JP2014033558A - Power conversion device and charge/discharge system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To check, by a simple configuration, the conduction state of a power-feeding path between a device of a DC power supply source and a device of a DC power supply destination.SOLUTION: A switching circuit 5 converts an AC voltage of a power system 2 into a DC voltage in a state including a small-amplitude AC component (pulsating current). When a charge cable 8 of a charge/discharge device 1 is connected to an electric vehicle 4, the switching circuit 5 passes an AC current containing the AC component via capacitors C1 and C2 to the electric vehicle 4 side. The conduction state is checked by detecting the AC current by using a current sensor CS.

Description

本発明は、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、直流電力を供給する装置に対する電力供給線の通電状態を非接触で電気的接続を検査する電力変換装置に関するものである。   The present invention is a power conversion device that converts alternating current power supplied from a power system into direct current power, the power conversion for inspecting electrical connection in a non-contact manner with respect to a power supply line to a device that supplies direct current power. It relates to the device.

電気自動車をはじめとした電気車両は、蓄電池を搭載しており、蓄電池を充電するために、充電装置を蓄電池と接続する必要がある。充電を行うとき、充電装置と蓄電池との間の電気的接続が正しく行われていないと、短絡や感電の可能性があるために、安全性の観点から好ましくない。したがって、充電に先立って、充電装置と蓄電池との間の通電状態が確保されていることを確認する必要がある。これは、蓄電池に限らず、直流電力源と、当該直流電力源から直流電力の供給を受ける機器との間の通電も同様であり、機器への通電に先立って、電源と機器との間の通電状態が確保されていることを確認する必要がある。   An electric vehicle such as an electric vehicle is equipped with a storage battery, and in order to charge the storage battery, it is necessary to connect the charging device to the storage battery. When charging, if the electrical connection between the charging device and the storage battery is not performed correctly, there is a possibility of short circuit or electric shock, which is not preferable from the viewpoint of safety. Therefore, prior to charging, it is necessary to confirm that the energized state between the charging device and the storage battery is secured. This applies not only to storage batteries, but also to the energization between a DC power source and a device that is supplied with DC power from the DC power source, and prior to energizing the device, between the power source and the device. It is necessary to confirm that the energized state is secured.

交流の場合、検電器を用いることにより、電力ケーブルの被覆上から非接触で通電状態を検査することができる。しかしながら、電気自動車などの蓄電池の充電には直流が用いられているため、交流のように、非接触で通電状態を検査することができない。   In the case of alternating current, by using a voltage detector, it is possible to inspect the energized state in a non-contact manner from the power cable covering. However, since direct current is used for charging a storage battery such as an electric vehicle, it is not possible to inspect the energized state in a non-contact manner as in the case of alternating current.

これに対し、特許文献1には、直流電車線の活線状態を検知する検電装置が開示されている。この検電装置は、架線と電気的に接続された固定電極と、固定電極とワイヤにて接続され、かつ固定電極ととともにシリコン基板上に形成された可動電極とを備えている。架線が活線状態であれば、両電極が同電位で帯電することによって両電極間に反発力が生じ、可動電極がこの反発力を受けてシリコン基板を変形させるので、その変形をピエゾ抵抗素子で検知することによって、架線が活線であると判断できる。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a voltage detection device that detects a live state of a DC train line. The voltage detector includes a fixed electrode electrically connected to the overhead wire, and a movable electrode connected to the fixed electrode by a wire and formed on the silicon substrate together with the fixed electrode. If the overhead wire is in a live line state, both electrodes are charged at the same potential, so that a repulsive force is generated between both electrodes, and the movable electrode receives this repulsive force and deforms the silicon substrate. By detecting at, it can be determined that the overhead line is a live line.

一方、特許文献2には、電気自動車への充電の開始前に充電ケーブルの接続状態を監視するためのシステムが開示されている。このシステムでは、交流電源の交流電圧から5V程度の交流電圧を生成し、この交流電圧を充電ケーブルへ印加した結果、充電ケーブルおよび電気自動車に形成される充電経路に流れる交流電流を検出することによって、充電ケーブルの通電状態を確認する。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a system for monitoring a connection state of a charging cable before starting to charge an electric vehicle. In this system, an AC voltage of about 5V is generated from the AC voltage of the AC power source, and the AC voltage is applied to the charging cable, thereby detecting the AC current flowing in the charging cable and the charging path formed in the electric vehicle. Check the power status of the charging cable.

特開2007−205978号公報(2007年8月16日公開)JP 2007-205978 A (published August 16, 2007) 特許3214045号公報(2001年10月2日発行)Japanese Patent No. 3214045 (issued on October 2, 2001)

特許文献1に記載の検電装置では、超高電圧による検査のため、装置の構成が複雑になるという不都合がある。   The voltage detection device described in Patent Document 1 has an inconvenience that the configuration of the device becomes complicated due to the inspection with an ultrahigh voltage.

また、特許文献2に記載のシステムでは、交流電流を検出するので、従来の検電器を用いることができる。しかしながら、交流電流を発生させるためのトランスなどの構成が必要となり、システムのコスト上昇を招いている。しかも、交流回路と直流回路とを切り替えるためのリレーの制御が必要となり、制御の複雑さも招いている。   In the system described in Patent Document 2, an alternating current is detected, so that a conventional voltage detector can be used. However, a configuration such as a transformer for generating an alternating current is required, which increases the cost of the system. In addition, it is necessary to control a relay for switching between an AC circuit and a DC circuit, resulting in complicated control.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直流電力供給源と直流電力供給先の機器との間の給電経路の通電状態を簡素な構成によって検査することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to inspect the energization state of a power feeding path between a DC power supply source and a DC power supply destination device with a simple configuration. .

本発明に係る電力変換装置は、上記の課題を解決するために、電力系統から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路と、前記電圧変換回路と当該電圧変換回路から直流電圧が与えられる機器との間の電流経路に流れる電流を非接触で検出することにより前記電流経路の通電状態を検査する検査器とを備え、前記電圧変換回路が脈流を含んだ直流電圧を出力することを特徴としている。   In order to solve the above problems, a power conversion device according to the present invention converts a AC voltage supplied from a power system into a DC voltage, a DC voltage from the voltage conversion circuit and the voltage conversion circuit. An inspection device for inspecting a current-carrying state of the current path by detecting a current flowing in a current path with a given device in a non-contact manner, and the voltage conversion circuit outputs a DC voltage including a pulsating current It is characterized by that.

上記の構成では、電力系統の交流電圧が、電圧変換回路によって、脈流を含んだ直流電圧が出力される。このとき、電圧変換回路と機器との間の電流経路に流れる電流にもその脈流に基づく交流成分が含まれる。そこで、検査器によって、電流経路に流れる電流が検出されると、その電流経路が通電していることになる。   In the above configuration, a DC voltage including a pulsating current is output from the AC voltage of the power system by the voltage conversion circuit. At this time, the AC component based on the pulsating current is also included in the current flowing in the current path between the voltage conversion circuit and the device. Therefore, when the current flowing through the current path is detected by the tester, the current path is energized.

このように、電流経路に流す交流電流が電圧変換回路によって得られるので、そのような交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなる。したがって、電力変換装置の構成の複雑化を回避することができる。   Thus, since the alternating current flowing through the current path is obtained by the voltage conversion circuit, a dedicated configuration for generating such alternating current is not necessary. Therefore, complication of the configuration of the power conversion device can be avoided.

前記電力変換装置において、前記電圧変換回路は、直流電力を出力する出力コンデンサを有し、前記電力系統からの交流電力を前記出力コンデンサに供給する第1動作と、前記出力コンデンサに蓄えられた電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する第2動作とを交互に繰り返すことが好ましい。また、前記電圧変換回路は、前記電力系統の周波数に基づいて前記第1動作と前記第2動作とを交互に繰り返すことが好ましい。   In the power conversion device, the voltage conversion circuit includes an output capacitor that outputs DC power, a first operation of supplying AC power from the power system to the output capacitor, and power stored in the output capacitor. It is preferable to alternately repeat the second operation of converting AC to AC power and supplying the AC power to the power system. Moreover, it is preferable that the voltage conversion circuit repeats the first operation and the second operation alternately based on the frequency of the power system.

上記の構成では、機器が直流電力で動作する機器であり、他の直流電力源から直流電力を供給されるような場合、電圧変換回路が電力系統の交流電圧を直流電圧に変換するときに脈流が得られなくなるので、交流電流も得られなくなる。このような場合は、電圧変換回路が第1動作と第2動作とを繰り返すことによって、変動する電力が得られる。したがって、この変動する電流を検査器によって検出することができる。   In the above configuration, when the device is a device that operates with direct current power and is supplied with direct current power from another direct current power source, the voltage conversion circuit is connected to the alternating current voltage of the power system into the direct current voltage. Since no current can be obtained, no alternating current can be obtained. In such a case, the voltage conversion circuit repeats the first operation and the second operation, so that fluctuating power can be obtained. Therefore, this varying current can be detected by the tester.

また、電圧変換回路が、電力系統の周波数に基づいて第1動作と第2動作とを交互に繰り返すことにより、電力系統の周波数に合わせて変動する電流を得ることができる。   Further, the voltage conversion circuit alternately repeats the first operation and the second operation based on the frequency of the power system, so that a current that varies according to the frequency of the power system can be obtained.

前記電力変換装置において、前記電圧変換回路が直流電力を供給する電力供給線に、太陽電池および蓄電池システムの少なくとも1つが接続されていることが好ましい。   In the power conversion device, it is preferable that at least one of a solar battery and a storage battery system is connected to a power supply line through which the voltage conversion circuit supplies DC power.

上記の構成では、前述の直流電力源として太陽電池および蓄電池システムが利用されるので、上記のように変動する電流を得ることを有効に利用することができる。   In the above configuration, since a solar battery and a storage battery system are used as the DC power source described above, it is possible to effectively use obtaining a current that fluctuates as described above.

本発明に係る充放電システムは、電気車両と、当該電気車両に対して充放電を行う充放電装置とを備えた充放電システムであって、前述のいずれかの電力変換装置を前記充放電装置として備え、前記電力変換装置における前記電圧変換回路が前記充放電装置に設けられ、前記電力変換装置における前記検査器が前記電気車両に設けられ、前記充放電装置が、前記電圧変換回路の出力段に設けられたコンデンサと、充電時に当該コンデンサの両端を短絡するスイッチとを有していることを特徴としている。   A charging / discharging system according to the present invention is a charging / discharging system including an electric vehicle and a charging / discharging device that charges / discharges the electric vehicle. The voltage conversion circuit in the power conversion device is provided in the charge / discharge device, the inspection device in the power conversion device is provided in the electric vehicle, and the charge / discharge device is an output stage of the voltage conversion circuit. And a switch for short-circuiting both ends of the capacitor at the time of charging.

上記の構成では、蓄電池の充電に先立って、電圧変換回路から出力される交流成分を含む電流がコンデンサによって交流成分のみが追加する。これにより、この交流電流を検査器によって検出することができる。また、蓄電池の充電時には、スイッチによってコンデンサの両端を短絡することによって、電圧変換回路からの出力電圧をスイッチを介して蓄電池に充電することができる。   In the above configuration, prior to charging of the storage battery, only the AC component is added to the current including the AC component output from the voltage conversion circuit by the capacitor. Thereby, this alternating current can be detected by the tester. Moreover, at the time of charge of a storage battery, the output voltage from a voltage conversion circuit can be charged to a storage battery via a switch by short-circuiting the both ends of a capacitor | condenser with a switch.

本発明に係る電力変換装置は、上記のように構成されることにより、直流電力供給源と直流電力供給先の機器との間の給電経路の通電状態を簡素な構成によって検査することができるという効果を奏する。   The power conversion device according to the present invention is configured as described above, so that the energization state of the power feeding path between the DC power supply source and the DC power supply destination device can be inspected with a simple configuration. There is an effect.

本発明の実施形態1に係る充放電システムの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the charging / discharging system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 上記充放電システムにおける充放電装置に設けられるスイッチング回路の出力電圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output voltage of the switching circuit provided in the charging / discharging apparatus in the said charging / discharging system. 上記充放電装置の充電時の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement at the time of charge of the said charging / discharging apparatus. 上記充放電装置の放電時の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement at the time of the discharge of the said charging / discharging apparatus. 上記充放電システムの動作の手順を示すフローチャートである。における放電時の動作を示すタイミングチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of operation | movement of the said charging / discharging system. It is a timing chart which shows the operation | movement at the time of discharge in. 本発明の実施形態2に係る充放電システムの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the charging / discharging system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

[実施形態1]
本発明に係る一実施形態について、図1〜図5を参照して以下に説明する。
[Embodiment 1]
An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

〔充放電システムの構成〕
図1は、本実施形態に係る放電システム11の構成を示すブロック図である。
[Configuration of charge / discharge system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a discharge system 11 according to the present embodiment.

図1に示すように、充放電システム11は、充放電装置1、電力系統2、ラインフィルタ3および電気自動車4を備えている。   As shown in FIG. 1, the charge / discharge system 11 includes a charge / discharge device 1, a power system 2, a line filter 3, and an electric vehicle 4.

〈電力系統およびラインフィルタの構成〉
電力系統2は、互いに位相が90°異なる交流電圧V1,V2を出力する。
<Configuration of power system and line filter>
The electric power system 2 outputs AC voltages V1 and V2 whose phases are different from each other by 90 °.

ラインフィルタ3は、ラインバイパスコンデンサC01,C02と、ノーマルモードチョークコイルL1,L2とを有している。   The line filter 3 includes line bypass capacitors C01 and C02 and normal mode choke coils L1 and L2.

ラインバイパスコンデンサC01,C02は、電力系統2の2つの出力線間に直列に接続されており、ラインバイパスコンデンサC01,C02の間でグランドラインに接続されている。これらのラインバイパスコンデンサC01,C02は、コモンモードノイズをグランドラインにバイパスさせるために設けられている。ノーマルモードチョークコイルL1,L2は、電力系統2の2つの出力線にそれぞれ接続されており、ノーマルモードノイズを吸収するインダクタである。   The line bypass capacitors C01 and C02 are connected in series between the two output lines of the power system 2, and are connected to the ground line between the line bypass capacitors C01 and C02. These line bypass capacitors C01 and C02 are provided to bypass common mode noise to the ground line. Normal mode choke coils L1 and L2 are respectively connected to two output lines of power system 2, and are inductors that absorb normal mode noise.

ノーマルモードチョークコイルL1の出力端子には、電圧センサVS1が設けられている。電圧センサVS1により、ノーマルモードチョークコイルL1の出力端子の電圧が計測される。一方、ノーマルモードチョークコイルL2の出力端子には、電圧センサVS2が設けられている。電圧センサVS2により、ノーマルモードチョークコイルL2の出力端子の電圧が計測される。   A voltage sensor VS1 is provided at the output terminal of the normal mode choke coil L1. The voltage sensor VS1 measures the voltage at the output terminal of the normal mode choke coil L1. On the other hand, a voltage sensor VS2 is provided at the output terminal of the normal mode choke coil L2. The voltage sensor VS2 measures the voltage at the output terminal of the normal mode choke coil L2.

〈充放電装置の構成〉
充放電装置1(電力変換装置)は、スイッチング回路5と、制御装置6と、充電コネクタ7と、充電ケーブル8と、コンデンサC1,C2と、スイッチSW1,SW2とを有している。
<Configuration of charge / discharge device>
The charging / discharging device 1 (power conversion device) includes a switching circuit 5, a control device 6, a charging connector 7, a charging cable 8, capacitors C1 and C2, and switches SW1 and SW2.

《充電コネクタおよび充電ケーブルの構成》
充電コネクタ7は、充電ケーブル8を電気自動車4の充電ポートに接続するためのコネクタであり、充電ケーブル8の先端に設けられている。この充電コネクタ7は、充電方式に応じた電極配置となるように構成されている。
<Configuration of charging connector and charging cable>
The charging connector 7 is a connector for connecting the charging cable 8 to the charging port of the electric vehicle 4, and is provided at the tip of the charging cable 8. The charging connector 7 is configured to have an electrode arrangement according to the charging method.

充電ケーブル8は、充放電装置1および電気自動車4との間の通信および電力伝送を行うためのケーブルであり、通信線および電力線がケーブル被覆に収容されることによって構成されている。この充電ケーブル8は、通常、切り離しできないように充放電装置1と接続されており、充放電装置1の一部として構成される。   The charging cable 8 is a cable for performing communication and power transmission between the charging / discharging device 1 and the electric vehicle 4, and is configured by housing the communication line and the power line in the cable sheath. The charging cable 8 is normally connected to the charging / discharging device 1 so as not to be disconnected, and is configured as a part of the charging / discharging device 1.

《スイッチング回路の構成》
図2は、スイッチング回路5の出力電圧の変化を示す図である。
<Configuration of switching circuit>
FIG. 2 is a diagram illustrating a change in the output voltage of the switching circuit 5.

スイッチング回路5(電圧変換回路)は、電力系統2からの交流電力を直流電力に変換するとともに、電気自動車4の蓄電池9から放電された直流電力を交流電力に変換するための双方向のインバータである。このスイッチング回路5は、上記の電力変換を行うために、スイッチング素子S1〜S4と、ダイオードD1〜D4と、アンプA1〜A4と、コンデンサC3とを有している。   The switching circuit 5 (voltage conversion circuit) is a bidirectional inverter for converting AC power from the power system 2 into DC power and converting DC power discharged from the storage battery 9 of the electric vehicle 4 into AC power. is there. The switching circuit 5 includes switching elements S1 to S4, diodes D1 to D4, amplifiers A1 to A4, and a capacitor C3 in order to perform the above power conversion.

スイッチング素子S1〜S4は、パワーMOSFETやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)によって構成される。あるいは、スイッチング素子S1〜S4は、GaN(窒化ガリウム)層を有する電界効果トランジスタ(GaNトランジスタ)であってもよい。   The switching elements S1 to S4 are configured by power MOSFETs or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). Alternatively, the switching elements S1 to S4 may be field effect transistors (GaN transistors) having a GaN (gallium nitride) layer.

スイッチング素子S1は、出力端子がノーマルモードチョークコイルL2の出力端子に接続され、入力端子がコンデンサC3の一端に接続されている。スイッチング素子S2は、出力端子がコンデンサC3の他端に接続され、入力端子がノーマルモードチョークコイルL2の出力端子に接続されている。スイッチング素子S3は、出力端子がノーマルモードチョークコイルL1の出力端子に接続され、入力端子がコンデンサC3の一端に接続されている。スイッチング素子S4は、出力端子がコンデンサC3の他端に接続され、入力端子がノーマルモードチョークコイルL1の出力端子に接続されている。   The switching element S1 has an output terminal connected to the output terminal of the normal mode choke coil L2, and an input terminal connected to one end of the capacitor C3. The switching element S2 has an output terminal connected to the other end of the capacitor C3, and an input terminal connected to the output terminal of the normal mode choke coil L2. The switching element S3 has an output terminal connected to the output terminal of the normal mode choke coil L1, and an input terminal connected to one end of the capacitor C3. The switching element S4 has an output terminal connected to the other end of the capacitor C3, and an input terminal connected to the output terminal of the normal mode choke coil L1.

コンデンサC3(出力コンデンサ)は、交流電圧がスイッチング素子S1〜S4で整流されることによって得られた電圧を平滑するために設けられた平滑コンデンサである。このコンデンサC3は、1mF程度の容量を有している。   Capacitor C3 (output capacitor) is a smoothing capacitor provided to smooth the voltage obtained by rectifying the AC voltage by switching elements S1 to S4. The capacitor C3 has a capacity of about 1 mF.

コンデンサC3の両端には、電圧センサVS3が設けられている。この電圧センサVS3により、コンデンサC3の両端の電圧V3、すなわち充放電装置1の出力電圧が計測される。   A voltage sensor VS3 is provided at both ends of the capacitor C3. The voltage sensor VS3 measures the voltage V3 across the capacitor C3, that is, the output voltage of the charging / discharging device 1.

アンプA1〜A4は、スイッチング素子S1〜S4の制御端子に入力される制御電圧を増幅する回路である。アンプA1〜A4に入力される制御電圧は、制御装置6から出力される。   The amplifiers A1 to A4 are circuits that amplify the control voltage input to the control terminals of the switching elements S1 to S4. The control voltage input to the amplifiers A1 to A4 is output from the control device 6.

ダイオードD1〜D4は、それぞれスイッチング素子S1〜S4の入出力端子間に接続されている。これらのダイオードD1〜D4は、スイッチング素子S1〜S4における逆方向への電流の流れを阻止するために設けられている。   The diodes D1 to D4 are connected between the input / output terminals of the switching elements S1 to S4, respectively. These diodes D1 to D4 are provided to prevent the flow of current in the reverse direction in the switching elements S1 to S4.

上記のように構成されるスイッチング回路5は、電力系統2から供給される交流電力を直流化するが、図2に示すように、振幅の小さい交流成分(脈流)が残るように完全には直流化しない。脈流の振幅の大きさは、直流電圧の5%程度が好ましく、例えば、400Vの直流電圧に対して20V程度である。   The switching circuit 5 configured as described above converts the AC power supplied from the power system 2 to DC, but as shown in FIG. 2, it is completely so that an AC component (pulsating flow) with a small amplitude remains. Does not turn into direct current. The magnitude of the amplitude of the pulsating flow is preferably about 5% of the DC voltage, for example, about 20V with respect to the DC voltage of 400V.

なお、スイッチング回路5は、蓄電池9の電圧に合うように、交流−直流変換時に整流と昇圧とを行う、かつ双方向(交流−直流変換および直流−交流変換)で動作させるために、スイッチング素子S1〜S4が必要である。   Note that the switching circuit 5 performs rectification and step-up at the time of AC-DC conversion so as to match the voltage of the storage battery 9 and operates in both directions (AC-DC conversion and DC-AC conversion). S1 to S4 are necessary.

《スイッチおよびコンデンサの構成》
スイッチSW1は、コンデンサC3の一端と充電コネクタ4(充電ケーブルにおける一方(正極側)の電力線)との間に接続されている。スイッチSW2は、コンデンサC3の一端と充電コネクタ4(充電ケーブルにおける他方(負極側)の電力線)との間に接続されている。これらのスイッチSW1,SW2は、コンデンサC3と充電コネクタ4との間を開閉するスイッチであり、コンデンサC1,C2の両端をそれぞれ短絡する。
<Configuration of switch and capacitor>
The switch SW1 is connected between one end of the capacitor C3 and the charging connector 4 (one (positive side) power line in the charging cable). The switch SW2 is connected between one end of the capacitor C3 and the charging connector 4 (the other (negative side) power line in the charging cable). These switches SW1 and SW2 are switches that open and close between the capacitor C3 and the charging connector 4, and short-circuit both ends of the capacitors C1 and C2, respectively.

コンデンサC1は、スイッチング回路5の出力段においてスイッチSW1と並列に設けられており、スイッチSW1の両端に接続されている。コンデンサC2は、スイッチング回路5の出力段においてスイッチSW2と並列に設けられており、スイッチSW2の両端に接続されている。   The capacitor C1 is provided in parallel with the switch SW1 at the output stage of the switching circuit 5, and is connected to both ends of the switch SW1. The capacitor C2 is provided in parallel with the switch SW2 at the output stage of the switching circuit 5, and is connected to both ends of the switch SW2.

コンデンサC1,C2の容量値は、独立して設定することが可能である。これらの容量値は、大きすぎると、スイッチSW1,SW2をONする前に大きな交流電流が流れることから、充電コネクタ4に触れると感電の虞があるので、適正な値に設定される。例えば、400Vの直流電圧に対して、コンデンサC1,C2は、10μF程度の容量値に設定される。   The capacitance values of the capacitors C1 and C2 can be set independently. If these capacitance values are too large, a large alternating current flows before the switches SW1 and SW2 are turned on. Therefore, there is a risk of electric shock when the charging connector 4 is touched. For example, for a DC voltage of 400 V, the capacitors C1 and C2 are set to a capacitance value of about 10 μF.

《制御装置の構成》
制御装置6は、電気自動車4と通信することによって、電気自動車4の蓄電池9の充放電を制御するとともに、スイッチング回路5およびスイッチSW1,SW2の動作を制御する。制御装置6は、上記の制御を行うために、充放電制御部61と、スイッチング回路制御部62と、スイッチ制御部63とを有している。
<Control device configuration>
The control device 6 communicates with the electric vehicle 4 to control charging / discharging of the storage battery 9 of the electric vehicle 4 and to control operations of the switching circuit 5 and the switches SW1 and SW2. The control device 6 includes a charge / discharge control unit 61, a switching circuit control unit 62, and a switch control unit 63 in order to perform the above control.

充放電制御部61は、電気自動車4との通信によって充電を制御する。具体的には、充放電制御部61は、充放電装置1の能力(最大出力電圧、最大出力電流など)を電気自動車4に与える。   The charge / discharge control unit 61 controls charging by communication with the electric vehicle 4. Specifically, the charge / discharge control unit 61 gives the electric vehicle 4 the capabilities (maximum output voltage, maximum output current, etc.) of the charge / discharge device 1.

充放電制御部61は、蓄電池9の充電動作時に、電気自動車4から充電許可および指示電流値を受けて、指示された電流値の電流を供給するようにスイッチング回路制御部62にスイッチング回路5の動作を制御するための制御指示を与える。また、後述するように、充電ケーブル8が電気自動車4に接続されていない状態で、スイッチング回路制御部62が、コンデンサC3に対する充放電動作を繰り返すようにスイッチング回路5を制御する。ただし、充放電制御部61は、スイッチSW1,SW2が接続するまでは、V3の電圧が400±20Vになるように制御し、スイッチSW1,SW2の接続後に、蓄電池9の充電または放電のいずれを行うかの制御と、充放電電流の制御とを行う。このため、充放電制御部61は、接続信号を与えることによって、充電コネクタ7の電気自動車4への接続をスイッチング回路制御部62に通知する。   The charging / discharging control unit 61 receives the charging permission and the instruction current value from the electric vehicle 4 during the charging operation of the storage battery 9 and supplies the current of the instructed current value to the switching circuit control unit 62 of the switching circuit 5. A control instruction for controlling the operation is given. Further, as will be described later, in a state where the charging cable 8 is not connected to the electric vehicle 4, the switching circuit control unit 62 controls the switching circuit 5 so as to repeat the charging / discharging operation for the capacitor C3. However, the charging / discharging control unit 61 controls the voltage of V3 to be 400 ± 20 V until the switches SW1 and SW2 are connected. After the switches SW1 and SW2 are connected, either the charging or discharging of the storage battery 9 is performed. Control of whether to perform and control of charging / discharging current are performed. For this reason, the charging / discharging control part 61 notifies the connection to the electric vehicle 4 of the charging connector 7 to the switching circuit control part 62 by giving a connection signal.

充放電制御部61は、蓄電池9の充放電が終了したときにスイッチ制御部63がスイッチSW1,SW2をOFFさせるように、スイッチ制御部63に制御指示を与える。このため、充放電制御部61は、充放電終了信号を与えることによって、蓄電池9が充放電動作を終了したことをスイッチ制御部63に通知する。   The charge / discharge control unit 61 gives a control instruction to the switch control unit 63 so that the switch control unit 63 turns off the switches SW1 and SW2 when the charge / discharge of the storage battery 9 is completed. For this reason, the charging / discharging control part 61 notifies the switch control part 63 that the storage battery 9 complete | finished charging / discharging operation | movement by giving a charging / discharging completion | finish signal.

スイッチング回路制御部62は、電力系統2からの交流電圧を直流電圧に変換するように、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング動作を制御する。また、スイッチング回路制御部62は、電気自動車4の蓄電池9から放電される直流電圧を交流電圧に変換するように、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング動作を制御する。   The switching circuit control unit 62 controls the switching operation of the switching elements S1 to S4 so as to convert the AC voltage from the power system 2 into a DC voltage. Further, the switching circuit control unit 62 controls the switching operation of the switching elements S1 to S4 so as to convert the DC voltage discharged from the storage battery 9 of the electric vehicle 4 into an AC voltage.

スイッチング回路制御部62は、電力系統2からの交流電力をコンデンサC3に供給する動作(第1動作)と、コンデンサC3に蓄えられた電力を電力系統2に供給する動作(第2動作)とを交互に繰り返すように、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング動作を制御する。この繰り返し動作は、例えば、電力系統2の周波数(周期)で行われる。例えば、上記の繰り返す動作は、電力系統2が50Hzである場合、20msの周期で行われ、電力系統2が60Hzである場合、16.7msの周期で行われる。また、スイッチング回路制御部62は、充放電制御部61からの前述の接続信号を受けて、上記の動作を繰り返して、蓄電池9の充放電動作に備えて待機する。   The switching circuit control unit 62 performs an operation for supplying AC power from the power system 2 to the capacitor C3 (first operation) and an operation for supplying the power stored in the capacitor C3 to the power system 2 (second operation). The switching operations of the switching elements S1 to S4 are controlled so as to be repeated alternately. This repeated operation is performed, for example, at the frequency (cycle) of the power system 2. For example, the above repeating operation is performed at a cycle of 20 ms when the power system 2 is 50 Hz, and is performed at a cycle of 16.7 ms when the power system 2 is 60 Hz. The switching circuit control unit 62 receives the connection signal from the charge / discharge control unit 61, repeats the above operation, and stands by in preparation for the charge / discharge operation of the storage battery 9.

スイッチング回路制御部62は、充放電制御部61からの前述の制御指示に基づいて、上記の制御動作を蓄電池9の充放電動作と連動して行う。   The switching circuit control unit 62 performs the above control operation in conjunction with the charge / discharge operation of the storage battery 9 based on the control instruction from the charge / discharge control unit 61.

スイッチ制御部63は、スイッチSW1,SW2の開閉動作を制御する。具体的には、スイッチ制御部63は、電気自動車4に設けられている後述する電流センサCSが電流を検出すると、スイッチSW1,SW2をONするように制御する。また、スイッチ制御部63は、充放電制御部61からの充放電終了信号の入力によって、蓄電池9の充放電が終了したことを認識すると、スイッチSW1,SW2をOFFするように制御する。   The switch control unit 63 controls the opening / closing operation of the switches SW1 and SW2. Specifically, the switch control unit 63 controls the switches SW1 and SW2 to be turned on when a current sensor CS (described later) provided in the electric vehicle 4 detects a current. In addition, when the switch control unit 63 recognizes that charging / discharging of the storage battery 9 has been completed based on the input of the charging / discharging end signal from the charging / discharging control unit 61, the switch control unit 63 controls the switches SW1, SW2 to be turned off.

〔電気自動車の構成〕
電気自動車4(電気車両)は、蓄電池9と、電流センサCSと、コンデンサC4とを有している。
[Configuration of electric vehicle]
The electric vehicle 4 (electric vehicle) includes a storage battery 9, a current sensor CS, and a capacitor C4.

蓄電池9は、電気自動車4に設けられる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。この蓄電池9は、例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。   The storage battery 9 is a large-capacity storage battery that stores electric power to be supplied to an electric motor (not shown) provided in the electric vehicle 4. The storage battery 9 is constituted by, for example, a lithium ion battery.

電流センサCS(検査器)は、蓄電池9に流れる電流を、当該電流が流れる回路に電気的に非接触で検出する検出器である。この電流センサCSとしては、カレントトランスを備えたセンサや、ホール素子によって磁気的に電流を検出するセンサなどが用いられる。   The current sensor CS (inspector) is a detector that detects a current flowing through the storage battery 9 in an electrically non-contact manner with a circuit through which the current flows. As the current sensor CS, a sensor provided with a current transformer, a sensor that magnetically detects a current using a Hall element, or the like is used.

なお、電流センサCSは、電気自動車4に設けられているが、スイッチ制御部63がスイッチSW1,SW2のON・OFFを制御するための検出器であってスイッチ制御部63に接続されていることから、充放電装置1の構成要素であるものとする。   Although the current sensor CS is provided in the electric vehicle 4, the switch control unit 63 is a detector for controlling ON / OFF of the switches SW1 and SW2, and is connected to the switch control unit 63. Therefore, it is assumed to be a constituent element of the charge / discharge device 1.

コンデンサC4は、電気自動車4において、コンデンサC1,C2を介して流れる交流電流を流し、蓄電池9の充電電流を直流に平滑化するために設けられるコンデンサである。   The capacitor C4 is a capacitor provided in the electric vehicle 4 for flowing an alternating current flowing through the capacitors C1 and C2 and smoothing the charging current of the storage battery 9 into a direct current.

なお、電気自動車4は、図示はしないが、充電ポートと蓄電池9との間の電流路の開閉を行うコンタクタ(電磁接触器)を有している。また、電気自動車4は、図示はしないが、蓄電池9の状態を管理する蓄電池管理部を有している。この蓄電池管理部は、特に、前述の充放電制御部61との間で通信を行うことにより、蓄電池9の充電を制御する。このために、蓄電池管理部は、前述の充電許可、指示電流値、蓄電池情報などを充放電制御部61に与える。   Although not shown, the electric vehicle 4 includes a contactor (electromagnetic contactor) that opens and closes a current path between the charging port and the storage battery 9. Moreover, although not shown in figure, the electric vehicle 4 has the storage battery management part which manages the state of the storage battery 9. FIG. In particular, the storage battery management unit controls charging of the storage battery 9 by communicating with the charge / discharge control unit 61 described above. For this purpose, the storage battery management unit gives the above-described charging permission, instruction current value, storage battery information, and the like to the charge / discharge control unit 61.

〔充放電システムの動作〕
続いて、上記のように構成される充放電システム11の動作について説明する。
[Operation of charge / discharge system]
Then, the operation | movement of the charging / discharging system 11 comprised as mentioned above is demonstrated.

図3は、充放電装置1の充電時の動作を示すタイミングチャートである。図4は、充放電装置1の放電時の動作を示すタイミングチャートである。図5は、充放電システム11の動作の手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a timing chart showing an operation during charging of the charging / discharging device 1. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the charging / discharging device 1 during discharging. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the charge / discharge system 11.

〈充電時のスイッチング回路の動作(充電シーケンス)〉
スイッチング回路5は、蓄電池9を充電するとき、スイッチング回路制御部62によって、図3に示すように動作が制御される。
<Operation of switching circuit during charging (charging sequence)>
When the storage circuit 9 is charged, the switching circuit 5 is controlled by the switching circuit control unit 62 as shown in FIG.

電力系統2の交流電圧V1の値が正である場合(V1>0)、スイッチング素子S1は、OFF状態を維持する。この状態で、まず、スイッチング素子S2,S3がOFFし、スイッチング素子S4がONする。これにより、ノーマルモードチョークコイルL1から、スイッチング素子S4、ダイオードD2、ノーマルモードチョークコイルL2へと電流が流れて、ノーマルモードチョークコイルL1,L2にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子S4がOFFし、スイッチング素子S2,S3がONすると、ノーマルモードチョークコイルL1、スイッチング素子S3、コンデンサC3、スイッチング素子S2、ノーマルモードチョークコイルL2の経路で、交流電圧より昇圧された電圧が発生し、コンデンサC3の電荷が保持される。このような動作を交互に繰り返して行うことにより、コンデンサC3の両端の電圧が蓄電池9に出力する電圧V3に達する。   When the value of AC voltage V1 of power system 2 is positive (V1> 0), switching element S1 maintains the OFF state. In this state, first, the switching elements S2 and S3 are turned off, and the switching element S4 is turned on. Thereby, current flows from the normal mode choke coil L1 to the switching element S4, the diode D2, and the normal mode choke coil L2, and energy is stored in the normal mode choke coils L1 and L2. Thereafter, when the switching element S4 is turned OFF and the switching elements S2 and S3 are turned ON, the voltage is boosted from the AC voltage through the path of the normal mode choke coil L1, the switching element S3, the capacitor C3, the switching element S2, and the normal mode choke coil L2. A voltage is generated and the electric charge of the capacitor C3 is retained. By repeating such an operation alternately, the voltage across the capacitor C3 reaches the voltage V3 output to the storage battery 9.

一方、電力系統2の交流電圧V2の値が正である場合(V2>0)、スイッチング素子S3は、OFF状態を維持する。この状態で、まず、スイッチング素子S1,S4がOFFし、スイッチング素子S2がONする。すると、ノーマルモードチョークコイルL2から、スイッチング素子S2、ダイオードD4、ノーマルモードチョークコイルL1へと電流が流れて、ノーマルモードチョークコイルL1,L2にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子S2がOFFし、スイッチング素子S1,S4がONすることにより、ノーマルモードチョークコイルL2、スイッチング素子S1、コンデンサC3、スイッチング素子S4、ノーマルモードチョークコイルL1の経路で電流が流れる。これにより、コンデンサC3の電荷が保持される。このような動作を交互に繰り返して行うことにより、コンデンサC3の両端の電圧が蓄電池9に出力する電圧V3に達する。   On the other hand, when the value of the AC voltage V2 of the power system 2 is positive (V2> 0), the switching element S3 maintains the OFF state. In this state, first, the switching elements S1 and S4 are turned off, and the switching element S2 is turned on. Then, a current flows from normal mode choke coil L2 to switching element S2, diode D4, and normal mode choke coil L1, and energy is stored in normal mode choke coils L1 and L2. Thereafter, when the switching element S2 is turned off and the switching elements S1 and S4 are turned on, a current flows through the path of the normal mode choke coil L2, the switching element S1, the capacitor C3, the switching element S4, and the normal mode choke coil L1. Thereby, the electric charge of the capacitor C3 is held. By repeating such an operation alternately, the voltage across the capacitor C3 reaches the voltage V3 output to the storage battery 9.

〈放電時のスイッチング回路の動作(放電シーケンス)〉
スイッチング回路5は、蓄電池9を放電するとき、スイッチング回路制御部62によって、図4に示すように動作が制御される。これにより、スイッチング素子S1〜S4は、それぞれゲート信号Vs1〜Vs4が“1”レベルのときONし、“0”レベルのときにOFFする。
<Operation of switching circuit during discharge (discharge sequence)>
When the storage circuit 9 is discharged, the switching circuit 5 is controlled by the switching circuit control unit 62 as shown in FIG. Thereby, the switching elements S1 to S4 are turned on when the gate signals Vs1 to Vs4 are at the “1” level, respectively, and are turned off when the gate signals Vs1 to Vs4 are at the “0” level.

正の交流電圧を得る場合、スイッチング素子S2,S3のON時間の一部が重なり、スイッチング素子S1,S4は、一方がONするとき他方がOFFする。また、一方、負の交流電圧を得る場合、スイッチング素子S1,S4のON時間の一部が重なり、スイッチング素子S2,S3は、一方がONするとき他方がOFFする。   When obtaining a positive AC voltage, a part of the ON time of the switching elements S2 and S3 overlaps, and when one of the switching elements S1 and S4 is turned ON, the other is turned OFF. On the other hand, when obtaining a negative AC voltage, a part of the ON time of the switching elements S1 and S4 overlaps, and when one of the switching elements S2 and S3 is ON, the other is OFF.

このとき、図4に示すように、スイッチング素子S1〜S4による上記のスイッチング動作で断続的に得られる電圧がコンデンサC3によって平滑化されることで、200Vの交流電圧Vinvが出力される。   At this time, as shown in FIG. 4, the voltage obtained intermittently by the switching operation by the switching elements S1 to S4 is smoothed by the capacitor C3, so that an AC voltage Vinv of 200 V is output.

〈充放電時の充放電装置の動作〉
充放電装置1は、蓄電池9を充放電するとき、図5に示すフローチャートの手順にしたがって動作する。
<Operation of charging / discharging device during charging / discharging>
When charging / discharging the storage battery 9, the charging / discharging apparatus 1 operate | moves according to the procedure of the flowchart shown in FIG.

まず、充電ケーブル8が電気自動車4に接続されていない状態で、スイッチング回路5が動作し(ステップS1)、コンデンサC3の充放電を行う(ステップS2)。このとき、スイッチング回路5では、電力系統2からの交流電力をコンデンサC3に供給する動作と、コンデンサC3に蓄えられた電力を電力系統2に供給する動作とが交互に繰り返されるように、スイッチング素子S1〜S4がスイッチング動作する。   First, the switching circuit 5 operates in a state where the charging cable 8 is not connected to the electric vehicle 4 (step S1), and the capacitor C3 is charged / discharged (step S2). At this time, in the switching circuit 5, the operation of supplying the AC power from the power system 2 to the capacitor C3 and the operation of supplying the power stored in the capacitor C3 to the power system 2 are alternately repeated. S1 to S4 perform a switching operation.

充電ケーブル8が電気自動車4に接続されていない状態、すなわち電力を消費する負荷がない状態では、コンデンサC3に電力を蓄えること(買電)、およびコンデンサC3に蓄えた電力を電力系統2に供給すること(売電)を繰り返して行う。これにより、電力系統2から電力の供給を受け続けることによって電力の行き場がなくなることを回避することができる。   When the charging cable 8 is not connected to the electric vehicle 4, that is, when there is no load that consumes power, the power is stored in the capacitor C3 (power purchase), and the power stored in the capacitor C3 is supplied to the power system 2. Repeat what you do (power sale). Thereby, it can avoid that the place of electric power disappears by continuing supply of electric power from the electric power grid | system 2. FIG.

次いで、充電ケーブル8が電気自動車4に接続されているか否かを判定する(ステップS3)。ここで、充電ケーブル8が電気自動車4に接続されている場合、電流センサCSによって電流が検出されたか否かを判定する(ステップS4)。   Next, it is determined whether or not the charging cable 8 is connected to the electric vehicle 4 (step S3). Here, when the charging cable 8 is connected to the electric vehicle 4, it is determined whether or not a current is detected by the current sensor CS (step S4).

充電ケーブル8が接続された状態では、スイッチSW1,SW2がOFFしている。このため、スイッチング回路5からの電流が、コンデンサC1、充電ケーブル8、電気自動車4におけるコンデンサC4、充電ケーブル8およびコンデンサC2によって形成される電流経路を介して流れて、スイッチング回路5に戻る。これにより、図2に示すような脈流による交流電流がコンデンサC1,C2を通過して電気自動車4に流れる。したがって、上記の電流経路に異常が生じていなければ、この交流電流が正しく流れて電流センサCSによって検出される。   In a state where the charging cable 8 is connected, the switches SW1 and SW2 are OFF. For this reason, the current from the switching circuit 5 flows through the current path formed by the capacitor C1, the charging cable 8, the capacitor C4 in the electric vehicle 4, the charging cable 8, and the capacitor C2, and returns to the switching circuit 5. Thereby, an alternating current due to a pulsating flow as shown in FIG. 2 flows through the capacitors C1 and C2 and flows into the electric vehicle 4. Therefore, if no abnormality occurs in the current path, the alternating current flows correctly and is detected by the current sensor CS.

上記のようにして電流が検出されると、スイッチSW1,SW2がONし(ステップS5)、蓄電池9に対する充電または放電を行う(ステップS6)。この状態では、スイッチング回路5と電気自動車4との間で、スイッチSW1,SW2を介して電流が流れる。   When the current is detected as described above, the switches SW1 and SW2 are turned on (step S5), and the storage battery 9 is charged or discharged (step S6). In this state, a current flows between the switching circuit 5 and the electric vehicle 4 via the switches SW1 and SW2.

蓄電池9を充電する場合は、スイッチング回路5が前述のようにして動作する(充電シーケンス)。また、蓄電池9を放電する場合は、スイッチング回路5が前述のようにして動作する(放電シーケンス)。   When charging the storage battery 9, the switching circuit 5 operates as described above (charging sequence). When discharging the storage battery 9, the switching circuit 5 operates as described above (discharge sequence).

やがて、蓄電池9に対する充電または放電が終了すると(ステップS7)、スイッチSW1,SW2をOFFする(ステップS8)。そして、この状態から、スイッチング回路5の動作を停止させて(ステップS9)、処理を終える。   Eventually, when charging or discharging of the storage battery 9 is completed (step S7), the switches SW1 and SW2 are turned off (step S8). Then, from this state, the operation of the switching circuit 5 is stopped (step S9), and the process is finished.

〔充放電システムによる効果〕
以上のように、充放電システム11は、スイッチング回路5からコンデンサC1,C2を介して脈流の交流電流を電気自動車4に流すことによって、その交流電流を電気自動車4において電流センサCSによって検出することができる。これにより、充電コネクタ7充電ケーブル8および充電器9の間で形成される給電経路の通電状態が検査されるので、蓄電池9の充放電を安全に行うことができる。
[Effects of charge / discharge system]
As described above, the charging / discharging system 11 detects the alternating current by the current sensor CS in the electric vehicle 4 by causing the alternating current of the pulsating current to flow from the switching circuit 5 to the electric vehicle 4 via the capacitors C1 and C2. be able to. Thereby, since the electricity supply state of the electric power feeding path formed between the charging connector 7 charging cable 8 and the charger 9 is test | inspected, the storage battery 9 can be charged / discharged safely.

また、電気自動車4に流す交流電流がスイッチング回路5によって得られるので、そのような交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなる。したがって、充放電システム11の構成の複雑化を回避することができる。しかも、電気自動車4に与えられる電圧に重畳する交流成分(脈流)は、蓄電池9への充電に影響を及ぼさない程度、かつ電流センサCSが検出できるレベルの交流電流が得られる程度に振幅が小さく設定される。したがって、何ら支障なく蓄電池9を充電することができる。   In addition, since an alternating current flowing through the electric vehicle 4 is obtained by the switching circuit 5, a dedicated configuration for generating such an alternating current is not necessary. Therefore, complication of the configuration of the charge / discharge system 11 can be avoided. Moreover, the AC component (pulsating flow) superimposed on the voltage applied to the electric vehicle 4 has an amplitude that does not affect the charging of the storage battery 9 and that an AC current of a level that can be detected by the current sensor CS is obtained. Set small. Therefore, the storage battery 9 can be charged without any trouble.

また、放電時には、電力系統2から買電しないため、電力系統2から供給された交流電力に基づいて、電流検出のための交流電流を得ることができない。この場合は、前述のステップS2の動作をステップS3,S4の間でも行うことにより、前述の電流経路に変動する電流を流すことができる。これにより、放電時においても、事前に通電状態を検査することができる。   Further, since no power is purchased from the power system 2 at the time of discharging, an AC current for current detection cannot be obtained based on the AC power supplied from the power system 2. In this case, by performing the operation of step S2 described above also between steps S3 and S4, it is possible to flow a fluctuating current through the above-described current path. Thereby, even at the time of discharge, an energized state can be inspected in advance.

なお、上記の例では、電気自動車4の蓄電池9に対する充電または放電について説明したが、充放電システム11では、例えば、直流電力によって動作するDC機器10の接続時の通電状態も検査することができる。   In the above example, charging or discharging of the storage battery 9 of the electric vehicle 4 has been described. However, in the charging / discharging system 11, for example, an energization state at the time of connection of the DC device 10 that operates with DC power can also be inspected. .

図1に示すように、直流家電などのDC機器10は、コンデンサC3の両端から直流電力を供給される。DC機器10がコンデンサC3に接続されている状態では、交流成分を含む電流がスイッチング回路5から流れる。これにより、スイッチング回路5とDC機器01との間に形成される電流経路において、電流センサCSと同様なセンサを用いると、電流経路に流れる電流を検出することができる。   As shown in FIG. 1, DC equipment 10 such as a DC home appliance is supplied with DC power from both ends of a capacitor C3. In a state where the DC device 10 is connected to the capacitor C <b> 3, a current including an AC component flows from the switching circuit 5. Thereby, in a current path formed between the switching circuit 5 and the DC device 01, when a sensor similar to the current sensor CS is used, a current flowing through the current path can be detected.

〔制御装置の実現形態〕
充放電装置1における制御装置6のブロックは、以下のようにCPUを用いてソフトウェア(制御プログラム)によって実現される。あるいは、上記の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成されてもよいし、DSP(Digital Signal Processor)を用いたプログラムによる処理で実現されてもよい。
[Realization of control device]
The block of the control device 6 in the charge / discharge device 1 is realized by software (control program) using a CPU as follows. Or each said block may be comprised by a hardware logic, and may be implement | achieved by the process by the program using DSP (Digital Signal Processor).

上記のソフトウェアのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)は、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体に記録されてもよい。本発明の目的は、当該記録媒体を充放電装置1に供給し、CPUが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出して実行することによっても達成することが可能である。   The program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the above software may be recorded on a recording medium recorded so as to be readable by a computer. The object of the present invention can also be achieved by supplying the recording medium to the charging / discharging device 1 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the CPU.

上記の記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/BD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM(登録商標)/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include magnetic tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and optical disks such as CD-ROM / MO / MD / BD / DVD / CD-R. Can be used, a card system such as an IC card (including a memory card) / optical card, or a semiconductor memory system such as a mask ROM / EPROM / EEPROM (registered trademark) / flash ROM.

また、充放電装置1を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記のプログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Further, the charging / discharging device 1 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Further, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

[実施形態2]
本発明に係る他の実施形態について、図6を参照して以下に説明する。
[Embodiment 2]
Another embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG.

図6は、本実施形態に係る充放電システム12の構成を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the charge / discharge system 12 according to the present embodiment.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to those of the components in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔充放電システムの構成〕
図6に示すように、充放電システム12は、前述の充放電システム11と同様、充放電装置1、電力系統2、ラインフィルタ3および電気自動車4を備えている。また、充放電システム12は、太陽電池13、DC/DCコンバータ(図中「DC/DC」にて示す)14、蓄電池システム15およびDC機器16を備えている。DC機器16は、前述のDC機器10と同様な機器である。
[Configuration of charge / discharge system]
As shown in FIG. 6, the charge / discharge system 12 includes a charge / discharge device 1, a power system 2, a line filter 3, and an electric vehicle 4, similar to the charge / discharge system 11 described above. The charge / discharge system 12 includes a solar cell 13, a DC / DC converter (indicated by “DC / DC” in the figure) 14, a storage battery system 15, and a DC device 16. The DC device 16 is the same device as the DC device 10 described above.

この充放電システム12では、太陽電池13によって得られた直流電力を蓄電池システム15に蓄えて、その電力をDC機器16や電気自動車4に供給したり、交流電力に変換して住宅などの各種の交流機器に供給したりする。また、蓄電池システム15は、電力系統2から充放電装置1のスイッチング回路5を経て得られた直流電力を蓄えてもよいし、蓄えた直流電力をDC機器16や電気自動車4に供給してもよい。DC/DCコンバータ14は、太陽電池13から出力される高電圧を低い電圧に変換して蓄電池システム15に与える。   In this charging / discharging system 12, the DC power obtained by the solar cell 13 is stored in the storage battery system 15, and the power is supplied to the DC equipment 16 and the electric vehicle 4, or converted into AC power for various types of houses and the like. Or supply to AC equipment. The storage battery system 15 may store DC power obtained from the power system 2 via the switching circuit 5 of the charging / discharging device 1, or supply the stored DC power to the DC device 16 or the electric vehicle 4. Good. The DC / DC converter 14 converts the high voltage output from the solar battery 13 into a low voltage and gives it to the storage battery system 15.

〔充放電システムの動作〕
上記のように構成される充放電システム12は、基本的には、前述の充放電システム11と同様に、スイッチング回路5が動作し、図5のフローチャートにしたがって動作する。ただし、充放電システム12は、蓄電池システム14が電力系統2からの買電電力を充電する場合を除き、太陽電池13および蓄電池システム14の少なくとも1つが動作している場合、図5に示すフローチャートにおけるステップS2の動作を行う。
[Operation of charge / discharge system]
In the charge / discharge system 12 configured as described above, the switching circuit 5 operates basically in the same manner as the charge / discharge system 11 described above, and operates according to the flowchart of FIG. However, when at least one of the solar battery 13 and the storage battery system 14 is operating, the charge / discharge system 12 is in the flowchart shown in FIG. The operation of step S2 is performed.

上記の場合、電力系統2からの買電が行われないので、コンデンサC3の両端あるいはコンデンサC3の両端に接続される電力供給線の電圧に変動が生じない。この場合、スイッチング回路5が、電力系統2からの交流電力をコンデンサC3に供給する動作と、コンデンサC3に蓄えられた電力を電力系統2に供給する動作とを交互に繰り返す。これにより、充放電装置1と電気自動車4との間の電流経路、または充放電装置1とDC機器16との間の電流経路に変動する電流が流れる。それゆえ、充放電装置1と電気自動車4との間の通電検査、または充放電装置1とDC機器16との間の通電検査を行うことができる。   In the above case, since power is not purchased from the power system 2, the voltage of the power supply line connected to both ends of the capacitor C3 or both ends of the capacitor C3 does not vary. In this case, the switching circuit 5 alternately repeats the operation of supplying the AC power from the power system 2 to the capacitor C3 and the operation of supplying the power stored in the capacitor C3 to the power system 2. Thereby, a fluctuating current flows in a current path between charging / discharging device 1 and electric vehicle 4 or a current path between charging / discharging device 1 and DC device 16. Therefore, an energization inspection between the charge / discharge device 1 and the electric vehicle 4 or an energization inspection between the charge / discharge device 1 and the DC device 16 can be performed.

〔充放電システムによる効果〕
以上のように、充放電システム12は、充放電システム11と同様、スイッチング回路5からコンデンサC1,C2を介して脈流の交流電流を電気自動車4に流す。これにより、その交流電流を電気自動車4において電流センサCSによって検出することができる。それゆえ、充電ケーブル8の通電状態が検査されるので、蓄電池9の充放電を安全に行うことができる。また、交流電流を発生させるための専用の構成が必要なくなるので、充放電システム12の構成の複雑化を回避することができる。
[Effects of charge / discharge system]
As described above, similarly to the charge / discharge system 11, the charge / discharge system 12 causes a pulsating alternating current to flow from the switching circuit 5 to the electric vehicle 4 via the capacitors C <b> 1 and C <b> 2. Thereby, the alternating current can be detected by the current sensor CS in the electric vehicle 4. Therefore, since the energization state of the charging cable 8 is inspected, the storage battery 9 can be charged and discharged safely. In addition, since a dedicated configuration for generating an alternating current is not necessary, the configuration of the charge / discharge system 12 can be prevented from becoming complicated.

また、蓄電池9の放電時だけでなく、上記のように、太陽電池13および蓄電池システム15の少なくとも1つが動作している電力系統2から買電する必要がない場合でも、スイッチング回路5を動作させて、電力系統2に対して売買電を小刻みに繰り返して行う。これにより、前述の電流経路に変動する電流が流れるので、充放電装置1と電気自動車4との間の通電状態、または充放電装置1とDC機器16との間の通電状態を検査することができる。   The switching circuit 5 is operated not only when the storage battery 9 is discharged but also when it is not necessary to purchase power from the power system 2 in which at least one of the solar battery 13 and the storage battery system 15 is operating as described above. Thus, buying and selling power for the power system 2 is repeated in small increments. Thereby, since the current which fluctuates flows in the above-mentioned current path, it is possible to inspect the energization state between the charge / discharge device 1 and the electric vehicle 4 or the energization state between the charge / discharge device 1 and the DC device 16. it can.

[付記事項]
なお、実施形態1,2では、主に、電気自動車4の充電について説明したが、本発明は、電気自動車4以外の車両についても適用されることは勿論である。電気車両としては、蓄電池を備えた車両であって、電動二輪車、電動三輪車などの一般車両、電動フォークリフトなどの産業用車両、電動車椅子などの福祉用車両などが挙げられる。
[Additional Notes]
In the first and second embodiments, charging of the electric vehicle 4 has been mainly described. However, the present invention is naturally applicable to vehicles other than the electric vehicle 4. Examples of the electric vehicle include a vehicle equipped with a storage battery, and include general vehicles such as electric motorcycles and electric tricycles, industrial vehicles such as electric forklifts, and welfare vehicles such as electric wheelchairs.

また、本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明に係る電力変換装置は、電力系統からの交流電圧から得た脈流を利用して得た交流電流を検出することにより電流経路の通電を検査するので、充放電装置と電気自動車との間の接続経路の通電検査などに好適に利用できる。   The power conversion device according to the present invention inspects energization of the current path by detecting an alternating current obtained by using a pulsating flow obtained from an alternating voltage from the power system. It can be suitably used for energization inspection of the connection path between them.

1 充放電装置(電力変換装置)
2 電力系統
4 電気自動車(電気車両)
5 スイッチング回路(電圧変換回路)
6 制御装置
7 充電コネクタ
8 充電ケーブル
9 蓄電池
10 DC機器
11 充放電システム
12 充放電システム
13 太陽電池
15 蓄電池システム
16 DC機器
61 充放電制御部
62 スイッチング回路制御部
63 スイッチ制御部
C1,C2 コンデンサ
C3 コンデンサ(出力コンデンサ)
CS 電流センサ(検査器)
SW1,SW2 スイッチ
1 Charging / discharging device (power converter)
2 Power system 4 Electric vehicle (electric vehicle)
5 Switching circuit (voltage conversion circuit)
6 control device 7 charging connector 8 charging cable 9 storage battery 10 DC device 11 charge / discharge system 12 charge / discharge system 13 solar cell 15 storage battery system 16 DC device 61 charge / discharge control unit 62 switching circuit control unit 63 switch control unit C1, C2 capacitor C3 Capacitor (output capacitor)
CS current sensor (inspector)
SW1, SW2 switch

Claims (5)

電力系統から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路と当該電圧変換回路から直流電圧が与えられる機器との間の電流経路に流れる電流を非接触で検出することにより前記電流経路の通電状態を検査する検査器とを備え、
前記電圧変換回路は脈流を含んだ直流電圧を出力することを特徴とする電力変換装置。
A voltage conversion circuit that converts AC voltage supplied from the power system into DC voltage;
An inspection device for inspecting the energization state of the current path by detecting a current flowing in a current path between the voltage conversion circuit and a device to which a DC voltage is applied from the voltage conversion circuit;
The voltage conversion circuit outputs a DC voltage including a pulsating current.
前記電圧変換回路は、直流電力を出力する出力コンデンサを有し、前記電力系統からの交流電力を前記出力コンデンサに供給する第1動作と、前記出力コンデンサに蓄えられた電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する第2動作とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The voltage conversion circuit includes an output capacitor that outputs DC power, a first operation for supplying AC power from the power system to the output capacitor, and converts power stored in the output capacitor into AC power. The power converter according to claim 1, wherein the second operation supplied to the power system is alternately repeated. 前記電圧変換回路は、前記電力系統の周波数に基づいて前記第1動作と前記第2動作とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 2, wherein the voltage conversion circuit alternately repeats the first operation and the second operation based on a frequency of the power system. 前記電圧変換回路が直流電力を供給する電力供給線に、太陽電池および蓄電池システムの少なくとも1つが接続されていることを特徴とする請求項2または3に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 2 or 3, wherein at least one of a solar battery and a storage battery system is connected to a power supply line through which the voltage conversion circuit supplies DC power. 蓄電池を含む電気車両と、当該電気車両に対して充放電を行う充放電装置とを備えた充放電システムであって、
請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換装置を前記充放電装置として備え、
前記電力変換装置における前記電圧変換回路が前記充放電装置に設けられ、前記電力変換装置における前記検査器が前記電気車両に設けられ、
前記充放電装置は、前記電圧変換回路の出力段に設けられたコンデンサと、充電時に当該コンデンサの両端を短絡するスイッチとを有していることを特徴とする充放電システム。
A charge / discharge system comprising an electric vehicle including a storage battery, and a charge / discharge device for charging / discharging the electric vehicle,
The power converter according to any one of claims 1 to 4 is provided as the charge / discharge device,
The voltage conversion circuit in the power conversion device is provided in the charge / discharge device, the inspection device in the power conversion device is provided in the electric vehicle,
The charging / discharging device includes a capacitor provided at an output stage of the voltage conversion circuit, and a switch that short-circuits both ends of the capacitor during charging.
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JP2015208080A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 三菱電機株式会社 charging device
JP2016226245A (en) * 2015-06-04 2016-12-28 日東工業株式会社 Vehicular charge device

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