(57)【要約】【課題】蓄電機能を有する電動車両に充電された電力を商用電力の停電時に家庭等に供給可能な充放電装置を提供する。【解決手段】蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電器３であって、給電される電力を用いて、電気自動車２の放電を制御する充放電器制御部４２と、電力系統７から充放電器制御部４２への電力給電が停止したとき、その給電停止のタイミングを起点として充放電器制御部４２への電力給電を開始する補助バッテリー４７とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電装置であって、
給電される電力を用いて、前記電動車両の放電を制御する制御部と、
主電源から前記制御部への主電力の給電が停止したとき、当該主電力給電停止のタイミングを起点として前記制御部への補助電力の給電を開始する補助電源と
を備えることを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
前記補助電源はさらに、前記電動車両から前記制御部への放電電力の給電が開始したとき、当該放電電力給電開始のタイミングを起点として前記制御部への補助電力の給電を停止す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】
前記補助電源は、少なくとも、前記主電力給電停止のタイミングから当該放電電力給電開始のタイミングまでの間において、前記補助電力を用いて、前記制御部が前記電動車両の放電を制御可能となるような電力容量を有することを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
【請求項４】
前記主電源、前記補助電源および前記電動車両のうちの一つから前記制御部へ給電するための給電経路を設定する設定部をさらに備えることを特徴とする請求項２または３に記載の充放電装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記補助電源と前記制御部との間を接続する第１給電線を有し、
前記給電経路は、前記主電源が前記第１給電線へ前記主電力を給電する場合には、前記補助電源からの前記補助電力に代えて、前記主電力を前記制御部に給電する一方、前記電動車両が前記第１給電線へ前記放電電力を給電する場合には、前記補助電源からの前記補助電力に代えて、前記放電電力を前記制御部に給電すべく、前記設定部により設定されることを特徴とする請求項４に記載の充放電装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記主電源と接続する第２給電線と、
前記電動車両と接続する第３給電線と、
前記第２給電線または前記第３給電線を前記第１給電線に接続する接続部と
をさらに有し、
前記補助電力の電圧値は、前記主電力および前記放電電力の各電圧値よりも低く、
前記接続部は、前記主電力給電停止のタイミングを起点として前記第３給電線を前記第１給電線に接続することを特徴とする請求項５に記載の充放電装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記主電力給電停止が検知されると、前記接続部を用いて、前記第３給電線を前記第１給電線に接続することを特徴とする請求項６に記載の充放電装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記主電力の電圧値から前記補助電力の電圧値への電圧値変化を前記主電力給電停止として検知することを特徴とする請求項７に記載の充放電装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記主電源から前記主電力が出力されているか否かを監視する監視部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の充放電装置。
【請求項１０】
前記主電源と前記第２給電線との間に接続されており、前記主電力を電力変換する主電力変換器と、
前記電動車両と前記第３給電線との間に接続されており、前記放電電力を電力変換する放電電力変換器とをさらに備えることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の充放電装置。
【請求項１１】
前記設定部は、
前記主電源と接続する第２給電線と、
前記電動車両と接続する第３給電線と、
前記第１給電線と前記第２給電線との間に接続されており、前記第２給電線から前記第１給電線に向かう方向に電流を流す第１整流素子と、
前記第１給電線と前記第３給電線との間に接続されており、前記第３給電線から前記第１給電線に向かう方向に電流を流す第２整流素子と
をさらに有し、
前記主電力の電圧値、前記放電電力の電圧値および前記補助電力の電圧値は、この順に、低くなることを特徴とする請求項５に記載の充放電装置。
【請求項１２】
前記電動車両と前記第３給電線との間に接続されており、前記放電電力を電力変換する放電電力変換器をさらに備え、
前記放電電力変換器は、前記制御部により、自身が電力変換を行なうか否かを制御されることを特徴とする請求項１１に記載の充放電装置。
【請求項１３】
前記主電源と前記第２給電線との間に接続されており、前記主電力を電力変換する主電力変換器をさらに備えることを特徴とする請求項１１または１２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、蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）といった電動車両の蓄電機能を活用しようとする動きが活発化し始めている。震災時など非常時に電力系統が停電したとき、電気自動車等に用いる２次電池に蓄えられた電力を家庭や電力網に供給するものである。このような電動車両には、単なる移動手段というだけではなく、災害時や停電時における電力確保のための役割が期待されて来ている。
【０００３】
このような状況を考慮して、震災時など非常時に電力系統が停電した場合に、電気自動車の電力を家庭内の負荷機器へ供給できる家庭用電力供給システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このシステムでは、停電などの非常時に、車両用蓄電池から住宅用電気機器への電力供給が可能となる。
【０００４】
また、車載バッテリーの充電中に停電が発生した場合、充電器および電動車両間の充電制御を的確に行なうことが可能な充電システムが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この充電システムでは、電気自動車は、補助バッテリーから出力される制御用電力を、停電用の制御用電力として、車両側コネクタを介して充電器に供電する。充電器は、交流電源が停電した場合に、充電器の制御・通信系への制御用電力源を、制御用電源から電気自動車の補助バッテリーに切り替えるとともに、電気自動車と通信して電気自動車と所定の充電終了手順を実施する。このため、車載バッテリーの充電中に停電が発生した場合でも、充電器および電気自動車間の充電制御を的確に行なうことができる。停電時に電気自動車側の制御用電源を利用することにより、充電器側に別途バックアップ用のバッテリーを搭載する必要がなくなるので、充電器の製造コストを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７８２３４号公報（１９９９年７月２日公開）
【特許文献２】特開２０１０―２３９８５０号公報（２０１０年１０月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の家庭用電力供給システムでは、電力系統の停電時に、電気自動車の電力を家庭内の負荷機器へ供給するためには、電気自動車に接続される充放電器に電力を供給しなければならない。しかしながら、充放電器は家庭用電源から電力供給されており、停電時には充放電器への電力供給が停止してしまう。このため、停電時に充放電器に電力供給する手段が必須となるが、その手段については特許文献１には記載されていない。
【０００７】
一方、特許文献２の充電システムでは、電気自動車は、補助バッテリーから出力される制御用電力を、停電用の制御用電力として、車両側コネクタを介して充電器に供電する。このため、停電時、充電器への電力供給は確保することができる。しかしながら、上述の制御用電力を電気自動車側から充放電器側へと供電するための制御電力用ラインは、停電時のみに利用されるものである。このような制御電力用ラインは、電気自動車および充放電器のいずれにも設けなければならず、電気自動車および充放電器の製造コストの増大を招くことになる。
【０００８】
本発明の目的は、蓄電機能を有する電動車両に充電された電力を商用電力の停電時に家庭等に供給可能な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】
【０００９】
本発明に係る充放電装置は、蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電装置であって、給電される電力を用いて、前記電動車両の放電を制御する制御部と、主電源から前記制御部への主電力の給電が停止したとき、当該主電力給電停止のタイミングを起点として前記制御部への補助電力の給電を開始する補助電源とを備える。
【００１０】
上記構成において、主電源から主電力が給電されている場合であれば、その主電力を用いて制御部は電動車両の放電を制御し、電動車両から放電される電力を家庭等に供給することができる。
【００１１】
しかし、主電源からの主電力給電が停止すると、その代わりの電力給電が無い限り、制御部は電動車両の放電を制御することができない。
【００１２】
上記構成によれば、主電源からの電力給電が停止した場合でも、その停止のタイミングを起点として制御部への補助電力の給電を開始することができる。
【００１３】
したがって、制御部は、主電力の給電の代わりに、補助電力の給電を受けることができるので、主電源の停電時であっても、電動車両の放電を制御することができる。
【００１４】
それゆえ、主電源の停電時、電動車両の放電を制御し、電動車両から放電される電力を家庭等に供給することができる。
【００１５】
前記充放電装置において、前記補助電源はさらに、前記電動車両から前記制御部への放電電力の給電が開始したとき、当該放電電力給電開始のタイミングを起点として前記制御部への補助電力の給電を停止することが好ましい。
【００１６】
前記充放電装置において、前記補助電源は、少なくとも、前記主電力給電停止のタイミングから当該放電電力給電開始のタイミングまでの間において、前記補助電力を用いて、前記制御部が前記電動車両の放電を制御可能となるような電力容量を有することがより好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、補助電源は、主電源からの主電力の給電停止から、電動車両からの放電電力の給電開始までの間において、制御部に電力給電を行なうことになる。すなわち、補助電源は、少なくとも、主電源からの電力給電停止のタイミングから電動車両からの電力給電開始のタイミングまでの間において、制御部が電動車両の放電を制御可能となるような電力容量を有していれば良いことになる。
【００１８】
それゆえ、補助電源の容量の少量化を図ることができ、ひいては、充放電装置の製造コストを削減することができる。
【００１９】
前記充放電装置において、前記主電源、前記補助電源および前記電動車両のうちの一つから前記制御部へ給電するための給電経路を設定する設定部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、主電源、補助電源および電動車両のうちの一つから制御部へ給電するための給電経路を設定することができる。
【００２１】
前記充放電装置において、前記設定部は、前記補助電源と前記制御部との間を接続する第１給電線を有し、前記給電経路は、前記主電源が前記第１給電線へ前記主電力を給電する場合には、前記補助電源からの前記補助電力に代えて、前記主電力を前記制御部に給電する一方、前記電動車両が前記第１給電線へ前記放電電力を給電する場合には、前記補助電源からの前記補助電力に代えて、前記放電電力を前記制御部に給電すべく、前記設定部により設定されることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、主電源が第１給電線へ主電力を給電する場合および電動車両が第１給電線へ放電電力を給電する場合には、補助電力に代えて、各々の電力を制御部に給電し、それ以外の場合には補助電力を制御部に給電することができる。
【００２３】
前記充放電装置において、前記設定部は、前記主電源と接続する第２給電線と、前記電動車両と接続する第３給電線と、前記第２給電線または前記第３給電線を前記第１給電線に接続する接続部とをさらに有し、前記補助電力の電圧値は、前記主電力および前記放電電力の各電圧値よりも低く、前記接続部は、前記主電力給電停止のタイミングを起点として前記第３給電線を前記第１給電線に接続することが好ましい。
【００２４】
前記充放電装置において、前記制御部は、前記主電力給電停止が検知されると、前記接続部を用いて、前記第３給電線を前記第１給電線に接続することが好ましい。
【００２５】
前記充放電装置において、前記制御部は、前記主電力の電圧値から前記補助電力の電圧値への電圧値変化を前記主電力給電停止として検知することが好ましい。
【００２６】
前記充放電装置において、前記制御部は、前記主電源から前記主電力が出力されているか否かを監視する監視部をさらに備えることが好ましい。
【００２７】
前記充放電装置において、前記主電源と前記第２給電線との間に接続されており、前記主電力を電力変換する主電力変換器と、前記電動車両と前記第３給電線との間に接続されており、前記放電電力を電力変換する放電電力変換器とをさらに備えることが好ましい。
【００２８】
前記充放電装置において、前記設定部は、前記主電源と接続する第２給電線と、前記電動車両と接続する第３給電線と、前記第１給電線と前記第２給電線との間に接続されており、前記第２給電線から前記第１給電線に向かう方向に電流を流す第１整流素子と、前記第１給電線と前記第３給電線との間に接続されており、前記第３給電線から前記第１給電線に向かう方向に電流を流す第２整流素子とをさらに有し、前記主電力の電圧値、前記放電電力の電圧値および前記補助電力の電圧値は、この順に、低くなることが好ましい。
【００２９】
前記充放電装置において、前記電動車両と前記第３給電線との間に接続されており、前記放電電力を電力変換する放電電力変換器をさらに備え、前記放電電力変換器は、前記制御部により、自身が電力変換を行なうか否かを制御されることが好ましい。
【００３０】
前記充放電装置において、前記主電源と前記第２給電線との間に接続されており、前記主電力を電力変換する主電力変換器をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係る充放電装置は、蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電装置であって、
給電される電力を用いて、前記電動車両の放電を制御する制御部と、
主電源から前記制御部への主電力の給電が停止したとき、当該主電力給電停止のタイミングを起点として前記制御部への補助電力の給電を開始する補助電源と
を備える。
【００３２】
それゆえ、蓄電機能を有する電動車両に充電された電力を商用電力の停電時に家庭等に供給可能であるというという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る充放電システムの概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、当該充放電システムの概略構成を示す斜視図であり、（ｃ）は、充放電コネクタの構成を示す斜視図である。
【図２】上記充放電システムのさらに詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】上記電気自動車の充放電ポートの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る充放電器の設定部の概略構成を示す説明図である。
【図５】上記設定部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る充放電器の設定部の概略構成を示す説明図である。
【図７】上記設定部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係る充放電器の設定部の概略構成を示す説明図である。
【図９】補助バッテリーの概略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】
【００３４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３５】
以下で説明する実施形態では、一例として、本発明の充放電装置により充放電される電動車両を、電気自動車（ＥＶ）に適用した場合について説明する。ただし、本発明の充放電装置による充放電される電動車両は、上記の例に限定されず、大容量の２次電池を搭載する（蓄電機能を有する）ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグイン・ハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、あるいは、２次電池を搭載する（蓄電機能を有する）燃料電池車（ＦＣＶ）であってもよい。
【００３６】
（充放電システムの概略）
図１の（ａ）は、本実施形態に係る充放電システム１の概略構成を示すブロック図である。充放電システム１は、電気自動車（電動車両）２と、充放電器（充放電装置）３と、電力系統（主電源）７と、負荷機器８とを具備している。
【００３７】
電気自動車２は、駆動用バッテリー２１を備えている。駆動用バッテリー２１に蓄えられた電力を図示しない電気モータに供給して、当該電気モータを駆動することにより、電気自動車２は走行する。また、電気自動車２は、充放電器３への放電を行なう機能を有している。
【００３８】
充放電器３は、例えば、一般家庭の電気自動車２の駐車スペースに設置され、電気自動車２への充電を行なう機能、および電気自動車２からの放電を受け入れる機能を有している。充放電器３は、本体部４と、充放電ケーブル５と、充放電コネクタ（コネクタ）６と、を備えている。電気自動車２および充放電器３のさらに詳細な構成は、後述する。
【００３９】
本体部４は、ＡＣバス９を介して電力系統７および家電製品などの負荷機器８に接続されている。
【００４０】
図１の（ｂ）は、充放電システム１の概略構成を示す斜視図である。充放電コネクタ６を電気自動車２の充放電ポート２２に接続することにより、電気自動車２と充放電器３の本体部４とが電気的に接続される。
【００４１】
図１の（ｃ）は、充放電コネクタ６の構成を示す斜視図である。充放電コネクタ６には、レバー６１が設けられている。レバー６１を握りながら、先端部６２を充放電ポート２２の所定の深さまで差し込むことにより、充放電ポート２２が電気自動車２に接続される。
【００４２】
（電気自動車の構成）
図２は、充放電システム１のさらに詳細な構成を示すブロック図である。電気自動車２は、上述の駆動用バッテリー２１および充放電ポート２２と、コンタクタ２３と、ＥＶ通信部２４と、当該ＥＶ通信部２４を含むＥＶ制御部２５と、を備えている。
【００４３】
駆動用バッテリー２１は、図示しない電気モータに供給するための電力を蓄える大容量の蓄電池である。
【００４４】
コンタクタ２３は、駆動用バッテリー２１と充放電ポート２２との間の電流路の開閉を行なう電磁接触器である。
【００４５】
ＥＶ通信部２４は、充放電コネクタ６が充放電ポート２２に接続された場合に、充放電器３の充放電器通信部４５と電気的に接続される。ＥＶ通信部２４と充放電器通信部４５との間では、例えば、充放電器３の定格電力や、駆動用バッテリー２１の電圧・残量を示す情報等が送受信される。
【００４６】
図３は、充放電ポート２２の平面図である。図３に示すように、充放電ポート２２は、高電圧電力ポートＰ１および通信ポートＰ２を備えている。また、図２に示すように、高電圧電力ポートＰ１は、コンタクタ２３を介して駆動用バッテリー２１に電気的に接続されており、通信ポートＰ２は、ＥＶ通信部２４に電気的に接続されている。
【００４７】
（充放電器の構成）
充放電器３は、電気自動車２の駆動用バッテリー２１への充電を行なう機能、および、電気自動車２の駆動用バッテリー２１からの放電を受け入れる機能を有している。充放電器３の本体部４は、主回路部４１と、充放電器制御部（制御部）４２と、主電力変換器（主電源）４３と、放電電力変換器４４と、充放電器制御部４２に含まれる充放電器通信部４５と、設定部４６ａと、補助バッテリー（補助電源）４７と、を備えている。
【００４８】
主回路部４１は、スイッチ素子のスイッチング動作により、電流路の電圧および電流のうちの少なくとも１つを制御するものである。電気自動車２への充電時には、電力系統７からの電力が主回路部４１を介して、駆動用バッテリー２１に供給される。このとき、主回路部４１は、電力系統７からの交流電力を直流電力に変換する。一方、電気自動車１２を外部電源として使用する場合は、駆動用バッテリー２１からの放電電力が、主回路部４１を介して負荷機器８に供給される。このとき、主回路部４１は、駆動用バッテリー２１からの直流電力を交流電力に変換する。
【００４９】
充放電器制御部４２は、主回路部４１のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力することにより、電気自動車２への充電、および電気自動車２からの放電電力の受け入れを制御する。具体的には、充電時において、充放電器制御部４２は、主回路部４１が、ＡＣバス９からの電力を、所定の電圧に変換して電気自動車２に供給するように制御する。一方、放電時において、充放電器制御部４２は、主回路部４１が、電気自動車２から供給される高圧電力を、所定の電圧に変換してＡＣバス９に供給するように制御する。
【００５０】
主電力変換器４３は、ＡＣバス９または主回路部４１から供給される電力を、低電圧の制御電力（主電力）に変換して充放電器制御部４２に供給する。このとき、ＡＣバス９または主回路部４１から供給される電力は交流電力であるため、主電力変換器４３により、直流電力に変換される。
【００５１】
放電電力変換器４４は、電気自動車２から供給される電力を、低電圧の制御電力（放電電力）に変換して充放電器制御部４２に供給する。なお、本実施の形態においては、放電電力変換器４４を必ずしも設ける必要は無い。放電電力変換器４４が無い場合には、電気自動車２から供給される直流電力を主回路部４１により交流電力に変換し、主電力変換器４３により再び直流電力に変換して充放電器制御部４２に供給するようにしてもよい。
【００５２】
充放電器通信部４５は、充放電コネクタ６が充放電ポート２２に接続された状態で、電気自動車２のＥＶ通信部２４と、必要な情報を送受信する。
【００５３】
本体部４は、ＡＣバス９を介して電力系統７および家電製品などの負荷機器８に接続されている。充放電コネクタ６が電気自動車２の充放電ポート２２に接続されることにより、主回路部４１と、駆動用バッテリー２１とが、コンタクタ２３を介して電気的に接続される。また、充放電器通信部４５とＥＶ通信部２４とが電気的に接続され、ＥＶ通信部２４と充放電器通信部４５との間で、例えば、充放電器３の定格電力や、駆動用バッテリー２１の電圧・残量を示す情報等が送受信される。
【００５４】
充放電コネクタ６は、高電圧電力ポートＰ４および通信ポートＰ５を備えている。充放電コネクタ６が充放電ポート２２に接続された状態において、高電圧電力ポートＰ４および通信ポートＰ５は、それぞれ充放電ポート２２の高電圧電力ポートＰ１および通信ポートＰ２と接触する。
【００５５】
高電圧電力ポートＰ４は主回路部４１に電気的に接続されており、通信ポートＰ５は充放電器通信部４５に電気的に接続されている。
【００５６】
設定部４６ａは、充放電器制御部４２へ電力を給電可能な、主電力変換器４３、放電電力変換器４４および補助バッテリー４７のうちの一つから、充放電器制御部４２へ電力を給電するための給電経路を設定するためのものである。設定部４６ａは、主電力変換器４３、放電電力変換器４４、補助バッテリー４７および充放電器制御部４２の各々と接続されている。設定部４６ａは、後述するように、主電力変換器４３、放電電力変換器４４、補助バッテリー４７のうちの一つを用いて、充放電器制御部４２に給電する。
【００５７】
図４は、設定部４６ａの概略構成図である。図４に示すように、設定部４６ａは、充放電器制御部４２と補助バッテリー４７との間を接続する第１給電線５１ａと、主電力変換器４３と接続する第２給電線５２ａと、放電電力変換器４４と接続する第３給電線５３ａと、スイッチ（接続部）５４と、を有している。
【００５８】
第１給電線５１ａは、スイッチ５４の動作により、第２給電線５２ａまたは第３給電線５３ａと接続される。第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとが接続されると、主電力変換器４３から給電される制御電力が、第２給電線５２ａおよび第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に給電される。この場合、設定部４６ａは、第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとを用いて、主電力変換器４３の制御電力を充放電器制御部４２へ給電するための給電経路を設定したことになる。
【００５９】
一方、第１給電線５１ａと第３給電線５３ａとが接続されると、放電電力変換器４４から給電される制御電力が、第３給電線５３ａおよび第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に給電される。この場合、この場合、設定部４６ａは、第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとを用いて、主電力変換器４３の制御電力を充放電器制御部４２へ給電するための給電経路を設定したことになる。
【００６０】
ここで、第１給電線５１ａには、スイッチ５４の動作により、上述の主電力変換器４３および放電電力変換器４４のいずれか一方が接続されると共に、補助バッテリー４７が常時接続されている。補助バッテリー４７は、電気自動車２の駆動用バッテリー２１とは異なり、小容量の蓄電池である。特に、補助バッテリー４７は、主電力変換器４３および放電電力変換器４４の各制御電力の電圧値よりも低い電圧値のものを用意する。例えば、補助バッテリー４７の電力の電圧値が１２Ｖ、主電力変換器４３および放電電力変換器４４の各制御電力の電圧値が１３Ｖの如くである。
【００６１】
補助バッテリー４７の電力の電圧値が主電力変換器４３および放電電力変換器４４の各制御電力の電圧値よりも低いので、例えば、スイッチ５４により、第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとが接続されている場合においては、主電力変換器４３の制御電力が充放電器制御部４２に給電されることになる。同様に、スイッチ５４により、第１給電線５１ａと第３給電線５３ａとが接続されている場合においては、放電電力変換器４４の制御電力が充放電器制御部４２に給電されることになる。
【００６２】
言い換えると、補助バッテリー４７から放電される電力が第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に給電されるのは、以下のいずれかの場合となる。
（１）第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとが接続されているときであれば、主電力変換器４３から制御電力が給電されないとき
（２）第１給電線５１ａと第３給電線５３ａとが接続されているときであれば、放電電力変換器４４から制御電力が給電されないとき
スイッチ５４の切替動作は、充放電器制御部４２により制御されている。充放電器制御部４２は、主電力変換器４３からの制御電力を自身に給電させる場合であれば、スイッチ５４を用いて、第１給電線５１ａに第２給電線５２ａを接続することになる。一方、放電電力変換器４４からの制御電力を自身に給電させる場合であれば、スイッチ５４を用いて、第１給電線５１ａに第３給電線５３ａを接続することになる。
【００６３】
ここで、図９に、補助バッテリー４７の概略構成を示す。図９に示すように、補助バッテリー４７は、バッテリー本体部７１と、ダイオード７２と、スイッチ７３とを有している。補助バッテリー４７においては、バッテリー本体部７１を充放電器制御部４２との間に、主電力変換器４３または放電電力変換器４４（ここでは、両者を併せて、単に「変換器」と呼ぶ。）からバッテリー本体部７１への逆流を防止するためのダイオード７２が設けられている。ダイオード７２は、このような逆流を防止することにより、バッテリー本体部７１の過充電を防止する。
【００６４】
ダイオード７２を設けなければ、バッテリー本体部７１と変換器との出力電圧に電圧差がある場合、変換器側からバッテリー本体部７１側に充電電流が流れ、バッテリー本体部７１が変換器の電圧に近づく、あるいは、バッテリー本体部７１と変換器とが同じ電圧になってしまう。この場合、小容量の補助バッテリー４７は過充電されてしまう。
【００６５】
なお、上述の逆流を防止するという観点からは、ダイオード７２に代えて、抵抗器を用いても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、後述するように、例えば主電力変換器４３の制御電力を用いて、補助バッテリー４７の充電を行なうことも可能である。この場合、スイッチ７３を用いて、設定部４６ａとバッテリー本体部７１とを短絡させればよい。このスイッチ７３の切替は、例えば、充放電器制御部４２が行なえばよい。
【００６７】
次に、図４および図５を用いて、設定部４６ａの動作について説明する。図５は、図４の設定部４６ａの動作を説明するためのフローチャートである。
【００６８】
図５に示すように、先ず、充放電器制御部４２は、スイッチ５４を用いて、第１給電線５１ａと第２給電線５２ａとを接続する（ステップＳ１０１）。本ステップＳ１０１において、電力系統７から電力が給電されていれば、主電力変換器４３から制御電力が第２給電線５２ａに給電され、その制御電力が、第２給電線５２ａ、第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に給電される。第１給電線５１ａには補助バッテリー４７が接続されているが、補助バッテリー４７の電力の電圧値が主電力変換器４３の制御電力の電圧値より低いので、主電力変換器４３の制御電力が第１給電線５１ａを介して充放電器制御部４２に給電されることになる。このとき、主電力変換器４３の制御電力を用いて、補助バッテリー４７の充電を行なっても良い。
【００６９】
次に、震災時など非常時に電力系統７が停電すると、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止する（ステップＳ１０２）。本ステップＳ１０２において、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止した場合、その代わりとなる電力の給電が必要となる。
【００７０】
次に、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止すると、第１給電線５１ａに接続されている補助バッテリー４７からの電力の給電が開始する（ステップＳ１０３）。本ステップＳ１０３においては、主電力変換器４３からの制御電力の停止のタイミングを起点として、補助バッテリー４７からの電力の給電が開始する。補助バッテリー４７からの給電を停止させていた、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止したからである。
【００７１】
本ステップＳ１０３により、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止しても、その停止のタイミングを起点として、補助バッテリー４７からの電力の給電が引き続き行なわれることになる。充放電器制御部４２には、このような電力給電の連係により、主電力変換器４３からの制御電力の給電の停止、すなわち、電力系統７の停電の後も、引き続き電力の給電が行なわれることになる。
【００７２】
次に、充放電器制御部４２は、第１給電線５１ａを介して給電される電力の電圧値の変化を検知する（ステップＳ１０４）。本ステップＳ１０４においては、例えば、主電力変換器４３の制御電力の電圧値が１３Ｖ、補助バッテリー４７の電力の電圧値が１２Ｖであれば、充放電器制御部４２は、それらの差である「１Ｖ」の電圧値の変化を検知する。充放電器制御部４２は、この電圧値の変化を検知することにより、主電力変換器４３からの制御電圧の給電の停止、つまり、電力系統７の停電を認識する。例えば、このような検知を行なうために、充放電器制御部４２は、主電力変換器４３から給電される制御電力の電圧値と補助バッテリー４７から給電される補助電力の電圧値とを予め認識していても良い。
【００７３】
次に、充放電器制御部４２は、第１給電線５１ａを介して給電される電力の電圧値の変化を検知すると、スイッチ５４を用いて、第２給電線５２ａに代えて、第３給電線５３ａを、第１給電線５１ａに接続する（ステップＳ１０５）。本ステップＳ１０５においては、充放電器制御部４２は、主電力変換器４３に変えて、放電電力変換器４４からの制御電力の給電を受けるべく、第１給電線５１ａの接続先を、主電力変換器４３が接続されている第２給電線５２ａから第３給電線５３ａに切り替える。
【００７４】
ここで、電気自動車２が充放電器３に接続されていなければ、放電電力変換器４４からの制御電力の給電は行なわれない。上述したとおり、主電力変換器４３からの制御電力の給電停止の後、補助バッテリー４７からの電力の給電が継続されている。充放電器制御部４２の動作は、この電力の給電により、継続する。本ステップＳ１０５においては、電力系統７の停電の後であっても、充放電器制御部４２は、主回路部４１のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力し、電気自動車２からの放電電力の受け入れを制御することが可能となる。
【００７５】
そして、充放電器制御部４２の制御により、電気自動車２からの放電電力の受け入れが開始すると、放電電力変換器４４からの制御電力の給電が開始する（ステップＳ１０６）。本ステップＳ１０６においては、スイッチ５４を用いて、第１給電線５１ａに第３給電線５３ａが接続されている。第３給電線５３ａを介して、放電電力変換器４４からの制御電力が給電されると、第１給電線５１ａに接続された補助バッテリー４７からの電力給電は停止する。第１給電線５１ａへの放電電力変換器４４からの制御電力の給電が開始したからである。例えば、放電電力変換器４４からの制御電力の電圧値が１３Ｖ、補助バッテリー４７からの電力の電圧値が１２Ｖであれば、電圧値の高い、放電電力変換器４４からの制御電力が第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に給電されることになる。
このとき、放電電力変換器４４からの制御電力を用いて、補助バッテリー４７の充電を行なっても良い。
【００７６】
このように補助バッテリー４７は、主電力変換器４３からの制御電力の給電停止から、放電電力変換器４４からの制御電力の給電開始までの間において、第１給電線５１ａを介して、充放電器制御部４２に電力給電を行なうことになる。すなわち、補助バッテリー４７は、少なくとも、主電力変換器４３からの電力給電停止のタイミングから放電電力変換器４４からの電力給電開始のタイミングまでの間において、充放電器制御部４２が電気自動車２の放電を制御可能となるような電力容量を有していれば良いことになる。このことは、補助バッテリー４７の容量の少量化を図ることができ、ひいては、充放電器３の製造コストを削減することができる。
【００７７】
以上説明したように、充放電器３によれば、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止した場合でも、補助バッテリー４７からの電力給電を継続させることができる。このため、充放電器制御部４２の動作を停止させることなく、放電電力変換器４４からの制御電力の給電を開始させることができる。
【００７８】
また、補助バッテリー４７は、主電力変換器４３の給電停止のタイミングから放電電力変換器４４からの給電開始のタイミングまでの間において、充放電器制御部４２に電力給電を行なうことができればよい。すなわち、補助バッテリー４７による給電時間が不必要に増大することはない。このため、補助バッテリー４７の容量を少量化することができるので、充放電器制御部４２の製造コストの増大を招くことはない。
【００７９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る設定部４６ｂの概略構成図である。本発明の実施の形態２が上記の実施の形態１と異なる点は、上記の実施の形態１の設定部４６ａのスイッチ５４を、第１ダイオード（第１整流素子）５５および第２ダイオード（第２整流素子）５６に置き換えた点である。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
図６に示すように、設定部４６ｂは、充放電器制御部４２と補助バッテリー４７との間を接続する第１給電線５１ｂと、主電力変換器４３と接続する第２給電線５２ｂと、放電電力変換器４４と接続する第３給電線５３ｂと、第２給電線５２ｂの途中に配置された第１ダイオード５５と、第３給電線５３ｂの途中に配置された第２ダイオード５６と、を有している。
【００８１】
第１給電線５１ｂは、充放電器制御部４２と補助バッテリー４７との間を接続すると共に、第２給電線５２ｂおよび第３給電線５３ｂの各々と接続されている。
【００８２】
第２給電線５２ｂの途中には第１ダイオード５５が配置されている。この第１ダイオード５５は、主電力変換器４３側から第１給電線５１ｂ側に向かう方向に電流を流し、その逆方向に電流を流さない作用を有する半導体素子である。すなわち、第２給電線５２ｂは、一定方向に電流を流す整流作用を有する素子である。この整流作用により、例えば、主電力変換器４３側に向かう電流の流れを遮断することができるので、放電電力変換器４４や補助バッテリー４７側から主電力変換器４３側で電流が流れ込むことを阻止することができる。
【００８３】
同様に、第３給電線５３ｂの途中には第２ダイオード５６が配置されている。この第２ダイオード５６の作用は上述の第１ダイオード５５の作用と同一であるので、説明は繰り返さない。
【００８４】
設定部４６ｂでは、上記の実施の形態１の設定部４６ａと異なり、第１給電線５１ｂ、第２給電線５２ｂおよび第３給電線５３ｂはお互いに接続されている。このため、第２給電線５２ｂを介する主電力変換器４３からの電力給電と第３給電線５３ｂを介する放電電力変換器４４からの電力給電とがあった場合、主電力変換器４３からの電力給電が充放電器制御部４２に行なわなければならない。
【００８５】
そこで、設定部４６ｂでは、主電力変換器４３からの制御電圧の電圧値、放電電力変換器４４からの制御電力の電圧値、補助バッテリー４７からの電力の電圧値が、この順で、低くなっている。このため、主電力変換器４３および放電電力変換器４４のいずれからの制御電力が給電される場合でも、補助バッテリー４７からの電力の給電が停止する。さらに、主電力変換器４３からの制御電力が給電される場合には、放電電力変換器４４からの制御電力の給電が停止する。
【００８６】
なお、放電電力変換器４４からの制御電力の給電が停止する場合、放電電力変換器４４を動作させることは不要となる。このため、充放電器制御部４２は、主電力変換器４３からの制御電力の給電を受ける場合には、放電電力変換器４４の電力変換を停止させることにより、放電電力変換器４４の消費電力を削減することができる。
【００８７】
次に、図６および図７を用いて、設定部４６ｂの動作について説明する。図７は、図６の設定部４６ｂの動作を説明するためのフローチャートである。
【００８８】
先ず、図６の設定部４６ｂにおいては、第１給電線５１ｂ、第２給電線５２ｂおよび第３給電線５３ｂとはお互いに接続されている。このため、電力系統７から電力が給電されていれば、主電力変換器４３から制御電力が第２給電線５２ｂに給電され、その制御電力が、第２給電線５２ｂ、第１給電線５１ｂを介して、充放電器制御部４２に給電される。第１給電線５１ｂには補助バッテリー４７が接続され、第３給電線５３ｂには放電電力変換器４４が接続されているが、補助バッテリー４７の電力の電圧値、放電電力変換器４４の制御電力の電圧値はいずれも主電力変換器４３の制御電力の電圧値より低いので、主電力変換器４３の制御電力が第１給電線５１ｂを介して充放電器制御部４２に給電されることになる。このとき、主電力変換器４３の制御電力を用いて、補助バッテリー４７の充電を行なっても良い。また、主電力変換器４３の制御電力が、第２給電線５２ｂ、第３給電線５３ｂを介して、放電電力変換器４４に給電されることはない。なぜなら、第３給電線５３ｂの途中に配置された第２ダイオード５６の整流作用により、放電電力変換器４４へ電流が流れ込むことを防止することができるからである。
【００８９】
そして、震災時など非常時に電力系統７が停電すると、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止する（ステップＳ２０１）。本ステップＳ２０１においても、上述の図５のステップＳ１０２と同様、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止した場合、その代わりとなる電力の給電が必要となる。
【００９０】
次に、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止すると、第１給電線５１ｂに接続されている補助バッテリー４７からの電力の給電が開始する（ステップＳ２０２）。本ステップＳ２０２においては、主電力変換器４３からの制御電力の停止のタイミングを起点として、補助バッテリー４７からの電力の給電が開始する。補助バッテリー４７からの給電を停止させていた、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止したからである。
【００９１】
本ステップＳ２０２により、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止しても、その停止のタイミングを起点として、補助バッテリー４７からの電力の給電が引き続き行なわれることになる。充放電器制御部４２には、このような電力給電の連係により、主電力変換器４３からの制御電力の給電の停止、すなわち、電力系統７の停電の後も、引き続き電力の給電が行なわれることになる。
【００９２】
また、補助バッテリー４７の電力が、第１給電線５１ｂ、第２給電線５２ｂを介して、主電力変換器４３に給電されることはない。同様に、補助バッテリー４７の電力が、第１給電線５１ｂ、第３給電線５３ｂを介して、放電電力変換器４４に給電されることはない。なぜなら、第２給電線５２ｂの途中に配置された第１ダイオード５５および第３給電線５３ｂの途中に配置された第２ダイオード５６の各整流作用により、主電力変換器４３および放電電力変換器４４へ電流が流れ込むことを防止することができるからである。
【００９３】
次に、充放電器制御部４２は、第１給電線５１ｂを介して給電される電力の電圧値の変化を検知する（ステップＳ２０３）。本ステップＳ２０３においては、例えば、主電力変換器４３の制御電力の電圧値が１３Ｖ、補助バッテリー４７の電力の電圧値が１２Ｖであれば、充放電器制御部４２は、それらの差である「１Ｖ」の電圧値の変化を検知する。充放電器制御部４２は、この電圧値の変化を検知することにより、主電力変換器４３からの制御電圧の給電の停止、つまり、電力系統７の停電を認識する。例えば、このような検知を行なうために、充放電器制御部４２は、主電力変換器４３から給電される制御電力の電圧値と補助バッテリー４７から給電される補助電力の電圧値とを予め認識していても良い。
【００９４】
ここで、電気自動車２が充放電器３に接続されていなければ、放電電力変換器４４からの制御電力の給電は行なわれない。上述したとおり、主電力変換器４３からの制御電力の給電停止の後、補助バッテリー４７からの電力の給電が継続されている。充放電器制御部４２の動作は、この電力の給電により、継続する。
【００９５】
電力系統７の停電の後、充放電器制御部４２は、主回路部４１のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力し、電気自動車２からの放電電力の受け入れを制御する（ステップＳ２０４）。
【００９６】
なお、本ステップＳ２０４において、充放電器制御部４２が電気自動車２からの放電電力の受け入れに備え、放電電力変換器４４の電力変換を開始させるようにしてもよい。言い換えれば、充放電器制御部４２が、電気自動車２からの放電電力の受け入れ時のみ、放電電力変換器４４を動作させるようにしてもよい。これにより、放電電力変換器４４の消費電力を削減することができる。
【００９７】
そして、充放電器制御部４２の制御により、電気自動車２からの放電電力の受け入れが開始すると、放電電力変換器４４からの制御電力の給電が開始する（ステップＳ２０５）。本ステップＳ２０５においては、第３給電線５３ｂを介して、放電電力変換器４４からの制御電力が給電されると、第１給電線５１ｂに接続された補助バッテリー４７からの電力給電は停止する。第１給電線５１ｂへの放電電力変換器４４からの制御電力の給電が開始したからである。例えば、放電電力変換器４４からの制御電力の電圧値が１３Ｖ、補助バッテリー４７からの電力の電圧値が１２Ｖであれば、電圧値の高い、放電電力変換器４４からの制御電力が第１給電線５１ｂを介して、充放電器制御部４２に給電されることになる。このとき、放電電力変換器４４からの制御電力を用いて、補助バッテリー４７の充電を行なっても良い。
【００９８】
以上説明したように、充放電器３によれば、主電力変換器４３からの制御電力の給電が停止した場合でも、補助バッテリー４７からの電力給電を継続させることができる。このため、充放電器制御部４２の動作を停止させることなく、放電電力変換器４４からの制御電力の給電を開始させることができる。
【００９９】
また、補助バッテリー４７は、主電力変換器４３の給電停止のタイミングから放電電力変換器４４からの給電開始のタイミングまでの間において、充放電器制御部４２に電力給電を行なうことができればよい。すなわち、補助バッテリー４７による給電時間が不必要に増大することはない。このため、補助バッテリー４７の容量を少量化することができるので、充放電器制御部４２の製造コストの増大を招くことはない。
【０１００】
（その他の実施の形態）
上記の実施の形態１および２では、充放電器制御部４２は、第１給電線５１ａを介して給電される電力の電圧値の変化を検知することにより、主電力変換器４３からの制御電力の給電の停止、すなわち、電力系統７の停電を検知していた。例えば、このような検知のやり方に代えて、図８に示すように、充放電器制御部４２が、電力系統７の停電を監視する監視部４８をさらに備えていてもよい。
【０１０１】
監視部４８は、電力系統７に接続されており、電力系統７からの給電の有無を監視し、充放電器制御部４２は、この監視部４８を用いて、電力系統７の停電の有無を検知することができる。この場合、上記の実施の形態１および２とは異なり、電圧値の変化を検知する処理が不要となり、その分だけ、充放電器制御部４２の負荷を軽減することができる。
【０１０２】
また、上記の実施の形態１および２では、電気自動車２の充放電停止時において電力系統７の停電が発生した場合を例に用いて説明したが、本発明は、電気自動車２の充放電時においても、同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
例えば、電力系統７の停電発生時、電気自動車２の充電が行なわれていた場合であれば、ＡＣバス９から本体部４に供給されていた電力が停止する。この場合、上述の充放電停止時と同様の、設定部４６ａおよび４６ｂの動作が行なわれる。
【０１０４】
一方、電力系統７の停電発生時、電気自動車２の放電が行なわれていた場合であれば、（ｉ）ＡＣバス９から本体部４に供給されていた電力が停止したのか、（ｉｉ）主回路部４１により駆動用バッテリー２１からの直流電力が交流電力に変換された電力が停止したのか、を主回路部４１が区別できることが好ましい。
【０１０５】
例えば、電力系統７から電力が供給されている時であれば、主回路部４１は、駆動用バッテリー２１からの直流電力を交流電力に変換する処理を、電力系統７からの交流電力の交流波形を基に制御する。そして、電力系統７の停電発生時、主回路部４１は、交流波形の変化から、上述の変換処理を停止する。主回路部４１は、電力系統７からの交流電力の交流波形に基づく上述の変換処理の制御を停止し、自立して上述の変換処理を継続することになる。この場合、上述の充放電停止時と同様の、設定部４６ａおよび４６ｂの動作が行なわれる。
【０１０６】
なお、主回路部４１が上述の（ｉ）と（ｉｉ）とを区別できない場合、上述の（ｉ）の場合であれば、電気自動車２の駆動用バッテリー２１の放電が継続されることになる。一方、上述の（ｉｉ）の場合であれば、ＡＣバス９から本体部４への電力供給が継続することになる。
【０１０７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、蓄電機能を有する電動車両を充放電する充放電装置に好適である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    充放電システム
２    電気自動車
３    充放電器（充放電装置）
４    本体部
５    充放電ケーブル
６    充放電コネクタ
７    電力系統（主電源）
８    負荷機器
９    ＡＣバス
２１    駆動用バッテリー
２２    充放電ポート
２３    コンタクタ
２４    ＥＶ通信部
２５    ＥＶ制御部
４１    主回路部
４２    充放電器制御部（制御部）
４３    主電力変換器
４４    放電電力変換器
４５    充放電器通信部
４６ａ、４６ｂ    設定部
４７    補助バッテリー（補助電源）
４８    監視部
５１ａ、５１ｂ    第１給電線
５２ａ、５２ｂ    第２給電線
５３ａ、５３ｂ    第３給電線
５４    スイッチ
５５    第１ダイオード（第１整流素子）
５６    第２ダイオード（第２整流素子）
【図１】
2013255360.tif 000003
【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】
2013255360.tif 000009
【図８】
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【図９】
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