(57)【要約】【課題】自動から手動に切り替わった際のユーザの利便性を向上することができる充放電装置を提供する。【解決手段】双方向電力変換ユニット２３を制御して蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行う制御部２７を備え、制御部２７は、ユーザの手動操作に基づき蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行う手動モードと、蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を自動で行う自動モードとを有し、自動モードによる自動運転中に手動モードが設定されると、自動モードによる自動運転を禁止するとともに手動モードによる手動操作を優先する。制御部２７は、手動モードによる手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、手動モードへの切替前の自動モードを記憶するメモリ２５に記憶された自動モードによる自動運転に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池を搭載した車両と、負荷を有する住宅との間に接続され、前記蓄電池を充放電可能な充放電装置であって、
電力変換する電力変換部と、
前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
ユーザの手動操作に基づき前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を行う手動モードと、
前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を自動で行う自動モードと
を有し、
前記自動モードによる自動運転中に前記手動モードが設定されると、前記自動モードによる自動運転を禁止するとともに前記手動モードによる手動操作を優先し、
前記手動モードによる手動操作に基づき前記蓄電池の充放電が停止された場合、前記手動モードへの切替前の前記自動モードを記憶する記憶部に記憶された前記自動モードによる自動運転に切り替える
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
前記制御部は、手動操作に基づき前記蓄電池の充放電が停止された場合、停止状態を設定時間維持する休止モードを有し、設定時間経過後に前記自動モードによる自動運転に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記休止モード中に前記自動モードがユーザにより設定されると、前記休止モードからユーザが設定した前記自動モードに切り替えることを特徴とする請求項２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ものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ２Ｈ(Vehicle to Home)機器としての充放電スタンドは、蓄電池を搭載した車両と、負荷を有する住宅との間に接続され、設定された運転モードによって自動で充放電の制御を行うことも行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／１５９４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、設定された運転モードによって自動で充放電の制御を行う際に、ユーザが意図して手動で充放電を行った場合でも自動充放電制御が優先的に動作してしまう可能性があり、自動から手動に切り替わった際のユーザの利便性向上を図る必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、自動から手動に切り替わった際のユーザの利便性を向上することができる充放電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、蓄電池を搭載した車両と、負荷を有する住宅との間に接続され、前記蓄電池を充放電可能な充放電装置であって、電力変換する電力変換部と、前記電力変換部を制御して前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を行う制御部と、を備え、前記制御部は、ユーザの手動操作に基づき前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を行う手動モードと、前記蓄電池の充電、放電又は充放電の停止を自動で行う自動モードとを有し、前記自動モードによる自動運転中に前記手動モードが設定されると、前記自動モードによる自動運転を禁止するとともに前記手動モードによる手動操作を優先し、前記手動モードによる手動操作に基づき前記蓄電池の充放電が停止された場合、前記手動モードへの切替前の前記自動モードを記憶する記憶部に記憶された前記自動モードによる自動運転に切り替えることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、制御部は、自動モードによる自動運転中に手動モードが設定されると、自動モードによる自動運転を禁止するとともに手動モードによる手動操作を優先し、手動モードによる手動操作に基づき蓄電池の充放電が停止された場合、記憶部に記憶された自動モードによる自動運転に切り替える。よって、自動から手動に切り替わった際の手動停止後に、自動モードを選択することなく、自動的に自動モードに切り替わり、ユーザの利便性が向上する。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の充放電装置において、前記制御部は、手動操作に基づき前記蓄電池の充放電が停止された場合、停止状態を設定時間維持する休止モードを有し、設定時間経過後に前記自動モードによる自動運転に切り替えるとよい。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の充放電装置において、前記制御部は、前記休止モード中に前記自動モードがユーザにより設定されると、前記休止モードからユーザが設定した前記自動モードに切り替えるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自動から手動に切り替わった際のユーザの利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における電力システムの概略構成図。
【図２】作用を説明するためのフローチャート。
【図３】充電、放電、停止を説明するためのタイムチャート。
【図４】充電、放電、停止を説明するためのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電力システム１０は、電力供給源として、太陽光発電システム３０と、商用電力系統４０と、車両６０に搭載された蓄電池６１を有する。そして、太陽光発電システム３０の発電電力、商用電力系統４０の系統電力、及び、充放電スタンド２１を介した蓄電池６１の放電による電力を住宅５０の負荷５１に供給することができるようになっている。
【００１３】
太陽光発電システム３０は太陽光パネル３１とパワーコンディショナ３２を有する。太陽光パネル３１は、太陽光を受けて発電して直流電力を出力する。パワーコンディショナ３２は、太陽光パネル３１による発電電力を交流に電力変換して出力する。
【００１４】
住宅５０は、負荷５１と分電盤５５を有する。分電盤５５に負荷５１が接続されている。分電盤５５に商用電力系統４０が接続されている。住宅５０に対し商用電力系統４０から、例えば１００Ｖ若しくは２００Ｖの交流電力が負荷５１に供給可能となっている。分電盤５５に太陽光発電システム３０のパワーコンディショナ３２が接続されている。住宅５０に対し太陽光発電システム３０から交流電力が負荷５１に供給可能となっている。
【００１５】
電力システム１０は、充放電装置２０を備える。充放電装置２０は、本体部である充放電スタンド２１と、制御端末２２を有する。
充放電装置２０（充放電スタンド２１）は、車両６０と住宅５０との間に接続される。つまり、充放電装置２０（充放電スタンド２１）は、車両と住宅を接続するＶ２Ｈ(Vehicle to Home)機器である。充放電装置２０は、車両６０に搭載された蓄電池６１を充放電可能である。車両６０は電気自動車（ＥＶ）等であり、走行中においては蓄電池６１の放電が行われる。
【００１６】
車両６０には蓄電池６１、走行モータ等の負荷６２、制御部６３が搭載されている。直流電源である蓄電池６１は、高圧、例えば３００Ｖの二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン二次電池が使用される。制御部６３により蓄電池６１の電力で走行モータ等の負荷６２を駆動できるようになっている。
【００１７】
充放電スタンド２１は、電力変換する電力変換部としての双方向電力変換ユニット２３と、制御部２４と、メモリ２５と、操作部２６を備える。双方向電力変換ユニット２３は、ＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２３ａとＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）２３ｂを有し、ＤＣ／ＤＣ変換器２３ａとＤＣ／ＡＣ変換器２３ｂとは直列に接続されている。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２３ａ及びＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）２３ｂは、それぞれ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、半導体スイッチング素子のオンオフ制御（デューティ制御）により出力が調整される。ＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２３ａにおいて、例えば蓄電池６１の電圧（１５０〜４５０Ｖ）が一定の電圧に変換される。
【００１９】
双方向電力変換ユニット２３は、住宅５０と接続されている。即ち、ＤＣ／ＡＣ変換器２３ｂが住宅５０の分電盤５５と接続されている。住宅５０に対し充放電スタンド２１の双方向電力変換ユニット２３から交流電力が負荷５１に供給可能となっている。つまり、電力変換部としての双方向電力変換ユニット２３は、蓄電池６１からの放電電力を電力変換して負荷５１に出力することができるようになっている。
【００２０】
充放電スタンド２１と車両６０とはインターフェイスとしてのケーブル付コネクタを用いて接続される。詳しくは、車両６０に設けられたインレットに対し充放電スタンド２１から延びるケーブル付コネクタを挿入する。これにより、充放電スタンド２１のＤＣ／ＤＣ変換器２３ａと車両６０の蓄電池６１とが接続されるとともに、充放電スタンド２１の制御部２４と車両６０の制御部６３とが通信可能に接続される。
【００２１】
具体的には、例えばＣＨＡｄｅＭＯ方式に対応する車両は制御部６３が蓄電池６１の充電率（ＳＯＣ）を常に監視しており、ケーブル付コネクタに備わる通信線を介して充放電スタンド２１に蓄電池６１の充電率（ＳＯＣ）を通知することができるようになっている。
【００２２】
充放電スタンド２１において制御部２４は双方向電力変換ユニット２３を制御して蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行うことができるようになっている。詳しくは、制御部２４は双方向電力変換ユニット２３を制御して車両６０の蓄電池６１の電力を、双方向電力変換ユニット２３を介して住宅５０の負荷５１に供給して車両６０の蓄電池６１の放電電力で住宅５０の負荷５１を駆動することができる。
【００２３】
また、制御部２４は双方向電力変換ユニット２３を制御して太陽光発電システム３０及び商用電力系統４０の少なくとも一方からの電力で双方向電力変換ユニット２３を介して車両６０の蓄電池６１を充電することができるようになっている。つまり、制御部２４により双方向電力変換ユニット２３が制御され、電力変換部としての双方向電力変換ユニット２３により太陽光パネル３１及び商用電力系統４０の少なくとも一方からの入力電力を電力変換して蓄電池６１に出力することができる。
【００２４】
制御部２４は操作部２６と接続されている。操作部２６は、手動操作スイッチ２６ａを有する。ユーザによる手動操作スイッチ２６ａの操作により、充電、放電、停止を制御部２４に指示することができる。制御部２４はメモリ２５と接続されている。メモリ２５には、自動充電・自動放電・手動充電・手動放電の各状態が記憶される。
【００２５】
制御端末２２は、宅内コントローラであって、住宅５０に配置される。制御端末２２は、制御部２７と、操作部２８を有する。制御端末２２の制御部２７は制御部２４と相互に通信することができる。制御部２７は操作部２８と接続されている。操作部２８は、手動操作スイッチ２８ａと自動モード操作部２８ｂを有する。ユーザによる手動操作スイッチ２８ａの操作により、充電、放電、停止を制御部２７に指示することができる。また、ユーザによる自動モード操作部２８ｂの操作により制御部２７に自動充放電モードを指示することができる。自動充放電のモードとして、例えば、タイマーモード、車両優先モード等がある。タイマーモードは、ある時刻になったら自動で充放電を行うモードであり、開始時刻と終了時刻を予約できる。車両優先モードは、車両と接続したら直ちに無条件でフル充電を自動で行うモードである。
【００２６】
充放電スタンド２１の制御部２４と制御端末２２の制御部２７とは通信線で接続されており、制御部２４と制御部２７との間において、充放電指示、情報授受が行われる。従って、制御部２４と制御部２７とは情報を共有しており、制御部２７は制御部２４を介して双方向電力変換ユニット２３を制御して蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行うことができるようになっている。制御部２４と制御部２７との間の通信方式として、例えばＥＣＨＯＮＥＴ−Ｌｉｔｅ規格を用いることができる。
【００２７】
制御部２４及び制御部２７は、ユーザの手動操作に基づき蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行う手動モードと、蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を自動で行う自動モードとを有する。
【００２８】
次に、作用について説明する。
制御端末２２の制御部２７は、図２に示す自動充電開始のイベントが発生した場合の処理を実行する。
【００２９】
図３は、充電、放電、停止を説明するためのタイムチャートである。
図３において自動充放電を行うべくタイマーモードが設定され、予約による開始時刻ｔ１が設定されるとともに予約による終了時刻ｔ６が設定されている。
【００３０】
図３に示すように、自動モードによる自動運転中にｔ２のタイミングで手動で停止され、ｔ３のタイミングで手動充放電による手動モードが設定される。その後、ｔ４のタイミングで手動で停止されることによって手動モードによる手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された。その後、自動モードに切り替えられる。
【００３１】
図４の充電、放電、停止を説明するためのタイムチャートにおいては、休止モード（図３参照）中にｔ１０のタイミングで自動モードがユーザにより設定された場合を示している。
【００３２】
図２において、制御部２７はステップＳ１００で自動充電開始の条件が成立したか否か判定する。例えばタイマーモード（充放電の予約モード）が設定されている場合において、予約時間となったか否か判定する。
【００３３】
制御部２７は自動充電開始の条件が成立すると、ステップＳ１０１で充放電スタンド２１から状態を取得した後、ステップＳ１０２で充放電スタンド２１の状態は停止中か否か判定する。制御部２７は充放電スタンド２１の状態が停止中でないと、ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６において、充放電スタンド２１の状態が手動充電でなく、手動放電でもなく、自動充電でもなく、自動放電であると、ステップＳ１０７に移行する。制御部２７はステップＳ１０７において充放電スタンド２１に放電停止を指示する。一方、制御部２７は、ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６において、充放電スタンド２１の状態が手動充電である場合、手動放電である場合、自動充電である場合、自動放電でない場合は、ステップＳ１００に戻る。
【００３４】
制御部２７はステップＳ１０２で充放電スタンド２１の状態が停止中の場合、又は、ステップＳ１０７の処理後においてステップＳ１０８に移行する。制御部２７はステップＳ１０８において、充放電スタンド２１に充電開始を指示し、ステップＳ１０９で充放電スタンド２１に自動運転を通知する。これにより充放電スタンド２１のメモリ２５に自動運転であることが記憶される。
【００３５】
制御部２７はステップＳ１０９の処理を行った後にステップＳ１１０で充放電スタンド２１から状態を取得した後、ステップＳ１１１で充放電スタンド２１の状態は自動充電か否か判定する。制御部２７は充放電スタンド２１の状態が自動充電でないと、ステップＳ１１２で休止モードを設定して一定時間休止する。一定時間とは、例えば１時間程度である。
【００３６】
制御部２７はステップＳ１１１において充放電スタンド２１の状態が自動充電であると、ステップＳ１１３で自動充電停止の条件が成立したか否か判定して成立しないとステップＳ１１０に戻り、成立するとステップＳ１１４に移行して充放電スタンド２１に充電停止を指示する。
【００３７】
図３，４で説明する。
図３において自動充放電を行うべくタイマーモードが設定され、予約による開始時刻ｔ１が設定されるとともに予約による終了時刻ｔ６が設定されており、制御部２７が図２のステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１３，Ｓ１１４の処理を実行して自動充放電が行われる。図３において制御部２７は、自動モードによる自動運転中にｔ２のタイミングで手動で停止され、ｔ３のタイミングで手動充放電による手動モードが設定されると、図２のステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理がＹＥＳとなり、自動モードによる自動運転を禁止するとともに手動モードによる手動操作を優先する。図２のステップＳ１０９の処理により記憶部としてのメモリ２５に手動モードへの切替前の自動モードを記憶しており、制御部２７は、ｔ４のタイミングで手動で停止されることによって手動モードによる手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、図２のステップＳ１１１の処理でＮＯとなり、ステップＳ１００〜Ｓ１１１及びＳ１１３の処理によりメモリ２５に記憶された自動モードによる自動運転に切り替える。
【００３８】
また、図３のｔ４のタイミングで制御部２７が図２のステップＳ１１２の処理を実行して一定時間休止する。つまり、図３に示すように、制御部２７は、手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、停止状態を設定時間Ｔ１だけ維持する休止モードを有し、設定時間Ｔ１が経過した後のｔ５のタイミングで自動モードによる自動運転に切り替える。
【００３９】
ただし、図４に示すように、ｔ９のタイミングで予約による終了時刻が過ぎ、休止モード中にｔ１０のタイミングで自動モード（図４ではタイマーモード）がユーザにより設定されると（図４では予約による開始時刻となると）、制御部２７は、休止モードからユーザが設定した自動モードに切り替える。
【００４０】
このように、例えば、予約の開始時刻になり充電を行う際に図２のステップＳ１０２で充放電スタンド２１側に今の状態を問い合わせて、手動で動作しているか否かを検知して、手動で動作していれば何も指示しない。つまり、充放電スタンド２１のメモリ２５に手動操作か、自動運転かの情報を保持しておき、手動で動作していなければ図２のステップＳ１０８で充電の開始を指示するが、手動操作中であれば自動運転を抑制する。通常は宅内の制御端末２２に設定されたモードにより自動で充放電を行うが充放電スタンド２１や制御端末２２に備えられた操作部（スイッチ）２６，２８によりユーザが手動で充放電を行っている場合は手動充放電を優先して、自動充放電は抑制する。通常状態ではタイマー設定や、宅内の電力状態を見て自動で充放電を行うが、ユーザが任意に手動で充放電を行っている場合は、その動作を妨げることなく動作を継続させることができる。
【００４１】
また、充放電スタンド２１のメモリ２５に今の充放電の状態を記憶させることで、制御端末２２が電源投入に伴い再起動した場合や、制御端末２２と充放電スタンド２１間の通信が遮断された時（再接続）が発生した場合などにも問題なく状態を取得することができる。より具体的には、例えば、自動で充電中において、制御端末２２の制御部２７において充放電スタンド２１の制御部２４との通信が途絶えて充放電スタンド２１側で手動で充電した場合に、通信が再開したときに自動で停止しようとした場合には充放電スタンド２１と制御端末２２側で認識が不一致となるので制御端末２２側から充放電スタンド２１側に直前に問い合わせを行う。
【００４２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）充放電装置２０の構成として、電力変換部としての双方向電力変換ユニット２３を制御して蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行う制御部２７を備え、制御部２７は、ユーザの手動操作に基づき蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を行う手動モードと、蓄電池６１の充電、放電又は充放電の停止を自動で行う自動モードとを有する。制御部２７は自動モードによる自動運転中に手動モードが設定されると、自動モードによる自動運転を禁止するとともに手動モードによる手動操作を優先する。制御部２７は、手動モードによる手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、手動モードへの切替前の自動モードを記憶する記憶部としてのメモリ２５に記憶された自動モードによる自動運転に切り替える。よって、自動から手動に切り替わった際の手動停止後に、自動モードを選択することなく、自動的に自動モードに切り替わり、ユーザの利便性が向上する。
【００４３】
例えば、従来において、設定された運転モードによって自動で充放電の制御を行う際に、ユーザが意図して手動で充放電を行った場合でも自動充放電制御が優先的に動作してしまう可能性があり、例えば、手動充電をユーザの意思で停止したにもかかわらず、停止直後に自動モードに切り替わるとともに充電が開始されると、ユーザの意思に反する。本実施形態では、自動から手動に切り替わった際のユーザの利便性を向上することができる。
【００４４】
（２）制御部２７は、手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、停止状態を設定時間維持する休止モードを有し、設定時間経過後に自動モードによる自動運転に切り替える。例えば、手動充電をユーザの意思で停止したにもかかわらず、停止直後に自動モードに切り替わるとともに充電が開始されると、ユーザの意思に反する。従って、停止直後に自動モードに切り替わるより、設定時間Ｔ１は、停止状態を維持する方が良い。
【００４５】
ただし、制御部２７は、休止モード中に自動モードがユーザにより設定されると、休止モードからユーザが設定した自動モードに切り替える。よって、手動停止直後に、自動モードを選択した場合は、設定時間（Ｔ１）を待たずに自動モードに切り替わり、自動運転を開始することができる。
【００４６】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  商用電力系統４０の系統電力、及び、発電設備（太陽光発電システム３０）の発電電力で蓄電池６１を充電できるようにしたが、発電設備（太陽光発電システム３０）は無くてもよく、商用電力系統４０の系統電力で蓄電池６１を充電してもよい。
【００４７】
○  制御端末において自動充放電動作モードが設定できるようにしたが、制御端末を無くして、充放電スタンドにおいて自動充放電動作モードが設定できる構成としてもよい。また、図２の処理は充放電スタンド２１の制御部２４が行ってもよい。つまり、制御部２４は自動モードによる自動運転中に手動モードが設定されると、自動モードによる自動運転を禁止するとともに手動モードによる手動操作を優先する。制御部２４は、手動モードによる手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、手動モードへの切替前の自動モードを記憶する記憶部としてのメモリ２５に記憶された自動モードによる自動運転に切り替える。また、制御部２４は、手動操作に基づき蓄電池６１の充放電が停止された場合、停止状態を設定時間維持する休止モードを有し、設定時間経過後に自動モードによる自動運転に切り替える。さらに、制御部２４は、休止モード中に自動モードがユーザにより設定されると、休止モードからユーザが設定した自動モードに切り替える。
【符号の説明】
【００４８】
２０…充放電装置、２３…双方向電力変換ユニット（電力変換部）、２７…制御部、２５…メモリ（記憶部）、５０…住宅、５１…負荷、６０…車両、６１…蓄電池、Ｔ１…設定時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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