路９０Ｂは、複数のフォトカプラ９３Ａ〜９３Ｇ（以下、フォトカプラ９３と総称する場合がある）と、系統開閉器補助リレー９４と、複数のインターロック用補助リレー９５Ａ〜９５Ｃ（以下、インターロック用補助リレー９５と総称する場合がある）と、複数のＡ接点９６Ａ〜９６Ｅ（以下、Ａ接点９６と総称する場合がある）と、複数のＢ接点９７Ａ〜９７Ｈ（以下、Ｂ接点９７と総称する場合がある）とを備える。
【００２５】
Ａ接点９６とＢ接点９７についても、電磁開閉器によって実現可能である。その場合、Ａ接点９６は、コイルに電源が投入されていない状態でオフとなり、コイルに電源が投入されている状態でオンとなるように構成されていればよい。一方、Ｂ接点９７は、コイルに電源が投入されていない状態でオンとなり、コイルに電源が投入されている状態でオフとなるように構成されていればよい。
【００２６】
なお、図中の破線は、Ａ接点９６又はＢ接点９７のコイルに接続されている配線を示す。例えば、Ａ接点９６Ｂのコイルは、インターロック用補助リレー９５Ａに接続されている。したがって、インターロック用補助リレー９５Ａが非導通状態にある場合、Ａ接点９６Ｂはオフとなり、インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態にある場合、Ａ接点９６Ｂはオンとなる。また、例えば、Ｂ接点９７Ｅのコイルも、インターロック用補助リレー９５Ａに接続されている。したがって、インターロック用補助リレー９５Ａが非導通状態にある場合、Ｂ接点９７Ｅはオンとなり、インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態にある場合、Ｂ接点９７Ｅはオフとなる。
【００２７】
まず、系統開閉器３の開閉制御について説明する。系統開閉器３は、系統開閉器制御部９１Ａが電気信号を出力していないことに応じて閉状態に制御される。即ち、系統開閉器制御部９１Ａがフォトカプラ９３Ａに対して電気信号を出力していない場合、系統開閉器補助リレー９４が非導通状態となる。系統開閉器補助リレー９４が非導通状態である場合、Ｂ接点９７Ａがオンとなるため、系統開閉器３は閉状態に制御される。一方、系統開閉器３は、系統開閉器制御部９１Ａが電気信号を出力していることに応じて開状態に制御される。即ち、系統開閉器制御部９１Ａがフォトカプラ９３Ａに対して電気信号を出力している場合、系統開閉器補助リレー９４が導通状態となる。系統開閉器補助リレー９４が導通状態である場合、Ｂ接点９７Ａがオフとなるため、系統開閉器３は開状態に制御される。
【００２８】
次に、放電用交流開閉器５の開閉制御について説明する。放電用交流開閉器５は、放電用交流開閉器制御部９１Ｂが電気信号を出力していることに応じて閉状態に制御される。即ち、放電用交流開閉器制御部９１Ｂがフォトカプラ９３Ｃに対して電気信号を出力している場合、放電用交流開閉器５が制御電源に接続された状態になるため、放電用交流開閉器５は閉状態に制御される。一方、放電用交流開閉器５は、放電用交流開閉器制御部９１Ｂが電気信号を出力していないことに応じて開状態に制御される。即ち、放電用交流開閉器制御部９１Ｂがフォトカプラ９３Ｃに対して電気信号を出力していない場合、放電用交流開閉器５が制御電源から切り離されるため、放電用交流開閉器５は開状態に制御される。
【００２９】
次に、充電用交流開閉器４の開閉制御について説明する。充電用交流開閉器４は、充電用交流開閉器制御部９１Ｃが電気信号を出力していることに応じて閉状態に制御される。即ち、充電用交流開閉器制御部９１Ｃがフォトカプラ９３Ｅに対して電気信号を出力している場合、充電用交流開閉器４が制御電源に接続された状態になるため、充電用交流開閉器４は閉状態に制御される。一方、充電用交流開閉器４は、充電用交流開閉器制御部９１Ｃが電気信号を出力していないことに応じて開状態に制御される。即ち、充電用交流開閉器制御部９１Ｃがフォトカプラ９３Ｅに対して電気信号を出力していない場合、充電用交流開閉器４が制御電源から切り離されるため、充電用交流開閉器４は開状態に制御される。
【００３０】
次に、放電用直流開閉器６の開閉制御について説明する。放電用直流開閉器６は、放電用直流開閉器制御部９１Ｄが電気信号を出力していることに応じて閉状態に接続される。即ち、放電用直流開閉器制御部９１Ｄがフォトカプラ９３Ｇに対して電気信号を出力している場合、インターロック用補助リレー９５Ｃが導通状態となる。インターロック用補助リレー９５Ｃが導通状態である場合、Ａ接点９６Ｅがオンとなり、放電用直流開閉器６が制御電源に接続された状態になるため、放電用直流開閉器６は閉状態に制御される。一方、放電用直流開閉器６は、放電用直流開閉器制御部９１Ｄが電気信号を出力していないことに応じて開状態に制御される。即ち、放電用直流開閉器制御部９１Ｄがフォトカプラ９３Ｇに対して電気信号を出力していない場合、インターロック用補助リレー９５Ｃが非導通状態となる。インターロック用補助リレー９５Ｃが非導通状態である場合、Ａ接点９６Ｅがオフとなり、放電用直流開閉器６が制御電源から切り離されるため、放電用直流開閉器６は開状態に制御される。
【００３１】
次に、系統開閉器３の開閉状態の監視について説明する。系統開閉器３が閉状態である場合、Ａ接点９６Ａがオンとなり、フォトカプラ９３Ｂが導通状態となることにより、系統開閉器監視部９２Ａは、系統開閉器３が閉状態であることを検知する。一方、系統開閉器３が開状態である場合、Ａ接点９６Ａがオフとなり、フォトカプラ９３Ｂが非導通状態となることにより、系統開閉器監視部９２Ａは、系統開閉器３が開状態であることを検知する。
【００３２】
次に、放電用交流開閉器５の監視について説明する。放電用交流開閉器５が閉状態である場合、Ｂ接点９７Ｄがオフとなり、フォトカプラ９３Ｄが非導通状態となることにより、放電用交流開閉器監視部９２Ｂは、放電用交流開閉器５が閉状態であることを検知する。一方、放電用交流開閉器５が開状態である場合、Ｂ接点９７Ｄがオンとなり、フォトカプラ９３Ｄが導通状態となることにより、放電用交流開閉器監視部９２Ｂは、放電用交流開閉器５が開状態であることを検知する。
【００３３】
次に、充電用交流開閉器４の監視について説明する。充電用交流開閉器４が閉状態である場合、Ｂ接点９７Ｇがオフとなり、フォトカプラ９３Ｆが非導通状態となることにより、充電用交流開閉器監視部９２Ｃは、充電用交流開閉器４が閉状態であることを検知する。一方、充電用交流開閉器４が開状態である場合、Ｂ接点９７Ｇがオンとなり、フォトカプラ９３Ｆが導通状態となることにより、充電用交流開閉器監視部９２Ｃは、充電用交流開閉器４が開状態であることを検知する。
【００３４】
次に、系統開閉器３が閉状態のときに放電用交流開閉器５を閉状態にさせないインターロック９Ａについて説明する。系統開閉器３が閉状態になると、Ｂ接点９７Ｂがオンからオフに切り替わり、放電用交流開閉器５が制御電源から切り離されるため、放電用交流開閉器５は閉状態になり得ない。
【００３５】
次に、放電用交流開閉器５が閉状態のときに系統開閉器３を閉状態にさせないインターロック９Ａについて説明する。放電用交流開閉器５が閉状態になると、Ａ接点９６Ｃがオフからオンに切り替わり、インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態になる。インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態になると、Ａ接点９６Ｂがオフからオンに切り替わり、系統開閉器補助リレー９４が導通状態になる。系統開閉器補助リレー９４が導通状態になると、Ｂ接点９７Ａがオンからオフに切り替わるため、系統開閉器３は閉状態になり得ない。
【００３６】
次に、充電用交流開閉器４が閉状態のときに放電用交流開閉器５を閉状態にさせないインターロック９Ｂについて説明する。充電用交流開閉器４が閉状態になると、Ａ接点９６Ｄがオフからオンに切り替わり、インターロック用補助リレー９５Ｂが導通状態になる。インターロック用補助リレー９５Ｂが導通状態になると、Ｂ接点９７Ｃがオンからオフに切り替わり、放電用交流開閉器５が制御電源から切り離されるため、放電用交流開閉器５は閉状態になり得ない。
【００３７】
次に、放電用交流開閉器５が閉状態のときに充電用交流開閉器４を閉状態にさせないインターロック９Ｂについて説明する。放電用交流開閉器５が閉状態になると、Ａ接点９６Ｃがオフからオンに切り替わり、インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態になる。インターロック用補助リレー９５Ａが導通状態になると、Ｂ接点９７Ｅがオンからオフに切り替わり、充電用交流開閉器４が制御電源から切り離されるため、充電用交流開閉器４は閉状態になり得ない。
【００３８】
次に、放電用直流開閉器６が閉状態のときに充電用交流開閉器４を閉状態にさせないインターロック９Ｃについて説明する。上述したように、放電用直流開閉器６を閉状態に制御する場合、インターロック用補助リレー９５Ｃが導通状態になる。インターロック用補助リレー９５Ｃが導通状態になると、Ｂ接点９７Ｆがオンからオフになり、充電用交流開閉器４が制御電源から切り離されるため、充電用交流開閉器４は閉状態になり得ない。
【００３９】
次に、充電用交流開閉器４が閉状態のときに放電用直流開閉器６を閉状態にさせないインターロック９Ｃについて説明する。充電用交流開閉器４が閉状態になると、Ａ接点９６Ｄがオフからオンに切り替わり、インターロック用補助リレー９５Ｂが導通状態になる。インターロック用補助リレー９５Ｂが導通状態になると、Ｂ接点９７Ｈがオンからオフになり、放電用直流開閉器６が制御電源から切り離されるため、放電用直流開閉器６は閉状態になり得ない。
【００４０】
図４は、車両Ｖの蓄電装置の充電を開始するときの充放電装置１の動作を示すフローチャートである。この動作フローの説明では、適宜、図１から図３を参照する。なお、車両Ｖの蓄電装置の充電を開始する前の待機状態において、系統開閉器３は閉状態に制御され、充電用交流開閉器４と放電用交流開閉器５は開状態に制御され、電力変換器２は停止しているとする。
【００４１】
車両Ｖ用のプラグ１０Ａに車両Ｖの蓄電装置が電力ケーブルを介して接続され、タッチパネル８による車両Ｖの蓄電装置の充電開始の指示入力があると、充放電装置１の制御部９は、まず、放電用交流開閉器５がオフであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の処理では、フォトカプラ９３Ｄが導通状態となることに応じて、放電用交流開閉器監視部９２Ｂが放電用交流開閉器５の開状態を検知することにより、放電用交流開閉器５がオフであると判定すればよい。
【００４２】
ステップＳ１０１にて放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、車両Ｖの蓄電装置の充電を行うことなく処理を終了する。ここで、車両Ｖの蓄電装置の放電中でないにもかかわらず、ステップＳ１０１にて放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合、放電用交流開閉器５あるいは電気回路９０Ｂのインターロック機構等に何らかのトラブルが生じている可能性がある。そのような状況に鑑み、本実施形態では、放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合、充電を開始するための制御が行われないようにしている。
【００４３】
ステップＳ１０１にて放電用交流開閉器５がオフであると判定された場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、放電用直流開閉器６がオフであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理では、放電用交流開閉器監視部９２Ｂ等の監視部と同様の図示しない放電用直流開閉器監視部が放電用直流開閉器６の開状態を検知することにより、放電用直流開閉器６がオフであると判定すればよい。
【００４４】
ステップＳ１０２にて放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、車両Ｖの蓄電装置の充電を行うことなく処理を終了する。ここで、車両Ｖの蓄電装置の放電中でないにもかかわらず、ステップＳ１０２にて放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合、放電用直流開閉器６あるいは電気回路９０Ｂのインターロック機構等に何らかのトラブルが生じている可能性がある。そのような状況に鑑み、本実施形態では、放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合、充電を開始するための制御が行われないようにしている。
【００４５】
ステップＳ１０２にて放電用直流開閉器６がオフであると判定された場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、充電用交流開閉器４をオン制御する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理では、充電用交流開閉器制御部９１Ｃが電気信号を出力することにより、充電用交流開閉器４を閉状態に制御すればよい。ステップＳ１０３の処理にて充電用交流開閉器４が閉状態に制御されることで、放電用交流開閉器５を閉状態にさせないインターロック９Ｂがかかり、充電回路への切り替えが好適に行われる。
【００４６】
また、ステップＳ１０３の処理にて充電用交流開閉器４が閉状態に制御されることで、放電用直流開閉器６を閉状態にさせないインターロック９Ｃがかかり、充電時において直流電力を伝送し得る直流側の電路が、整流器７が設けられた電路Ｃ６のみとなるため、電力系統Ｐの側への逆潮流を防止することができる。ステップＳ１０３の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、電力変換器２のコンバータ機能をオン制御する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理では、電力変換器制御部９９が、コンバータ機能をオンするよう命令する制御信号を、電力変換器２に対して出力すればよい。このようにして、車両Ｖの蓄電装置の充電が開始される。
【００４７】
図５は、車両Ｖの蓄電装置の充電を停止するときの充放電装置１の動作を示すフローチャートである。この動作フローの説明では、適宜、図１から図４を参照する。タッチパネル８による車両Ｖの蓄電装置の充電停止の指示入力があると、充放電装置１の制御部９は、まず、電力変換器２のコンバータ機能をオフ制御する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理では、電力変換器制御部９９が、コンバータ機能をオフするよう命令する制御信号を、電力変換器２に対して出力すればよい。
【００４８】
ステップＳ２０１の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、充電用交流開閉器４をオフ制御する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理では、充電用交流開閉器制御部９１Ｃが電気信号の出力を停止することにより、充電用交流開閉器４を開状態に制御すればよい。このように、電力変換器２のコンバータ機能をオフ制御した後に充電用交流開閉器４をオフ制御することにより、充電用交流開閉器４が閉状態から開状態に切り替わるときのアークの発生を抑制することができ、充電用交流開閉器４の劣化が抑制される。このようにして、車両Ｖの蓄電装置の充電が停止される。
【００４９】
図６は、車両Ｖの蓄電装置の放電を開始するときの充放電装置１の動作を示すフローチャートである。この動作フローの説明では、適宜、図１から図５を参照する。なお、車両Ｖの蓄電装置の放電を開始する前の待機状態において、系統開閉器３は閉状態に制御され、充電用交流開閉器４と放電用交流開閉器５は開状態に制御され、電力変換器２は停止しているとする。
【００５０】
車両Ｖ用のプラグ１０Ａに車両Ｖの蓄電装置が電力ケーブルを介して接続され、タッチパネル８による車両Ｖの蓄電装置の放電開始の指示入力があると、充放電装置１の制御部９は、まず、充電用交流開閉器４がオフであるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の処理では、フォトカプラ９３Ｆが導通状態となることに応じて、充電用交流開閉器監視部９２Ｃが充電用交流開閉器４の開状態を検知することにより、充電用交流開閉器４がオフであると判定すればよい。
【００５１】
ステップＳ３０１にて充電用交流開閉器４がオンであると判定された場合（ステップＳ３０１；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、車両Ｖの蓄電装置の放電を行うことなく処理を終了する。ここで、車両Ｖの蓄電装置の充電中でないにもかかわらず、ステップＳ３０１にて充電用交流開閉器４がオンであると判定された場合、充電用交流開閉器４あるいは電気回路９０Ｂのインターロック機構等に何らかのトラブルが生じている可能性がある。そのような状況に鑑み、本実施形態では、充電用交流開閉器４がオンであると判定された場合、放電を開始するための制御が行われないようにしている。
【００５２】
ステップＳ３０１にて充電用交流開閉器４がオフであると判定された場合（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、放電用直流開閉器６をオン制御する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の処理では、放電用直流開閉器制御部９１Ｄが電気信号を出力することにより、放電用直流開閉器６を閉状態に制御すればよい。ステップＳ３０２の処理にて放電用直流開閉器６が閉状態に制御されることで、充電用交流開閉器４を閉状態にさせないインターロック９Ｃがかかる。
【００５３】
ステップＳ３０２の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、電力変換器２のインバータ機能をオン制御する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３の処理では、電力変換器制御部９９が、インバータ機能をオンするよう命令する制御信号を、電力変換器２に対して出力すればよい。ステップＳ３０３の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、系統開閉器３をオフ制御する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４の処理では、系統開閉器制御部９１Ａが電気信号を出力することにより、系統開閉器３を開状態に制御すればよい。
【００５４】
ステップＳ３０４の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、再度、充電用交流開閉器４がオフであるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。そして、充電用交流開閉器４がオンであると判定された場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、ステップＳ３０１の処理と同様の理由により、車両Ｖの蓄電装置の放電を行うことなく処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ３０５にて充電用交流開閉器４がオフであると判定された場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、系統開閉器３がオフであるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６の処理では、フォトカプラ９３Ａが非導通状態となることに応じて、系統開閉器監視部９２Ａが系統開閉器３の開状態を検知することにより、系統開閉器３がオフであると判定すればよい。
【００５６】
ステップＳ３０６にて系統開閉器３がオンであると判定された場合（ステップＳ３０６；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、車両Ｖの蓄電装置の放電を行うことなく処理を終了する。ここで、ステップＳ３０６にて系統開閉器３がオンであると判定された場合、その状態で放電用交流開閉器５を閉状態に制御してしまうと、電力系統Ｐの側への逆潮流が発生してしまう。そのような状況に鑑み、本実施形態では、系統開閉器３がオンであると判定された場合、放電を開始するための制御が行われないようにしている。
【００５７】
ステップＳ３０６にて系統開閉器３がオフであると判定された場合（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、放電用交流開閉器５をオン制御する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７の処理では、放電用交流開閉器制御部９１Ｂが電気信号を出力することにより、放電用交流開閉器５を閉状態に制御すればよい。ステップＳ３０７の処理にて放電用交流開閉器５が閉状態に制御されることで、充電用交流開閉器４を閉状態にさせないインターロック９Ｂがかかり、放電回路への切り替えが好適に行われる。
【００５８】
また、ステップＳ３０７の処理にて放電用交流開閉器５が閉状態に制御されることで、系統開閉器３を閉状態にさせないインターロック９Ａがかかり、放電時において電力系統Ｐが解放されるため、電力系統Ｐの側への逆潮流が発生しないようにすることができる。  このようにして、車両Ｖの蓄電装置から放電された電力が、電力負荷Ｌに供給される。
【００５９】
図７は、車両Ｖの蓄電装置の放電を停止するときの充放電装置１の動作を示すフローチャートである。この動作フローの説明では、適宜、図１から図６を参照する。タッチパネル８による車両Ｖの蓄電装置の放電停止の指示入力があると、充放電装置１の制御部９は、まず、電力変換器２のインバータ機能をオフ制御する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１の処理では、電力変換器制御部９９が、インバータ機能をオフするよう命令する制御信号を、電力変換器２に対して出力すればよい。
【００６０】
ステップＳ４０１の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、放電用交流開閉器５をオフ制御する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２の処理では、放電用交流開閉器制御部９１Ｂが電気信号の出力を停止することにより、放電用交流開閉器５を開状態に制御すればよい。
【００６１】
ステップＳ４０２の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、放電用直流開閉器６をオフ制御する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３の処理では、放電用直流開閉器制御部９１Ｄが電気信号の出力を停止することにより、放電用直流開閉器６を開状態に制御すればよい。このように、電力変換器２のインバータ機能をオフ制御した後に放電用交流開閉器５及び放電用直流開閉器６をオフ制御することにより、放電用交流開閉器５又は放電用直流開閉器６が閉状態から開状態に切り替わるときのアークの発生を抑制することができ、放電用交流開閉器５及び放電用直流開閉器６の劣化が抑制される。
【００６２】
ステップＳ４０３の処理を実行した後、充放電装置１の制御部９は、放電用交流開閉器５がオフであるか否かを判定する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４の処理では、フォトカプラ９３Ｄが導通状態となることに応じて、放電用交流開閉器監視部９２Ｂが放電用交流開閉器５の開状態を検知することにより、放電用交流開閉器５がオフであると判定すればよい。
【００６３】
ステップＳ４０４にて放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合（ステップＳ４０４；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、処理を終了する。ここで、ステップＳ４０２にて放電用交流開閉器５のオフ制御を行ったにもかかわらず、ステップＳ４０４にて放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合、放電用交流開閉器５あるいは電気回路９０Ｂのインターロック機構等に何らかのトラブルが生じている可能性がある。そのような状況に鑑み、本実施形態では、放電用交流開閉器５がオンであると判定された場合、電力系統Ｐに接続するための制御が行われないようにしている。
【００６４】
ステップＳ４０４にて放電用交流開閉器５がオフであると判定された場合（ステップＳ４０４；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、放電用直流開閉器６がオフであるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５の処理では、放電用交流開閉器監視部９２Ｂ等の監視部と同様の図示しない放電用直流開閉器監視部が放電用直流開閉器６の開状態を検知することにより、放電用直流開閉器６がオフであると判定すればよい。
【００６５】
ステップＳ４０５にて放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合（ステップＳ４０５；ＮＯ）、充放電装置１の制御部９は、処理を終了する。ここで、ステップＳ４０３にて放電用直流開閉器６のオフ制御を行ったにもかかわらず、ステップＳ４０５にて放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合、放電用直流開閉器６あるいは電気回路９０Ｂのインターロック機構等に何らかのトラブルが生じている可能性がある。そのような状況に鑑み、本実施形態では、放電用直流開閉器６がオンであると判定された場合、電力系統Ｐに接続するための制御が行われないようにしている。
【００６６】
ステップＳ４０５にて放電用直流開閉器６がオフであると判定された場合（ステップＳ４０５；ＹＥＳ）、充放電装置１の制御部９は、系統開閉器３をオン制御する（ステップＳ４０６）。ステップＳ４０６の処理では、系統開閉器制御部９１Ａが電気信号の出力を停止することにより、系統開閉器３を閉状態に制御すればよい。ステップＳ４０６の処理にて系統開閉器３が閉状態に制御されることで、放電用交流開閉器５を閉状態にさせないインターロック９Ａがかかる。このようにして、車両Ｖの蓄電装置の放電が停止され、電力系統Ｐから供給される電力が電力負荷Ｌに供される。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６８】
例えば、上記した実施形態では、制御部９は、充電用開閉器と放電用開閉器とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように電気的に制御する電気回路９０を含むとして説明した。しかしながら、制御部９は、充電用開閉器と放電用開閉器とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように制御することができる機構を含んでいればよく、電気的に制御する電気回路９０でなくてもよい。例えば、制御部９は、充電用開閉器と放電用開閉器とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように機械的に制御する構造体を含んでいてもよい。このような構成によれば、電気的に制御する電気回路９０と比較して、運用コストを抑えることができる。
【００６９】
また、上記した実施形態では、４つの開閉器を備えるとして説明した。しかしながら、充放電装置１は、車両Ｖの蓄電装置を充電するときに閉状態となる充電用開閉器と、車両Ｖの蓄電装置から放電されるときに開状態となる放電用開放器とを備えていればよく、開閉器の数は４つでなくてもよい。例えば、上記した実施形態における充電用交流開閉器４と放電用交流開閉器５を設けずに、ノードＮと電力変換器２とが一の電路で接続する構成とすることもできる。その場合、系統開閉器３と放電用直流開閉器６とのうち、いずれか一方の開閉器が閉状態となる場合、他方の開閉器が閉状態とならないように、電気的に制御する電気回路、あるいは機械的に制御する構造体を含んでいればよい。このような構成によれば、多様な構成の充放電装置に本願発明を適用することができる。
【００７０】
また、特許請求の範囲、明細書及び図面中において示したシステム、方法、装置、プログラム及び記録媒体における動作、ステップ等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味しない。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・充放電装置
２・・・電力変換器
３・・・系統開閉器
４・・・充電用交流開閉器
５・・・放電用交流開閉器
６・・・放電用直流開閉器
７・・・整流器
８・・・タッチパネル
９・・・制御部
９Ａ〜９Ｃ・・・インターロック回路
１０Ａ・・・車両用のプラグ
１０Ｂ・・・電力系統用のプラグ
１０Ｃ・・・電力負荷用のプラグ
Ｃ１〜Ｃ６・・・電路
Ｌ・・・電力負荷
Ｎ・・・ノード
Ｐ・・・電力系統
Ｖ・・・車両
【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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【図７】
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