JP2011147308A - Battery charging system - Google Patents

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Shinji Ichikawa
真士 市川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery charging system for charging a plurality of batteries, capable of rapidly charging the batteries while suppressing power to be input into the charging system. <P>SOLUTION: The charging system 400 includes a plurality of chargers 410, 420, 430 and a relay 440. In charging the batteries 114, 116, 118, the relay 440 connects the chargers 410, 420, 430 to the batteries 114, 116, 118 respectively in either a first connection mode or a second connection mode. In the first connection mode, the chargers 410, 420, 430 are connected to the batteries 114, 116, 118, respectively. In the second connection mode, the chargers 410, 420, 430 are connected to only the battery 114. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、バッテリの充電システムに関し、特に、複数のバッテリを充電する技術に関する。   The present invention relates to a battery charging system, and more particularly to a technique for charging a plurality of batteries.

従来より、電動モータからの駆動力で走行する電気自動車が知られている。一般的に、電気自動車には、電動モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載されている。バッテリは、たとえば充電ステーションおよび自宅などにおいて、電気自動車の外部から供給される電力により充電される。バッテリの充電には、所定の時間が必要である。急速充電器を用いた場合であっても、ガソリンなどの化石燃料を給油する場合に比べて、充電には長い時間が必要である。そのため、バッテリの充電時間を短縮することが望まれる。しかしながら、バッテリの充電時間を給油時間と同等以下にするためには、克服すべき技術的な課題が未だ多い。   Conventionally, an electric vehicle that travels with a driving force from an electric motor is known. Generally, a battery for storing electric power to be supplied to an electric motor is mounted on an electric vehicle. The battery is charged with electric power supplied from the outside of the electric vehicle, for example, at a charging station or at home. A predetermined time is required for charging the battery. Even when a quick charger is used, charging takes a longer time than when fossil fuel such as gasoline is supplied. Therefore, it is desirable to shorten the battery charging time. However, there are still many technical problems to be overcome in order to make the battery charging time equal to or shorter than the fueling time.

そこで、バッテリを充電する代わりに、残存容量が少ないバッテリを満充電されたバッテリと交換するというビジネスモデルが提案されている。インフラとして設置されたバッテリ交換ステーションなどにおいて、電気自動車に搭載されたバッテリが交換される。バッテリ交換ステーションにおいては、満充電されたバッテリの代わりに電気自動車から取外されたバッテリを再度充電する。バッテリ交換ステーションにおいては、不特定多数の電気自動車に対して満充電されたバッテリを用意するために、複数のバッテリを充電する必要がある。したがって、複数のバッテリを充電する充電システムが必要である。   Therefore, a business model has been proposed in which a battery with a small remaining capacity is replaced with a fully charged battery instead of charging the battery. A battery mounted on an electric vehicle is replaced at a battery exchange station or the like installed as an infrastructure. In the battery exchange station, the battery removed from the electric vehicle is recharged in place of the fully charged battery. In the battery exchange station, it is necessary to charge a plurality of batteries in order to prepare fully charged batteries for an unspecified number of electric vehicles. Therefore, there is a need for a charging system that charges a plurality of batteries.

特開平９−２３３７１０号公報（特許文献１）は、交流電源を整流する充電用整流回路と、この充電用整流回路と逆並列に接続され複数に分割された蓄電池の電気量を交流電源に回生する回生用整流回路と、充電用整流回路と分割された蓄電池との間に設けられた複数の昇降圧コンバータとを備える蓄電池化成用充放電装置を開示する。この公報に記載の蓄電池化成用充放電装置によれば、各昇降圧コンバータが個別に蓄電池の充電又は放電を行うことができる。したがって、複数の蓄電池の充電と放電を同時に行なうことができる。   Japanese Patent Laid-Open No. 9-233710 (Patent Document 1) regenerates an AC power supply using a charging rectifier circuit that rectifies an AC power supply and a storage battery connected in reverse parallel to the charging rectifier circuit and divided into a plurality of storage batteries. A regenerative battery rectifier circuit and a plurality of step-up / down converters provided between the rechargeable rectifier circuit and the divided storage battery are disclosed. According to the storage battery formation charging / discharging device described in this publication, each buck-boost converter can individually charge or discharge the storage battery. Therefore, charging and discharging of a plurality of storage batteries can be performed simultaneously.

特開平９−２３３７１０号公報JP-A-9-233710

しかしながら、複数のバッテリを充電するように構成された充電システムにおいては、充電時間を短縮するために大きな電力を各バッテリに供給するように構成した場合、供給電力の総和、すなわち充電システムに入力される電力が非常に大きくなる。そのため、電力会社がバッテリ交換ステーションに供給可能な電力を大きく設定しなければならない。その結果、供給可能な電力が大きいほど電気料金が高くなるように定められる場合には、電気料金が高くなる。また、大きな電力を取り扱うためには、容量が大きい導線および回路などが必要である。そのため、充電システム自体のコストが増大し得る。   However, in a charging system configured to charge a plurality of batteries, when a large amount of power is supplied to each battery in order to shorten the charging time, the sum of the supplied power, that is, input to the charging system. The power that is generated becomes very large. Therefore, it is necessary to set a large amount of power that can be supplied to the battery exchange station by the power company. As a result, when it is determined that the electricity charge becomes higher as the power that can be supplied is larger, the electricity charge becomes higher. Further, in order to handle large electric power, a lead wire and a circuit having a large capacity are required. Therefore, the cost of the charging system itself can increase.

コストを抑制するために、充電システムに入力される電力が小さくなるようにした場合、各バッテリに供給される電力が小さくなる。そのため、バッテリの充電時間が長くなり得る。その結果、バッテリの交換を所望するドライバに対して、満充電されたバッテリを準備できないこともあり得る。   When the power input to the charging system is reduced in order to reduce the cost, the power supplied to each battery is reduced. Therefore, the charging time of the battery can be lengthened. As a result, it may not be possible to prepare a fully charged battery for a driver desiring to replace the battery.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のバッテリを充電する充電システムに入力される電力を抑えつつ、バッテリの急速充電を実現することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize rapid charging of a battery while suppressing power input to a charging system that charges a plurality of batteries. .

第１の発明に係るバッテリの充電システムは、複数のバッテリを充電可能なバッテリの充電システムである。充電システムは、電力を出力する複数の充電器と、バッテリを充電する場合、各充電器から出力された電力を別々のバッテリに供給するように各充電器と各バッテリとが接続される第１のモードと、各充電器から出力された電力を複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリに供給するように複数の充電器と複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリとが接続される第２のモードとのいずれか一方のモードで、充電器とバッテリとを接続する接続機構とを備える。   A battery charging system according to a first invention is a battery charging system capable of charging a plurality of batteries. The charging system includes: a plurality of chargers that output power; and a first battery in which each charger and each battery are connected to supply power output from each charger to separate batteries when the battery is charged. And a plurality of chargers and any one of the plurality of batteries are connected to supply the power output from each charger to any one of the plurality of batteries. A connection mechanism that connects the charger and the battery in any one mode of the second mode.

この構成によると、たとえば、バッテリの急速充電が要求されていない場合には、各充電器から出力された電力を別々のバッテリに供給するように各充電器と各バッテリとが接続される。これにより、充電時間が短くはないが、複数のバッテリを同時に充電することができる。バッテリの急速充電が要求されている場合には、各充電器から出力された電力を複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリに供給するように複数の充電器と複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリとが接続される。これにより、複数のバッテリを同時に急速充電することはできないが、充電システムに入力される電力を大きくせずに１つのバッテリに供給される電力を大きくすることができる。その結果、充電システムに入力される電力を抑えつつ、バッテリの急速充電を実現することができる。   According to this configuration, for example, when quick charging of the battery is not required, each charger and each battery are connected so that the power output from each charger is supplied to a separate battery. Thereby, although the charging time is not short, a plurality of batteries can be charged simultaneously. When quick charging of the battery is required, any one of the plurality of chargers and the plurality of batteries is configured to supply the power output from each charger to any one of the plurality of batteries. Or one battery is connected. Thereby, although a plurality of batteries cannot be rapidly charged simultaneously, the power supplied to one battery can be increased without increasing the power input to the charging system. As a result, the battery can be rapidly charged while suppressing the power input to the charging system.

第２の発明に係るバッテリの充電システムにおいては、第１の発明の構成に加え、複数の充電器のうちの一部の充電器は、バッテリの充電が停止された状態においてバッテリを放電する。   In the battery charging system according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, some of the chargers discharge the battery in a state where the charging of the battery is stopped.

この構成によると、たとえば電力会社から家屋などへの電力供給が遮断された場合において、バッテリを電源として用いることができる。   According to this configuration, for example, when power supply from a power company to a house or the like is interrupted, the battery can be used as a power source.

第３の発明に係るバッテリの充電システムにおいては、第２の発明の構成に加え、接続機構は、バッテリの充電が停止された状態において、一部の充電器に各バッテリを接続する。   In the battery charging system according to the third invention, in addition to the configuration of the second invention, the connection mechanism connects each battery to some of the chargers in a state where the charging of the battery is stopped.

この構成によると、複数の充電器のうちの一部の充電器だけがバッテリの放電機能を有していても、複数のバッテリの全てを放電することができる。   According to this configuration, even if only some of the plurality of chargers have a battery discharging function, all of the plurality of batteries can be discharged.

第４の発明に係るバッテリの充電システムにおいては、第１の発明の構成に加え、第１のモードにおいて、各充電器は出力電圧を一定にする。第２のモードにおいて、複数の充電器のうちのいずれか１つの充電器は出力電圧を一定にし、他の充電器は出力電流を一定にする。   In the battery charging system according to the fourth invention, in addition to the configuration of the first invention, in the first mode, each charger makes the output voltage constant. In the second mode, any one of the chargers has a constant output voltage, and the other chargers have a constant output current.

この構成によると、各充電器から出力された電力を別々のバッテリに供給するように各充電器と各バッテリとが接続される場合には、各充電器が、一定の電圧で各バッテリを充電する。各充電器から出力された電力を複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリに供給するように複数の充電器と複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリとが接続される場合には、複数の充電器のうちのいずれか１つの充電器だけが一定の電圧でバッテリを充電する。他の充電器は一定の電流でバッテリを充電する。これにより、複数の充電器の出力電圧によってバッテリの電圧を定めずに、１つの充電器の出力電圧によってバッテリの電圧を定めることができる。そのため、１つの充電器だけがバッテリの電圧を制御するようにすることができる。その結果、バッテリの電圧の安定性を確保することができる。   According to this configuration, when each charger and each battery are connected so that the power output from each charger is supplied to a separate battery, each charger charges each battery with a constant voltage. To do. When a plurality of chargers and any one of the plurality of batteries are connected so that the power output from each charger is supplied to any one of the plurality of batteries, Only one of the chargers charges the battery with a constant voltage. Other chargers charge the battery with a constant current. Thereby, the battery voltage can be determined by the output voltage of one charger without determining the battery voltage by the output voltages of the plurality of chargers. Therefore, only one charger can control the voltage of the battery. As a result, the stability of the battery voltage can be ensured.

電気自動車を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an electric vehicle. 電気自動車の電気システムを示す図である。It is a figure which shows the electric system of an electric vehicle. バッテリ交換ステーションを示す図である。It is a figure which shows a battery exchange station. 充電システムを示す図（その１）である。It is a figure (the 1) which shows a charging system. 充電システムを示す図（その２）である。It is a figure (the 2) which shows a charging system. 第２接続モードを示す図（その１）である。It is a figure (the 1) which shows a 2nd connection mode. バッテリを放電するときの充電器とバッテリとの接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of the charger and battery when discharging a battery. バッテリを充電するときの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure when charging a battery. バッテリを放電するときの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure when discharging a battery. 第１接続モードを示す図である。It is a figure which shows 1st connection mode. 第２接続モードを示す図（その２）である。It is a figure (the 2) which shows a 2nd connection mode. 放電機能を有する充電器に１つのバッテリのみを接続した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which connected only one battery to the charger which has a discharge function. 放電機能を有する充電器に２つのバッテリを接続した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which connected the two batteries to the charger which has a discharge function. 放電機能を有する充電器に３つのバッテリを接続した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which connected the three batteries to the charger which has a discharge function.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１を参照して、電気自動車には、電動モータ１００と、バッテリ１１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０とが搭載される。電気自動車は、電動モータ１００からの駆動力により走行する。すなわち、電動モータ１００が駆動源として電気自動車に搭載される。   Referring to FIG. 1, an electric motor 100, a battery 110, and an ECU (Electronic Control Unit) 120 are mounted on the electric vehicle. The electric vehicle travels by the driving force from the electric motor 100. That is, the electric motor 100 is mounted on an electric vehicle as a drive source.

電動モータ１００は、たとえば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。電動モータ１００は、バッテリ１１０に蓄えられた電力により駆動する。電動モータ１００の駆動力は、駆動輪１３０に伝えられる。   Electric motor 100 is a three-phase AC rotating electric machine including, for example, a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. The electric motor 100 is driven by electric power stored in the battery 110. The driving force of the electric motor 100 is transmitted to the driving wheel 130.

電気自動車の回生制動時には、駆動輪１３０により電動モータ１００が駆動され、電動モータ１００が発電機として作動する。これにより電動モータ１００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。電動モータ１００により発電された電力は、バッテリ１１０に蓄えられる。   At the time of regenerative braking of the electric vehicle, the electric motor 100 is driven by the drive wheels 130, and the electric motor 100 operates as a generator. As a result, the electric motor 100 operates as a regenerative brake that converts braking energy into electric power. The electric power generated by the electric motor 100 is stored in the battery 110.

バッテリ１１０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１１０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１１０には、電動モータ１００の他、電気自動車の外部の電源から供給される電力が充電される。また、後述するように、バッテリ１１０は、別のバッテリと交換可能である。   The battery 110 is an assembled battery configured by connecting a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are integrated in series. The voltage of the battery 110 is about 200V, for example. In addition to the electric motor 100, the battery 110 is charged with electric power supplied from a power source external to the electric vehicle. Further, as will be described later, the battery 110 can be replaced with another battery.

図２を参照して、電気自動車の電気システムについてさらに説明する。電気自動車には、コンバータ２００と、インバータ２１０とが設けられる。   The electric system of the electric vehicle will be further described with reference to FIG. The electric vehicle is provided with a converter 200 and an inverter 210.

コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。   Converter 200 includes a reactor, two npn transistors, and two diodes. One end of the reactor is connected to the positive electrode side of each battery, and the other end is connected to the connection point of the two npn transistors.

２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１２０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−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ようにダイオードがそれぞれ接続される。   Two npn-type transistors are connected in series. The npn type transistor is controlled by the ECU 120. A diode is connected between the collector and emitter of each npn transistor so that a current flows from the emitter side to the collector side.

なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、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ることができる。   For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used as the npn transistor. Instead of the npn type transistor, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used.

バッテリ１１０から放電された電力を電動モータ１００に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、電動モータ１００により発電された電力をバッテリ１１０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。   When the electric power discharged from the battery 110 is supplied to the electric motor 100, the voltage is boosted by the converter 200. Conversely, when the battery 110 is charged with the power generated by the electric motor 100, the voltage is stepped down by the converter 200.

インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−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がそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、電動モータ１００の各コイルの中性点とは異なる端部にそれぞれ接続される。   Inverter 210 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm. The U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm are connected in parallel. Each of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm has two npn transistors connected in series. Between the collector and emitter of each npn-type transistor, a diode for passing a current from the emitter side to the collector side is connected. A connection point of each npn transistor in each arm is connected to an end portion different from a neutral point of each coil of electric motor 100.

インバータ２１０は、バッテリ１１０から供給される直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１００に供給する。また、インバータ２１０は、電動モータ１００により発電された交流電流を直流電流に変換する。コンバータ２００およびインバータ２１０は、ＥＣＵ１２０により制御される。   The inverter 210 converts a direct current supplied from the battery 110 into an alternating current and supplies the alternating current to the electric motor 100. Further, the inverter 210 converts the alternating current generated by the electric motor 100 into a direct current. Converter 200 and inverter 210 are controlled by ECU 120.

図３を参照して、電気自動車のバッテリを交換するバッテリ交換ステーション３００について説明する。バッテリ交換ステーション３００では、たとえば残存容量が低下したバッテリ１１０を、満充電されたバッテリ１１２と自動で取り替える。なお、手動で取り替えるようにしてもよい。   With reference to FIG. 3, a battery exchange station 300 for exchanging a battery of an electric vehicle will be described. In the battery exchange station 300, for example, the battery 110 whose remaining capacity has decreased is automatically replaced with a fully charged battery 112. It may be replaced manually.

バッテリ交換ステーション３００では、不特定多数の電気自動車に対してバッテリを取り替える。したがって、バッテリ交換ステーション３００では、不特定多数の電気自動車に対して満充電されたバッテリを用意する必要がある。そこで、図４に示すようにバッテリ交換ステーション３００には、複数のバッテリ１１４，１１６，１１８を充電可能な充電システム４００が設けられる。なお、図４においては、３つのバッテリ１１４，１１６，１１８を充電可能なシステムを示すが、バッテリの数は３に限定されない。２つのバッテリを充電可能なシステムを設けてもよい。４つ以上のバッテリを充電可能なシステムを設けてもよい。また、複数の充電システムを設けてもよい。   In the battery exchange station 300, the battery is replaced for an unspecified number of electric vehicles. Therefore, in the battery exchange station 300, it is necessary to prepare a fully charged battery for an unspecified number of electric vehicles. Therefore, as shown in FIG. 4, the battery exchange station 300 is provided with a charging system 400 that can charge a plurality of batteries 114, 116, and 118. 4 shows a system that can charge three batteries 114, 116, and 118, the number of batteries is not limited to three. A system capable of charging two batteries may be provided. A system capable of charging four or more batteries may be provided. A plurality of charging systems may be provided.

充電システム４００は、たとえばコンピュータにより制御される。充電システム４００は、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２と、充電器４１０，４２０，４３０と、リレー４４０とを備える。なお、図４においては、３つの充電器４１０，４２０，４３０を示すが、２つ、または４つ以上の充電器を設けてもよい。また、リレー４４０の数および構成は、図示するものに限定されない。   Charging system 400 is controlled by a computer, for example. The charging system 400 includes an AC / DC conversion circuit 402, chargers 410, 420, and 430, and a relay 440. In FIG. 4, three chargers 410, 420, and 430 are shown, but two or four or more chargers may be provided. Further, the number and configuration of the relays 440 are not limited to those illustrated.

図５を参照して、充電システム４００についてさらに詳細に説明する。ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、たとえば電力会社が所有する施設（発電所、変電所など）から供給された交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能し得る。   The charging system 400 will be described in more detail with reference to FIG. The AC / DC conversion circuit 402 is composed of a single-phase bridge circuit. The AC / DC conversion circuit 402 converts AC power supplied from, for example, a facility (such as a power plant or substation) owned by an electric power company into DC power. The AC / DC conversion circuit 402 can also function as a boost chopper circuit that boosts the voltage by using a coil as a reactor.

充電器４１０，４２０，４３０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路４０２とバッテリとの間に接続される。充電器４１０，４２０，４３０は、バッテリ１１４，１１６，１１８を充電するための電力を出力する。充電器４１０，４２０，４３０は、絶縁トランスを有する絶縁型充電器である。絶縁型の充電器を用いなくてもよい。   Chargers 410, 420, and 430 are connected between AC / DC conversion circuit 402 and the battery. Chargers 410, 420, and 430 output power for charging batteries 114, 116, and 118. The chargers 410, 420, and 430 are insulating chargers having an insulating transformer. It is not necessary to use an insulated charger.

ＤＣ／ＤＣコンバータが充電器４１０，４２０，４３０として用いられる。複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちの一部のみが、双方向インバータである。より具体的には、３つの充電器４１０，４２０，４３０のうち、充電器４１０のみが双方向インバータである。したがって、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちの一部の充電器は、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止された状態においてバッテリ１１４，１１６，１１８を放電する。より具体的には、３つの充電器４１０，４２０，４３０のうち、充電器４１０のみが、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止された状態においてバッテリ１１４，１１６，１１８を放電する。   DC / DC converters are used as the chargers 410, 420, and 430. Only some of the chargers 410, 420, and 430 are bidirectional inverters. More specifically, among the three chargers 410, 420, and 430, only the charger 410 is a bidirectional inverter. Therefore, some of the chargers 410, 420, and 430 discharge the batteries 114, 116, and 118 in a state where the charging of the batteries 114, 116, and 118 is stopped. More specifically, of the three chargers 410, 420, and 430, only the charger 410 discharges the batteries 114, 116, and 118 in a state where charging of the batteries 114, 116, and 118 is stopped.

充電器４１０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２と、絶縁トランス４１４と、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６とを含む。   Charger 410 includes a DC / AC conversion circuit 412, an isolation transformer 414, and a DC / AC conversion circuit 416.

ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。   The DC / AC conversion circuit 412 is a single-phase bridge circuit. When charging a battery using power supplied from an electric power company, the DC / AC conversion circuit 412 converts DC power into high-frequency AC power and outputs it to the isolation transformer 414. On the other hand, when discharging the battery, the DC / AC conversion circuit 412 rectifies the AC power output from the insulation transformer 414 into DC power.

絶縁トランス４１４は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路４１２およびＤＣ／ＡＣ変換回路４１６に接続される。絶縁トランス４１４は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１２から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換してＤＣ／ＡＣ変換回路４１６へ出力する。   Insulating transformer 414 includes a core made of a magnetic material, and a primary coil and a secondary coil wound around the core. The primary coil and the secondary coil are electrically insulated and connected to the DC / AC conversion circuit 412 and the DC / AC conversion circuit 416, respectively. Insulation transformer 414 converts high-frequency AC power received from DC / AC conversion circuit 412 into a voltage level corresponding to the turn ratio of the primary coil and the secondary coil, and outputs the voltage level to DC / AC conversion circuit 416.

ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、単相ブリッジ回路から成る。電力会社から供給された電力を用いてバッテリを充電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、絶縁トランス４１４から出力される交流電力を直流電力に整流する。一方、バッテリを放電する場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路４１６は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。   The DC / AC conversion circuit 416 includes a single-phase bridge circuit. When charging the battery using the power supplied from the power company, the DC / AC conversion circuit 416 rectifies the AC power output from the insulation transformer 414 into DC power. On the other hand, when discharging the battery, the DC / AC conversion circuit 416 converts the DC power into high-frequency AC power and outputs it to the isolation transformer 414.

充電器４２０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４２２と、絶縁トランス４２４と、整流回路４２６とを含む。   Charger 420 includes a DC / AC conversion circuit 422, an isolation transformer 424, and a rectifier circuit 426.

ＤＣ／ＡＣ変換回路４２２は、単相ブリッジ回路から成る。ＤＣ／ＡＣ変換回路４２２は、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス４１４へ出力する。   The DC / AC conversion circuit 422 is composed of a single-phase bridge circuit. The DC / AC conversion circuit 422 converts direct-current power into high-frequency alternating-current power and outputs it to the isolation transformer 414.

絶縁トランス４１４は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路４２２および整流回路４２６に接続される。絶縁トランス４２４は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４２２から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流回路４２６へ出力する。整流回路４２６は、絶縁トランス４２４から出力される交流電力を直流電力に整流する。   Insulating transformer 414 includes a core made of a magnetic material, and a primary coil and a secondary coil wound around the core. The primary coil and the secondary coil are electrically insulated and connected to the DC / AC conversion circuit 422 and the rectification circuit 426, respectively. Insulation transformer 424 converts high-frequency AC power received from DC / AC conversion circuit 422 into a voltage level corresponding to the turn ratio of the primary coil and the secondary coil, and outputs the voltage level to rectifier circuit 426. The rectifier circuit 426 rectifies the AC power output from the insulating transformer 424 into DC power.

充電器４２０と同様に、充電器４３０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４３２と、絶縁トランス４３４と、整流回路４３６とを含む。なお、これらの機能は充電器４２０と同じであるため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。   Similar to the charger 420, the charger 430 includes a DC / AC conversion circuit 432, an isolation transformer 434, and a rectifier circuit 436. Since these functions are the same as those of charger 420, detailed description thereof will not be repeated here.

リレー４４０は、バッテリ１１４，１１６，１１８を充電する場合、第１接続モードと第２接続モードとのいずれか一方のモードで、充電器４１０，４２０，４３０とバッテリ１１４，１１６，１１８とを接続する。   When relay 440 charges batteries 114, 116, and 118, charger 410, 420, and 430 and batteries 114, 116, and 118 are connected in one of the first connection mode and the second connection mode. To do.

第１接続モードにおいては、図４および５に示すように、各充電器４１０，４２０，４３０から出力された電力を別々のバッテリ１１４，１１６，１１８に供給するように各充電器４１０，４２０，４３０と各バッテリ１１４，１１６，１１８とが接続される。   In the first connection mode, as shown in FIGS. 4 and 5, each charger 410, 420, 420, 420, 420, 430 is supplied with power output from each charger 410, 420, 430 to a separate battery 114, 116, 118. 430 and the batteries 114, 116, and 118 are connected.

より具体的には、充電器４１０に、バッテリ１１４が接続される。充電器４２０に、バッテリ１１６が接続される。充電器４３０に、バッテリ１１８が接続される。   More specifically, the battery 114 is connected to the charger 410. The battery 116 is connected to the charger 420. A battery 118 is connected to the charger 430.

第２接続モードにおいては、図６に示すように、各充電器４１０，４２０，４３０から出力された電力を複数のバッテリ１１４，１１６，１１８のうちのいずれか１つのバッテリに供給するように複数の充電器４１０，４２０，４３０と複数のバッテリ１１４，１１６，１１８のうちのいずれか１つのバッテリとが接続される。本実施の形態においては、複数の充電器４１０，４２０，４３０が、１つのバッテリ１１４に接続される。   In the second connection mode, as shown in FIG. 6, a plurality of electric powers output from the chargers 410, 420, and 430 are supplied to any one of the plurality of batteries 114, 116, and 118. The chargers 410, 420, and 430 are connected to any one of the plurality of batteries 114, 116, and 118. In the present embodiment, a plurality of chargers 410, 420, 430 are connected to one battery 114.

また、リレー４４０は、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止された状態において、バッテリ１１４，１１６，１１８を放電する場合、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちの一部の充電器に各バッテリ１１４，１１６，１１８を接続する。本実施の形態においては、図７に示すように、３つの充電器４１０，４２０，４３０のうち、充電器４１０だけに各バッテリ１１４，１１６，１１８が接続される。   In addition, the relay 440, when discharging the batteries 114, 116, 118 in a state where the charging of the batteries 114, 116, 118 is stopped, to some of the chargers 410, 420, 430. Each battery 114, 116, 118 is connected. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the batteries 114, 116, and 118 are connected to only the charger 410 among the three chargers 410, 420, and 430.

図５に戻って、各充電器４１０，４２０，４３０の出力電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３は、電流センサ４５１，４５２，４５３により検出され、充電システム４００を制御するコンピュータに入力される。各バッテリ１１４，１１６，１１８の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、電圧センサ４６１，４６２，４６３により検出され、充電システム４００を制御するコンピュータに入力される。   Returning to FIG. 5, the output currents I 1, I 2, and I 3 of the chargers 410, 420, and 430 are detected by the current sensors 451, 452, and 453 and input to the computer that controls the charging system 400. The voltages V1, V2, and V3 of the batteries 114, 116, and 118 are detected by the voltage sensors 461, 462, and 463, and input to the computer that controls the charging system 400.

図８および９を参照して、充電器４１０，４２０，４３０の制御構造について説明する。   A control structure of chargers 410, 420, and 430 will be described with reference to FIGS.

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求されているか否かが判断される。たとえば、充電システム４００に設けられた所定のスイッチを押すなどの予め定められた操作がユーザにより行なわれた場合、バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求されていると判断される。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, it is determined whether or not discharge of batteries 114, 116, 118 is required. For example, when a predetermined operation such as pressing a predetermined switch provided in charging system 400 is performed by the user, it is determined that discharging of batteries 114, 116, and 118 is requested.

バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。   If discharging of batteries 114, 116, and 118 is requested (YES in S100), the process proceeds to S200. If discharging of batteries 114, 116, and 118 is not requested (NO in S100), the process proceeds to S102.

Ｓ１０２にて、バッテリの急速充電が要求されているか否かが判断される。たとえば、充電システム４００に設けられた所定のスイッチを押すなどの予め定められた操作がユーザにより行なわれた場合、急速充電が要求されていると判断される。   In S102, it is determined whether quick charging of the battery is requested. For example, when a predetermined operation such as pressing a predetermined switch provided in charging system 400 is performed by the user, it is determined that quick charging is requested.

急速充電が要求されている場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。急速充電が要求されていないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。   If quick charge is requested (YES in S102), the process proceeds to S110. If quick charge is not requested (NO in S102), the process proceeds to S104.

Ｓ１０４にて、第１接続モードで各充電器４１０，４２０，４３０と各バッテリ１１４，１１６，１１８とが接続される。すなわち、各充電器４１０，４２０，４３０から出力された電力を別々のバッテリ１１４，１１６，１１８に供給するように各充電器４１０，４２０，４３０と各バッテリ１１４，１１６，１１８とが接続される。   At S104, chargers 410, 420, 430 and batteries 114, 116, 118 are connected in the first connection mode. That is, each charger 410, 420, 430 and each battery 114, 116, 118 are connected so that the electric power output from each charger 410, 420, 430 is supplied to separate batteries 114, 116, 118. .

Ｓ１０６にて、各バッテリ１１４，１１６，１１８を充電するように、各充電器４１０，４２０，４３０が制御される。各充電器４１０，４２０，４３０は、バッテリ１１４，１１６，１１８の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が上限電圧より低い場合には出力電流を一定にし、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が上限電圧以上である場合に出力電圧を一定にすることによって、バッテリ１１４，１１６，１１８を充電する。すなわち、各充電器４１０，４２０，４３０は、第１接続モードにおいて、出力電圧を一定にする。   In S106, each charger 410, 420, 430 is controlled to charge each battery 114, 116, 118. When each of the chargers 410, 420, and 430 has the voltages V1, V2, and V3 of the batteries 114, 116, and 118 lower than the upper limit voltage, the output current is constant, and the voltages V1, V2, and V3 are equal to or higher than the upper limit voltage. The batteries 114, 116, and 118 are charged by keeping the output voltage constant. That is, each charger 410, 420, 430 makes the output voltage constant in the first connection mode.

Ｓ１１０にて、第２接続モードで複数の充電器４１０，４２０，４３０と複数のバッテリ１１４，１１６，１１８のうちのいずれか１つのバッテリとが接続される。すなわち、各充電器４１０，４２０，４３０から出力された電力を複数のバッテリ１１４，１１６，１１８のうちのバッテリ１１４のみに供給するように、複数の充電器４１０，４２０，４３０が、バッテリ１１４に接続される。   In S110, the plurality of chargers 410, 420, 430 and any one of the plurality of batteries 114, 116, 118 are connected in the second connection mode. That is, the plurality of chargers 410, 420, 430 are supplied to the battery 114 so that the power output from each charger 410, 420, 430 is supplied only to the battery 114 of the plurality of batteries 114, 116, 118. Connected.

Ｓ１１２にて、バッテリ１１４のみを充電するように、各充電器４１０，４２０，４３０が制御される。充電器４１０は、バッテリ１１４の電圧Ｖ１が上限電圧より低い場合には出力電流を一定にし、電圧Ｖ１が上限電圧以上である場合に出力電圧を一定にする。充電器４２０，４３０は、出力電流Ｉ２，Ｉ３を一定にする。したがって、バッテリ１１４の電圧Ｖ１が上限電圧以上である場合には、第２接続モードにおいて、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうちのいずれか１つの充電器４１０は出力電圧を一定にし、他の充電器４２０，４３０は出力電流を一定にする。   In S112, each charger 410, 420, 430 is controlled to charge only battery 114. The charger 410 makes the output current constant when the voltage V1 of the battery 114 is lower than the upper limit voltage, and makes the output voltage constant when the voltage V1 is equal to or higher than the upper limit voltage. The chargers 420 and 430 make the output currents I2 and I3 constant. Therefore, when the voltage V1 of the battery 114 is equal to or higher than the upper limit voltage, in the second connection mode, any one of the chargers 410, 420, and 430 makes the output voltage constant, and the other The chargers 420 and 430 make the output current constant.

Ｓ１１４にて、バッテリ１１４の電圧Ｖ１が上限電圧以上であるか否かが判断される。バッテリ１１４の電圧Ｖ１が上限電圧以上であると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１４に戻される。   In S114, it is determined whether or not voltage V1 of battery 114 is equal to or higher than the upper limit voltage. If voltage V1 of battery 114 is equal to or higher than the upper limit voltage (YES in S114), the process proceeds to S116. If not (NO in S114), the process returns to S114.

Ｓ１１６にて、充電器４１０の出力電流Ｉ１が予め定められた値以下であるか否かが判断される。充電器４１０の出力電流Ｉ１が予め定められた値以下であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１１６に戻される。   In S116, it is determined whether or not output current I1 of charger 410 is equal to or less than a predetermined value. If output current I1 of charger 410 is equal to or smaller than a predetermined value (YES in S116), the process proceeds to S104. If not (NO in S116), the process returns to S116.

Ｓ２００にて、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止されているか否かが判断される。バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止されていると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。   In S200, it is determined whether charging of batteries 114, 116, and 118 is stopped. If charging of batteries 114, 116, and 118 is stopped (YES in S200), the process proceeds to S202. Otherwise (NO in S200), this process ends.

Ｓ２０２にて、充電器４１０にバッテリ１１４だけが接続される。Ｓ２０４にて、バッテリ１１４から放電するように充電器４１０が制御される。なお、充電器４１０によってバッテリ１１４から放電された電力は、たとえばＡＣ／ＤＣ変換回路４０２により交流電力に変換された後、充電システム４００に接続された電気機器に供給される。   In S202, only battery 114 is connected to charger 410. At S204, charger 410 is controlled to discharge from battery 114. Note that the electric power discharged from the battery 114 by the charger 410 is converted into AC power by the AC / DC conversion circuit 402, for example, and then supplied to the electric equipment connected to the charging system 400.

Ｓ２０６にて、バッテリ１１４の放電が完了したか否かが判断される。たとえば、バッテリ１１４の電圧Ｖ１がしきい値以下になると、バッテリ１１４の放電が完了したと判断される。バッテリ１１４の放電が完了した場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０６に戻される。   In S206, it is determined whether or not discharging of battery 114 has been completed. For example, when the voltage V1 of the battery 114 becomes equal to or lower than the threshold value, it is determined that the battery 114 has been discharged. If discharging of battery 114 is complete (YES in S206), the process proceeds to S208. If not (NO in S206), the process returns to S206.

Ｓ２０８にて、充電器４１０に別のバッテリ１１６が接続される。Ｓ２１０にて、バッテリ１１６から放電するように充電器４１０が制御される。なお、充電器４１０によってバッテリ１１６から放電された電力は、たとえばＡＣ／ＤＣ変換回路４０２により交流電力に変換された後、充電システム４００に接続された電気機器に供給される。   In S208, another battery 116 is connected to charger 410. At S210, charger 410 is controlled to discharge from battery 116. Note that the power discharged from the battery 116 by the charger 410 is converted into AC power by the AC / DC conversion circuit 402, for example, and then supplied to the electrical equipment connected to the charging system 400.

Ｓ２１２にて、バッテリ１１６の放電が完了したか否かが判断される。たとえば、バッテリ１１６の電圧Ｖ２がしきい値以下になると、バッテリ１１６の放電が完了したと判断される。バッテリ１１６の放電が完了した場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。もしそうでないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２１２に戻される。   In S212, it is determined whether or not discharging of battery 116 has been completed. For example, when voltage V2 of battery 116 becomes equal to or lower than the threshold value, it is determined that discharging of battery 116 has been completed. If discharging of battery 116 has been completed (YES in S212), the process proceeds to S214. If not (NO in S212), the process returns to S212.

Ｓ２１４にて、充電器４１０に別のバッテリ１１８が接続される。Ｓ２１６にて、バッテリ１１８から放電するように充電器４１０が制御される。なお、充電器４１０によってバッテリ１１８から放電された電力は、たとえばＡＣ／ＤＣ変換回路４０２により交流電力に変換された後、充電システム４００に接続された電気機器に供給される。   In S214, another battery 118 is connected to charger 410. At S216, charger 410 is controlled to discharge from battery 118. Note that the power discharged from the battery 118 by the charger 410 is converted into AC power by the AC / DC conversion circuit 402, for example, and then supplied to the electrical equipment connected to the charging system 400.

Ｓ２１８にて、バッテリ１１８の放電が完了したか否かが判断される。たとえば、バッテリ１１８の電圧Ｖ３がしきい値以下になると、バッテリ１１８の放電が完了したと判断される。バッテリ１１８の放電が完了した場合（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２１８にてＮＯ）、処理はＳ２１８に戻される。   In S218, it is determined whether or not discharging of battery 118 has been completed. For example, when voltage V3 of battery 118 is equal to or lower than the threshold value, it is determined that discharging of battery 118 is complete. If discharging of battery 118 is completed (YES in S218), this process ends. If not (NO in S218), the process returns to S218.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る充電システム４００の機能について説明する。   A function of charging system 400 according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求されておらず（Ｓ１００にてＮＯ）、かつ、急速充電が要求されていないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、図１０に示すように、第１接続モードで各充電器４１０，４２０，４３０と各バッテリ１１４，１１６，１１８とが接続される（Ｓ１０４）。この場合、各充電器４１０，４２０，４３０が各バッテリ１１４，１１６，１１８を充電する（Ｓ１０６）。各充電器４１０，４２０，４３０は、バッテリ１１４，１１６，１１８の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が上限電圧より低い場合には出力電流を一定にし、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が上限電圧以上である場合に出力電圧を一定にすることによって、バッテリ１１４，１１６，１１８を充電する。これにより、複数のバッテリ１１４，１１６，１１８を同時に充電することができる。   If discharging of batteries 114, 116, and 118 is not required (NO in S100) and quick charging is not required (NO in S102), as shown in FIG. Each charger 410, 420, 430 and each battery 114, 116, 118 are connected (S104). In this case, each charger 410, 420, 430 charges each battery 114, 116, 118 (S106). When each of the chargers 410, 420, and 430 has the voltages V1, V2, and V3 of the batteries 114, 116, and 118 lower than the upper limit voltage, the output current is constant, and the voltages V1, V2, and V3 are equal to or higher than the upper limit voltage. The batteries 114, 116, and 118 are charged by keeping the output voltage constant. Thereby, the plurality of batteries 114, 116, 118 can be charged simultaneously.

ところで、バッテリ交換ステーション３００に満充電されたバッテリが１つもない場合は、できるだけ早くバッテリを充電することが望ましい。そこで、急速充電が要求されている場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、図１１に示すように、第２接続モードで複数の充電器４１０，４２０，４３０と複数のバッテリ１１４，１１６，１１８のうちのいずれか１つのバッテリとが接続される（Ｓ１１０）。本実施の形態においては、複数の充電器４１０，４２０，４３０が、バッテリ１１４のみに接続される。この場合、バッテリ１１４のみを充電するように、各充電器４１０，４２０，４３０が制御される（Ｓ１１２）。   When there is no battery fully charged in the battery exchange station 300, it is desirable to charge the battery as soon as possible. Therefore, when quick charging is required (YES in S102), as shown in FIG. 11, among the plurality of chargers 410, 420, 430 and the plurality of batteries 114, 116, 118 in the second connection mode. Any one battery is connected (S110). In the present embodiment, a plurality of chargers 410, 420, 430 are connected only to battery 114. In this case, each charger 410, 420, 430 is controlled to charge only the battery 114 (S112).

これにより、複数の充電器４１０，４２０，４３０から出力された電力を１つのバッテリ１１４に供給することができる。そのため、充電システム４００に入力される電力を大きくせずに１つのバッテリ１１４に供給される電力を大きくすることができる。   Thereby, the electric power output from the plurality of chargers 410, 420, and 430 can be supplied to one battery 114. Therefore, the power supplied to one battery 114 can be increased without increasing the power input to charging system 400.

バッテリ１１４の電圧Ｖ１が上限電圧以上であると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、充電器４１０は、出力電圧を一定にする。この状態で、充電器４１０の出力電流Ｉ１が予め定められた値以下であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、バッテリ１１４が満充電されたと考えられる。   When voltage V1 of battery 114 is equal to or higher than the upper limit voltage (YES in S114), charger 410 keeps the output voltage constant. In this state, if output current I1 of charger 410 is equal to or smaller than a predetermined value (YES in S116), battery 114 is considered to be fully charged.

よって、第１接続モードで各充電器４１０，４２０，４３０と各バッテリ１１４，１１６，１１８とが接続され（Ｓ１０４）、他のバッテリ１１６，１１８が充電される（Ｓ１０６）。   Accordingly, the chargers 410, 420, 430 and the batteries 114, 116, 118 are connected in the first connection mode (S104), and the other batteries 116, 118 are charged (S106).

ところで、何等かの理由により、電力会社から家屋等への電力供給が遮断された場合においては、バッテリ交換ステーション３００のバッテリを電源として利用することが考えられる。   By the way, when the power supply from the electric power company to the house or the like is cut off for some reason, it is conceivable to use the battery of the battery exchange station 300 as a power source.

そこで、バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が要求され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、バッテリ１１４，１１６，１１８の充電が停止されていると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、図１２に示すように、充電器４１０にバッテリ１１４だけが接続される（Ｓ２０２）。   Therefore, if discharging of batteries 114, 116, and 118 is requested (YES in S100) and charging of batteries 114, 116, and 118 is stopped (YES in S200), as shown in FIG. Only the battery 114 is connected to the charger 410 (S202).

前述したように、充電器４１０は、バッテリを放電する機能を有する。よって、バッテリ１１４から放電するように充電器４１０が制御される（Ｓ２０４）。これにより、バッテリ１１４に蓄えられた電力を、たとえば充電システム４００に接続された電気機器に供給することができる。   As described above, the charger 410 has a function of discharging the battery. Therefore, charger 410 is controlled to discharge from battery 114 (S204). Thereby, the electric power stored in the battery 114 can be supplied to, for example, an electric device connected to the charging system 400.

バッテリ１１４の放電が完了した場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、図１３に示すように、充電器４１０にバッテリ１１６が接続される（Ｓ２０８）。さらに、バッテリ１１６から放電するように充電器４１０が制御される（Ｓ２１０）。   When discharging of battery 114 is completed (YES in S206), battery 116 is connected to charger 410 as shown in FIG. 13 (S208). Furthermore, the charger 410 is controlled to discharge from the battery 116 (S210).

バッテリ１１６の放電が完了した場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、図１４に示すように、充電器４１０にバッテリ１１８が接続される（Ｓ２１４）。さらに、バッテリ１１８から放電するように充電器４１０が制御される（Ｓ２１６）。バッテリ１１８の放電が完了した場合（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、バッテリ１１４，１１６，１１８の放電が終了する。   When discharging of battery 116 is completed (YES in S212), battery 118 is connected to charger 410 as shown in FIG. 14 (S214). Furthermore, the charger 410 is controlled to discharge from the battery 118 (S216). When discharging of battery 118 is completed (YES in S218), discharging of batteries 114, 116, and 118 ends.

より大きな電力を放電する必要がある場合は、バッテリ１１４，１１６，１１８を一つずつ放電する代わりに、前述した図７に示すように、充電器４１０に全てのバッテリ１１４，１１６，１１８を並列に接続し、３つのバッテリ１１４，１１６，１１８から同時に放電するようにしてもよい。   When it is necessary to discharge a larger amount of power, instead of discharging the batteries 114, 116, and 118 one by one, as shown in FIG. 7 described above, all the batteries 114, 116, and 118 are connected in parallel to the charger 410. It is also possible to discharge from the three batteries 114, 116, 118 simultaneously.

このように、複数の充電器４１０，４２０，４３０のうち、１つの充電器４１０のみがバッテリ１１４，１１６，１１８の放電機能を有する。したがって、他の充電器４２０，４３０の構成を簡素化することができる。よって、コストの増大を抑制することができる。なお、３つの充電器のうち２つの充電器が放電機能を有するようにしてもよい。   As described above, only one charger 410 has a discharging function of the batteries 114, 116, and 118 among the plurality of chargers 410, 420, and 430. Therefore, the configuration of the other chargers 420 and 430 can be simplified. Therefore, an increase in cost can be suppressed. Note that two of the three chargers may have a discharging function.

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１００ 電動モータ、１１０，１１２，１１４，１１６，１１８ バッテリ、２００ コンバータ、２１０ インバータ、３００ バッテリ交換ステーション、４００ 充電システム、４０２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、４１０，４２０，４３０ 充電器、４１２，４１６，４２２，４３２ ＤＣ／ＡＣ変換回路、４１４，４２４，４３４ 絶縁トランス、４２６，４３６ 整流回路、４４０ リレー、４５１，４５２，４５３ 電流センサ、４６１，４６２，４６３ 電圧センサ。   100 electric motor, 110, 112, 114, 116, 118 battery, 200 converter, 210 inverter, 300 battery exchange station, 400 charging system, 402 AC / DC conversion circuit, 410, 420, 430 charger, 412, 416, 422 , 432 DC / AC conversion circuit, 414, 424, 434 Isolation transformer, 426, 436 Rectifier circuit, 440 Relay, 451, 452, 453 Current sensor, 461, 462, 463 Voltage sensor.

Claims (4)

複数のバッテリを充電可能なバッテリの充電システムであって、
電力を出力する複数の充電器と、
前記バッテリを充電する場合、各前記充電器から出力された電力を別々のバッテリに供給するように各充電器と各バッテリとが接続される第１のモードと、各充電器から出力された電力を前記複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリに供給するように前記複数の充電器と前記複数のバッテリのうちのいずれか１つのバッテリとが接続される第２のモードとのいずれか一方のモードで、前記充電器と前記バッテリとを接続する接続機構とを備える、バッテリの充電システム。 A battery charging system capable of charging a plurality of batteries,
Multiple chargers that output power;
When charging the battery, a first mode in which each charger and each battery are connected so that power output from each charger is supplied to a separate battery, and power output from each charger Any one of the second mode in which the plurality of chargers and any one of the plurality of batteries are connected to supply any one of the plurality of batteries to the battery. A battery charging system comprising: a connection mechanism that connects the charger and the battery in the mode. 前記複数の充電器のうちの一部の充電器は、前記バッテリの充電が停止された状態において前記バッテリを放電する、請求項１に記載のバッテリの充電システム。   The battery charging system according to claim 1, wherein some of the plurality of chargers discharge the battery in a state where charging of the battery is stopped. 前記接続機構は、前記バッテリの充電が停止された状態において、前記一部の充電器に各前記バッテリを接続する、請求項２に記載のバッテリの充電システム。   The battery charging system according to claim 2, wherein the connection mechanism connects the batteries to the partial chargers in a state where charging of the batteries is stopped. 前記第１のモードにおいて、各前記充電器は出力電圧を一定にし、
前記第２のモードにおいて、前記複数の充電器のうちのいずれか１つの充電器は出力電圧を一定にし、他の充電器は出力電流を一定にする、請求項１に記載のバッテリの充電システム。 In the first mode, each charger has a constant output voltage,
2. The battery charging system according to claim 1, wherein, in the second mode, any one of the plurality of chargers has a constant output voltage, and another charger has a constant output current. .
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