WO2015181847A1 - バッテリ充電装置 - Google Patents

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power conversion
constant
charging
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政和 鷁頭
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富士電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to control technology of a battery charging device.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a technique for operating a plurality of power conversion devices in parallel to supply power to a load, for example, there is a technique described in Patent Document 1.
  • This technology controls each power supply circuit so that the output current is balanced in order to suppress current concentration on a specific power supply circuit among a plurality of power supply circuits operated in parallel.
  • the power converter is operated, for example, in the order of constant current charging operation ⁇ constant voltage charging operation (for example, Patent Document 2) reference).
  • operation is performed in the order of constant current charging operation ⁇ constant power charging operation ⁇ constant voltage charging operation (see, for example, Patent Document 3).
  • the constant voltage charging operation is an operation of charging in a state where the charging voltage Vout is kept constant. That is, charging is efficiently performed by performing charging operation in the order of constant current charging operation ⁇ constant power charging operation after charging starts, and performing constant voltage charging operation at the end of charging to avoid overcharging while the battery is being avoided. Charge until just before the capacity limit.
  • JP 2012-244866 A JP 2012-157201 A Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-213499
  • the current detection results CT1 to A control line for acquiring CTn and a detection result CT0 of these total currents, and a control circuit and a control line for comparing the current detection results are required.
  • one control device centrally controls from generation of a current command value at the time of current balance to generation of a control signal for driving each power supply circuit.
  • a plurality of power conversion devices are operated in parallel to charge the battery, for example, as shown in FIG.
  • a current command value Iref, a power command value Pref and a voltage command value Vref are obtained from a control device (not shown).
  • a control device not shown.
  • each power conversion device generates a control signal from its own output current detection results Io1 to Io3 and output voltage detection result Vout.
  • each power conversion device responds to the current command value (power command value) from the control device. It was noted that since it was possible to control its own output current to match each command value based on its own output current detection results, it was not necessary to perform balance control of the output current.
  • the power required to charge the battery may be small compared to the constant current charging operation and the constant power charging operation, and the power required to charge the battery with only one power conversion device I paid attention to the point that
  • the balance control itself of the output current is not required by operating only one of the plurality of power conversion devices alone. I found it possible to do.
  • the present invention has been made focusing on the above points, and it is unnecessary to perform balance control of output current when performing constant voltage charging operation when charging using a plurality of power conversion devices. It aims to provide a possible battery charging device.
  • the battery charging system comprises a plurality of power conversion units which convert the power supplied from the power supply and supply the power to the battery, and a constant current for keeping the charging current constant.
  • the power conversion unit is caused to perform at least two types of charging operations including the constant voltage charging operation.
  • a charge control unit for charging the battery. Then, when performing the charging operation included in two or more types of charging operations among the constant current charging operation and the constant power charging operation, the charging control unit operates the plurality of power conversion units in parallel, and performs the constant voltage charging operation.
  • one of the plurality of power conversion units is operated alone. With such a configuration, it is possible to operate a plurality of power conversion units in parallel when performing a constant current charging operation and a constant power charging operation that require relatively large supply power. In addition, at the time of implementation of the constant voltage charging operation in which the supplied power can be relatively small, it becomes possible to independently operate one power conversion unit among the plurality of power conversion units.
  • Mode 2 Furthermore, in the battery charging device according to Mode 2, with respect to the configuration of Mode 1, the charge control unit controls the current command value corresponding to the constant current charging operation, the power command value corresponding to the constant power charging operation, Among the voltage command values corresponding to the constant voltage charging operation, the command operations corresponding to the two or more types of charging operations are output to the power conversion unit to control the charging operations of the plurality of power conversion units.
  • Each of the plurality of power conversion units is a constant current control unit that controls the charging operation such that the output current value matches the current command value based on the current command value from the charge control unit and its own output current value, From the constant power control unit that controls the charging operation so that the output power value of itself matches the power command value, based on the power command value from the charge control unit and the output current value and output voltage value of itself, and from the charge control unit
  • the control unit corresponding to the two or more types of charging operations among the constant voltage control units that control the charging operation so that the output voltage value matches the voltage command value based on the voltage command value of 1 and its own output voltage value Prepare.
  • the plurality of power conversion units receive an input of any one of the current command value, the power command value, and the voltage command value from the charge control unit.
  • the constant current charging operation, the constant power charging operation, and the constant voltage charging operation are performed by any one of the constant current control unit, the constant power control unit, and the constant voltage control unit that corresponds to the input command value. It is possible to carry out any one of the charging operations. That is, each of the plurality of power conversion units can control the charging operation such that the output current value of the constant current charging operation matches the current command value. Further, in the constant power charging operation, it is possible to control the charging operation such that the output power value of its own determined from its own output current value and output voltage value matches the power command value.
  • each voltage conversion unit has its own output power value according to the change in the charging voltage value. Control can be performed to output a common output current value that matches the power command value. Therefore, for the constant current charging operation and the constant power charging operation, it is not necessary to balance the output currents of the plurality of power conversion units.
  • the charge control unit performs the constant voltage charging operation in a single charging period from the start of charging to the completion of the configuration according to mode 1 or 2. It is characterized in that the power conversion unit to be operated independently is sequentially switched to another power conversion unit each time a preset set time elapses. With such a configuration, it is possible to switch the power conversion unit, which is operated alone when performing the constant voltage charging operation, to another power conversion unit in order each time the set time elapses.
  • the charge control unit operates independently on the configuration of mode 1 or 2, and the single charge period from the start of charging to the completion of the power conversion unit is completed. Every time the power conversion unit is switched to another power conversion unit. With such a configuration, it is possible to switch the power conversion unit operated alone at the time of performing the constant voltage operation to another power conversion unit in order each time one charging period is completed.
  • the battery is a lithium ion battery
  • the charge controller performs constant current charging operation, constant voltage charging, with respect to the configuration according to any one of modes 1 to 4.
  • the power conversion unit is operated in the order of operation, or in the order of constant current charging operation, constant power charging operation, and constant voltage charging operation to charge the battery.
  • the lithium ion battery may be charged in the order of constant current charging operation and constant voltage charging operation, or in order of constant current charging operation, constant power charging operation and constant voltage charging operation. It becomes possible.
  • a plurality of power conversion units are operated in parallel, and charging power can be relatively small.
  • one power conversion unit of the plurality of power conversion units is operated independently.
  • it becomes possible to eliminate the need for a dedicated control circuit and control line necessary for performing current balance control when performing a constant voltage charging operation and it is possible to suppress an increase in cost for such current balance control.
  • An effect is obtained.
  • the power loss at the time of performing the constant voltage charging operation can be reduced as compared to that at the time of multiple operations.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the whole structure of the battery charging device of 1st Embodiment.
  • A is a block diagram which shows the structure of a power converter device
  • (b) is a block diagram which shows the detailed structure of an arithmetic and control unit. It is a block diagram showing an example of the concrete composition of a charge control device.
  • It is a flow chart which shows an example of processing procedure of charge operation control processing.
  • It is a flow chart which shows an example of a processing procedure of constant voltage charge operation control processing of a 1st embodiment.
  • the battery charging device 1 of the first embodiment includes first to nth power conversion devices 10_1 to 10 — n (n is a natural number of 2 or more), a charge control device 20, and The first to n-th current detection circuits CS1 to CSn, the charging current detection circuit CtS, and the voltage detection circuit VcS are included. In the example shown in FIG. 1, three or more power converters are provided, but two power converters, ie, first to second power converters 10_1 to 10_2 may be used.
  • the battery charging device 1 controls the charging operation of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n by the charge control device 20 to charge the battery 100 connected to the output terminal.
  • a power supply is connected to the input terminal Tin.
  • the battery 100 is a lithium ion battery.
  • the first to nth current detection circuits CS1 to CSn are interposed between the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n and the junction of the output line of the other power conversion devices of these output lines. These circuits are circuits for detecting the output currents Io1 to Ion of the first to nth power converters 10_1 to 10 — n.
  • the first current detection circuit CS1 it is interposed between the first power conversion device 10_1 and the junction of the output lines of the second to nth power conversion devices 10_2 to 10 — n.
  • the first to nth current detection circuits CS1 to CSn are, for example, micro resistance values individually inserted between the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n and the junctions of these output lines. And a current detection circuit for measuring the voltage applied across the shunt resistor to detect the output current of each power conversion device.
  • the configuration is not limited to the configuration using the shunt resistor, but may be another configuration such as a configuration using a Hall element such as a DC current transformer (DCCT).
  • DCCT DC current transformer
  • the charging current detection circuit CtS includes a shunt resistor of a minute resistance value interposed between the junction of the output lines of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n and the battery 100, and both ends of the shunt resistor. And a current detection circuit that measures the voltage applied to the circuit to detect the charging current.
  • the configuration is not limited to the configuration using the shunt resistor, but may be another configuration such as a configuration using a Hall element such as a DC current transformer (DCCT).
  • DCCT DC current transformer
  • the voltage detection circuit VcS is a circuit interposed between the charging current detection circuit CtS and the battery 100 to detect the output voltage (charging voltage) Vout of each power conversion device.
  • the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n are configured to include a power conversion circuit that performs power conversion of power supply power input from a power supply via the input terminal Tin.
  • the configuration of the power conversion circuit differs depending on the type of power supply connected to the input terminal Tin. For example, if the power supply is an AC power supply, it is composed of an AC / DC converter that converts AC power to DC power, and if the power supply is a DC power supply, it is composed of a DC / DC converter that converts DC power to DC power.
  • the power supply is an AC power supply (for example, a commercial power supply), and the power conversion circuit is an AC / DC converter.
  • the first to n-th power converters 10_1 to 10_n perform constant current charging operation based on the current command value Iref, the power command value Pref, the voltage command value Vref, and the drive command value fd from the charge control device 20.
  • the power charging operation and the constant voltage charging operation are performed to charge the battery 100.
  • the charge control device 20 monitors the output voltage Vout detected by the voltage detection circuit VcS, and appropriately switches the type of the charging operation according to the magnitude of the output voltage Vout, whereby the first to nth power conversion devices 10_1 to 10 Control the charging operation of the battery 100 by 10_n.
  • the charge control device 20 causes the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n to perform three types of charging operations: constant current charging operation, constant power charging operation, and constant voltage charging operation. It has become. Therefore, charge control device 20 performs current command value Iref when performing constant current charging operation, power command value Pref when performing constant power charging operation, and voltage command value Vref when performing constant voltage charging operation. Of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n, the power conversion device is output to a power conversion device set in advance.
  • the charge control device 20 outputs drive command values fd for controlling the drive states of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n to the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n.
  • the drive command value fd is a command value that is set to drive the power conversion device when it is “0”, and to stop the drive of the power conversion device when it is “1”. That is, when the drive command value fd of the value "0" is input, the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n enter the drive state and perform the charging operation according to the command value.
  • the drive command value fd of “1” is input, the charging operation is suspended by being stopped.
  • the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n may be simply referred to as “power electronics device 10” when it is not necessary to distinguish them.
  • the first to nth current detection circuits CS1 to CSn may be referred to as “current detection circuit CS”.
  • detection currents Io1 to Ion of the first to nth current detection circuits CS1 to CSn may be referred to as "output current Io". As shown in FIG.
  • the power conversion device 10 is configured to include an arithmetic and control unit 11, a power conversion circuit 12, and an output cutoff circuit 13.
  • the arithmetic and control unit 11 converts the power conversion circuit 12 based on any one of the current command value Iref, the power command value Pref, and the voltage command value Vref, which are input from the charge control device 20, and the drive command value fd.
  • a drive signal for causing a constant current charging operation, a constant power charging operation, or a constant voltage charging operation is generated. Then, the generated drive signal is output to the power conversion circuit 12.
  • the power conversion circuit 12 of the first embodiment includes an AC / DC converter.
  • the AC / DC converter includes a rectifier circuit that converts AC power supplied from an AC power supply connected to an input terminal Tin into DC power, and DC output from the rectifier circuit to obtain DC output, for example, an insulation type And a DC / DC converter.
  • the DC / DC converter is configured to include, for example, a full-bridge inverter circuit, a transformer to which the AC output of the inverter circuit is input, and a rectifier circuit that rectifies the AC output of the transformer.
  • the switching element for example, a field effect transistor
  • the inverter circuit is driven and controlled by the drive signal from the arithmetic and control unit 11.
  • the DC power supplied from the input side rectifier circuit is converted to AC power corresponding to the drive content based on the drive signal, and this AC power is rectified by the output side rectifier circuit to charge the battery 100.
  • Convert to (DC power) That is, the power conversion circuit 12 is drive-controlled by the drive signal from the arithmetic and control unit 11, and outputs DC power which satisfies the operation conditions of constant current charging operation, constant power charging operation or constant voltage charging operation.
  • the output shutoff circuit 13 is interposed between the power conversion circuit 12 and the output terminal Tout, and shuts off the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100 connected to the output terminal Tout at the time of shutoff operation.
  • the output cutoff circuit 13 is formed of, for example, a field effect transistor.
  • the output shutoff circuit 13 is not limited to a semiconductor relay using a field effect transistor, and may be configured using other semiconductor elements, and is not limited to a semiconductor relay, and may be configured from a mechanical relay, a hybrid relay, etc. It is also good.
  • the arithmetic and control unit 11 includes a microcomputer 11a (hereinafter referred to as "microcomputer 11a") and a drive circuit 11b, as shown in FIG. 2B.
  • the microcomputer 11a includes an A / D converter, a processor, and a memory for storing various data, and converts analog input signals from various sensors into digital signals by the A / D converter. The data is converted, and a digital value indicated by the digital signal is arithmetically processed by a processor to calculate various control command values. Then, the calculated control command value is output to the drive circuit 11b.
  • a current command value Iref, a power command value Pref, a voltage command value Vref, and a drive command value fd which are digital signals from the charge control device 20, are input to the microcomputer 11a.
  • an output current Io which is an analog signal from the current detection circuit CS and an output voltage Vout which is an analog signal from the voltage detection circuit VcS are input.
  • the microcomputer 11a converts the analog output current value Io and the output voltage value Vout into a digital output current value Io and an output voltage value Vout via the A / D converter. Then, based on the output current value Io and the output voltage value Vout, the current command value Iref from the charge control device 20, the power command value Pref, the voltage command value Pref and the drive command value fd, control corresponding to various charging operations Calculate the command value. Further, as shown in FIG. 2B, the microcomputer 11a functions as a functional component for generating control command values corresponding to various charging operations, as shown in FIG. 2B, a constant current control unit 110, a constant power control unit 111, A voltage control unit 112 and a drive control unit 113 are provided. Here, each function of these functional components is realized by executing a program stored in advance in a memory in a processor.
  • the microcomputer 11a executes the processing of the constant current control unit 110 in response to the input of the current command value Iref, and executes the processing of the constant power control unit 111 in response to the input of the power command value Pref.
  • the processing of the constant voltage control unit 112 is executed according to the input of the value Vref.
  • the processing of the drive control unit 113 is executed according to the input of the drive command value fd.
  • the constant current control unit 110 performs, for example, PI control calculation or PID control calculation based on the current command value Iref and the output current value Io so that the output current value Io of the power conversion circuit 12 matches the current command value Iref.
  • Control command value I * for driving and controlling power conversion circuit 12 is calculated. Then, the calculated control command value I * is output to the drive circuit 11b.
  • the constant power control unit 111 first calculates the output power value Pout by multiplying the output voltage value Vout by the output current value Io. Next, based on the output power value Pout and the power command value Pref, for example, PI control operation or PID control operation is performed to make the power conversion circuit so that the output power Pout of the power conversion circuit 12 matches the power command value Pref. A control command value P * for driving and controlling 12 is calculated. Then, the calculated control command value P * is output to the drive circuit 11b.
  • the constant voltage control unit 112 performs, for example, PI control calculation or PID control calculation based on the voltage command value Vref and the output voltage value Vout so that the output voltage value Vout of the power conversion circuit 12 matches the voltage command value Vref.
  • Control command value V * for driving and controlling power conversion circuit 12 is calculated. Then, the calculated control command value V * is output to the drive circuit 11b. If drive control unit 113 determines that input drive command value fd is “0”, it outputs control command value D * for normally controlling power conversion circuit 12 to drive circuit 11 b. On the other hand, when it is determined that the input drive command value fd is "1”, the control command value D * for stopping the power conversion circuit 12 is output to the drive circuit 11b.
  • the switching element forming the inverter circuit of the power conversion circuit 12 is a field effect transistor, and the inverter circuit of the full bridge configuration is a switching arm formed of two field effect transistors connected in series. Are connected in parallel. Then, the inverter circuit having such a configuration is driven by, for example, a gate drive signal corresponding to a preset drive method such as a phase shift method or a pulse width modulation (PWM) method. Further, control command values I * , P * , V * and D * are all voltage command values for forming a gate drive signal from a carrier signal.
  • drive circuit 11b is a signal generation circuit that generates a triangular carrier signal, and a drive signal formation circuit that forms a gate drive signal for the inverter circuit and output cutoff circuit 13 based on the control command value and the carrier signal. Equipped with When any one of control command values I * , P * and V * and control command value D * are input to drive circuit 11 b, a value for causing control command value D * to be controlled normally (for example, “ In the case of “0”), the drive signal at the time of normal control is formed. Specifically, in the drive signal formation circuit, four gate drive signals are formed based on one of the input control command values I * , P * and V * and the carrier signal.
  • the four gate drive signals thus formed are output to the inverter circuit of the power conversion circuit 12. Furthermore, in response to the input of the control command value D * of the value "0", the drive signal forming circuit forms one gate drive signal (gate drive signal at high level) that turns on the output blocking circuit 13. Then, one formed high level gate drive signal is output to the output cutoff circuit 13.
  • drive circuit 11 b drives regardless of the input of another control command value.
  • the signal formation circuit four low level gate drive signals are formed, and the formed four low level gate drive signals are output to the inverter circuit.
  • one gate drive signal (a low level gate drive signal) for forming the output blocking circuit 13 in a blocking state is formed. Then, one formed low level gate drive signal is output to the output cutoff circuit 13.
  • the drive of the inverter circuit is stopped and the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100 is cut off.
  • the charge control device 20 includes a charge control unit 21, a memory 22, and a timer 23.
  • Charge control unit 21 includes a microcomputer, and based on output voltage Vout from voltage detection circuit VcS and charge current Iot from charge current detection circuit CtS, first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n. Control the charging operation of the battery 100 according to The charge control unit 21 includes an A / D converter, and converts an analog output voltage value Vout and a charging current value Iot into a digital output voltage value Vout and a charging current value Iot. And charge operation control processing is performed based on the digital value after conversion.
  • the charge control unit 21 charges with a relatively large charge current (for example, the maximum current that can be supplied) at the initial stage of charge
  • the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n are constant current charge Operate in parallel by operation.
  • charging is performed with relatively large charging power (for example, the maximum power that can be supplied) from the middle stage of charging
  • the first to nth power conversion devices 10_1 to 10 — n are operated in parallel in the constant power charging operation.
  • the required charging power may be small at the end of charging, any one of the first to nth power conversion devices 10_1 to 10 — n is independently operated in the constant voltage charging operation.
  • charge control unit 21 outputs current command value Iref to first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n when performing the constant current charging operation, and also allows first to nth power conversion device 10_1.
  • a drive command value fd having a value “0” is output to ⁇ 10 — n.
  • the power command value Pref is output to the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n, and the values for the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n are output.
  • a drive command value fd of "0" is output.
  • the charging control device 20 when performing the constant current charging operation and the constant power charging operation, supplies charging current to the battery 100 when the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n are operated in parallel.
  • charging control device 20 supplies the charging current to battery 100 when performing the constant voltage charging operation, by using any one of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10_n.
  • the voltage command value Vref which is a target constant voltage value
  • the drive command value fd of value "0" is output to the power conversion device.
  • the drive command value fd of value “1” is output to the remaining power converters other than the power converter operated alone among the first to nth power converters 10_1 to 10 — n.
  • the charge control device 20 is a power conversion device that operates independently by the timer 23 in a constant voltage charging operation period Tv in one charging period from charging start to charging completion (full charge). Measure the operation time Td of Then, when the operation time Td becomes equal to or longer than a preset setting time Ts, the constant voltage charging operation of the power conversion device currently operating alone is switched to another power conversion device. That is, the drive command value fd of value “1” is output to the power conversion device currently operating alone, and the voltage command value Vref is output to the power conversion device corresponding to the next order, A drive command value fd of value "0" is output to this power conversion device.
  • the first to n-th power electronics devices 10_1 to 10 — n are individually operated in turn in a preset alternate order during one constant voltage charging operation period Tv.
  • the switching order is preset as the order information in association with the identification information of each power conversion device, and the order information is stored in the memory 22. Further, when performing the constant voltage charging operation, the information of the power conversion device being driven is also stored in the memory, and the information of the power conversion device being driven is updated each time it is switched. Note that, until the first to n-th power electronics devices 10_1 to 10 — n make one cycle, the serial order is set so that the power electronics devices that have operated once alone are not selected again.
  • charge control unit 21 determines whether or not the voltage of battery 100 (hereinafter referred to as “battery voltage”) is abnormal based on output voltage value Vout. Then, when it is determined that the battery voltage is abnormal, the drive command value fd of value "1" is output to all of the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10-n.
  • the memory 22 is composed of a ROM in which programs and data necessary for charge control processing executed by the charge control unit 21 are stored, and a non-volatile memory for temporarily storing various data necessary for execution of the programs.
  • the ROM stores a program for charge operation control processing, a current command value Iref, a power command value Pref, a voltage command value Vref, order information, a set time Ts, and the like.
  • various data stored in the ROM are read and temporarily stored, and information (operation information) of the power conversion device operating independently is stored.
  • step S100 the charge control unit 21 performs constant current charging operation control processing, and the process proceeds to step S102.
  • the constant current charging operation control process is a process of outputting the current command value Iref and the drive command value fd of the value “0” to the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n.
  • the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n perform the constant current charging operation.
  • step S102 the charge control unit 21 performs constant power charging operation control processing, and the process proceeds to step S104.
  • the constant power charging operation control process is a process of outputting the power command value Pref and the drive command value fd of the value “0” to the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n. Thereby, the first to n-th power converters 10_1 to 10 — n carry out the constant power charging operation.
  • step S104 the charge control unit 21 performs constant voltage charging operation control processing, and the process proceeds to step S106.
  • step S106 the charge control unit 21 determines whether or not charging has ended. When it is determined that the charging is completed (Yes), the process proceeds to step S108, and when it is determined not (No), the determination process is repeated until the charging is completed.
  • step S108 the charge control unit 21 performs the charge end process, and ends the series of processes. Specifically, the charge termination process outputs the drive command value fd of value "1" to the power conversion device performing the constant voltage charging operation, and drives the value "1" to the other power conversion devices. This processing continues the output of the command value fd.
  • step S104 the processing procedure of the constant voltage charging operation control processing executed in step S104 will be described.
  • the charge control unit 21 determines whether any one of the first to n-th power electronics devices 10_1 to 10 — n is in a single operation in the constant voltage charging operation. Then, when it is determined that the single operation is being performed (Yes), the process proceeds to step S202, and when it is determined that it is not so (No), the process proceeds to step S204.
  • step S202 the charge control unit 21 determines, based on the count value of the timer 23, whether the operation time Td of the constant voltage charging operation has become equal to or longer than the set time Ts. Then, when it is determined that the set time Ts or more is reached (Yes), the process proceeds to step S204, and when it is determined not to be (No), the series of processes is ended and the process returns to the original process.
  • step S204 When it transfers to step S204, in the charge control part 21, order information and operation information are read from the memory 22, and it transfers to step S206.
  • step S206 the charge control unit 21 determines a power conversion device to be independently operated among the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n based on the order information and the operation information acquired in step S204. Then, the voltage command value Vref and the drive command value fd of the value “0” are output to the determined one power conversion device. In addition, when there is a power converter currently operating alone, a drive command value fd of value "1" is output to this power converter. Thereafter, the process proceeds to step S208.
  • the charge control unit 21 determines the power conversion device in the next order of the power conversion devices indicated by the operation information in the order determined by the order information as the power conversion device to be operated independently.
  • the charge control unit 21 sets the value “1” to the remaining power conversion devices other than the power conversion device to be operated alone determined in step S206 among the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n. And outputs the drive command value fd. Then, it transfers to step S210.
  • the charge control unit 21 updates the identification information of the power conversion device in the single operation stored in the memory 22, further starts time measurement by the timer 23 (resets the timer 23), End the process and return to the original process.
  • the battery 100 is an automotive lithium ion battery
  • the power supply is a household AC power supply.
  • several (several tens to hundreds) battery blocks connected in parallel with, for example, several tens of lithium-ion battery cells (for example, about 3.7 [V]) are connected in series. It is configured by connecting to Here, the number of power conversion devices is three, that is, the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3.
  • the charge control device 20 starts charge operation control processing.
  • the charge control device 20 performs a constant current charge operation control process (step S100).
  • the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3 drive and control the inverter circuit of the power conversion circuit 12 such that the output currents Io1 to Io3 of each of the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3 match the current command value Iref (10 [A]).
  • the constant current charging operation is performed by parallel operation of three power conversion devices. Therefore, as shown in the constant current charging operation period of FIG. 10, the battery 100 is charged at a constant current value (30 [A]).
  • the first to third power electronics devices 10_1 to 10_3 are drive-controlled so that each outputs a common output current (10 [A]), so the output currents are balanced.
  • the fd is output to the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3.
  • the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3 drive and control the inverter circuit of the power conversion circuit 12 such that the output power Po1 to Po3 of each of the power conversion devices 10_1 to 10_3 matches the power command value Pref (1 [kW]).
  • the constant power charging operation by parallel operation of three power electronics devices is performed.
  • the first to third power conversion devices 10_1 to 10_3 each output current Io1 to Io3 according to the rise of the output voltage Vout so that each output power Po matches the power command value Pref. Control.
  • battery 100 is charged with a constant charging power (3 [kW]).
  • the first to third power electronics devices 10_1 to 10_3 control their output currents so that they have a common power command value Pref with respect to a common output voltage Vout, so the output currents are balanced.
  • step S104 When the constant power charging operation is performed in this manner, charging is performed while keeping the charging power constant, and as shown in FIG. 10, the output voltage Vout rises with the passage of time, The charging current Iot falls with the rise of the output voltage Vout. Then, when the constant power charging operation control process ends, the charge control device 20 next performs constant voltage charging operation control process (step S104).
  • constant voltage charging operation control processing is started, charge control device 20 does not currently have a power conversion device that is solely operating in constant voltage charging operation (No in step S200), so that memory 22 outputs order information and The operation information is read (step S204).
  • the charge control device 20 determines the power conversion device that has performed the constant voltage charging operation last time from the operation information, and determines the power conversion device to be independently operated this time from the order information.
  • the order information divides the constant voltage charging operation period Tv into three equal parts, and the first power conversion device 10_1 performs the first period tv1, the second period tv2 the second.
  • the power conversion device 10_2 is preset such that the third power conversion device 10_3 takes charge of a single operation for the final period tv3.
  • the charge control device 20 determines the first power conversion device 10_1 to be the device that is independently operated this time. Then, a voltage command value Vref (for example, 100 [V]) and a drive command value fd of value “0” are output to the first power conversion device 10_1 (step S206). In addition, the drive command value fd of value "1” is output to the second and third power conversion devices 10_2 and 10_3 (step S208). In addition, the charge control device 20 starts measurement of the operation time Td of the first power conversion device 10_1, and converts the current operation information (here, identification information of the power conversion device in a single operation) into the first power conversion. Update to the identification information of the device 10_1.
  • Vref for example, 100 [V]
  • a drive command value fd of value “0” are output to the first power conversion device 10_1 (step S206).
  • the drive command value fd of value "1” is output to the second and third power conversion devices 10_2 and 10_3 (
  • the first power conversion device 10_1 drives and controls the inverter circuit of the power conversion circuit 12 such that the output voltage Vout matches the voltage command value Vref (100 [V]).
  • the second and third power conversion devices 10_2 and 10_3 set the low level gate drive signal to all of the inverter circuits of the power conversion circuit 12 in response to the input of the drive command value fd of value “1”. It outputs to the field effect transistor to stop the driving of the inverter circuit.
  • a low level gate drive signal is output to the output shutoff circuit 13 to shut off the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100.
  • charge control device 20 monitors operation time Td of first power conversion device 10_1 (Yes in step S200), and determines whether or not operation time Td has become equal to or longer than preset set time Ts (step S202). Then, if it is determined that the operation time Td has become equal to or longer than the set time Ts (Yes in step S202), the power conversion device to be independently operated next is determined based on the order information and the operation information stored in the memory 22.
  • the charge control device 20 Since it is understood from the read operation information that the first power conversion device 10_1 is currently operating alone, the charge control device 20 operates the second power conversion device 10_2 independently from the order information shown in FIG. Decide on. Then, a voltage command value Vref (for example, 100 [V]) and a drive command value fd with a value “0” are output to the second power conversion device 10_2 (step S206). In addition, the drive command value fd of value "1" is output to the first and third power conversion devices 10_1 and 10_3 (step S208). That is, charge control device 20 newly outputs a drive command value fd of value "1" to first power conversion device 10_1, and a drive command value of value "1" for third power conversion device 10_3. Continue the output of fd.
  • Vref for example, 100 [V]
  • a drive command value fd with a value “0” are output to the second power conversion device 10_2 (step S206).
  • the charge control device 20 starts measurement of the operation time Td of the second power conversion device 10_2, and updates the current operation information (identification information) to the identification information of the second power conversion device 10_2.
  • the second power conversion device 10_2 drives and controls the inverter circuit of the power conversion circuit 12 such that the output voltage Vout matches the voltage command value Vref (100 [V]).
  • the first power conversion device 10_1 transmits the low level gate drive signal to all the field effect transistors of the inverter circuit of the power conversion circuit 12. Output to stop the drive of the inverter circuit.
  • a low level gate drive signal is output to the output shutoff circuit 13 to shut off the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100.
  • the third power conversion device 10_3 continues the low level gate drive signal by continuously inputting the drive command value fd of the value "1", and cuts off all the field effect transistors and the output of the inverter circuit. It outputs to the circuit 13.
  • charge control device 20 monitors operation time Td of second power conversion device 10_2 (Yes in step S200), and determines whether or not operation time Td has become equal to or longer than preset set time Ts (step S202). Then, if it is determined that the operation time Td has become equal to or longer than the set time Ts (Yes in step S202), the charge control device 20 performs the next single operation based on the order information and the operation information stored in the memory 22. Decide.
  • the charge control device 20 operates the third power conversion device 10_3 independently from the order information shown in FIG. Decide on. Then, voltage command value Vref (100 [V]) and drive command value fd of value “0” are output to third power conversion device 10_3 (step S206). In addition, the drive command value fd of value "1" is output to the first and second power conversion devices 10_1 and 10_2 (step S208).
  • step S108 drive command value fd of value “1” is newly output to second power conversion device 10_2, and output of drive command value fd of value “1” to first power conversion device 10_1 is continued.
  • the charge control device 20 since the third power conversion device 10_3 is the last one to be operated independently, the charge control device 20 does not measure the operation time, and does not measure the current operation information of the third power conversion device 10_2. Update to identification information. Thereby, the constant voltage charging operation is taken over by the third power conversion device 10_3, and the charging is performed while keeping the output voltage Vout constant, and the charging current Iot decreases with the passage of time. Then, when the constant voltage charge control process ends (Yes in step S106), the charge control device 20 performs a charge end process (step S108).
  • charge control device 20 outputs drive command value fd of value "1" to third power conversion device 10_3, and value "1" for first and second power conversion devices 10_1 and 10_2.
  • the output of the drive command value fd is continued.
  • the battery charging device 1 of the first embodiment operates the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n in parallel, and performs the constant voltage charging operation. It is possible to independently operate one power converter among the first to nth power converters 10_1 to 10 — n.
  • each of the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n controls the charging operation such that the output current value Io matches the current command value Iref, and the output power value Po is the power command value
  • the constant power control unit 111 is configured to control the charging operation so as to match Pref.
  • the first to nth power converters 10_1 to 10_n balance the output currents Io1 to Ion without performing comparisons of other output current values etc. when performing the constant current charging operation and the constant power charging operation. It is possible to In addition, as described above, since it is not necessary to control the balance of the output current when performing the constant voltage charging operation, a dedicated control circuit or a dedicated control line for balancing the output current when performing the constant voltage charging operation It becomes possible to make it unnecessary, and it becomes possible to suppress the occurrence of cost increase.
  • the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n correspond to a plurality of power conversion units
  • the charge control device 20 corresponds to a charge control unit.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the operation control content of the power conversion device operated independently when performing the constant voltage charging operation. Further, in the second embodiment, since the operation time Td of the power conversion device when performing the constant voltage charging operation is not measured, the charge control device 20 is different from the first embodiment in that the timer 23 is not provided.
  • the configuration other than these is the same as that of the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate, and the different components will be described in detail.
  • the charge control device 20 of the second embodiment has a configuration obtained by removing the timer 23 from the charge control device 20 of the first embodiment, as shown in FIG.
  • the charge control unit 21 according to the second embodiment performs, in a predetermined order, power conversion devices that operate independently in the constant voltage charge operation period Tv every one charge period from the charge start to the charge completion (full charge). Switch to another power converter. That is, in the second embodiment, the same power converter is operated independently for the entire constant voltage charging operation period Tv in each charging period.
  • the order of replacement is set in advance as order information in association with the identification information of each power conversion device, and this order information is stored in the memory 22.
  • information of the power conversion device that has been operated independently for each constant voltage charging operation period Tv is stored in the non-volatile memory of the memory 22 as operation history information.
  • the operation history information may be updated each time it changes, or may be added to time information and additionally stored in the past information. Note that, until the first to n-th power electronics devices 10_1 to 10 — n make one cycle, the serial order is set so that the power electronics devices that have operated once alone are not selected again.
  • the memory 22 of the second embodiment includes a ROM storing programs and data necessary for charge control processing executed by the charge control unit 21 and a non-volatile memory temporarily storing various data necessary for program execution. Configured Specifically, a program for charge operation control processing, a current command value Iref, a power command value Pref, a voltage command value Vref, order information and the like are stored in the ROM. In addition, in the non-volatile memory of the second embodiment, various data stored in the ROM are read and temporarily stored, and information (operation history information) of the power conversion device operated independently is stored.
  • step S300 the charge control unit 21 reads out the order information and the operation history information from the memory 22, and proceeds to step S302.
  • step S302 the charge control unit 21 determines a power conversion device to be independently operated among the first to nth power conversion devices 10_1 to 10 — n based on the order information and the operation history information acquired in step S300. Then, the voltage command value Vref and the drive command value fd of the value “0” are output to the determined one power conversion device. Then, it transfers to step S304.
  • the charge control unit 21 determines the power conversion device in the next order of the power conversion devices indicated by the operation history information in the order determined by the order information as the power conversion device to be independently operated.
  • step S304 the charge control unit 21 sets the value “1” to the remaining power conversion devices other than the power conversion device to be operated alone determined in step S302 among the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n. And outputs the drive command value fd. Thereafter, the process proceeds to step S306.
  • the charge control unit 21 updates the operation history information stored in the memory 22 to the identification information of the power conversion device that has been independently operated this time, ends the series of processes, and returns to the original process.
  • the charge control device 20 reads out the order information and the operation history information from the memory 22 (step S300).
  • the charge control device 20 recognizes the power conversion device that has performed the constant voltage charging operation last time from the operation history information, and determines the power conversion device to be independently operated this time from the order information.
  • the order information is set in the order of the first power converter 10_1 ⁇ the second power converter 10_2 ⁇ the third power converter 10_3, and is next to the third power converter 10_3. Is again the order from the first power converter 10_1.
  • the operation history information includes the identification information of the first power conversion device 10_1 as the identification information of the power conversion device that has operated independently last time.
  • the charge control device 20 determines the second power conversion device 10_2 to be the device to be independently operated this time from the order information of FIG.
  • a voltage command value Vref for example, 100 [V]
  • a drive command value fd of value “0” are output to the second power conversion device 10_2 (step S302).
  • the drive command value fd of value "1” is output to the first and third power conversion devices 10_1 and 10_3 (step S304).
  • the second power conversion device 10_2 drives and controls the inverter circuit of the power conversion circuit 12 such that the output voltage Vout matches the voltage command value Vref (100 [V]).
  • the first and third power conversion devices 10_1 and 10_3 set the low level gate drive signal to all the inverter circuits of the power conversion circuit 12 in response to the input of the drive command value fd of value “1”. It outputs to the field effect transistor to stop the driving of the inverter circuit. In addition, a low level gate drive signal is output to the output shutoff circuit 13 to shut off the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100.
  • second power conversion device 10_2 alone performs the constant voltage charging operation to charge battery 100.
  • the battery 100 is charged while keeping the output voltage Vout constant, and the charging current Iot falls with the passage of time.
  • the charge control device 20 performs a charge end process (step S108). From then on, every time a new constant voltage charging operation is performed, the power conversion device to be independently operated in the order of the third power conversion device 10_3 ⁇ the first power conversion device 10_1 ⁇ the second power conversion device 10_2 ⁇ ... Take turns and implement the same operation control as described above.
  • the battery charging device 1 of the second embodiment when performing the constant current charging operation and the constant power charging operation, operates the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n in parallel, and performs the constant voltage charging operation. It is possible to independently operate one power converter among the first to nth power converters 10_1 to 10 — n. As a result, it is possible to reduce the power loss when performing the constant voltage charging operation as compared with a configuration in which a plurality of units are operated in parallel, and it is not necessary to balance control the output current when performing the constant voltage charging operation It becomes possible to
  • each of the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n controls the charging operation such that the output current value Io matches the current command value Iref, and the output power value Po is the power command value
  • the constant power control unit 111 is configured to control the charging operation so as to match Pref. Thereby, the first to nth power converters 10_1 to 10_n balance the output currents Io1 to Ion without performing comparisons of other output current values etc. when performing the constant current charging operation and the constant power charging operation. It is possible to
  • the first to n-th power conversion devices 10_1 to 10 — n correspond to a plurality of power conversion units
  • the charge control device 20 corresponds to a charge control unit.
  • the power conversion device that operates the first to nth power conversion devices 10_1 to 10_n independently for each preset setting time Ts in one constant power charging period Tv, It was configured to be replaced in order. Moreover, in the said 2nd Embodiment, it was set as the structure which alternates the power converter device made to operate independently for every constant power charge period.
  • the present invention is not limited to these configurations, a configuration in which a specific power converter is operated alone, a configuration in which the operation time is changed according to the deterioration state, and the number of power converters is large. In the constant power charging period, other configurations may be adopted such as a configuration in which each group is switched in turn.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • a configuration for performing two types of charging operations, constant current charging operation and constant voltage charging operation, or soft start charging operation (for example, charging with relatively small constant current) to prevent inrush current before constant current charging operation Other configurations, such as a configuration for implementing the (3)
  • the battery 100 to be charged is a lithium ion battery
  • the present invention is not limited to this configuration, but a battery capable of performing charging by performing at least constant current charging operation and constant voltage charging operation Therefore, the present invention is applicable to other types of batteries.
  • the output shutoff circuit 13 for cutting off the electrical connection between the power conversion circuit 12 and the battery 100 is provided.
  • the present invention is not limited to this configuration. It is good also as composition provided with the power supply interception circuit which intercepts electrical connection of.
  • the present invention is limited to this configuration. Absent. For example, only the output shutoff circuit 13 may be shut off, or when the power shutoff circuit is provided in addition to the output shutoff circuit 13, only the output shutoff circuit 13 and the power shutoff circuit may be shut off. .
  • the arithmetic and control unit 11 includes the microcomputer, and the processor executes the program to execute various arithmetic processing.
  • the microcomputer may not be included, and each functional component may be configured as an electronic circuit, or the like.
  • SYMBOLS 1 Battery charge device, 10_1-10_n ... 1st-nth power conversion device, 11 ... Arithmetic control device, 11a ... Micro computer, 11b ... Drive circuit, 12 ... Power conversion circuit, 13 ... Output cutoff circuit, 20 ... Charge Control device 21 charge control unit 22 memory 23 timer 100 battery CS1 to CSn current detection circuit CtS charge current detection circuit VcS voltage detection circuit

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Abstract

　複数の電力変換装置を用いて充電を行う際の、定電圧充電動作を実施時の電流バランス制御を不要とすることが可能なバッテリ充電装置を提供する。電源から供給される電力を電力変換してバッテリに供給する第１～第ｎ電力変換装置（１０＿１～１０＿ｎ）と、定電流充電動作、定電力充電動作、及び定電圧充電動作を電力変換装置に実施させてバッテリを充電する充電制御装置（２０）とを備え、充電制御装置２０は、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置（１０＿１～１０＿ｎ）を並列動作させ、定電圧充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置（１０＿１～１０＿ｎ）のうちの１台を単独動作させるようにした。

Description

バッテリ充電装置
　本発明は、バッテリ充電装置の制御技術に関する。
　従来、複数の電力変換装置を並列動作させて負荷に電力を供給する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。この技術は、並列動作させる複数の電源回路のうち特定の電源回路への電流集中を抑えるために、出力電流がバランスするように各電源回路を制御している。
　また、従来、電力変換装置を用いて、リチウムイオンバッテリ等のバッテリを充電する場合、電力変換装置を、例えば、定電流充電動作→定電圧充電動作の順に動作させている（例えば、特許文献２参照）。あるいは、定電流充電動作→定電力充電動作→定電圧充電動作の順で動作させている（例えば、特許文献３参照）。
　ここで、図１０に示すように、定電流充電動作は、充電電流Ｉotを一定に保った状態で充電を行う動作であり、定電力充電動作は、充電電力（Ｐout＝Ｖout×Iot）を一定に保った状態で充電を行う動作である。また、定電圧充電動作は、充電電圧Ｖoutを一定に保った状態で充電を行う動作である。すなわち、充電開始後に定電流充電動作→定電力充電動作の順で充電動作を実施することで効率よく充電を行い、充電終期において定電圧充電動作を実施することで、過充電を回避しつつバッテリ容量の限度値直前まで充電を行う。
特開２０１２－２４４８６６号公報 特開２０１２－１５７２０１号公報 特開２０１０－２１３４９９号公報
　ところで、複数の電力変換装置を定電圧動作させてバッテリを充電する場合に、これら電力変換装置の出力電流をバランスさせるためには、上記従来技術のように、各電源回路の電流検出結果ＣＴ１～ＣＴｎとこれらの合計電流の検出結果ＣＴ０とを取得する制御線と、これら電流検出結果を比較するための制御回路及び制御線とが必要となる。
　また、上記従来技術では、電流をバランスさせる際の電流指令値の生成から各電源回路を駆動するための制御信号の生成までを１台の制御装置で集中制御している。
　しかしながら、複数の電力変換装置を並列動作させてバッテリを充電する場合、例えば、図１１に示すように、制御装置（不図示）から、電流指令値Iｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ及び電圧指令値Ｖｒｅｆを受けて、各電力変換装置が、各自の出力電流検出結果Ｉｏ１～Ｉｏ３及び出力電圧検出結果Ｖｏｕｔから制御信号の生成を行う構成もある。
　かかる構成において、定電圧充電動作を実施しかつ出力電流をバランスさせるためには、図１１に示すように、例えば、各電力変換装置ＳＭＰＳ１～ＳＭＰＳ３に、各電力変換装置の電流検出結果を比較する制御回路を含む電流バランス制御部ＣＢＣ１～ＣＢＣ３が必要になると共に、各電力変換装置に、これらの出力電流検出結果Ｉｏ１～Ｉｏ３を供給する制御線が必要となる。
　本発明者らは、特に図１１に示す従来構成において、定電流充電動作及び定電力充電動作を実施する場合に、各電力変換装置が、制御装置からの電流指令値（電力指令値）に対して、各自の出力電流検出結果から自己の出力電流を各指令値に一致するように制御できることから、出力電流のバランス制御を行う必要が無い点に着目した。加えて、定電圧充電動作を実施する場合、定電流充電動作及び定電力充電動作と比較してバッテリの充電に必要な電力が小さくて済み、１台の電力変換装置だけで充電に必要な電力を賄える点に着目した。
　そして、これら着目点から、出力電流がバランスしない定電圧充電動作では、複数台の電力変換装置のうちの１台の電力変換装置のみを単独動作することで、出力電流のバランス制御自体を不要とすることが可能であることを見いだした。
　本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、複数の電力変換装置を用いて充電を行う際の定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御を不要とすることが可能なバッテリ充電装置を提供することを目的とする。
　〔形態１〕　上記目的を達成するために、形態１のバッテリ充電装置は、電源から供給される電力を電力変換してバッテリに供給する複数の電力変換部と、充電電流を一定に保つ定電流充電動作、充電電力を一定に保つ定電力充電動作、及び充電電圧を一定に保つ定電圧充電動作のうち、少なくとも定電圧充電動作を含む２種類以上の充電動作を電力変換部に実施させてバッテリを充電する充電制御部と、を備える。そして、充電制御部は、定電流充電動作及び定電力充電動作のうち２種類以上の充電動作に含まれる充電動作の実施時は、複数の電力変換部を並列動作させ、定電圧充電動作の実施時は、複数の電力変換部のうちの１つの電力変換部を単独動作させることを特徴とする。
　このような構成であれば、比較的大きい供給電力が必要な定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時に、複数の電力変換部を並列動作させることが可能となる。加えて、供給電力が比較的小さくて済む定電圧充電動作の実施時は、複数の電力変換部のうちの１つの電力変換部を単独動作させることが可能となる。
　〔形態２〕　さらに、形態２のバッテリ充電装置は、形態１の構成に対して、充電制御部は、定電流充電動作に対応する電流指令値、定電力充電動作に対応する電力指令値、及び定電圧充電動作に対応する電圧指令値のうち、上記２種類以上の充電動作に対応する指令値を電力変換部に出力することで複数の電力変換部の充電動作を制御する。また、複数の電力変換部のそれぞれは、充電制御部からの電流指令値と自己の出力電流値とに基づき出力電流値が電流指令値に一致するように充電動作を制御する定電流制御部、充電制御部からの電力指令値と自己の出力電流値及び出力電圧値とに基づき自己の出力電力値が電力指令値に一致するように充電動作を制御する定電力制御部、及び充電制御部からの電圧指令値と自己の出力電圧値とに基づき出力電圧値が電圧指令値に一致するように充電動作を制御する定電圧制御部のうち、上記２種類以上の充電動作に対応する制御部を備える。
　このような構成であれば、複数の電力変換部は、充電制御部からの電流指令値、電力指令値及び電圧指令値のうちいずれか１つの指令値の入力を受ける。そして、定電流制御部、定電力制御部及び定電圧制御部のうち、入力を受けた指令値に対応するいずれか１つの制御部によって、定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作のうちいずれか１つの充電動作を実施することが可能となる。
　すなわち、複数の電力変換部のそれぞれは、定電流充電動作について、自己の出力電流値が電流指令値と一致するように充電動作を制御することが可能となる。また、定電力充電動作について、自己の出力電流値及び出力電圧値とから求まる自己の出力電力値が電力指令値と一致するように充電動作を制御することが可能となる。ここで、出力電圧値（充電電圧値）は各電圧変換部で共通となることから、定電力充電動作では、充電電圧値の変化に応じて、各電圧変換部が、各自の出力電力値が電力指令値と一致する共通の出力電流値を出力するように制御することが可能である。そのため、定電流充電動作及び定電力充電動作については、複数の電力変換部の出力電流をバランスする必要が無い。
　〔形態３〕　さらに、形態３のバッテリ充電装置は、形態１又は２の構成に対して、充電制御部は、充電開始から完了までの１回の充電期間における定電圧充電動作の実施期間において、単独動作させる電力変換部を、予め設定した設定時間が経過する毎に他の電力変換部へと順番に入れ替えることを特徴とする。
　このような構成であれば、定電圧充電動作の実施時に単独動作させる電力変換部を、設定時間が経過する毎に、他の電力変換部へと順番に入れ替えることが可能となる。
　〔形態４〕　さらに、形態４のバッテリ充電装置は、形態１又は２の構成に対して、充電制御部は、単独動作させる電力変換部を、充電開始から完了までの１回の充電期間が完了する毎に他の電力変換部へと順番に入れ替えることを特徴とする。
　このような構成であれば、定電圧動作の実施時に単独動作させる電力変換部を、１回の充電期間が完了する毎に、他の電力変換部へと順番に入れ替えることが可能となる。
　〔形態５〕　さらに、形態５のバッテリ充電装置は、形態１乃至４のいずれか１の構成に対して、バッテリは、リチウムイオンバッテリであり、充電制御部は、定電流充電動作、定電圧充電動作の順、又は定電流充電動作、定電力充電動作、定電圧充電動作の順で電力変換部を動作させてバッテリを充電することを特徴とする。
　このような構成であれば、リチウムイオンバッテリに対して、定電流充電動作、定電圧充電動作の順、又は定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作の順で充電を行うことが可能となる。加えて、定電圧充電動作の実施時に、複数の電力変換部のうちの１つの電力変換部を単独動作させることが可能である。
　本発明によれば、比較的大きい充電電力が必要な定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時に、複数の電力変換部を並列動作させ、充電電力が比較的小さくて済む定電圧充電動作の実施時に、複数の電力変換部のうちの１つの電力変換部を単独動作させる。これにより、複数の電力変換部を並列動作させた場合に出力電流がバランスしなくなる定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御を不要とすることが可能となる。
　これにより、定電圧充電動作の実施時に電流バランス制御を行うのに必要な専用の制御回路や制御線を不要とすることが可能となり、かかる電流バランス制御のためのコストアップを抑えることができるという効果が得られる。加えて、定電圧充電動作を実施時の電力損失を複数動作時と比較して低減することができるという効果が得られる。
第１実施形態のバッテリ充電装置の全体構成を示すブロック図である。 （ａ）は、電力変換装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、演算制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。 充電制御装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 充電動作制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の定電圧充電動作制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の定電圧充電動作を実施時の単独動作する電力変換装置の動作時間と動作順番の一例を示す図である。 第２実施形態の充電制御装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 第２実施形態の定電圧充電動作制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の定電圧充電動作を実施時の単独動作する電力変換装置の動作順番の一例を示す図である。 定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作の順で充電を実施時の充電電圧と充電電流との関係の一例を示す図である。 従来の複数の電力変換装置を備えたバッテリ充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
（第１実施形態）
　（構成）
　図１に示すように、第１実施形態のバッテリ充電装置１は、並列接続された第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎ（ｎは２以上の自然数）と、充電制御装置２０と、第１～第ｎ電流検出回路ＣＳ１～ＣＳｎと、充電電流検出回路ＣｔＳと、電圧検出回路ＶｃＳとを含んで構成される。なお、図１の例では、電力変換装置が３台以上となる構成としているが、第１～第２電力変換装置１０＿１～１０＿２の２台構成としてもよい。このバッテリ充電装置１は、充電制御装置２０によって、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの充電動作を制御して、出力端子に接続されたバッテリ１００を充電する。また、図示省略しているが、入力端子Ｔｉｎには、電源が接続される。また、第１実施形態において、バッテリ１００は、リチウムイオンバッテリである。
　第１～第ｎ電流検出回路ＣＳ１～ＣＳｎは、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎと、これらの出力線の他の電力変換装置の出力線との合流部との間に介挿され、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏｎを検出する回路である。
　例えば、第１電流検出回路ＣＳ１であれば、第１電力変換装置１０＿１と、この出力線の第２～第ｎ電力変換装置１０＿２～１０＿ｎの出力線との合流部との間に介挿される。
　また、第１～第ｎ電流検出回路ＣＳ１～ＣＳｎは、例えば、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎと、これらの出力線の合流部との間に個別に介挿された微小抵抗値のシャント抵抗と、このシャント抵抗の両端にかかる電圧を計測して各電力変換装置の出力電流を検出する電流検出回路とから構成される。また、シャント抵抗を用いる構成に限らず、例えば、ＤＣカレント・トランス（ＤＣＣＴ）等のホール素子を用いる構成等、他の構成としてもよい。
　充電電流検出回路ＣｔＳは、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの出力線の合流部とバッテリ１００との間に介挿され、バッテリ１００の充電電流Ｉｏｔ（Ｉｏｔ＝Ｉｏ１＋Ｉｏ２＋・・・＋Ｉｏｎ）を検出する回路である。
　充電電流検出回路ＣｔＳは、例えば、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの出力線の合流部とバッテリ１００との間に介挿された微小抵抗値のシャント抵抗と、このシャント抵抗の両端にかかる電圧を計測して充電電流を検出する電流検出回路とから構成される。また、シャント抵抗を用いる構成に限らず、例えば、ＤＣカレント・トランス（ＤＣＣＴ）等のホール素子を用いる構成等、他の構成としてもよい。
　電圧検出回路ＶｃＳは、充電電流検出回路ＣｔＳと、バッテリ１００との間に介挿され、各電力変換装置の出力電圧（充電電圧）Ｖｏｕｔを検出する回路である。
　第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎは、入力端子Ｔｉｎを介して電源から入力される電源電力を電力変換する電力変換回路を含んで構成される。この電力変換回路は、入力端子Ｔｉｎに接続される電源の種別に応じて構成が異なる。例えば、電源が交流電源であれば、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータから構成され、電源が直流電源であれば直流電力を直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータから構成される。
　第１実施形態では、電源は交流電源（例えば、商用電源）であり、電力変換回路はＡＣ／ＤＣコンバータであることとする。
　また、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎは、充電制御装置２０からの電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ、電圧指令値Ｖｒｅｆ、及び駆動指令値ｆｄに基づき、定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作を実施して、バッテリ１００を充電する。
　充電制御装置２０は、電圧検出回路ＶｃＳで検出される出力電圧Ｖｏｕｔを監視し、出力電圧Ｖｏｕｔの大きさに応じて充電動作の種類を適宜切り換えることで、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎによるバッテリ１００の充電動作を制御する。
　第１実施形態において、充電制御装置２０は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに、定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作の３種類の充電動作を実施させるようになっている。
　そのため、充電制御装置２０は、定電流充電動作の実施時は電流指令値Ｉｒｅｆを、定電力充電動作の実施時は電力指令値Ｐｒｅｆを、定電圧充電動作の実施時は電圧指令値Ｖｒｅｆを、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち予め設定した電力変換装置に出力する。
　また、充電制御装置２０は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの駆動状態を制御するための駆動指令値ｆｄを、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに出力する。
　ここで、駆動指令値ｆｄは、「０」のときに電力変換装置を駆動させ、「１」のときに電力変換装置の駆動を停止するように設定された指令値である。
　すなわち、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎは、値「０」の駆動指令値ｆｄが入力されたときは、駆動状態となって指令値に応じた充電動作を実施し、値「１」の駆動指令値ｆｄが入力されたときは、停止状態となって充電動作を休止する。
（電力変換装置の構成）
　次に、図２（ａ）及び（ｂ）に基づき、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの具体的な構成を説明する。
　以下、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを、区別する必要が無い場合に、単に「電力変換装置１０」と称する場合がある。同様に、第１～第ｎ電流検出回路ＣＳ１～ＣＳｎを「電流検出回路ＣＳ」と称する場合がある。同様に、第１～第ｎ電流検出回路ＣＳ１～ＣＳｎの検出電流Ｉｏ１～Ｉｏｎを「出力電流Ｉｏ」と称する場合がある。
　電力変換装置１０は、図２（ａ）に示すように、演算制御装置１１と、電力変換回路１２と、出力遮断回路１３とを含んで構成される。
　演算制御装置１１は、充電制御装置２０から入力された、電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ及び電圧指令値Ｖｒｅｆのうちいずれか１つと、駆動指令値ｆｄとに基づき、電力変換回路１２を、定電流充電動作、定電力充電動作又は定電圧充電動作させるための駆動信号を生成する。そして、生成した駆動信号を、電力変換回路１２に出力する。
　また、演算制御装置１１は、充電制御装置２０からの駆動指令値ｆｄに基づき、駆動指令値ｆｄが「０」であれば、電力変換回路１２に対して各充電動作に応じた駆動信号を出力する。一方、駆動指令値ｆｄが「１」であれば、電力変換回路１２に対して、その駆動を停止する駆動信号を出力する。
　第１実施形態の電力変換回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含んで構成される。このＡＣ／ＤＣコンバータは、入力端子Ｔｉｎに接続された交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路と、整流回路からの直流入力を電力変換して直流出力を得る例えば絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。このＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、フルブリッジのインバータ回路と、このインバータ回路の交流出力が入力されるトランスと、このトランスの交流出力を整流する整流回路とを含んで構成される。
　かかる構成によって、電力変換回路１２は、演算制御装置１１からの駆動信号によって、インバータ回路を構成するスイッチング素子（例えば、電界効果トランジスタ）が駆動制御される。これにより、入力側の整流回路から供給される直流電力を、駆動信号に基づく駆動内容に応じた交流電力へと変換し、この交流電力を出力側の整流回路で整流してバッテリ１００の充電電力（直流電力）へと変換する。すなわち、電力変換回路１２は、演算制御装置１１からの駆動信号によって駆動制御され、定電流充電動作、定電力充電動作又は定電圧充電動作の動作条件を満たす直流電力を出力する。
　出力遮断回路１３は、電力変換回路１２と出力端子Ｔｏｕｔとの間に介挿され、遮断動作時に電力変換回路１２と出力端子Ｔｏｕｔに接続されたバッテリ１００との電気的な接続を遮断する。また、出力遮断回路１３は、例えば、電界効果トランジスタから構成される。なお、出力遮断回路１３は、電界効果トランジスタを用いた半導体リレーに限らず、他の半導体素子を用いた構成としてもよいし、半導体リレーに限らず、機械式リレー、ハイブリッドリレー等から構成してもよい。
　演算制御装置１１は、図２（ｂ）に示すように、マイクロコンピュータ１１ａ（以下、「マイコン１１ａ」と称す）と、駆動回路１１ｂとを含んで構成される。
　マイコン１１ａは、図示省略するが、Ａ／Ｄ変換器と、プロセッサと、各種データを格納するメモリとを含んで構成され、各種センサからのアナログ入力信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号へと変換し、このデジタル信号の示すデジタル値をプロセッサで演算処理して各種制御指令値を算出する。そして、算出した制御指令値を、駆動回路１１ｂに出力する。
　具体的に、マイコン１１ａには、充電制御装置２０からのデジタル信号である電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び駆動指令値ｆｄが入力される。加えて、電流検出回路ＣＳからのアナログ信号である出力電流Ｉｏと、電圧検出回路ＶｃＳからのアナログ信号である出力電圧Ｖｏｕｔとが入力される。
　マイコン１１ａは、アナログの出力電流値Ｉｏ及び出力電圧値Ｖｏｕｔを、Ａ／Ｄ変換器を介して、デジタルの出力電流値Ｉｏ及び出力電圧値Ｖｏｕｔへと変換する。そして、これら出力電流値Ｉｏ及び出力電圧値Ｖｏｕｔと、充電制御装置２０からの電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ、電圧指令値Ｐｒｅｆ及び駆動指令値ｆｄとに基づき、各種充電動作に対応する制御指令値を演算する。
　また、マイコン１１ａは、各種充電動作に対応する制御指令値を生成するための機能構成部として、図２（ｂ）に示すように、定電流制御部１１０と、定電力制御部１１１と、定電圧制御部１１２と、駆動制御部１１３とを備える。ここで、これら機能構成部の各機能は、プロセッサにおいて、予めメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
　すなわち、マイコン１１ａは、電流指令値Ｉｒｅｆの入力に応じて、定電流制御部１１０の処理を実行し、電力指令値Ｐｒｅｆの入力に応じて、定電力制御部１１１の処理を実行し、電圧指令値Ｖｒｅｆの入力に応じて、定電圧制御部１１２の処理を実行する。また、駆動指令値ｆｄの入力に応じて、駆動制御部１１３の処理を実行する。
　定電流制御部１１０は、電流指令値Ｉｒｅｆ及び出力電流値Ｉｏに基づき、例えばＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行って、電力変換回路１２の出力電流値Ｉｏが電流指令値Ｉｒｅｆに一致するように電力変換回路１２を駆動制御するための制御指令値Ｉ*を演算する。そして、演算した制御指令値Ｉ＊を駆動回路１１ｂに出力する。
　定電力制御部１１１は、まず、出力電圧値Ｖｏｕｔと出力電流値Ｉｏとを乗算して出力電力値Ｐｏｕｔを演算する。次に、この出力電力値Ｐｏｕｔ及び電力指令値Ｐｒｅｆに基づき、例えばＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行って、電力変換回路１２の出力電力Ｐｏｕｔが、電力指令値Ｐｒｅｆに一致するように電力変換回路１２を駆動制御するための制御指令値Ｐ*を演算する。そして、演算した制御指令値Ｐ＊を駆動回路１１ｂに出力する。
　定電圧制御部１１２は、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び出力電圧値Ｖｏｕｔに基づき、例えばＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行って、電力変換回路１２の出力電圧値Ｖｏｕｔが電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するように電力変換回路１２を駆動制御するための制御指令値Ｖ*を演算する。そして、演算した制御指令値Ｖ＊を駆動回路１１ｂに出力する。
　駆動制御部１１３は、入力された駆動指令値ｆｄが「０」であると判定すると、電力変換回路１２を通常制御させるための制御指令値Ｄ＊を駆動回路１１ｂに出力する。一方、入力された駆動指令値ｆｄが「１」であると判定すると、電力変換回路１２を停止させるための制御指令値Ｄ＊を駆動回路１１ｂに出力する。
　ここで、第１実施形態において、電力変換回路１２のインバータ回路を構成するスイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、フルブリッジ構成のインバータ回路は、直列接続された２つの電界効果トランジスタからなるスイッチングアームを２つ並列に接続した構成である。そして、このような構成のインバータ回路を、例えば、位相シフト方式やパルス幅変調（ＰＷＭ）方式等の予め設定した駆動方式に対応するゲート駆動信号によって駆動する。
　また、制御指令値Ｉ＊、Ｐ＊、Ｖ＊及びＤ＊は、いずれもキャリア信号からゲート駆動信号を形成するための電圧指令値となる。
　駆動回路１１ｂは、図示省略するが、三角波のキャリア信号を発生する信号発生回路と、制御指令値とキャリア信号とに基づきインバータ回路および出力遮断回路１３のゲート駆動信号を形成する駆動信号形成回路とを備える。
　駆動回路１１ｂは、制御指令値Ｉ*、Ｐ＊及びＶ＊のうちいずれか１つと、制御指令値Ｄ＊とが入力されると、制御指令値Ｄ＊が通常制御させるための値（例えば「０」）である場合に、通常制御時の駆動信号を形成する。
　具体的に、駆動信号形成回路において、入力された制御指令値Ｉ*、Ｐ＊及びＶ＊のうちいずれか１つとキャリア信号とをもとに４つのゲート駆動信号を形成する。そして、形成した４つのゲート駆動信号を、電力変換回路１２のインバータ回路に出力する。更に、値「０」の制御指令値Ｄ＊の入力に応じて、駆動信号形成回路において、出力遮断回路１３を通電状態とする１つのゲート駆動信号（ハイレベルのゲート駆動信号）を形成する。そして、形成した１つのハイレベルのゲート駆動信号を出力遮断回路１３に出力する。
　一方、駆動回路１１ｂは、電力変換回路１２を停止させるための値（例えば「１」）が設定された制御指令値Ｄ＊が入力された場合、他の制御指令値の入力に関係なく、駆動信号形成回路において、ローレベルの４つのゲート駆動信号を形成し、形成した４つのローレベルのゲート駆動信号をインバータ回路に出力する。更に、駆動信号形成回路において、出力遮断回路１３を遮断状態とする１つのゲート駆動信号（ローレベルのゲート駆動信号）を形成する。そして、形成した１つのローレベルのゲート駆動信号を出力遮断回路１３に出力する。これにより、インバータ回路の駆動を停止すると共に、電力変換回路１２とバッテリ１００との電気的な接続を遮断する。
（充電制御装置の構成）
　次に、図３に基づき、充電制御装置２０の具体的な構成を説明する。
　充電制御装置２０は、図３に示すように、充電制御部２１と、メモリ２２と、タイマ２３とを含んで構成される。
　充電制御部２１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、電圧検出回路ＶｃＳからの出力電圧Ｖｏｕｔと、充電電流検出回路ＣｔＳからの充電電流Ｉｏｔとに基づき、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎによるバッテリ１００の充電動作を制御する。
　なお、充電制御部２１は、Ａ／Ｄ変換器を備えており、アナログの出力電圧値Ｖｏｕｔ及び充電電流値Ｉｏｔを、デジタルの出力電圧値Ｖｏｕｔ及び充電電流値Ｉｏｔへと変換する。そして、変換後のデジタル値に基づき充電動作制御処理を実行する。
　具体的に、充電制御部２１は、充電初期は、比較的大きな充電電流（例えば、供給可能な最大電流）で充電を行うため、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを、定電流充電動作で並列動作させる。更に、充電中期からは、比較的大きな充電電力（例えば、供給可能な最大電力）で充電を行うため、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを定電力充電動作で並列動作させる。更に、充電終期は、必要な充電電力が小さくて済むため、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうちのいずれか１台を定電圧充電動作で単独動作させる。
　また、充電制御部２１は、定電流充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して、電流指令値Ｉｒｅｆを出力すると共に、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して、値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。また、定電力充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して電力指令値Ｐｒｅｆを出力すると共に、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して、値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。
　ここで、充電制御装置２０は、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時に、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを並列動作させる際、バッテリ１００への充電電流の供給を、各電力変換装置に均等に負担させるようになっている。そのため、例えば、定電流充電動作であれば、目標とする定充電電流値Ｉｔの１／ｎとなる電流指令値Ｉｒｅｆ（＝Ｉｔ／ｎ）を第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに出力する。同様に、定電力充電動作であれば、目標とする定充電電力値Ｐｔの１／ｎとなる電力指令値Ｐｒｅｆ（＝Ｐｔ／ｎ）を第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに出力する。
　一方、充電制御装置２０は、定電圧充電動作の実施時は、バッテリ１００への充電電流の供給を、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうちのいずれか１台の電力変換装置を単独動作させることで、この単独動作させた電力変換装置のみに負担させる。
　すなわち、単独動作させる電力変換装置に対して目標とする定電圧値である電圧指令値Ｖｒｅｆを出力すると共に、この電力変換装置に対して値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。加えて、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち、単独動作させる電力変換装置を除く残りの電力変換装置に対して値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する。
　また、第１実施形態の充電制御装置２０は、充電開始から充電完了（満充電）までの１回の充電期間における定電圧充電動作期間Ｔｖにおいて、タイマ２３によって、単独動作している電力変換装置の動作時間Ｔｄを計測する。そして、この動作時間Ｔｄが、予め設定した設定時間Ｔｓ以上になると、現在単独動作している電力変換装置の定電圧充電動作を、他の電力変換装置に交代させる。
　すなわち、現在単独動作している電力変換装置に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力し、次の順番に該当する電力変換装置に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆを出力すると共に、この電力変換装置に対して値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。
　なお、第１実施形態では、１回の定電圧充電動作期間Ｔｖにおいて、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを、予め設定した交代順で順番に単独動作させる。
　この交代する順番は、順番情報として、各電力変換装置の識別情報に対応付けて予め設定されており、この順番情報は、メモリ２２に記憶されている。
　また、定電圧充電動作の実施時は、駆動中の電力変換装置の情報もメモリに記憶し、交代する毎に、駆動中の電力変換装置の情報を更新する。なお、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが一巡するまでは、一度単独動作した電力変換装置が再び選択されないように通し順番が設定されている。
　また、充電制御部２１は、出力電圧値Ｖｏｕｔに基づき、バッテリ１００の電圧（以下、「バッテリ電圧」と称す）が異常であるか否かを判定する。そして、バッテリ電圧が異常であると判定すると、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの全てに対して値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する。
　メモリ２２は、充電制御部２１で実行する充電制御処理に必要なプログラム及びデータが記憶されたＲＯＭと、プログラムの実行に必要な各種データを一時記憶する不揮発性のメモリとから構成される。
　具体的に、ＲＯＭには、充電動作制御処理のためのプログラム、電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ、電圧指令値Ｖｒｅｆ、順番情報、設定時間Ｔｓ等が記憶されている。
　また、不揮発性のメモリには、ＲＯＭに記憶された各種データを読み出して一時記憶すると共に、単独動作している電力変換装置の情報（動作情報）を記憶する。
（充電動作制御処理）
　次に、図４に基づき、充電制御装置２０で実行される充電動作制御処理の処理手順を説明する。
　充電制御部２１において、充電動作制御処理が実行されると、図４に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
　ステップＳ１００では、充電制御部２１において、定電流充電動作制御処理を実施して、ステップＳ１０２に移行する。
　ここで、定電流充電動作制御処理は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して、電流指令値Ｉｒｅｆ及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する処理となる。これにより、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが定電流充電動作を実施する。
　ステップＳ１０２では、充電制御部２１において、定電力充電動作制御処理を実施して、ステップＳ１０４に移行する。
　ここで、定電力充電動作制御処理は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎに対して、電力指令値Ｐｒｅｆ及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する処理となる。これにより、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが定電力充電動作を実施する。
　ステップＳ１０４では、充電制御部２１において、定電圧充電動作制御処理を実施して、ステップＳ１０６に移行する。
　ステップＳ１０６では、充電制御部２１において、充電が終了したか否かを判定する。そして、充電が終了したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、充電が終了するまで判定処理を繰り返す。
　ステップＳ１０８に移行した場合は、充電制御部２１において、充電終了処理を実施して、一連の処理を終了する。
　具体的に、充電終了処理は、定電圧充電動作を実施している電力変換装置に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力し、その他の電力変換装置に対する値「１」の駆動指令値ｆｄの出力を継続する処理となる。
（定電圧充電動作制御処理）
　次に、図５に基づき、ステップＳ１０４で実行される定電圧充電動作制御処理の処理手順を説明する。
　ステップＳ１０４において、定電圧充電動作制御処理が実行されると、図５に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
　ステップＳ２００では、充電制御部２１において、第１～第ｎの電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうちのいずれか１台が、定電圧充電動作で単独動作中であるか否かを判定する。そして、単独動作中であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０４に移行する。
　ステップＳ２０２に移行した場合は、充電制御部２１において、タイマ２３のカウント値に基づき、定電圧充電動作の動作時間Ｔｄが設定時間Ｔｓ以上になったか否かを判定する。そして、設定時間Ｔｓ以上になったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。
　ステップＳ２０４に移行した場合は、充電制御部２１において、メモリ２２から順番情報及び動作情報を読み出して、ステップＳ２０６に移行する。
　ステップＳ２０６では、充電制御部２１において、ステップＳ２０４で取得した順番情報及び動作情報に基づき、第１～第ｎの電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの中から、単独動作させる電力変換装置を決定する。そして、決定した１台の電力変換装置に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。また、現在単独動作中の電力変換装置がある場合、この電力変換装置に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する。その後、ステップＳ２０８に移行する。
　ここで、充電制御部２１は、順番情報で決められた順番における、動作情報の示す電力変換装置の次の順番の電力変換装置を、単独動作させる電力変換装置に決定する。
　ステップＳ２０８では、充電制御部２１において、第１～第ｎの電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち、ステップＳ２０６で決定した単独動作させる電力変換装置以外の残りの電力変換装置に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する。その後、ステップＳ２１０に移行する。
　ステップＳ２１０では、充電制御部２１において、メモリ２２に記憶された単独動作中の電力変換装置の識別情報を更新し、更に、タイマ２３による時間計測を開始（タイマ２３をリセット）して、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
（動作）
　以下、図１～図５及び図１０を参照しつつ、図６に基づき、第１実施形態のバッテリ充電装置１の動作を説明する。
　ここで、バッテリ１００は車載用リチウムイオンバッテリであり、電源は家庭用の交流電源であるとする。車載用リチウムイオンバッテリは、リチウムイオンバッテリセル（例えば起電力約３．７［Ｖ］）を、例えば、数十個並列に接続したバッテリブロックを、更に複数個（数十～百個程度）直列に接続する等して構成される。
　また、ここでは、電力変換装置の台数を第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３の３台とする。
　いま、入力端子Ｔｉｎに、交流電源が接続されると、充電制御装置２０において、充電動作制御処理が開始される。充電制御装置２０は、まず、定電流充電動作制御処理を実施する（ステップＳ１００）。
　ここで、目標とする定充電電流を３０［Ａ］として、充電制御装置２０は、電流指令値Ｉｒｅｆ（３０［Ａ］／３台＝１０［Ａ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３に出力する。
　これにより、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３は、各自の出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が、電流指令値Ｉｒｅｆ（１０［Ａ］）と一致するように電力変換回路１２のインバータ回路を駆動制御する。すなわち、３台の電力変換装置の並列動作による定電流充電動作を実施する。従って、図１０の定電流充電動作期間に示すように、バッテリ１００が、一定の電流値（３０［Ａ］）で充電される。なお、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３は、各自が共通の出力電流（１０［Ａ］）を出力するように駆動制御されるため、出力電流がバランスする。
　このようにして定電流充電動作が実施されると、図１０に示すように、充電電流を一定（３０［Ａ］）に保ったまま充電が行われ、出力電圧Ｖｏｕｔが時間の経過に伴って上昇していく。そして、充電制御装置２０は、定電流充電動作制御処理が終了すると、次に、定電力充電動作制御処理を実施する（ステップＳ１０２）。
　ここで、目標とする定充電電力を３［ｋＷ］として、充電制御装置２０は、電力指令値Ｐｒｅｆ（＝３［ｋＷ］／３台＝１［ｋＷ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３に出力する。
　これにより、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３は、各自の出力電力Ｐｏ１～Ｐｏ３が、電力指令値Ｐｒｅｆ（１［ｋＷ］）と一致するように電力変換回路１２のインバータ回路を駆動制御する。すなわち、３台の電力変換装置の並列動作による定電力充電動作を実施する。
　具体的に、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３は、各自の出力電力Ｐｏが電力指令値Ｐｒｅｆと一致するように、出力電圧Ｖｏｕｔの上昇に応じて、各自の出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３を制御する。これにより、バッテリ１００が、一定の充電電力（３［ｋＷ］）で充電される。なお、第１～第３電力変換装置１０＿１～１０＿３は、各自が共通の出力電圧Ｖｏｕｔに対して共通の電力指令値Ｐｒｅｆとなるように出力電流を制御するため、出力電流がバランスする。
　このようにして定電力充電動作が実施されると、充電電力を一定に保ったまま充電が行われ、図１０に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔが時間の経過に伴って上昇していくと共に、充電電流Ｉｏｔが出力電圧Ｖｏｕｔの上昇に伴って下降していく。そして、充電制御装置２０は、定電力充電動作制御処理が終了すると、次に、定電圧充電動作制御処理を実施する（ステップＳ１０４）。
　充電制御装置２０は、定電圧充電動作制御処理が開始されると、現在は定電圧充電動作で単独動作している電力変換装置がないため（ステップＳ２００のＮｏ）、メモリ２２から、順番情報及び動作情報を読み出す（ステップＳ２０４）。充電制御装置２０は、動作情報から前回定電圧充電動作を行った電力変換装置を判別し、順番情報から、今回単独動作させる電力変換装置を決定する。ここで、順番情報は、図６に示すように、１回の定電圧充電動作期間Ｔｖを三等分して、最初の期間ｔｖ１を第１電力変換装置１０＿１が、次の期間ｔｖ２を第２電力変換装置１０＿２が、最後の期間ｔｖ３を第３電力変換装置１０＿３が単独動作を担当するように予め設定されている。
　ここでは、定電圧充電動作期間Ｔｖを三等分したため、設定時間Ｔｓは、「Ｔｓ＝ｔｖ１＝ｔｖ２＝ｔｖ３」となる。また、定電圧充電動作期間Ｔｖは、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔやバッテリ１００から得られる他の情報等から予測して設定する。なお、定電圧充電動作期間Ｔｖが等分できないような場合は、いずれか１台のみ設定時間を短く又は長くする。例えば、「Ｔｓ＝ｔｖ１＝ｔｖ２」として、ｔｖ３は、充電が完了するまでの時間とする。このような場合に、例えば、動作時間の異なる１台に対しても順番にローテーションするように動作順番を設定する構成としてもよい。
　今回の単独動作は、定電圧充電動作期間Ｔｖの最初の１回目となるため、充電制御装置２０は、第１電力変換装置１０＿１を今回単独動作させる装置に決定する。そして、第１電力変換装置１０＿１に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ（例えば、１００［Ｖ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０６）。加えて、第２及び第３電力変換装置１０＿２及び１０＿３に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０８）。
　また、充電制御装置２０は、第１電力変換装置１０＿１の動作時間Ｔｄの計測を開始すると共に、現在の動作情報（ここでは、単独動作中の電力変換装置の識別情報）を、第１電力変換装置１０＿１の識別情報へと更新する。
　これにより、第１電力変換装置１０＿１は、出力電圧Ｖｏｕｔが、電圧指令値Ｖｒｅｆ（１００［Ｖ］）と一致するように電力変換回路１２のインバータ回路を駆動制御する。
　一方、第２及び第３電力変換装置１０＿２及び１０＿３は、値「１」の駆動指令値ｆｄが入力されたことに応じて、ローレベルのゲート駆動信号を電力変換回路１２のインバータ回路の全ての電界効果トランジスタに対して出力して、インバータ回路の駆動を停止する。加えて、ローレベルのゲート駆動信号を出力遮断回路１３に対して出力して、電力変換回路１２とバッテリ１００との電気的接続を遮断する。
　以上の駆動制御によって、第１電力変換装置１０＿１が、単独で定電圧充電動作を実施して、バッテリ１００を充電する。
　これにより、図１０に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保ったままバッテリ１００が充電され、充電電流Ｉｏｔが時間の経過に伴って下降していく。
　引き続き、充電制御装置２０は、第１電力変換装置１０＿１の動作時間Ｔｄを監視し（ステップＳ２００のＹｅｓ）、動作時間Ｔｄが、予め設定した設定時間Ｔｓ以上になったか否かを判定する（ステップＳ２０２）。そして、動作時間Ｔｄが設定時間Ｔｓ以上になったと判定すると（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、メモリ２２に記憶された順番情報及び動作情報に基づき、次に単独動作させる電力変換装置を決定する。
　充電制御装置２０は、読み出した動作情報から、現在、第１電力変換装置１０＿１が単独動作していることが解るため、図６に示す順番情報から、第２電力変換装置１０＿２を単独動作させる装置に決定する。そして、第２電力変換装置１０＿２に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ（例えば、１００［Ｖ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０６）。加えて、第１及び第３電力変換装置１０＿１及び１０＿３に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０８）。
　すなわち、充電制御装置２０は、新たに、第１電力変換装置１０＿１に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力し、第３電力変換装置１０＿３に対する、値「１」の駆動指令値ｆｄの出力を継続する。
　また、充電制御装置２０は、第２電力変換装置１０＿２の動作時間Ｔｄの計測を開始すると共に、現在の動作情報（識別情報）を、第２電力変換装置１０＿２の識別情報へと更新する。
　これにより、第２電力変換装置１０＿２は、出力電圧Ｖｏｕｔが、電圧指令値Ｖｒｅｆ（１００［Ｖ］）と一致するように電力変換回路１２のインバータ回路を駆動制御する。
　一方、第１電力変換装置１０＿１は、値「１」の駆動指令値ｆｄが入力されたことに応じて、ローレベルのゲート駆動信号を電力変換回路１２のインバータ回路の全ての電界効果トランジスタに対して出力して、インバータ回路の駆動を停止する。加えて、ローレベルのゲート駆動信号を出力遮断回路１３に対して出力して、電力変換回路１２とバッテリ１００との電気的接続を遮断する。また、第３電力変換装置１０＿３は、値「１」の駆動指令値ｆｄが継続して入力されることによって、ローレベルのゲート駆動信号を継続してインバータ回路の全ての電界効果トランジスタ及び出力遮断回路１３に対して出力する。
　これにより、第２電力変換装置１０＿２によって定電圧充電動作が引き継がれ、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保ったまま充電が行われ、充電電流Ｉｏｔが時間の経過に伴って下降していく。
　引き続き、充電制御装置２０は、第２電力変換装置１０＿２の動作時間Ｔｄを監視し（ステップＳ２００のＹｅｓ）、動作時間Ｔｄが、予め設定した設定時間Ｔｓ以上になったか否かを判定する（ステップＳ２０２）。そして、動作時間Ｔｄが設定時間Ｔｓ以上になったと判定すると（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、充電制御装置２０は、メモリ２２に記憶された順番情報及び動作情報に基づき、次に単独動作させる電力変換装置を決定する。
　充電制御装置２０は、読み出した動作情報から、現在、第２電力変換装置１０＿２が単独動作していることが解るため、図６に示す順番情報から、第３電力変換装置１０＿３を単独動作させる装置に決定する。
　そして、第３電力変換装置１０＿３に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ（１００［Ｖ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０６）。加えて、第１及び第２電力変換装置１０＿１及び１０＿２に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ２０８）。
　すなわち、新たに、第２電力変換装置１０＿２に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力し、第１電力変換装置１０＿１に対する値「１」の駆動指令値ｆｄの出力を継続する。
　また、充電制御装置２０は、第３電力変換装置１０＿３が、単独動作させる最後の１台であることから、動作時間の計測は行わずに、現在の動作情報を、第３電力変換装置１０＿２の識別情報へと更新する。
　これにより、第３電力変換装置１０＿３によって定電圧充電動作が引き継がれ、引き続き出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保ったまま充電が行われ、充電電流Ｉｏｔが時間の経過に伴って下降していく。そして、充電制御装置２０は、定電圧充電制御処理が終了すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、充電終了処理を実施する（ステップＳ１０８）。
　具体的に、充電制御装置２０は、第３電力変換装置１０＿３に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力し、第１及び第２電力変換装置１０＿１及び１０＿２に対する、値「１」の駆動指令値ｆｄの出力を継続する。
　以上、第１実施形態のバッテリ充電装置１は、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを並列動作させ、定電圧充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち１台の電力変換装置を単独動作させることが可能である。
　これにより、複数台を並列動作させる構成と比較して、定電圧充電動作を実施時の電力損失を低減することが可能であると共に、定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御を不要とすることが可能となる。
　また、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのそれぞれが、出力電流値Ｉｏが電流指令値Ｉｒｅｆに一致するように充電動作を制御する定電流制御部１１０、出力電力値Ｐｏが電力指令値Ｐｒｅｆに一致するように充電動作を制御する定電力制御部１１１を備える構成とした。
　これにより、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎは、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時に、各自が他の出力電流値の比較等をすることなく出力電流Ｉｏ１～Ｉｏｎをバランスすることが可能となる。
　加えて、上記したように定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御が不要であるため、定電圧充電動作の実施時に出力電流をバランスするための専用の制御回路や専用の制御線を不要とすることが可能となり、コストアップの発生を抑えることが可能となる。
　また、１回の充電期間における定電圧充電動作の実施期間Ｔｖにおいて、単独動作させる電力変換装置を、予め設定した設定時間Ｔｓが経過する毎に他の電力変換装置へと順番に入れ替えることが可能である。
　これにより、特定の電力変換装置にのみ負荷がかかるような事態を回避することが可能となり、装置劣化の不均一による電力損失等の発生を低減することが可能となる。
　第１実施形態において、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが、複数の電力変換部に対応し、充電制御装置２０が、充電制御部に対応する。
（第２実施形態）
（構成）
　第２実施形態は、定電圧充電動作を実施時に単独動作させる電力変換装置の動作制御内容が上記第１実施形態と異なる。また、第２実施形態では、定電圧充電動作を実施時の電力変換装置の動作時間Ｔｄを計測しないため、充電制御装置２０がタイマ２３を備えていない点も上記第１実施形態と異なる。これら以外の構成は、上記第１実施形態と同様となる。
　以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
（充電制御装置２０の構成）
　第２実施形態の充電制御装置２０は、図７に示すように、上記第１実施形態の充電制御装置２０からタイマ２３を除去した構成となる。
　第２実施形態の充電制御部２１は、充電開始から充電完了（満充電）までの１回の充電期間毎に、定電圧充電動作期間Ｔｖで単独動作させる電力変換装置を、予め設定した順番で他の電力変換装置と交代させる。すなわち、第２実施形態では、１回の充電期間毎における定電圧充電動作期間Ｔｖの全期間を同じ電力変換装置に単独動作させる。
　なお、交代する順番は、順番情報として、各電力変換装置の識別情報に対応付けて予め設定されており、この順番情報は、メモリ２２に記憶されている。
　また、第２実施形態では、定電圧充電動作の実施時は、定電圧充電動作期間Ｔｖ毎に単独動作した電力変換装置の情報を動作履歴情報として、メモリ２２の不揮発性のメモリに記憶する。なお、動作履歴情報は、交代する毎に更新してもよいし、時刻情報を付して過去の情報に追加で記憶するようにしてもよい。なお、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが一巡するまでは、一度単独動作した電力変換装置が再び選択されないように通し順番が設定されている。
　第２実施形態のメモリ２２は、充電制御部２１で実行する充電制御処理に必要なプログラム及びデータが記憶されたＲＯＭと、プログラムの実行に必要な各種データを一時記憶する不揮発性のメモリとから構成される。
　具体的に、ＲＯＭには、充電動作制御処理のためのプログラム、電流指令値Ｉｒｅｆ、電力指令値Ｐｒｅｆ、電圧指令値Ｖｒｅｆ、順番情報等が記憶される。
　また、第２実施形態の不揮発性のメモリには、ＲＯＭに記憶された各種データを読み出して一時記憶すると共に、単独動作させた電力変換装置の情報（動作履歴情報）を記憶する。
（定電圧充電動作制御処理）
　次に、図８に基づき、第２実施形態の定電圧充電動作制御処理の処理手順を説明する。
　充電制御部２１において、定電圧充電動作制御処理が実行されると、図８に示すように、まず、ステップＳ３００に移行する。
　ステップＳ３００では、充電制御部２１において、メモリ２２から順番情報及び動作履歴情報を読み出して、ステップＳ３０２に移行する。
　ステップＳ３０２では、充電制御部２１において、ステップＳ３００で取得した順番情報及び動作履歴情報に基づき、第１～第ｎの電力変換装置１０＿１～１０＿ｎの中から、単独動作させる電力変換装置を決定する。そして、決定した１台の電力変換装置に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する。その後、ステップＳ３０４に移行する。
　ここで、充電制御部２１は、順番情報で決められた順番における、動作履歴情報の示す電力変換装置の次の順番の電力変換装置を、単独動作させる電力変換装置に決定する。
　ステップＳ３０４では、充電制御部２１において、第１～第ｎの電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち、ステップＳ３０２で決定した単独動作させる電力変換装置以外の残りの電力変換装置に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する。その後、ステップＳ３０６に移行する。
　ステップＳ３０６では、充電制御部２１において、メモリ２２に記憶された動作履歴情報を今回単独動作させた電力変換装置の識別情報に更新して、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
（動作）
　次に、図７～図８及び図１０を参照しつつ、図９に基づき、第２実施形態のバッテリ充電装置１の動作を説明する。
　以下、定電圧充電動作制御処理の動作から説明する。
　充電制御装置２０は、定電圧充電動作制御処理が開始されると、メモリ２２から、順番情報及び動作履歴情報を読み出す（ステップＳ３００）。充電制御装置２０は、動作履歴情報から前回定電圧充電動作を行った電力変換装置を認識し、順番情報から、今回単独動作させる電力変換装置を決定する。ここで、順番情報は、図９に示すように、第１電力変換装置１０＿１→第２電力変換装置１０＿２→第３電力変換装置１０＿３の順番に設定されており、第３電力変換装置１０＿３の次は、再び第１電力変換装置１０＿１からの順番となる。
　ここで、動作履歴情報が、前回単独動作した電力変換装置の識別情報として、第１電力変換装置１０＿１の識別情報を含んでいるとする。この場合、充電制御装置２０は、図９の順番情報から、第２電力変換装置１０＿２を今回単独動作させる装置に決定する。そして、第２電力変換装置１０＿２に対して、電圧指令値Ｖｒｅｆ（例えば、１００［Ｖ］）及び値「０」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ３０２）。加えて、第１及び第３電力変換装置１０＿１及び１０＿３に対して、値「１」の駆動指令値ｆｄを出力する（ステップＳ３０４）。
　これにより、第２電力変換装置１０＿２は、出力電圧Ｖｏｕｔが、電圧指令値Ｖｒｅｆ（１００［Ｖ］）と一致するように電力変換回路１２のインバータ回路を駆動制御する。
　一方、第１及び第３電力変換装置１０＿１及び１０＿３は、値「１」の駆動指令値ｆｄが入力されたことに応じて、ローレベルのゲート駆動信号を電力変換回路１２のインバータ回路の全ての電界効果トランジスタに対して出力して、インバータ回路の駆動を停止する。加えて、ローレベルのゲート駆動信号を出力遮断回路１３に対して出力して、電力変換回路１２とバッテリ１００との電気的接続を遮断する。
　以上の駆動制御によって、第２電力変換装置１０＿２が、単独で定電圧充電動作を実施して、バッテリ１００を充電する。
　これにより、図１０に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保ったままバッテリ１００が充電され、充電電流Ｉｏｔが時間の経過に伴って下降していく。そして、充電制御装置２０は、定電圧充電制御処理が終了すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、充電終了処理を実施する（ステップＳ１０８）。
　以降は、新たな定電圧充電動作が実施される毎に、第３電力変換装置１０＿３→第１電力変換装置１０＿１→第２電力変換装置１０＿２→・・・の順番で単独動作させる電力変換装置を交代し、上記同様の動作制御を実施する。
　以上、第２実施形態のバッテリ充電装置１は、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを並列動作させ、定電圧充電動作の実施時は、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのうち１台の電力変換装置を単独動作させることが可能である。
　これにより、複数台を並列動作させる構成と比較して、定電圧充電動作を実施時の電力損失を低減することが可能であると共に、定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御を不要とすることが可能となる。
　また、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎのそれぞれが、出力電流値Ｉｏが電流指令値Ｉｒｅｆに一致するように充電動作を制御する定電流制御部１１０、出力電力値Ｐｏが電力指令値Ｐｒｅｆに一致するように充電動作を制御する定電力制御部１１１を備える構成とした。
　これにより、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎは、定電流充電動作及び定電力充電動作の実施時に、各自が他の出力電流値の比較等をすることなく出力電流Ｉｏ１～Ｉｏｎをバランスすることが可能となる。
　加えて、上記したように定電圧充電動作を実施時の出力電流のバランス制御が不要であるため、定電圧充電動作の実施時に出力電流をバランスするための専用の制御回路や専用の制御線を不要とすることが可能となり、コストアップの発生を抑えることが可能となる。
　また、１回の充電期間毎に、単独動作させる電力変換装置を、他の電力変換装置へと順番に入れ替えることが可能である。
　これにより、特定の電力変換装置にのみ負荷がかかるような事態を回避することが可能となり、装置劣化の不均一による電力損失等の発生を低減することが可能となる。
　第２実施形態において、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎが、複数の電力変換部に対応し、充電制御装置２０が、充電制御部に対応する。
（変形例）
（１）上記第１実施形態では、１回の定電力充電期間Ｔｖにおいて、第１～第ｎ電力変換装置１０＿１～１０＿ｎを、予め設定した設定時間Ｔｓ毎に、単独動作させる電力変換装置を、順番に交代する構成とした。また、上記第２実施形態では、定電力充電期間毎に、単独動作させる電力変換装置を、順番に交代する構成とした。これらの構成に限らず、特定の電力変換装置に単独動作をさせる構成、劣化状態に応じて動作時間を代える構成、電力変換装置の台数が多い場合に、複数のグループに分けて、１回の定電力充電期間において、グループ毎に順番に交代する構成とするなど他の構成としてもよい。
（２）上記各実施形態では、充電動作として、定電流充電動作、定電力充電動作及び定電圧充電動作の３種類の充電動作を実施する構成としたが、この構成に限らない。例えば、定電流充電動作及び定電圧充電動作の２種類の充電動作を実施する構成や、定電流充電動作の前に、突入電流を防ぐためにソフトスタート充電動作（例えば、比較的小さな定電流で充電する動作）を実施する構成など他の構成としてもよい。
（３）上記各実施形態では、充電対象のバッテリ１００をリチウムイオンバッテリとしたが、この構成に限らず、少なくとも定電流充電動作及び定電圧充電動作を実施して充電を行うことが可能なバッテリであれば、他の種類のバッテリにも本発明を適用可能である。
（４）上記各実施形態では、電力変換回路１２とバッテリ１００との電気的接続を遮断するための出力遮断回路１３を備える構成としたが、この構成に限らず、電源と電力変換回路１２との電気的接続を遮断する電源遮断回路を備える構成としてもよい。
（５）上記各実施形態では、電力変換装置の駆動を停止する際に、電力変換回路１２のインバータ回路の駆動を停止すると共に、出力遮断回路１３を遮断する構成としたが、この構成に限らない。例えば、出力遮断回路１３のみを遮断動作させる構成としてもよいし、出力遮断回路１３に加えて電源遮断回路を備えている場合は、出力遮断回路１３と電源遮断回路のみを遮断する構成としてもよい。
（６）上記各実施形態では、電力変換装置の駆動を停止する際に、電力変換回路１２のインバータ回路の駆動を停止すると共に、出力遮断回路１３によって、電力変換装置とバッテリ１００との電気的接続を遮断する構成としたが、この構成に限らない。例えば、電力変換回路１２のインバータ回路の駆動を停止するのみの構成として、出力遮断回路１３を不要とする構成としてもよい。
（７）上記各実施形態では、演算制御装置１１がマイコンを含み、プロセッサによってプログラムを実行することで各種演算処理を行う構成としたが、この構成に限らない。例えば、マイコンを含まず、各機能構成部を電子回路で構成するなど、他の構成としてもよい。
　また、上記実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、均等物等は本発明に含まれるものである。
　１…バッテリ充電装置、１０＿１～１０＿ｎ…第１～第ｎ電力変換装置、１１…演算制御装置、１１ａ…マイクロコンピュータ、１１ｂ…駆動回路、１２…電力変換回路、１３…出力遮断回路、２０…充電制御装置、２１…充電制御部、２２…メモリ、２３…タイマ、１００…バッテリ、ＣＳ１～ＣＳｎ…電流検出回路、ＣｔＳ…充電電流検出回路、ＶｃＳ…電圧検出回路

Claims (5)

  1. 　電源から供給される電力を電力変換してバッテリに供給する複数の電力変換部と、
    　充電電流を一定に保つ定電流充電動作、充電電力を一定に保つ定電力充電動作、及び充電電圧を一定に保つ定電圧充電動作のうち、少なくとも前記定電圧充電動作を含む２種類以上の充電動作を前記電力変換部に実施させて前記バッテリを充電する充電制御部と、を備え、
    　前記充電制御部は、前記定電流充電動作及び前記定電力充電動作のうち前記２種類以上の充電動作に含まれる充電動作の実施時は、前記複数の電力変換部を並列動作させ、前記定電圧充電動作の実施時は、前記複数の電力変換部のうちの１つの電力変換部を単独動作させることを特徴とするバッテリ充電装置。
  2. 　前記充電制御部は、前記定電流充電動作に対応する電流指令値、前記定電力充電動作に対応する電力指令値、及び前記定電圧充電動作に対応する電圧指令値のうち、前記２種類以上の充電動作に対応する指令値を前記電力変換部に出力することで前記複数の電力変換部の充電動作を制御し、
    　前記複数の電力変換部のそれぞれは、前記充電制御部からの前記電流指令値と自己の出力電流値とに基づき前記出力電流値が前記電流指令値に一致するように充電動作を制御する定電流制御部、前記充電制御部からの前記電力指令値と自己の出力電流値及び出力電圧値とに基づき自己の出力電力値が前記電力指令値に一致するように充電動作を制御する定電力制御部、及び前記充電制御部からの前記電圧指令値と自己の出力電圧値とに基づき前記出力電圧値が前記電圧指令値に一致するように充電動作を制御する定電圧制御部のうち、前記２種類以上の充電動作に対応する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
  3. 　前記充電制御部は、充電開始から完了までの１回の充電期間における前記定電圧充電動作の実施期間において、前記単独動作させる電力変換部を、予め設定した設定時間が経過する毎に他の電力変換部へと順番に入れ替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ充電装置。
  4. 　前記充電制御部は、前記単独動作させる電力変換部を、充電開始から完了までの１回の充電期間が完了する毎に他の電力変換部へと順番に入れ替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ充電装置。
  5. 　前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであり、
    　前記充電制御部は、前記定電流充電動作、前記定電圧充電動作の順、又は前記定電流充電動作、前記定電力充電動作、前記定電圧充電動作の順で前記電力変換部を動作させて前記バッテリを充電することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバッテリ充電装置。
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