(57)【要約】【課題】バッテリーの充電時において逆流する突入電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電して負荷に電力を供給することを可能にする充放電装置を提供すること。【解決手段】充放電装置４は、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部２５と、を有する。【選択図】図１
2015233380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源より入力された交流電流を直流電流に変換して二次電池に供給することにより前記二次電池を充電し、前記二次電池を放電させることにより前記二次電池から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部と、
前記充放電部と前記二次電池との間に挿入され、前記二次電池から前記充放電部に直流電流が流れることを阻止すると共に前記充放電部から前記二次電池に直流電流が流れることを可能にする第１のダイオードと、
前記充放電部と前記二次電池との間に前記第１のダイオードと並列に挿入され、前記二次電池から前記充放電部に直流電流が流れることを、前記充電の際には阻止する一方で前記放電の際には可能にする出力切替部と、
を有することを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
前記出力切替部は、
サイリスタである、
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項３】
前記出力切替部は、
ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ    Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である、
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項４】
前記出力切替部は、
前記放電の際におけるスイッチング動作により、前記二次電池より入力された直流電流を降圧して前記充放電部に供給する降圧チョッパーである、
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項５】
前記出力切替部は、
前記放電の際における断続的なスイッチング動作により、前記二次電池より入力された直流電流を降圧して前記充放電部に供給する降圧チョッパーと、
前記降圧チョッパーと前記充放電部との間に挿入され、前記充放電部から前記降圧チョッパーに直流電流が流れることを阻止すると共に前記降圧チョッパーから前記充放電部に直流電流が流れることを可能にする第２のダイオードと、
を有することを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項６】
前記充放電部は、
前記放電により前記二次電池から入力された直流電流を交流電流に変換して外部の負荷に供給する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか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、二次電池を充電又は放電する充放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源に接続された充電器と、電気自動車等に搭載されるバッテリーと、の間には、充電の開始直後にバッテリーから充電器側に逆流する突入電流を防ぐために、逆流電流阻止用のダイオードが挿入されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１は、コンデンサ及び抵抗の後段であって、かつ充電ケーブルの前段にダイオードを設けている。このダイオードは、コンタクトがオフ状態からオン状態に切り替わる際のバッテリー側から充電ケーブルを介して電源側に流れる突入電流を阻止する。
【０００４】
また、近年、電気自動車に搭載されるバッテリーに蓄積した電力を、家庭の照明器具等のＡＣ負荷に供給できるようにしたいとの要望が高まっている。かかる要望に応えるためには、車載バッテリーを充電すると共に放電させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−４２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の充電装置をバッテリーの充電と放電とを可能にする充放電装置とする場合においては、バッテリーの充電時に逆流する突入電流を阻止するためのダイオードを設けているため、バッテリーを放電させてもＡＣ負荷に電力を供給できないという課題を有する。
【０００７】
また、特許文献１の充電装置とは別に、バッテリーの放電の際にバッテリーから充電器側に電流を流すことを可能にする放電装置を設けることも考えられるが、この場合にはシステムの全体構成の大型化を招くという課題を有する。
【０００８】
本発明の目的は、バッテリーの充電時において逆流する突入電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電して負荷に電力を供給することを可能にする充放電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る充放電装置は、電源より入力された交流電流を直流電流に変換して二次電池に供給することにより前記二次電池を充電し、前記二次電池を放電させることにより前記二次電池から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部と、前記充放電部と前記二次電池との間に挿入され、前記二次電池から前記充放電部に直流電流が流れることを阻止すると共に前記充放電部から前記二次電池に直流電流が流れることを可能にする第１のダイオードと、前記充放電部と前記二次電池との間に前記第１のダイオードと並列に挿入され、前記二次電池から前記充放電部に直流電流が流れることを、前記充電の際には阻止する一方で前記放電の際には可能にする出力切替部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリーの充電時において逆流する突入電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電して負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における充放電システムの構成を示すブロックである。
【図２】本発明の第１の実施形態における出力切替部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における充放電部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における出力切替部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における出力切替部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における出力切替部を流れる電流及び出力切替部における電圧の変化を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における出力切替部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における充放電システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る充放電装置につき、詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
＜充放電システムの構成＞
本発明の第１の実施形態における充放電システム１の構成につき、図１を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００１４】
充放電システム１は、交流電源２と、ＡＣ負荷３と、充放電装置４と、車両５と、を有している。充放電システム１は、典型的にはビークルツーホーム（Vehicle to Home）（以下、「Ｖ２Ｈ」と記載する）システムである。ここで、Ｖ２Ｈシステムとは、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）やＰＨＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両５に搭載されているバッテリー６に蓄積された電力を、家庭のＡＣ負荷３で消費させるシステムである。
【００１５】
ＡＣ負荷３は、交流電源２又は車両５に搭載されているバッテリー６から電力を供給されることにより、所定の動作を行う。ＡＣ負荷３は、典型的には家庭の照明器具等の家電である。
【００１６】
充放電装置４は、充放電部１０と、ダイオード２１と、出力切替部２５と、制御部３０と、を有している。充放電装置４は、例えば１６ｋＷｈや２４ｋＷｈの総電力量のバッテリー６を、最大５００Ｖ及び１２０Ａで充電可能である。
【００１７】
充放電部１０は、双方向ＡＣＤＣコンバータ１１及び双方向ＤＣＤＣコンバータ１２を有している。充放電部１０は、制御部３０の制御に従って、交流電流と直流電流との変換を行うと共に、直流電流の電圧を変換する。
【００１８】
双方向ＡＣＤＣコンバータ１１は、交流電源２から供給される交流電流を直流電流に変換して双方向ＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。双方向ＡＣＤＣコンバータ１１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ１２から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給する。
【００１９】
双方向ＤＣＤＣコンバータ１２は、双方向ＡＣＤＣコンバータから入力された直流電流
を一旦交流電流に変換して変圧した上で、再び直流電流に変換して車両５のバッテリー６に供給してバッテリー６を充電する。双方向ＤＣＤＣコンバータ１２は、バッテリー６を放電してバッテリー６から供給される直流電流を一旦交流電流に変換して変圧した上で、再び直流電流に変換して双方向ＡＣＤＣコンバータ１１に出力する。
【００２０】
ダイオード２１は、半導体素子であり、充放電部１０とバッテリー６との間に直列に挿入されている。ダイオード２１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ１２から入力された直流電流を通過させてバッテリー６に出力すると共にバッテリー６から双方向ＤＣＤＣコンバータ１２に逆流しようとする突入電流の通過を阻止する。
【００２１】
出力切替部２５は、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入されている。出力切替部２５は、制御部３０の制御により、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、バッテリー６の充電の際には阻止する一方でバッテリー６の放電の際には可能にするように切り替える。ここで、出力切替とは、バッテリー６から充放電部１０に向けて電流を流す場合と電流を流さない場合とを切り替えることを意味する。
【００２２】
制御部３０は、充放電部１０及び出力切替部２５に接続し、かつ車両５との間で車両５の電圧情報を含む信号の送受信をして、充放電部１０のバッテリー６に対する充電動作及びバッテリー６に対する放電動作を含む充放電部１０全体の動作を制御すると共に、出力切替部２５における上記の切り替え制御を行う。
【００２３】
車両５は、バッテリー６及びコンタクタ７を備えている。車両５は、典型的にはＥＶやＰＨＶ等のバッテリー６で図示しないモータを駆動させて走行する車両である。バッテリー６は、二次電池であり、コンタクタ７がオンされることにより充電され、又は放電し、コンタクタ７がオフされることにより充電が停止され、又は放電を停止する。バッテリー６の総電力量は、例えば１６ｋＷｈや２４ｋＷｈである。コンタクタ７は、例えば手動で切り替えられる。
【００２４】
＜出力切替部の構成＞
本発明の第１の実施形態における出力切替部２５の構成につき、図２を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００２５】
本実施形態では、出力切替部２５はサイリスタ２２である。
【００２６】
サイリスタ２２は、制御部３０に接続され、充放電部１０とバッテリー６との間に直列に挿入されていると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。サイリスタ２２は、バッテリー６の充電時において制御部３０よりサイリスタ２２のゲートにゲート電流が供給されないためサイリスタ２２のアノードとカソードとを非導通として、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止し、バッテリー６の放電時において制御部３０よりサイリスタ２２のゲートにゲート電流が供給されることによりサイリスタ２２のアノードとカソードとを導通して、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にする。
【００２７】
ここで、サイリスタ２２に代えてメカニカルスイッチを設けた場合には、突入電流を防止できないと共にチャタリングを生じ、メカニカルスイッチの劣化を招くと共に、車両５及び充放電装置４にダメージを与える恐れがある。
【００２８】
＜充放電部の構成＞
本発明の第１の実施形態における充放電部１０の構成につき、図３を参照しながら、以
下詳細に説明する。
【００２９】
充放電部１０は、コンタクタ１１２、リアクトル１１３、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コンバータ１１４、コンデンサ１１５、電圧制御回路１１７、ＰＷＭ制御回路１１８、ＰＷＭコンバータ１２１、変圧器１２３、ＰＷＭコンバータ１２４、リアクトル１２６、電流計１２７、電流制御回路１２８、及びＰＷＭ制御回路１２９を備えている。なお、電圧制御回路１１７、ＰＷＭ制御回路１１８、電流制御回路１２８、及びＰＷＭ制御回路１２９は、構成の簡便上は単一基板上に配設されることが好ましい。
【００３０】
制御部３０（図３では、図示省略）は、ＰＷＭコンバータ１１４の駆動制御用の基準電圧値を含む制御信号を電圧制御回路１１７に入力すると共に、ＰＷＭコンバータ１２４の駆動制御用の基準電流値を含む制御信号を電流制御回路１２８に入力することにより、対応して電圧制御回路１１７、ＰＷＭ制御回路１１８、電流制御回路１２８及びＰＷＭ制御回路１２９の動作を制御することを介してＰＷＭコンバータ１１４のスイッチング動作、ＰＷＭコンバータ１２１のスイッチング動作及びＰＷＭコンバータ１２４のスイッチング動作を制御するのみならず、コンタクタ１１２の断続切り換え動作を制御して、充放電部１０における充電動作及び放電動作を制御する。
【００３１】
交流電源２は、典型的には商用の３相交流電源であり、Ｕ相の入力線ＬＵ、Ｖ相の入力線ＬＶ及びＷ相の入力線ＬＷを介して、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相からなる３相交流電流を充放電部１０に入力する。
【００３２】
Ｕ相の入力線ＬＵ、Ｖ相の入力線ＬＶ及びＷ相の入力線ＬＷの各々においては、コンタクタ１１２ｕ、１１２ｖ、１１２ｗ及びリアクトル１１３が順次設けられ、これらを介して、その後段に設けられたＰＷＭコンバータ１１４に３相交流電流が入力される。
【００３３】
コンタクタ１１２は、３相の交流電源２及びＡＣ負荷３に対応して、コンタクタ１１２ｕ、１１２ｖ、１１２ｗを有する。コンタクタ１１２ｕ、１１２ｖ、１１２ｗは、各々、交流電源２からの３相交流電流における対応する相の交流電流を断続すると共に、ＰＷＭコンバータ１１４からの交流電流を断続する断続器であり、典型的には電磁接触器である。
【００３４】
リアクトル１１３は、各々、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）リアクトルであり、コンタクタ１１２又はＰＷＭコンバータ１１４を介して入力される３相交流電流における対応する相の交流電流に含まれる高周波成分を低減してＰＷＭコンバータ１１４に入力するか、又はコンタクタ１１２を介してＡＣ負荷３に入力し、その交流電流における力率の改善をする。
【００３５】
ＰＷＭコンバータ１１４は、リアクトル１１３を介して入力される３相交流電流を直流電流に変換すると共に、ＰＷＭコンバータ１２１から入力される直流電流を交流電流に変換するコンバータであり、典型的にはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とダイオードとの組み合わせによって構成され、ＰＷＭ制御回路１１８からの駆動信号に従ってＰＷＭ駆動制御されてスイッチング動作することによって、かかる交流電流を直流電流に変換又は直流電流を交流電流に変換する。
【００３６】
具体的は、ＰＷＭコンバータ１１４は、いずれも同じ回路構成であるスイッチング回路１１４Ｕ、１１４Ｖ及び１１４Ｗを、対応して前段回路、中段回路及び後段回路として備える。スイッチング回路１１４Ｕ、１１４Ｖ及び１１４Ｗは、各々、いずれもフリーホイリングダイオードを伴って直列に接続された２つのＩＧＢＴを備える。
【００３７】
スイッチング回路１１４Ｕにおいては、２つのＩＧＢＴのエミッタ及びコレクタ間にリアクトル１１３を介したＵ相交流電流が入力され、かかるＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１１８が接続される。同様に、スイッチング回路１１４Ｖにおいては、２つのＩＧＢＴのエミッタ及びコレクタ間にリアクトル１１３を介したＶ相交流電流が入力され、かかるＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１１８が接続される。スイッチング回路１１４Ｗにおいては、２つのＩＧＢＴのエミッタ及びコレクタ間にリアクトル１１３を介したＷ相交流電流が入力され、かかるＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１１８が接続される。
【００３８】
コンデンサ１１５は、典型的には電解コンデンサである大容量の平滑コンデンサであり、コンデンサ１１５の正電位側は、スイッチング回路１１４Ｕ、１１４Ｖ及び１１４Ｗにおける一方のＩＧＢＴのコレクタに各々接続されると共に、コンデンサ１１５の負電位側は、スイッチング回路１１４Ｕ、１１４Ｖ及び１１４Ｗにおける他方のＩＧＢＴのエミッタに各々接続される。これにより、コンデンサ１１５は、バッテリー６の充電時においてＰＷＭコンバータ１１４からの直流電流を平滑化して一定にすると共に、バッテリー６の放電時においてＰＷＭコンバータ１２１からの交流電流を平滑化して一定にする。
【００３９】
併せて、コンデンサ１１５の正電位側は、電圧制御回路１１７に接続され、対応して電圧制御回路１１７は、コンデンサ１１５の正電位側の電圧を検出する。
【００４０】
よって、ＰＷＭコンバータ１１４においては、バッテリー６の充電時及び放電時において、その駆動制御用の基準電圧値を含む制御信号を電圧制御回路１１７に入力する制御部３０の制御の下で、電圧制御回路１１７及びＰＷＭ制御回路１１８により、所定の直流電流を出力するように制御部３０から与えられた基準電圧値及びコンデンサ１１５の検出電圧値に応じたフィードバックＰＷＭ駆動制御がなされる。つまり、電圧制御回路１１７は、コンデンサ１１５の検出電圧値を制御部３０から与えられた基準電圧値に収束させるような制御信号をＰＷＭ制御回路１１８に入力し、対応してＰＷＭ制御回路１１８は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１１４をスイッチング動作させる駆動信号をＰＷＭコンバータ１１４に入力する。そして、ＰＷＭコンバータ１１４は、かかる駆動信号に従ってスイッチング動作して、コンデンサ１１５の検出電圧値、つまりＰＷＭコンバータ１１４の出力電圧値を基準電圧値に収束させていく。
【００４１】
ＰＷＭコンバータ１２１は、バッテリー６の充電時においてコンデンサ１１５を介して入力される直流電流を交流電流に変換すると共に、バッテリー６の放電時において変圧器１２３を介して入力される交流電流を直流電流に変換し、典型的にはＩＧＢＴとダイオードとの組み合わせによって構成される。ＰＷＭコンバータ１２１は、ＰＷＭ制御回路１２９からの駆動信号に従ってＰＷＭ駆動制御されてスイッチング動作することにより、バッテリー６の充電時においてかかる直流電流を所定の高周波の交流電流に変換すると共に、バッテリー６の放電時においてかかる高周波の交流電流を直流電流に変換する。
【００４２】
具体的には、ＰＷＭコンバータ１２１は、いずれも同じ回路構成であるスイッチング回路１２１Ｆ及び１２１Ｒを、対応して前段回路及び後段回路として備える。スイッチング回路１２１Ｆ及び１２１Ｒは、各々、いずれもフリーホイリングダイオードを伴って直列に接続された２つのＩＧＢＴを備える。スイッチング回路１２１Ｆ及び１２１ＲのＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１２９が接続される。
【００４３】
変圧器１２３は、典型的には絶縁トランスである変圧器であり、バッテリー６の充電時においてＰＷＭコンバータ１２１を介して入力される交流電流を所定の電圧に変圧すると共に、バッテリー６の放電時においてＰＷＭコンバータ１２４を介して入力される交流電
流を所定の電圧に変圧する。変圧器１２３は、ＰＷＭコンバータ１２１からの交流電流は所定の高周波に変換されていると共にＰＷＭコンバータ１２４からの交流電流は所定の高周波に変換されているので、小型の変圧器として構成される。
【００４４】
具体的には、変圧器１２３は、１次コイル１２３Ｆ及びこれに対向した２次コイル１２３Ｓを備える。１次コイル１２３Ｆの一端は、スイッチング回路１２１Ｆの２つのＩＧＢＴのエミッタ及びコレクタ間に接続されると共に、１次コイル１２３Ｆの他端は、スイッチング回路１２１Ｒの２つのＩＧＢＴのエミッタ及びコレクタ間に接続される。
【００４５】
ＰＷＭコンバータ１２４は、バッテリー６の充電時において変圧器１２３を介して入力される交流電流を直流電流に変換して図示しない充電ケーブルを介してバッテリー６に供給すると共に、バッテリー６の放電時においてバッテリー６より充電ケーブルを介して入力される直流電流を交流電流に変換して変圧器１２３に供給し、典型的にはＩＧＢＴとダイオードとの組み合わせによって構成される。ＰＷＭコンバータ１２４は、ＰＷＭ制御回路１２９からの駆動信号に従ってＰＷＭ駆動制御されてスイッチング動作することにより、バッテリー６の充電時においてかかる交流電流を所定の直流電流に変換すると共に、バッテリー６の放電時においてかかる直流電流を所定の交流電流に変換する。
【００４６】
具体的には、ＰＷＭコンバータ１２４は、いずれも同じ回路構成であるスイッチング回路１２４Ｆ及び１２４Ｒを、対応して前段回路及び後段回路として備える。スイッチング回路１２４Ｆ及び１２４Ｒは、各々、いずれも直列に接続された２つのＩＧＢＴを備える。スイッチング回路１２４Ｆ及び１２４ＲのＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１２９が接続される。
【００４７】
リアクトル１２６は、平滑リアクトルであり、バッテリー６の充電時においてＰＷＭコンバータ１２４から入力される直流電流に含まれる高周波成分を低減すると共に、バッテリー６の放電時においてバッテリー６から図示しない充電ケーブルを介して入力される直流電流に含まれる高周波成分を低減する。リアクトル１２６の一端は、スイッチング回路１２４Ｆ及び１２４Ｒにおける一方のＩＧＢＴのコレクタに各々接続される。
【００４８】
電流計１２７は、リアクトル１２６の他端と、充電ケーブルとの接続端と、の間に接続され、ＰＷＭコンバータ１２４から出力されてリアクトル１２６によって平滑化された直流電流の電流値を計測して、その計測信号を電流制御回路１２８に出力する。対応して電流制御回路１２８は、ＰＷＭコンバータ１２４からの平滑化された直流電流の電流値を検出する。また、スイッチング回路１２１Ｆ及び１２１ＲのＩＧＢＴのゲート、及びスイッチング回路１２４Ｆ及び１２４ＲのＩＧＢＴのゲートには、各々、ＰＷＭ制御回路１２９が接続されている。
【００４９】
よって、ＰＷＭコンバータ１２１においては、バッテリー６の充電時において、その駆動制御用の基準電流値を含む制御信号を電流制御回路１２８に入力する制御部３０の制御の下で、電流制御回路１２８及びＰＷＭ制御回路１２９により、ＰＷＭコンバータ１２４からリアクトル１２６を介して所定の直流電流が出力されるように、制御部３０から与えられた基準電流値及び電流計１２７が計測した計測電流値に応じたフィードバックＰＷＭ駆動制御がなされる。つまり、電流制御回路１２８は、電流計１２７が計測する計測電流値を制御部３０から与えられた基準電流値に収束させるような制御信号をＰＷＭ制御回路１２９に入力し、対応してＰＷＭ制御回路１２９は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１２１をスイッチング動作させる駆動信号をＰＷＭコンバータ１２１に入力すると共に、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１２４をスイッチング動作させる駆動信号をＰＷＭコンバータ１２４に入力する。そして、ＰＷＭコンバータ１２１は、かかる駆動信号に従ってスイッチング動作すると共に、ＰＷＭコンバータ１２４はかかる駆動信号
に従ってスイッチング動作して、電流計１２７が計測する計測電流値、つまりＰＷＭコンバータ１２４から出力されてリアクトル１２６によって平滑化された直流電流の電流値を基準電流値に収束させていく。かかるＰＷＭ制御回路１２９によるＰＷＭコンバータ１２１のＰＷＭ駆動制御は、ＰＷＭコンバータ１２４から出力されてリアクトル１２６によって平滑化された直流電流の電流値を基準電流値という所定の一定値に収束させるフィードバック制御であるので、バッテリー６に流れる直流電流の電流値も実質所定の一定値となる。
【００５０】
＜充放電装置の動作＞
本発明の第１の実施形態における充放電装置４の動作につき、以下詳細に説明する。
【００５１】
最初に、バッテリー６の充電時における充放電装置４の動作について説明する。
【００５２】
バッテリー６の充電時には、まず、充電ケーブルを車両５側の図示しない充電コネクタに手動で接続して、コンタクタ７を手動でオン状態に切り換える。また、制御部３０は、例えば充電を開始する信号が入力された場合、コンタクタ１１２を切り替えてＰＷＭコンバータ１１４を交流電源２に接続する。
【００５３】
コンタクタ７をオフ状態からオン状態に切り換えることにより、バッテリー６から充放電装置４側に突入電流が流れるが、この突入電流はダイオード２１により充放電部１０に流れることを阻止される。また、サイリスタ２２は、制御部３０よりサイリスタ２２のゲートにゲート電流が供給されないため、アノードとカソードとが非導通となり、バッテリー６から充放電部１０側に流れようとする突入電流を阻止する。
【００５４】
ここで、制御部３０は、ＰＷＭ制御回路１１８の駆動制御用の基準電圧値を含む制御信号を電圧制御回路１１７に入力し、対応して電圧制御回路１１７は、コンデンサ１１５の検出電圧値を制御部３０からの基準電圧値に収束させるような制御信号をＰＷＭ制御回路１１８に入力する。対応してＰＷＭ制御回路１１８は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１１４に駆動信号を入力する。同時に、制御部３０は、ＰＷＭ制御回路１２９の駆動制御用の基準電流値を含む制御信号を電流制御回路１２８に入力し、対応して電流制御回路１２８は、ＰＷＭコンバータ１２４からの平滑化された出力電流の検出電流値を制御部３０からの基準電流値に収束させるような制御信号をＰＷＭ制御回路１２９に入力する。対応してＰＷＭ制御回路１２９は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１２１及びＰＷＭコンバータ１２４に駆動信号を入力する。
【００５５】
つまり、ＰＷＭ制御回路１１８は、制御部３０及び電圧制御回路１１７の制御に従って、コンデンサ１１５の検出電圧値を基準電圧値に収束させるようにＰＷＭコンバータ１１４をＰＷＭ駆動制御してスイッチング動作させると共に、ＰＷＭ制御回路１２９は、制御部３０及び電流制御回路１２８の制御に従って、ＰＷＭコンバータ１２４からの平滑化された出力電流の検出電流値を基準電流値に収束させるようにＰＷＭコンバータ１２１及びＰＷＭコンバータ１２４をＰＷＭ駆動制御してスイッチング動作させる。
【００５６】
併せて、変圧器１２３が、ＰＷＭコンバータ１２１から入力される交流電流を所定の電圧に変圧し、ＰＷＭコンバータ１２４が、変圧器１２３から入力される交流電流を直流電流に変換し、更にリアクトル１２６が、ＰＷＭコンバータ１２４から入力される直流電流を平滑化した後に、かかる直流電流が充電ケーブルを介してバッテリー６に流れて、この結果、バッテリー６が充電される。この際、ＰＷＭ制御回路１２９によるＰＷＭコンバータ１２１のＰＷＭ駆動制御は、ＰＷＭコンバータ１２４からの平滑化された出力電流値を基準電流値という所定の一定値に収束させるフィードバック制御であるので、バッテリー６に流れる直流電流の電流値も実質所定の一定値となる。
【００５７】
上記により、バッテリー６の充電時には、交流電源２、充放電部１０、ダイオード２１及びバッテリー６の順番で電流が流れる。
【００５８】
次に、バッテリー６の放電時における充放電装置４の動作について説明する。
【００５９】
充放電装置４は、例えば停電時においてバッテリー６の充電量が所定値以上の場合にバッテリー６を放電させる。
【００６０】
バッテリー６の放電時には、まず、充電ケーブルを車両５側の充電コネクタに手動で接続して、コンタクタ７を手動でオン状態に切り換える。また、制御部３０は、例えば放電を開始する信号が入力された場合、コンタクタ１１２を切り替えてＰＷＭコンバータ１１４をＡＣ負荷３に接続する。
【００６１】
また、制御部３０は、出力切替部２５のサイリスタ２２のゲートにゲート電流を供給してサイリスタ２２のアノードとカソードとを導通させることにより、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にする。
【００６２】
ここで、制御部３０は、ＰＷＭ制御回路１１８の駆動制御用の基準電圧値を含む制御信号を電圧制御回路１１７に入力し、対応して電圧制御回路１１７は、制御信号をＰＷＭ制御回路１１８に入力する。対応してＰＷＭ制御回路１１８は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１１４に駆動信号を入力する。同時に、制御部３０は、ＰＷＭ制御回路１２９の駆動制御用の基準電流値を含む制御信号を電流制御回路１２８に入力し、対応して電流制御回路１２８は、制御信号をＰＷＭ制御回路１２９に入力する。対応してＰＷＭ制御回路１２９は、かかる制御信号に従ってＰＷＭコンバータ１２１及びＰＷＭコンバータ１２４に駆動信号を入力する。
【００６３】
つまり、ＰＷＭ制御回路１１８は、制御部３０及び電圧制御回路１１７の制御に従って、ＰＷＭコンバータ１１４をＰＷＭ駆動制御してスイッチング動作させると共に、ＰＷＭ制御回路１２９は、制御部３０及び電流制御回路１２８の制御に従って、ＰＷＭコンバータ１２１及びＰＷＭコンバータ１２４をＰＷＭ駆動制御してスイッチング動作させる。
【００６４】
併せて、変圧器１２３が、ＰＷＭコンバータ１２４から入力される交流電流を所定の電圧に変圧し、ＰＷＭコンバータ１２１が、変圧器１２３から入力される交流電流を直流電流に変換し、更にＰＷＭコンバータ１１４が、ＰＷＭコンバータ１２１から入力される直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給し、この結果ＡＣ負荷３が動作可能になる。
【００６５】
本実施形態によれば、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止すると共に充放電部１０からバッテリー６に直流電流が流れることを可能にするダイオード２１と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部２５と、を有することにより、バッテリーの充電時における逆流電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、出力切替部２５は、サイリスタ２２であることにより、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給する際におけるチャタリングを防ぐことができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、充放電部１０は、放電によりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給することにより、車両５のバッテリー６に蓄積された電気エネルギーをＡＣ負荷３に供給することができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
本実施形態における充放電システム及び充放電装置の構成は、出力切替部２５の代わりに出力切替部４０を設ける以外は図１及び図３と同一構成であるので、その全体構成の説明を省略する。
【００６９】
＜出力切替部の構成＞
本発明の第２の実施形態における出力切替部４０の構成につき、図４を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００７０】
本実施形態では、出力切替部４０はＩＧＢＴ４１である。
【００７１】
ＩＧＢＴ４１は、ＩＧＢＴ４１のゲートが制御部３０に接続され、充放電部１０とバッテリー６との間に直列に挿入されていると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。ＩＧＢＴ４１は、バッテリー６の充電時において制御部３０よりＩＧＢＴ４１のゲートにゲート信号が供給されないためにカソードとアノードとが非導通となり、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止し、バッテリー６の放電時において制御部３０よりＩＧＢＴ４１のゲートにゲート信号を供給されることによりＩＧＢＴ４１のアノードとカソードとが導通され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にする。
【００７２】
制御部３０は、ＩＧＢＴ４１のゲートに供給するゲート信号を調整して、ゲート電圧を下げるか又はゲート抵抗値を大きくすることにより、バッテリー６から充放電部１０に突入電流が流れることを防止する。
【００７３】
なお、本実施形態における充放電装置の動作はＩＧＢＴ４１の動作以外は上記第１の実施形態と同一であるため、その説明を省略する。
【００７４】
本実施形態によれば、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止すると共に充放電部１０からバッテリー６に直流電流が流れることを可能にするダイオード２１と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部４０と、を有することにより、バッテリーの充電時における逆流電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、出力切替部４０は、ＩＧＢＴ４１であることにより、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給する際におけるチャタリングを防ぐことができると共に、バッテリー６の充電時においてバッテリー６から充放電部１０に突入電流が流れ
ることを防ぐことができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、充放電部１０は、放電によりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給することにより、車両５のバッテリー６に蓄積された電気エネルギーをＡＣ負荷３に供給することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態における充放電システム及び充放電装置の構成は、出力切替部２５の代わりに出力切替部５０を設ける以外は図１及び図３と同一構成であるので、その全体構成の説明を省略する。
【００７８】
＜出力切替部の構成＞
本発明の第３の実施形態における出力切替部５０の構成につき、図５を参照しながら、以下詳細に説明する。出力切替部５０は、降圧チョッパーであり、ＩＧＢＴ５２と、リアクトル５３と、コンデンサ５４と、ダイオード５５と、を有している。
【００７９】
出力切替部５０は、制御部３０に接続され、充放電部１０とバッテリー６との間に直列に挿入されていると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。出力切替部５０は、バッテリー６の充電時において制御部３０の制御によりバッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止し、バッテリー６の放電時において制御部３０によりバッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にする。
【００８０】
ＩＧＢＴ５２は、ＩＧＢＴ５２のゲートが制御部３０に接続され、リアクトル５３とバッテリー６との間に直列に挿入されると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。ＩＧＢＴ５２は、バッテリー６の充電時において制御部３０よりＩＧＢＴ５２のゲートにゲート信号が供給されないためにカソードとアノードとが非導通となり、バッテリー６からリアクトル５３に直流電流が流れることを阻止し、バッテリー６の放電時において制御部３０よりＩＧＢＴ５２のゲートにゲート信号を断続的に供給されることによりＩＧＢＴ５２のアノードとカソードとを断続的に導通することによりスイッチング動作を行う。
【００８１】
リアクトル５３は、ＩＧＢＴ５２と充放電部１０との間に直列に挿入されていると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。
【００８２】
コンデンサ５４は、リアクトル５３と並列に接続されると共に、ダイオード５５及びＩＧＢＴ５２と直列に接続されている。
【００８３】
ダイオード５５は、リアクトル５３と並列に接続されると共に、コンデンサ５４及びＩＧＢＴ５２と直列に接続されている。
【００８４】
＜出力切替部の動作＞
本発明の第３の実施形態における出力切替部５０の動作につき、図６を参照しながら、以下詳細に説明する。なお、図６において、図５と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
図６において、図６（ａ）は降圧チョッパーの回路構成を示し、図６（ｂ）は電圧ｖＤと電流ｉＬとの関係を示し、図６（ｃ）はＶ０／Ｅｉとデューティーファクタαとの関係を示す。ここで、電圧ｖＤは、ダイオード５５に印加される電圧であり、電流ｉＬは、リアクトル５３に流れる電流であり、電圧Ｖ０は、コンデンサ５４に印加される電圧であり、電位Ｅｉは、バッテリー６の電位である。また、デューティーファクタα＝ｔｏｎ／Ｔであり、ｔｏｎは、電圧ｖＤがバッテリー６の電位差と同一である時間であり、ｔｏｆｆ
は、電圧ｖＤが「０」である時間であり、Ｔ＝ｔｏｎ＋ｔｏｆｆである。
【００８６】
降圧チョッパーでは、図６（ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ５２を断続的にオンさせることで、ＩＧＢＴ５２がオンするタイミングでＩＧＢＴ５２からリアクトル５３に電流ｉＳが流れ込むことにより、電流ｉＬの電流値が緩やかに上昇し、ＩＧＢＴ５２がオフするタイミングでダイオード５５からリアクトル５３に電流ｉＤが流れ込むことにより電流ｉＬの電流値が緩やかに降下する。降圧チョッパーでは、ＩＧＢＴ５２がオンする時間を徐々に長くすることにより、デューティーファクタαを０から徐々に大きくして電圧Ｖ０を０から徐々に大きくする。デューティーファクタαが１になると電圧Ｖ０はバッテリー６の電位Ｅｉと等しくなる。
【００８７】
かかる降圧チョッパーでは、ＩＧＢＴ５２よりリアクトル５３に断続的にバッテリー６からの直流電流が供給されることにより、バッテリー６から入力された直流電流の電圧を降圧して双方向ＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。制御部３０は、デューティーファクタαを０から徐々に大きくすることにより、バッテリー６の放電時においてバッテリー６から充放電部１０に流れる突入電流を低減することができる。
【００８８】
なお、本実施形態における充放電装置の動作は出力切替部５０の動作以外は上記第１の実施形態と同一であるため、その説明を省略する。
【００８９】
本実施形態によれば、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止すると共に充放電部１０からバッテリー６に直流電流が流れることを可能にするダイオード２１と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部５０と、を有することにより、バッテリーの充電時における逆流電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【００９０】
また、本実施形態によれば、出力切替部５０は、放電の際におけるスイッチング動作によって、バッテリー６より入力された直流電流を降圧して充放電部１０に供給する降圧チョッパーであることにより、省電力であると共に直流電流に重畳するノイズを低減することができる。
【００９１】
また、本実施形態によれば、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、ＩＧＢＴ５２により充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にすることにより、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給する際におけるチャタリングを防ぐことができると共に、バッテリーの放電時においてバッテリーから充放電部に流れる突入電流を低減することができる。
【００９２】
また、本実施形態によれば、充放電部１０は、放電によりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給することにより、車両５のバッテリー６に蓄積された電気エネルギーをＡＣ負荷３に供給することができる。
【００９３】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態における充放電システム及び充放電装置の構成は、出力切替部２５の代わりに出力切替部６０を設ける以外は図１及び図３と同一構成であるので、その
全体構成の説明を省略する。
【００９４】
＜出力切替部の構成＞
本発明の第４の実施形態における出力切替部６０の構成につき、図７を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００９５】
出力切替部６０は、ダイオード２１と、降圧チョッパー６１と、ダイオード６２と、を有している。
【００９６】
降圧チョッパー６１は、制御部３０に接続され、充放電部１０とバッテリー６との間に直列に挿入されていると共に、ダイオード２１と並列に接続されている。降圧チョッパー６１は、バッテリー６の充電時において制御部３０の制御によりバッテリー６からダイオード６２に直流電流が流れることを阻止し、バッテリー６の放電時において制御部３０によりバッテリー６からダイオード６２に直流電流が流れることを可能にする。
【００９７】
ダイオード６２は、半導体素子であり、ダイオード２１と並列に接続されると共に、降圧チョッパー６１に直列に接続される。ダイオード６２は、充放電部１０から降圧チョッパー６１に直流電流が流れることを阻止する。
【００９８】
なお、降圧チョッパー６１の構成及び動作は上記第３の実施形態の降圧チョッパーである出力切替部５０の構成及び動作と同一であるため、その説明を省略する。また、本実施形態における充放電装置の動作は出力切替部６０の動作以外は上記第１の実施形態と同一であるため、その説明を省略する。
【００９９】
本実施形態によれば、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止すると共に充放電部１０からバッテリー６に直流電流が流れることを可能にするダイオード２１と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部６０と、を有することにより、バッテリーの充電時における逆流電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【０１００】
また、本実施形態によれば、出力切替部６０は、放電の際におけるスイッチング動作により、バッテリー６より入力された直流電流を降圧して充放電部１０に供給する降圧チョッパー６１を有することにより、省電力であると共に直流電流に重畳するノイズを低減することができる。
【０１０１】
また、本実施形態によれば、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、降圧チョッパー６１のＩＧＢＴにより充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にすることにより、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給する際におけるチャタリングを防ぐことができると共に、バッテリーの放電時においてバッテリーから充放電部に流れる突入電流を低減することができる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、降圧チョッパー６１と充放電部１０との間に挿入され、充放電部１０から降圧チョッパー６１に直流電流が流れることを阻止すると共に降圧チョッパー６１から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にするダイオード６２を有する
ことにより、バッテリーの充電の際に充放電部から降圧チョッパーに直流電流が流れることを阻止することができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、充放電部１０は、放電によりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給することにより、車両５のバッテリー６に蓄積された電気エネルギーをＡＣ負荷３に供給することができる。
【０１０４】
（第５の実施形態）
＜充放電システムの構成＞
本発明の第５の実施形態における充放電システム７０の構成につき、図８を参照しながら、以下詳細に説明する。なお、図８において、図１と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０５】
充放電システム７０は、交流電源２と、充放電装置４と、車両５と、太陽電池パネル７１と、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２と、二次電池７３と、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４と、一方向ＤＣＤＣコンバータ７５と、ＤＣ負荷７６と、を有している。充放電システム７０は、典型的にはＶ２Ｈシステムである。
【０１０６】
太陽電池パネル７１は、太陽光を受けることにより発電し、発電により得られた直流電流を一方向ＤＣＤＣコンバータ７２に出力する。太陽電池パネル７１は、バッテリー６の充電の際、二次電池７３の充電の際、ＤＣ負荷７６へ電力を供給する際、又は停電時においてＡＣ負荷３へ電力を供給する際の電源として用いられる。
【０１０７】
一方向ＤＣＤＣコンバータ７２は、太陽電池パネル７１から入力された直流電流を所定の電圧の直流電流に変換して双方向ＡＣＤＣコンバータ１１、双方向ＤＣＤＣコンバータ１２、一方向ＤＣＤＣコンバータ７５、又は双方向ＤＣＤＣコンバータ７４に出力する。
【０１０８】
二次電池７３は、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４から直流電流を供給されて充電される。二次電池７３は、放電されて双方向ＤＣＤＣコンバータ７４に直流電流を供給する。二次電池７３は、停電時においてＡＣ負荷３へ電力を供給する際、ＤＣ負荷７６へ電力を供給する際、又はバッテリー６へ電力を供給する際の電源として用いられる。
【０１０９】
双方向ＤＣＤＣコンバータ７４は、二次電池７３の充電時において一方向ＤＣＤＣコンバータ７２、双方向ＡＣＤＣコンバータ１１又は双方向ＤＣＤＣコンバータ１２から入力された直流電流を所定の電圧に変換して二次電池７３に供給することにより二次電池７３を充電する。双方向ＤＣＤＣコンバータ７４は、二次電池７３を放電することにより二次電池７３から供給された直流電流を所定の電圧に変換して双方向ＡＣＤＣコンバータ１１、一方向ＤＣＤＣコンバータ７５、又は双方向ＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。
【０１１０】
なお、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４の構成は双方向ＤＣＤＣコンバータ１２と同一構成であるので、その詳細な説明を省略する。また、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２の構成及び動作は特許文献１の充電ユニット１０２と同一構成であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１１１】
＜充放電システムの動作＞
本発明の第５の実施形態における充放電システム７０の動作につき、以下詳細に説明する。
【０１１２】
太陽電池パネル７１における発電により得られた直流電流は、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２で所定の電圧に変換された後に、更に双方向ＤＣＤＣコンバータ７４で所定の電圧
に変換されて二次電池７３に供給されて蓄積される。また太陽電池パネル７１における発電により得られた直流電流は、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２で所定の電圧に変換された後に、更に一方向ＤＣＤＣコンバータ７５で所定の電圧に変換されてＤＣ負荷７６に供給される。また、太陽電池パネル７１における発電により得られた直流電流は、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２で所定の電圧に変換された後に、双方向ＡＣＤＣコンバータ１１により交流電流に変換されてＡＣ負荷３に供給される。さらに、太陽電池パネル７１における発電により得られた直流電流は、一方向ＤＣＤＣコンバータ７２で所定の電圧に変換された後に、更に双方向ＤＣＤＣコンバータ１２により所定の電圧に変換されてダイオード２１を介して車両５のバッテリー６に供給されてバッテリー６に蓄積される。この際、出力切替部２５は、制御部３０の制御により、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止する。
【０１１３】
二次電池７３に蓄積された直流電流は、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４で所定の電圧に変換された後に、双方向ＡＣＤＣコンバータ１１により交流電流に変換されてＡＣ負荷３に供給される。また、二次電池７３に蓄積された直流電流は、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４で所定の電圧に変換された後に、更に一方向ＤＣＤＣコンバータ７５で所定の電圧に変換されてＤＣ負荷７６に供給される。また、二次電池７３に蓄積された直流電流は、双方向ＤＣＤＣコンバータ７４で所定の電圧に変換された後に、更に双方向ＤＣＤＣコンバータ１２により所定の電圧に変換されてダイオード２１を介して車両５のバッテリー６に供給されてバッテリー６に蓄積される。この際、出力切替部２５は、制御部３０の制御により、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止する。
【０１１４】
バッテリー６を放電させてバッテリー６から充放電部１０に供給された直流電流は、双方向ＤＣＤＣコンバータ１２で所定の電圧に変換された後、更に一方向ＤＣＤＣコンバータ７５で所定の電圧に変換されてＤＣ負荷７６に供給される。この際、出力切替部２５は、制御部３０の制御により、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを可能にする。なお、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から充放電部１０に入力された直流電流をＡＣ負荷３に供給する充放電装置４の動作は上記第１の実施形態の充放電装置４と同一動作であるので、その説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態によれば、交流電源２より入力された交流電流を直流電流に変換してバッテリー６に供給することによりバッテリー６を充電し、バッテリー６を放電させることによりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換して出力する充放電部１０と、充放電部１０とバッテリー６との間に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを阻止すると共に充放電部１０からバッテリー６に直流電流が流れることを可能にするダイオード２１と、充放電部１０とバッテリー６との間にダイオード２１と並列に挿入され、バッテリー６から充放電部１０に直流電流が流れることを、充電の際には阻止する一方で放電の際には可能にする出力切替部２５と、を有することにより、バッテリーの充電時における逆流電流を阻止する構成を備えながら、全体構成を大きくすることなく、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給することを可能にすることができる。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、出力切替部２５は、サイリスタ２２であることにより、バッテリーを放電してＡＣ負荷に電力を供給する際におけるチャタリングを防ぐことができる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、充放電部１０は、放電によりバッテリー６から入力された直流電流を交流電流に変換してＡＣ負荷３に供給することにより、車両５のバッテリー６に蓄積された電気エネルギーをＡＣ負荷３に供給することができる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、太陽電池パネル７１における発電で得られた直流電流、又は二次電池に蓄積される直流電流を、車両５のバッテリー６に蓄積させてバッテリー６を充電することができる。
【０１１９】
本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る充放電装置は、バッテリーを充電又は放電させるのに好適である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  充放電システム
２  交流電流
３  ＡＣ負荷
４  充放電装置
５  車両
６  バッテリー
７  コンタクタ
１０  充放電部
１１  双方向ＡＣＤＣコンバータ
１２  双方向ＤＣＤＣコンバータ
２１  ダイオード
２２  サイリスタ
２５  出力切替部
３０  制御部
４０  出力切替部
４１  ＩＧＢＴ
５０  出力切替部
５２  ＩＧＢＴ
５３  リアクトル
５４  コンデンサ
５５  ダイオード
６０  出力切替部
６２  ダイオード
７０  充放電システム
７１  太陽電池パネル
７２  一方向ＤＣＤＣコンバータ
７３  二次電池
７４  双方向ＤＣＤＣコンバータ
１１２  コンタクタ
１１３  リアクトル
１１４  ＰＷＭコンバータ
１１５  コンデンサ
１１７  電圧制御回路
１１８  ＰＷＭ制御回路
１２１  ＰＷＭコンバータ
１２３  変圧器
１２４  ＰＷＭコンバータ
１２６  リアクトル
１２７  電流計
１２８  電流制御回路
１２９  ＰＷＭ制御回路
【図１】
2015233380.tif 000003
【図２】
2015233380.tif 000004
【図３】
2015233380.tif 000005
【図４】
2015233380.tif 000006
【図５】
2015233380.tif 000007
【図６】
2015233380.tif 000008
【図７】
2015233380.tif 000009
【図８】
2015233380.tif 000010