WO2014171145A1 - 接続監視装置および電池利用システム - Google Patents

Abstract

　スイッチ（４５）は、コネクタ（１３）に設けられた第１および第２の端子（４６，４７）間に介在され、コネクタ（１３）がインレット（２２）に対して結合状態であるときにオンになり分離状態であるときにオフになるように構成される。第１の電源（４１）は、スイッチ（４５）がオンである期間に通電するように第１および第２の端子（４６，４７）を含む電路に接続される。判断回路（４３）は、第１および第２の端子（４６，４７）の少なくとも一方の電気的状態を監視し、スイッチ（４５）がオンかオフかの判断結果を表す監視信号を出力するように構成される。

Description

接続監視装置および電池利用システム

　本発明は、電動車両に搭載された電池と電力系統の配電網との接続状態を監視するように構成される接続監視装置、当該電池の電力を利用するように構成される電池利用システムに関する。

　近年、走行用の駆動源にモータを用いる電動車両が普及し始めている。電動車両は、エネルギー源として蓄電池、燃料電池のような電池を搭載している。そのため、電動車両に搭載された電池を太陽電池と同様に、分散型電源の発電源として扱うことが提案されている（たとえば、日本国特許出願公開番号２０１２－１５１９３８参照）。

　蓄電池を搭載した電動車両は、蓄電池に充電する必要があるから、受電用のインレットを備えている。蓄電池に充電する電力は、インレットに対して結合と分離とが可能であるコネクタを通して供給される。コネクタは、電力系統の配電網に直接または電力変換器を介して接続される。したがって、蓄電池を分散型電源の発電源として扱う場合、蓄電池の電力は、コネクタを通して配電網に供給される。

　ところで、蓄電池を充電する場合、コネクタがインレットに結合された後に、利用者が開始スイッチを操作することによって充電の開始を指示する構成が採用されている。蓄電池の残容量が設定された目標値に達すると充電は自動的に停止するが、次に電動車両が利用されるまで、コネクタはインレットに結合された状態で放置されることは多い。また、コネクタをインレットに結合した後、次に電動車両を利用する直前まで、開始スイッチを操作しないことも考えられる。

　コネクタを備える設備が、蓄電池の電力を電力系統の配電網に供給可能に構成されている場合、コネクタがインレットに結合されていれば、蓄電池から電力系統の配電網への電力供給が可能である。しかしながら、現状では、充電中でなければ、コネクタがインレットに対して結合状態であることを外部から知ることができない。

　たとえば、電気事業者が供給する電力量を平準化するために蓄電池の電力を配電網に供給することを要求し、電動車両の利用者は、この要求に応じることによって対価を受け取ることができる可能性がある場合を想定する。この場合、電気事業者（あるいは、サービス事業者）は、コネクタがインレットに結合されていることを把握できないから、蓄電池の電力を配電網に供給することを要請できず、電動車両の利用者もまた対価を得る機会を失うことになる。

　本発明は、電動車両が備えるインレットにコネクタが結合している状態を検出する接続監視装置を提供することを目的とし、さらに、電池の電力を利用する電池利用システムを提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、接続監視装置（４０）であり、これは、コネクタ（１３）、スイッチ（４５）、第１の電源（４１）および判断回路（４３）を備える。コネクタ（１３）は、電池（２１）が搭載された電動車両（２０）が備えるインレット（２２）に対して結合と分離とが可能であってコネクタ（１３）と電力系統（７０）の配電網（７１）との間の電路と接続されるように構成される。スイッチ（４５）は、前記コネクタ（１３）に設けられた第１の端子（４６）と第２の端子（４７）との間に介在され、前記コネクタ（１３）が前記インレット（２２）に対して結合状態であるときにオンになり分離状態であるときにオフになるように構成される。第１の電源（４１）は、前記スイッチ（４５）がオンである期間に通電するように前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）とを含む電路に接続される。判断回路（４３）は、前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）との少なくとも一方の電気的状態を監視し、その電気的状態に基づいて前記スイッチ（４５）がオンかオフかの判断結果を表す監視信号を出力するように構成される。

　一実施形態において、前記電気的状態は、前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）との少なくとも一方の電位（電圧）または前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）との少なくとも一方を流れる電流である。前記判断回路（４３）は、前記電位の値が設定された基準値以上であるか、前記電流の値が設定された基準値以上であれば、前記スイッチ（４５）がオンであることを示す監視信号を出力するように構成される。

　一実施形態において、接続監視装置（４０）は、ソレノイド（１４）および第２の電源（４２）をさらに備える。ソレノイド（１４）は、前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）との間に前記スイッチ（４５）とともに直列回路を形成し、前記コネクタ（１３）と前記インレット（２２）との結合状態を維持させるように構成される。第２の電源（４２）は、前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）とを含む電路に接続され、前記ソレノイド（１４）を駆動する電力を供給するように構成される。前記第１の電源（４１）は、前記第１の端子（４６）と前記第２の端子（４７）とを含む電路からの逆流を阻止するためのダイオード（Ｄ２）を備える。

　一実施形態において、接続監視装置（４０）は、前記判断回路（４３）から出力される前記監視信号を外部装置（３０，３２）に送信するように構成される通信インターフェイス部（１６）をさらに備える。

　本発明の一態様は、電池利用システムであり、これは、上述したいずれかの接続監視装置（４０）、制御装置（１５）および管理装置（３０）を備える。制御装置（１５）は、電力系統（７０）の配電網（７１）を通して電気（電力）を購入する需要家（１）に設けられ前記電池（２１）からの放電期間および放電量を制御するように構成される。管理装置（３０）は、前記通信インターフェイス部（１６）を通して前記監視信号を受け取り、前記通信インターフェイス部（１６）を通して前記制御装置（１５）に前記電池（２１）の利用を指示するように構成される。

　この電池利用システムの一実施形態において、前記通信インターフェイス部（１６）は、前記需要家（１）で利用される設備機器（５１）の制御と監視との少なくとも一方を行うように構成されるコントローラ（５０）に設けられている。

　この電池利用システムの一実施形態において、前記電池（２１）は、蓄電池である。前記制御装置（１５）は、前記判断回路（４３）から出力される前記監視信号が前記スイッチ（４５）がオンであることを表す期間において、電力系統（７０）における電圧線（７２）の電圧値が所定値を超える場合に、電力系統（７０）から受電した電気（電力）を前記コネクタ（１３）を通して前記蓄電池（２１）に充電させるようにさらに構成される。

　本発明の各態様では、コネクタの第１の端子と第２の端子との間に、コネクタがインレットに対して結合状態であるときにオンになるスイッチが介在され、かつ第１の端子と第２の端子とを含む電路に第１の電源が接続されている。また、本発明の一態様は、第１の端子と第２の端子との少なくとも一方の電気的状態を監視することにより、スイッチがオンかオフかの判断結果を表す監視信号を出力するように構成される判断回路を備える。

　したがって、上記構成によれば、コネクタとインレットとの間で通電していない期間であっても、インレットに対するコネクタの結合状態が、第１の電源と判断回路とを用いて検出される。判断回路は、監視信号を出力するから、コネクタの結合状態を外部装置に通知することが可能になる。

　たとえば、電力系統の配電網に電池から電力供給が可能であることを電気事業者（あるいはサービス事業者）に監視信号で通知すれば、電気事業者などは電力供給が可能な電動車両を把握できる。一方、電動車両の利用者は、コネクタがインレットに結合されていることをもって、電気事業者などから電力供給の要求に応えられる機会が増加する。

　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
図１Ａは実施形態の主要部を示すブロック図であり、図１Ｂは主要部の別例である。 同上の使用例を示す概略図である。 同上の構成例を示す外観図である。

　図１Ａおよび２に示すように、本実施形態における接続監視装置４０は、コネクタ１３を備え、これは、電池２１が搭載された電動車両２０が備えるインレット２２に対して結合と分離とが可能であってコネクタ１３と電力系統７０の配電網７１との間の電路と接続されるように構成される。さらに、この接続監視装置４０は、第１の電源４１とスイッチ４５と判断回路４３とを備える。スイッチ４５は、第１の端子４６と第２の端子４７との間に介在され、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であるときにオンになり分離状態であるときにオフになるように構成される。第１の電源４１は、スイッチ４５がオンである期間に通電するように第１の端子４６と第２の端子４７とを含む電路に接続される。判断回路４３は、第１の端子４６と第２の端子４７との少なくとも一方の電気的状態を監視し、スイッチ４５がオンかオフかの判断結果を表す監視信号を出力するように構成される。

　図１Ａおよび２の例では、コネクタ１３は、インレット２２を介して電池２１に電気的に接続される一方、電気ケーブル１７、電力変換器１０および分電盤６１を含む電路１０１を介して、配電網７１と電気的に接続される。詳しくは、コネクタ１３は、第１の変換器側端子１３１および第２の変換器側端子１３２と、第１の変換器側端子１３１および第２の変換器側端子１３２にそれぞれ電気的に接続される第１の電池側端子１３３および第２の電池側端子１３４とを含む。第１の電池側端子１３３および第２の電池側端子１３４が電池２１に電気的に接続される。電気ケーブル１７は、コネクタ１３と電力変換回路１００との間に電気的に接続される第１の電源線１７１および第２の電源線１７２を含む。第１の電源線１７１および第２の電源線１７２は、それぞれ、第１の変換器側端子１３１および第２の変換器側端子１３２に接続される。電力変換器１０は、第１のコネクタ側端子１１１および第２のコネクタ側端子１１２と、第１の盤側端子１１３および第２の盤側端子１１４と、電力変換回路１００とを含む。第１のコネクタ側端子１１１および第２のコネクタ側端子１１２は、それぞれ、第１の電源線１７１および第２の電源線１７２に接続される。第１の盤側端子１１３および第２の盤側端子１１４は、電気配線６０を介して分電盤６１に電気的に接続される。電力変換回路１００は、第１および第２のコネクタ側端子１１１，１１２と第１および第２の盤側端子１１３，１１４との間に電気的に接続される。

　第１の電源４１は、電力変換器１０内に設けられ、コネクタ１３における第１の端子４６および第２の端子４７と、電気ケーブル１７と、電力変換器１０における第１の端子１８および第２の端子１９とを含む電路１０２に接続される。電気ケーブル１７は、第１の電線１７３および第２の電線１７４を更に含む。第１の電線１７３は、第１の端子４６と第１の端子１８との間に接続される一方、第２の電線１７４は、第２の端子４７と第２の端子１９との間に接続される。判断回路４３は、電力変換器１０内に設けられ、第２の端子１９に電気的に接続されている。

　接続監視装置４０は、判断回路４３から出力される監視信号を外部装置に送信するように構成される通信インターフェイス部１６をさらに備えることが好ましい。図１Ａの例では、通信インターフェイス部１６は、電力変換器１０内に設けられ、監視信号を外部装置としての管理装置３０に送信するように構成されている。

　この接続監視装置４０は、コネクタ１３とインレット２２との結合状態を維持させるように構成されるソレノイド（電磁ソレノイド）１４と、ソレノイド１４を駆動する電力を供給するように構成される第２の電源４２とをさらに備えることが望ましい。ソレノイド１４は、第１の端子４６と第２の端子４７との間にスイッチ４５とともに直列回路を形成する。第１の電源４１は、電路１０２からの逆流を阻止するためのダイオードＤ２を備えることが好ましい。図１Ａの例では、ソレノイド１４とスイッチ４５は、コネクタ１３内に設けられている一方、第２の電源４２は、電力変換器１０内に設けられ、電路１０２に接続されている。詳しくは、第２の電源４２は、第１の電源４１とともに電力変換器１０の第１の端子１８に電気的に接続されている。

　以下に説明する電池利用システムは、上述したいずれかの接続監視装置４０と制御装置１５と管理装置３２とを備える。制御装置１５は、電力系統７０の配電網７１を通して電気（電力）を購入する需要家１に設けられ電池２１からの放電期間および放電量を制御するように構成される。図１Ａの例では、制御装置１５は、接続監視装置４０（詳しくは電力変換器１０）内に設けられている。管理装置３２は、通信インターフェイス部１６を通して監視信号を受け取り、通信インターフェイス部１６を通して制御装置１５に電池の利用を指示するように構成される。

　別例として、図１Ｂに示すように、通信インターフェイス部１６は、需要家１が利用する設備機器５１の制御と監視との少なくとも一方を行うように構成されるコントローラ５０に設けられてもよい。

　以下の実施形態において、電池２１を搭載した電動車両２０は、電池２１の電力を電力系統７０の配電網７１に供給可能であるという条件を満たしていれば種類は問わない。すなわち、電動車両２０は、電気自動車、ハイブリッド車、電動二輪車、燃料電池車などから選択される。電動車両２０は、電池２１の放電を行うために、電池２１と電気的に接続されたインレット２２を備える。電池２１は、インレット２２に対して結合と分離とが可能であるコネクタ１３を通して電力系統７０の配電網７１に電力を供給する。なお、以下では、電動車両２０に搭載された電池２１が蓄電池である場合を想定して説明する。したがって、インレット２２は、蓄電池２１の電力をコネクタ１３の側に供給する場合に用いられるだけでなく、蓄電池２１を充電する場合にも用いられる。

　蓄電池２１の電力を電力系統７０の配電網７１に供給可能にするために、蓄電池２１から出力される直流電力を電力系統７０から需要家１に供給される交流電力に相当する交流電力に変換するように構成される電力変換器１０が設けられる。電力変換器１０は、蓄電池２１の充電に用いる充電器と兼用されていることが望ましい。すなわち、電力変換器１０（電力変換回路１００）は、交流と直流との間で双方向に電力変換を行う構成であることが望ましい。この電力変換器１０（パワーコンディショナ）は、電動車両２０に搭載された蓄電池２１とともに用いることにより、電気事業者が提供する系統電源に対する分散型電源を構成する。電気事業者は、電力の供給に対して対価を得る事業者を意味しており、電力会社に限らない。

　需要家１は、駐車スペースを備える戸建て住宅である場合を想定するが、駐車場を備える集合住宅であってもコネクタ１３が設けられていれば、本実施形態の技術を採用することが可能である。また、商業施設、工業施設、空港などの様々な施設に設けられている駐車場であっても、個々の電動車両２０に接続するコネクタ１３が設けられていれば、本実施形態の技術を採用することが可能である。

　図２に示す例では、複数の需要家１に電力変換器１０がそれぞれ配置されている。電力変換器１０は、電動車両２０に搭載された蓄電池２１の直流電力を電力系統７０の交流電力に変換するように構成される機能を有する。また、需要家１は、複数のグループＧ１～Ｇ３に分けられている。たとえば、１つの降圧トランス（柱上トランスなど）Ｔ１の２次側から受電する需要家１が１つのグループＧ１～Ｇ３になる。なお、複数の降圧トランスＴ１の２次側から受電する需要家１が１つのグループＧ１～Ｇ３をなすことも可能である。たとえば、電気事業者が配電網を区分している地域を１単位としてグループＧ１～Ｇ３が設定されてもよい。

　ところで、図２に示す構成例において、需要家１に設置された電力変換器１０は、通信機能（通信インターフェイス部１６）を有し、上位装置としての管理装置３０と通信可能になっている。図示例において、上位装置３０は、第１および第２の管理装置３１，３２を備える。第１の管理装置３１は電気事業者が運営しており、第２の管理装置３２は電気事業者と需要家１との間を仲介するサービス事業者が運営している。サービス事業者は、電気事業者と需要家１との一方から要求を受け取り、他方が要求を受け入れやすいように調整する役割を持つ。この種のサービス事業者は、エネルギーアグリゲータ（energy aggregator）と呼ばれている。

　いま、使用する電力量が極大になる時間帯が各需要家１で重複する場合を想定する。この場合、当該時間帯では、グループの需要家１で使用する電力量の総量に対して、電気事業者から供給可能な電力量の余裕度が減少する。また、場合によっては、電気事業者から供給可能な電力量が需要家１の要求する電力量を充足できない可能性もある。

　上述のような事象が生じることが予想される場合、第２の管理装置３２は、電気事業者が供給可能な電力量あるいは電気事業者が要求する節電率を第１の管理装置３１から取得し、需要家１に設置された電力変換器１０に対して蓄電池２１の電力を利用するように指示を与える。

　ところで、この例では、サービス事業者（第２の管理装置３２）は、電気事業者（第１の管理装置３１）から電力供給の要求を受けたことと実質的に等価である。また、需要家１は、サービス事業者（第２の管理装置３２）からの指示を受けることにより、蓄電池２１の電力を電力系統７０の配電網７１に供給するように電力変換器１０を動作させるから、電気事業者に対して電力を供給することと実質的に等価である。

　要するに、サービス事業者の観点で見れば、電気事業者からの電力供給の要求に対し、需要家１から受け取った電力を供給することになる。したがって、サービス事業者は、電力供給を行った需要家１に対して供給された電力量に応じた対価を支払い、電力供給を要求した電気事業者からは供給した電力量に見合う対価を受け取ることが合理的である。

　なお、需要家１は、電力系統７０の配電網７１における責任分界点を超えて蓄電池２１の電力を逆潮流せずに、需要家１の範囲内で蓄電池２１の電力を利用したとしても、電力系統７０の配電網７１に電力を供給したことと実質的に等価である。したがって、サービス事業者が電気事業者と需要家１との仲介を行う場合、需要家１は、蓄電池２１から供給した電力量に応じて対価を受け取ることが可能である。

　ところで、上述のような電気事業者と需要家１との間を仲介するサービス事業者が存在する場合、需要家１は、蓄電池２１からの電力が供給可能な状態で待機していることを管理装置３２に通知していなければ、対価を受ける機会を失うことになる。つまり、需要家１が機会損失を避けるには、電気事業者が電力供給を要求する前に、電力変換器１０と電動車両２０の蓄電池２１とが電気的に接続された状態であることが管理装置３２に通知されていなければならない。

　電力変換器１０は、需要家１において、自立するスタンドの形式と、建物の壁面に取り付けられる筐体の形式とが一般的である。スタンドあるいは筐体は、蓄電池２１の充電および放電が可能になった時点で操作される開始スイッチ１２を備える。図３に電力変換器１０の筐体１１に、開始スイッチ１２が設けられた構成の外観を示している。電動車両２０はインレット２２（図１Ａ参照）を備え、筐体１１からはインレット２２に接続されるコネクタ１３と電力変換器１０との間の電路となる電気ケーブル１７が引き出される。

　インレット２２は、コネクタ１３の一部が挿入される凹所（図示せず）を備え、凹所の内部に電極を備えている。本実施形態では、インレット２２およびコネクタ１３の形式として、ＣＨＡｄｅＭＯ（商標）を想定する。すなわち、インレット２２は、蓄電池２１と電気的に接続された電極と、ＣＡＮ（Controller Area Network）に用いる信号用の電極とを備える。電気ケーブル１７は、ＣＡＮ用の複数の電線をさらに含む。ただし、インレット２２およびコネクタ１３の仕様は、ＣＨＡｄｅＭＯに限定されない。

　コネクタ１３は、インレット２２に対して差し込まれた結合状態と、インレット２２から抜き出された分離状態とが選択可能である。また、結合状態を維持しコネクタ１３がインレット２２から脱落するのを防止するために、コネクタ１３は側面から出入りする脱落防止つめ１４１を備え、インレット２２はコネクタ１３の側面から出た脱落防止つめ１４１が引っ掛かる受け部２３を凹所の内側面に備える。

　図１Ａに示すように、コネクタ１３は、結合状態（スイッチ４５のオン状態）において脱落防止つめ１４１がコネクタ１３の側面から出て受け部２３と係合している状態を維持するために、ソレノイド１４を備える。このソレノイド１４は、ソレノイド１４のコイルが通電されている期間には、脱落防止つめ１４１がコネクタ１３の側面から出て受け部２３と係合した状態を維持するように、ソレノイド１４のプランジャ（図示しない）が脱落防止つめ１４１の移動を禁止するように構成される。また、ソレノイド１４は、ソレノイド１４のコイルが通電されていない期間には、プランジャが脱落防止つめ１４１の移動を禁止するのを解除して、脱落防止つめ１４１がコネクタ１３の側面から出入りすることを許容するように構成される。

　ところで、電力変換器１０およびコネクタ１３は、蓄電池２１の充電および放電のための電力を扱う構成を備えるだけではなく、コネクタ１３のインレット２２への接続状態を監視する接続監視装置４０を構成する。

　接続監視装置４０は、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態になっているか否かを判断し、判断結果を表す監視信号を出力するように構成される機能を有する。接続監視装置４０は、図１Ａに示すように、電力変換器１０に付設された第１の電源４１および判断回路４３と、コネクタ１３に付設された通電回路４４およびスイッチ４５とを備える。

　通電回路４４とスイッチ４５とは直列に接続され、通電回路４４とスイッチ４５との直列回路は、コネクタ１３に設けられた第１の端子４６と第２の端子４７との間に接続される。具体的には、通電回路４４の第１端が第１の端子４６に接続され、通電回路４４の第２端がスイッチ４５の第１端に接続され、スイッチ４５の第２端が第２の端子４７に接続される。通電回路４４は、上述したソレノイド１４（コイル）に、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との直列回路を並列に接続した構成を備える。ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との直列回路は、ソレノイド１４で発生するノイズを抑制するために設けられている。

　スイッチ４５は、コネクタ１３の側面から出入りする脱落防止つめ１４１と連動する。スイッチ４５は、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であるとき、すなわち、脱落防止つめ１４１がコネクタ１３の側面から出て受け部２３と係合している状態でオンになる。また、スイッチ４５は、コネクタ１３がインレット２２に対して分離状態であるときオフになる。コネクタ１３が分離状態であるときに、脱落防止つめ１４１はコネクタ１３の側面内側に後退することができる。脱落防止つめ１４１の出入りと連動するスイッチ４５は、ＣＨＡｄｅＭＯの仕様であるコネクタ１３には標準で設けられている。通電回路４４も同様であって、コネクタ１３に標準で設けられている。

　コネクタ１３の第１の端子４６は、第１の電源４１に接続され、かつソレノイド１４を駆動するための第２の電源４２にスイッチ４８を介して接続される。また、コネクタ１３の第２の端子４７は、判断回路４３の入力端に接続される。第１の電源４１および第２の電源４２は、電路１０２に接続される。第１の電源４１および第２の電源４２は直流電源であり、図示例では、第１の端子４６（第１の端子１８）が第１の電源４１および第２の電源４２の正極側に接続されている。

　要するに、スイッチ４５がオンであり、スイッチ４８がオフであれば、第１の電源４１だけが通電回路４４に電流を流すのであり、スイッチ４５とスイッチ４８とがともにオンであれば、第１の電源４１に加えて第２の電源４２も通電回路４４に電流を流す。スイッチ４５はオンとオフとが脱落防止つめ１４１と連動しており、スイッチ４８はオンとオフとが制御装置１５から指示される。第１の電源４１は、ソレノイド１４に通電してもソレノイド１４が駆動されない程度の電流（ソレノイドを駆動するための電流よりも小さい電流）を出力するように構成される。第２の電源４２はソレノイド１４を駆動する程度の比較的大きい電流（ソレノイドを駆動するための電流）を出力するように構成される。

　制御装置１５は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたデバイスを主なハードウェア構成として備える。この種のデバイスは、プロセッサとメモリとを一体に備えるマイコンのほか、別途にメモリを付加するマイクロプロセッサなどを用いることが可能である。プログラムは、製品出荷時にあらかじめ組み込まれているが、インターネットのような電気通信回線を通して読み込むか、記憶媒体から読み込むことによって、ファームウェアなどのアップデータを読み込むことが可能になっている。

　判断回路４３は、第２の端子４７（第２の端子１９）の電位（電圧）または第２の端子４７に流れる電流を検出し、検出した電気的状態（電位または電流）が設定された基準値以上であれば、スイッチ４５がオンであると判断し、スイッチ４５がオンであることを示す監視信号を出力するように構成される。詳しくは、判断回路４３は、スイッチ４５がオンであって、第１の電源４１が通電回路４４に電流を流していれば、スイッチ４８がオンかオフかにかかわらず、スイッチ４５がオンであることを示す監視信号を出力する。つまり、第２の端子４７に流れる電流を検出する場合、判断回路４３は、第２の端子４７に流れる電流の値が基準値以上であれば、スイッチ４５がオンであることを示す監視信号を出力する。他方、第２の端子４７の電位を検出する場合、判断回路４３は、たとえばコンパレータで構成され、第２の端子４７の電位の値が基準値以上であれば、スイッチ４５がオンであることを示す監視信号を出力する。

　第１の電源４１は、コネクタ１３の第１の端子４６において、スイッチ４８を介して第２の電源４２に接続され、さらにソレノイド１４を含む通電回路４４に接続されている。そのため、スイッチ４８のオンあるいはオフに伴って、第１の端子４６から逆向きに電流が流れる可能性がある。第１の電源４１は、電路１０２からの逆流を阻止するためにダイオードＤ２を備えており、ダイオードＤ２のカソードは抵抗Ｒ２を介して第１の端子４６（第１の端子１８）に接続される。

　図示する構成において、制御装置１５は、通信インターフェイス部（以下、「通信Ｉ／Ｆ部」という）１６を通して外部装置と通信可能になっている。判断回路４３から出力される監視信号は、制御装置１５に入力され、通信Ｉ／Ｆ部１６を通して外部装置に出力される。通信Ｉ／Ｆ部１６は、上述した第２の管理装置３２と通信可能になっている。

　したがって、スイッチ４５がオンであることを示す監視信号に相当するデータが、通信Ｉ／Ｆ部１６を通して第２の管理装置３２に伝送されることにより、第２の管理装置３２は、コネクタ１３が電動車両２０に接続されていることを認識できる。すなわち、開始スイッチ１２が操作されていなくとも、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であり、かつ蓄電池２１がコネクタ１３の電極と電気的に接続された状態であれば、第２の管理装置３２は、蓄電池２１の電力を配電網７１に供給可能であると認識する。この状態において、第２の管理装置３２は、第１の管理装置３１から電力供給の要求があれば、蓄電池２１の電力を供給可能である制御装置１５に対して、必要な電力量を確保できるように電力供給を要求する。

　コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であるだけでは、ソレノイド１４には第１の電源４１の出力によって通電されるだけであるから、ソレノイド１４は駆動されない。ソレノイド１４を駆動するには、開始スイッチ１２を操作することにより、スイッチ４８をオンにする指示を制御装置１５から出力させる。開始スイッチ１２の操作によってスイッチ４８がオンになれば、第２の電源４２からソレノイド１４に給電され、脱落防止つめ１４１の移動がソレノイド１４により禁止される。この状態では、コネクタ１３に比較的大きい力が作用しても、コネクタ１３がインレット２２から脱落することが防止される。

　ここに、制御装置１５は、管理装置３２との通信経路に、需要家１で利用される設備機器５１の制御と監視との少なくとも一方を行うコントローラ５０を備えていてもよい（図１Ｂ参照）。この種のコントローラ５０は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラと呼ばれており、たとえば、設備機器５１の動作に関する情報を取得し、消費電力量が低減されるように設備機器５１の動作を制御するように構成される機能を有している。一例において、制御装置１５とコントローラ５０との間の通信は、それぞれの無線通信装置または有線通信装置（図示しない）を介して行われる。たとえば、制御装置１５の通信装置がコントローラ５０の通信Ｉ／Ｆ部１６に対応する装置であれば、制御装置１５との通信用の通信装置をコントローラ５０に別途具備する必要はない。

　コントローラ５０がインターネットのような電気通信回線に接続されている場合には、接続監視装置４０と管理装置３２との通信が、コントローラ５０を中継して行われるようにすることが望ましい。言い換えると、電動車両２０と接続監視装置４０（電力変換器１０）との組み合わせである分散型電源を需要家１の一つの設備機器とみなし、コントローラ５０が、この分散型電源を他の設備機器５１と同様に管理するのである。この場合、管理装置３２と通信する通信Ｉ／Ｆ部は、コントローラ５０を電気通信回線に接続する通信Ｉ／Ｆ部になる。

　制御装置１５は、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態か分離状態かを管理装置３２に通知するための機能だけではなく、コネクタ１３がインレット２２に接続されている状態で、蓄電池２１の状態を監視するための機能も有している。すなわち、制御装置１５は、蓄電池２１の充電量、放電量、残容量、劣化度などの情報を管理するように構成される機能を有する。たとえば、管理装置３２に対してコネクタ１３が結合状態であることを通知した制御装置１５は、管理装置３２から電力供給の要求があると、蓄電池２１の残容量、電動車両２０の使用に必要な電力量などを考慮して、蓄電池２１の放電期間および放電量を制御する。

　上述した構成から明らかなように、本実施形態の技術は、蓄電池２１に代えて燃料電池を用いる場合でも適用可能である。すなわち、インレット２２にコネクタ１３が接続されている結合状態を管理装置３２に通知することにより、管理装置３２が需要家１に電力供給を要求すればよいから、電動車両２０に搭載されている電池が充電可能であることは要求されない。

　上述した構成の使用例を説明する。

　（１）コネクタ１３がインレット２２に対して分離状態である場合、電動車両２０が使用中であるか、コネクタ１３が接続されていない状態であるから、蓄電池２１の電力を配電網７１に供給することはできない。この場合、第２の管理装置３２は、該当する需要家１に対して配電網７１への電力供給を要求することができないから、電力供給の要求があったことを制御装置１５（またはコントローラ５０）に通知し、制御装置１５（またはコントローラ５０）と通信可能な提示装置（図示しない）に提示させる。この種の提示装置は、制御装置１５（またはコントローラ５０）に付属する専用装置のほか、スマートフォン、タブレット端末などの汎用装置であってもよい。

　（２）コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であり、かつ開始スイッチ１２が操作されていない場合、脱落防止つめ１４１に連動するスイッチ４５がオンになるから、判断回路４３はスイッチ４５のオンに対応した監視信号を出力する。監視信号に相当する情報は第２の管理装置３２に通知され、蓄電池２１が電力変換器１０に接続されていることを第２の管理装置３２に通知する。これによって、第２の管理装置３２は、該当する需要家１に対して電力供給を要求することが可能になる。

　（３）コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であり、かつ開始スイッチ１２が操作された場合、制御装置１５は電動車両２０のＣＡＮを通して通信を行う。電力変換器１０と電動車両２０とが種々の事項について確認を行った後、制御装置１５は、ソレノイド１４を駆動するようにスイッチ４８をオンにする指示を行う。スイッチ４８がオンになった場合も判断回路４３は監視信号を出力し、蓄電池２１が電力変換器１０に接続されていることを第２の管理装置３２に通知する。これによって、第２の管理装置３２は、該当する需要家１に対して電力供給を要求することが可能になる。

　上述したように、第２の管理装置３２は、グループごとに電動車両２０が接続されている台数を知ることができるから、第１の管理装置３１からの電力供給の要求に対して、応じられる電力量の予想をたてやすくなる。また、第２の管理装置３２は、需要家１に対して、電動車両２０に搭載した蓄電池２１から配電網７１への電力供給を要請することが可能になる。

　上述した構成は、通常の構成に、第１の電源４１を付加するとともに、第１の電源４１に適合する判断回路４３を付加するだけの簡単な構成であるから、コスト増を抑制することが可能である。

　ここまでは、電動車両２０に搭載した蓄電池（あるいは燃料電池）２１の電力を放電することにより利用する場合について説明したが、電動車両２０が蓄電池２１を搭載している場合には、蓄電池２１を充電する利用も可能である。

　図１Ａおよび２の例に示すように、太陽光発電装置や風力発電装置のような自然エネルギーを利用する発電装置６２が逆潮流を許容するように分電盤６１を通じて電力系統７０に接続されている場合、発電装置６２の発電量が増加したときに、電力系統７０の電圧線７２の電圧値が上昇する可能性がある。現状では、電力系統７０の電圧線７２の電圧値が大幅に上昇すると、発電装置６２が発電量を抑制することにより、電圧値の上昇を抑制している。したがって、発電装置６２の売電収入に関して機会損失が生じる可能性がある。

　本実施形態の制御装置１５は、電力系統７０における電圧線７２の電圧値が所定値を超える場合に、電力系統７０から受電した電力を蓄電池２１に充電させるように電力変換器１０を制御するように構成される機能を有している。この機能により、発電装置６２の余剰電力により電力系統７０における電圧線７２の電圧値が上昇しようとすると、電動車両２０の蓄電池２１が充電され、結果的に、電圧値の上昇が抑制される。

　グループＧ１～Ｇ３を形成する地域内に、自然エネルギーにより発電する発電装置６２が設けられ、かつ電動車両２０が存在していれば、上述した条件が満たされる場合に、制御装置１５が蓄電池２１の充電を指示することが可能である。すなわち、発電装置６２の運営による売電収入に関して機械損失が生じる可能性が低減される。

　このように蓄電池２１に充電する用途においても、コネクタ１３がインレット２２に対して結合状態であることが認識されている必要がある。したがって、制御装置１５は、判断回路４３から出力される監視信号によりスイッチ４５がオンであることを表す期間において上述の動作を行う。

Claims (7)

1. 　電池が搭載された電動車両が備えるインレットに対して結合と分離とが可能であって自己と電力系統の配電網との間の電路と接続されるように構成されるコネクタと、
   　前記コネクタに設けられた第１の端子と第２の端子との間に介在され、前記コネクタが前記インレットに対して結合状態であるときにオンになり分離状態であるときにオフになるように構成されるスイッチと、
   　前記スイッチがオンである期間に通電するように前記第１の端子と前記第２の端子とを含む電路に接続された第１の電源と、
   　前記第１の端子と前記第２の端子との少なくとも一方の電気的状態を監視し、その電気的状態に基づいて前記スイッチがオンかオフかの判断結果を表す監視信号を出力するように構成される判断回路とを備える
   　接続監視装置。
2. 　前記電気的状態は、前記第１の端子と前記第２の端子との少なくとも一方の電位または前記第１の端子と前記第２の端子との少なくとも一方を流れる電流であり、
   　前記判断回路は、前記電位の値が設定された基準値以上であるか、前記電流の値が設定された基準値以上であれば、前記スイッチがオンであることを示す監視信号を出力するように構成される
   　請求項１記載の接続監視装置。
3. 　前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記スイッチとともに直列回路を形成し、前記コネクタと前記インレットとの結合状態を維持させるように構成されるソレノイドと、
   　前記第１の端子と前記第２の端子とを含む電路に接続され、前記ソレノイドを駆動する電力を供給するように構成される第２の電源をさらに備え、
   　前記第１の電源は、前記第１の端子と前記第２の端子とを含む電路からの逆流を阻止するためのダイオードを備える
   　請求項１又は２記載の接続監視装置。
4. 　前記判断回路から出力される前記監視信号を外部装置に送信するように構成される通信インターフェイス部をさらに備える
   　請求項１から３のいずれか１項に記載の接続監視装置。
5. 　請求項４記載の接続監視装置と、
   　電力系統の配電網を通して電気を購入する需要家に設けられ前記電池からの放電期間および放電量を制御するように構成される制御装置と、
   　前記通信インターフェイス部を通して前記監視信号を受け取り、前記通信インターフェイス部を通して前記制御装置に前記電池の利用を指示するように構成される管理装置とを備える
   　電池利用システム。
6. 　前記通信インターフェイス部は、前記需要家で利用される設備機器の制御と監視との少なくとも一方を行うように構成されるコントローラに設けられている
   　請求項５記載の電池利用システム。
7. 　前記電池は、蓄電池であり、
   　前記制御装置は、前記判断回路から出力される前記監視信号が前記スイッチがオンであることを表す期間において、電力系統における電圧線の電圧値が所定値を超える場合に、電力系統から受電した電気を前記コネクタを通して前記蓄電池に充電させるようにさらに構成される
   　請求項５又は６記載の電池利用システム。

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