(57)【要約】【課題】直列接続された複数の蓄電池で構成された蓄電装置を、直流バスに直結した直流システムにおいて、直流バスに電圧を安定して供給する。【解決手段】蓄電装置３は、直流バス１の正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列接続された複数の蓄電池Ｂ１，Ｂ２を含む。直流切替装置５は、直流バス１と蓄電装置３との間に設けられる。直流切替装置３は、複数の蓄電池Ｂ１，Ｂ２の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電池を複数の蓄電池Ｂ１，Ｂ２の中から選択するための判定部５０と、判定部５０により選択された少なくとも１つの蓄電池を、直流バス１に接続するための開閉装置ＳＷ１，ＳＷ２とを備える。【選択図】図３
2013223314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流バスと蓄電装置との間に設けられる直流切替装置であって、
前記蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含み、
前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、
前記判定部により選択された前記少なくとも１つの蓄電部を、前記直流バスに接続するための開閉装置とを備える、直流切替装置。
【請求項２】
前記蓄電装置の充放電電流を取得するための電流取得部をさらに備え、
前記判定部は、取得された前記充放電電流および前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、前記開閉装置のオンオフを制御する、請求項１に記載の直流切替装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記充放電電流に少なくとも基づいて推定された前記複数の蓄電部の各々の残容量を取得する、請求項２に記載の直流切替装置。
【請求項４】
前記直流バスは、正母線および負母線とを含み、
前記開閉装置は、前記複数の蓄電部の正極と前記正母線との間にそれぞれ接続された複数の第１のスイッチ、および前記複数の蓄電部の負極と前記負母線との間にそれぞれ接続された複数の第２のスイッチの少なくとも一方を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流切替装置。
【請求項５】
前記複数の第１のスイッチおよび前記複数の第２のスイッチの各々は、前記判定部からの制御指令に応じてオンオフするように構成され、
前記判定部は、前記複数の第１のスイッチのうちの一部をオフするためのオフ制御指令と、前記複数の第１のスイッチのうちの残りの一部をオンするためのオン制御指令との間にデッドタイムを設けるとともに、前記複数の第２のスイッチのうちの一部をオフするためのオフ制御指令と、前記複数の第２のスイッチのうちの残りの一部をオンするためのオン制御指令との間にデッドタイムを設ける、請求項４に記載の直流切替装置。
【請求項６】
前記開閉装置は、前記判定部により選択された前記少なくとも１つの蓄電部と前記直流バスとの間で電圧変換を実行するように構成された電圧変換器を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流切替装置。
【請求項７】
前記直流バスには、前記蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、前記直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置が接続され、
前記判定部は、前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、前記少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するとともに、前記制御目標値を設定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の直流切替装置。
【請求項８】
前記蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、前記直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置をさらに備え、
前記判定部は、前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、前記少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するとともに、前記制御目標値を設定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の直流切替装置。
【請求項９】
直流バスと、
前記直流バスに電源電圧を出力する蓄電装置と、
前記直流バスと前記蓄電装置との間に設けられる直流切替装置とを備え、
前記蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含み、
前記直流切替装置は、
前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、
前記判定部により選択された前記少なくとも１つの蓄電部を、前記直流バスに接続するための開閉装置とを含む、直流システム。
【請求項１０】
前記蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、前記直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置をさらに備え、
前記判定部は、前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、前記少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するとともに、前記制御目標値を設定する、請求項９に記載の直流システム。
【請求項１１】
直流バスに電源電圧を出力する蓄電装置であって、
直列接続された複数の蓄電部と、
前記直流バスと前記複数の蓄電部との間に設けられる直流切替装置とを備え、
前記直流切替装置は、
前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、
前記判定部により選択された前記少なくとも１つの蓄電部を、前記直流バスに接続するための開閉装置とを含む、蓄電装置。
【請求項１２】
蓄電装置が接続された直流バスとの間で電力を入出力するための電力変換装置であって、
前記蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含み、
前記直流バスと前記複数の蓄電部との間に設けられる直流切替装置と、
前記蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、前記直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換器とを備え、
前記直流切替装置は、
前記複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を前記複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、
前記判定部により選択された前記少なくとも１つの蓄電部を、前記直流バスに接続するための開閉装置とを含む、電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直流切替装置に関し、より特定的には、複数の蓄電部から成る蓄電装置を直流バスに接続するための直流切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池、風力発電装置および燃料電池のような分散電源装置が普及し始めている。現状では、分散電源装置が発電した直流電力を交流電力に変換し、さらに、その交流電力を、電力を消費する機器において直流電力に変換して使用する。このように、直流−交流変換および交流−直流変換が行なわれるため、その電力変換のたびに電力損失が生じる。そこで、分散電源装置が発電する直流電力を交流電力に変換することなく、直流電力のまま送電して機器で使用することにより、変換損失を低減させる直流システムが提案されている。
【０００３】
このような直流システムにおいて、蓄電装置のような電圧安定化能力の高い電圧源を電力変換器を介さず直流バスに直結する構成が提案されている。このような蓄電装置が直流バスに直結された直流システムによれば、直流バスの電圧を無制御で安定化させることが可能となる。
【０００４】
このような直流システムでは、蓄電装置を複数の蓄電池を直列接続して構成し、直流バスに直結される蓄電池を切替えることによって、異なる複数の電圧レベルを直流バスに出力することができる。
【０００５】
異なる複数の電圧レベルを出力する構成として、特開平１１−２２０８８６号公報（特許文献１）には、マルチレベルインバータが記載されている。特許文献１によれば、互いに電圧レベルの異なる直流電圧となる複数の直流電圧端子と、交流電圧を出力するための出力端子との間に複数のスイッチング手段をそれぞれ接続し、当該複数のスイッチング手段を選択的に導通することにより、上記複数の直流電圧端子のいずれかの直流電圧を出力端子の電圧とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、直流バスに蓄電装置が直結された直流システムでは、上述の特許文献１に開示されるマルチレベルインバータとは異なり、蓄電装置の電圧がそのまま直流バスの電圧となる。そのため、複数の蓄電池を切替えて使用することによって、蓄電池間で残容量にばらつきが生じると、蓄電池から直流バスに供給される電圧が、各々の残容量に応じて変動する虞がある。したがって、蓄電池ごとの残容量の管理制御を行なわなければ、直流バスに電圧を安定して供給することが困難となる。
【０００８】
それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直列接続された複数の蓄電池で構成された蓄電装置を、直流バスに直結した直流システムにおいて、直流バスに電圧を安定して供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面では、直流切替装置は、直流バスと蓄電装置との間に設けられる。蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含む。直流切替装置は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、判定部により選択された少なくとも１つの蓄電部を、直流バスに接続するための開閉装置とを備える。
【００１０】
好ましくは、直流切替装置は、蓄電装置の充放電電流を取得するための電流取得部をさらに備える。判定部は、取得された充放電電流および複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、開閉装置のオンオフを制御する。
【００１１】
好ましくは、判定部は、充放電電流に少なくとも基づいて推定された複数の蓄電部の各々の残容量を取得する。
【００１２】
好ましくは、直流バスは、正母線および負母線とを含む。開閉装置は、複数の蓄電部の各々の正極と正母線との間に接続された複数の第１のスイッチ、および複数の蓄電部の各々の負極と負母線との間に接続された複数の第２のスイッチの少なくとも一方を含む。
【００１３】
好ましくは、複数の第１のスイッチおよび複数の第２のスイッチの各々は、判定部からの制御指令に応じてオンオフするように構成される。判定部は、複数の第１のスイッチのうちの一部をオフするためのオフ制御指令と、複数の第１のスイッチのうちの残りの一部をオンするためのオン制御指令との間にデッドタイムを設ける。また、判定部は、複数の第２のスイッチのうちの一部をオフするためのオフ制御指令と、複数の第２のスイッチのうちの残りの一部をオンするためのオン制御指令との間にデッドタイムを設ける。
【００１４】
好ましくは、開閉装置は、判定部により選択された少なくとも１つの蓄電部と直流バスとの間で電圧変換を実行するように構成された電圧変換器を含む。
【００１５】
好ましくは、直流バスには、蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置が接続される。判定部は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するとともに、制御目標値を設定する。
【００１６】
好ましくは、直流切替装置は、蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置をさらに備える。判定部は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するとともに、制御目標値を設定する。
【００１７】
この発明の別の局面では、直流システムは、直流バスと、直流バスに電源電圧を出力する蓄電装置と、直流バスと蓄電装置との間に設けられる直流切替装置とを備える。蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含む。直流切替装置は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、判定部により選択された少なくとも１つの蓄電部を、直流バスに接続するための開閉装置とを含む。
【００１８】
好ましくは、直流システムは、蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置をさらに備える。判定部は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するとともに、制御目標値を設定する。
【００１９】
この発明の別の局面では、直流バスに電源電圧を出力する蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部と、直流バスと複数の蓄電部との間に設けられる直流切替装置とを備える。直流切替装置は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、判定部により選択された少なくとも１つの蓄電部を、直流バスに接続するための開閉装置とを含む。
【００２０】
この発明の別の局面では、蓄電装置が接続された直流バスとの間で電力を入出力するための電力変換装置であって、蓄電装置は、直列接続された複数の蓄電部を含む。電力変換装置は、直流バスと複数の蓄電部との間に設けられる直流切替装置と、蓄電装置の充放電電流が制御目標値となるように、直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換器とを備える。直流切替装置は、複数の蓄電部の各々の残容量に応じて、少なくとも１つの蓄電部を複数の蓄電部の中から選択するための判定部と、判定部により選択された少なくとも１つの蓄電部を、直流バスに接続するための開閉装置とを含む。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、直列接続された複数の蓄電池で構成された蓄電装置を、直流バスに直結した直流システムにおいて、直流バスに電圧を安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１による直流切替装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】蓄電装置の残容量−電圧曲線を示す図である。
【図３】図１における双方向ＤＣ／ＡＣ変換器、蓄電装置および直流切替装置の詳細を説明する構成図である。
【図４】本実施の形態１による直流切替装置における蓄電装置の充電制御を実現するための制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態１による直流切替装置における蓄電装置の放電制御を実現するための制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態１による直流切替装置における蓄電装置の充電制御を実現するための制御処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態１による直流切替装置における蓄電装置の放電制御を実現するための制御処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２による直流システムにおける直流切替装置を説明する構成図である。
【図９】本実施の形態２による直流切替装置における蓄電装置の充放電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】本実施の形態２による直流切替装置における蓄電装置の充放電制御の一態様を示す図である。
【図１１】本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である（その１）。
【図１２】本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である（その２）。
【図１３】本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である（その３）。
【図１４】図１３における判定部による蓄電装置の充電制御の処理手順を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態３による直流システムにおける直流切替装置を説明する構成図である。
【図１６】本実施の形態３による直流切替装置における蓄電装置の充電制御の一態様を示す図である。
【図１７】本実施の形態３による直流切替装置における蓄電装置の放電制御の一態様を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態４による直流システムにおける直流切替装置を説明する構成図である。
【図１９】本実施の形態４による直流切替装置における蓄電装置の充放電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図２０】本実施の形態４による直流切替装置における蓄電装置の充放電制御の一態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による直流切替装置が適用される直流システムの全体の構成を概略的に示す図である。
【００２５】
図１を参照して、直流システムは、直流バス１と、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２と、系統電力４と、直流負荷６と、蓄電装置３と、直流切替装置５とを備える。
【００２６】
直流バス１は、直流負荷６に直流電力を供給する。直流バス１は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＳＬで構成される。直流負荷６は、一例として、家庭で使用される空調機、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、照明装置またはパーソナルコンピュータのような電気機器である。あるいは、オフィスで使用されるコンピュータ、複写機またはファクシミリのような電気機器や、または、店舗で使用されるショーケースまたは照明装置のような電気機器であってもよい。直流バス１には、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２および蓄電装置３が接続されている。
【００２７】
なお、本実施の形態による直流システムにおいては、直流バス１、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２、蓄電装置３、直流切替装置５および直流負荷６をそれぞれ１個ずつ備える場合について説明するが、これらの個数には制限がなく、１個でも複数個であってもよい。
【００２８】
双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２は、直流バス１および系統電力４の間に接続される。系統電力は、電力会社等から受電する電力（たとえば、ＡＣ２００Ｖとする）である。系統電力は、単相３線式の商用交流電力系統から供給される。単相３線式の商用交流電力系統は、中性線が抵抗を介して接地されており、中性線以外の２線（Ｒ相線ＲＬおよびＴ相線ＴＬ）を使用してＡＣ２００Ｖを供給する。
【００２９】
双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２は、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４へ供給する。また、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２は、系統電力４から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。本実施の形態による直流システムにおいては、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２を介して電力会社等から系統電力を買う（買電）とともに、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２を介して交流負荷に供給する、あるいは、余剰電力を電力会社等に売る（売電）ことが可能に構成されている。
【００３０】
なお、図１では、買電方向に双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に流れる電流をＩｂｕｙ、売電方向に双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に流れる電流をＩｓｅｌｌと表記する。買電時には、電流Ｉｂｕｙから直流負荷６に供給される電流を差し引いた電流が、蓄電装置３の充電電流Ｉｃｈとなる。また、売電時においては、蓄電装置３の放電電流Ｉｄｃから直流負荷６に供給される電流を差し引いた電流が、電流Ｉｓｅｌｌとなる。電流ＩｓｅｌｌおよびＩｂｕｙをどのような値にするかについては、直流システムの使用者または管理者が自在に設定することができる。
【００３１】
以下、本実施の形態では、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう「電力変換装置」の一例として、直流バス１および系統電力４の間で双方向に電力変換を行なう双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２について説明する。なお、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器３に代えて、ＤＣ／ＤＣ変換器によって「電力変換装置」を実現してもよい。たとえば、太陽電池などの分散電源装置（図示せず）と直流バス１との間にＤＣ／ＤＣ変換器を配置し、分散電源装置から受ける直流電力を電圧変換して直流バス１に供給する構成としてもよい。あるいは、「電力変換装置」として、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器およびＤＣ／ＤＣ変換器を備える構成としてもよい。
【００３２】
蓄電装置３は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。蓄電装置３は、複数の蓄電池を直列接続して構成される。本実施の形態では、一例として、蓄電装置３は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列接続された、２個の蓄電池Ｂ１，Ｂ２を含む。第１蓄電池Ｂ１は、一例として、定格電圧５０Ｖを有している。第２蓄電池Ｂ２は、一例として、定格電圧３３０Ｖを有している。すなわち、蓄電装置３は、定格電圧３８０Ｖを有している。なお、第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２の電圧差はどのような値であってもよい。あるいは、第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２は、同一定格電圧であってもよい。
【００３３】
第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２の中点は、電力線ＮＬに接続される。蓄電装置３は、正母線ＰＬ、負母線ＳＬおよび電力線ＮＬを介して直流負荷６に３種類の電源電圧を供給可能に構成される。具体的には、蓄電装置３は、正母線ＰＬおよび電力線ＮＬの間に、第１蓄電池Ｂ１の電源電圧Ｖｂ１（５０Ｖ）を供給する。また、蓄電装置３は、電力線ＮＬおよび負母線ＳＬの間に第２蓄電池Ｂ２の電源電圧Ｖｂ２（３３０Ｖ）を供給する。さらに、蓄電装置３は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に、第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２の電源電圧の和である電源電圧Ｖｂ（３８０Ｖ）を供給する。直流負荷６は、その動作電圧に応じて直流バス１から供給される電圧を切替えることができる。
【００３４】
図２は、蓄電装置３の残容量−電圧曲線を示す図である。図２において、横軸は蓄電池Ｂ１，Ｂ２の残容量（ＳＯＣ：State  of  Charge）（％）、縦軸は蓄電池Ｂ１，Ｂ２の電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２（Ｖ）を示している。なお、ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。図２を参照して、第１蓄電池Ｂ１は、空状態（ＳＯＣが０％）のときに４３Ｖとなり、ＳＯＣが５０％のときに５０Ｖ（定格電圧）となり、満充電状態（ＳＯＣが１００％）のときに６０Ｖとなる。一方、第２蓄電池Ｂ２は、空状態のときに２５７Ｖとなり、ＳＯＣが５０％のときに３３０Ｖ（定格電圧）となり、満充電状態のときに３６０Ｖとなる。
【００３５】
図２に示す特性において、各蓄電池の電圧は、２０％から８０％までの広いＳＯＣの範囲で、定格電圧±数Ｖの変動範囲に抑えられている。以下の説明では、電圧を安定化できるＳＯＣの範囲（たとえば２０％〜８０％）を、「ＳＯＣ基準範囲」と称することとする。蓄電装置３を構成する蓄電池Ｂ１，Ｂ２の各々のＳＯＣが、このＳＯＣ基準範囲に維持されるように、蓄電装置３の充放電を制御することにより、蓄電装置３は、直流バス１に対して安定した電圧を供給することができる。
【００３６】
再び、図１を参照して、直流切替装置５は、蓄電装置３と直流バス１との間に設けられる。直流切替装置５は、後述するように、蓄電池Ｂ１およびＢ２が直流バス１に接続された状態と、第２蓄電池Ｂ２のみが直流バス１に接続された状態とを切替え可能に構成される。すなわち、直流切替装置５により、蓄電池Ｂ１およびＢ２は直流バス１に直結される。
【００３７】
ここで、「直結」とは、直流バス１と蓄電池Ｂ１およびＢ２との間に、ＤＣ／ＤＣ変換器のような電力変換器が介在していないことを意味する。したがって、直流バス１の電圧は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の電源電圧とほぼ等しくなる。このように蓄電装置３を直流バス１に直結する構成としたことにより、蓄電装置３が有する高い電圧安定化能力を活かして、急激な負荷変動による直流バス１の電圧変動を抑制することが可能となる。
【００３８】
図３は、図１における双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２、蓄電装置３および直流切替装置５の詳細を説明する構成図である。
【００３９】
図３を参照して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２は、双方向インバータ２０と、連系リアクトルＬ１，Ｌ２と、電流センサ２２と、制御部２５とを含む。
【００４０】
双方向インバータ２０は、売電時には、制御部２５からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて、直流バス１から受けた直流電力を交流電力に変換して系統電力４に出力する。また、双方向インバータ２０は、買電時には、制御部２５からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて、系統電力４から受けた交流電力を直流電力に変換して直流バス１に出力する。
【００４１】
具体的には、双方向インバータ２０は、スイッチング素子であるトランジスタＱ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点はＲ相線ＲＬに接続される。連系リアクトルＬ１は、Ｒ相線ＲＬに介挿接続される。
【００４２】
トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との中間点はＴ相線ＴＬに接続される。連系リアクトルＬ２は、Ｔ相線ＴＬに介挿接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１〜Ｑ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４は、フルブリッジ回路を構成する。
【００４３】
なお、トランジスタＱ１〜Ｑ４として、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。
【００４４】
電流センサ２２は、負母線ＳＬに介挿接続され、直流バス１および双方向インバータ２０の間で授受される電力の電流値（以下、「自経路電流」とも称する）Ｉｉｎｖを検出し、その検出値を制御部２５へ出力する。
【００４５】
制御部２５は、電流センサ２２から受けた自経路電流Ｉｉｎｖと、後述する電流センサ６２から受けた蓄電装置３の充放電電流（電池電流）Ｉｂ２とに基づいて、トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成し、双方向インバータ２０を制御する。
【００４６】
具体的には、制御部２５は、双方向インバータ２０における制御目標値を設定する。この制御目標値には、自経路電流Ｉｉｎｖの電流目標値Ｉｉｎｖ＊と、電池電流Ｉｂ２の電流目標値Ｉｂ２＊とが含まれる。これらの制御目標値は、たとえば日時や蓄電装置３の残容量（ＳＯＣ）に応じて異なる値となるように事前に決定し、図示しないメモリに格納しておくことができる。あるいは、制御部２５と直流システム外部との間で通信を行なうことによって、所望の制御目標値を取得するようにしてもよい。
【００４７】
蓄電装置３は、蓄電池Ｂ１，Ｂ２と、電圧センサ１１，１２と、電流センサ６１，６２と、ＳＯＣ検出部３１，３２とを含む。
【００４８】
第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。蓄電池Ｂ１，Ｂ２の各々は、複数の二次電池セルが直列接続されてなる電池モジュールから構成される。蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点は、電力線ＮＬ（図１）に接続される。たとえば、正母線ＰＬおよび電力線ＮＬの線間電圧が５０Ｖ（第１蓄電池Ｂ１の定格電圧）であり、電力線ＮＬおよび負母線ＳＬの線間電圧が３３０Ｖ（第２蓄電池Ｂ２の定格電圧）である場合、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの線間電圧は３８０Ｖ（蓄電装置３の定格電圧）となる。
【００４９】
電圧センサ１１は、第１蓄電池Ｂ１の電圧Ｖｂ１を検出し、その検出値を第１ＳＯＣ検出部３１へ出力する。電圧センサ１２は、第２蓄電池Ｂ２の電圧Ｖｂ２を検出し、その検出値を第２ＳＯＣ検出部３２へ出力する。
【００５０】
電流センサ６１は、第１蓄電池Ｂ１の電流Ｉｂ１を検出し、その検出値を第１ＳＯＣ検出部３１へ出力する。電流センサ６２は、第２蓄電池Ｂ２の電流Ｉｂ２を検出し、その検出値を第２ＳＯＣ検出部３２へ出力する。
【００５１】
本実施の形態１では、電流センサ６２の検出値Ｉｂ２は、蓄電装置３に対して入出力される充放電電流に等しくなる。電流センサ６２は、蓄電装置３の充放電電流Ｉｂ２の検出値を直流切替装置５および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２へ出力する。なお、電流センサ６２は、蓄電装置３からの放電電流Ｉｄｃを、正値の充放電電流Ｉｂ２として検出し、蓄電装置３への充電電流Ｉｃｈを、負値の充放電電流Ｉｂ２として検出する。
【００５２】
上述のように、蓄電池Ｂ１，Ｂ２として代表的には二次電池が用いられるため、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２について、以下では、電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２とも称する。また、第１蓄電池Ｂ１の電流Ｉｂ１、および第２蓄電池Ｂ２の電流（すなわち、蓄電装置３の充放電電流）Ｉｂ２について、以下では、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２とも称する。
【００５３】
第１ＳＯＣ検出部３１は、電圧センサ１１からの電池電圧Ｖｂ１および電流センサ６１からの電池電流Ｉｂ１に基づいて、第１蓄電池Ｂ１の残容量（ＳＯＣ）を検出する。たとえば、第１ＳＯＣ検出部３１は、第１蓄電池Ｂ１の充放電量の積算値に基づいて第１蓄電池Ｂ１のＳＯＣであるＳＯＣ１を順次演算する。充放電量の積算値は、電池電流Ｉｂ１および電池電圧Ｖｂ１の積（電力）を時間的に積分することで得られる。あるいは、開路電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）とＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣ１を算出してもよい。なお、ＯＣＶは、充放電中は直接計測することができないため、閉路電圧（ＣＣＶ：Closed  Circuit  Voltage）である電圧センサ１１からの電池電圧Ｖｂ１に対して、電流センサ６１からの電池電流Ｉｂ１および第１蓄電池Ｂ１の内部抵抗の積である変化分を加算することにより、ＯＣＶを推定することができる。第１ＳＯＣ検出部３１は、検出したＳＯＣ１を直流切替装置５へ出力する。
【００５４】
第２ＳＯＣ検出部３２は、電圧センサ１２からの電池電圧Ｖｂ２および電流センサ６２からの電池電流Ｉｂ２に基づいて、第２蓄電池Ｂ２のＳＯＣであるＳＯＣ２を検出する。第２ＳＯＣ検出部３２は、上記の第１ＳＯＣ検出部３１と同様に、第２蓄電池Ｂ２の充放電量の積算値、もしくはＯＣＶとＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣ２を算出する。第２ＳＯＣ検出部３２は、検出したＳＯＣ２を直流切替装置５へ出力する。
【００５５】
直流切替装置５は、蓄電装置３と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２との間に設けられる。直流切替装置５は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、判定部５０とを含む。
【００５６】
スイッチＳＷ１は、正母線ＰＬに介挿接続される。スイッチＳＷ２は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と正母線ＰＬとを結ぶ電力線に介挿接続される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、判定部５０からのスイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２に応答して、オンオフされる。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、蓄電装置３の充放電経路を遮断可能な「開閉装置」の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置をスイッチＳＷ１，ＳＷ２に代えて適用することができる。
【００５７】
スイッチＳＷ１は、判定部５０からのスイッチング指令ＳＥ１が活性化されると、蓄電池Ｂ１およびＢ２の直列回路と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２とを電気的に接続し、スイッチング指令ＳＥ１が非活性化されると、当該直列回路と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２との間の電路を遮断する。すなわち、スイッチＳＷ１は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充放電経路を遮断可能に構成される。
【００５８】
スイッチＳＷ２は、判定部５０からのスイッチング指令ＳＥ２が活性化されると、第２蓄電池Ｂ２と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２とを電気的に接続し、スイッチング指令ＳＥ２が非活性化されると、第２蓄電池Ｂ２と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２との間の電路を遮断する。すなわち、スイッチＳＷ２は、第２蓄電池Ｂ２の充放電経路を遮断可能に構成される。
【００５９】
判定部５０は、電流センサ６２からの電池電流Ｉｂ２、およびＳＯＣ検出部３１，３２からのＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２を生成する。具体的には、判定部５０は、電池電流Ｉｂ２に基づいて、蓄電装置３が充電中か放電中かを判定する。そして、判定部５０は、蓄電装置３が充電中であるときには、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を充電するか、あるいは、第２蓄電池Ｂ２のみを充電するかを選択する。
【００６０】
以下の説明では、それぞれの充電動作を区別するために、蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を充電する状態を「同時充電」とも記し、第２蓄電池Ｂ１のみを充電する状態を「第２蓄電池充電」とも表記する。
【００６１】
判定部５０は、同時充電を選択した場合には、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することによりスイッチＳＷ１をオンするとともに、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することによりスイッチＳＷ２をオフする。
【００６２】
これに対して、第２蓄電池充電を選択した場合には、判定部５０は、スイッチング指令ＳＥ２を活性化することによりスイッチＳＷ２をオンするとともに、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することによりスイッチＳＷ１をオフする。
【００６３】
なお、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２が同時にオンすることによって短絡が生じるのを防止するために、スイッチング指令ＳＥ１とスイッチング指令ＳＥ２との間にはデッドタイムが設けられる。
【００６４】
上述のように、同時充電および第２蓄電池充電のいずれを選択するかは、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１および第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２に基づいて判断される。図４には、本実施の形態１による直流切替装置５における蓄電装置３の充電制御を実現するための制御処理手順の一例を示す。図４に示したフローチャートによる制御処理は、判定部５０により所定周期で実行される。
【００６５】
図４を参照して、判定部５０は、ステップＳ０１により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０は、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。そして、判定部５０は、ステップＳ０２では、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較する。
【００６６】
ＳＯＣ１がＳＯＣ２より小さい場合（ステップＳ０２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ０３により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ０４により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。なお、上述したように、スイッチング指令ＳＥ１とスイッチング指令ＳＥ２との間にはデッドタイムが設けられている。
【００６７】
ステップＳ０４によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ０５では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される。これにより、「同時充電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ０６では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが満充電状態に到達していない場合（ステップＳ０６のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００６８】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態に達した場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ０７により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が遮断される。
【００６９】
これに対して、ＳＯＣ１がＳＯＣ２以上である場合（ステップＳ０２のＮＯ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ０８により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ０９により、スイッチング指令ＳＥ２を活性化することにより、スイッチＳＷ２をオンする。なお、上述したように、スイッチング指令ＳＥ１とスイッチング指令ＳＥ２との間にはデッドタイムが設けられている。
【００７０】
ステップＳ０９によってスイッチＳＷ２がオンされることにより、ステップＳ１０では、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が形成される。これにより、「第２蓄電池充電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ１１では、ＳＯＣ２が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ２が満充電状態に到達していない場合（ステップＳ１１のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００７１】
一方、ＳＯＣ２が満充電状態に達した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ１２により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、蓄電池Ｂ２の充電経路が遮断される。
【００７２】
なお、図４に示した処理手順では、蓄電池Ｂ１およびＢ２のいずれか一方のＳＯＣが満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したときに、当該蓄電池の充電経路を遮断する構成としたが、満充電状態に対してマージンを有するように充電限界値を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）内にＳＯＣが収まるように、このＳＯＣ基準範囲の上限値（Ｓｍａｘ＝８０％）を充電限界値に設定してもよい。
【００７３】
さらに、図４に示した制御処理の実行中において、電流センサ６２からの電池電流Ｉｂ２が所定の許容値を超えた場合には、判定部５０は、スイッチＳＷ１またはＳＷ２をオフすることにより、蓄電池の充電経路を強制的に遮断することも可能である。これにより、蓄電池に過大な電流が流れることによって、蓄電池の損傷や劣化が生じるのを防止することができる。
【００７４】
また、蓄電池の充電動作を終了するときには、スイッチＳＷ１またはＳＷ２をオフすることによって当該蓄電池の充電経路を遮断する構成としたが、スイッチＳＷ１またはＳＷ２のオフに代えて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２における電力変換動作を停止させてもよい。
【００７５】
上述したように、蓄電装置３の充電時には、判定部５０は、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較した結果に応じて、同時充電および第２蓄電池充電の一方を選択する。そして、判定部５０は、充電対象に選択された蓄電池に対して充電経路が形成されるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフを制御する。なお、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１が第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２より小さい場合には、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成されて同時充電が行なわれる。
【００７６】
さらに、判定部５０は、蓄電装置３の放電時においても、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較した結果に応じて、第１蓄電池Ｂ１および第２蓄電池Ｂ２の両方を放電する「同時放電」、および第２蓄電池Ｂ２のみを放電する「第２蓄電池放電」の一方を選択する。
【００７７】
図５は、本実施の形態１による直流切替装置５における蓄電装置３の放電制御を実現するための制御処理手順の一例を示すフローチャートである。図５に示したフローチャートによる制御処理は、判定部５０により所定周期で実行される。
【００７８】
図５を参照して、判定部５０は、ステップＳ２１により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０は、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。そして、判定部５０は、ステップＳ２２では、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較する。
【００７９】
ＳＯＣ１がＳＯＣ２より小さい場合（ステップＳ２２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ２３により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ２４により、スイッチング指令ＳＥ２を活性化することにより、スイッチＳＷ２をオンする。なお、上述したように、スイッチング指令ＳＥ１とスイッチング指令ＳＥ２との間にはデッドタイムが設けられている。
【００８０】
ステップＳ２４によってスイッチＳＷ２がオンされることにより、ステップＳ２５では、第２蓄電池Ｂ２の放電経路が形成される。これにより、「第２蓄電池放電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ２６では、ＳＯＣ２が空状態（ＳＯＣ＝０％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ２が空状態に到達していない場合（ステップＳ２６のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００８１】
一方、ＳＯＣ２が空状態に達した場合（ステップＳ２６のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ２７により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、第２蓄電池Ｂ２の放電経路が遮断される。
【００８２】
これに対して、ＳＯＣ１がＳＯＣ２以上である場合（ステップＳ２２のＮＯ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ２８により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ２９によりスイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。
【００８３】
ステップＳ２９によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ３０では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が形成される。これにより、「同時放電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ３１では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが空状態に到達していない場合（ステップＳ３１のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００８４】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態に達した場合（ステップＳ３１のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ３２により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が遮断される。
【００８５】
なお、図５に示した処理手順では、蓄電池Ｂ１およびＢ２のいずれか一方のＳＯＣが空電状態（ＳＯＣ＝０％）に達したときに、当該蓄電池の放電経路を遮断する構成としたが、空状態に対してマージンを有するように放電限界値を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）内にＳＯＣが収まるように、このＳＯＣ基準範囲の下限値（Ｓｍｉｎ＝２０％）を放電限界値に設定してもよい。
【００８６】
また、蓄電池の放電動作を終了するときには、スイッチＳＷ１またはＳＷ２をオフすることによって当該蓄電池の放電経路を遮断する構成としたが、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフに代えて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２における電力変換動作を停止させてもよい。
【００８７】
図４および図５に示した蓄電装置３の充放電制御では、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較した結果に基づいて、同時充電（または同時放電）および第２蓄電池充電（または第２蓄電池放電）の一方を選択することとしたが、各蓄電池のＳＯＣとＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）とを比較した結果に基づいて、同時充電（または同時放電）および第２蓄電池充電（または第２蓄電池放電）の一方を選択してもよい。
【００８８】
図６は、本実施の形態１による直流切替装置５における蓄電装置３の充電制御を実現するための制御処理手順の他の例を示すフローチャートである。図６に示したフローチャートによる制御処理は、判定部５０により所定周期で実行される。
【００８９】
図６を参照して、判定部５０は、ステップＳ４１により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０は、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。そして、判定部５０は、ステップＳ４２では、蓄電池ごとにＳＯＣとＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎとを比較する。
【００９０】
第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１がＳｍｉｎより小さい場合（ステップＳ４２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ４３により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ４４により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。
【００９１】
ステップＳ４４によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ４５では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される。これにより、「同時充電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ４６では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが満充電状態に到達していない場合（ステップＳ４６のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００９２】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態に達した場合（ステップＳ４６のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ４７により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が遮断される。
【００９３】
これに対して、ＳＯＣ１がＳｍｉｎ以上である場合（ステップＳ４２のＮＯ判定時）には、判定部５０は、さらにステップＳ４８により、第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２がＳｍｉｎより小さいか否かを判定する。ＳＯＣ２がＳｍｉｎより小さい場合（ステップＳ４８のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ４９により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ５０により、スイッチング指令ＳＥ２を活性化することにより、スイッチＳＷ２をオンする。
【００９４】
ステップＳ５０によってスイッチＳＷ２がオンされることにより、ステップＳ５１では、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が形成される。これにより、「第２蓄電池充電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ５２では、ＳＯＣ２が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ２が満充電状態に到達していない場合（ステップＳ５２のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００９５】
一方、ＳＯＣ２が満充電状態に達した場合（ステップＳ５２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ５３により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が遮断される。
【００９６】
これに対して、ＳＯＣ２がＳｍｉｎ以上である場合、すなわち、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳｍｉｎ以上である場合（ステップＳ４８のＮＯ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ５４により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ５５により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。
【００９７】
ステップＳ５５によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ５６では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される。これにより、「同時充電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ５７では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが満充電状態に到達していない場合（ステップＳ５７のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【００９８】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態に達した場合（ステップＳ５７のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ５８により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が遮断される。
【００９９】
上述したように、図６に示す蓄電装置３の充電制御では、ＳＯＣがＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎを下回る蓄電池の充電経路が形成されるように、判定部５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフを制御する。なお、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１が下限値Ｓｍｉｎを下回る場合には、第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２は下限値Ｓｍｉｎを下回るか否かに拘わらず蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成されて同時充電が行なわれる。
【０１００】
図７は、本実施の形態１による直流切替装置５における蓄電装置３の放電制御を実現するための制御処理手順の他の例を示すフローチャートである。図７に示したフローチャートによる制御処理は、判定部５０により所定周期で実行される。
【０１０１】
図７を参照して、判定部５０は、ステップＳ６１により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０は、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。そして、判定部５０は、ステップＳ６２では、蓄電池ごとにＳＯＣとＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘとを比較する。
【０１０２】
第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１がＳｍａｘより大きい場合（ステップＳ６２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ６３により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ６４により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。
【０１０３】
ステップＳ６４によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ６５では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が形成される。これにより、「同時放電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ６６では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態（ＳＯＣ＝０％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが空状態に到達していない場合（ステップＳ６６のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【０１０４】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態に達した場合（ステップＳ６６のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ６７により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が遮断される。
【０１０５】
これに対して、ＳＯＣ１がＳｍａｘ以下である場合（ステップＳ６２のＮＯ判定時）には、判定部５０は、さらにステップＳ６８により、第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２がＳｍａｘより大きいか否かを判定する。ＳＯＣ２がＳｍａｘより大きい場合（ステップＳ６８のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ６９により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ７０により、スイッチング指令ＳＥ２を活性化することにより、スイッチＳＷ２をオンする。
【０１０６】
ステップＳ７０によってスイッチＳＷ２がオンされることにより、ステップＳ７１では、第２蓄電池Ｂ２の放電経路が形成される。これにより、「第２蓄電池放電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ７２では、ＳＯＣ２が空状態に達したか否かを判定する。ＳＯＣ２が空状態に到達していない場合（ステップＳ７２のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【０１０７】
一方、ＳＯＣ２が空状態に達した場合（ステップＳ７２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ７３により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、第２蓄電池Ｂ２の放電経路が遮断される。
【０１０８】
これに対して、ＳＯＣ２がＳｍａｘ以下である場合、すなわち、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳｍａｘ以下である場合（ステップＳ６８のＮＯ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ７４により、スイッチング指令ＳＥ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２をオフする。さらに、判定部５０は、ステップＳ７５により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、スイッチＳＷ１をオンする。
【０１０９】
ステップＳ７５によってスイッチＳＷ１がオンされることにより、ステップＳ７６では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が形成される。これにより、「同時放電」が行なわれる。判定部５０は、ステップＳ７７では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが空状態に到達していない場合（ステップＳ７７のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【０１１０】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が空状態に達した場合（ステップＳ７７のＹＥＳ判定時）には、判定部５０は、ステップＳ７８により、スイッチング指令ＳＥ１を非活性化することにより、スイッチＳＷ１をオフする。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が遮断される。
【０１１１】
上述したように、図７に示す蓄電装置３の放電制御では、ＳＯＣがＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘを上回る蓄電池に対して放電経路が形成されるように、判定部５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフを制御する。なお、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１が上限値Ｓｍａｘを上回る場合には、第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２が上限値Ｓｍａｘを上回るか否かに拘わらず蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が形成されて同時放電が行なわれる。
【０１１２】
なお、図７に示した処理手順では、蓄電池Ｂ１およびＢ２のいずれか一方のＳＯＣが空状態（ＳＯＣ＝０％）に達したときに、当該蓄電池の放電経路を遮断する構成としたが、空状態に対してマージンを有するように放電限界値を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）内にＳＯＣが収まるように、このＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎ（２０％）を放電限界値に設定してもよい。
【０１１３】
また、蓄電池の放電動作を終了するときには、スイッチＳＷ１またはＳＷ２をオフすることによって当該蓄電池の放電経路を遮断する構成としたが、スイッチＳＷ１またはＳＷ２のオフに代えて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２における電力変換動作を停止させてもよい。
【０１１４】
このように、本発明の実施の形態１による直流切替装置によれば、直列接続された複数の蓄電池の各々のＳＯＣに応じて、充電対象（または放電対象）となる蓄電池を選択することができる。これにより、各々のＳＯＣがＳＯＣ基準範囲に維持されるように、複数の蓄電池の充放電を制御することができる。その結果、蓄電装置は、直流バスに電源電圧を安定して供給することができる。
【０１１５】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、蓄電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣに応じて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフを制御することによって蓄電池Ｂ１，Ｂ２の充放電を制御する構成について説明した。実施の形態２では、さらに直接的に蓄電池Ｂ１，Ｂ２の電圧を安定化できるような充放電制御を説明する。
【０１１６】
なお、この発明の実施の形態２による直流システムの構成は、図１と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。また、直流切替装置５Ａの構成についても、判定部５０Ａでの制御構造を除いて、図３と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【０１１７】
図８は、この発明の実施の形態２による直流システムにおける直流切替装置５Ａを説明する構成図である。
【０１１８】
図８を参照して、直流切替装置５Ａは、図３に示す直流切替装置５において、判定部５０に代えて、判定部５０Ａを設けたものである。
【０１１９】
判定部５０Ａは、ＳＯＣ検出部３１，３２からのＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２を生成するとともに、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に対する充放電指令を生成する。この充放電指令には、蓄電装置３の充電を指示するための充電指令、および制御目標値として、電池電流Ｉｂ２（充電電流Ｉｃｈ）の電流目標値Ｉｂ２＊が含まれる。充放電指令にはさらに、蓄電装置３の放電を指示するための放電指令、および電池電流Ｉｂ２（放電電流Ｉｄｃ）の電流目標値Ｉｂ２＊が含まれる。
【０１２０】
以下、図面を用いて、本実施の形態２による直流切替装置５Ａにおける蓄電装置３の充放電制御について説明する。
【０１２１】
図９は、本実施の形態２による直流切替装置５Ａにおける充放電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【０１２２】
図９を参照して、判定部５０Ａは、ステップＳ１００により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０Ａは、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。
【０１２３】
そして、判定部５０Ａは、ステップＳ２００により、取得したＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、各蓄電池の充電要否および放電要否を判定する。具体的には、判定部５０Ａは、各蓄電池のＳＯＣとＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）とを比較することにより、蓄電池ごとに充電が必要か、あるいは放電が必要かを判定する。そして、判定部５０Ａは、各蓄電池の充電要否、および放電要否を総合的に勘案して、「同時充電」、「第２蓄電池充電」、「同時放電」、「第２蓄電池放電」および「充放電停止」のうちのいずれか１つを選択する。
【０１２４】
上述したように、「同時充電」とは蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を充電する状態を指し、「第２蓄電池充電」とは第２蓄電池Ｂ２のみを充電する状態を指す。また、「同時放電」とは蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を放電する状態を指し、「第２蓄電池放電」とは第２蓄電池Ｂ２のみを放電する状態を指す。さらに、本実施の形態２では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方の充放電を停止する「充放電停止」を選択することが可能である。判定部５０Ａは、選択結果に応じて、充電指令および放電指令のいずれか一方を生成する。
【０１２５】
さらに、判定部５０Ａは、ステップＳ３００により、蓄電装置３の充放電電流（電池電流）Ｉｂ２の電流目標値Ｉｂ２＊を設定する。この電流目標値Ｉｂ２＊には、充電電流Ｉｃｈの電流目標値Ｉｃｈ＊と、放電電流Ｉｄｃの電流目標値Ｉｄｃ＊とが含まれる。
【０１２６】
判定部５０Ａは、ステップＳ２００およびＳ３００で生成された充電指令／放電指令および電流目標値Ｉｂ２＊に基づいて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に対して充放電指令を発生する。
【０１２７】
そして、判定部５０Ａは、ステップＳ４００では、上記ステップＳ２００での選択結果に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２を発生する。このスイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２に応答して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフが制御されることにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充放電経路、または第２蓄電池Ｂ２の充放電経路が形成される。
【０１２８】
なお、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２においては、判定部５０Ａからの充放電指令を受けると、制御部２５は、電流センサ６２からの電池電流Ｉｂ２が電流目標値Ｉｂ２＊（Ｉｃｈ＊またはＩｄｃ＊）となるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成して、双方向インバータ２０を制御する。
【０１２９】
図１０には、実施の形態２による直流切替装置５Ａにおける蓄電装置３の充放電制御の一態様が示される。
【０１３０】
上述したように、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１および第２蓄電池Ｂ２のＳＯＣ２に応じて、同時充電、第２蓄電池充電、同時放電、第２蓄電池放電、および充放電停止のうちのいずれか１つが選択される。図１０では、選択された充電動作または放電動作を実現するためのスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態と、電流目標値Ｉｂ２＊（充電電流目標値Ｉｃｈ＊または放電電流目標値Ｉｄｃ＊）とが示されている。
【０１３１】
たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎより小さい場合には、スイッチＳＷ１をオン状態とするとともに、充電電流目標値Ｉｃｈ＊を５Ａとする。これにより、充電電流Ｉｃｈ＝５Ａで「同時充電」が行なわれる。
【０１３２】
これに対して、ＳＯＣ１がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ２が下限値Ｓｍｉｎより小さい場合には、スイッチＳＷ２をオン状態とするとともに、充電電流目標値Ｉｃｈ＊を５Ａとする。これにより、充電電流Ｉｃｈ＝５Ａで「第２蓄電池充電」が行なわれる。
【０１３３】
また、ＳＯＣ１がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ２がＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ２をオン状態とするとともに、放電電流目標値Ｉｄｃ＊を５Ａとする。これにより、放電電流Ｉｄｃ＝５Ａで「第２蓄電池放電」が行なわれる。
【０１３４】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１をオン状態とするとともに、放電電流目標理Ｉｄｃ＊を５Ａとする。これにより、放電電流Ｉｄｃ＝５Ａで「同時放電」が行なわれる。
【０１３５】
さらに、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲内にある場合には、スイッチンＳＷ１をオン状態とするとともに、電流目標値Ｉｂ２＊を０Ａとする。この場合、蓄電装置３には電流が流れず、「充放電停止」の状態となる。
【０１３６】
なお、図１０に示した構成では、各蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ基準範囲内であるか否かに基づいて、蓄電装置３の充放電制御を切替えることとしたが、充放電制御を切替える判定基準はこれに限定されず、より多くの判定基準を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２の大小関係をさらに含めるようにしてもよい。
【０１３７】
このように、本発明の実施の形態２による直流切替装置によれば、直列接続された複数の蓄電池の各々のＳＯＣに応じて、充電対象（または放電対象）なる蓄電池を選択するとともに、当該蓄電池の充放電電流を制御することができる。これにより、各々のＳＯＣがＳＯＣ基準範囲に維持されるように、複数の蓄電池の充放電を制御することができる。その結果、蓄電装置は、直流バスに電源電圧を安定して供給することができる。
【０１３８】
（開閉装置の構成例）
本実施の形態１，２による直流切替装置５，５Ａでは、「開閉装置」の一例として、正母線ＰＬに介挿接続されるスイッチＳＷ１、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と正母線ＰＬとを結ぶ電力線に介挿接続されるスイッチＳＷ２を備える構成について説明したが、これ以外の構成を適用することも可能である。すなわち、直列接続された複数の蓄電池から、充電対象（または放電対象）となる蓄電池を選択することが可能であれば、任意の態様を適用することができる。
【０１３９】
以下に、本実施の形態による直流切替装置に適用される「開閉装置」の他の構成例について、図面を参照して説明する。
【０１４０】
図１１は、本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である。図１１を参照して、直流切替装置５Ｂは、「開閉装置」として、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と負母線ＳＬとを結ぶ電力線に介挿接続されるスイッチＳＷ３と、負母線ＳＬに介挿接続されるスイッチＳＷ４とを備える。これらのスイッチＳＷ３，ＳＷ４は、判定部５０からのスイッチング指令ＳＥ３，ＳＥ４に応答して、相補的にオンオフするように制御される。なお、スイッチング指令ＳＥ３とスイッチング指令ＳＥ４との間には、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４が同時にオンすることによって短絡が生じるのを防止するために、デッドタイムが設けられる。
【０１４１】
図１１に示す構成では、スイッチＳＷ３をオン状態とすることによって、第１蓄電池Ｂ１のみを充電する「第１蓄電池充電」、または、第１蓄電池Ｂ１のみを放電する「第１蓄電池放電」が可能となる。一方、スイッチＳＷ４をオン状態とすることによって、蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を充電する「同時充電」、または、蓄電池Ｂ１およびＢ２の両方を放電する「同時放電」が可能となる。判定部５０は、上記の実施の形態１および２と同様の手法によって、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に応じてスイッチＳＷ３，ＳＷ４のオンオフを制御することにより、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の充放電を制御することができる。
【０１４２】
なお、図１１に示す構成では、電流センサ６１の検出値Ｉｂ１が蓄電装置３の充放電電流に等しくなる。電流センサ６１は、蓄電装置３の充放電電流Ｉｂ１の検出値を直流切替装置５Ｂおよび双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２へ出力する。なお、電流センサ６１は、蓄電装置３からの放電電流Ｉｄｃを、正値の充放電電流Ｉｂ１として検出し、蓄電装置３への充電電流Ｉｃｈを、負値の充放電電流Ｉｂ１として検出する。
【０１４３】
また、実施の形態１および２では、「開閉装置」の代表例として、スイッチを用いる構成について説明したが、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の充放電経路を遮断することが可能であれば、任意の態様を適用することができる。たとえば、図１２に示されるように、スイッチング素子であるトランジスタとダイオードとの組合せによって、スイッチを実現してもよい。
【０１４４】
図１２は、本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である。
【０１４５】
図１２を参照して、直流切替装置５Ｃは、「開閉装置」として、正母線ＰＬに介挿接続されるスイッチＳＷ１Ｃと、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と正母線ＰＬとを結ぶ電力線に介挿接続されるスイッチＳＷ２Ｃとを備える。
【０１４６】
スイッチＳＷ１Ｃは、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂとを含む。トランジスタＱ１ＡおよびＱ１Ｂは、そのコレクタ同士が接続される。トランジスタＱ１Ａのエミッタは、第１蓄電池Ｂ１の正極に接続される。トランジスタＱ１Ｂのエミッタは、正母線ＰＬに接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂにそれぞれ逆並列接続される。
【０１４７】
スイッチＳＷ２Ｃは、トランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂと、ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂとを含む。トランジスタＱ２ＡおよびＱ２Ｂは、そのコレクタ同士が接続される。トランジスタＱ２Ａのエミッタは、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点に接続される。トランジスタＱ２Ｂのエミッタは、正母線ＰＬに接続される。ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂは、トランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂにそれぞれ逆並列接続される。
【０１４８】
判定部５０Ｃは、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２および電池電流Ｉｂ２に基づいて、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂのオンオフを制御するためのスイッチング指令ＳＥ１Ａ，ＳＥ１Ｂ、およびトランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂのオンオフを制御するためのスイッチング指令ＳＥ２Ａ，ＳＥ２Ｂを生成し、その生成したスイッチング指令を対応するトランジスタのゲートに供給する。
【０１４９】
具体的には、スイッチＳＷ１ＣのトランジスタＱ１ＡおよびＱ１Ｂの両方をオンすることにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充放電経路が形成される。これに対して、トランジスタＱ１Ａをオンし、かつトランジスタＱ１Ｂをオフした場合には、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される一方で、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電経路が遮断される。したがって、例えば、蓄電池Ｂ１およびＢ２の一方のＳＯＣが満充電状態であるために同時充電ができない場合には、トランジスタＱ１Ａをオフし、かつトランジスタＱ１Ｂをオンすることで、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電（同時充電）を停止させる一方で、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電（同時放電）を許可することができる。
【０１５０】
あるいは、蓄電池Ｂ１およびＢ２の一方のＳＯＣが空状態であるために同時放電ができない場合には、トランジスタＱ１Ａをオンし、かつトランジスタＱ１Ｂをオフすることで、蓄電池Ｂ１およびＢ２の放電（同時放電）を停止させる一方で、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電（同時充電）を許可することができる。
【０１５１】
図１３は、本実施の形態１および２による直流切替装置における「開閉装置」の他の構成例を示す図である。
【０１５２】
図１３を参照して、直流切替装置５Ｄは、本願発明における「電力変換装置」として機能する。一例として、直流切替装置５Ｄは、太陽電池７から受ける直流電力を電圧変換して直流バス１に供給するためのＤＣ／ＤＣ変換器として機能する。
【０１５３】
具体的には、直流切替装置５Ｄは、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２と、判定部５０Ｄとを備える。
【０１５４】
第１コンバータＣＯＮＶ１は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の直列回路および直流バス１の間に設けられる。第１コンバータＣＯＮＶ１は、リアクトルＬＡ、トランジスタＱＡおよびダイオードＤＡによって構成される、一般的な昇圧チョッパ回路の構成を有する。第１コンバータＣＯＮＶ１は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の直列回路と直流バス１との間で電圧変換を行なう。具体的には、第１コンバータＣＯＮＶ１は、直流バス１から供給される直流電力を昇圧した後に当該直列回路に供給可能である。
【０１５５】
第２コンバータＣＯＮＶ２は、第２蓄電池Ｂ２および直流バス１の間に設けられる。第２コンバータＣＯＮＶ２は、リアクトルＬＢ、トランジスタＱＢおよびダイオードＤＢによって構成される、一般的な昇圧チョッパ回路の構成を有する。第２コンバータＣＯＮＶ２は、第２蓄電池Ｂ２と直流バス１との間で電圧変換を行なう。具体的には、第２コンバータＣＯＮＶ２は、直流バス１から供給される直流電力を昇圧した後に第２蓄電池Ｂ２に供給可能である。
【０１５６】
第１コンバータＣＯＮＶ１および第２コンバータＣＯＮＶ２における昇圧動作は、判定部５０Ｄからのスイッチング指令ＳＥＡ，ＳＥＢにより制御される。具体的には、スイッチング指令ＳＥＡに応じて、トランジスタＱＡがスイッチング動作を行なうことで、第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作が実現される。第１コンバータＣＯＮＶの昇圧動作の実行中は、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される。その一方で、第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作が停止されると、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が遮断される。すなわち、第１コンバータＣＯＮＶ１は、図３に示したスイッチＳＷ１の機能を実現する。
【０１５７】
これに対して、スイッチング指令ＳＥＢに応じて、トランジスタＱＢがスイッチング動作を行なうことによって、第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作が実現される。第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作の実行中は、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が形成される。その一方で、第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作が停止されると、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が遮断される。すなわち、第２コンバータＣＯＮＶ２は、図３に示したスイッチＳＷ２の機能を実現する。
【０１５８】
なお、第１コンバータＣＯＮＶ１および第２コンバータＣＯＮＶ２における昇圧動作の制御には、その入力電圧および入力電流がそれぞれ、太陽電池７の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する、ＭＰＰＴ（Maximum  Power  Tracking）制御が適用される。
【０１５９】
判定部５０Ｄは、電流センサ６２からの電池電流Ｉｂ２、およびＳＯＣ検出部３１，３２からのＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、スイッチング指令ＳＥＡ，ＳＥＢを生成する。図１４には、判定部５０Ｄにおける蓄電装置３の充電制御の処理手順が示される。
【０１６０】
図１４を参照して、判定部５０Ｄは、ステップＳ８１により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０Ｄは、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。そして、判定部５０Ｄは、ステップＳ８２では、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較する。
【０１６１】
ＳＯＣ１がＳＯＣ２より小さい場合（ステップＳ８２のＹＥＳ判定時）には、判定部５０Ｄは、ステップＳ８３により、スイッチング指令ＳＥＢを非活性化することにより、第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作を停止させる。さらに、判定部５０Ｄは、ステップＳ８４により、スイッチング指令ＳＥ１を活性化することにより、第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作を実行する。
【０１６２】
ステップＳ８４によって第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作が実行されることにより、ステップＳ８５では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が形成される。これにより、「同時充電」が行なわれる。判定部５０Ｄは、ステップＳ８６では、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが満充電状態に到達していない場合（ステップＳ８６のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【０１６３】
一方、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれか一方が満充電状態に達した場合（ステップＳ８６のＹＥＳ判定時）には、判定部５０Ｄは、ステップＳ８７により、スイッチング指令ＳＥＡを非活性化することにより、第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作を停止させる。これにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電経路が遮断される。
【０１６４】
これに対して、ＳＯＣ１がＳＯＣ２以上である場合（ステップＳ８２のＮＯ判定時）には、判定部５０Ｄは、ステップＳ８８により、スイッチング指令ＳＥＡを非活性化することにより、第１コンバータＣＯＮＶ１の昇圧動作を停止させる。さらに、判定部５０Ｄは、ステップＳ８９により、スイッチング指令ＳＥＢを活性化することにより、第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作を実行する。
【０１６５】
ステップＳ８９によって第２コンバータＣＯＮＶ２が昇圧動作を実行することにより、ステップＳ９０では、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が形成される。これにより、「第２蓄電池充電」が行なわれる。判定部５０Ｄは、ステップＳ９１では、ＳＯＣ２が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）に達したか否かを判定する。ＳＯＣ２が満充電状態に到達していない場合（ステップＳ９１のＮＯ判定時）には、処理を最初に戻す。
【０１６６】
一方、ＳＯＣ２が満充電状態に達した場合（ステップＳ９１のＹＥＳ判定時）には、判定部５０Ｄは、ステップＳ９２により、スイッチング指令ＳＥＢを非活性化することにより、第２コンバータＣＯＮＶ２の昇圧動作を停止させる。これにより、第２蓄電池Ｂ２の充電経路が遮断される。
【０１６７】
このように、蓄電装置３の充電時には、判定部５０Ｄは、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１と第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２とを比較した結果に応じて、第１コンバータＣＯＮＶ１および第２コンバータＣＯＮＶ２の一方を動作させることにより、同時充電および第２蓄電池充電の一方を選択する。なお、第１コンバータＣＯＮＶ１および第２コンバータＣＯＮＶ２の各々を、リアクトルおよび２つのトランジスタから成る、電流可逆型の昇圧チョッパ回路で構成することにより、蓄電装置３の放電制御も行なうことが可能となる。
【０１６８】
［実施の形態３］
図１５は、この発明の実施の形態３による直流システムにおける直流切替装置５Ｅを説明する構成図である。なお、本発明の実施の形態３による直流システムの構成は、図１と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【０１６９】
図１５を参照して、直流切替装置５Ｅは、図３に示す直流切替装置５において、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をさらに設けるとともに、判定部５０に代えて、判定部５０Ｅを設けたものである。
【０１７０】
直流切替装置５Ｅは、「開閉装置」として、正母線ＰＬに介挿接続されるスイッチＳＷ１と、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と正母線ＰＬとを結ぶ電力線に介挿接続されるスイッチＳＷ２と、蓄電池Ｂ１およびＢ２の中点と負母線ＳＬとを結ぶ電力線に介挿接続されるスイッチＳＷ３と、負母線ＳＬに介挿接続されるスイッチＳＷ４とを備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、判定部５０Ｅからのスイッチング指令ＳＥ１〜ＳＥ４に応答して、オンオフ制御される。すなわち、スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、蓄電部Ｂ１，Ｂ２の各々の正極と正母線ＰＬとの間に接続された「複数の第１のスイッチ」に対応し、スイッチＳＷ３およびＳＷ４は、蓄電部Ｂ１，Ｂ２の各々の負極と負母線ＳＬとの間に接続された「複数の第２のスイッチ」に対応する。
【０１７１】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、スイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２に応答して、相補的にオンオフするように制御される。スイッチング指令ＳＥ１とスイッチング指令ＳＥ２との間にはデッドタイムが設けられる。また、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、スイッチング指令ＳＥ３，ＳＥ４に応答して、相補的にオンオフするように制御される。スイッチング指令ＳＥ３とスイッチング指令ＳＥ４との間にはデッドタイムが設けられる。
【０１７２】
本実施の形態３では、蓄電池Ｂ１およびＢ２の残容量ＳＯＣ１およびＳＯＣ２に応じて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフを制御することにより、蓄電池ごとの充放電制御を行なうことができる。具体的には、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４をオン状態とすることによって、「同時充電」または「同時放電」が可能となる。また、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ３をオン状態とすることによって、「第１蓄電池充電」または「第１蓄電池放電」が可能となる。一方、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４をオン状態とすることによって、「第２蓄電池充電」または「第２蓄電池放電」が可能となる。
【０１７３】
判定部５０Ｅは、電流センサ６１，６２からの電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２、およびＳＯＣ検出部３１，３２からのＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１〜ＳＥ４を生成する。具体的には、判定部５０Ｅは、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２に基づいて、蓄電装置３が充電中か放電中かを判定する。判定部５０Ｅは、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２の少なくとも一方が正値のときに蓄電装置３が放電中であると判定し、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２の少なくとも一方が負値のときに蓄電装置３が充電中であると判定する。そして、判定部５０Ｅは、蓄電装置３が充電中であるときには、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、同時充電、第１蓄電池充電、および第２蓄電池充電のうちのいずれか１つを選択する。
【０１７４】
図１６には、実施の形態３による直流切替装置５Ｅにおける蓄電装置３の充電制御の一態様が示される。図１６は、選択された充電動作を実現するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態を示す図である。
【０１７５】
たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲内にある場合、または、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４をオン状態とする。これにより、「同時充電」が行なわれる。
【０１７６】
一方、ＳＯＣ１のみが下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、または、ＳＯＣ２のみが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ３をオン状態とする。これにより、「第１蓄電池充電」が行なわれる。
【０１７７】
また、ＳＯＣ２のみが下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、または、ＳＯＣ１のみが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ２およびＳＷ４をオン状態とする。これにより、「第２蓄電池充電」が行なわれる。
【０１７８】
これに対して、蓄電装置３が放電中であるときには、判定部５０Ｅは、電池Ｂ１，Ｂ２の残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、同時放電、第１蓄電池放電、および第２蓄電池放電のうちのいずれか１つを選択する。
【０１７９】
なお、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の充電中において、いずれか一方の蓄電池のＳＯＣが満充電状態に達した場合には、判定部５０Ｅは、対応するスイッチＳＷをオフ状態とすることによって充電動作を停止させる。
【０１８０】
図１７は、実施の形態３による直流切替装置５Ｅにおける蓄電装置３の放電制御の一態様を示す図である。図１７では、選択された放電動作を実現するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態が示されている。
【０１８１】
たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲内にある場合、または、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４をオン状態とする。これにより、「同時放電」が行なわれる。
【０１８２】
一方、ＳＯＣ２のみが下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、または、ＳＯＣ１のみが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ３をオン状態とする。これにより、「第１蓄電池放電」が行なわれる。
【０１８３】
また、ＳＯＣ１のみが下限値Ｓｍｉｎより小さい場合、または、ＳＯＣ２のみが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ２およびＳＷ４をオン状態とする。これにより、「第２蓄電池放電」が行なわれる。
【０１８４】
なお、蓄電池Ｂ１，Ｂ２の放電中において、いずれか一方の蓄電池のＳＯＣが空状態に達した場合には、判定部５０Ｅは、対応するスイッチＳＷをオフ状態とすることにより、放電動作を停止させる。
【０１８５】
［実施の形態４］
上述した実施の形態３では、蓄電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣに応じて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフを制御することによって蓄電池Ｂ１，Ｂ２の充放電を制御する構成について説明した。実施の形態４では、さらに直接的に蓄電池Ｂ１，Ｂ２の電圧を安定化できるような充放電制御を説明する。
【０１８６】
この発明の実施の形態４による直流システムの構成は、図１５と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。また、直流切替装置５Ｆの構成についても、判定部５０Ｆでの制御構造を除いて、図１５と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【０１８７】
図１８は、この発明の実施の形態４による直流システムにおける直流切替装置５Ｆを説明する構成図である。
【０１８８】
図１８を参照して、直流切替装置５Ｆは、図１６に示す直流切替装置５Ｅにおいて、判定部５０Ｅに代えて、判定部５０Ｆを設けたものである。
【０１８９】
判定部５０Ｆは、ＳＯＣ検出部３１，３２からのＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１，ＳＥ２を生成するとともに、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に対する充放電指令を生成する。この充放電指令には、蓄電装置３の充電を指示するための充電指令、および制御目標値として、充電電流Ｉｃｈの電流目標値Ｉｃｈ＊が含まれる。充放電指令にはさらに、蓄電装置３の放電を指示するための放電指令、および放電電流Ｉｄｃの電流目標値Ｉｄｃ＊が含まれる。
【０１９０】
以下、図面を用いて、本実施の形態４による直流切替装置５Ｆにおける蓄電装置３の充放電制御について説明する。
【０１９１】
図１９は、本実施の形態４による直流切替装置５Ｆにおける充放電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【０１９２】
図１９を参照して、判定部５０Ｆは、ステップＳ６００により、第１ＳＯＣ検出部３１から第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１を取得する。また、判定部５０Ｆは、第２ＳＯＣ検出部３２から第２蓄電池Ｂ２の残容量ＳＯＣ２を取得する。
【０１９３】
そして、判定部５０Ｆは、ステップＳ７００により、取得したＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、各蓄電池の充電要否および放電要否を判定する。具体的には、判定部５０Ｆは、各蓄電池のＳＯＣとＳＯＣ基準範囲（Ｓｍｉｎ〜Ｓｍａｘ）とを比較することにより、蓄電池ごとに充電が必要か、あるいは放電が必要かを判定する。そして、判定部５０Ｆは、各蓄電池の充電要否、および放電要否を総合的に勘案して、「同時充電」、「第１蓄電池充電」、「第２蓄電池充電」、「同時放電」、「第１蓄電池放電」、「第２蓄電池放電」および「充放電停止」のうちのいずれか１つを選択する。判定部５０Ｆは、選択結果に応じて、充電指令および放電指令のいずれか一方を生成する。
【０１９４】
さらに、判定部５０Ｆは、ステップＳ８００により、電池電流Ｉｂ１の電流目標値Ｉｂ１＊、または電池電流Ｉｂ２の電流目標値Ｉｂ２＊を設定する。この電流目標値Ｉｂ１＊，Ｉｂ２＊には、充電電流Ｉｃｈの電流目標値Ｉｃｈ＊と、放電電流Ｉｄｃの電流目標値Ｉｄｃ＊とが含まれる。
【０１９５】
判定部５０Ｆは、ステップＳ７００およびＳ８００で生成された充電指令／放電指令および電流目標値Ｉｂ１＊（またはＩｂ２＊）に基づいて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２に対して充放電指令を発生する。
【０１９６】
そして、判定部５０Ｆは、ステップＳ９００では、上記ステップＳ７００での選択結果に基づいて、スイッチング指令ＳＥ１〜ＳＥ４を発生する。このスイッチング指令ＳＥ１〜ＳＥ４に応答して、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフが制御されることにより、蓄電池Ｂ１およびＢ２の充放電経路、第１蓄電池Ｂ１の充放電経路、および第２蓄電池Ｂ２の充放電経路のいずれかが形成される。
【０１９７】
なお、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２においては、判定部５０Ｆから充放電指令を受けると、制御部２５は、電流センサ６１（または６２）からの電池電流Ｉｂ１（またはＩｂ２）が電流目標値Ｉｂ１＊（またはＩｂ２＊）となるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成して、双方向インバータ２０を制御する。
【０１９８】
図２０には、本実施の形態４による直流切替装置５Ｆにおける蓄電装置３の充放電制御の一態様が示される。
【０１９９】
上述したように、第１蓄電池Ｂ１の残容量ＳＯＣ１および第２蓄電池Ｂ２のＳＯＣ２に応じて、同時充電、第１蓄電池充電、第２蓄電池充電、同時放電、第１蓄電池放電、第２蓄電池放電、および充放電停止のうちのいずれか１つが選択される。図２１では、選択された充電動作または放電動作を実現するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態と、電流目標値Ｉｂ１＊，Ｉｂ２＊（充電電流目標値Ｉｃｈ＊または放電電流目標値Ｉｄｃ＊）とが示されている。
【０２００】
たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲の下限値Ｓｍｉｎより小さい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４をオン状態とするとともに、充電電流目標値Ｉｃｈ＊を５Ａとする。これにより、充電電流Ｉｃｈ＝５Ａで「同時充電」が行なわれる。
【０２０１】
これに対して、ＳＯＣ１がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ２が下限値Ｓｍｉｎより小さい場合には、スイッチＳＷ２およびＳＷ４をオン状態とするとともに、充電電流目標値Ｉｃｈ＊を５Ａとする。これにより、充電電流Ｉｃｈ＝５Ａで「第２蓄電池充電」が行なわれる。
【０２０２】
また、ＳＯＣ２がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ１が下限値Ｓｍｉｎより小さい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ３をオン状態とするとともに、充電電流目標値Ｉｃｈ＊を４Ａとする。これにより、充電電流Ｉｃｈ＝４Ａで「第１蓄電池充電」が行なわれる。
【０２０３】
また、ＳＯＣ１がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ２がＳＯＣ基準範囲の上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ２およびＳＷ４をオン状態とするとともに、放電電流目標値Ｉｄｃ＊を５Ａとする。これにより、放電電流Ｉｄｃ＝５Ａで「第２蓄電池放電」が行なわれる。
【０２０４】
一方、ＳＯＣ２がＳＯＣ基準範囲内にある一方で、ＳＯＣ１が上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ３をオン状態とするとともに、放電電流目標値Ｉｄｃ＊を３Ａとする。これにより、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで「第１蓄電池放電」が行なわれる。
【０２０５】
また、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもが上限値Ｓｍａｘより大きい場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４をオン状態とするとともに、放電電流目標理Ｉｄｃ＊を５Ａとする。これにより、放電電流Ｉｄｃ＝５Ａで「同時放電」が行なわれる。
【０２０６】
さらに、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２のいずれもがＳＯＣ基準範囲内にある場合には、スイッチンＳＷ１およびＳＷ４をオン状態とするとともに、電流目標値Ｉｂ＊を０Ａとする。この場合、蓄電装置３には電流が流れず、「充放電停止」の状態となる。
【０２０７】
なお、図２０に示した構成では、各蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ基準範囲内であるか否かに基づいて、蓄電装置３の充放電制御を切替えることとしたが、充放電制御を切替える判定基準はこれに限定されず、より多くの判定基準を設定してもよい。たとえば、ＳＯＣ１およびＳＯＣ２の大小関係をさらに含めるようにしてもよい。
【０２０８】
このように、本発明の実施の形態４による直流切替装置によれば、直列接続された複数の蓄電池の各々のＳＯＣに応じて、充電対象（または放電対象）となる蓄電池を選択するとともに、当該蓄電池の充放電電流を制御することができる。これにより、各々のＳＯＣがＳＯＣ基準範囲に維持されるように、複数の蓄電池の充放電を制御することができる。その結果、蓄電装置は、直流バスに電源電圧を安定して供給することができる。
【０２０９】
（直流システムの構成例）
上記の実施の形態１〜４では、直流システムの一例として、直流バス１に蓄電装置３、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２、および直流負荷６が接続される構成について説明した。しかしながら、本発明の適用はこのような直流システムに限定されるものではない。具体的には、少なくとも、直列接続された複数の蓄電部からなる蓄電装置、および直流バスに入出力される電力を制御可能に構成された電力変換装置が直流バスに接続されていれば、本発明を適用することが可能である。
【０２１０】
なお、本発明の実施の形態では、電力変換装置の一例として、直流バスおよび系統電力の間で双方向に電力変換を行なう双方向ＤＣ／ＡＣ変換器について説明したが、直流バスから受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力へ供給するためのＤＣ／ＡＣ変換器と、系統電力から受ける交流電力を直流バスに変換して直流バスへ供給するためのＡＣ／ＤＣ変換器とを備える電力変換装置についても本発明を適用することが可能である。あるいは、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器に代えて、あるいは双方向ＤＣ／ＡＣ変換器に加えて、直流バスおよび分散電源装置の間で電圧変換するＤＣ／ＤＣ変換器を備える構成としても、本発明を適用することが可能である。なお、直流システムが、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器およびＤＣ／ＤＣ変換器を備える場合、直流切替装置は、これらの電力変換器のいずれか一方と蓄電装置との間に設ける構成とすればよい。
【０２１１】
また、実施の形態１〜４では、各蓄電池のＳＯＣを検出するためのＳＯＣ検出部を蓄電装置が有することとしたが、直流切替装置がＳＯＣ検出部を有することとしてもよい。この場合、直流切替装置は、各蓄電池の電池電圧および電池電流を取得すると、その取得された情報に基づいて蓄電池のＳＯＣを推定する。
【０２１２】
さらに、実施の形態２および４では、直流切替装置が電力変換装置に対して充放電指令を発生する構成について説明したが、直流切替装置が電力変換装置の機能を備える構成としてもよい。すなわち、直流切替装置は、直流バスに接続する蓄電池を切替えるとともに、この直流バスに入出力される電力を制御可能に構成される。
【０２１３】
また、実施の形態１〜４では、直流切替装置を１つの独立した装置として説明したが、蓄電装置および電力変換装置の一方に直流切替装置を内蔵する構成としてもよい。言い換えれば、本発明による直流切替装置を備えた蓄電装置や、本発明による直流切替装置を備えた電力変換装置も本発明の範囲に含まれる。
【０２１４】
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、上記した実施の形態の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。
【符号の説明】
【０２１５】
１  直流バス、２  双方向ＤＣ／ＡＣ変換器、３  蓄電装置、４  系統電力、５，５Ａ〜５Ｆ  直流切替装置、６  直流負荷、７  太陽電池、１１，１２，２４  電圧センサ、２０  双方向インバータ、２２，６１，６２  電流センサ、２５  制御部、３１，３２  ＳＯＣ検出部、５０，５０Ａ〜５０Ｆ  判定部、Ｂ１，Ｂ２  蓄電池、ＳＷ１〜ＳＷ４，ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ｃ  スイッチ、ＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２  コンバータ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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