JP2016039693A - 充放電電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体のさらなる小型化および低コスト化を図ることができる充放電電源装置を提供する。【解決手段】ＡＣ／ＤＣコンバータ４と、それぞれ別の二次電池群２００が接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータ５と、制御部３とを備えた充放電電源装置１Ａであって、ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、交流電源１００の交流入力電圧を直流出力電圧に変換する第１変換動作を行う一方、直流電圧を交流電圧に変換する第２変換動作を行わない片方向ＡＣ／ＤＣコンバータであり、制御部３は、少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５と他のＤＣ／ＤＣコンバータ５とで充放電動作を開始させるタイミングを異ならせて、二次電池群２００の充電電力を二次電池群２００の放電電力で賄い、賄いきれない分をＡＣ／ＤＣコンバータ４に供給させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の充放電を行う充放電電源装置に関する。

従来から、リチウム二次電池やニッケル水素電池等の二次電池の充放電を行う充放電電源装置として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。図８に示すように、特許文献１に記載の充放電電源装置１Ｃは、３つの二次電池２０の充放電を並行して行うことができる３チャンネルの装置であり、商用電源１００に接続された双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０と、一端が双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０に接続され、かつ他端がそれぞれ別の二次電池２０に接続された３つのＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、３つの二次電池２０のそれぞれが予め設定された充放電パターンに応じて充放電されるように、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ５０のそれぞれに充放電パターンに応じた一連の充放電動作を開始させる制御部３０と、を備えている。

双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、商用電源（系統）１００から供給された２００［Ｖ］の交流電圧を３２０［Ｖ］の直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作と、３２０［Ｖ］の直流電圧を２００［Ｖ］の交流電圧に変換して商用電源１００に回生させるＤＣ／ＡＣ変換動作とを行う。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、３２０［Ｖ］の直流電圧を１２［Ｖ］の直流電圧に降圧して、当該１２［Ｖ］の直流電圧を二次電池２０に供給する充電動作と、二次電池２０の放電電圧を３２０［Ｖ］の直流電圧に昇圧して出力する放電動作とを行う。

制御部３０は、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ５０がそれぞれ異なるタイミングで充放電パターンに応じた一連の充放電動作を開始するように、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御している。

このため、充放電電源装置１Ｃでは、二次電池２０の放電電力の一部を二次電池２０の充電に必要な充電電力として利用することができる。その結果、充放電電源装置１Ｃでは、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０に回生される回生電力を低減することができ、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０のＤＣ／ＡＣ変換動作にともなう電力損失を低減することができる。

特開２０１２−１５４７９３号公報

ところで、従来の充放電電源装置１Ｃでは、上述したように双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０に回生される回生電力が低減されることから、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０の規模を削減して、低コスト化を図っている。しかしながら、近年では、さらなる小型化および低コスト化が求められているが、商用電源１００まで回生させることを前提とする双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０では、その機能を達成する必要上、小型化および低コスト化にも限界があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、装置全体のさらなる小型化および低コスト化を図ることができる充放電電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る充放電電源装置は、交流電源に接続され、交流電源から供給された交流入力電圧を直流出力電圧に変換する第１変換動作を行う第１電源部と、一端が第１電源部に接続され、他端がそれぞれ別の二次電池群に接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータからなり、複数のＤＣ／ＤＣコンバータが独立に行う充放電動作により二次電池群のそれぞれの充放電を行う第２電源部と、二次電池群のそれぞれが予め設定された充放電パターンに応じて充放電されるように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータに充放電パターンに応じた一連の充放電動作を開始させる制御部と、を備え、第１電源部は、第１変換動作を行う一方、直流電圧を交流電圧に変換する第２変換動作を行わない片方向ＡＣ／ＤＣコンバータからなり、制御部は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータと他のＤＣ／ＤＣコンバータとで一連の充放電動作を開始させるタイミングを異ならせて、二次電池群のそれぞれの充電に必要な充電電力を二次電池群のそれぞれの放電電力で賄い、充電電力のうち放電電力で賄いきれない分を片方向ＡＣ／ＤＣコンバータから供給するように、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータおよび複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする。

この構成によれば、第１変換動作を行う一方で第２変換動作を行わない片方向ＡＣ／ＤＣコンバータを用いているので、第１変換動作および第２変換動作の双方を行う双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを用いている従来の充放電電源装置と比較して、装置全体の小型化および低コスト化を図ることができる。また、この構成によれば、二次電池群の放電電力が交流電源に回生されることがないので、二次電池群の放電電力に対する変換効率を高めることができる。特に、二次電池群の放電電力を交流電源に回生する場合には、二次電池の低圧の直流電圧を当該直流電圧よりも遥かに高圧の直流電圧に昇圧しなければならないが、この場合、変換効率が大きく低下することになり、放電電力を有効に利用することができない。本発明によれば、交流電源に放電電力を回生することなく、比較的高い変換効率を保つことができる複数のＤＣ／ＤＣコンバータ間で放電電力を回生させるので、装置全体の変換効率を飛躍的に高めることができる。

上記充放電電源装置では、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータは、交流入力電圧の実効値よりも小さい直流出力電圧を出力し、実効値と直流出力電圧との差は、ＤＣ／ＤＣコンバータの一端に入力される直流電圧とＤＣ／ＤＣコンバータの他端から出力される直流電圧との差よりも大きいことが好ましい。

この構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧率が小さくなるので、二次電池群の放電電力に対する変換効率をさらに高めることができる。

上記充放電電源装置では、制御部は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが異なるタイミングで一連の充放電動作を開始するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御してもよい。

上記充放電電源装置では、制御部は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御してもよい。

これらの構成によれば、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力、すなわち交流電源から供給される電力（系統電力）を大幅に低減することができ、ランニングコストである電気料金を大幅に低減することができる。

上記充放電電源装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータは、他端に複数のチャンネルを有する多チャンネル型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、複数のチャンネルのそれぞれに二次電池群を構成する二次電池が１対１で接続されていることが好ましい。

上記充放電電源装置では、充放電パターンは、二次電池群への充電電力が二次電池群からの放電電力を上回るように設定されていることが好ましい。

上記充放電電源装置では、それぞれが第１電源部および第２電源部を含む複数の電源ユニットを備え、制御部が複数の電源ユニットを制御するよう構成できる。

この構成によれば、複数台の電源ユニットを備えているので、１台の電源ユニットが故障しても、残りの電源ユニットで二次電池群の充放電試験を行うことができる。また、同一の電源ユニットを複数台造ればよいので、製造コストを抑制することができ、装置全体のメンテナンスにかかるコストも抑制することができる。

本発明によれば、装置全体のさらなる小型化および低コスト化を図ることができる充放電電源装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る充放電電源装置のブロック図である。 本発明のＤＣ／ＤＣコンバータと二次電池群との関係を示すブロック図である。 本発明の充放電パターンの一例を示す図である。 １２台のＤＣ／ＤＣコンバータが同時に充放電動作を開始したときの系統電力の時間変化を示す図である。 １２台のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが均等にずれたタイミングで充放電動作を開始したときの系統電力の時間変化を示す図である。 図５と同じ条件で、かつ１台のＤＣ／ＤＣコンバータが充放電動作を行わないときの系統電力の時間変化を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る充放電電源装置のブロック図である。 従来の充放電電源装置のブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る充放電電源装置の実施形態について説明する。なお、本発明に係る充放電電源装置は、二次電池の充放電試験を行うものである。本発明では、空の状態の二次電池に対して充放電試験が行われ、充放電試験の終了時に、二次電池はある程度充電された状態となることを前提とする。

［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態に係る充放電電源装置１Ａを示す。同図に示すように、充放電電源装置１Ａは、電源ユニット２と、制御部３と、を主に備えている。

電源ユニット２は、本発明の「第１電源部」に相当する１台の片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４と、本発明の「第２電源部」に相当する複数台（本実施形態では、１２台）のＤＣ／ＤＣコンバータ５と、を主に備えている。

片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、一端が系統１００（本発明の「交流電源」に相当）に接続され、かつ他端が１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続されている。片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、制御部３の制御下で、系統１００から供給された交流入力電圧を直流出力電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作（本発明の「第１変換動作」に相当）を行う。具体的には、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、系統１００から供給された２００［Ｖ］の交流入力電圧を１０［Ｖ］の直流出力電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行う。

片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、上記ＡＣ／ＤＣ変換動作を行う一方で、他端に入力された１０［Ｖ］の直流電圧を２００［Ｖ］の交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作（本発明の「第２変換動作」に相当）を行わない。このため、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、ＤＣ／ＡＣ変換動作を行うための回路構成が不要となり、ＡＣ／ＤＣ変換動作とＤＣ／ＡＣ変換動作との双方を行う双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと比べると、小型かつ安価である。したがって、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータの代わりに片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４を用いることは、装置全体のさらなる小型化および低コスト化につながる。

１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、一端が片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に接続され、他端がそれぞれ別の二次電池群２００に接続されている。１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、制御部３の制御下で独立に行う充放電動作により、１２個の二次電池群２００の充放電を行う。二次電池群２００は、いずれも２５６個のリチウム二次電池（本発明の「二次電池」に相当）からなる。本実施形態では、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５の充放電動作により、３０７２個のリチウム二次電池の充放電が行われる。

図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、複数（本実施形態では、２５６）の出力部５−１〜５−２５６を有している。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、他端に複数のチャンネルを有する多チャンネル型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、複数のチャンネルのそれぞれに二次電池群２００を構成するリチウム二次電池が１対１で接続されている。各ＤＣ／ＤＣコンバータ５のチャンネル数は、いずれも２５６である。各ＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続されているリチウム二次電池の数は、いずれも２５６である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５の充放電動作には、充電動作と放電動作とが含まれる。充電動作時のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、一端に入力された１０［Ｖ］の直流電圧を５［Ｖ］の直流電圧に降圧し、当該５［Ｖ］の直流電圧を他端に接続された二次電池群２００を構成する２５６個のリチウム二次電池のそれぞれに供給する。放電動作時のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、他端に入力された二次電池群２００の放電電力を１０［Ｖ］の直流電圧に昇圧し、当該１０［Ｖ］の直流電圧を一端から出力する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の定格電流は、充電時が３［Ａ］であり、放電時が６［Ａ］である。

制御部３は、例えば、記憶部、処理部および通信部等を備えたマイクロコンピュータからなり、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４および１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御する。記憶部には、二次電池群２００の充放電パターンが記憶されている。

制御部３は、二次電池群２００のそれぞれが予め設定された充放電パターンに応じて充放電されるように、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５に充放電パターンに応じた一連の充放電動作を行わせる。

図３に、充放電パターンの一例を示す。なお、同図において、縦軸はＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧である。ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧が負になっているのは、二次電池群２００の放電電力がＤＣ／ＤＣコンバータ５に回生されるからである。

充放電パターンは、充電区間Ｘ１、放電区間Ｘ２および充電区間Ｘ３に分かれている。本発明では、空の状態の二次電池に対して充放電試験が行われ、充放電試験の終了時に、二次電池はある程度充電された状態となる。このため、本発明に適用される二次電池の充放電パターンには、少なくとも充電区間Ｘ１、放電区間Ｘ２および充電区間Ｘ３が含まれる。放電区間Ｘ２と充電区間Ｘ３との間には、さらに別の充電区間および放電区間が１組以上含まれていてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、制御部３の制御下で、充電区間Ｘ１において充電動作を行い、放電区間Ｘ２において放電動作を行い、充電区間Ｘ３において充電動作を行う。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が行う一連の充放電動作は、充電動作、放電動作および充電動作となる。

さらに、制御部３は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが異なるタイミングで一連の充放電動作を開始するように、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御する。具体的には、制御部３は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始するように、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御する。これにより、例えば一連の充放電動作にかかる時間を充電区間Ｘ１：２００分、放電区間Ｘ２：３０分、充電区間Ｘ３：３７０分、合計６００分とした場合、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、５０分間隔で一連の充放電動作を開始することとなる。

図４は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５が同時に一連の充放電動作を開始したときに、系統１００から供給される系統電力の時間変化を示す図である。図５は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始したときに、系統１００から供給される系統電力の時間変化を示す図である。図４および図５は、一連の充放電動作の４サイクル分を示している。なお、図４では、二次電池群２００の放電電力を系統１００に回生させるため、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に変えて双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを用いている。この双方向ＡＣ／ＤＣコンバータのＡＣ／ＤＣ変換動作の変換効率は、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４のＡＣ／ＤＣ変換動作の変換効率と同じとする。

１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始した場合（以下、「図５の場合」という。）、系統１００から供給される系統電力のピーク値Ｖ２は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５が同時に一連の充放電動作を開始した場合（以下、「図４の場合」という。）に系統１００から供給される系統電力のピーク値Ｖ１の約１／３になる。さらに、系統１００から供給される系統電力の平準化が図られる。

これは、図４の場合、二次電池群２００の充電に必要な充電電力のすべてが双方向ＡＣ／ＤＣコンバータから供給されるのに対して、図５の場合、充電電力を二次電池群２００の放電電力で賄うことができ、充電電力のうち放電電力で賄いきれない分の電力のみが片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４から供給されるからである。

図５の場合、充電動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータ５と放電動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータ５とが存在する。制御部３は、充電動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータ５に対して、放電動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータ５から出力された電力が、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４から出力される電力（系統電力）よりも優先的に供給されるように、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５および片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４を制御する。片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、制御部３の制御下で、充電動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータ５が要求する電流を出力しつつ、１０［Ｖ］の直流出力電圧を安定的に出力する。その結果、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、充電電力のうち放電電力で賄いきれない分の電力のみを出力することとなる。

また、本発明では、二次電池群２００の放電電力を系統１００に回生可能な構成にはなっておらず、また実際に回生されることもない。これは、本発明に適用される二次電池の充放電パターンの特性上、充放電試験の最初と最後の区間で充電が行われ、かつ放電区間が充電区間に比べて大幅に短いため、１２個の二次電池群２００の充電電力が１２個の二次電池群２００の放電電力を常に上回るからである。言い換えれば、図５の場合、二次電池群２００の放電電力は、全量二次電池群２００の充電電力として利用されるからである。

図６は、図５と同じ条件で、かつ１台のＤＣ／ＤＣコンバータ５が充放電動作を行わないときに、系統１００から供給される系統電力の時間変化を示す図である。図６は、一連の充放電動作の４サイクル分を示している。

図６に示すように、１台のＤＣ／ＤＣコンバータ５が充放電動作を行わないときは、図５の場合と比べて、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に供給される系統電力にばらつきが生じるが、図４の場合と比べると、系統電力のピーク値Ｖ３はピーク値Ｖ１の約１／３になる。また、図６の場合、図５の場合と同様に、二次電池群２００の放電電力が系統１００に回生されることはない。

結局、充放電電源装置１Ａでは、制御部３は、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始するように、１２台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御するので、二次電池群２００の充電に必要な充電電力を、二次電池群２００の放電電力で賄うことができ、充電電力のうち放電電力で賄いきれない分のみが片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４から供給される。したがって、充放電電源装置１Ａによれば、系統１００から供給される系統電力を大幅に低減することができ、ランニングコストである電気料金を大幅に低減することができる。しかも、系統１００から片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に供給される系統電力の平準化を図ることができるため、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４の変換動作の安定化を図りながら、より一層の変換効率の向上を図ることができる。

また、充放電電源装置１Ａでは、ＡＣ／ＤＣ変換動作を行う一方でＤＣ／ＡＣ変換動作を行わない片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４を用いているので、ＡＣ／ＤＣ変換動作とＤＣ／ＡＣ変換動作との双方を行う双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを用いている充放電電源装置と比較して、装置全体の小型化および低コスト化を図ることができる。

さらに、充放電電源装置１Ａでは、二次電池群２００の放電電力が系統１００に回生されることがないので、二次電池群２００の放電電力が系統１００に回生される双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを備えた充放電電源装置と比較して、二次電池群２００の放電電力に対する変換効率を高めることができる。これは、二次電池群２００の放電電力が系統１００に回生される充放電電源装置では、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータのＤＣ／ＡＣ変換動作により大きな電力損失が発生するのに対して、充放電電源装置１Ａでは、そのような電力損失は発生しないからである。

双方向ＡＣ／ＤＣコンバータは、一般に、ＡＣ／ＤＣ変換動作時に、交流電圧を当該交流電圧の実効値よりも大きい直流電圧に変換する。例えば、図８に示す従来の充放電電源装置１Ｃで用いられている双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣ／ＤＣ変換動作時に、２００［Ｖ］の交流電圧を３２０［Ｖ］の直流電圧に変換する。このため、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、放電動作時に、二次電池２０の放電電圧を３２０［Ｖ］の直流高電圧に昇圧しなければならない。二次電池２０の放電電圧は３〜５［Ｖ］程度であるため、３２０［Ｖ］の直流高電圧に昇圧した場合、大きな電力損失が発生する。

これに対して、充放電電源装置１Ａの片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、ＡＣ／ＤＣ変換動作時に、２００［Ｖ］の交流入力電圧を１０［Ｖ］の直流出力電圧に変換する。このため、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ５は、放電動作時に、二次電池群２００の放電電力を１０［Ｖ］の直流低電圧に昇圧すればよい。このため、充放電電源装置１Ａでは、二次電池群２００の放電電力が片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４に回生されないことと相まって、二次電池群２００の放電電力に対する変換効率をより一層高めることができる。

［第２実施形態］
図７に、本発明の第２実施形態に係る充放電電源装置１Ｂを示す。同図に示すように、充放電電源装置１Ｂは、系統１００に接続された複数台（本実施形態では、１３０台）の電源ユニット２と、複数台の電源ユニット２を制御する制御部３と、を主に備えている。

電源ユニット２および制御部３の構成は、第１実施形態に係る充放電電源装置１Ａと共通している。電源ユニット２には、１２個の二次電池群２００が接続されている。

充放電電源装置１Ｂでは、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４を用いて電源ユニット２を小型化することで、複数台の電源ユニット２を備えることが可能となっている。このため、充放電電源装置１Ｂによれば、１台の電源ユニット２が故障しても、残りの電源ユニット２で二次電池群２００の充放電試験を行うことができる。

さらに、充放電電源装置１Ｂでは、同一の電源ユニット２を複数台造ればよいので、製造コストを抑制することができ、装置全体のメンテナンスにかかるコストも抑制することができる。

以上、本発明に係る充放電電源装置の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記各実施形態では、制御部３は、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のそれぞれが均等にずれたタイミングで一連の充放電動作を開始するように、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御しているが、制御部３は、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５のうち少なくとも１台のＤＣ／ＤＣコンバータ５の放電動作時に他のＤＣ／ＤＣコンバータ５の充電動作が行われるタイミングで一連の充放電動作を開始するように、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御すればよい。なお、制御部３は、系統１００から供給される電力が最小になるように、一連の充放電動作が開始されるタイミングを決定するのが好ましい。

また、上記各実施形態では、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４が、ＡＣ／ＤＣ変換動作時に２００［Ｖ］の交流入力電圧を１０［Ｖ］の直流出力電圧に変換するよう構成されているが、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４は、交流入力電圧の実効値（例えば、２００［Ｖ］）よりも小さい直流出力電圧を出力し、かつ実効値と直流出力電圧との差が、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の一端に入力される直流電圧とＤＣ／ＤＣコンバータ５の他端から出力される直流電圧との差よりも大きくなるのであれば、適宜構成を変更することができる。

上記各実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が、放電動作時に二次電池群２００の放電電力を１０［Ｖ］の直流低電圧に昇圧するように構成されているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ４の構成に応じて、適宜構成を変更することができる。なお、変換効率の観点から、放電動作時の昇圧率はできるだけ小さい方が好ましい。

また、本発明では、電源ユニット２の数、電源ユニット２に含まれるＤＣ／ＤＣコンバータ５の数、電源ユニット２に接続される二次電池群２００の数、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のチャンネル数、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続される二次電池の数、二次電池群２００に含まれる二次電池の数、および二次電池の種類等は、適宜変更することができる。

１Ａ、１Ｂ 充放電電源装置
２ 電源ユニット
３ 制御部
４ 片方向ＡＣ／ＤＣコンバータ
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１００ 系統（交流電源）
２００ 二次電池群

Claims (7)

1. 交流電源に接続され、前記交流電源から供給された交流入力電圧を直流出力電圧に変換する第１変換動作を行う第１電源部と、
   一端が前記第１電源部に接続され、他端がそれぞれ別の二次電池群に接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータからなり、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータが独立に行う充放電動作により前記二次電池群のそれぞれの充放電を行う第２電源部と、
   前記二次電池群のそれぞれが予め設定された充放電パターンに応じて充放電されるように、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータに前記充放電パターンに応じた一連の充放電動作を開始させる制御部と、
   を備え、
   前記第１電源部は、前記第１変換動作を行う一方、直流電圧を交流電圧に変換する第２変換動作を行わない片方向ＡＣ／ＤＣコンバータからなり、
   前記制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータと他のＤＣ／ＤＣコンバータとで前記一連の充放電動作を開始させるタイミングを異ならせて、前記二次電池群のそれぞれの充電に必要な充電電力を前記二次電池群のそれぞれの放電電力で賄い、前記充電電力のうち前記放電電力で賄いきれない分を前記片方向ＡＣ／ＤＣコンバータから供給するように、前記片方向ＡＣ／ＤＣコンバータおよび前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
   ことを特徴とする充放電電源装置。
2. 前記片方向ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記交流入力電圧の実効値よりも小さい前記直流出力電圧を出力し、
   前記実効値と前記直流出力電圧との差は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記一端に入力される直流電圧と前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記他端から出力される直流電圧との差よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電電源装置。
3. 前記制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが異なるタイミングで前記一連の充放電動作を開始するように、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の充放電電源装置。
4. 前記制御部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが均等にずれたタイミングで前記一連の充放電動作を開始するように、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の充放電電源装置。
5. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記他端に複数のチャンネルを有する多チャンネル型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記複数のチャンネルのそれぞれに前記二次電池群を構成する二次電池が１対１で接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充放電電源装置。
6. 前記充放電パターンは、前記二次電池群への充電電力が前記二次電池群からの放電電力を上回るように設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の充放電電源装置。
7. それぞれが前記第１電源部および前記第２電源部を含む複数の電源ユニットを備え、
   前記制御部が前記複数の電源ユニットを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の充放電電源装置。

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