WO2015068441A1

WO2015068441A1 - 蓄電システム

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Publication number: WO2015068441A1
Application number: PCT/JP2014/070672
Authority: WO
Inventors: 大城　宜久
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2015-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-05

Abstract

　蓄電システム１は、充電及び放電を行う蓄電池６と、直流電圧から交流電圧を生成するインバータ回路部５と、インバータ回路部５が生成した交流電圧を外部に対して出力するための電源コード１０１が接続される出力部４と、電源コード１０１が出力部４と接続または接続解除するときに出力部４に対して接近または離隔する電源コード１０１を検知する電源コード検知部８と、電源コード検知部８から得られる電源コード１０１の出力部４に対する接近または離隔に係る情報に基づきインバータ回路部５の動作を制御する制御部７と、を備える。

Description

蓄電システム

　本発明は蓄電システムに関する。

　近年、災害時などに発生する停電で商用電源を得ることができない場所での電気電子機器の利用への対応として蓄電システムが注目されている。蓄電システムは蓄電池を備え、商用電源系統から供給される電力を蓄電することが可能なもの、また自然エネルギー、例えば太陽光発電で得られる電力を蓄電することが可能なものなどがある。このような従来の蓄電システムの一例が特許文献１に開示されている。

　特許文献１に記載された従来の蓄電システムは二次電池（蓄電池）、インバータ、商用電源入力部、直流電源入力部、電源出力部及び切換スイッチを備える。切換スイッチとしてはダイヤル式スイッチが用いられ、使用者が回動操作する。切換スイッチによりＡＣ充電モードにすると、商用電源から商用電源入力部を介して二次電池に充電が行われる。切換スイッチによりＤＣ充電モードにすると、直流電源から直流電源入力部を介して入力された電力がインバータで変換されて二次電池に充電される。切換スイッチにより放電モードにすると、二次電池から出力された電力がインバータで変換されて電源出力部を介して出力される。

特開２００８－１０９７８２号公報

　しかしながら、上記従来の蓄電システムでは蓄電システムから電源の供給を受ける外部機器の電源コードが蓄電システムの電源出力部に接続されていない場合でも、切換スイッチが放電モードに設定されることがあった。これにより、電源出力部から外部機器に電源を供給しないにもかかわらず、電源の出力に係るインバータなどの構成要素が動作する虞があった。その結果、意図しない不要な待機電力が増加してしまうという課題があった。

　本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、使用者によるスイッチ操作に依存することなく電源の出力切換を実現することができ、待機電力の増加を抑制することが可能な蓄電システムを提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するため、本発明の蓄電システムは、充電及び放電を行う蓄電池と、
　直流電圧から交流電圧を生成するインバータ回路部と、前記インバータ回路部が生成した交流電圧を外部に対して出力するための電源コードが接続される出力部と、前記電源コードが前記出力部と接続または接続解除するときに前記出力部に対して接近または離隔する前記電源コードを検知する電源コード検知部と、前記電源コード検知部から得られる前記電源コードの前記出力部に対する接近または離隔に係る情報に基づき前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

　この構成によれば、蓄電システムは蓄電システムから電源の供給を受けようとする外部機器の電源コードが出力部に接近することを検知する。また、蓄電システムは蓄電システムから電源の供給を受けた外部機器の電源コードが出力部から離隔することを検知する。そして、その電源コードの出力部に対する接近または離隔に係る情報に基づきインバータ回路部の動作が制御される。すなわち、外部機器の電源コードが、出力部に接近すると自動的にインバータ回路部がＯＮとなり、出力部から離隔すると自動的にインバータ回路部がＯＦＦとなる。したがって、使用者がスイッチ操作をすることなく電源の出力切換が行われ、待機電力の増加が抑制される。

　また、上記構成の蓄電システムにおいて、前記電源コード検知部は、前記出力部に接近する前記電源コードと対向する方向から前記電源コードを検知することを特徴とする。

　この構成によれば、例えば電源コード検知部が出力部を設けた壁部に設けられ、その壁部から出力部に対して接近または離隔する電源コードに対向して電源コードを検知する。したがって、電源コードを検知し易く、且つ検知精度が向上する。

　また、上記構成の蓄電システムにおいて、前記電源コード検知部は、前記出力部への前記電源コードの接続方向と略直角をなす方向から前記電源コードを検知することを特徴する。

　この構成によれば、例えば出力部が凹部の底に相当する壁部に配置されて、電源コード検知部がその周壁に配置される。そして、電源コード検知部は出力部に対して比較的近い箇所から比較的遠い箇所までその配置箇所を自由に変更することができる。したがって、電源コードの検知タイミングの設定可能範囲が広がり、電源の出力切換の効率が向上する。

　本発明の構成によれば、使用者によるスイッチ操作に依存することなく電源の出力切換を実現することができ、待機電力の増加を抑制することが可能な蓄電システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る蓄電システムの構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係る蓄電システムの出力部の正面図である。本発明の第１実施形態に係る蓄電システムの出力部の垂直断面側面図である。本発明の第１実施形態に係る蓄電システムの外部機器に供給する電源の出力切換動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る蓄電システムの出力部の正面図である。本発明の第２実施形態に係る蓄電システムの出力部の垂直断面側面図である。

　以下、本発明の実施形態を図１～図６に基づき説明する。

＜第１実施形態＞
　最初に、本発明の第１実施形態に係る蓄電システムについて、図１を用いてその構造と動作を説明する。図１は蓄電システムの構成を示すブロック図である。なお、図１では電気的接続を各構成要素を繋ぐ実線で示し、信号線を破線矢印で示す。

　蓄電システム１は、図１に示すようにその筐体２から外部に露出する入力部３及び出力部４を備える。入力部３は商用電源系統と接続する場合、商用電源系統と電気的に接続されＡＣ／ＤＣ変換する機能を有する。出力部４は交流電圧を出力する。

　また、蓄電システム１はその筐体２の内部にインバータ回路部５、蓄電池６、制御部７及び電源コード検知部８を備える。

　ここで、インバータ回路部５はＤＣ／ＡＣ回路部を備える。また、蓄電池６は化学反応を用いて電気の蓄積（充電）、放出（放電）が可能な電池であり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池などで構成される。

　インバータ回路部５は入力部３及び出力部４と電気的に接続される。また、インバータ回路部５は蓄電池６と電気的に接続される。

　なお、インバータ回路部５はＤＣ／ＡＣ回路部を備え、入力部３から供給される直流電圧から交流電圧を生成する機能を備える。ＤＣ／ＡＣ変換機能により直流電圧を商用交流電圧に変換する。インバータ回路部５は、例えば日本国内であれば、電圧１００Ｖに電圧を変換し、出力部４に対して出力する。蓄電システム１が海外仕様のものであれば、インバータ回路部５はその仕向け地の電圧に合うように電圧を変換して出力する。

　また、出力部４はインバータ回路部５から供給される電力を出力部４から外部に出力するための機能を備える。出力部４にはインバータ回路部５が出力する交流電圧を外部機器に対して送出するための電源コードが接続される。

　制御部７はインバータ回路部５と信号線によって接続され、その状態を表す情報を得る。そして、制御部７は記憶部等に予め記憶されたプログラム、データや、インバータ回路部５から得られた情報に基づきその動作を制御し、交流電圧の出力部４への出力や蓄電池６の充電、放電に係る一連の運転を実現する。

　ここで、蓄電システム１は出力部４に対して接続される外部機器の電源コードの、出力部４への接近または離隔の検知を適宜実行している。この検知動作には電源コード検知部８を用いる。

　続いて、出力部４及び電源コード検知部８に係る詳細な構成について、図１に加えて図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は出力部４の正面図及び垂直断面側面図である。

　出力部４は、図２及び図３に示すように例えば筐体２の外壁部２ａに設けられる。出力部４は外壁部２ａの壁面から内側に向かって窪んだ凹部９の底に相当する壁部９ａに配置される。出力部４は、例えば電力の授受において利用される一般的な差し込みプラグのプラグ受けであるコンセントからなるが、これに限定されるわけではない。

　出力部４には、図３に示すように不図示の外部機器から延びる電源コード１０１が接続される。電源コード１０１の先端には出力部４としてのコンセントに接続される差し込みプラグ１０２が設けられる。

　そして、出力部４が配置された凹部９の一面と同じ壁部９ａに電源コード検知部８が配置される。電源コード検知部８は、例えば電磁誘導や光などを利用して物体の接近または離隔を非接触で検知するセンサを含む。電源コード検知部８は電源コード１０１及び差し込みプラグ１０２が出力部４と接続または接続解除するときに出力部４に対して接近または離隔する電源コード１０１または差し込みプラグ１０２を検知する。

　電源コード検知部８は、図３に示すように出力部４に接近する電源コード１０１及び差し込みプラグ１０２と対向する方向から電源コード１０１または差し込みプラグ１０２を検知する。すなわち、図３における左方から右方に出力部４に向かって進む電源コード１０１及び差し込みプラグ１０２に対して、右方から対向する電源コード検知部８が電源コード１０１または差し込みプラグ１０２を検知する。電源コード検知部８が検知した電源コード１０１または差し込みプラグ１０２の出力部４に対する接近または離隔に係る情報は制御部７に送信される。

　上記構成の蓄電システム１において、制御部７は出力部４に接続される電源コード１０１または差し込みプラグ１０２の、出力部４への接近を検知すると、インバータ回路部５に指令を送りその動作を開始させる。これにより、出力部４に接続された電源コード１０１に対し、出力部４から交流電圧の出力が開始される。

　一方、制御部７は出力部４に接続された電源コード１０１または差し込みプラグ１０２の、出力部４からの離隔を検知すると、インバータ回路部５に指令を送りその動作を停止させる。これにより、出力部４からの交流電圧の出力が停止される。

　続いて、このような蓄電システム１の外部機器に供給する交流電圧の出力切換動作について、図４に示す動作フローに沿って説明する。図４は蓄電システム１の外部機器に供給する電力の出力切換動作を示すフローチャートである。

　蓄電システム１の運転が開始されると（図４のスタート）、制御部７は電源コード検知部８に、出力部４に対して接続される外部機器の電源コードの、出力部４への接近または離隔の検知を適宜実行させる（図４のステップ＃１０１）。

　次に、制御部７は電源コード検知部８から得られるセンサ情報に基づいて電源コード１０１または差し込みプラグ１０２が出力部４に対して接近しているか否かを判定する（ステップ＃１０２）。

　電源コード１０１または差し込みプラグ１０２が接近状態である場合（ステップ＃１０２のＹｅｓ）、制御部７はインバータ回路部５に指令を送りその動作を開始させる（ステップ＃１０３）。これにより、出力部４に接続された電源コード１０１に対し、出力部４から交流電圧の出力が開始される（ステップ＃１０４）。そして、ステップ＃１０１に戻り、電源コード１０１または差し込みプラグ１０２が出力部４に対して接近しているか否かを判定することにより、引き続き外部機器に供給する交流電圧の出力切換動作を継続する。

　一方、ステップ＃１０２において、電源コード１０１または差し込みプラグ１０２が接近状態ではない、すなわち離隔状態である場合（ステップ＃１０２のＮｏ）、制御部７はインバータ回路部５に指令を送りその動作を停止させる（ステップ＃１０５）。これにより、出力部４からの交流電圧の出力が停止される（ステップ＃１０６）。そして、ステップ＃１０１に戻り、電源コード１０１または差し込みプラグ１０２が出力部４に対して接近しているか否かを判定することにより、引き続き外部機器に供給する交流電圧の出力切換動作を継続する。

　上記のように、蓄電システム１は、充電及び放電を行う蓄電池６と、直流電圧から交流電圧を生成するインバータ回路部５と、インバータ回路部５が生成した交流電圧を外部に対して出力するための電源コード１０１が接続される出力部４と、電源コード１０１が出力部４と接続または接続解除するときに出力部４に対して接近または離隔する電源コード１０１を検知する電源コード検知部８と、電源コード検知部８から得られる電源コード１０１の出力部４に対する接近または離隔に係る情報に基づきインバータ回路部５の動作を制御する制御部７と、を備える。

　この構成によれば、蓄電システム１は蓄電システム１から交流電圧の供給を受けようとする外部機器の電源コード１０１が出力部４に接近することを検知する。また、蓄電システム１は蓄電システム１から交流電圧の供給を受けた外部機器の電源コード１０１が出力部４から離隔することを検知する。そして、その電源コード１０１の出力部４に対する接近または離隔に係る情報に基づきインバータ回路部５の動作が制御される。すなわち、外部機器の電源コード１０１の、出力部４への接近により自動的にインバータ回路部５をＯＮにすることができ、出力部４からの離隔により自動的にインバータ回路部５をＯＦＦにすることができる。したがって、使用者がスイッチ操作をすることなく交流電圧の出力切換を行うことができ、待機電力の増加を抑制することが可能である。

　また、電源コード検知部８は出力部４に接近する電源コード１０１と対向する方向から電源コード１０１を検知する。すなわち、電源コード検知部８が出力部４を設けた凹部９の一面と同じ壁部９ａに設けられ、その壁部から出力部４に対して接近または離隔する電源コード１０１に対向して電源コード１０１を検知する。したがって、電源コード１０１を検知し易くすることができ、且つ検知精度を向上させることが可能である。

　このようにして、本発明の上記実施形態の構成によれば、使用者によるスイッチ操作に依存することなく交流電圧の出力切換を実現することができ、待機電力の増加を抑制することが可能な蓄電システム１を提供することができる。

＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態の蓄電システムについて、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は蓄電システムの出力部の正面図及び垂直断面側面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。

　第２実施形態の蓄電システム１の出力部４は、図５及び図６に示すように例えば筐体２の外壁部２ａに設けられる。出力部４は外壁部２ａの壁面から内側に向かって窪んだ凹部９の底に相当する壁部９ａに配置される。

　そして、出力部４が配置された凹部９の一面とは異なる凹部９の周壁に電源コード検知部８が配置される。具体的には、電源コード検知部８は凹部９の天井に相当する周壁９ｂに配置される。なお、電源コード検知部８は凹部９の下面や、左右の両側面のいずれかに配置しても良い。

　電源コード検知部８は、図６に示すように出力部４への電源コード１０１及び差し込みプラグ１０２の接続方向（図６の左右横方向）と略直角をなす方向（図６の上下方向）から電源コード１０１または差し込みプラグ１０２を検知する。すなわち、図６における左方から右方に出力部４に向かって進む電源コード１０１及び差し込みプラグ１０２に対して、その上方から電源コード検知部８が電源コード１０１または差し込みプラグ１０２を検知する。

　この構成によれば、電源コード検知部８は出力部４に対して比較的近い凹部９の内寄りの箇所から比較的遠い凹部９の外寄り箇所までその配置箇所を自由に変更することができる。したがって、電源コード１０１の検知タイミングの設定可能範囲を広げることができ、交流電圧の出力切換の効率を向上させることが可能である。

　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

　本発明は蓄電システムにおいて利用可能である。

　　　１　　蓄電システム
　　　２　　筐体
　　　３　　入力部
　　　４　　出力部
　　　５　　インバータ回路部
　　　６　　蓄電池
　　　７　　制御部
　　　８　　電源コード検知部

Claims

　充電及び放電を行う蓄電池と、
　直流電圧から交流電圧を生成するインバータ回路部と、
　前記インバータ回路部が生成した交流電圧を外部に対して出力するための電源コードが接続される出力部と、
　前記電源コードが前記出力部と接続または接続解除するときに前記出力部に対して接近または離隔する前記電源コードを検知する電源コード検知部と、
　前記電源コード検知部から得られる前記電源コードの前記出力部に対する接近または離隔に係る情報に基づき前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。
　前記電源コード検知部は、前記出力部に接近する前記電源コードと対向する方向から前記電源コードを検知することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
　前記電源コード検知部は、前記出力部への前記電源コードの接続方向と略直角をなす方向から前記電源コードを検知することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。