JP6503095B2

JP6503095B2 - Charge / discharge device

Info

Publication number: JP6503095B2
Application number: JP2018000337A
Authority: JP
Inventors: 篠本　洋介; 洋介篠本; 和徳畠山; 崇山川; 誠春日井; 直秀土本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2032-05-29
Also published as: JP2018061432A

Description

本発明は、充放電装置に関し、さらに詳しくは、状況に応じて電源を切り替える充放電装置に関する。 The present invention relates to a charge and discharge device, and more particularly, to a charge and discharge device that switches power according to the situation.

地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、太陽光発電システムに代表される分散型の電源システムが普及しつつある（例えば特許文献１乃至３参照）。また、最近では、災害時の非常用電源として、蓄電池を備える分散型の電源システムへの感心が高まっている。 With global warming and the development of the world-wide economic industry, efforts to reduce energy consumption are emphasized. From such a background, the distributed power supply system represented by the solar power generation system is spreading (for example, refer to patent documents 1-3). In recent years, there has been increasing interest in distributed power supply systems equipped with storage batteries as emergency power supplies during disasters.

特開２０１１−１７２３３４号公報JP, 2011-172334, A 特開２００１−８３８０号公報JP 2001-8380 A 特開２００６−１５８０８４号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-158084

上述した電源システムでは、蓄電池に蓄えられた電力を負荷に供給するときに、電力を直流から交流に変換する必要がある。通常、電力の変換は、商用電力系統から供給される電力によって行われるが、商用電力系統の停電時には、電力を変換するために何らかの処置を講ずる必要がある。 In the power supply system described above, when the power stored in the storage battery is supplied to the load, the power needs to be converted from direct current to alternating current. Normally, power conversion is performed by power supplied from a commercial power grid, but in the event of a power failure in the commercial power grid, some action needs to be taken to convert power.

また、一般家庭に設置される分散型の電源システムについては、太陽光発電システムを除き、蓄電した電力や発電した電力を商用の電力系統に潮流させることが禁止されている。そのため、停電時に分散型の電源を使用するためには、商用電力系統と家庭内の電力系統とを切り離すなどの対策が必要となる。 In addition, with regard to distributed power supply systems installed in ordinary homes, it is prohibited to transfer stored power and generated power to a commercial power system, except for solar power generation systems. Therefore, in order to use a distributed power supply at the time of a power failure, it is necessary to take measures such as disconnecting the commercial power system from the household power system.

本発明は、上述の事情の下になされたもので、商用電力系統が停電した場合に、家庭内の電力系統と商用電力系統を切り離すとともに、蓄電した電力を確実に負荷に供給することを目的とする。 The present invention has been made under the above-described circumstances, and aims to separate the electric power system in the home from the commercial electric power system and to reliably supply the stored electric power to the load when the commercial electric power system fails. I assume.

上述の目的を達成するために、本発明に係る充放電装置は、負荷と電気自動車が有するメインバッテリユニットとの間に設けられ、電力系統からメインバッテリユニットへ供給される電力の変換、または、メインバッテリユニットから負荷へ供給される電力の変換を行う電力変換手段と、電力変換手段の動作を制御する制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、電力系統が停電した際に、メインバッテリユニットに蓄電された電力と、電力系統と負荷との間に設けられた第１解列手段の二次側で、かつ、第１解列手段と負荷との間に接続された太陽光発電ユニットからの電力とを、負荷に供給させるために、電気自動車内の第２解列手段に対して電力系統からの解列を指示し、充放電装置内の第３解列手段に対して電力系統からの解列を指示し、電力系統と負荷との間に設けられた第１解列手段に対して電力系統からの解列を指示し、電気自動車内の第２解列手段に対して充放電装置との連携を指示し、充放電装置内の第３解列手段に対して負荷への連携を指示し、その後、負荷への放電動作の開始を指示するように制御する。 In order to achieve the above object, the charge / discharge device according to the present invention is provided between a load and a main battery unit of an electric vehicle, and converts power supplied from the power system to the main battery unit, or Power conversion means for converting the power supplied from the main battery unit to the load, and a control unit for controlling the operation of the power conversion means. The control unit is a secondary side of the first paralleling means provided between the electric power system and the load, when the electric power system fails in power, and the first paralleling of the first paralleling means provided between the electric power system and the load. In order to supply to the load the power from the photovoltaic power generation unit connected between the means and the load , the second disconnecting means in the electric vehicle is instructed to disconnect from the electric power system, The third parallel-off means in the discharge device is instructed to open from the electric power system, and the first parallel-off means provided between the electric power system and the load is instructed to open from the electric power system Instructing the second disengaging means in the electric vehicle to cooperate with the charge / discharge device, and instructing the third disjunction means in the charge / discharge device to cooperate with the load; Control to indicate the start of the operation .

本発明によれば、負荷へ電力を供給する電力系統に停電が発生しても、制御ユニットが動作する。これにより、負荷と蓄電手段を電力系統から解列するとともに、蓄電された電力を変換して確実に負荷に供給することが可能となる。 According to the present invention, the control unit operates even if a power failure occurs in the power system that supplies power to the load. Thus, the load and the storage means can be disconnected from the power system, and the stored power can be converted and reliably supplied to the load.

実施形態１に係る住宅の電力系統図である。FIG. 2 is an electric power system diagram of a house according to the first embodiment. 配電盤のブロック図である。It is a block diagram of a switchboard. 充放電装置のブロック図である。It is a block diagram of a charging / discharging device. 電気自動車の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram showing a control system of an electric car. 電源切替処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a power supply switching process. 電源復旧処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a power supply recovery process. 実施形態２に係る住宅の電力系統図である。FIG. 6 is a diagram of a power system of a house according to a second embodiment. 配電盤のブロック図である。It is a block diagram of a switchboard. 充放電装置の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of a charging / discharging apparatus. 充放電装置の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of a charging / discharging apparatus.

《実施形態１》
以下、本発明の実施形態１を、図面を用いて説明する。図１は住宅１０の電力系統図である。図１に示されるように、住宅１０には電力会社の電力系統（以下、商用電力系統という）が引き込まれている。そして、当該商用電力系統には、電力量計２０を介して、配電盤３０及び当該配電盤３０に接続された負荷４０からなる家庭内電力系統が接続されている。また、家庭内電力系統には、商用電力系統の停電時に非常用電源として動作する蓄電ユニット４１が接続されている。 Embodiment 1
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described using the drawings. FIG. 1 is a power system diagram of the house 10. As shown in FIG. 1, a power system of a power company (hereinafter referred to as a commercial power system) is drawn into the house 10. And the domestic electric power system which consists of the switchboard 30 and the load 40 connected to the said switchboard 30 via the watt-hour meter 20 is connected to the said commercial power grid. Further, a storage unit 41 operating as an emergency power supply at the time of a power failure of the commercial power system is connected to the domestic power system.

負荷４０は、住宅１０で使用される電気機器であり、例えば空調機、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、テレビ、パーソナルコンピュータ等の家電である。負荷４０それぞれは、配電盤３０に接続されている。 The load 40 is an electric device used in the house 10, and is, for example, a home appliance such as an air conditioner, a refrigerator, a microwave, a washing machine, a television, and a personal computer. Each of the loads 40 is connected to the switchboard 30.

図２は、配電盤３０のブロック図である。図２に示されるように、配電盤３０は、主幹ブレーカ３１、漏電ブレーカ３２、コンタクタ３３、複数の分岐ブレーカ３４を備えている。 FIG. 2 is a block diagram of the switchboard 30. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the switchboard 30 includes a main breaker 31, a leakage breaker 32, a contactor 33, and a plurality of branch breakers 34.

主幹ブレーカ３１は、商用電力系統と、住宅１０の家庭内電力系統とを分離する遮断器である。この主幹ブレーカ３１は、商用電力系統から家庭内電力系統へ過電流が流れた場合等に、商用電力系統と連系する家庭内電力系統を、商用電力系統から解列する。なお、主幹ブレーカ３１は、電力会社によっては設置されない場合もある。 The master breaker 31 is a circuit breaker that separates the commercial power system and the in-home power system of the house 10. The master breaker 31 disconnects a home power system interconnected with the commercial power system from the commercial power system, for example, when an overcurrent flows from the commercial power system to the home power system. In addition, the master breaker 31 may not be installed depending on the electric power company.

漏電ブレーカ３２は、主幹ブレーカ３１の二次側（負荷側）に設けられている。この漏電ブレーカ３２は、漏電ブレーカ３２の二次側で漏電が発生した場合にオフとなる。漏電ブレーカ３２がオフになることで、漏電ブレーカ３２の二次側の負荷４０が商用電力系統から切り離される。 The earth leakage breaker 32 is provided on the secondary side (load side) of the main breaker 31. The earth leakage breaker 32 is turned off when an earth leakage occurs on the secondary side of the earth leakage breaker 32. When the earth leakage breaker 32 is turned off, the load 40 on the secondary side of the earth leakage breaker 32 is disconnected from the commercial power system.

コンタクタ３３は、漏電ブレーカ３２の二次側に設けられている。このコンタクタ３３は、充放電装置５０からの開閉指令によって動作し、商用電力系統と家庭内電力系統とを連系し、また解列する。 The contactor 33 is provided on the secondary side of the leakage breaker 32. The contactor 33 operates in response to an open / close command from the charge / discharge device 50, and interconnects and disconnects a commercial power system and a domestic power system.

漏電ブレーカ３２とコンタクタ３３の間には、電圧検出変圧器ＶＴ１と変流器ＣＴ１が設けられている。電圧検出変圧器ＶＴ１は、商用電力系統の電圧に比例した電圧の電圧信号Ｖ１を出力する。また、変流器ＣＴ１は、漏電ブレーカ３２とコンタクタ３３の間を流れる電流に比例した値の電流信号Ｉ１を出力する。なお、図２では、コンタクタ３３が１台である場合が示されているが、２台のコンタクタ３３が直列に接続されていてもよい。これにより、いずれかのコンタクタ３３の接点に溶着が発生したとしても、確実に負荷４０及び蓄電ユニット４１を、商用電力系統から切り離すことができる。 Between the leakage breaker 32 and the contactor 33, a voltage detection transformer VT1 and a current transformer CT1 are provided. The voltage detection transformer VT1 outputs a voltage signal V1 of a voltage proportional to the voltage of the commercial power system. Further, the current transformer CT1 outputs a current signal I1 having a value proportional to the current flowing between the leakage breaker 32 and the contactor 33. Although FIG. 2 shows the case where one contactor 33 is provided, two contactors 33 may be connected in series. Thereby, even if welding occurs at the contacts of any one of the contactors 33, the load 40 and the storage unit 41 can be reliably disconnected from the commercial power system.

分岐ブレーカ３４は、コンタクタ３３の二次側に相互に並列になった状態で設けられている。これらの分岐ブレーカ３４それぞれは、負荷４０及び蓄電ユニット４１ごとに設けられている。この分岐ブレーカを開閉させることで、電力系統から負荷４０及び蓄電ユニット４１をそれぞれ切り離すことができる。 The branch breakers 34 are provided on the secondary sides of the contactors 33 in parallel with each other. Each of these branch breakers 34 is provided for each of the load 40 and the storage unit 41. By opening and closing this branch breaker, the load 40 and the storage unit 41 can be disconnected from the electric power system.

上述した、主幹ブレーカ３１、漏電ブレーカ３２、コンタクタ３３、及び分岐ブレーカ３４それぞれは、金属製或いは樹脂製の筐体に収容されている。 Each of the main breaker 31, the earth leakage breaker 32, the contactor 33, and the branch breaker 34 described above is accommodated in a metal or resin housing.

蓄電ユニット４１は、充放電装置５０と、この充放電装置５０にコネクタ９０を介して接続される電気自動車８０を有している。図３は、充放電装置５０のブロック図である。図３に示されるように、充放電装置５０は、コンタクタ５１、直列に接続された３つの交直変換器５３，５４，５５、各交直変換器５３，５４，５５を駆動する駆動ユニット６１，６２，６３、上記各部を統括的に制御する制御ユニット６６、制御ユニット６６に電力を供給する電力供給ユニット６４、停電時の始動電力が蓄えられたバッテリユニット６５等を有している。 The storage unit 41 has a charge / discharge device 50 and an electric vehicle 80 connected to the charge / discharge device 50 via a connector 90. FIG. 3 is a block diagram of the charge and discharge device 50. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the charge / discharge device 50 includes a contactor 51, three AC / DC converters 53, 54, 55 connected in series, and drive units 61, 62 for driving the respective AC / DC converters 53, 54, 55. , 63, a control unit 66 that controls the above-described components in an integrated manner, a power supply unit 64 that supplies power to the control unit 66, and a battery unit 65 in which starting power at the time of a power failure is stored.

コンタクタ５１は、配電盤３０に収容された分岐ブレーカ３４の二次側に配置されている。このコンタクタ５１は、制御ユニット６６からの指示に基づいて動作する。コンタクタ５１がオフの場合には、充放電装置５０が負荷４０から切り離され、コンタクタ５１がオンの場合には、充放電装置５０が負荷４０に接続される。 The contactor 51 is disposed on the secondary side of the branch breaker 34 housed in the switchboard 30. The contactor 51 operates based on an instruction from the control unit 66. When the contactor 51 is off, the charge / discharge device 50 is disconnected from the load 40, and when the contactor 51 is on, the charge / discharge device 50 is connected to the load 40.

交直変換器５３は、トランジスタ等のスイッチング素子と、トランジスタに並列に接続されたダイオードを有する。この交直変換器５３は、コンタクタ５１の二次側に、リアクトル５２Ａ，５２Ｂを介して接続されている。交直変換器５３は、一次側（電力系統側）から供給される交流電力を直流電力に変換する。または、二次側から供給される直流電力を交流電力に変換する。 The AC / DC converter 53 has a switching element such as a transistor and a diode connected in parallel to the transistor. The AC / DC converter 53 is connected to the secondary side of the contactor 51 via reactors 52A and 52B. The AC / DC converter 53 converts AC power supplied from the primary side (power system side) into DC power. Alternatively, it converts DC power supplied from the secondary side into AC power.

交直変換器５４は、交直変換器５３と同様に、トランジスタ等のスイッチング素子とダイオードを有している。この交直変換器５４は、交直変換器５３の二次側に接続されている。そして、交直変換器５４は、一次側から供給される直流電力を交流電力に変換する。または、二次側から供給される交流電力を直流電力に変換する。交直変換器５３と交直変換器５４の間には、各交直変換器５３，５４の端子間電圧を安定させるためのコンデンサ５７が接続されている。 Similarly to the AC / DC converter 53, the AC / DC converter 54 includes a switching element such as a transistor and a diode. The AC / DC converter 54 is connected to the secondary side of the AC / DC converter 53. Then, the AC / DC converter 54 converts DC power supplied from the primary side into AC power. Alternatively, AC power supplied from the secondary side is converted to DC power. A capacitor 57 for stabilizing the voltage between the terminals of each of the AC / DC converters 53 and 54 is connected between the AC / DC converter 53 and the AC / DC converter 54.

交直変換器５５は、上記交直変換器５３，５４と同様に、トランジスタ等のスイッチング素子とダイオードを有している。この交直変換器５５は、絶縁トランス５８を介して、交直変換器５４の二次側に接続されている。そして、交直変換器５５は、一次側から供給される交流電力を直流電力に変換する。または、二次側から供給される直流電力を交流電力に変換する。交直変換器５５の二次側には、交直変換器５５の端子間電圧を安定させるためのコンデンサ５９が接続されている。 Similarly to the AC / DC converters 53 and 54, the AC / DC converter 55 includes a switching element such as a transistor and a diode. The AC / DC converter 55 is connected to the secondary side of the AC / DC converter 54 via the isolation transformer 58. Then, the AC / DC converter 55 converts AC power supplied from the primary side into DC power. Alternatively, it converts DC power supplied from the secondary side into AC power. A capacitor 59 for stabilizing the voltage between terminals of the AC / DC converter 55 is connected to the secondary side of the AC / DC converter 55.

上記絶縁トランス５８は、商用電力系統と蓄電ユニット４１を絶縁する目的で設置されている。絶縁トランス５８が配置されることで、交直変換器５４，５５を用いて、例えば、交直変換器５４の二次側の交流電圧と、交直変換器５５の一次側の交流電圧との出力位相を調整して、コンデンサ５７の両端電圧よりコンデンサ５９の両端電圧を高くしたり、或いは低くしたりすることができる。逆に、蓄電ユニット４１から電力が供給される場合に、コンデンサ５９の両端電圧よりコンデンサ５７の両端電圧を高くしたり、或いは低くしたりすることができる。 The insulating transformer 58 is installed for the purpose of insulating the commercial power system and the storage unit 41. With the insulation transformer 58 being disposed, using the AC / DC converters 54 and 55, for example, the output phase of the AC voltage on the secondary side of the AC / DC converter 54 and the AC voltage on the primary side of the AC / DC converter 55 The voltage across the capacitor 59 can be adjusted to be higher or lower than the voltage across the capacitor 57 by adjustment. Conversely, when power is supplied from the storage unit 41, the voltage across the capacitor 57 can be made higher or lower than the voltage across the capacitor 59.

充放電装置５０では、上記交直変換器５３〜５５が協働することで、商用電力系統からの交流電力が直流電力に変換され、電気自動車８０に供給される。また、電気自動車８０からの直流電力が交流電力に変換され、配電盤３０を介して負荷４０に供給される。 In the charge / discharge device 50, the AC / DC converters 53 to 55 cooperate with each other to convert AC power from the commercial power system into DC power and to supply the DC power to the electric vehicle 80. Further, DC power from the electric vehicle 80 is converted into AC power and is supplied to the load 40 via the switchboard 30.

駆動ユニット６１，６２，６３は、制御ユニット６６の指示に基づいて、それぞれ交直変換器５３，５４，５５を構成するスイッチング素子を動作させる。駆動ユニット６１〜６３の制御に用いられる電力は、制御ユニット６６から供給される。 The drive units 61, 62, 63 operate the switching elements constituting the AC / DC converters 53, 54, 55 based on the instruction of the control unit 66. The power used to control the drive units 61 to 63 is supplied from the control unit 66.

ここで、説明の便宜上、充放電装置５０の一次側から二次側に電力が供給されるときの交直変換器５３〜５５の動作を充電動作とし、充放電装置５０の二次側から一次側に電力が供給されるときの交直変換器５３〜５５の動作を放電動作とする。 Here, for convenience of explanation, the operation of the AC / DC converters 53 to 55 when power is supplied from the primary side to the secondary side of the charge / discharge device 50 is referred to as a charge operation, and from the secondary side of the charge / discharge device 50 to the primary side. The operation of the AC / DC converters 53 to 55 when power is supplied to the

電力供給ユニット６４は、制御ユニット６６へ電力を供給するためのユニットである。この電力供給ユニット６４には、商用電力系統が整流回路６０を介して接続されている。そのため、電力供給ユニット６４に、整流回路６０によって交流電圧から変換された直流電圧が印加された状態になる。この状態のときには、電力供給ユニット６４は、整流回路６０を介して供給される電力を制御ユニット６６へ供給する。同時に、整流回路６０を介して供給される電力をバッテリユニット６５にも供給する。これにより、バッテリユニット６５に対する充電が行われる。 The power supply unit 64 is a unit for supplying power to the control unit 66. A commercial power system is connected to the power supply unit 64 via the rectifier circuit 60. Therefore, the DC voltage converted from the AC voltage by the rectifier circuit 60 is applied to the power supply unit 64. In this state, the power supply unit 64 supplies the power supplied via the rectifier circuit 60 to the control unit 66. At the same time, the power supplied via the rectifier circuit 60 is also supplied to the battery unit 65. Thereby, the battery unit 65 is charged.

また、電力供給ユニット６４は、交直変換器５４の一次側にダイオード５６を介して接続されている。電力供給ユニット６４は、整流回路６０の二次側の直流電圧より、交直変換器５３〜５５の動作によって発生する直流電圧の方が高い場合に、ダイオード５６を介して供給される電力を、制御ユニット６６へ供給する。 Also, the power supply unit 64 is connected to the primary side of the AC / DC converter 54 via the diode 56. Power supply unit 64 controls the power supplied via diode 56 when the DC voltage generated by the operation of AC / DC converters 53 to 55 is higher than the DC voltage on the secondary side of rectifier circuit 60. Supply to unit 66.

また、電力供給ユニット６４には、バッテリユニット６５が接続されている。そのため、商用電力系統が停電することにより、交直変換器５３〜５５の動作が一次的に停止した場合や、交直変換器５３〜５５の動作が停電発生前から停止していた場合には、電力供給ユニット６４にバッテリユニット６５の直流電圧が印加された状態になる。この状態のときには、電力供給ユニット６４は、バッテリユニット６５から供給される電力を制御ユニット６６へ供給する。 Further, a battery unit 65 is connected to the power supply unit 64. Therefore, when the operation of AC / DC converters 53 to 55 is temporarily stopped or the operation of AC / DC converters 53 to 55 has been stopped before the power failure, the power is cut off. The DC voltage of the battery unit 65 is applied to the supply unit 64. In this state, the power supply unit 64 supplies the power supplied from the battery unit 65 to the control unit 66.

バッテリユニット６５は、電解液が充填された複数のセルからなるバッテリを有している。このバッテリユニット６５には、商用電力系統が停電した場合に、交直変換器５３〜５５の始動に用いられる電力が充電される。当該バッテリユニット６５に対する充電は、上述のように商用電力系統が健全である場合に、整流回路６０を介して電力が供給されることにより実現する。 The battery unit 65 has a battery composed of a plurality of cells filled with an electrolytic solution. The battery unit 65 is charged with power used to start the AC / DC converters 53 to 55 when the commercial power system fails. The charging of the battery unit 65 is realized by supplying power through the rectifier circuit 60 when the commercial power system is healthy as described above.

制御ユニット６６は、ＣＰＵ、主記憶部、補助記憶部、インタフェースを有するコンピュータを備えている。この制御ユニット６６は、電圧検出変圧器ＶＴ１からの電圧信号Ｖ１と、変流器ＣＴ１からの電流信号Ｉ１を監視して、電力供給ユニット６４、配電盤３０のコンタクタ３３、充放電装置５０のコンタクタ５１を制御する。また、駆動ユニット６１〜６３を介して交直変換器５３〜５５を制御する。制御ユニット６６の動作については後述する。 The control unit 66 includes a computer having a CPU, a main storage unit, an auxiliary storage unit, and an interface. The control unit 66 monitors the voltage signal V1 from the voltage detection transformer VT1 and the current signal I1 from the current transformer CT1, and controls the power supply unit 64, the contactor 33 of the switchboard 30, and the contactor 51 of the charge / discharge device 50. Control. Moreover, AC / DC converters 53-55 are controlled via drive units 61-63. The operation of the control unit 66 will be described later.

図４は、電気自動車８０の制御系を示すブロック図である。電気自動車８０は、コネクタ９０を介して、充放電装置５０に着脱自在に接続される。図４に示されるように、電気自動車８０は、開閉スイッチ８１、メインバッテリユニット８２、充電ユニット８３、補機用バッテリ８４、駆動ユニット８５、車両制御ユニット８６を有している。 FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the electric vehicle 80. As shown in FIG. The electric vehicle 80 is detachably connected to the charge / discharge device 50 via the connector 90. As shown in FIG. 4, the electric vehicle 80 includes an open / close switch 81, a main battery unit 82, a charging unit 83, an auxiliary battery 84, a drive unit 85, and a vehicle control unit 86.

開閉スイッチ８１は、駆動ユニット８５によって駆動されるコンタクタである。この開閉スイッチ８１は、住宅１０の家庭内電力系統と電気自動車８０を連系し、また解列する。 The open / close switch 81 is a contactor driven by the drive unit 85. The open / close switch 81 interconnects and disconnects the home electric power system of the house 10 and the electric vehicle 80.

メインバッテリユニット８２は、開閉スイッチ８１の二次側に接続されている。このメインバッテリユニット８２は、電気自動車８０の走行に使用される電力を蓄えるためのユニットである。このメインバッテリユニット８２のバッテリとしては、複数のリチウムイオン電池が用いられる。本実施形態では、３Ｖ〜４Ｖのリチウムイオン電池セルが直列に接続されることで、端子電圧２００Ｖ〜４００Ｖ程度のバッテリが構成されている。 The main battery unit 82 is connected to the secondary side of the open / close switch 81. The main battery unit 82 is a unit for storing power used for traveling the electric vehicle 80. As a battery of the main battery unit 82, a plurality of lithium ion batteries are used. In the present embodiment, a battery having a terminal voltage of about 200 V to 400 V is configured by connecting in series 3 V to 4 V lithium ion battery cells.

メインバッテリユニット８２は、コネクタ９０が電気自動車８０に接続されることで、充放電装置５０に接続される。そして、電気自動車８０の開閉スイッチ８１がオンのときに充放電装置５０に連系され、住宅１０の家庭内電力系統に対して、電力の充電及び放電が可能な状態になる。 The main battery unit 82 is connected to the charge / discharge device 50 by the connector 90 being connected to the electric vehicle 80. Then, when the open / close switch 81 of the electric vehicle 80 is on, it is connected to the charge / discharge device 50, and charging and discharging of electric power can be performed on the home electric power system of the house 10.

補機用バッテリ８４は、車両制御ユニット８６の制御に用いられる電力を蓄えるためのバッテリである。この補機用バッテリ８４は、端子電圧が１２Ｖもしくは２４Ｖ程度で、電解液が充填された複数のセルから構成されている。 Auxiliary device battery 84 is a battery for storing power used for control of vehicle control unit 86. The auxiliary battery 84 is composed of a plurality of cells filled with an electrolytic solution and having a terminal voltage of about 12 V or 24 V.

充電ユニット８３は、メインバッテリユニット８２と補機用バッテリ８４の間に設けられている。この充電ユニット８３は、メインバッテリユニット８２の電圧を降圧して、補機用バッテリ８４と、車両制御ユニット８６に印加する。これにより、補機用バッテリ８４の充電と、車両制御ユニット８６への電力の供給が実現する。 Charging unit 83 is provided between main battery unit 82 and auxiliary battery 84. The charging unit 83 steps down the voltage of the main battery unit 82 and applies it to the accessory battery 84 and the vehicle control unit 86. Thereby, charging of the auxiliary battery 84 and supply of power to the vehicle control unit 86 are realized.

駆動ユニット８５は、車両制御ユニット８６の指示に基づいて、開閉スイッチ８１を駆動する。 The drive unit 85 drives the open / close switch 81 based on an instruction of the vehicle control unit 86.

車両制御ユニット８６は、ＣＰＵ、主記憶部、補助記憶部、インタフェースを有するコンピュータを備えている。この車両制御ユニット８６は、コネクタ９０を介して制御ユニット６６と接続されている。そして、制御ユニット６６からの指示に基づいて、駆動ユニット８５を動作させる。また、車両制御ユニット８６は、メインバッテリユニット８２に蓄電された電力量などの情報を取得し、必要に応じて、制御ユニット６６に当該情報を提供する。 The vehicle control unit 86 includes a computer having a CPU, a main storage unit, an auxiliary storage unit, and an interface. The vehicle control unit 86 is connected to the control unit 66 via a connector 90. Then, based on an instruction from the control unit 66, the drive unit 85 is operated. In addition, the vehicle control unit 86 acquires information such as the amount of power stored in the main battery unit 82, and provides the information to the control unit 66 as needed.

次に、上述した充放電装置５０の動作を、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、充放電装置５０を構成する制御ユニット６６によって実行される一連の処理を示すフローチャートである。まず、図５を参照して、制御ユニット６６が実行する電源切替処理を説明する。 Next, the operation of the charge / discharge device 50 described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 and FIG. 6 are flowcharts showing a series of processes executed by the control unit 66 that constitutes the charge / discharge device 50. First, the power supply switching process performed by the control unit 66 will be described with reference to FIG.

電源切替処理は、商用電力系統が停電した場合に、負荷４０の電源を、商用電力系統からメインバッテリユニット８２に切り替える処理である。この電源切替処理は、電気自動車８０のメインバッテリユニット８２に十分な電力が蓄えられているときに実行される。 The power supply switching process is a process of switching the power supply of the load 40 from the commercial power system to the main battery unit 82 when the commercial power system fails. The power supply switching process is performed when the main battery unit 82 of the electric vehicle 80 stores sufficient power.

最初のステップＳ２０１では、制御ユニット６６は、商用電力系統に停電が発生したか否かを判断する。商用電力系統に停電が発生した場合には、商用電力系統の電圧が零になるため、電圧検出変圧器ＶＴ１からの電圧信号Ｖ１の値が所定の閾値以下になる。そこで、制御ユニット６６は、電圧信号Ｖ１の値を監視し、当該電圧信号Ｖ１の値が所定の閾値以下になった場合に、商用電力系統に停電が発生したと判断し（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ２０２へ移行する。 In the first step S201, the control unit 66 determines whether or not a power failure has occurred in the commercial power system. When a power failure occurs in the commercial power system, the voltage of the commercial power system becomes zero, so the value of the voltage signal V1 from the voltage detection transformer VT1 becomes equal to or less than a predetermined threshold. Therefore, the control unit 66 monitors the value of the voltage signal V1, and determines that a power failure has occurred in the commercial power grid when the value of the voltage signal V1 is less than or equal to a predetermined threshold (step S201: Yes). Then, the process proceeds to the next step S202.

次のステップＳ２０２では、制御ユニット６６は、電力供給ユニット６４へ、停電の発生を通知する。そして、制御ユニット６６は、交直変換器５３〜５５が受電動作を実行しているときに、商用電力系統に停電が発生した場合には、交直変換器５３〜５５の動作を停止させる。 In the next step S202, the control unit 66 notifies the power supply unit 64 of the occurrence of the power failure. Then, the control unit 66 stops the operation of the AC / DC converters 53 to 55 if a power failure occurs in the commercial power system while the AC / DC converters 53 to 55 are executing the power receiving operation.

電力供給ユニット６４は、制御ユニット６６から停電の発生が通知されると、バッテリユニット６５に蓄えられた電力を制御ユニット６６に供給する。これにより、制御ユニット６６は、引き続き充放電装置５０を構成する交直変換器５３〜５５の制御を行うことができる。 When notified of the occurrence of a power failure from the control unit 66, the power supply unit 64 supplies the power stored in the battery unit 65 to the control unit 66. Thereby, control unit 66 can control AC / DC converters 53-55 which constitute charge-and-discharge device 50 succeedingly.

次のステップＳ２０３では、制御ユニット６６は、電気自動車８０を構成する車両制御ユニット８６に、メインバッテリユニット８２の解列指示を通知する。電気自動車８０の車両制御ユニット８６は、解列指示を受信すると、駆動ユニット８５を駆動して開閉スイッチ８１をオフにする。これにより、メインバッテリユニット８２が商用電力系統から解列する。 In the next step S203, the control unit 66 notifies the vehicle control unit 86 constituting the electric vehicle 80 of a disconnection instruction of the main battery unit 82. When receiving the disconnection instruction, the vehicle control unit 86 of the electric vehicle 80 drives the drive unit 85 to turn off the open / close switch 81. Thereby, the main battery unit 82 is disconnected from the commercial power system.

次のステップＳ２０４では、制御ユニット６６は、充放電装置５０のコンタクタ５１をオフにする。これにより、充放電装置５０が、商用電力系統から解列する。なお、停電発生時に交直変換器５３〜５５が停止していた場合、開閉スイッチ８１及びコンタクタ５１はオフ（開）である。このため、ステップＳ２０３、Ｓ２０４の処理をしなくても支障はない。 At the next step S204, the control unit 66 turns off the contactor 51 of the charge / discharge device 50. Thereby, charge / discharge device 50 is disconnected from the commercial power system. In addition, when the AC / DC converters 53 to 55 are stopped at the time of a power failure, the open / close switch 81 and the contactor 51 are off (open). Therefore, there is no problem even if the processes in steps S203 and S204 are not performed.

次のステップＳ２０５では、制御ユニット６６は、住宅１０に居住するユーザからの電源切替操作を待ち受ける。この電源切替操作は、災害等が原因で商用電力系統がある程度長期にわたって停電する場合、または事前に通告のある計画停電が行われる場合に、電気自動車８０の走行に使用される電力を、住宅１０に設置された負荷に供給するための操作である。本実施形態では、例えば、上記電源切替操作は、充放電装置５０に設けられた操作スイッチが操作されることによって実現する。 In the next step S205, the control unit 66 waits for a power switching operation from the user who lives in the house 10. In this power supply switching operation, the power used to drive the electric vehicle 80 when the commercial power grid fails for a certain period of time due to a disaster or the like, or when a planned power failure with a notice in advance is performed. Operation to supply the load installed in the In the present embodiment, for example, the power supply switching operation is realized by operating the operation switch provided in the charge and discharge device 50.

制御ユニット６６は、居住者によって電源切替操作が行われるまで（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５までの処理を繰り返し実行する。一方、制御ユニット６６は、居住者等によって電源切替操作が行われると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６へ移行する。 The control unit 66 repeatedly executes the processing of steps S201 to S205 until the power supply switching operation is performed by the resident (step S205: No). On the other hand, when the power source switching operation is performed by the resident or the like (step S205: Yes), the control unit 66 proceeds to step S206.

ステップＳ２０６では、制御ユニット６６は、配電盤３０に収容されたコンタクタ３３をオフにする。これにより、商用電力系統から家庭内電力系統が解列できる。 In step S206, the control unit 66 turns off the contactor 33 housed in the switchboard 30. Thus, the home power system can be disconnected from the commercial power system.

上記、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６までの処理によって、商用電力系統と家庭内電力系統とが完全に解列する。これにより、停電時に家庭内電力系統への電力供給源が、商用電力系統から電気自動車８０のメインバッテリユニット８２に切替わっても、商用電力系統への逆潮流が防止され、停電時のメンテナンスを行う作業員の安全を確保することができる。 The commercial power system and the in-home power system are completely disconnected by the process of steps S203 to S206. Thereby, even if the power supply source to the domestic power grid is switched from the commercial power grid to the main battery unit 82 of the electric vehicle 80 at the time of the blackout, reverse power flow to the commercial power grid is prevented, and maintenance at the blackout It is possible to secure the safety of the workers who carry out.

次のステップＳ２０７では、制御ユニット６６は、電気自動車８０を構成する車両制御ユニット８６に、メインバッテリユニット８２の連系指示を通知する。電気自動車８０の車両制御ユニット８６は、連系指示を受信すると、駆動ユニット８５を駆動して開閉スイッチ８１をオンにする。これにより、メインバッテリユニット８２が充放電装置５０に接続される。 In the next step S207, the control unit 66 notifies the vehicle control unit 86 constituting the electric vehicle 80 of an interconnection instruction of the main battery unit 82. When receiving the connection instruction, the vehicle control unit 86 of the electric vehicle 80 drives the drive unit 85 to turn on the open / close switch 81. Thereby, the main battery unit 82 is connected to the charge / discharge device 50.

次のステップＳ２０８では、制御ユニット６６は、充放電装置５０のコンタクタ５１をオンにする。これにより、充放電装置５０が、家庭内電力系統に連系される。 In the next step S208, the control unit 66 turns on the contactor 51 of the charge / discharge device 50. As a result, the charge / discharge device 50 is interconnected with the household power system.

次のステップＳ２０９では、制御ユニット６６は、各駆動ユニット６１〜６３に、放電動作の開始を指示する。各駆動ユニット６１〜６３は、放電動作開始指示を受信すると、交直変換器５３〜５５に放電時の動作をさせる。これにより、交直変換器５３〜５５が、放電動作を開始する。そして、電気自動車８０に蓄えられた電力が、住宅１０に設置された負荷４０に供給される。また、電力供給ユニット６４は、交直変換器５４が放電動作を開始すると、交直変換器５４からの電力を制御ユニット６６及びバッテリユニット６５に出力する。これにより、制御ユニット６６の動作が維持されるとともに、バッテリユニット６５の充電が開始される。なお、充放電装置５０のコンタクタ５１をオンにする動作（ステップＳ２０８）を、放電動作開始後に実行しても何ら問題はない。制御ユニット６６は、ステップＳ２０９の処理が終わると、電源切替処理を終了する。 In the next step S209, the control unit 66 instructs each drive unit 61 to 63 to start the discharge operation. When receiving the discharge operation start instruction, each of the drive units 61 to 63 causes the AC / DC converters 53 to 55 to operate at the time of discharge. Thus, the AC / DC converters 53 to 55 start the discharge operation. Then, the power stored in the electric vehicle 80 is supplied to the load 40 installed in the house 10. In addition, when the AC / DC converter 54 starts the discharging operation, the power supply unit 64 outputs the power from the AC / DC converter 54 to the control unit 66 and the battery unit 65. Thus, the operation of the control unit 66 is maintained, and charging of the battery unit 65 is started. There is no problem in performing the operation of turning on the contactor 51 of the charge / discharge device 50 (step S208) after the discharge operation is started. When the process of step S209 is finished, the control unit 66 ends the power supply switching process.

次に、図６を参照して、制御ユニット６６が実行する電源復旧処理を説明する。電源復旧処理は、商用電力系統が停電から復旧した場合に、負荷４０の電源を、メインバッテリユニット８２から商用電力系統へ切り替えることで、商用電力系統を電源として復旧させる処理である。この電源復旧処理は、商用電力が健全になったときに実行可能となる。 Next, with reference to FIG. 6, the power supply recovery process executed by the control unit 66 will be described. The power recovery process is a process of recovering the commercial power system as a power supply by switching the power supply of the load 40 from the main battery unit 82 to the commercial power system when the commercial power system recovers from the power failure. This power recovery process can be performed when the commercial power becomes healthy.

最初のステップＳ３０１では、制御ユニット６６は、電圧が復旧したか否かを判断する。商用電力系統が復旧した場合には、商用電力系統の電圧が定格電圧になるため、電圧検出変圧器ＶＴ１からの電圧信号Ｖ１の値が所定の閾値以上になる。そこで、制御ユニット６６は、電圧信号Ｖ１の値を監視し、当該電圧信号Ｖ１の値が所定の閾値以上になった場合に、商用電力系統の電圧が復旧したと判断し（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０２へ移行する。 In the first step S301, the control unit 66 determines whether or not the voltage is restored. When the commercial power system recovers, the voltage of the commercial power system becomes the rated voltage, and hence the value of the voltage signal V1 from the voltage detection transformer VT1 becomes equal to or higher than a predetermined threshold. Therefore, the control unit 66 monitors the value of the voltage signal V1, and when the value of the voltage signal V1 becomes equal to or more than a predetermined threshold value, determines that the voltage of the commercial power system is restored (step S301: Yes). Then, the process proceeds to the next step S302.

次のステップＳ３０２では、制御ユニット６６は、住宅１０に居住するユーザからの電源復旧操作を待ち受ける。この電源復旧操作は、商用電力系統が停電から復旧した場合に、負荷４０の電源を商用電力系統に切り替えるための操作である。本実施形態では、例えば、上記電源復旧操作は、充放電装置に設けられた操作スイッチが操作されることによって実現する。 In the next step S302, the control unit 66 waits for a power recovery operation from the user who lives in the house 10. The power source restoration operation is an operation for switching the power source of the load 40 to the commercial power grid when the commercial power grid recovers from the power failure. In the present embodiment, for example, the power restoration operation is realized by operating an operation switch provided in the charge / discharge device.

制御ユニット６６は、電源復旧操作がない場合は（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、ステップＳ３０１，Ｓ３０２の処理を繰り返し実行する。また、制御ユニット６６は、電源復旧操作がなされた場合は（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３へ移行する。 If there is no power restoration operation (step S302: No), the control unit 66 repeatedly executes the processing of steps S301 and S302. When the power recovery operation is performed (step S302: Yes), the control unit 66 proceeds to step S303.

ステップＳ３０３では、制御ユニット６６は、各駆動ユニット６１〜６３に、放電動作の停止を指示する。各駆動ユニット６１〜６３は、放電動作停止指示を受信すると、交直変換器５３〜５５の動作を停止させる。これにより、交直変換器５３〜５５の動作が停止する。 In step S303, the control unit 66 instructs the drive units 61 to 63 to stop the discharge operation. Each drive unit 61-63 will stop operation | movement of AC / DC converter 53-55, if discharge instruction stop instruction | indication is received. As a result, the operation of the AC / DC converters 53 to 55 is stopped.

交直変換器５３〜５５の動作が停止すると、電力供給ユニット６４は、バッテリユニット６５に蓄えられた電力を制御ユニット６６に供給する。これにより、制御ユニット６６の動作が維持される。 When the operation of the AC / DC converters 53 to 55 is stopped, the power supply unit 64 supplies the power stored in the battery unit 65 to the control unit 66. Thereby, the operation of the control unit 66 is maintained.

次のステップＳ３０４では、制御ユニット６６は、配電盤３０に収容されたコンタクタ３３をオンにする、これにより、商用電力系統に家庭内電力系統が連系する。 In the next step S304, the control unit 66 turns on the contactors 33 accommodated in the switchboard 30, whereby the domestic power system is interconnected with the commercial power system.

次のステップＳ３０５では、制御ユニット６６は、各駆動ユニット６１〜６３に、充電動作の開始を指示する。各駆動ユニット６１〜６３は、充電動作開始指示を受信すると、交直変換器５３〜５５に充電時の動作をさせる。これにより、交直変換器５３〜５５が、充電動作を開始する。そして、商用電力系統からの電力が、住宅１０に設置された負荷４０に供給される。また、電力供給ユニット６４は、商用電力系統と家庭内電力系統との連系が完了すると、商用電力系統からの電力を制御ユニット６６及びバッテリユニット６５に出力する。これにより、制御ユニット６６の動作が維持されるとともに、バッテリユニット６５の充電が開始される。制御ユニット６６は、ステップＳ３０５の処理が終わると、電源復旧処理を終了する。なお、本実施形態では、電源復旧処理でメインバッテリユニット８２の充電動作を速やかに実行したが、必ずしも、当該充電動作を速やかに実行する必要はない。例えば、開始時刻を予約し、予約した時刻から充電動作を開始することとしてもよい。 In the next step S305, the control unit 66 instructs the drive units 61 to 63 to start the charging operation. When receiving the charge operation start instruction, each of the drive units 61 to 63 causes the AC / DC converters 53 to 55 to operate during charging. Thus, the AC / DC converters 53 to 55 start the charging operation. Then, the power from the commercial power system is supplied to the load 40 installed in the house 10. In addition, when the interconnection between the commercial power system and the household power system is completed, the power supply unit 64 outputs the power from the commercial power system to the control unit 66 and the battery unit 65. Thus, the operation of the control unit 66 is maintained, and charging of the battery unit 65 is started. When the process of step S305 is completed, the control unit 66 ends the power recovery process. In the present embodiment, the charging operation of the main battery unit 82 is promptly performed in the power supply recovery process, but the charging operation does not necessarily have to be promptly performed. For example, the start time may be reserved, and the charging operation may be started from the reserved time.

以上説明したように、本実施形態では、商用電力系統が停電した際には、充放電装置５０を構成するバッテリユニット６５の電力が制御ユニット６６に供給される。そして、当該制御ユニット６６は、バッテリユニット６５から供給される電力を用いて、配電盤３０のコンタクタ３３をオフにして、商用電力系統から家庭内電力系統を解列する。次に、制御ユニット６６は、交直変換器５３〜５５を動作させて、電気自動車８０のメインバッテリユニット８２に蓄えられた電力を、住宅１０の負荷４０に供給する。 As described above, in the present embodiment, when the commercial power grid fails, the power of the battery unit 65 constituting the charge / discharge device 50 is supplied to the control unit 66. And the said control unit 66 turns off the contactor 33 of the switchboard 30 using the electric power supplied from the battery unit 65, and disconnects a domestic power grid from a commercial power grid. Next, the control unit 66 operates the AC / DC converters 53 to 55 to supply the power stored in the main battery unit 82 of the electric vehicle 80 to the load 40 of the house 10.

したがって、商用電力系統に停電が発生することにより、当該商用電力系統から制御に用いる電力の供給がストップしても、バッテリユニット６５に蓄えられた電力によって、確実に住宅１０に設置された負荷４０へ電気自動車８０に蓄えられた電力が供給される。これにより、商用電力系統の停電時に速やかに負荷に電力を供給することが可能となる。 Therefore, even if supply of the power used for control from the commercial power system is stopped by the occurrence of a power failure in the commercial power system, the load 40 surely installed in the house 10 by the power stored in the battery unit 65. Power stored in the electric vehicle 80 is supplied. As a result, power can be supplied to the load promptly at the time of a power failure of the commercial power system.

また、当該商用電力系統から制御に用いる電力の供給がストップしても、バッテリユニット６５に蓄えられた電力によって、商用電力系統から家庭内電力系統が解列する。このため、商用電力系統が健全なときに蓄えられた電力が、商用電力系統に逆潮流することを確実に回避することができる。 In addition, even if the supply of power used for control from the commercial power system is stopped, the electric power stored in the battery unit 65 causes the household power system to be disconnected from the commercial power system. For this reason, it is possible to reliably prevent the power stored when the commercial power system is healthy from flowing back to the commercial power system.

《実施形態２》
次に本発明の実施形態２を、図面を用いて説明する。なお、実施形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。図７は、本実施形態に係る住宅１０の電力系統図である。図７に示されるように、本実施形態は、家庭内電力系統に太陽光発電ユニット７０が接続されている点で、実施形態１と相違している。 << Embodiment 2 >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described using the drawings. In addition, about the structure the same as that of Embodiment 1, or equivalent, while using an equivalent code | symbol, the description is abbreviate | omitted or simplified. FIG. 7 is a power system diagram of the house 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the present embodiment is different from the first embodiment in that a solar power generation unit 70 is connected to an in-home power system.

図７に示されるように、太陽光発電ユニット７０は、例えば住宅１０の屋根に配置される太陽電池パネル７２と、太陽電池パネル７２の電圧を交直変換するインバータ７１を有している。 As shown in FIG. 7, the solar power generation unit 70 includes, for example, a solar cell panel 72 disposed on the roof of the house 10, and an inverter 71 that performs AC / DC conversion of the voltage of the solar cell panel 72.

図８に示されるように、本実施形態では、太陽光発電ユニット７０は、コンタクタ３３と、分岐ブレーカ３４の間から分岐した配線に、分岐ブレーカ３５を介して接続されている。 As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the solar power generation unit 70 is connected to the wiring branched from between the contactor 33 and the branch breaker 34 via the branch breaker 35.

一般に、太陽光発電ユニット７０が設置される場合には、当該太陽光発電ユニット７０によって発電された電力が商用電力系統に逆潮流することは認められるが、蓄電ユニット４１等の蓄電手段に蓄えられた電力を、商用電力系統に逆潮流させることは認められていない。そこで、太陽光発電ユニット７０については、停電時に、住宅１０の負荷４０に電力を供給できるように、コンタクタ３３の二次側で、かつ、変流器ＣＴ２の一次側に接続される。 Generally, when the solar power generation unit 70 is installed, it is recognized that the power generated by the solar power generation unit 70 reversely flows to the commercial power grid, but is stored in the storage means such as the storage unit 41 or the like. It is not permitted to reverse the flow of electricity to the commercial power system. Therefore, the photovoltaic power generation unit 70 is connected to the secondary side of the contactor 33 and to the primary side of the current transformer CT2 so that power can be supplied to the load 40 of the house 10 at the time of a power failure.

本実施形態では、制御ユニット６６によって、コンタクタ３３を通過する電流が変流器ＣＴ１を用いて計測される。また、それぞれの分岐ブレーカ３４を流れる電流の合計が変流器ＣＴ２を用いて計測される。そして、太陽光発電ユニット７０の分岐ブレーカ３５を通過する電流が変流器ＣＴ３を用いて計測される。 In the present embodiment, the control unit 66 measures the current passing through the contactor 33 using the current transformer CT1. Also, the sum of the currents flowing through the respective branch breakers 34 is measured using the current transformer CT2. Then, the current passing through the branch breaker 35 of the solar power generation unit 70 is measured using the current transformer CT3.

このため、制御ユニット６６は、変流器ＣＴ１からの電流信号Ｉ１から、商用電力系統と家庭内電力系統との間でやりとりされる電力Ｐ１を計測し、変流器ＣＴ２からの電流信号Ｉ２から、商用電力系統へ逆潮流した電力Ｐ２を計測し、変流器ＣＴ３からの電流信号Ｉ３から、太陽光発電ユニット７０で発電された電力Ｐ３を計測することができる。 For this reason, the control unit 66 measures the power P1 exchanged between the commercial power system and the home power system from the current signal I1 from the current transformer CT1, and from the current signal I2 from the current transformer CT2 The power P2 reversely flowed to the commercial power system can be measured, and the power P3 generated by the solar power generation unit 70 can be measured from the current signal I3 from the current transformer CT3.

したがって、制御ユニット６６は、電力Ｐ２を監視することで、蓄電ユニット４１からの逆潮流を検出し、速やかに当該逆潮流を防止するための制御を行うことができる。この制御としては、交直変換器５３〜５５の動作を停止したり、放電量を低下させること等が考えられる。 Therefore, control unit 66 can detect reverse power flow from power storage unit 41 by monitoring power P2, and can perform control to prevent the reverse power flow promptly. As this control, it is conceivable to stop the operation of the AC / DC converters 53 to 55, to decrease the amount of discharge, and the like.

また、制御ユニット６６は、太陽光発電ユニット７０が動作していないときには、電力Ｐ１と電力Ｐ２が等しくなることを利用して、変流器の誤接続や断線等の検出もできる。太陽光発電ユニット７０が動作している場合には、Ｐ３の符号から変流器ＣＴ３の誤接続や断線等を検出することができる。 In addition, when the solar power generation unit 70 is not operating, the control unit 66 can also detect a misconnection or disconnection of the current transformer by using the fact that the electric power P1 and the electric power P2 become equal. When the solar power generation unit 70 is operating, incorrect connection or disconnection of the current transformer CT3 can be detected from the code of P3.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、商用電力系統に停電が発生した場合には、ユーザからの電源切替操作があった場合に（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、電源切替処理を完結することとした。これに限らず、商用電力系統が停電した際に、自動的に商用電力系統から家庭内電力系統を解列して、蓄電された電力を住宅１０の負荷４０へ供給することとしてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, when a power failure occurs in the commercial power grid, the power supply switching process is completed when there is a power supply switching operation from the user (step S206: Yes). Not limited to this, when the commercial power grid fails, the stored power may be supplied to the load 40 of the house 10 by automatically disconnecting the household power grid from the commercial power grid.

上記実施形態では、商用電力系統の停電時に、電気自動車８０に蓄えられた電力を負荷４０へ供給する場合について説明した。これに限らず、蓄電ユニット４１は、電気自動車８０に変えて専用のバッテリを備えた蓄電手段を備えていてもよい。また、蓄電ユニット４１は、風力発電装置とバッテリとを備える蓄電ユニット等であってもよい。 The above embodiment has described the case where the power stored in the electric vehicle 80 is supplied to the load 40 at the time of a power failure of the commercial power grid. Not limited to this, the storage unit 41 may include storage means provided with a dedicated battery instead of the electric vehicle 80. In addition, the storage unit 41 may be a storage unit or the like including a wind power generator and a battery.

上記実施形態の充放電装置５０では、交直変換器５４と交直変換器５５との間に配置された絶縁トランス５８によって、充放電装置５０の一次側と二次側とが絶縁されている。これに限らず、例えば、図９に示されるように、コンタクタ５１の一次側に絶縁トランス５８を配置することによって、充放電装置５０の一次側と二次側とを絶縁することとしてもよい。この場合には、交直変換器５３と、スイッチング素子及びリアクトル５２Ｃを有する電圧変換器６７とで、交流電力と直流電力の変換を行うことができる。 In the charge / discharge device 50 of the above embodiment, the primary side and the secondary side of the charge / discharge device 50 are insulated by the insulating transformer 58 disposed between the AC / DC converter 54 and the AC / DC converter 55. Not limited to this, for example, as shown in FIG. 9, the primary side and the secondary side of the charge / discharge device 50 may be insulated by arranging the insulating transformer 58 on the primary side of the contactor 51. In this case, AC power and DC power can be converted by the AC / DC converter 53 and the voltage converter 67 having the switching element and the reactor 52C.

図９の例では、商用電源側の電圧に対応した絶縁トランス５８が必要になるため、当該絶縁トランス５８が大型化する。しかしながら、３つの交直変換器５３〜５５で構成された変換回路が、交直変換器５３と電圧変換器６７で構成されるため、装置の構成が簡素となる。このため、適用するアプリケーションにより装置の製造コストを削減することができる場合もある。 In the example of FIG. 9, since the insulation transformer 58 corresponding to the voltage on the commercial power supply side is required, the size of the insulation transformer 58 is increased. However, since the conversion circuit configured by the three AC / DC converters 53 to 55 is configured by the AC / DC converter 53 and the voltage converter 67, the configuration of the device is simplified. Therefore, there are cases where the manufacturing cost of the device can be reduced depending on the application to be applied.

また、図９の例では、変換回路を構成するスイッチング素子の数が少なくなるため、スイッチング素子での損失が低減するとともに、装置の信頼性が向上する。さらに、交直変換器５３と電圧変換器６７との電位を共通にすることができるため、スイッチング素子の駆動電源を共通化することができる。その結果的、電力変換の応答性を向上させることができる。 Further, in the example of FIG. 9, the number of switching elements constituting the conversion circuit is reduced, so that the loss in the switching elements is reduced and the reliability of the device is improved. Furthermore, since the potentials of the AC / DC converter 53 and the voltage converter 67 can be made common, drive power supplies of the switching elements can be made common. As a result, the responsiveness of power conversion can be improved.

上記実施形態では、図３に示されるように、充放電装置５０が、単相の交直変換器５４，５５を有している場合について説明した。これは一例であり、例えば図１０に示されるように、充放電装置５０は、三相の交直変換器５４，５５を有していてもよい。この場合には、絶縁トランス５８として、Ｙ−Ｙ結線の絶縁トランス、Ｙ−Δ結線の絶縁トランス、或いはΔ−Δ結線のトランスを用いることができる。 In the said embodiment, as FIG. 3 showed, the case where the charging / discharging apparatus 50 has single phase AC / DC converter 54,55 was demonstrated. This is an example, and as shown in FIG. 10, for example, the charge / discharge device 50 may have three-phase AC / DC converters 54, 55. In this case, as the isolation transformer 58, an isolation transformer of Y-Y connection, an isolation transformer of Y- [Delta] connection, or a transformer of [Delta]-[Delta] connection can be used.

上記実施形態では、図３及び図１０に示されるように、充放電装置５０を構成する単相の交直変換器５３が、家庭内電力系統に接続される場合について説明した。この交直変換器５３は、図示していないが三相の交直変換器であってもよい。交直変換器５３が三相の交直変換器である場合には、住宅１０に設置された三相負荷に電力を供給することができる。また、単相三線式の家庭内電力系統への対応も容易になる。 The said embodiment demonstrated the case where the single phase AC / DC converter 53 which comprises the charging / discharging apparatus 50 was connected to a domestic electric power system, as FIG.3 and FIG.10 shows. Although not shown, the AC / DC converter 53 may be a three-phase AC / DC converter. When the AC-DC converter 53 is a three-phase AC-DC converter, power can be supplied to a three-phase load installed in the house 10. In addition, it becomes easy to cope with single-phase three-wire in-home power systems.

上記実施形態では、図３に示されるように、交直変換器５３，５４の端子間に、１つのコンデンサ５７が接続されている場合について説明した。これに限らず、交直変換器５３の端子間にコンデンサ５７とは別のコンデンサを直列に接続することとしてもよい。これにより、直列接続されたコンデンサの間に接地可能な中性点を設けることができる。その結果、単相三線出力に対応することができる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the case where one capacitor 57 is connected between the terminals of the AC / DC converters 53 and 54 has been described. Not limited to this, another capacitor other than the capacitor 57 may be connected in series between the terminals of the AC / DC converter 53. Thereby, a neutral point which can be grounded can be provided between the capacitors connected in series. As a result, it is possible to cope with single-phase three-wire output.

上記実施形態では、バッテリユニット６５が、電解液が充填された複数のセルからなることとした。これに限らず、バッテリユニット６５は、リチウムイオン電池セル等を有していてもよい。また、当該バッテリユニット６５は、制御に用いられる電力を蓄えるだけでよいため、例えばアルカリ乾電池等を用いることも可能である。また、バッテリユニット６５を常時設置した状態にするのではなく、端子口を準備することで、停電時にのみバッテリユニット６５を、制御ユニット６６に接続したり、バッテリユニット６５の充電が不十分な場合に、汎用の乾電池を接続して、制御ユニット６６に電力を供給してもよい。また、バッテリユニット６５に代えて、携帯用発電機、燃料電池、太陽電池、風力発電機を用いてもよい。 In the above embodiment, the battery unit 65 is composed of a plurality of cells filled with the electrolytic solution. Not limited to this, the battery unit 65 may have a lithium ion battery cell or the like. Further, since the battery unit 65 only needs to store the power used for control, it is also possible to use, for example, an alkaline dry battery or the like. In addition, when the battery unit 65 is connected to the control unit 66 only at the time of a power failure by preparing the terminal port instead of keeping the battery unit 65 constantly installed, or when the charging of the battery unit 65 is insufficient. Alternatively, a general purpose dry cell may be connected to supply power to the control unit 66. Also, instead of the battery unit 65, a portable generator, a fuel cell, a solar cell, or a wind power generator may be used.

上記携帯用発電機は、プロパンガス、ガソリン、軽油を利用して発電するものや、給湯器に蓄えられた熱エネルギーを利用して発電するペルチェ素子で構成されたもので何ら問題はない。この場合にも、上記バッテリユニット６５と同等の効果を実現することができる。 The above-mentioned portable generator has no problem at all because it is composed of a device that generates electric power using propane gas, gasoline, and light oil, or a Peltier element that generates electric power using thermal energy stored in a water heater. Also in this case, the same effect as the battery unit 65 can be realized.

上記実施形態では、電気自動車８０を構成するメインバッテリユニット８２が、リチウムイオン電池セルが直列に接続されることで構成されたバッテリを備えることとした。これに限らず、メインバッテリユニット８２は、リチウム電池セル以外の電池セルからなるバッテリを備えていてもよい。また、メインバッテリユニット８２の端子間電圧は、２００Ｖ〜４００Ｖに限定されるものではない。 In the above embodiment, the main battery unit 82 constituting the electric vehicle 80 is provided with the battery constituted by connecting the lithium ion battery cells in series. Not only this but main battery unit 82 may be provided with the battery which consists of battery cells other than a lithium battery cell. Moreover, the voltage between terminals of the main battery unit 82 is not limited to 200V to 400V.

上記実施形態では、車両制御ユニット８６が、メインバッテリユニット８２に蓄電された電力量などの情報を取得し、必要に応じて、電気自動車８０のユーザに取得した情報を提供する場合について説明した。メインバッテリユニット８２についての情報としては、電池電圧、充電電流、放電電流、電池容量、充電状態、各セルの温度等が考えられる。充放電装置５０を構成する制御ユニット６６は、上記情報に基づいて、交直変換器５３〜５５の動作を制御することとしてもよい。 In the above embodiment, the case where the vehicle control unit 86 acquires information such as the amount of power stored in the main battery unit 82 and provides the acquired information to the user of the electric vehicle 80 as needed has been described. As information on the main battery unit 82, battery voltage, charge current, discharge current, battery capacity, charge state, temperature of each cell, etc. can be considered. The control unit 66 constituting the charge / discharge device 50 may control the operation of the AC / DC converters 53 to 55 based on the above information.

上記実施形態では、図２に示されるように、主幹ブレーカ３１の二次側に漏電ブレーカ３２が設置されている。この漏電ブレーカ３２とは別に、各分岐ブレーカ３４と直列に漏電ブレーカをそれぞれ設置してもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the earth leakage breaker 32 is installed on the secondary side of the main breaker 31. Apart from the earth leakage breaker 32, the earth leakage breaker may be installed in series with each branch breaker 34, respectively.

上記実施形態では、図２に示されるように、配電盤３０に、主幹ブレーカ３１、漏電ブレーカ３２、コンタクタ３３、複数の分岐ブレーカ３４が収容されている場合について説明した。図２に示される例は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、主幹ブレーカ３１、漏電ブレーカ３２、コンタクタ３３を、配電盤３０とは別の配電盤に収容することとしてもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the case has been described in which the main circuit breaker 31, the earth leakage breaker 32, the contactor 33, and the plurality of branch breakers 34 are accommodated in the switchboard 30. The example shown in FIG. 2 is an example, and the present invention is not limited thereto. For example, the master breaker 31, the earth leakage breaker 32, and the contactor 33 may be accommodated in a switchboard different from the switchboard 30.

上記実施形態では、電源切替処理において、電気自動車８０の開閉スイッチ８１、充放電装置５０のコンタクタ５１、配電盤３０に収容されたコンタクタ３３によって、商用電力系統からメインバッテリユニット８２が解列する。このように、直列に接続された複数の機器によって解列を行うことで、いずれかの機器に動作不良が生じた場合にも、商用電力系統からメインバッテリユニット８２を、確実に解列することができる。これにより、商用電力系統への逆潮流を確実に防止することができる。 In the above embodiment, in the power supply switching process, the main battery unit 82 is disconnected from the commercial power system by the open / close switch 81 of the electric vehicle 80, the contactor 51 of the charge / discharge device 50, and the contactor 33 accommodated in the switchboard 30. As described above, by performing parallel connection by a plurality of devices connected in series, the main battery unit 82 can be reliably disconnected from the commercial power system even when an operation failure occurs in any of the devices. Can. Thereby, reverse power flow to the commercial power system can be reliably prevented.

また、電力系統と家庭内電力系統とを解列するための機器、例えば図２に示されるコンタクタ３３などの機器は、ノーマルオフにならない機器を用いることが望ましい。ノーマルオフにならない機器を使用することで、短時間の停電時に不必要な解列が生じることを回避することができる。 Further, it is desirable that an apparatus for disconnecting the electric power system and the in-home electric power system, for example, an apparatus such as the contactor 33 shown in FIG. 2 use an apparatus that does not become normally off. By using a device that does not turn off normally, it is possible to avoid the occurrence of unnecessary disconnection during a short power failure.

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 The present invention is capable of various embodiments and modifications without departing from the broad spirit and scope of the present invention. In addition, the embodiment described above is for describing the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. And, various modifications applied within the scope of the claims and the meaning of the invention are considered to be within the scope of the present invention.

本発明の充放電装置は、商用電源と住宅内に設置された電源の切替に適している。また、本発明の住宅は、商用電力系統が不安定な災害時の居住に適している。 The charge and discharge device of the present invention is suitable for switching between a commercial power supply and a power supply installed in a house. In addition, the housing of the present invention is suitable for residence at the time of a disaster where the commercial power system is unstable.

１０住宅、２０電力量計、３０配電盤、３１主幹ブレーカ、３２漏電ブレーカ、３３コンタクタ、３４分岐ブレーカ、３５分岐ブレーカ、４０負荷、４１蓄電ユニット、５０充放電装置、５１コンタクタ、５２Ａ〜５２Ｃリアクトル、５３〜５５交直変換器、５６ダイオード、５７コンデンサ、５８絶縁トランス、５９コンデンサ、６０整流回路、６１〜６３駆動ユニット、６４電力供給ユニット、６５バッテリユニット、６６制御ユニット、６７電圧変換器、７０太陽光発電ユニット、７１インバータ、７２太陽電池パネル、８０電気自動車、８１開閉スイッチ、８２メインバッテリユニット、８３充電ユニット、８４補機用バッテリ、８５駆動ユニット、８６車両制御ユニット、９０コネクタ、ＣＴ１〜ＣＴ３変流器、ＶＴ１電圧検出変圧器。 10 houses, 20 watt-hour meters, 30 switchboards, 31 trunk breakers, 32 leak breakers, 33 contactors, 34 branch breakers, 35 branch breakers, 40 loads, 41 storage units, 50 charge / discharge devices, 51 contactors, 52A to 52C reactors, 53 to 55 AC / DC converter, 56 diodes, 57 capacitors, 58 isolated transformers, 59 capacitors, 60 rectifier circuits, 61 to 63 drive units, 64 power supply units, 65 battery units, 66 control units, 67 voltage converters, 70 sun Photovoltaic unit, 71 inverter, 72 solar battery panel, 80 electric car, 81 open / close switch, 82 main battery unit, 83 charging unit, 84 auxiliary battery, 85 drive unit, 86 vehicle control unit, 90 co Nector, CT1-CT3 current transformer, VT1 voltage detection transformer.

Claims

Power that is provided between a load and a main battery unit of an electric vehicle and performs conversion of power supplied from the power system to the main battery unit, or conversion of power supplied from the main battery unit to the load Conversion means,
A control unit for controlling the operation of the power conversion means;
The control unit
When the power system fails, the power stored in the main battery unit, the secondary side of the first disconnecting means provided between the power system and the load, and the first disconnecting means In order to supply the load with power from a photovoltaic unit connected between the row means and the load,
Instructing a second parallel separation unit in the electric vehicle to perform parallel connection from the power system;
Instructing the third parallel-off means in the charge / discharge device to parallel off from the power system;
Instructing the first parallel-off means provided between the electric power system and the load to execute an open operation from the electric power system;
Instructing the second disjunction unit in the electric vehicle to cooperate with the charge / discharge device;
Instructing the third disjunction unit in the charge / discharge device to cooperate with the load;
Thereafter, the charge / discharge device is controlled to instruct start of the discharge operation to the load .

The control unit
It is exchanged between the power system and the load from the current signal I1 from the first current transformer provided on the primary side of the first paralleling means provided between the power system and the load. Measure the power P1
From the current signal I2 from the second current transformer provided on the secondary side of the first paralleling means provided between the power system and the load, the power P2 reversely flowed to the power system is measured And
From the current signal I3 from the third current transformer provided between the secondary side of the first paralleling means provided between the power system and the load and the photovoltaic unit, the sun Measure the power P3 generated by the photovoltaic unit,
The charge / discharge device according to claim 1 , wherein reverse power flow from the main battery unit is detected from the power P2 and control is performed to prevent reverse power flow.

The control unit
When the solar power generation unit is not operating, the first current transformer provided on the primary side of the first paralleling means under the condition that the electric power P1 and the electric power P2 become equal, or the first current transformer 3. The charge / discharge device according to claim 2 , wherein control is performed to detect an erroneous connection or disconnection of the second current transformer provided on the secondary side of the first disconnection means.